Energijos balansas yra sudėtingas smegenų ir kūno mainai
Daugeliui tai nėra lengva užduotis išlaikyti sveiką kūno svorį. Nepaisant to, smegenys ir kūnai yra prijungti, kad galėtų išlaikyti energijos pusiausvyrą.
Šis griežtas suvartotų kalorijų skaičiaus ir išeikvotų kalorijų skaičiaus derinimas atsiranda dėl kompleksinio neurobiologinio persikėlimo smegenų pagumburio regionuose pasikeitimo. Kai šis „pokalbis“ suklysta, gali atsirasti nutukimas ar anoreksija.
Deja, mažai žinoma apie šio sudėtingo mainų detales, nepaisant reikšmingų padarinių. Nauji Beth Israel Deaconess medicinos centro (BIDMC) tyrėjų vadovaujami tyrimai pateikia naujų įžvalgų, kurios padeda sutvarkyti šį sudėtingumą.
Tyrėjai teigia, kad jų išvados, kaip pažymėta žurnale Langelis, pademonstruokite, kaip neuromediatorius gama-amino sviesto rūgštis (GABA) selektyviai skatina energijos sąnaudas ir, svarbiausia, taip pat padeda paaiškinti neurocirkuliaciją, lemiančią riebalų deginimo rudųjų riebalų savybes.
"Mūsų grupė sukūrė mokslinių tyrimų programą, kurios bendras tikslas yra atskleisti" laidų schemą ", pagal kurią smegenys kontroliuoja apetitą ir kalorijų deginimą", - sakė vyresnysis autorius Bradfordas Lowellas, daktaras.
„Norėdami perkelti savo supratimą iki šio lygio, turime žinoti specifinių neuronų pogrupių funkciją, be to, prieš srovę esantys neuronai, teikiantys įvestį, ir pasroviui esantys neuronai, gaunantys išvestį iš šių funkciškai apibrėžtų neuronų. Dar neseniai tokios žinios apie pagumburį iš esmės nebuvo pasiekiamos “.
Hipoftalas yra perlo dydžio regionas, kuris vadovauja kelioms svarbioms kūno funkcijoms ir yra smegenų energijos balanso valdymo centras.
Šis balansas atsiranda, kai smegenys gauna grįžtamojo ryšio signalus iš kūno, kurie praneša apie degalų atsargų būklę. Tada tai integruojama su išorinio pasaulio indėliu, taip pat su žmogaus emocine būsena, siekiant pakeisti maitinimo elgesį ir energijos sąnaudas.
Šiame naujame tyrime mokslininkai ištyrė unikalią neuronų populiaciją, esančią smegenų pagrinde pagumburio srityje.
"Mes genų inžinerijos būdu sukūrėme peles, kad jos turėtų specifinį defektą, kuris neleidžia šiems neuronams išlaisvinti slopinamojo neuromediatoriaus GABA", - sakė Lowellas. „Pelėms, turinčioms šį defektą, pasireiškė didelis nutukimas, ir nepaprastai jų nutukimą lėmė kalorijų deginimo trūkumas“, - aiškina jis ir priduria, kad maisto vartojimas visiškai nepakito.
Tada mokslininkai sukūrė kitą pelių grupę, kurioje šiuos neuronus būtų galima selektyviai įjungti skirtingais laikais. Iš to komanda parodė, kad neuronai lemia energijos sąnaudas ruduose riebaluose.
Rudieji riebalai pastaruoju metu patenka į antraštes, nes daugelis naujausių tyrimų atskleidė, kad, skirtingai nei energiją kaupiantys baltieji riebalai, rudieji riebalai degina energiją šilumai generuoti. Šis procesas vadinamas termogeneze.
„Energijos sąnaudos, kurias lemia rudasis riebalinis audinys, yra labai svarbios palaikant kūno svorį ir užkertant kelią mitybos sukeltam nutukimui. Tačiau jo smegenimis pagrįstas reguliavimo mechanizmas vis dar menkai suprantamas “, - sakė pirmasis autorius Dong Kongas.
"Mūsų atradimas apie hipotalamu pagrįstą neurocirkuliaciją, kuri galiausiai kontroliuoja termogenezę, yra svarbus žingsnis", - pridūrė Lowellas.
Be to, tyrėjai nustatė, kad įjungus šiuos neuronus energijos sąnaudos visiškai priklausė nuo GABA išsiskyrimo. Šie rezultatai atskleidžia, kad GABA išsiskyrimas selektyviai lemia energijos sąnaudas. "Mūsų išvados labai išplėtė mūsų supratimą apie energijos sąnaudų kontrolę ir suteikė naujų įžvalgų apie nutukimo patogenezę", - sakė Kongas.
Unikalios pagumburio neuronų ypatybės yra svarbios, nes jos galėtų suteikti galimybę eksperimentiškai modifikuoti smegenų energijos vartojimo kontrolę. Konkrečiai, neuronai, gaunantys GABA tarpininkaujamus signalus iš šių neuronų, greičiausiai vaidins svarbų vaidmenį reguliuojant energijos sąnaudas, bet ne maisto suvartojimą.
"Dabar svarbu iki galo apibrėžti prieš srovę esančius neuronus, kurie kontroliuoja šiuos termogenezę reguliuojančius neuronus, taip pat pasroviui esančius neuronus, kurie užbaigia" grandinę "iki rudojo riebalinio audinio", - sakė Lowellas.
Toks darbas galėtų atskleisti naujas farmakologinių intervencijų galimybes, kurios galėtų padėti veiksmingai gydyti nutukimą ir su juo susijusias komplikacijas, tokias kaip diabetas.
Šaltinis: Beth Israel Deaconess Medical Center
