Хотя учёным давно известно о том, что мозг отвечает за выдачу команд жировым отложениям в организме на их использование для получения энергии по мере необходимости, но они пока не в состоянии определить точно, как проходит этот процесс. Вырабатываемый жировыми клетками гормон лептин, попадая в мозг, регулирует аппетит, обмен веществ и потребление энергии, но до сих пор не было понятно, какой механизм позволяет осуществлять обратную связь. Новое исследование впервые выявило это недостающее звено – в виде набора нервов, соединённых с жировой тканью для стимулирования процесса. В перспективе это может помочь создать новые типы лекарственных средств для лечения ожирения.
Лептин был открыт около 20 лет назад как регулятор обмена веществ в организме. Низкий уровень гормона служит сигналом для повышения аппетита и замедления метаболизма, в то время как высокий уровень лептина ослабляет аппетит и способствует лучшему расщеплению жиров. С помощью различных методов исследовательская группа во главе с Аной Домингуш из португальского институтат Instituto Gulbenkian de Ciência смогла пролить свет на то, что происходит с лептином при отправке сигналов обратной связи в жировую ткань, обнаружив группу нервов, отвечающих за передачу команды на расщепление жиров в белую жировую ткань.
«Мы препарировали эти нервные волокна из жира мыши и с помощью молекулярных маркеров выявили симпатические нейроны, — объясняет Домингуш. — При использовании ультрачувствительного метода визуализации на неповрежденной белой жировой ткани живой мыши мы обнаружили, что жировые клетки покрыты оболочкой из этих симпатических нервных окончаний».
Чтобы определить какую роль играют эти нейроны при ожирении, команда провела дополнительные исследования на мышах. С помощью генной инженерии учёные получили возможность включать и отключать нейроны в организме грызунов, благодаря методу оптогенетики — когда клетки мозга ведут себя иначе под воздействием света. Оптогенетика является новым исследовательским методом, который, в частности, учёные используют в качестве средства для лечения слепоты и изменения болевого порога.
Исследователи под руководством Домингуш обнаружили, что включение нейронного переключателя локально вызывало высвобождение нейромедиатора под названием норадреналин, который, в свою очередь непрерывно передавал жировым клеткам сигналы на расщепление жиров. Учёные считают, что без этих симпатических нейронов лептин не в состоянии самостоятельно стимулировать расщепление жиров. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что эти симпатические нейроны могут быть в фокусе внимания при лечении ожирения, а не лептин, к которому мозг страдающих ожирением людей выработал устойчивость.
«Этот результат открывает новые возможности для лечения общей устойчивости к лептину — состояния, при котором мозг людей, страдающих ожирением, теряет чувствительность к этому гормону», — говорит Домингуш.
Результаты исследования учёных были опубликованы в журнале Cell.