Чилійське товариство ожиріння

кормити

КОРМЛЕННЯ ТА ПОЛЕТ: МОЗКОВІ КЛІТИНИ, ЩО НАМ СКАЗАЮТЬ, КОЛИ ЇСТИ І КОЛИ БІГАТИ

З часом занадто мало їжі може залишити нас затримливими та нездатними боротися з інфекцією. Занадто багато їжі може призвести до ожиріння, збільшуючи ризик діабету, серцево-судинних захворювань та раку. Але хоча потреба самого годування є одним із найосновніших наших біологічних процесів, мережі клітин мозку, які його контролюють, виявляються набагато складнішими, ніж ми собі уявляємо.

Все частіше дані свідчать про те, що нервові сигнали, що надходять від тієї самої групи нейронів, які повідомляють нам, коли можна їсти, також допомагають нам рятуватися від небезпеки і рятуватися, щоб прогодуватися ще один день. Вчені вважають, що краще розуміння того, як контролюється цей основний процес, може допомогти у розробці нових методів лікування ожиріння та психічних захворювань, пов’язаних з тривогою.

Хоча традиційний погляд міг бачити регулювання емоцій та апетиту як два окремі потоки однієї і тієї ж системи, все більше доводиться, що ви не можете атакувати один, не впливаючи на інший.

Перемикання поведінки

"Для диких тварин ми знаємо, що годування є ризикованою і часто небезпечною справою, і це завжди було так", - пояснює професор Домінік Уізерс, Імперський інститут клінічних наук/MRC, Лондонський інститут медичних наук. .

«Ви виходите їсти, і ви також можете легко стати їжею, тож ви повинні вміти інтегрувати цю розвідку та інші способи поведінки, пов’язані з їжею, із здатністю тікати та рятуватися. Тому важлива здатність раптово переходити до оборонної поведінки ».

Як клініцист, інтереси Уідерса полягають у ожирінні та цукровому діабеті. Але розуміння того, як контролюється бажання їсти, призвело його назад до лабораторії, щоб проаналізувати неврологічні основи їжі у мишей. Зокрема, одна область головного мозку, вентромедіальний гіпоталамус (ВМГ), є предметом досліджень ожиріння протягом десятиліть.

Ця група нейронів, знайдена глибоко в мозку в гіпоталамусі, відома своєю поведінкою, пов’язаною з годуванням, спарюванням та агресією. Попередні дослідження показали, що коли VMH пошкоджується у щурів, вони направляють більшу частину своєї енергії на їжу або боротьбу, що призводить до значного збільшення ваги тварин та підвищеної агресивності серед самців, що борються.

Невідомо, як саме ця група клітин перемикається між підрозділом, щоб битися, тікати, спаровуватися чи годуватись. Але робота команди Уізерса виявила складну взаємодію між різними групами клітин.

Думка про точну настройку

Щоб зрозуміти більше про розлади харчової поведінки у людей, команда Імператора зосередилася на гризунах, у яких в мозку однакові регуляторні мережі.

"Люди вивчали тварин з пошкодженням ВМГ і бачили глибокий вплив на масу тіла та дієту, але вони насправді не знали, які схеми змінювали, пошкоджуючи цей регіон", - пояснює він. "Але наша робота надає дуже стримані деталі і точно визначає, яка популяція нейронів годує вас і заважає їсти".

Збільшення ваги: ​​пошкодження області VMH головного мозку спричиняє величезний набір ваги у гризунів. На основі передових інструментів нейронауки команда змогла заглянути всередину мозку, щоб виявити, що відбувається з цими нейронами під час годування, виявивши ще один контрольний шар у підмножині комірок у VMH.

Дослідники звернулися до оптогенетики, використовуючи мишей з генетично модифікованими нейронами, які можуть стимулюватися спалахами лазерного світла, що дозволяє їм з точною точністю контролювати активність певних областей мозку. Виконуючи VMH, вони виявили окрему популяцію клітин, які називаються нейронами SF1, які діють як точний контроль.

У звичайних умовах ці клітини стають активними, коли тварини досліджують навколишнє середовище, підтримуючи початковий рівень тривожності у тварин. Але коли тварини наближаються до їжі, їх поведінка повинна змінитися, щоб трохи знизити охорону, поки вони їдять.

За допомогою спеціалізованих мініатюрних камер, встановлених на головах тварин, та моніторингу потоку іонів кальцію в клітинах і поза ними, команда змогла реєструвати активність нейронів в режимі реального часу, виявляючи зміни в активності SF1, коли тварини були близько до їжі.

Подібно до того, як миші тимчасово випускали свого охоронця на корм, активність клітин ослаблювалась, поки тварини їли, дозволяючи VMH перейти на "необхідність годувати". Але активність знову зросла після припинення годування.

Отримані дані вказують на те, що SF1 діє як охоронець цієї зміни, ретельно регулюючи поведінку тварин. "У той момент, коли активність у цій нервовій області зростає, миша переходить з годування на захисну поведінку, щоб переконатися, що це безпечно", - пояснює Пауліус Віскайтис, докторант лабораторії Уізерса, який виконував більшу частину роботи.

"Цілком зрозуміло, що SF1 не є автономними, вони розмовляють з багатьма регіонами мозку, тому він діє як воротар для активації цих інших систем", - додає Віскайтис. "Ці схеми стають надзвичайно складними з точки зору того, як все пов'язано, а що дозволено, а що ні".

Менше їжі, більше ризику?

Команда виявила, що на поведінку годування може впливати маніпуляція активністю SF1 та підвищення рівня тривожності у мишей. Зробивши мишей більш занепокоєними (за рахунок підвищення рівня стресу), вони змогли ефективно "перемкнути перемикач" у своєму мозку, відключивши бажання годувати.

Тварини, яким давали наркотики, щоб змусити їх нейрони SF1 частіше стріляти (тому вони були більш стурбовані), рідше годувались і зберігали менше жиру. На відміну від цього, придушення активності SF1 зменшувало тривожність і змушувало мишей їсти більше і набирати вагу.

Цікаво, що дані свідчать, що ці клітини воротарів також чутливі до харчового статусу мишей - наскільки вони добре годуються. У тварин, які отримували лише 80% нормального споживання їжі, тиск до їжі зводить нанівець тривогу.

Коли нейрони SF1 стимулювали світлом, збільшуючи їх активність, уникнення ефекту у цих мишей було зменшено, що змусило їх ризикувати їсти.

"Ми вперше показали, що активність у цій невеликій популяції клітин мозку різко змінює споживання їжі", - сказав Уізерс; "Це раніше не було доведено".

Завдання полягає в тому, щоб скласти картину складних мереж мозкових скупчень, які всі повертаються один до одного, щоб ретельно регулювати харчування.

Але що це може сказати нам про наше власне здоров’я?

Людський зв’язок

Поза лабораторією, ці результати можуть мати наслідки для розладів харчування та стресу людини, зазначає команда.

"Існує давнє визнання того, що ожиріння асоціюється зі зміненими станами тривожності та зміненими емоціями та депресією, тому першими були курятина та яйцеклітина", - сказав Відерс. Він описує "велику кількість невдач" на шляху до розробки психіатричних методів лікування та лікування ожиріння, від яких багато хто відмовився через побічні ефекти.

У 2008 році римонабант, ліцензований препарат для лікування ожиріння, був вилучений з ринку після повідомлень про серйозні психічні наслідки серед пацієнтів. Подібним чином різні антипсихотичні методи лікування були пов’язані із збільшенням ваги у пацієнтів, як правило, протягом перших шести місяців лікування, і повідомлялося про побічні ефекти, пов’язані з вагою, при застосуванні загальних антидепресантів та препаратів проти тривоги.

«Хімічні ланцюги та передавачі, які беруть участь у харчуванні та емоціях, суттєво перекриваються, - пояснює Уізерс, - отже, це одна з причин, через яку так важко атакувати ці умови, не зачіпаючи шляхи, що впливають на інші - важко розплутати психічні та метаболічні препарати і навпаки. " Він додає, що препарати з невеликими молекулами можуть розблокувати це, націлюючись на механізми тонкого контролю в мозку, такі як нейрони SF1, а не на фокус нинішніх препаратів, які ставлять набагато ширшу мережу, щоб мати ефект. ризик небажаних побічних ефектів.

Поворотним моментом може стати наявність найсучасніших інструментів для точного моніторингу та зміни активності конкретних областей мозку. Вихід за рамки традиційної спрощеної моделі мозку може бути ключем до подолання деяких з вищезазначених невдач, що дає надію і пацієнтам із метаболічними та психічними захворюваннями.

"Зараз ми лише в передгір'ї з'ясовуємо, як працює мозок, особливо регуляторні схеми апетиту", - додає він. "Але коли ви починаєте поєднувати ці нові інструменти в лабораторії, ми справді рухаємось до революції в науці про мозок".

Професор Домінік Уізерс є клінічним кафедрою діабету та ендокринології Інституту клінічних наук Інституту медичних наук MRC London Imperial College London. Робота в його лабораторії фінансується MRC.

Джерело: https://medicalxpress.com

Довідково: Viskaitis P, Irvine EE, Smith MA, et al. Модуляція активності нейронів SF1 узгоджено регулює як поведінку годування, так і пов’язані емоційні стани. Cell Rep 2017; 21: 3559-3572.

Новини ожиріння

Смерть доктора Карлоса Гранта дель Ріо

З глибоким смутком ми шкодуємо повідомити медичну спільноту про сьогоднішню смерть видатного і улюбленого доктора Карлоса Гранта дель Ріо (RIP) після того, як його серйозно прийняли в клініку Біобіо, а пізніше - у відділення інтенсивної терапії лікарні Регіональний Гільєрмо Грант Бенавенте з регіону Біобіо більше ніж […]

Тема місяця

Мікробіота кишечника та ожиріння

Ожиріння, яке визначається як надлишок жиру в жировій тканині, що несе загрозу здоров’ю, є захворюванням, поширеність якого швидко зростає як у промислово розвинутих країнах, так і в країнах, що розвиваються. Хоча переїдання, засноване на гіперенергійній їжі, багатій жирами та цукром, разом із фізичною неактивністю, є […]