Енергийният баланс е сложен обмен между мозъка и тялото
За мнозина не е лесна задача да поддържат здравословно телесно тегло. Независимо от това, мозъците и телата са свързани, за да работят заедно, за да поддържат енергиен баланс.
Това тясно съвпадение между броя на консумираните калории спрямо изразходваните е резултат от сложен обмен на невробиологични кръстосани препратки в регионите на мозъчния хипоталамус. Когато този „разговор” се обърка, може да се получи затлъстяване или анорексия.
За съжаление, малко се знае за подробностите на този сложен обмен, въпреки значителните последици. Ново изследване, ръководено от следователи в Медицинския център за диаконеса на Бет Израел (BIDMC), дава нови прозрения, които помагат за въвеждането на ред в тази сложност.
Изследователите казват, че техните констатации са отбелязани в списанието Клетка, демонстрират как невротрансмитерът гама-аминомаслена киселина (GABA) избирателно задвижва енергийните разходи и, което е важно, също така помага да се обясни невроциркулацията, в основата на свойствата на кафявата мазнина за изгаряне на мазнини.
„Нашата група е създала изследователска програма с общата цел да разкрие„ схемата на свързване “, чрез която мозъкът контролира апетита и изгарянето на калории“, каза старшият автор Брадфорд Лоуъл, д.м.н., доктор.
„За да разширим разбирането си до това ниво, трябва да знаем функцията на специфични подгрупи неврони и в допълнение, невроните нагоре по веригата, които осигуряват вход, и невроните надолу по веригата, получаващи изход от тези функционално дефинирани неврони. Доскоро подобни познания в хипоталамуса бяха до голяма степен недостижими. "
Хипопталмът е регион с размер на перла, който насочва няколко важни функции в тялото и служи като мозъчен контролен център за енергиен баланс.
Този баланс се получава, когато мозъкът получава сигнали за обратна връзка от тялото, които съобщават за състоянието на запасите от гориво. След това интегрира това с принос от външния свят, както и емоционалното състояние на човек, за да промени поведението на хранене и енергийните разходи.
В това ново проучване изследователите са изследвали уникална популация от неврони, които са разположени в основата на мозъка в хипоталамуса.
„Ние сме генетично конструирани мишки, така че да имат специфичен дефект, който пречи на тези неврони да освобождават инхибиторния невротрансмитер, GABA“, каза Лоуъл. „Мишките с този дефект развиха изразено затлъстяване и, забележително, затлъстяването им се дължи изцяло на дефект в изгарянето на калории“, обяснява той и добавя, че приемът на храна не е бил изцяло засегнат.
След това изследователите са проектирали друга група мишки, при които тези неврони могат да бъдат селективно включени по различно време. От това екипът продължи да показва, че невроните движат енергийните разходи в кафявите мазнини.
Напоследък кафявата мазнина заглави заглавия, защото много скорошни проучвания разкриха, че за разлика от енергосъхраняващата бяла мазнина, кафявата мазнина изгаря енергия, за да генерира топлина. Този процес се нарича термогенеза.
„Разходът на енергия, медииран от кафява мастна тъкан, е от решаващо значение за поддържане на телесното тегло и предотвратява затлъстяването, предизвикано от диета. Основният му мозъчен регулаторен механизъм обаче все още е слабо разбран ”, каза първият автор Донг Конг, д-р.
„Нашето откритие на невроциркула, базирана на хипоталамус, която в крайна сметка контролира термогенезата, е важен напредък“, добави Лоуъл.
Освен това изследователите установиха, че когато включат тези неврони, енергийните разходи са изцяло зависими от освобождаването на GABA. Тези резултати разкриват, че освобождаването на GABA селективно стимулира енергийните разходи. „Нашите открития значително разшириха нашето разбиране в контрола на енергийните разходи и предоставиха нова представа за патогенезата на затлъстяването“, каза Конг.
Уникалните характеристики на невроните на хипоталамуса са важни, тъй като те могат да предоставят възможност за експериментално модифициране на мозъчния контрол върху енергийните разходи. По-конкретно, невроните, получаващи GABA-медиирани сигнали от тези неврони, вероятно ще играят важна роля в регулирането на енергийните разходи, но не и на приема на храна.
„Сега е важно да се очертаят напълно невроните нагоре по веригата, които контролират тези неврони, регулиращи термогенезата, както и невроните надолу по веригата, които завършват„ веригата “за кафяво мастна тъкан“, каза Лоуъл.
Подобна работа може да разкрие нови възможности за фармакологични интервенции, които могат да доведат до ефективно лечение на затлъстяването и свързаните с него усложнения като диабет.
Източник: Beth Israel Deaconess Medical Center
