Мозкова клітинна антена може бути ключовою для розуміння ожиріння. Контроль апетиту залежить від сигналізації на
Контроль апетиту залежить від передачі сигналів на "первинному війці", показує дослідження миші
Дослідники UC Сан-Франциско виявили, що здатність мозку регулювати масу тіла залежить від нової форми сигналізації в "ланцюзі голоду" мозку через антеноподібні структури на нейронах, які називаються первинними віями.
Первинні вії відрізняються від рухомих вій, пальцеподібних виступів, які діють як своєрідні стрічкові конвеєрні стрічки з такими функціями, як видалення сміття з легенів і дихальної труби. Колись вважали, що нерухомі первинні війки є рудиментарними, як клітинний апендикс, але протягом останнього десятиліття дослідження в UCSF та інших місцях показали, що ці структури відіграють ключову роль у багатьох формах гормонального сигналу в організмі.
Тепер нове дослідження UCSF, опубліковане 8 січня 2018 року в Nature Genetics, показує, що первинні вії також відіграють вирішальну роль у передачі сигналів у мозку. Неврологи звикли думати про передачу сигналів мозку з точки зору прямого хімічного або електричного зв'язку між нейронами на сайтах, які називаються синапсами, але нові висновки показують, що хімічна передача сигналів на первинних війках також може відігравати важливу і раніше не враховувану роль. Окрім цього, результати свідчать про потенційні нові терапевтичні підходи до зростаючої глобальної епідемії ожиріння, стверджують дослідники.
"Ми будуємо єдине розуміння людської генетики ожиріння", - сказав старший автор Крістіан Вайс, доктор медичних наук, професор Центру діабету при UCSF і член Інституту генетики людини UCSF. "До недавнього часу багато дослідників ожиріння майже не чули про первинні війки, але це зміниться".
Ключові сигнальні білки в ланцюзі голоду мозку зустрічаються в первинних війках
Сучасна епідемія ожиріння зумовлена в основному факторами навколишнього середовища, включаючи доступ до необмежених по суті джерел готових калорій у поєднанні із дедалі сидячим способом життя. Але не всі, хто потрапляє в однакові нездорові умови, стають зайвою вагою. Дослідження підрахували, що генетика сприяє від 40 до 70 відсотків схильності людей до нездорового збільшення ваги.
Починаючи з 1990-х років, генетики показали, що більшість генетичних змін, які сприяють сильному ожирінню у людей, як видається, порушують мережу нейронів у гіпоталамусі мозку. Цей "контур голоду" контролює рівень лептину, гормону, що виділяється жировими клітинами, і використовує цю інформацію для регулювання апетиту та витрат енергії для підтримки стабільної ваги. Люди (і миші) з мутаціями самого гена лептину або нейронних генів, які беруть участь у виявленні і реагуванні на лептин, не можуть виявити, коли їх організм вже встиг жирувати, і постійно харчуються так, ніби вони голодують.
Система працює так: жирові клітини у всьому тілі виділяють лептин, який направляється до мозку і виявляється нейронами в частині гіпоталамуса, яка називається дугоподібним ядром. Потім ці нейрони передають інформацію про рівні лептину групі нейронів в іншій частині гіпоталамуса, яка називається паравентрикулярним ядром (ПВН), яка визначає, чи є рівень лептину занадто високим (що вказує на надлишок жиру в організмі) чи занадто низьким (що вказує на небезпечну виснаження енергії) резерви). Потім нейрони PVN надсилають інструкції решті мозку, щоб належним чином відрегулювати ваш апетит та рівень енергії.
В останні роки Вайс і його команда продемонстрували, що мутації певного гена, який бере участь у ланцюзі голоду - MC4R - є найпоширенішим одногеновим фактором ожиріння у людей, на що припадає від 3 до 5 відсотків усіх випадків важке ожиріння (визначається як такий, що має індекс маси тіла більше 40). Команда Вайссе показала, що білок MC4R - молекула рецептора, яка виявляє хімічні сигнали, що виробляються клітинами дугоподібного ядра - присутній у підмножині клітин PVN і, схоже, є критичним для здатності цих нейронів реагувати на високий рівень лептину рівня за рахунок зниження апетиту. Однак дослідники все ще дуже мало знали про ці нейрони або про те, як вони працюють.