Когда вы принимаете решение съесть ещё один ломтик картофельных чипсов, в вашем мозгу разворачивается ожесточённая борьба. Одна группа нейронов укрепляет чувство голода, в то время как другая стимулирует насыщение. В зависимости от того, какая из этих групп быстрее возьмёт ситуацию в свои руки, вы примете решение — отложить пакет с чипсами или нет.
И вот учёные обнаружили недостающее звено в этой нейронной цепи, руководящей голодом и сытостью — ранее неопределённый тип нейрона, служащий в качестве противовеса желанию поесть. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, расширяют классическую модель регуляции голода и сытости, и могут обеспечить терапевтические мишени для борьбы с ожирением и нарушением обмена веществ.
«Этот новый тип нейронов изменяет концептуальную схему регуляции питания», — говорит Хань Тань, научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики университета Рокфеллера, которой руководит Джеффри Фридман.
Больше или меньше
Традиционно считалось, что так называемая пищевая схема мозга состоит из простой цепи с обратной связью между двумя типами клеток мозга в гипоталамусе: нейроны, экспрессирующие ген под названием AGRP, управляют голодом, а нейроны, экспрессирующие ген POMC, способствуют насыщению. Ранее считалось, что эти две популяции являются мишенями для лептина, но недавние исследования предположили, что это — неполная модель. Хотя активация нейронов AGRP быстро повышает аппетит, при активации нейронов POMC требуется несколько часов, чтобы подавить аппетит. Учёные были озадачены, не упустили ли они чего-нибудь. «Мы подозревали, что нейроны POMC не в состоянии противостоять нейронам голода достаточно быстро, чтобы контролировать процесс принятия пищи, — говорит Тан. — Поэтому мы подумали, что может существовать недостающий нейрон, который способствует быстрому насыщению такими же как у AGRP темпами».
Путём одноклеточного секвенирования РНК нейронов дугообразного ядра мозга учёные обнаружили новый тип нейронов, который экспрессирует ген под названием BNC2 вместе с рецепторами гормона лептина, который, как было показано ранее, играет значимую роль в регуляции массы тела. Только что открытый нейрон BNC2 быстро реагирует на информацию о пище и быстро действует, подавляя голод.
Данные исследования показывают, что при активации лептином и, вероятно, другими сигналами, нейроны BNC2 не только подавляют аппетит, но также сглаживают негативные ощущения, связанные с голодом. Примечательно, что эти нейроны работают, подавляя нейроны AGRP, и они способны делать это быстро, выступая в качестве дополнительного сигнала.
«Это исследование добавило новый важный компонент к нейронной сети, регулирующей аппетит, и оно расширило наше понимание того, как лептин снижает аппетит, — говорит Фридман. — Кроме того, оно решило загадку о том, как приём пищи регулируется различными нейронами в разных временных рамках».
Новое определение голода
Открытие нейронов BNC2 имеет большое значение для борьбы с ожирением и нарушением обмена веществ. «Мы активно изучаем, может ли нацеливание на эти нейроны обеспечить новые методы лечения ожирения или диабета, — говорит Тан, указывая на генетические исследования, связывающие BNC2 с высоким индексом массы тела и риском диабета у пациентов. Учёные также исследуют, каким образом стимулирование или ингибирование этих нейронов влияет на уровни глюкозы и инсулина, ещё сильнее подчёркивая терапевтический потенциал корректировки их активности.
Также это исследование может иметь большое значение для нашего понимания того, как мозг контролирует инстинктивное поведение. Если нейроны BNC2 могут координировать регуляцию голода, могут ли существовать другие подобные схемы для таких поведенческих моделей, как уход за собой или сон? Обнаружение подобных схем может углубить наше понимание того, как мозг управляет сложными действиями в различных сферах инстинктивного поведения, прокладывая дорогу дальнейшим открытиям в неврологии поведения.
«Сейчас мы полагаем, что BNC2 и AGRP — это своего рода инь и ян в питании», — говорит Тань.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Университетом Рокфеллера (Rockefeller University).
Вам также может быть интересно: