» » За подавление аппетита отвечают нейроны парабрахиального ядра

За подавление аппетита отвечают нейроны парабрахиального ядра


За подавление аппетита отвечают нейроны парабрахиального ядра

Рис. 1. Толстая и тощая мыши — у обеих нарушена регуляция аппетита: у одной он гипертрофирован, у другой подавлен; контроль аппетита в ситуациях, когда есть не следует, осуществляют нейроны внешнего сегмента латеральной части парабрахиального ядра. Фото с сайта www.sciencenews.org


Американские ученые определили область мозга, которая регулирует подавление аппетита. Это парабрахиальное ядро, включающее группу нейронов, в которых экспрессируется кокальцигенин — нейропептид, снижающий аппетит. Его экспрессия особенно велика, когда условия не благоприятствуют еде, например при болезни или стрессовых воздействиях. Участие нейронов парабрахиального ядра в регуляции аппетита показано впервые. Теперь понятно, какую область мозга нужно стимулировать, чтобы заставить особь перестать есть (результат прямой стимуляции этой области показан на видео).

Название статьи в Nature “Genetic identification of a neural circuit that suppresses appetite” («Идентификация генетического обслуживания нервного контура, участвующего в подавлении аппетита») напомнило мне давний случай. Как-то мы отправились с детьми на ВДНХ и там зашли посмотреть на свиней-рекордсменов. Долго мы в том павильоне не выдержали — свиньи, как известно, животные не слишком чистоплотные, а те показались нам выдающимися по этой части. Уже на улице, отдышавшись, мы сказали нашим детям: «Будете плохо вести себя за столом, купим булку и заставим съесть в этом свинарнике». Дети восприняли угрозу всерьез и с тех пор за столом не капризничали. Мало кому захочется даже очень вкусную булку жевать в вонючем свинарнике.

В этом простом воспитательном акте был отсыл к неким нейронным путям, задача которых подавлять аппетит в зависимости от текущей обстановки. Если обстановка неподходящая или организм не настроен на еду (например, отравлен микробными токсинами), то и аппетит исчезает. В исследовании, опубликованном в Nature Мэтью Картером из Вашингтонского университета и его коллегами, описаны именно эти связи, из-за которых кажется немыслимым позавтракать в свинарнике. Для их расшифровки нейробиологи провели сложные многоступенчатые опыты на мышах, у которых приостановлена работа гипоталамических нейронов, экспрессирующих агутиподобный пептид (AgRP-нейроны, agouti-related peptide AgRP). Этот пептид является одним из ключевых нейрохимических регуляторов аппетита: если его уровень повышается, то есть хочется больше, и наоборот, его уменьшение ведет к потере аппетита (рис. 1). Мыши с дефектными нейронами AgRP погибают от голода даже при изобилии пищи.

Изучение работы AgRP-нейронов и связанных с ними нейропептидов виделось весьма перспективным для борьбы с ожирением, этой чумой развитых стран. Казалось бы, достаточно снизить уровень активности AgRP-нейронов — и вот уже все бывшие толстяки стали стройными. Но так не получается: многоуровневая регуляция работы AgRP-нейронов очень сложна, а задействованные нейропептиды и связи многофункциональны. В результате исследований выяснилось, что искусственное торможение AgRP-нейронов не всегда приводит к потере аппетита, особенно если речь идет об отростках AgRP-нейронов, идущих к одной из областей варолиева моста — так называемому парабрахиальному ядру. Это означает, что в парабрахиальном ядре сосредоточены дополнительные центры регуляции аппетита. У мышей с подавленными AgRP-нейронами четко выявилась работа такого дополнительного контура.

В неблагоприятных условиях долговременного физиологического стресса, когда мыши отказывались от корма, в парабрахиальном ядре наиболее активно работали нейроны с экспрессией кокальцигенина (CGRP, calcitonin gene-related peptide) — еще одного нейропептида, регулирующего пищевое поведение. Если тем или иным способом подавить работу этих нейронов, то голодающие мыши снова проявят интерес к еде. А если, наоборот, активировать их работу, то интерес к еде мгновенно пропадает. Долговременная их активация вызывает стойкое голодание, но если снять стимуляцию этой области, то мыши быстро набирают вес.

Далее ученые выяснили, что сигнал от кальцигениновых рецепторов в парабрахиальном ядре посылается в центральное ядро миндалины — важнейшей области мозга, где формируются наши реакции и эмоции, в том числе связанные с голодом и сытостью. Если остановить передачу сигнала от кокальцигениновых нейронов парабрахиального ядра к миндалине, то подавление активности нейронов парабрахиального ядра не ведет к серьезной потере аппетита.

В результате своих многоступенчатых экспериментов нейробиологи предложили следующую схему регуляции аппетита у мышей (рис. 2). Активация работы нейронов парабрахиального ядра ведет к снижению потребления корма, торможение — к увеличению аппетита. Но эти закономерности проявляются только в таких условиях, когда обычно мыши не едят. В обычных условиях активация-деактивация нейронов парабрахиального ядра не оказывает никакого влияния на аппетит. Иными словами, если появится насущная необходимость съесть булку в свинарнике, то придется в первую очередь затормозить работу кокальцитонинергических нейронов парабрахиального ядра. Иначе оно отдаст четкую команду: «Прекратить есть!»


За подавление аппетита отвечают нейроны парабрахиального ядра

Рис. 2. Схема активации-торможения аппетита у мышей. Информация из окружающей среды (черная пунктирная стрелка) и от внутренних органов поступает в ядро одиночного пути в продолговатом мозге. Нейроны из ядра одиночного пути посылают активирующие сигналы в парабрахиальное ядро (PBelo) варолиева моста (красные стрелки). Туда же из аркуатного ядра миндалины (ARC) поступают сигналы от нейронов, экспрессирующих агутиподобный пептид (AgRP) и GABA. Они подавляют работу кокальцитонинергических нейронов парабрахиального ядра. AgRP-нейроны получают свою независмую информацию о состоянии организма и окружающей среды. Парабрахиальное ядро отправляет сигналы нейронам центрального ядра миндалины. Основную роль на этом участке нервного контура играют кокальцитонинергические и глутаматергические нейроны. Схема из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Nature


Нейроны AgRP, по предположению авторов, тормозят экспрессию кокальцитонина, и в результате аппетит повышается. Если нарушить работу AgRP-нейронов, то кокальцитониновые рецепторы парабрахиального ядра начнут работать бесперебойно, аппетит решительно снизится и мыши умрут от голода. Но AgRP-нейроны не влияют на пищевое поведение в обычных, спокойных, условиях, а включаются во время стресса или других непривычных и неприятных обстоятельствах.

В данной работе, хотя и достаточно сложно изложенной, доказана вполне четкая схема нейрорегуляции одной из важных функций любого организма — функции питания и насыщения. Очевидно, что для выживания эта функция имеет первоочередное значение. Особенно актуальным ее исследование стало сейчас, когда, с одной стороны, в мире больше миллиарда людей страдает от ожирения, а с другой, в противовес ожирению распространяется анорексия — болезненное голодание. Ясно, что современные условия жизни предлагают человеку такие условия, к которым его организм не успел и не мог успеть приспособиться. В такой ситуации хорошо бы понимать, как регулировать наше пищевое поведение и действовать сознательно. В этом смысле данная статья исключительно актуальна. Она дает надежду на формирование сознательного отношения к тому, что, сколько, как и почему мы едим.

Источник: Matthew E. Carter, Marta E. Soden, Larry S. Zweifel, Richard D. Palmiter. Genetic identification of a neural circuit that suppresses appetite // Nature. 7 November 2013. V. 503. P. 111–114.

Елена Наймарк


05 октябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Установлена последовательность образования связей новых нейронов в мозге взрослых мышей

Со школы мы слышим, что нейроны не делятся и не обновляются. На самом деле, в мозге взрослых млекопитающих есть особые стволовые клетки, которые способны при определенных условиях делиться.

Чтобы получать удовольствие от общения, необходима согласованная работа окситоцина и серотонина в прилежащем ядре

Биологи из Стэнфордского университета еще на шаг приблизились к расшифровке нейрологических механизмов, отвечающих за социальное поведение животных. Как выяснилось, для того, чтобы общение с

Ген речи FOXP2 обзаводится помощниками

Работа американских нейробиологов представляет разносторонее исследование гена SRPX2. Роль этого гена, как выяснилось из результатов экспериментов на мышах и культурах мышиных и человеческих

Найдены нейроны, заставляющие самок избегать спариваний с незнакомцами

Одни животные охотнее спариваются со знакомыми партнерами, другие — с незнакомцами, но о физиологических механизмах этой избирательности почти ничего не известно. Японские биологи идентифицировали
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Как выглядит заброшенный город будущегоДостоинства ИБП марки ApcКак алкоголь вредит печени?5 крупных палеонтологических открытий 2019 годаНайден способ восстановить зубную эмаль"Рога дьявола" взошли над КатаромОчень детальное изображение Луны, собранное из 100 тыс. фотографий«Хаббл» заснял галактику-гиганта