Выключатель голода

Фото: Susana Gonzalez / Bloomberg / Getty Images / Fotobank.ru

Американские нейрофизиологи научились управлять чувством голода при помощи света или электрошока

Александр Телишев

28 июля, 2014 15:04

5 мин

Миндалевидное тело в мозге человека и других животных содержит в себе особую группу нейронов, стимуляция которых при помощи тока полностью лишает аппетита. Пока этот эксперимент ученые проводили только на мышах, его результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience. Участок, отвечающий за чувство голода, находится там же, где располагаются нейроны, отвечающие за сильные эмоции, страх и формирование воспоминаний.

Ученые, сделавшие это открытие, полагают, что, воздействуя на эту зону, можно вылечить даже крайние формы ожирения и анорексии. Сейчас нейрофизиологические процессы, управляющие чувством голода и сытости, являются одновременно одними из самых изучаемых и малоизученных феноменов. За последние два десятилетия нейрофизиологи открыли десятки различных компонентов нервной системы и около дюжины гормонов, дирижирующих нашим желанием (или нежеланием) есть.

Большое количество таких цепочек нейронов и их тесная переплетенность пока не позволяют ученым создать некую «волшебную» таблетку на базе уже открытых гормонов сытости, таких как лептин или PPAR-гамма, способную решить проблему лишних килограммов для всех жителей планеты.

Дэвид Андерсон из Калифорнийского технологического университета в Пасадене (США) и его коллеги существенно продвинулись на пути к созданию такого препарата, изучая работу мозга у дюжины мышей во время сеансов как продолжительного голода, так и неограниченного доступа к пище.

Как отмечают авторы статьи, их коллеги выделили несколько десятков наборов нейронов в разных частях мозга, которые так или иначе связаны с чувством голода и насыщения. Большая часть окончаний в этих цепочках нервных клеток подключена к так называемому миндалевидному телу — особой области в глубине мозга, в которой находится центр удовольствия, центр консолидации воспоминаний и многие другие функциональные узлы нервной системы человека и животных. Ученые и раньше предполагали, что миндалевидное тело управляет чувством голода, но до недавнего времени не могли подтвердить свои догадки.

Группе Андерсона удалось доказать теорию и найти обособленную группу нейронов, которые отвечают за чувство голода. Исследователи сделали это открытие благодаря простому наблюдению — этот центр может работать в обе стороны, как при сигналах голода, так и при сигналах сытости. Их предшественники почти не исследовали процесс формирования сигнала сытости, заставляющий человека или животное прекратить прием пищи, и авторы статьи решили восполнить этот пробел в нейрофизиологии голода.

Фото: The Jackson Laboratory

Для этого ученые приобрели десяток мышей, вставили в их миндалевидное тело набор электродов и стали следить за тем, как менялась их активность в те отрезки времени, когда грызун был голоден или сыт. Сравнивая поступающие сигналы, нейрофизиологи смогли выделить особую группу нервных клеток, которая была активна в те моменты, когда мыши были голодными, и бездействовала во время сытости.

Все эти нейроны объединяла одна особенность — на их поверхности находились особые клеточные рецепторы, реагирующие на молекулы гормона PKC-дельта, который ранее не связывался с чувством голода и насыщения. Этот факт озадачил Андерсона и его коллег, и они решили проверить, что произойдет, если подавить работу наблюдаемых нервных клеток при помощи генной терапии или при их искусственной стимуляции электричеством.

Результаты этих манипуляций были бы очевидными даже для самых ненаблюдательных людей. К примеру, стимуляция нервных клеток током привела к тому, что мыши почти полностью перестали есть. Аналогичным образом, отключение клеток с рецепторами PKC-дельта на их поверхности сделало грызунов действительно «всеядными» — подопечные ученых продолжали поедать корм даже в тех случаях, когда ученые вводили в кровь гигантские дозы рвотных и других крайне неприятных веществ, которые обычно лишают аппетита даже очень голодных животных. Кроме того такие мыши ели в среднем в два раза больше пищи, чем их обычные сородичи из контрольной группы.

Ободренные столь заметным действием нейронов из миндалевидного тела на аппетит и чувство голода грызунов, авторы статьи попытались создать систему, которая бы позволила им гибко включать и выключать эти клетки в произвольный момент времени. Для этого ученые вставили в мозг животных специальные световоды, позволяющие манипулировать состоянием нейронов при помощи коротких импульсов лазера. Экспериментальная проверка работы установки показала, что система справляется со своей задачей — она делала мышей, которые голодали на протяжении целых суток, абсолютно безразличными к пище. При этом животные продолжали пить воду и в целом вели себя нормально, что свидетельствует об отсутствии серьезных побочных эффектов, способных помешать клиническому использованию PKC-дельта нейронов.

Как подчеркивают исследователи, пока им не удалось найти гормон, который бы мог стимулировать центр голода в миндалевидном теле и при этом не затрагивать работу других нервных клеток с рецепторами PKC-дельта, расположенными в иных частях тела. Андерсон и его коллеги попытаются найти решение этой проблемы, и, если им удастся выявить такой гормон, то можно всерьез предсказывать создание «чудо-таблетки» от ожирения. Уже сейчас высокая эффективность блокировки чувства голода (или насыщения) позволяет говорить о возможности использования электрической и световой стимуляции этих клеток для лечения экстремальных случаев ожирения и анорексии.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе