Жир снижает чувствительность мозга к гормону, который уменьшает аппетит
Проблема ожирения в наши дни становится актуальной во многих странах мира. Например, в США число людей, имеющих избыточный вес значительно превышает количество тех, у кого наблюдается недостаток массы тела. Ученые установили, что одной из причин ожирения является особая реакция организма на собственные жировые запасы. Происходящие в теле человека молекулярные процессы могут замедлять обмен веществ (метаболизм). В нормальных условиях метаболизм служит естественным регулятором чувства голода.
В новом исследовании, опубликованном недавно в издании Science Translational Medicine, подробно описывается механизм возникновения упомянутых выше молекулярных процессов. Становится понятным, почему людям с ожирением так сложно избавиться от лишних килограммов. Исследование также предлагает возможный подход к лечению ожирения. Основным органом, на который нужно воздействовать в ходе лечения, является мозг, а не пищеварительная система.
Ученые давно знают о том, какую важную роль в организме играет гормон "лептин". Образуемый жировой тканью лептин действует на рецепторы области мозга, которая называется гипоталамусом. Как известно, гипоталамус регулирует аппетит, так как в нем находится центр голода и насыщения.
Однако при ожирении человеческое тело становится менее чувствительным к лептину, и умерить свой аппетит становится все труднее и труднее. Другими словами, увеличение веса приводит к еще большему увеличению веса. Группа ученых из разных стран мира проводила опыт с мышами, имеющими избыточную массу тела, так как их кормили пищей с высоким содержанием жиров. Для выявления и выделения всех имеющихся в исследуемых образцах ткани белков применялся эффективный метод вестерн-блоттинга. Было установлено, что при ожирении возрастает активность фермента, называемого матриксной металлопротеиназой-2, или MMP-2. Анализ показал, что MMP-2 частично расщепляет белок-рецептор лептина в гипоталамусе. По этой причине нарушается сигнальная функция этого гормона и его способность подавлять аппетит.
Исследование также показало, что «отключение» MMP-2 методом прямого введения в гипоталамус фрагмента РНК имело положительный эффект. Мыши стали не так активно набирать вес. Расщепление рецептора лептина в их организмах было предотвращено. И наоборот, вирусная доставка MMP-2 в гипоталамус мышей губительно влияла на состояние рецепторов и способствовала дальнейшему развитию ожирения.
«Резистентность к лептину - это известный науке факт», - говорит одна из участниц исследования Динора Фридманн-Морвински (Dinorah Friedmann-Morvinski), специалист по цитологии из Тель-Авивского университета в Израиле. – «Нашим вкладом в данную область биологии явилось выявление механизма, с помощью которого ожирение вызывает активацию в гипоталамусе гена MMP-2. А это, в дальнейшем, ухудшает процесс передачи сигналов лептина».
Фридманн-Морвински и ее коллеги, в том числе ведущий автор Рафи Мазор (Rafi Mazor), биолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, также обнаружили, что при введении воспалительных средств в пробирку с клетками гипоталамуса возрастает активность гена MMP-2. На этом основании был сделан вывод, согласно которому первопричиной ожирения может служить воспалительный процесс. Проводившиеся ранее научные исследования подтверждают идею о том, что высококалорийное питание способно вызывать хроническое неспецифичное воспаление гипоталамуса. Со временем под его действием происходит повышенное образование ММР-2.
Мартин Майерс (Martin Myers), профессор внутренней медицины Мичиганского университета (США) и специалист по такому заболеванию, как диабет, не принимал участие в исследовании. Но он поддерживает концепцию о том, что MMP-2, вероятно, играет роль в энергетическом балансе. При этом Майерс указывает, что проведенного исследования недостаточно, чтобы доказать, что именно этот ген отрицательно влияет на сигнальную функцию лептина в живых организмах. «Я считаю, что выявление роли MMP-2 в гипоталамусе имеет потенциально важное значение. Но не думаю, что был определен сам механизм», - говорит он. – «Как мне кажется, основная проблема заключается в том, что не было продемонстрировано какое-либо изменение сигнальной функции лептина in vivo (в живом организме)». Для авторов исследования данное высказывание является спорным.
Признание результатов исследования может дать старт разработке новых методов лечения. Они будут направлены на ликвидацию воспалительного процесса в головном мозге, на снижение активности MMP-2 и повышение чувствительности мозга к лептину. «Наша работа в терапевтическом плане может иметь очень большие перспективы», - считает Фридманн-Морвински. – «Результаты указывают на воспаление, которое играет важную роль в проблеме ожирения. И направленное воздействие на MMP-2 может стать новой стратегией в решении этой проблемы».
Самой главной задачей будет разработка методов лечения людей, для которых регулярные инъекции в область гипоталамуса будут неприемлемы. Исследователи под руководством Рафи Мазора надеются, что им удастся разработать нужную лекарственную форму. Возможно, это будет заключенная в нанокапсулу частица, которая будет доставляться в гипоталамус и блокировать активность MMP-2. Данная цель имеет слишком узконаправленный характер. Но ученые планируют более глобально оценить последствия снижения уровня MMP-2 в мозге человека.
В целом, исследование вызвало очень большой интерес. В середине августа этого года в издании Science Advances была опубликована статья научных сотрудников Университета Вандербильта. В результате проведенной ими работы были обнаружены белки, которые действуют по принципу «энергетического реостата». Благодаря белкам организм регулирует объем потребляемой пищи. И это тоже одно из целевых направлений в создании новых лекарств против ожирения.
Эпидемия ожирения крайне негативно влияет на здоровье населения. Избыточный вес увеличивает риск сердечных заболеваний и диабета, вызывает нарушение сна и высокое артериальное давление. И, согласно недавнему исследованию, проведенному Гарвардской школой общественного здравоохранения им. Т. Х. Чана (Harvard T.H.Chan School of Public Health) только в США на лечение заболеваний, связанных с избыточным весом, тратится более 190 миллиардов долларов в год. Настоящая правильная таблетка для поддержания здорового веса - это безопасное лекарственное средство, которое будет контролировать аппетит пациентов, склонных к перееданию. На такую таблетку уже есть спрос среди миллионов людей, которые изо всех сил пытаются сбросить лишние килограммы.
Автор: Брет Стетка (Bret Stetka)
Перевод: SCIENCE MAGAZINE