Ожирение победят нервные клетки

Ученые из университета Джона Хопкинса обнаружили у мышей новый тип нервных клеток, который отвечает за подавление желания есть. Как утверждают исследователи результаты работы могут помочь разработать новые методы борьбы с ожирением. Статья опубликована в журнале Science.

«Когда обнаруженные нами клетки мозга возбуждаются и посылают сигналы, наши лабораторные мыши прекращают есть, — говорит Ричард Хьюганир (Richard Huganir), один из авторов исследования. — Эти сигналы как бы говорят, что животное сыто».

Ранее ученые исследовали белки, которые усиливают или ослабляют связи между нейронными клетками. Они обратили внимание на фермент OGT — биологический катализатор, который участвует в метаболических путях инсулина и глюкозы. Фермент присоединяет молекулу N-ацетилглюкозамина, являющегося производным сахара, к белкам, изменяя свойства последних.

Чтобы узнать, какие функции OGT выполняет в головном мозге, ученые нокаутировали ген, отвечающий за синтез фермента в нейронах гиппокампа и коры головного мозга у мышей.

Через три недели после этого животные в два раза прибавили в весе за счет жировых отложений. Кроме того, исследователи заметили, что при каждом приеме пищи грызуны потребляли больше калорий, чем мыши с нетронутым геном OGT. Ограничение рациона способствовало возвращению нормального веса.

Поскольку функции гиппокампа не связаны с контролем процесса питания, ученые решили поискать изменения активности OGT в других участках мозга. Они обнаружили, что ген, отвечающий за синтез фермента, отсутствовал также в небольшой группе нейронов, расположенных в области, называемой паравентрикулярным ядром.

Исследователи проверили электрическую активность нервных клеток без гена OGT. Оказалось, что количество синапсов, которые контактировали с нейронами, было в три раза меньше, чем у нормальных клеток. В результате клетки не получали достаточного количества входных сигналов и не могли возбуждаться так, как это делают здоровые нейроны.

С помощью оптогенетических методов ученые смогли заставить дефектные нейроны производить светочувствительные белки. При облучении синим светом клетки активировались и начали отправлять сигналы в другие части мозга, в результате чего мыши сократили потребление пищи на 25 процентов.

Оптогенетика — область науки, которая позволяет исследовать работу нервных клеток, внедряя в них гены, кодирующие белки опсины. Эти белки образуют каналы в нейронных мембранах, которые открываются при действии светом, что позволяет возбудить, либо ингибировать активность клеток.