Как управлять нейронами аппетита?

23 сентября 2018

Над изучением того, как работает регуляция аппетита, ученые трудятся уже не один год, и вот новые подробности: оказывается, для контроля над аппетитом нужно избирательно активировать не только клетки, его понижающие, но и те, которые его повышают. И если требуется увеличить потребление пищи (например, при анорексии), то наибольший эффект проявится именно от одновременной активации обоих типов клеток. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Аппетит, несмотря на активное изучение его механизмов, до сих пор остается достаточно «темной лошадкой» в нейробиологии. Известно, что в гипоталамусе (а именно там вся регуляция происходит) есть нейроны, которые в качестве нейромедиатора продуцируют полипептид проопиомеланокортин (POMC-нейроны), снижающий желание есть (анорексигенный эффект). Но, помимо них, есть и нейроны с полипептидами AgPR и Y, которые аппетит повышают (орексигенный эффект).

Исследователи из Мичиганского университета с помощью методов оптогенетики проверили, как эти нейроны друг с другом взаимодействуют и влияют на пищевое поведение мышей. До начала эксперимента животные голодали в течение 4 часов, а затем их подпускали к еде, при этом оптогенетически возбуждая нейроны, понижающие желание есть (POMC-нейроны). Крысы в этом случае съедали еды меньше, чем обычно из расчета на 100 грамм веса.

Нужно сказать, что POMC-нейроны так же участвуют в производстве бета-эндорфина – нейропептида, собственного анальгетика организма. Поэтому если активность этих клеток повышалась, то концентрация пептида должна была увеличиваться, а чувство боли – притупляться. Это и увидели нейробиологи, воздействуя горячей пластиной на лапки грызунов: животные зализывали их менее активно, что говорило о пониженной болевой чувствительности.

Обратный эффект в плане пищевого поведения достигался в случае, когда светом (то есть оптогенетически) активировались клетки желания есть (AgPR-нейроны). Но вызвал удивление у авторов работы тот факт, что аппетит еще больше повышался, если возбуждались оба вида нейронов. Крысы при этом начинали есть в три раза больше еды, а чувствительность к боли у них также понижалась, что говорило и об активности POMC-нейронов.

Таким образом, исследователи пришли к выводу, что если пытаться контролировать аппетит на клеточном уровне, то нельзя воздействовать только на один конкретный вид «едовых» клеток – лучше принимать во внимание схему их сложного взаимодействия и влиять комплексно. Возможно, эти знания станут фундаментом для создания нового вида терапии против устойчивый анорексии и булимии.

Текст: Анна Хоружая

Uneven balance of power between hypothalamic peptidergic neurons in the control of feeding by Qiang Wei, David M. Krolewski, Shannon Moore, Vivek Kumar, Fei Li, Brian Martin, Raju Tomer, Geoffrey G. Murphy, Karl Deisseroth, Stanley J. Watson Jr., and Huda Akil in PNAS. Рublished September 2018.

https://doi.org/10.1073/pnas.1802237115