Експерименти з мишами встигають пом’якшити голод, маніпулюючи групою нейронів, що змушує їх їсти їжу

“Якщо ви запитаєте на вулиці, в чому причина, що людина страждає ожирінням, більшість людей відповість, що це тому, що вони їдять занадто багато, і вони мають рацію. Але важливе питання: чому ви їсте занадто багато? Питання поставив Джеффрі Фрідман в інтерв’ю Materia. У 1994 році цей американський вчений визначив гормон, який повідомляє нам, коли їсти і коли зупинятися. Цей вид роботи показав, що вага - це риса, що регулюється генами, подібно до зросту, і що думка про значне маніпулювання нею з дієт може бути складнішою, ніж питання волі та хороших звичок.

робить

Мільйони років еволюції заповіли нам генетичну спадщину, яка шукає баланс між ризиками голоду та недоліками надмірно товстого для полювання чи втечі від хижаків. Центр управління цим механізмом знаходиться в мозку, відповідальному за управління сигналами, що надсилаються тілом та навколишнім середовищем, щоб якомога довше зберегти нас у живих. Одним з ключових механізмів цієї системи є голод, необхідний стимул для боротьби з полюванням на мамонта, але смертельного ворога у світі, де всюди є їжа.

Цього тижня дві незалежні групи вчених публікують дві статті, які намагалися розгадати мережі нейронів, які управляють інформацією та імпульсами, пов’язаними з їжею.

Одна з груп, яку очолює Бредфорд Лоуелл, науковий співробітник Гарвардської медичної школи, є одним із першовідкривачів нейронів AgRP, нервових клітин, які виявляють нестачу калорій і викликають низку сигналів, які змушують нас їсти. Ці молекули мають більш високий рівень у людей із ожирінням і нижчий у худих людей.

Зараз у статті, опублікованій у журналі Nature Neuroscience, вони пояснюють відкриття ланцюга, який стримує та контролює бажання їсти. Цей механізм, регульований білком, відомим як MC4R, може стати ціллю для створення препарату, який допомагає контролювати апетит та ожиріння, зменшуючи страждання від голоду, пов'язані з дієтою.

Як тільки вони виявили нейрони, які контролюють насичення, розташовані в гіпоталамусі, області мозку, що регулює наші основні механізми виживання, дослідники помітили, що сигнали з цієї області передаються іншому в задній частині мозку, відомому як латеральне парабрахіальне ядро . Потім дослідники розробили експеримент, щоб визначити, як передавалися ці команди. Вони зробили це за допомогою системи, яка за допомогою генетично модифікованих мишей дозволила активувати нейрони за допомогою синього лазера, який діяв на імплантат волоконно-оптичного мозку в їх мозку.

За допомогою цієї системи вони запровадили голодних мишей у простір із двома камерами, одна нормальна і друга синім світлом, що активували імплантацію модифікованих мишей. Крім того, вони використовували немодифікованих мишей. Останній не виявляв переваги до жодної з двох кімнат, але маніпульований явно віддав перевагу синій, де лазер активував область мозку, пов’язану з голодом, і позбавляв від необхідності їсти.

Нейрони голоду спрацьовують, коли втрачається 5-10% маси тіла

Зараз Лоуелл і його команда працюють над тим, щоб застосувати те, що вони дізналися з цих експериментів, до здоров'я людини, хоча він визнає, що імплантація волоконної оптики людям може бути не найкращим рішенням для ожиріння. «В ідеалі ці нейрони стимулювали б наркотиками. Зараз ми працюємо над виявленням усіх генів, які експресують ці нейрони ситості, і ми сподіваємось, що вони експресують щось, що може бути використано як терапевтична мішень », пояснює Лоуелл до Materia.

У роботі, яка прагнула перевірити відповідну частину цього механізму, Скотт Стернсон, дослідник медичного інституту Говарда Хьюза, також проаналізував функцію нейронів AgRP. За словами дослідника, ці перемикачі голоду активуються, коли втрата ваги досягає від 5% до 10% маси тіла, і частково пояснюють, чому дієта може спочатку працювати, а пізніше закінчуватися невдачею через постійний апетит, який хоче повернутися нам до того, що він вважає нашою нормальною вагою.

"Ми вивчаємо різні способи, за допомогою яких мозок контролює апетит", - говорить Стернсон, який опублікував своє дослідження в Nature. «Понад 60 років усі нейробіологічні дослідження узгоджуються з ідеєю, що голод покращує смак їжі, і це, безумовно, правда. Однак ми виділили групу різних нейронів, які викликають голод за різним механізмом: вони виробляють сигнал, що генерує неприємне відчуття, і тварини вчаться їсти, частково, щоб замовкнути цей сигнал ”, - додає він. "Отже, ці нейрони сприяють негативним емоційним аспектам схуднення або через голодування, яке ці нейрони еволюціонували, або через дієту для схуднення", - підсумовує він.

Поки що Стернсон та його команда, які, як і Лоуелл, проводили свої експерименти з мишами, маніпулюючи нейронами ситості за допомогою вірусів, подібним чином до того, як нові гени вставляються в генну терапію. "Це може бути одним із способів зробити це у людей, але ми також могли б зрозуміти достатньо про рецептори та ферменти, що експресуються на нейронах AgRP, для розробки ліків, які модифікують їх у майбутньому", - говорить він.

Два підходи, представлені на цьому тижні, послужили б, якщо їх можна безпечно донести до людей, зменшити надмірне споживання їжі і, в той же час, уникнути неприємних наслідків голоду, які супроводжують дієту і які, як пояснив Фрідман, схоже нагадують нам що наша вага, як і зріст, записана в наших генах, і ми не можемо багато чого зробити, щоб змінити її в довгостроковій перспективі.