Експериментите с мишки облекчават глада чрез манипулиране на група неврони, които задвижват храната

„Ако попитате на улицата каква е причината човек да е с наднормено тегло, повечето хора ще отговорят, че е така, защото ядат твърде много и са прави. Но важният въпрос е: защо ядете твърде много? Въпросът беше зададен от Джефри Фридман в интервю за Materia. През 1994 г. този американски учен е идентифицирал хормона, който ни казва кога да ядем и кога да спрем. Този тип работа показа, че теглото е черта, регулирана от гени, подобно на височината, и че мисленето за манипулирането му по смислен начин от диетите може да бъде по-сложно от въпроса за волята и добрите навици.

мозъка

Милиони години еволюция са ни завещали генетично наследство, което търси баланс между рисковете от глад и недостатъците на прекалената дебелина за лов или бягство от хищници. Контролният център на този механизъм е в мозъка, отговарящ за управлението на сигналите, изпратени от тялото и околната среда, за да ни поддържа живи възможно най-дълго. Един от ключовите механизми на тази система е гладът, необходим стимул за борба с мамут, но смъртоносен враг в свят с храна навсякъде.

Тази седмица два независими екипа от учени публикуват две статии, които са се опитали да разгадаят мрежите от неврони, които управляват информация и импулси, свързани с храната.

Една от групите, водена от Брадфорд Лоуъл, изследовател в Медицинското училище в Харвард, е един от откривателите на AgRP неврони, нервни клетки, които откриват липсата на калории и предизвикват поредица от сигнали, които ни карат да се нуждаем от храна. Тези молекули имат по-високи нива при затлъстели хора и по-ниски при слаби хора.

Сега, в статия, публикувана в списание Nature Neuroscience, те обясняват откриването на верига, която инхибира и контролира желанието за ядене. Този механизъм, регулиран от протеин, известен като MC4R, може да се превърне в цел за създаване на лекарство, което помага за контрол на апетита и затлъстяването, чрез намаляване на страданието от глад, свързано с диетата.

След като идентифицираха невроните, които контролират ситостта, разположени в хипоталамуса, зоната на мозъка, която регулира основните ни механизми за оцеляване, изследователите забелязаха, че сигналите от този регион комуникират с друг в задната част на мозъка, известен като странично парабрахиално ядро . След това изследователите създадоха експеримент, за да идентифицират как се предават тези команди. Те го направиха чрез система, която, използвайки генетично модифицирани мишки, позволи да активира невроните чрез син лазер, който въздейства върху оптичен имплант в мозъка им.

С тази система те въведоха гладни мишки в пространство с две камери, една нормална и една със синя светлина, която активира имплантирането на модифицираните мишки. Освен това те използваха немодифицирани мишки. Последният не показа предпочитание към нито една от двете стаи, но манипулираният явно предпочете синята, където лазерът активира областта на мозъка, свързана с глада, и облекчава необходимостта от ядене.

Невроните на глада се задействат, когато се загубят 5-10% от телесното тегло

Сега Лоуъл и неговият екип работят, за да приложат наученото от тези експерименти върху човешкото здраве, въпреки че той признава, че имплантирането на оптични влакна при хората може да не е най-доброто решение за затлъстяване. „В идеалния случай тези неврони биха били стимулирани с лекарство. Сега работим за идентифициране на всички гени, които тези неврони на ситост експресират и се надяваме, че те експресират нещо, което може да се използва като терапевтична цел ”, обяснява Лоуел на Materia.

В работа, която се стреми да тества свързана част от този механизъм, Скот Стърнсън, изследовател на Медицинския институт на Хауърд Хюз, също анализира функцията на AgRP невроните. Според изследователя тези превключватели на глад се активират, когато загубата на тегло достигне между 5% и 10% от телесната маса и отчасти обяснява защо диетата може да работи в началото и по-късно да завърши с неуспех поради постоянен апетит, който иска да ни върне до това, което счита за нашето нормално тегло.

„Ние изучаваме различни начини, по които мозъкът контролира апетита“, казва Стърнсън, който публикува своето изследване в Nature. „Повече от 60 години всички невробиологични проучвания са в съответствие с идеята, че гладът прави вкуса на храната по-добър и това със сигурност е вярно. Въпреки това, ние идентифицирахме група от различни неврони, които причиняват глад по различен механизъм: те произвеждат сигнал, който поражда неприятно усещане и животните се научават да ядат, отчасти, за да заглушат този сигнал ”, добавя той. „Следователно тези неврони допринасят за негативните емоционални аспекти на отслабването или поради глад, който тези неврони са еволюирали, за да предотвратят, или поради диета за отслабване“, заключава той.

Досега Стърнсън и неговият екип, които подобно на Лоуъл са провеждали своите експерименти с мишки, манипулират невроните на ситостта чрез вируси, по начин, подобен на начина, по който се вмъкват нови гени в генната терапия. „Това може да бъде един от начините да се направи при хората, но също така бихме могли да разберем достатъчно за рецепторите и ензимите, експресирани върху AgRP невроните, за да разработим лекарства, които да ги модифицират в бъдеще“, казва той.

Двата подхода, представени тази седмица, биха послужили, ако могат безопасно да бъдат донесени на хората, за намаляване на прекомерния прием на храна и в същото време да се избегнат неприятните последици от глада, съпътстващи диетата и които, както обясни Фридман, ни напомня че нашето тегло, както и височината ни, са записани в гените ни и не можем да направим много, за да го променим в дългосрочен план.