Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Открыт новый механизм контроля аппетита

Корейские ученые на модели плодовой мушки Drosophila melanogaster обнаружили новый механизм регуляции пищевого поведения с участием хорошо известной молекулы. Выяснилось, что кофермент тетрагидробиоптерин (BH4), который участвует в метаболизме ароматических аминокислот и биосинтезе нейромедиаторов дофамина и серотонина, необходим для предотвращения переедания.

открыт новый механизм контроля аппетита

Мушки с нарушенным синтезом этого вещества ели больше своих здоровых сородичей и накапливали больше жира, а добавление в пищу BH4 возвращало их аппетит к нормальному. BH4 оказался задействован в контроле аппетита на уровне центральной нервной системы, блокируя выброс нейронами регуляторных молекул. Статья опубликована в журнале PLOS Biology.

У млекопитающих центр контроля аппетита расположен в гипоталамусе. Вышестоящий центр — дугообразное ядро — содержит две группы нейронов, выделяющих факторы, которые действуют на нижележащие центр голода и центр насыщения. Нейропептид Y подавляет центр насыщения и вызывает чувство голода, а другой ключевой пептид, продукт расщепления проопиомеланокортина, наоборот, подавляет центр голода и стимулирует центр насыщения. Сигналы о достаточном количестве энергии в гипоталамус приходят «снизу», от пищеварительной системы и жировой ткани. Ключевым регулятором энергетического баланса в организме является небольшой белковый гормон лептин. Этот гормон вырабатывается клетками жировой ткани, когда запасы жира достигают определенного критического значения. Синтез лептина определяет долговременный контроль аппетита (в отличие от кратковременных стимулов в течение дня, которые определяются другими гормонами). Когда жировые запасы иссякают, лептин перестает синтезироваться, и стимулируется пищевое поведение, направленное на их пополнение. Обе группы нейронов дугообразного ядра гипоталамуса имеют рецепторы лептина. Связываясь с ними, лептин ингибирует синтез нейропептида Y и стимулирует синтез проопиомеланокортина, таким образом, подавляя аппетит непосредственно через центральную нервную систему. Однако далеко не всегда у людей с избыточным весом встречается недостаток лептина, и скорее всего, это не единственный механизм, по которому жировая ткань может регулировать собственное пополнение.

Система контроля аппетита довольно консервативна, и аналоги лептиновой системы и ключевых нейропептидов есть даже у дрозофилы. В поисках обратной связи между жировой тканью и мозгом, исследователи из Института науки и технологии в Южной Корее выбрали плодовую мушку в качестве объекта исследований, — с ней можно легко и быстро проводить различные генетические манипуляции, не спрашивая при этом разрешения у этического комитета.

На первом этапе исследования ученые провели широкомасштабный поиск молекулярных мишеней, «выключение» которых с помощью регуляторных РНК вызывало бы изменения в пищевом поведении. Они обнаружили, что снижение активности генов, кодирующих ферменты синтеза тетрагидробиоптерина (BH4) в жировой ткани у мушек, привело к тому, что мушки стали потреблять больше сладкой воды и запасать больше жира. Добавление BH4 привело к возвращению аппетита в норму. Подавление активности фермента, участвующего в биосинтезе BH4 в мозге, также приводило к повышению потребления сладкой воды, однако выключение рецепторов пептида F, аналогичного человеческому нейропептиду Y возвращало мухам нормальный аппетит.
Ферменты, отвечающие за синтез BH4 обозначаются Pr — Purple и Pu — Punch. Они выполняют и другие функции, например Pr участвует в синтезе пигмента в глазу дрозофилы. Из-за этого авторам пришлось подтвердить, что именно недостаток BH4 приводит к повышению аппетита. Для этого мухам в корм добавили BH4, предварительно убедившись, что само по себе это вещество не является токсичным (или просто невкусным), что могло бы вызвать снижение потребления пищи с его содержанием. Несмотря на то, что Purple и Punch участвуют в синтезе BH4 в жировой ткани, финальный этап его синтеза оказался локализован в мозге дрозофилы, в нейронах, выделяющих нейропептид F. Также как и у нас с вами, эта молекула стимулирует чувство голода.

Проведя еще несколько контрольных экспериментов, ученые сделали вывод, что BH4 контролирует тягу к еде путем блокирования выброса нейропептида F соответствующими нейронами в мозге дрозофилы. Проще говоря, BH4 не дает мозгу подать сигнал о том, что ему хочется есть, а синтез BH4 обеспечивается жировой тканью. Как именно контролируется последний, авторы работы не выяснили, однако они показали, что снижение калорийности пищи приводит к повышению ее потребления и снижению экспрессии ферментов биосинтеза BH4 в жировой ткани, т.е. система сбалансирована и чутко реагирует на поступление энергии.

У людей недостаток синтеза BH4 приводит к тяжелым расстройствам, таким как умственная отсталость и проблемы с сердечно-сосудистой системой, а также к одной из форм фенилкетонурии. Тем не менее, эти проявления можно облегчить приемом препаратов, содержащих тетрагидробиоптерин. Пока никто из исследователей не обращал внимания, входит ли в список нарушений, связанных с BH4, лишний вес (хотя, у пациентов с фенилкетонурией разного происхождения, лишний вес обнаруживается довольно часто). Возможно, после выхода этой работы на мушках, связь BH4 и ожирения заинтересует и клинических специалистов.

Избыточный вес и ожирение являются основными факторами риска для ряда хронических заболеваний, включая диабет, сердечно-сосудистые заболевания и рак. По данным ВОЗ, в 2014 году почти два миллиарда взрослых людей имели избыточный вес. Сейчас большинство людей на планете живет в странах, где ожирение убивает больше людей, чем недоедание.

Автор: Дарья Спасская



Ссылка на источник

Tags: исследования, метаболизм, мозг, нейробиология, ожирение, питание, поведение, физиология
Subscribe

Posts from This Journal “нейробиология” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments