Вчені знайшли, як мозок змушує тіло худнути

Дослідники з Центру біомедичних досліджень Пеннінгтона розкрили складний механізм нейронного контролю метаболізму, ідентифікувавши специфічні хімічні речовини та шляхи, через які мозок регулює температуру тіла, енергетичний баланс та вагу.

У статті, опублікованій у лютневому випуску журналу Metabolism під назвою “Нейрони рецепторів лептину в дорсомедіальному гіпоталамусі потребують окремих нейронних підмножин для термогенезу та схуднення”, команда доктора Хайке Мюнцберг-Грюнінг представила важливі відкриття. Вчені ідентифікували конкретні нейронні шляхи, що контролюють енергетичний баланс організму. Дослідження поглиблює розуміння того, як організм адаптується до змін температури навколишнього середовища та доступності їжі.

Базуючись на попередніх дослідженнях, вчені зосередилися на нейронах, що містять рецептори лептину (Lepr). Ці нейрони розташовані в дорсомедіальному гіпоталамусі (DMH) – ядрі біля основи мозку. Команда виявила, що нейрони Lepr використовують два різні хімічні сигнали для комунікації: глутамат та ГАМК.

Дослідження показало чітку спеціалізацію нейронів за їхньою функцією. Нейрони, що надсилають сигнали до raphe pallidus (області, яка контролює метаболізм), використовують лише глутамат. Натомість нейрони, що комунікують з дугоподібним ядром (регулює вагу тіла та відчуття ситості), застосовують виключно ГАМК.

Значення для лікування ожиріння та метаболічних розладів

Важливим відкриттям стало виявлення спеціальних рецепторів на нейронах, що реагують на сучасні препарати для схуднення. “Це відкриття проливає світло на фундаментальну взаємодію нейронів, яка впливає на те, скільки енергії використовує організм”, – пояснює доктор Мюнцберг, професор Центральної лабораторії сигналізації лептину.

Дослідники також виявили складну динаміку роботи нейронів Lepr. Деякі з цих нейронів приглушуються лептином, тоді як інші активуються лише коли певні непрямі сигнали заблоковані. “Це дослідження розширює наші знання про схему терморегуляції та підкреслює унікальну здатність сигналізації лептину в DMH сприяти корисним метаболічним ефектам”, – додає доктор Мюнцберг.

Таке відкриття свідчить, що DMH є частиною більшої нейронної мережі. Лептин посилює ефект приглушення зовнішніх зв’язків з DMH. Однак коли ці зовнішні зв’язки блокуються, лептин здатний розблокувати нейрони DMH. Ця складна система забезпечує належну адаптацію енергетичного балансу організму.

Відкриття може пояснити парадокс, пов’язаний з препаратами для схуднення на основі GLP-1. Такі препарати забезпечують стійке зниження ваги, долаючи проблему сповільненого метаболізму, що зазвичай супроводжує втрату ваги. Втім, цей механізм потребує подальшої перевірки в майбутніх дослідженнях.

Доктор Джон Кірван, виконавчий директор Центру, високо оцінив значення цього відкриття. “Існує ще так багато фундаментальних процесів у нашому тілі та мозку, які залишаються для нас загадкою, і це саме те, що спонукає наших дослідників у Pennington Biomedical”, – зазначив він. Це дослідження демонструє важливість фундаментальних наукових досліджень для розуміння механізмів, що контролюють метаболізм.

Відкриття відкриває нові перспективи для розробки більш ефективних методів лікування ожиріння та метаболічних розладів. Розуміння точних нейронних шляхів, задіяних у регулюванні енергетичного балансу, може допомогти в створенні цільових терапевтичних підходів з меншою кількістю побічних ефектів.