Struktura možganskih celic lahko vpliva na tveganje za debelost
Raziskovalci, ki preučujejo debelost, so odkrili, da imajo antene podobne strukture na možganskih celicah, ki so del telesnega kroga lakote, ključno vlogo pri uravnavanju apetita.
Študijski prispevek, objavljen v reviji Naravna genetika, je poudaril pomembno vlogo, ki jo imajo lahko antenske strukture - ali primarne trepalnice - pri signalizaciji možganov.
Na splošno so menili, da je večina signalizacije v možganih potekala prek struktur, imenovanih sinapse.
"Gradimo enotno razumevanje človeške genetike debelosti," pojasnjuje starejši avtor Christian Vaisse, profesor v Diabetes Center na Kalifornijski univerzi v San Franciscu.
"Do nedavnega," dodaja, "so mnogi raziskovalci debelosti komaj slišali za primarne trepalnice, vendar se bo to spremenilo."
Vloga genetike pri debelosti
V ZDA debelost prizadene več kot tretjino (ali 78,6 milijona) odraslih.
Debelost je velika skrb za javno zdravje, nenazadnje zato, ker je povezana s slabim duševnim zdravjem in številnimi drugimi resnimi zdravstvenimi težavami. Sem spadajo nekateri vodilni vzroki smrti v ZDA in drugod po svetu, kot so diabetes, možganska kap, bolezni srca in nekateri raki.
Glavni dejavniki epidemije debelosti so večinoma negenetski, na primer kombinacija pripravljenega dostopa do neomejene zaloge kalorično bogate hrane in "vse bolj sedečega načina življenja".
Vendar pa vsi, ki so izpostavljeni tem okoljskim razmeram, ne postanejo debeli, kar kaže na to, da igra vlogo tudi genetika.
Vzrok za večino bolezni, pri katerih igra genetika, so razlike v številnih genih. Včasih pa je vzrok lahko posledica sprememb enega samega gena.
Vezje lakote
V svojem prispevku raziskovalci pojasnjujejo, da je večina vzrokov hude debelosti z enim genom posledica genskih sprememb v krogu lakote, ki vključuje leptin - signalni protein ali hormon, ki ga sproščajo maščobne celice.
Vezje je mreža živčnih celic ali nevronov v predelu hipotalamusa v možganih, ki pomaga ohranjati stabilnost teže s prilagajanjem apetita in porabe energije, odvisno od ravni leptina.
Mutacije v genu, ki kodira leptin, ali v genih, ki sodelujejo pri spremljanju in odzivanju na beljakovine, lahko privedejo do neuspešnega odkrivanja, kdaj ima telo zadostno količino maščobe. To se lahko zgodi pri miših in ljudeh, zaradi česar še naprej jedo, "kot da bi stradali."
V prejšnjem delu so profesor Vaisse in sodelavci ugotovili, da mutacije gena, ki sodeluje v krogu lakote leptina - gena receptorja za melanokortin-4 (MC4R) - predstavljajo 3-5 odstotkov vseh primerov hude debelosti pri ljudeh. Huda debelost je opredeljena kot indeks telesne mase (ITM) nad 40.
Beljakovina MC4R zazna kemične signale v posebni skupini nevronov v hipotalamusu, ki naj bi imeli pomembno vlogo pri zmanjševanju apetita kot odziv na visoke ravni leptina.
Do nove študije znanstveniki niso vedeli, kako ta podskupina hipotalamičnih nevronov uravnava nadzor apetita.
Primarne trepalnice povezane z debelostjo
Tudi drugi člani študijske skupine so že odkrili, da lahko redke spremembe genov, ki vplivajo na primarne trepalnice, povzročijo bolezni, ki jih skoraj vedno spremlja huda debelost, kot sta sindrom Alström in Bardet-Biedl. Vendar ni bilo jasno, kako so trepalnice povezane z debelostjo.
V novi študiji so raziskovalci preučevali hipotalamične nevrone, ki uravnavajo apetit, pri običajnih miših in ugotovili, da se beljakovina MC4R koncentrira v njihovih primarnih trepalnicah.
Ugotovili so tudi, da miši, ki so zasnovane tako, da imajo različico gena, ki je povezana s hudo debelostjo pri ljudeh, nimajo proteina MC4R v teh trepalnicah.
Zaradi teh ugotovitev se je skupina spraševala, ali so bile te primarne trepalnice na hipotalamičnih nevronih glavno mesto za funkcijo uravnavanja apetita vezja lakote leptina.
Nedavna odkritja so pokazala, da je še en protein, imenovan adenilil ciklaza 3 (ADCY3), povezan tudi z debelostjo in da se koncentrira tudi v primarnih trepalnicah. Znano je, da se ADCY3 povezuje z MC4R, ko pošilja signale.
Ključne lokacije signalov za uravnavanje apetita
V nadaljnjem nizu poskusov so raziskovalci ugotovili, da so živali po blokiranju ADCY3 pri miših znatno povečale vnos hrane in začele postajati debele.
Raziskovalci so ugotovili, da ADCY3 in MC4R sodelujeta v primarnih trepalnicah nevronov, ki zaznavajo leptin, da bi jim pomagala zaznati, da se stopnja telesne maščobe povečuje, kar posledično zmanjšuje apetit.
Zaradi genetskega ali drugega motenja teh vitalnih komponent lahko telo ne more uporabiti "zasilne zavore" za nadzor apetita.
Vendar raziskovalci poudarjajo, da se je treba še veliko naučiti o vlogi primarnih trepalnic pri uravnavanju apetita in verjetno bo minilo kar nekaj časa, preden bodo na voljo nova zdravljenja, ki temeljijo na tem znanju.
»Razburljivo je, kako velik napredek je to področje doseglo. V devetdesetih smo se spraševali, ali je debelost genetska; pred desetletjem smo odkrili, da večina dejavnikov tveganja za debelost vpliva predvsem na leptinski krog v možganih, «pravi prof. Vaisse.
"[Zdaj] smo na robu razumevanja, kako napake v tej posebni podcelični strukturi določene podskupine hipotalamičnih nevronov poganjajo povečanje telesne mase in debelost."
Prof. Christian Vaisse
