Основным мозговым центром, ответственным за контроль аппетита, является так называемый центр голода и сытости, который находится в гипоталамусе. Механизмы, ответственные за контроль за потреблением пищи, основаны на взаимодействии различных групп нервных клеток. Их активность модулируется многочисленными гормонами (например, инсулином, лептином) и информацией, поступающей из окружающей среды, которая принимается, а затем анализируется различными центрами мозга.
«Голодные нейроны»
Большая часть исследований, посвященных механизмам, связанным с аппетитом, осуществляется благодаря опытам на лабораторных мышах. У животных обнаружена группа нейронов AgRP в дугообразном ядре (ARC), которая непосредственно связанна с потреблением пищи. Они были названы таким образом, потому что они продуцируют специфический белок - агути белок (AgRP).
Ученые назвали их «голодными нейронами», потому что их деятельность начинает увеличиваться только в периоды голода. У мышей они активируются в начале темной фазы (у грызунов это активная фаза), поэтому, в это время животные потребляют большую часть пищи. Искусственная активация этих клеток (например, при использовании оптигенных методов) приводит к увеличению потребления пищи даже во время неактивной фазы и способствует увеличению веса. Эксперименты показали, однако, что даже хроническая стимуляция этих клеток не приводит к постоянной и неограниченной пище. Общее ежедневное количество пищи увеличивается только в умеренной степени. Поэтому было предложено, что основой для таких результатов был механизм, основанный на принципах отрицательной обратной связи. Поэтому исследователи сосредоточились на поиске отдельной группы нейронов, которая препятствовала бы потреблению пищи и предотвращала неконтролируемое питание.
Обнаруженны клетки подавления аппетита
Fenselau et al. (2017) идентифицировали группу нервных клеток, также обнаруженную в АРК, - они под влиянием искусственной активации немедленно подавляют поглощение пищи. Эта группа клеток называется POMC-нейроны (секретирующие проопиомеланокортиновый пептид). Многочисленные исследования показали, что блокирование функции этих клеток приводит к ожирению. В то же время, однако, оказалось, что активация нейронов POMC мало влияет на следующее ингибирование приема пищи быстро. Поэтому было предложено, чтобы нейроны POMC играли уникальную роль в поддержании долговременного гомеостаза между количеством потребления пищи и массой тела. Данные нервные клетки интересным образом дополняют схему, на которой опирается весь сложный механизм, ответственный за контроль аппетита.
Речь идет о быстро активизирующихся нейронах, роль которых заключается в немедленном ингибировании приема пищи. Это ARC, секретирующие глутаматные нейроны. В экспериментах было показано, что активация этих клеток приводит к быстрому сокращению количества пищи, потребляемой на целых 50%. В свою очередь, торможение их активности имело противоположный эффект и привело к увеличению количества потребляемой пищи.
Еще дальнейшие исследования привели к еще большим интересным наблюдениям. Было показано, что на тестируемых клетках существует множество рецепторов окситоцина. В контексте изучения механизмов аппетита это важно, потому что одним из свойств окситоцина является ингибирование аппетита. Нервные клетки с окситоциновыми рецепторами назывались нейронами Oxtr. В дальнейших исследованиях было установлено, что нейроны Oxtr имеют аксоны в паравентрикулярное ядре гипоталамуса (PVN) и получают обратную связь из нейронов POMC и AgRP.
Источники:
Palmiter, R. D. (2017). Fast-acting neurons that suppress appetite. Nature Neuroscience, 20(1), 2-4.
Fenselau, H., Campbell, J. N., Verstegen, A. M., Madara, J. C., Xu, J., Shah, B. P., Resch, J. M., Yang, Z., Mandelblat-Cerf, Y., Livneh, Y. i Lowell, B. B. (2017). A rapidly acting glutamatergic ARC→ PVH satiety circuit postsynaptically regulated by [alpha]-MSH. Nature Neuroscience, 20(1), 42-51.
