Енергетичний баланс - це складний взаємозв’язок мозку та тіла
Для багатьох це непросте завдання підтримувати здорову масу тіла. Тим не менше, мозок і тіла підключені до спільної роботи, щоб підтримувати енергетичний баланс.
Ця щільна відповідність між кількістю спожитих калорій та витраченими калоріями є результатом складного обміну нейробіологічними перехресними зв’язками в регіонах гіпоталамуса мозку. Коли ця «розмова» піде не так, може виникнути ожиріння або анорексія.
На жаль, мало відомо про деталі цього складного обміну, незважаючи на значні наслідки. Нове дослідження, яке проводять слідчі Медичного центру дияконесс Бет Ізраїль (BIDMC), дає нові уявлення, які допомагають навести порядок у цій складності.
Дослідники говорять про свої висновки, як зазначається в журналі Клітинка, продемонструйте, як нейромедіатор гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК) вибірково керує витратами енергії, і що важливо, також допоможе пояснити нейроциркуляцію, що лежить в основі властивостей спалювання жиру коричневого жиру.
"Наша група створила дослідницьку програму з загальною метою розгадати" схему підключення ", за допомогою якої мозок контролює апетит і спалювання калорій", - сказав старший автор Бредфорд Лоуелл, доктор медичних наук, доктор філософії.
«Щоб просунути наше розуміння до цього рівня, нам потрібно знати функцію конкретних підмножин нейронів, а крім того, нейрони, що надходять за течією, що забезпечують вхід, і нейрони, що виходять з них, з цих функціонально визначених нейронів. Донедавна такі знання в гіпоталамусі були в основному недосяжними ".
Гіпофтальм - це область розміром з перлину, яка керує декількома важливими функціями в організмі і служить центром управління мозку для енергетичного балансу.
Цей баланс виникає, коли мозок отримує від організму сигнали зворотного зв'язку, які повідомляють про стан запасів палива. Потім він інтегрує це із внеском із зовнішнього світу, а також емоційним станом людини, щоб змінити поведінку годування та витрати енергії.
У цьому новому дослідженні дослідники дослідили унікальну популяцію нейронів, розташованих біля основи мозку в гіпоталамусі.
"Ми генетично сконструювали мишей таким чином, що вони мають специфічний дефект, який заважає цим нейронам вивільняти гальмівний нейромедіатор, ГАМК", - сказав Лоуелл. "У мишей з цим дефектом спостерігалося виражене ожиріння, і, що дивно, їх ожиріння було повністю пов'язане з дефектом спалювання калорій", - пояснює він, додаючи, що споживання їжі не зазнало змін.
Потім дослідники спроектували іншу групу мишей, у яких ці нейрони могли вибірково включатися в різний час. Після цього команда продовжила демонструвати, що нейрони рухають енергію в коричневому жирі.
Останнім часом коричневий жир стає головним заголовком, оскільки багато останніх досліджень показали, що, на відміну від накопичувача енергії білого жиру, коричневий жир спалює енергію для виробництва тепла. Цей процес називається термогенезом.
«Витрати енергії, опосередковані коричневою жировою тканиною, мають вирішальне значення для підтримки ваги тіла та запобігають ожирінню, спричиненому дієтою. Однак механізм регулювання, який базується на мозку, досі недостатньо вивчений ”, - сказав перший автор Донг Конг, доктор філософії.
"Наше відкриття нейросхеми на основі гіпоталамуса, яка в кінцевому підсумку контролює термогенез, є важливим прогресом", - додав Лоуелл.
Крім того, слідчі виявили, що коли вони включали ці нейрони, витрата енергії повністю залежав від вивільнення ГАМК. Ці результати показують, що вивільнення ГАМК вибірково керує витратами енергії. "Наші висновки значно вдосконалили наше розуміння контролю за витратами енергії і дали нові уявлення про патогенез ожиріння", - сказав Конг.
Унікальні особливості нейронів гіпоталамуса важливі, оскільки вони можуть надати можливість експериментально модифікувати контроль мозку за витратами енергії. Зокрема, нейрони, що отримують опосередковані ГАМК сигнали від цих нейронів, швидше за все, гратимуть важливу роль у регулюванні витрат енергії, але не споживання їжі.
"Зараз важливо повністю окреслити нейрони, розташовані вгорі за течією, які контролюють ці нейрони, що регулюють термогенез, а також нейрони, що закінчують" ланцюг "до коричневої жирової тканини", - сказав Лоуелл.
Така робота може відкрити нові можливості для фармакологічних втручань, які можуть призвести до ефективного лікування ожиріння та пов'язаних з ним ускладнень, таких як діабет.
Джерело: Медичний центр дияконесси Бет Ізраїль
