МАДРІД, 9 (EUROPA PRESS)

мозкових

Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско (UCSF) у США виявили, що здатність мозку регулювати масу тіла залежить від нової форми сигналізації в "ланцюзі голоду" мозку через подібні структури до антени в нейронах називається первинними віями. Вони відрізняються від рухомих вій, пальцеподібних виступів, які діють як своєрідний клітинний ремінь-носій, з такими функціями, як видалення сміття з легенів і трахеї.

Вважали, що нерухомі первинні війки є рудиментарними, як клітинний придаток, але в останнє десятиліття дослідження експертів UCSF та інших вчених показали, що ці структури відіграють ключову роль у багатьох формах сигналізації гормонів в організмі. Тепер нова робота UCSF, опублікована 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 в місцях, які називаються синапсами, але нові висновки показують, що хімічна сигналізація в первинних віях також може відігравати важливу роль і раніше передається на високий рівень. Що ще, Запропонуйте можливі нові терапевтичні підходи до зростання глобальної епідемії ожиріння, стверджують дослідники.

"Ми будуємо єдине розуміння людської генетики ожиріння", - говорить провідний автор Крістіан Вайс, професор Центру діабету UCSF, який визнає, що до недавнього часу багато дослідників ожиріння навряд чи чули про ожиріння.

Сучасна епідемія ожиріння значною мірою зумовлена ​​чинниками навколишнього середовища, такі як доступ до фактично необмежених джерел підготовлених калорій у поєднанні із дедалі сидячим способом життя. Але не всі люди, які потрапляють в однакові нездорові умови, страждають ожирінням. Дослідження підрахували, що генетика сприяє 40-70 відсоткам схильності людей до нездорового збільшення ваги.

Починаючи з 1990-х років, генетики показали, що більшість генетичних змін, що сприяють сильному ожирінню у людей, як видається, змінюють мережу нейронів в 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, що беруть участь у виявленні і реагуванні на лептин, не можуть виявити, коли їх організм вже має достатню кількість жиру, і постійно харчуються так, ніби вони голодують.

Система працює так: Жирові клітини у всьому тілі виділяють лептин, який надходить до мозку і виявляється нейронами в частині гіпоталамуса, яка називається дугоподібним ядром. Ці нейрони передають інформацію про рівень лептину групі нейронів в іншій частині гіпоталамуса, яка називається паравентрикулярним ядром (ПВН), що визначає, чи є рівень лептину занадто високим (що вказує на надлишок жиру в організмі) чи занадто низьким (вказує на небезпечно виснажені запаси енергії) ). Пізніше, Нейрони PVN надсилають інструкції решті мозку щодо належного регулювання апетиту та рівня енергії.

БІЛОК, КЛЮЧ ДО ЗНИЖЕННЯ АПЕТИТУ

Останніми роками Вайс і її команда показали, що мутації певного гена, який бере участь в ланцюзі голоду - MC4R - є найпоширенішим одногеновим фактором ожиріння у людей, що становить від 3 до 5 відсотків усіх випадків важкого ожиріння (визначається як індекс маси тіла більше 40).

Команда Вайссе показала, що білок MC4R, молекула рецептора, яка виявляє хімічні сигнали, що виробляються клітинами дугоподібного ядра, Він присутній у підмножині клітин PVN і, схоже, є критично важливим для здатності цих нейронів реагувати на високий рівень лептину, знижуючи апетит. Однак дослідники все ще дуже мало знали про ці нейрони або про те, як вони працюють.

У той же час такі дослідники інфузорій, як Джеремі Райтер, професор і завідувач кафедри біохімії UCSF, досліджували, як рідкісні генетичні дефекти первинних війок викликають такі захворювання, як синдроми Барде-Бідля та Альстрема, які майже завжди супроводжуються екстремальним ожирінням.

Дослідження Рейтера та інших осіб, проведених останніми роками, пояснили, як дефекти інфузорій призводять до інших симптомів цих синдромів, таких як зайві пальці рук і ніг, дефекти сітківки та захворювання нирок, але зв'язок із ожирінням залишається незрозумілим.

ФЛУОРЕСЦЕНТНЕ МАРКУВАННЯ БІЛКІВ

Над новою роботою команда Вайс співпрацювала з Рейтером та неврологом Марком фон Застровом, професором психіатрії в UCSF., для вивчення того, чи може бути зв’язок між тим, як мутації MC4R та дефекти війок ведуть до ожиріння. Вони почали з флуоресцентного мічення білка MC4R у мозку лабораторних мишей.

Коли дослідники дослідили нещодавно видимі нейрони, що експресують MC4R, вони виявили, що білок MC4R був сконцентрований виключно в первинних віях клітин, припускаючи, що там може відбуватися його ключова роль у регуляції апетиту. Насправді, коли вони змушували мишей експресувати мутовані версії людського гена MC4R, що спостерігаються у пацієнтів із надзвичайним ожирінням, вони виявили, що білок MC4R не досягав війок.

Ці візуалізаційні дослідження також досліджували білок, який називається аденилилциклаза 3 (ADCY3), який, як і MC4R, локалізований у первинних війках і нещодавно асоціюється із ожирінням. Відомо, що цей білок опосередковує передачу сигналів через такі білки, як MC4R, тому, щоб перевірити, чи взаємодіють ці два білки в первинних віях експресуючих MC4R нейронів у PVN, вчені блокували функцію ADCY3 в цих клітинах у мишей. споживання їжі і почали проявляти ознаки ожиріння.

Дослідники приходять до висновку, що ADCY3 і MC4R повинні зв'язуватися в первинних війках нейронів PVN, щоб ці клітини могли виявляти сигнали з дугоподібного ядра, що вказують на високий рівень жиру в організмі, і відповідати належним чином зменшенням апетиту. Це говорить про те, що, Якщо генетичні мутації заважають MC4R потрапити до вій, або якщо інші генетичні дефекти пошкоджують саму первинну війку, мозок не має можливості уповільнити набір ваги.

"Прогрес, досягнутий у цій галузі, є захоплюючим, - говорить Вайс. - У 1990-х ми задалися питанням, чи є ожиріння генетичним чи ні: десять років тому ми виявили, що більшість факторів ризику ожиріння в першу чергу впливають на контур лептину в мозку, і зараз ми збираєтеся зрозуміти, як дефекти цієї специфічної субклітинної структури певної підгрупи нейронів гіпоталамусу обумовлюють збільшення ваги та ожиріння ".

Дослідження підкреслює роль війок у передачі сигналів нейронів у мозку та підвищує можливість розробки методів лікування, які покращують контроль апетиту у людей із ожирінням, модифікуючи передачу сигналів у первинних війках нейронів, що експресують MC4R. Однак вони все ще далекі від реальності, попереджає Вайс.