Без повече преяждане: Открит е сигнален път в мозъка, който контролира приема на храна

Резюме: AgRP невроните в хипоталамуса контролират освобождаването на ендогенни лизофосфолипиди, като помагат за контролиране на възбудимостта на невроните на мозъчната кора и стимулират желанието за прием на храна.

Източник: Университет в Кьолн

Група изследователи разработи изцяло нов подход за лечение на хранителни разстройства.

Учените показаха, че група нервни клетки в хипоталамуса (т.нар. AgRP, агути-свързани пептидни неврони) контролират освобождаването на ендогенни лизофосфолипиди, които от своя страна контролират възбудимостта на нервните клетки в мозъчната кора, което стимулира приема на храна.

В този процес решаващата стъпка от сигналния път се контролира от ензима автотаксин, който е отговорен за производството на лизофосфатидна киселина (LPA) в мозъка като модулатор на мрежовата активност.

Прилагането на автотаксин инхибитори може по този начин значително да намали както прекомерния прием на храна след гладуване, така и затлъстяването при животински модели.

Статията „AgRP невроните контролират поведението на приема на храна в кортикалните синапси чрез периферно извлечени лизофосфолипиди“ вече се появи в Природен метаболизъм.

Хранителните разстройства и особено затлъстяването са една от най-честите причини за различни заболявания в индустриализираните общества по целия свят, особено сърдечно-съдови заболявания с трайни увреждания или фатални изходи като инфаркти, диабет или инсулти.

Институтът Роберт Кох съобщи през 2021 г., че 67% от мъжете и 53% от жените в Германия са с наднормено тегло. 23 процента от възрастните са с тежко наднормено тегло (затлъстяване). Опитите да се повлияе на хранителното поведение с лекарства досега се оказват неефективни.

Нова терапия, която модулира възбудимостта на мрежите, които контролират хранителното поведение, би била решаваща стъпка към контролиране на това широко разпространено затлъстяване.

Изследователският екип открива повишен процент на затлъстяване и съпътстващия диабет тип II при хора с нарушена синаптична LPA сигнализация.

Група, ръководена от професор Йоханес Фогт (Медицински факултет, Университет в Кьолн), професор Робърт Нич (Медицински факултет, Университет на Мюнстер) и професор Томас Хорват (Медицинско училище в Йейл, Ню Хейвън, САЩ) вече показа, че контролът на възбудимостта на невроните в мозъчната кора от LPA играе съществена роля в контрола на хранителното поведение: AgRP невроните регулират количеството лизофосфатидилхолин (LPC) в кръвта.

Чрез активен транспорт LPC достига до мозъка, където се превръща от ензима автотаксин (ATX) в LPA, който е активен в синапса. Синаптичните LPA сигнали стимулират специфични мрежи в мозъка, което води до повишен прием на храна.

При миши модел след период на гладуване повишаването на LPC в кръвта доведе до увеличаване на стимулиращия LPA в мозъка. Тези мишки показаха типично поведение при търсене на храна. И двете могат да бъдат нормализирани чрез прилагане на инхибитори на автотаксин. Затлъстелите мишки, от друга страна, губят тегло, когато тези инхибитори се прилагат непрекъснато.

Нервни клетки на миши мозък (зелено) и протеин PRG-1 (червен). Ако нервните клетки съдържат PRG-1, клетките се появяват в жълто. Кредит: Йоханес Фогт

Йоханес Фогт обясни: „Видяхме значително намаляване на прекомерния прием на храна и затлъстяването чрез генна мутация и фармакологично инхибиране на ATX. Следователно нашите фундаментални открития за контролираната от LPA възбудимост на мозъка, върху които работихме от години, също играят централна роля за хранителното поведение.

Робърт Нич вижда констатациите като важна стъпка към разработването на нови лекарства: „Данните показват, че хората с нарушен синаптичен сигнален път на LPA са по-склонни да имат наднормено тегло и да страдат от диабет тип II. Това е силна индикация за възможен терапевтичен успех на АТХ инхибиторите, които в момента разработваме заедно с института Ханс Кнол в Йена за употреба при хора.

Тези открития за контрола на възбуждането на невронните мрежи в хранителното поведение чрез лизофосфолипиди и новите терапевтични възможности, които те предполагат, биха могли в бъдеще да допринесат не само за лечение на хранителни разстройства, но и за неврологични и психиатрични заболявания.

Относно тази новина за изследване на неврологията

автор: Ева Шислер
Източник: Университет в Кьолн
контакт: Ева Шислер – Университет в Кьолн
Образ: Изображението се приписва на Йоханес Фогт

Вижте също

Това е карикатура на човек, който медитира

Оригинално изследване: Затворен достъп.
AgRP невроните контролират поведението на хранене в кортикалните синапси чрез периферно извлечени лизофосфолипиди„От Йоханес Фогт. Природен метаболизъм


абстрактно

AgRP невроните контролират поведението на хранене в кортикалните синапси чрез периферно извлечени лизофосфолипиди

Нивата на фосфолипидите се влияят от периферния метаболизъм. В централната нервна система синаптичните фосфолипиди регулират глутаматергичното предаване и кортикалната възбудимост. Остава неизвестно дали промените в периферния метаболизъм засягат нивата на мозъчните липиди и кортикалната възбудимост.

Тук ние показваме, че нивата на видовете лизофосфатидна киселина (LPA) в кръвта и цереброспиналната течност се повишават след гладуване през нощта и водят до по-висока кортикална възбудимост. Свързаната с LPA кортикална възбудимост повишава индуцираната от гладно хиперфагия и намалява след инхибиране на синтеза на LPA.

Мишки, експресиращи човешка мутация (Prg-1R346T), което води до по-висока синаптична липидно-медиирана кортикална възбудимост, повишена хиперфагия, предизвикана от гладуване. Съответно, хората с тази мутация имат по-висок индекс на телесна маса и разпространение на диабет тип 2.

Освен това показваме, че ефектите на LPA след гладуване са под контрола на неврони, свързани с хипоталамични агути-свързани пептиди (AgRP). Изчерпването на AgRP-експресиращите клетки при възрастни мишки намалява индуцираното от гладно повишаване на циркулиращите LPA, както и кортикалната възбудимост, като същевременно притъпява хиперфагията.

Тези открития разкриват пряко влияние на циркулиращите LPA под контрола на хипоталамичните AgRP неврони върху кортикалната възбудимост, разкривайки алтернативен не-невронен път, чрез който хипоталамусът може да окаже силно въздействие върху кората и по този начин да повлияе на приема на храна.