ново

ОБРАЗ: Невроните в мозъчния ствол се активират в отговор на топлина. Чрез инхибиране на тези клетки при мишки, изследователите успяват да накарат животните да ядат по-малко и да изгарят повече калории. Виж повече

Кредит: Лаборатория по молекулярна генетика в университета Рокфелер

Ефективните стратегии за отслабване изискват да се яде по-малко храна, да се изгарят повече калории - или в идеалния случай и двете. Но за повече от 90 милиона американци, страдащи от затлъстяване, заболяване, което допринася за състояния, вариращи от рак до сърдечни заболявания, промяната в поведението е трудно постижима или недостатъчно ефективна - затова учените отдавна търсят лекарства, които биха помогнали на хората хвърлени килограми. И все пак ефективните, продължителни лечения досега са им убягвали.

В нов доклад, публикуван в Cell, изследователите в лабораторията на Джефри М. Фридман предлагат нов път в търсенето на лекарства против затлъстяване. В сътрудничество с екип от университета в Принстън те откриха, че група мозъчни клетки, за които преди е било доказано, че регулират глада, също контролира енергийните разходи. И тъй като телесното ни тегло зависи както от калориите, които консумираме, така и от енергията, която изгаряме, тези открития могат да доведат до нов тип лекарства за отслабване, които действат от двете страни на енергийното уравнение.

Енергия навътре, енергия навън

Досега повечето изследвания за затлъстяването са фокусирани върху биологичните механизми, които управляват колко ядем. И все пак манипулирането на невронните вериги, които контролират приема на калории, не е довело до широко успешни лекарства против затлъстяване. И така, Марк Шнибергер Пане, постдокторант на Kavli NSI в лабораторията на Фридман, стартира проект за изследване на процесите, чрез които вместо това изгаряме енергия.

Бозайници като мишки и хора харчат енергия по много начини и производството на топлина е сред най-важните. Когато температурата на околната среда спадне, ние изгаряме повече гориво, за да поддържаме стабилна телесна температура; когато се издигне, изгаряме по-малко. Ние дори притежаваме специална форма на мастна тъкан, известна като кафява мазнина, която се изгаря, за да произвежда директно топлина.

Учените са знаели, че някои популации от чувствителни към температурата неврони в областта на хипоталамуса на мозъка играят роля в регулирането на производството на топлина и следователно на енергийните разходи. Но те не знаеха как точно тези неврони оказват влияние или дали други клетки извън хипоталамуса могат да играят подобна роля.

Двойно мито

Schneeberger Pané и неговите колеги, включително аспирантът Лука Паролари, започнаха с картографиране на мозъчните региони, активирани от повишаването на околната температура. Те използваха усъвършенствана 3D-образна техника, наречена iDISCO, разработена в Рокфелер, за сканиране на мозъка на мишки, изложени на горещи температури, търсейки признаци на невронална активност.

Както се очакваше, екипът видя активност в хипоталамуса. Но те също така видяха активност сред определена група неврони в част от мозъчния ствол, известна като дорзално ядро ​​на рафе - и, за изненада на изследователите, това се оказаха същите неврони, които само две години по-рано лабораторията се оказаха решаващи за контролиране на глада.

„Новите ни открития показват, че тези неврони регулират енергийния баланс чрез модулиране както на приема на храна, така и на разхода на енергия чрез частично припокриващи се верижни механизми“, казва Александър Р. Нектоу, ръководил екипа на университета в Принстън.

Възможността тези клетки, които лабораторията преди това е нарекла „неврони на глада“, да регулират както глада, така и енергийните разходи, издигна перспективата те да служат като мощни лостове за управление на телесното тегло.

„Бяхме много развълнувани“, спомня си Шнибергер Пане, който добавя, че той и колегите му разглеждат тези мултиталантливи неврони като „нов хоризонт в изследванията на затлъстяването“.

Изследователите са използвали сложни биохимични техники, за да включват и изключват тези чувствителни към температурата неврони на мозъчния ствол. Те открили, че активирането на невроните намалява температурата на кафявата мазнина на животните, която се изгаря, за да генерира топлина, както и основната телесна температура. Потискането на невроните междувременно увеличи производството на топлина - и, както учените вече показаха, това също направи животните по-малко гладни.

Яжте по-малко, изгаряйте повече

Но генерирането на топлина чрез изгаряне на кафяви мазнини не е единственият начин за изразходване на енергия. Физическата активност също изгаря калориите, както и всички основни задачи, които поддържат тялото живо: дишане, смилане на храна и т.н. Така изследователите поставят мишките в специални клетки, измамени със сензори, за да проследят движенията си и да преценят колко въглероден диоксид произвеждат и колко храна, вода и кислород консумират. Целта беше да се види дали чувствителните към температурата неврони на глада дорзално ядро ​​на рафето могат да контролират разхода на енергия не само чрез регулиране на температурата, но и с други средства.

Отново резултатите бяха ясни: както активирането на невроните доведе до рязко намаляване на производството на топлина, така и това доведе до движение, метаболитна активност и цялостен разход на енергия. Потискането на невроните, от друга страна, накара всички тях да се издигнат.

Екипът вече е започнал да търси уникални рецептори в тези неврони с двойно предназначение, които управляват глада и енергийните разходи. Идеята е да се идентифицират цели, които могат да се използват за създаване на нови лекарства против затлъстяване, способни да нанесат един-два удара.

„Когато инхибирате тези неврони, те едновременно потискат приема на храна и увеличават енергийните разходи“, казва Шнибергер Пане. Да разберем как да ги успокоим при хората, би могло да позволи двойно ефективно нападение срещу масивен проблем на общественото здраве.

Опровержение: AAAS и EurekAlert! не носят отговорност за точността на съобщенията за новини, публикувани в EurekAlert! чрез допринасящи институции или за използване на каквато и да е информация чрез системата EurekAlert.