Об этом ученые сообщили в The Journal of Physiology.
Их новое исследование может стать краеугольным камнем будущих клинических изысканий, целью которых является отладка биологических часов в мозге с целью избежать переедания.
Исторически считалось, что главные биологические часы расположены только в той части мозга, которая называется гипоталамус.
Однако исследования, проводившиеся на протяжении многих лет, прояснили, что некоторый контроль над суточными ритмами нашего организма (уровень гормонов, аппетит и т.д.) осуществляется в нескольких частях мозга и тела, включая группу нейронов в эволюционном древнем стволе мозга, называемом дорсальным вагальным комплексом (ДВК).
В частности, было показано, что он контролирует потребление пищи, запуская чувство насыщения.
Исследования также показали, что при ожирении суточные ритмы питания и высвобождение гормонов, связанных с приемом пищи, притупляются или исчезают.
Однако оставалось неясным, является ли нарушение работы контролирующих аппетит мозговых центров причиной или результатом ожирения.
Данное исследование, проведенное в Ягеллонском университете в Кракове в сотрудничестве с Бристольским университетом, показало, что крысы, получавшие высокожирную пищу, прежде чем начать набирать вес, продемонстрировали изменения суточных нейронных ритмов ДВК и реакции этих нейронов на гормоны аппетита.
Исследователи предположили, что нарушение хронометража ДВК приводит к ожирению, а не является результатом чрезмерного веса тела.
Исследование проводилось на двух группах крыс, которые сидели на хорошо сбалансированной контрольной диете (10% ккал из жира) и на диете с высоким содержанием жиров (70% ккал из жира).
Чтобы имитировать влияние нездоровой диеты на людей, исследователи использовали крыс-подростков (в возрасте 4 недель) и контролировали их питание в течение 24 часов четыре недели подряд.
Чтобы измерить, как активность нейронов ДВК изменяется в течение 24 часов, были выполнены электрофизиологические записи. Использование многоэлектродных решеток позволило одновременно контролировать около сотни нейронов ДВК из каждого среза ствола мозга.
Исследователи получили возможность оценить циркадные изменения активности нейронов, а также их реакцию на метаболически значимые гормоны в каждой из групп.
Хотя ствол головного мозга человека и мыши имеет общие черты, основным препятствием для экстраполяции результатов данного эксперимента на человека является то, что он проводился на ночных животных (крысах). Пик активности ДВК наблюдался в конце дня, который является фазой покоя для грызунов, но активной фазой для людей.
Таким образом, еще предстоит выяснить, установлена ли фаза "мозговых часов" на день или ночь, или это зависит от режима отдыха и активности.
Это исследование открывает новые возможности для разработки методов восстановления функции биологических часов ДВК и, следовательно, помощи людям в борьбе с ожирением.
Доктор Лукаш Хробок, первый автор исследования, сказал: «Мы до сих пор не знаем, какие временные сигналы могут сбрасывать или синхронизировать 'часы' в стволе головного мозга. Надеюсь, восстановление суточных ритмов в этом центре насыщения до или после наступления ожирения предоставит нам новые терапевтические возможности».