Исследователи из Германии, США и Швейцарии открыли новую популяцию нейронов в гипоталамусе, которая участвует в регуляции питания. Эти нейроны провоцируют переедание и ожирение при высокожировой диете. Новое исследование опубликовано в журнале Neuron. Исследователи разобрались и в механизме работы новых нейронов.
Графический абстракт работы
Хорошо известно, что высококалорийная (чаще всего – с избытком жиров) диета приводит к гиперфагии – перееданию и, как результат – к ожирению. Но механизмы этого оставались неизвестными.
Авторы новой работы обнаружили, что аркуатное ядро (ARC) гипоталамуса содержит в себе нейроны, которые активировались, когда подопытные животные три дня «сидели» на высокожировой диете. Оказалось, что эти нейроны экспрессируют нейропептид препроноцицептин (PNOC) и являются ГАМК-эргическими (то есть, они используют в качестве нейромедиатора гамма-аминомасляную кислоту). Так была открыта новая популяция нейронов, играющих роль в пищевом поведении. Популяцию обозначили PNOCARC-нейроны.
Центральная роль аркуатного ядра гипоталамуса (подробнее об этом отделе мозга – в нашей специальной статье) – поддержание гомеостаза организма. Оно так же, как другие, участвует в регуляции питания, метаболизма, контроле за сердечно-сосудистой системой. Особенно важно аркуатное ядро в воздействии на аппетит, потому как в нём секретируется нейропептид Y и агути-подобный пептид (agouti-related peptide, AgRP). Именно там располагаются дофаминергические нейроны, которые регулируют секрецию гормона пролактина, выделяемого гипофизом. Другие нервные клетки вырабатывают соматостатин, который подавляет секрецию гипоталамусом соматотрипин-рилизинг-гормона или соматолиберина (стимулирует в гипофизе синтез и выделение соматотропного гормона, который отвечает за рост организма).
Оптогенетическая стимуляция новооктрытых нервных клеток привела к тому, что мыши начинали больше есть и пить, вне зависимости от калорийности диеты. Разрушение нейронов протеолитическим ферментом привела к тому, что за пять недель высокожировой диеты мыши набирали меньше веса, чем контроль. К тому же результату приводило и получение трансгенных мышей без генаPNOC.
Исследование проекций этих PNOCARC-нейронов показало, что они связаны с проопиомеланокортин-экспрессирующим клеткам того же ядра (POMC-нейроны). То есть высокожировая диета, активируя PNOCARC-нейроны, которые, как мы помним, являются ГАМК-эргическими, то есть тормозными, ингибируют активность нейронов подавляющих аппетит. Так новооткрытые нейроны мешают вовремя остановиться во время еды.
Текст: Алексей Паевский
Jais et al., 2020, Neuron 106, 1–17
June 17, 2020https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.03.022