Enerģijas līdzsvars ir sarežģīta smadzeņu un ķermeņa apmaiņa
Daudziem tas nav viegls uzdevums saglabāt veselīgu ķermeņa svaru. Neskatoties uz to, smadzenes un ķermeņi ir savienoti, lai kopīgi uzturētu enerģijas līdzsvaru.
Šī ciešā patērēto kaloriju skaita un izlietoto kaloriju skaita atbilstība rodas no sarežģītas neirobioloģiskās šķērsrunas apmaiņas smadzeņu hipotalāma reģionos. Kad šī “saruna” iet greizi, var rasties aptaukošanās vai anoreksija.
Diemžēl par šīs sarežģītās apmaiņas detaļām ir maz zināms, neskatoties uz nozīmīgajām sekām. Jauns pētījums, kuru vadīja Beth Israel Deaconess medicīnas centra (BIDMC) izmeklētāji, sniedz jaunas atziņas, kas palīdz ieviest kārtību šajā sarežģītībā.
Pētnieki saka, ka viņu atklājumi, kā atzīmēts žurnālā Šūna, parādiet, kā neirotransmitera gamma-aminosviestskābe (GABA) selektīvi virza enerģijas patēriņu un, kas ir svarīgi, arī palīdz izskaidrot neiroshēmu, kas ir brūno tauku tauku dedzināšanas īpašību pamatā.
"Mūsu grupa ir izveidojusi pētījumu programmu, kuras vispārējais mērķis ir atšķetināt" elektroinstalācijas shēmu ", ar kuru smadzenes kontrolē apetīti un kaloriju sadedzināšanu," teica vecākais autors Bradford Lowell, MD, Ph.D.
"Lai veicinātu mūsu izpratni līdz šim līmenim, mums jāzina noteiktu neironu apakšgrupu funkcija, kā arī augšupējie neironi, kas nodrošina ieeju šajos funkcionālajos neironos, un pakārtotie neironi, kas saņem izeju no šiem funkcionāli definētajiem neironiem. Vēl nesen šādas zināšanas hipotalāmā lielākoties nebija pieejamas. ”
Hipoptalms ir pērles lieluma reģions, kas vada vairākas svarīgas ķermeņa funkcijas un kalpo kā smadzeņu enerģijas līdzsvara centrs.
Šis līdzsvars rodas, kad smadzenes saņem ķermeņa atgriezeniskās saites signālus, kas paziņo par degvielas krājumu stāvokli. Tad tas tiek integrēts ar ārējās pasaules ieguldījumu, kā arī ar cilvēka emocionālo stāvokli, lai mainītu barošanas paradumus un enerģijas patēriņu.
Šajā jaunajā pētījumā pētnieki pētīja unikālu neironu populāciju, kas atrodas hipotalāmā smadzeņu pamatnē.
"Mēs ģenētiski pārveidojām peles tā, ka tām ir specifisks defekts, kas neļauj šiem neironiem atbrīvot inhibējošo neirotransmiteru GABA," sacīja Lovels. "Pelēm ar šo defektu parādījās izteikta aptaukošanās, un, kas ir ievērojams, to aptaukošanos pilnībā izraisīja kaloriju sadedzināšanas defekts," viņš paskaidro, piebilstot, ka ēdiena uzņemšana netika ietekmēta.
Pēc tam pētnieki izveidoja vēl vienu peles grupu, kurā dažādos laikos šos neironus varēja selektīvi ieslēgt. No tā komanda turpināja parādīt, ka neironi veicina enerģijas patēriņu brūnajos taukos.
Brūnie tauki pēdējā laikā nonāk virsrakstos, jo daudzi nesenie pētījumi ir atklājuši, ka atšķirībā no enerģijas uzkrāšanas baltajiem taukiem brūnie tauki sadedzina enerģiju, lai radītu siltumu. Šo procesu sauc par termoģenēzi.
“Enerģijas patēriņš, ko ietekmē brūni taukaudi, ir kritiski svarīgi, lai saglabātu ķermeņa svaru un novērš uztura izraisītu aptaukošanos. Tomēr tā smadzenēs balstītais regulēšanas mehānisms joprojām nav pietiekami izprasts, ”sacīja pirmais autors Dongkongs, Ph.D.
"Mūsu atklājums par hipotalāmu balstītu neiroshēmu, kas galu galā kontrolē termoģenēzi, ir svarīgs progress," piebilda Lovels.
Turklāt pētnieki atklāja, ka, ieslēdzot šos neironus, enerģijas patēriņš bija pilnībā atkarīgs no GABA izdalīšanās. Šie rezultāti atklāj, ka GABA izdalīšana selektīvi veicina enerģijas patēriņu. "Mūsu atklājumi ir ievērojami uzlabojuši mūsu izpratni par enerģijas patēriņa kontroli un snieguši jaunu ieskatu aptaukošanās patoģenēzē," sacīja Kongs.
Hipotalāmu neironu unikālās iezīmes ir svarīgas, jo tās varētu dot iespēju eksperimentāli modificēt smadzeņu enerģijas patēriņa kontroli. Konkrēti, neironiem, kuri saņem no šiem neironiem GABA mediētus signālus, visticamāk būs svarīga loma enerģijas patēriņa regulēšanā, bet ne pārtikas uzņemšanā.
"Tagad ir svarīgi pilnībā noteikt augšup esošos neironus, kas kontrolē šos termoģenēzi regulējošos neironus, kā arī pakārtotos neironus, kas pabeidz" ķēdi "līdz brūniem taukaudiem," teica Lowell.
Šāds darbs varētu atklāt jaunas iespējas farmakoloģiskām iejaukšanās darbībām, kas varētu izraisīt efektīvu aptaukošanās un ar to saistīto komplikāciju, piemēram, diabēta, ārstēšanu.
Avots: Beth Israel Deaconess medicīnas centrs
