По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, около одной трети населения в Соединенных Штатах страдает ожирением, а еще треть – с избыточным весом. Чрезмерное увеличение веса вызвано изменениями в энергетическом балансе, точно регулируемом равновесии между потреблением и расходом калорий. Но каковы факторы, определяющие количество потребляемой еды??
Часть тайны раскрывается в лаборатории Марибель Риос, доктора философии, в Школе биомедицинских наук им. Саклера при Медицинской школе Университета Тафтса в Бостоне. В своей работе Риос и его коллеги впервые продемонстрировали, что белок, называемый нейротрофическим фактором мозга (BDNF), имеет решающее значение для обеспечения чувства насыщения у взрослых мышей. Их результаты опубликованы в выпуске журнала Neuroscience от 26 декабря.
Мыши, у которых ген Bdnf был удален в двух из основных регулирующих аппетит областей мозга, ели больше и становились значительно тяжелее своих собратьев. «До этого исследования мы знали, что глобальная нехватка BDNF и / или его рецептора во время развития приводит к перееданию и ожирению у молодых мышей.
Однако оставалось неясным и спорным вопрос о том, опосредует ли BDNF чувство насыщения у взрослых животных. Наши недавние результаты показывают, что синтез BDNF в вентромедиальном (VMH) и дорсомедиальном гипоталамусе (DMH) необходим для нормального энергетического баланса. Кроме того, поскольку мыши, исследованные в этом исследовании, были генетически изменены в зрелом возрасте, мы смогли установить, что BDNF действует как сигнал насыщения в зрелом мозге независимо от его предполагаемых действий во время развития мозга.
Это важное различие может помочь определить механизмы заболевания и критические периоды вмешательства для лечения и профилактики расстройств ожирения », – говорит Риос, автор-корреспондент и доцент кафедры нейробиологии в Школе Саклера.
Ожирение у мышей с обедненным BDNF, по-видимому, возникает исключительно из-за чрезмерного потребления калорий. «Нормальный вес тела был восстановлен у мутантных мышей, когда доступ к пище был ограничен доступным для нормальных мышей, что указывает на то, что делеция гена Bdnf в VMH и DMH не влияет на расходную часть уравнения баланса энергии», – добавляет Риос.
В серии связанных экспериментов исследователи использовали передовые молекулярные и хирургические методы для измерения уровней мРНК BDNF, предшественника активного белка BDNF, в зависимости от статуса питания. Таддеус Унгер, аспирант школы Саклера и первый автор исследования, описывает результаты этого анализа.
«Количество продуцируемой мРНК BDNF снижалось во время голодания. Однако, когда мышей подвергали воздействию глюкозы, макроэлемента, – отмечает Унгер, – мы наблюдали быстрое, но временное увеличение экспрессии BDNF и его рецептора. Эти изменения произошли именно в VMH, который, как известно, участвует в регуляции приема пищи.Исследователи подтвердили, что глюкоза действует непосредственно в головном мозге, а не через периферические пути, увеличивая экспрессию BDNF. «Прямое введение BDNF в мозг, – утверждает Риос, – также привело к немедленному увеличению уровней гена раннего ответа и маркера активации нервных клеток как в VMH, так и в DMH. Эти результаты предполагают, что BDNF представляет собой быстродействующий сигнал, вызывающий нейронную активность в нервных цепях, участвующих в контроле аппетита.”
«Мыши с сайт-специфическим нарушением экспрессии BDNF не проявляли поведенческих аномалий, обычно наблюдаемых у мышей с глобальной делецией гена Bdnf по всему мозгу, таких как гиперагрессия, депрессивно-подобное поведение и гиперактивность», – отмечает Риос. «Отсутствие такого поведения предполагает, что экспрессия BDNF в VMH и DMH не требуется для регулирования поведения, не связанного с аппетитом.”
«Наши результаты показывают, что BDNF играет важную и прямую роль в регуляции энергетического баланса у взрослых мышей.»Заявляет Риос. «Похоже, что этот сигнальный путь действует, по крайней мере частично, через краткосрочные механизмы и что синтез BDNF в VMH и DMH необходим для подавления аппетита.”
Хотя она отмечает, что необходимы дополнительные исследования для дальнейшего точного определения клеточных и молекулярных мишеней действия BDNF, Риос говорит: «Эта работа приближает нас к выяснению путей мозга, которые полагаются на BDNF для модуляции потребления пищи.Она добавляет, что «значимость сигнального пути BDNF при заболеваниях человека подчеркивается ожирением, проявляемым некоторыми людьми, несущими мутации или аномалии в генах, кодирующих BDNF или его рецептор. Это обязательно будет важной областью исследований ожирения, поскольку, по оценкам, более четверти населения Америки несут мутации в гене Bdnf.”
Источник: Университет Тафтса