Справившись в целом с глобальным недостатком еды, человечество неожиданно столкнулось с другой проблемой – избыточного питания. И хотя медикаментозная терапия переедания в последние годы сделала существенные шаги вперед, ученые продолжают изучать процессы в организме, регулирующие прием пищи
Среди современных средств борьбы с ожирением лидирующие позиции занимают препараты, связывающиеся с рецепторами гормона глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1), который стимулирует выработку инсулина и снижает уровень сахара в крови и аппетит. Связываясь с соответствующими рецепторами, такие препараты-агонисты имитируют действие самого гормона, запуская каскад реакций.
Самый известный агонист рецепторов GLP-1 – семаглутид, который с 2017 г. выпускается под торговой маркой Ozempic (Оземпик). Семаглутид и его аналоги (например, лираглутид), эффективно снижают вес, но могут вызывать побочные эффекты: тошноту, диарею и другие проблемы со стороны пищеварительной системы.
Рецепторы к GLP-1, с которыми связываются препараты-агонисты,
расположены как в тканях внутренних органов, так и в головном мозге.
Давно известно, что мозг и желудок «общаются»: пищеварительная и
центральная нервная система посылают друг другу многочисленные нервные,
гормональные и иммунные сигналы, которые влияют на аппетит,
переваривание пищи, иммунные реакции и даже когнитивные процессы. Но
механизмы действия GLP-1 при этом изучены недостаточно.
Ученые из США под руководством исследователей из Ратгерского университета (Нью Джерси) выявили в мозге мышей ранее неизвестные нейронные цепочки, которые, занимаются своеобразным «перетягиванием каната», решая, продолжать прием пищи или пора остановиться.
Исследования проводились с использованием современных методов нейробиологии, таких как оптогенетика и хемогенетика, волоконно-оптическая фотометрия и др., что позволило отследить тонкие процессы, происходящие в мозге, с небывалой ранее детализацией.
Нейронная цепь PVNGLP-1R→DVC, обнаруженная исследователями,
сформирована нейронами, несущими рецепторы к GLP-1, сигнал от которых
идет от гипоталамуса к стволу головного мозга мышей. Как выяснилось, эта цепь является посредником, передающим сигналы GLP-1, и регулятором синаптической пластичности, т.е. функциональных и структурных перестроек синапсов (мест передача нервного импульса). Эти изменения меняют характер
взаимодействия между нервными клетками, модулируя таким образом
энергетический гомеостаз и пищевое поведение.
Когда ученые искусственно активировали путь PVNGLP-1R→DVC при
кормлении мышей, то сытые животные прекращали есть. При достаточном
уровне потребленной энергии в организме активация нейронов усиливала
передачу нервных импульсов, подавляя аппетит. Если же мыши были голодные (то есть с дефицитом энергии), синапсы работали слабее, и животные
продолжали питаться. При экспериментальном отключении этого пути разными способами результат был один: мыши набирали вес – регуляция их обменных процессов нарушалась.
Как выяснилось, синаптическая пластичность в нейронной цепи
PVNGLP-1R→DVC регулируется уровнем гормона GLP-1. У сытых мышей этот
уровень был выше, поэтому применении агониста рецепторов GLP-1
синаптическая пластичность не увеличивалась. Возможно, именно этим
объясняется тот факт, что у пациентов, уже сбросивших часть лишнего веса с помощью таких препаратов, дальнейший их прием дает меньший эффект,
чем в начале лечения.
Ученые также предполагают, что препараты, постоянно поддерживающие высокий уровень сигнала рецепторов GLP-1, могут нарушать нормальный ритм работы мозга, что может объяснить побочные эффекты таких лекарств.
В экспериментах на мышах с ожирением выяснилось, что у таких особей
функционирование пути PVNGLP-1R→DVC нарушено, возможно, из-за
недостаточной наработки гормона GLP-1. В пользу этого предположения
говорит положительное влияние на работу этого пути препаратов-агонистов
GLP-1, а также их высокая эффективность при лечении больных с
ожирением.
Таким образом, исследователям удалось установить механизм, который
связывает уровни гормона GLP-1 в мозге, синаптическую пластичность и
пищевое поведение. Возможно, эти знания позволят усовершенствовать
препараты для снижения веса и ослабить их побочные эффекты. Такие
терапевтические средства могли бы, к примеру, имитировать естественные
динамические изменения уровня GLP-1, которые позволяют избежать
переедания.
Фото: https://www.flickr.com
Публикации по теме:
Тяжелая ноша. Ожирение как медицинская проблема
Новости в борьбе с ожирением: у Оземпика и его аналогов может появиться конкурент без «побочек»
За чувство голода до и после еды отвечают разные группы нейронов