» » 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
«Заливы Каролины»Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыПочему мы стареем? Новая теория ученыхРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаОхотник за сокровищами нашел редчайший доисторический кладNASA получило новые снимки Большого красного пятна ЮпитераЧто происходит с океанами Земли?