Чилийското общество на затлъстяването

които

ХРАНЕНЕ ИЛИ ПОЛЕТ: МОЗЪЧНИТЕ КЛЕТКИ, КОИТО НИ КАЗВАТ КОГА ДА ЯДЕМ И КОГА БЕГАМЕ

С течение на времето твърде малко храна може да ни остави закърнели и неспособни да се борим с инфекцията. Твърде много храна може да доведе до затлъстяване, увеличавайки риска от диабет, сърдечно-съдови заболявания и рак. Но докато необходимостта да се храним е един от най-основните ни биологични процеси, мрежите от мозъчни клетки, които го контролират, се оказват много по-сложни, отколкото си представяме.

Все повече данни показват, че нервните сигнали, излъчвани от същата група неврони, които ни казват кога е добре да ядем, също ни помагат да избягаме от опасността и да избягаме, за да се храним още един ден. Учените вярват, че по-доброто разбиране за това как се контролира този основен процес може да помогне за разработването на нови лечения за психични състояния, свързани със затлъстяването и безпокойството.

Докато традиционният възглед може да е виждал регулирането на емоциите и апетита като два отделни потока от една и съща система, доказателствата се увеличават, че не можете да атакувате единия, без да въздействате върху другия.

Превключване на поведението

„За дивите животни знаем, че храненето е рисковано и често опасно начинание и това винаги е било така“, обяснява професор Доминик Уидърс, Имперски институт за клинични науки/MRC Лондонски институт по медицински науки. .

„Излизате да ядете и можете лесно да станете храна, така че трябва да можете да интегрирате това изследване и други поведения, свързани с храненето, със способността да избягате и да избягате. Така че способността за внезапно преминаване към защитно поведение е важна ”.

Като клиницист, интересите на Уидърс се крият в затлъстяването и диабета. Но разбирането как се контролира желанието за ядене го отведе обратно в лабораторията, за да анализира неврологичната основа за хранене при мишки. По-специално един регион на мозъка, вентромедиалният хипоталамус (VMH), е фокус на изследванията на затлъстяването от десетилетия.

Тази група неврони, открити дълбоко в мозъка в хипоталамуса, е известна със своето поведение, свързано с храненето, чифтосването и агресията. Предишни проучвания показват, че когато VMH е повреден при плъхове, те насочват по-голямата част от енергията си към храна или борба, което води до огромно наддаване на тегло и повишена агресия сред мъжете, които се борят.

Точно как тази група клетки превключва между звеното, за да се бие, бяга, чифтосва или храни, не е ясно. Но работата на екипа на Уидърс разкрива сложно взаимодействие между различни групи клетки.

Мнение за фина настройка

За да разбере повече за хранителните разстройства при хората, екипът на Imperial се е съсредоточил върху гризачи, които имат същите регулаторни мрежи в мозъка си.

„Хората са изследвали животни с увреждане на VMH и са видели дълбоки ефекти върху телесното тегло и диетата, но всъщност не са знаели какви вериги променят, когато са увреждали този регион“, обяснява той. "Но нашата работа предоставя много дискретни подробности и точно определя каква популация от неврони ви храни и ви пречи да ядете.".

Повишаване на теглото: Увреждането на VMH областта на мозъка причинява огромно наддаване на тегло при гризачи. Въз основа на най-съвременните инструменти за неврология, екипът успя да погледне вътре в мозъка, за да разкрие какво се случва с тези неврони по време на хранене, разкривайки друг контролен слой в подмножество от клетки във VMH.

Изследователите се обърнаха към оптогенетиката, използвайки мишки с генетично модифицирани неврони, които могат да бъдат стимулирани с проблясъци на лазерна светлина, което им позволява да наблюдават активността на определени мозъчни региони с точна точност. Доживявайки VMH, те откриха отделна популация от клетки, наречени SF1 неврони, които действат като фин контрол.

При нормални условия тези клетки се изпълват с активност, докато животните изследват заобикалящата ги среда, поддържайки първоначалното ниво на тревожност при животните. Но когато животните се доближат до храната, поведението им трябва да се промени, за да намали малко охраната си, докато ядат.

Използвайки специализирани миниатюрни камери, монтирани върху главите на животните и наблюдавайки потока на калциеви йони във и извън клетките, екипът успя да регистрира активността на невроните в реално време, разкривайки промени в активността на SF1, когато животните са били близо до храна.

По същия начин, по който мишките временно оставят охрана да се хранят, активността на клетките се отслабва, докато животните се хранят, позволявайки на VMH да премине към „необходимостта да се хранят“. Но активността отново се увеличи след спиране на храненето.

Констатациите показват, че SF1 действа като пазител на тази промяна, като внимателно регулира поведението на животните. „В момента, в който активността в този нервен регион се покачи, мишката превключва от хранене към защитно поведение, за да се увери, че е безопасно“, обяснява Паулиус Вискайтис, докторант в лабораторията на Уидърс, който е свършил по-голямата част от работата.

"Съвсем ясно е, че SF1 не са автономни, те говорят с много мозъчни региони, така че той действа като вратар, за да активира тези други системи", добавя Вискайтис. „Тези вериги стават озадачаващо сложни по отношение на това как всичко е свързано и какво е позволено и кое не“.

По-малко храна, повече риск?

Екипът установи, че поведението при хранене може да бъде повлияно от манипулиране на активността на SF1 и повишени нива на тревожност при мишките. Правейки мишките по-тревожни (чрез увеличаване на нивата на стрес), те успяха ефективно да „превключат превключвателя“ в мозъка си, като изключиха желанието за хранене.

Животните, на които са били дадени лекарства, за да накарат SF1 невроните им да се стрелят по-често (така че те са по-тревожни), са по-малко склонни да се хранят и съхраняват по-малко мазнини. За разлика от това, потискането на активността на SF1 намалява тревожността и кара мишките да ядат повече и да наддават на тегло.

Интересното е, че доказателствата сочат, че тези клетки на вратарите са чувствителни и към хранителния статус на мишките - колко добре се хранят. При животни, които са получили само 80% от нормалния си прием на храна, натискът за ядене ще отмени безпокойството.

Когато SF1 невроните бяха стимулирани със светлина, увеличавайки тяхната активност, ефектът на избягване беше намален при тези мишки, което ги караше да поемат повече рискове да ядат.

"За първи път показахме, че активността в тази малка популация от мозъчни клетки рязко променя приема на храна", каза Уидърс; „Това не беше доказано преди“.

Работата е да нарисува картина на сложни мрежи от мозъчни клъстери, които се връщат обратно един към друг, за да регулират внимателно храненето.

Но какво може да ни каже това за собственото ни здраве?

Човешката връзка

Отвъд лабораторията констатациите могат да имат последици за хранителните разстройства и човешкия стрес, каза екипът.

„Съществува дългогодишно признание, че затлъстяването е свързано с променени състояния на тревожност и променени емоции и депресия, така че това е малко пиле и яйце, което е на първо място“, каза Уидърс. Той описва "многобройни неуспехи" по пътя към разработване на психиатрични лечения и лекарства за затлъстяване, много от които са изоставени поради странични ефекти.

През 2008 г. римонабант, лицензиран наркотик за лечение на затлъстяване, беше изтеглен от пазара след съобщения за сериозни психиатрични ефекти сред пациентите. По същия начин, различни антипсихотични лечения са свързани с увеличаване на теглото при пациентите, обикновено в рамките на първите шест месеца от лечението, и се съобщава за странични ефекти, свързани с теглото, при често срещани антидепресанти и лекарства против тревожност.

„Химичните вериги и предаватели, участващи в храненето и емоциите, се припокриват значително,“ обяснява Уайтърс, „така че това е една от причините, че е толкова трудно да се атакуват тези състояния, без да се удрят пътищата, които засягат другия - трудно е да се разплитат психиатрични и метаболитни лекарства и обратно. " Той добавя, че лекарства с малка молекула може да имат потенциал да отблокират това, насочвайки се към фини механизми за контрол в мозъка, като SF1 неврони, а не към фокуса на настоящите лекарства, които поставят в много по-широката мрежа, за да имат ефект., Но увеличава риск от нежелани странични ефекти.

Преломният момент може да бъде наличието на съвременни инструменти за прецизно наблюдение и промяна на дейността на специфични мозъчни региони. Преминаването отвъд традиционния опростен мозъчен модел може да е ключът към преодоляването на някои от гореизброените неуспехи, предлагащи надежда и за пациенти с метаболитни и психични състояния.

"В момента сме само в подножието, за да разберем как работи мозъкът, особено регулаторните вериги за апетита", добавя той. "Но когато започнете да комбинирате тези нови инструменти в лабораторията, ние наистина вървим към революция в науката за мозъка.".

Професор Доминик Уидърс е клиничен катедра по диабет и ендокринология в Института по клинични науки на Института по медицински науки MRC London Imperial College London. Работата в неговата лаборатория се финансира от MRC.

Източник: https://medicalxpress.com

Справка: Viskaitis P, Irvine EE, Smith MA, et al. Модулацията на активността на невроните SF1 координира координирано както поведението на хранене, така и свързаните с него емоционални състояния. Cell Rep 2017; 21: 3559-3572.

Затлъстяване

Смъртта на д-р Карлос Грант дел Рио

С дълбока болка съжаляваме да информираме медицинската общност за смъртта днес на изключителния и обичан д-р Карлос Грант дел Рио (RIP), след като е бил сериозно приет в клиниката в Биобио и по-късно в отделението за интензивно лечение на регионалната болница Гилермо Грант Бенавенте от региона Биобио, за повече от [...]

Тема на месеца

Чревна микробиота и затлъстяване

Затлъстяването, определено като излишни мазнини в мастната тъкан, което носи рискове за здравето, е заболяване, чието разпространение бързо нараства както в индустриализираните, така и в развиващите се страни. Въпреки че преяждането въз основа на хиперенергични храни, богати на мазнини и захари, заедно с физическо бездействие, […]