Обнаружено вещество, регулирующее аппетит

Грызуны — традиционный объект для изучения механизмов ожирения (фото с сайта www.pets-express.co.uk)

Гиперфагия, то есть обжорство, — главная причина ожирения. Аппетит регулируется гипоталамусом, который, в свою очередь, находится под контролем гормонов. Американские ученые обнаружили вещество, недостаток которого в гипоталамусе приводит к обжорству и ожирению невзирая ни на какие гормоны.

Гипоталамус играет ключевую роль в регуляции внутренней среды организма. Одна из его многочисленных функций состоит в регуляции пищевого поведения. Проще говоря, от него зависит аппетит. После приема пищи в крови повышается концентрация некоторых гормонов, например лептина и инсулина. Голодание, соответственно, ведет к снижению их концентрации. Гипоталамус «оценивает» эти изменения и, в зависимости от результата оценки, мы либо испытываем чувство голода, либо, наоборот, не испытываем. Если тем или иным способом заблокировать систему оценки гипоталамусом уровня лептина в крови, это может привести к неумеренному аппетиту и ожирению — как у крыс и мышей, так и у человека.

В последнее время появились данные, свидетельствующие о том, что гипоталамус может оценивать потребность организма в пище не только по уровню гормонов-посредников, но и напрямую — по концентрации в крови тех или иных питательных веществ или продуктов их метаболизма.

Одним из таких сигнальных веществ может служить малонил-кофермент А. Это соединение — продукт метаболизма жиров, и его концентрация в крови является хорошим показателем «уровня сытости». Некоторые ткани организма действительно используют это вещество как индикатор доступности энергетических ресурсов.

Сотрудники Медицинского колледжа им. Альберта Эйнштейна (Нью-Йорк, США) решили проверить, может ли снижение концентрации этого вещества в гипоталамусе (например, из-за какого-либо нарушения обмена веществ в этом отделе мозга) быть причиной ожирения. С этой целью ученые сконструировали искусственный вирус, в геном которого был вставлен ген фермента малонил-кофермент А декарбоксилазы (MCD). Этот фермент разрушает малонил-кофермент А, превращая его в ацетил-кофермент А.

Реакция, катализируемая ферментом малонил-кофермент А декарбоксилазой. Малонил-кофермент А (слева) распадается на ацетил-кофермент А (справа) и углекислый газ (рис. с сайта www.genome.ad.jp)

Вирус ввели в гипоталамус крыс. Это привело к снижению уровня малонил-кофермента А в гипоталамусе на 75% по сравнению с контрольными крысами, которым вводили такой же вирус, но без гена MCD. Более того, если у контрольных крыс при удвоении концентрации липидов в крови уровень малонил-кофермента А в гипоталамусе резко возрастал, то у крыс с MCD-вирусом этого не происходило.

В результате у подопытных крыс печень стала производить на 35% больше глюкозы. Если у нормальных крыс (как и у людей) синтез глюкозы в печени подавляется инсулином (который выделяется в ответ на рост концентрации глюкозы в крови), то печень подопытных крыс реагировала на инсулин гораздо слабее, продолжая производить ненужную глюкозу. Иными словами, печень продолжала действовать по «голодной» схеме, несмотря на вполне достаточное количество питательных веществ в крови.

Крысы, в гипоталамус которых был введен вирус с геном MCD, набирают вес быстрее (сплошная линия), чем те, которым был введен такой же вирус без гена MCD (пунктир). Рис. из статьи в Nature Neuroscience

Но самое главное — подопытные крысы стали набирать вес значительно быстрее контрольных. И по очень простой причине: у них усилился аппетит, и они стали поедать на 25% больше корма. К концу эксперимента у подопытных крыс жира было на 50% больше, чем у контрольных, тогда как различия в длине тела и массе всех остальных тканей (кроме жировой) оказались незначительными. Таким образом, почти всё избыточное питание у подопытных крыс ушло в жировые отложения. И это при том, что двигательная активность у подопытных крыс несколько возросла по сравнению с контролем. Еще бы, ведь они испытывали постоянный голод!

Таким образом, удалось показать, что гипоталамус действительно регулирует аппетит в зависимости от колебаний концентрации малонил-кофермента А, причем эта сигнальная система оказалась в определенном смысле сильнее, чем ранее известная гормональная. В частности, гормон лептин, концентрация которого повышается при хорошем питании и в норме это заставляет гипоталамус отключить чувство голода, в данном случае оказался бессилен. Также и инсулин не смог «убедить» печень крысы, что глюкозы в крови уже достаточно, в отсутствие соответствующих руководящих указаний от гипоталамуса.

Источник: He W., Lam T. K. T., Obici S., Rossetti L. Molecular disruption of hypothalamic nutrient sensing induces obesity // Nature Neuroscience. 2006. Advance Online Publication. doi:10.1038/nn1626

См. также:
Л. П. Чурилов. Новое о патогенезе ожирения.

Александр Марков

Последние новости: Медицина, Генетика, Александр Марков

24 мая Слуховая кора избирательно слышит то, к чему мы прислушиваемся

22 мая Ген, улучшающий память, заодно повышает и риск посттравматического стрессового растройства

19 мая Эволюция видов в сообществе идет не так, как в монокультуре

17 мая Самки рыб-чистильщиков ведут себя вежливее с незнакомцами, чем с давними приятелями

15 мая Обилие редких мутаций в генофонде человечества существенно превышает современные оценки

12 мая Под действием бактерицидных антибиотиков бактерии убивают себя сами

26 апреля Сегменты у насекомых развиваются по часам

25 апреля Злокачественные опухоли и их метастазы не только растут, но и активно изменяются независимо друг от друга

24 апреля Личинки губок видят нетрадиционным способом

23 апреля Искусственные полимеры могут хранить генетическую информацию

Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):