Nutukimas: kaip dieta keičia smegenis ir skatina persivalgymą
Mokslininkai įtraukė specifinius neuronus į šoninę pagumburio sritį - regioną, susijusį su išgyvenimo mechanizmais, tokiais kaip maisto vartojimas, signalizuodamas smegenis, kada nustoti valgyti. Nutukusioms pelėms šis mechanizmas sutrinka.
Nutukimas yra pasaulinė problema. Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) apskaičiavo, kad 2016 m. Visame pasaulyje nutukdavo 650 milijonų žmonių.
Daugelis ekspertų pirštu nurodo persivalgymą ir nejudrų gyvenimo būdą kaip pagrindines nutukimo epidemijos priežastis.
Tačiau bet koks mūsų atliktas veiksmas turi pasekmių molekuliniu lygmeniu, ir ekspertai žino nedaug informacijos apie tai, kaip elgiasi mūsų smegenys, kai svarstyklių rodmenys lėtai kyla į viršų.
Šiaurės Karolinos universiteto (Chapel Hill) psichiatrijos katedros mokslininkai kartu su bendradarbiais JAV, Švedijoje ir Jungtinėje Karalystėje siekė išaiškinti nutukimo pelių smegenyse žaidžiamus molekulinius kelius.
Garrettas Stuberis, neurobiologijos profesorius, dabar persikėlęs į Vašingtono universiteto Sietle priklausomybės, skausmo ir emocijų neurobiologijos centrą, yra vyresnysis komandos rezultatų autorius. Mokslas.
„Šėrimo stabdžio“ nustatymas
Stuberis ir jo bendradarbiai tiria specifinę smegenų sritį, vadinamą šonine pagumburio sritimi (LHA).
"Jau seniai žinoma, kad LHA vaidina svarbų vaidmenį maitinantis maitinimu, tačiau tikslūs ląstelių tipai, kurie prisideda prie maitinimo šioje smegenų struktūroje, nėra tiksliai apibrėžti", - savo tyrimą paaiškino Stuberis Medicinos naujienos šiandien.
Analizuodama nutukusių pelių genų ekspresiją atskirose LHA ląstelėse ir palygindama su įprastomis pelėmis, komanda nustatė ryškius 2 tipo vezikulinių glutamato transporterių (Vglut2) ekspresuojančių neuronų pokyčius. Šios ląstelės naudoja glutamatą kaip greitai veikiantį neuromediatorių.
Tačiau genų raiškos pokyčiai nebūtinai prilygsta funkcijos pokyčiams.
Stuberis įsigilino giliau ir naudojo metodų derinį, norėdamas vizualizuoti atskirus LHAVglut2 neuronus, kai komanda davė pelėms sacharozę - įprastą cukrų, susidedantį iš gliukozės ir fruktozės.
Tyrėjai nustatė, kad sacharozės vartojimas paskatino ląsteles suaktyvėti. Tačiau atsakymas buvo niuansuotas. Pelės, kurios nebuvo labai alkanos, stipriai suaktyvino savo LHAVglut2 neuronus, o tos, kurios nevalgė 24 valandas, turėjo silpną atsaką.
Todėl Stuberis ir jo kolegos siūlo, kad LHAVglut2 neuronai vaidintų svarbų vaidmenį slopinant maitinimą sakydami mūsų smegenims, kada nustoti valgyti. Jie tai vadina „maitinimo stabdžiu“.
"Mes darome prielaidą, kad sužadinantis LHAVglut2 signalas rodo stabdžio įjungimą šeriant, kad būtų sustabdytas tolesnis maisto vartojimas", - rašo jie.
Toliau komanda ištyrė, kaip nutukimas veikia šių ląstelių aktyvumą pelėms, kurios 12 savaičių valgė labai riebią dietą, kad sukeltų nutukimą.
"Nors kontrolinių pelių LHAVglut2 neuronai išlaikė reakciją į sacharozės vartojimą, LHAVglut2 neuronai iš [daug riebalų turinčios dietos] pelių progresavo mažiau reaguoti į sacharozės vartojimą ir mažiau aktyvūs ramybės būsenoje", - rašo komanda tyrimo dokumente.
Kitaip tariant, neuronai nesiuntė tokio stipraus „nustoti valgyti“ signalo smegenims, kai pelės vartojo cukrų arba kai pelės ilsėjosi. Vietoj to, gyvūnai per daug nutukę.
Nutukimas „sutrikdo maisto pertrauką“
Kada MNT paklaustas, ar nustebo matydamas tokį prislopintą ląstelių atsaką, Stuberis paaiškino: „Taip, vaizdavimo rezultatai, kurie rodo, kad LHA glutamato ląstelės yra reguliuojamos dėl didelio riebalų kiekio dietos poveikio (mūsų eksperimentinis nutukimo modelis), nustebino mus. “
„Kai šie neuronai yra suaktyvinti, pelės sustabdo sacharozės laižymą ir vengia vietų, susietų su LHAVglut2 stimuliacija. Taigi LHAVglut2 neuronų suaktyvinimas gali būti stabdomas maitinantis “, - pridedamame„ Perspective “straipsnyje komentuoja Stephanie Borgland, Kanados Kalgario universiteto Hotchkisso smegenų instituto profesorė. Mokslas.
"Atsižvelgiant į tai, kad šių neuronų aktyvinimas taip pat veda prie pabėgimo ir vengimo elgesio, šie neuronai gali būti susiję su perėjimu iš pašarų į pabėgimą, siekiant skatinti išgyvenimą, o tai atitinka kitas pagumburio homeostatines funkcijas".
Stephanie Borgland
"Nors mūsų darbas buvo sutelktas į LHA, labai svarbu pažymėti, kad nutukimas greičiausiai taip pat moduliuoja daugelį kitų tarpusavyje susijusių smegenų regionų ir ląstelių tipų", - sakė Stuberis. MNT. "Tai apima ląstelių tipus arkiniame ir periventrikuliniame hipotalamyje, taip pat kitus smegenų regionus."
Iš tiesų, šių metų pradžioje MNT pranešė, kad kai Niujorko (NY) Rokfelerio universiteto mokslininkai stimuliavo pelių hipokampo dopamino 2 receptorių neuronus (hD2R), gyvūnai valgė mažiau. Tyrėjai teigė, kad ši neuronų grandinė neleidžia pelėms persivalgyti.
Tuo tarpu Stuberis ir jo kolegos tęsia tyrimus dėl LHA, kur planuoja pažvelgti į kitus neuronų potipius.
Kalbėdamas apie tai, kaip Stuberio išvados pritaikomos žmonėms, jis paaiškino: „Mes manome, kad mūsų […] duomenys atskleis naujus genetinius ir terapinius tikslus, kurie kada nors gali būti verčiami žmonėms“.
