Блокировка обоняния защитила мышей от ожирения

Пищевое поведение многих животных зависит от обоняния. На клеточном уровне его опосредуют сигналы от основной обонятельнятельной луковицы (MOB), которые через нейроны обонятельных рецепторов (OSN) поступают в гипоталамус. В связке со стволом мозга последний регулирует работу автономной нервной системы исходя из уровней инсулина и лептина — гормона, который ускоряет расщепление клеток белой и бурой жировой тканей. Таким образом, нарушение гомеостаза подталкивает особь к поиску пищи. В то же время напрямую влиять на гипоталамус наряду с эндокринной системой, вероятно, может и сама MOB: еще в 1983–1998 годах в ней была выявлена высокая экспрессия матричных РНК (мРНК) лептина и инсулина.

Гипотеза о том, что периферия обонятельного анализатора способна модулировать автономную нервную систему, — а следовательно, и пищевое поведение — за счет гипоталамуса, согласуется с наблюдениями о том, что голод стимулирует остроту обоняния. В новой работе сотрудники Калифорнийского университета в Беркли и других учреждений изучили вклад OSNs в поддержание гомеостаза. Для этого подопытным взрослым мышам (у грызунов дефекты обоняния при рождении приводят к смерти) удаляли обонятельные нейроны с помощью инъекций дифтерийного токсина. Затем они сравнивали массу тела пострадавших и контрольных животных при нормальном и насыщенном жирами рационе.

Согласно итогам измерений, после обработки вес грызунов в экспериментальной группе значительно снизился (на 16 процентных пунктов). Причем объем потребления пищи в их случае оставался сопоставим, а в первый час даже превышал показатель контрольной. Мыши с дефектными нейронами также оказались более устойчивы к ожирению. Любопытно, что снижение массы тела обеспечивал именно липолиз, но не потеря мышечной ткани — на это, в частности, указывало уменьшение паховой области. Тенденцию не объясняли изменения уровня физической активности и интенсивность выделений. Кроме того, удаление клеток повышало чувствительность особей к инсулину и толерантность к глюкозе.

Схожих результатов удалось достичь однократным введением токсина тучным мышам из контрольной группы — расход энергии у них при этом увеличился: так, наблюдались повышенные потребление тканями кислорода и поглощение глюкозы. Затем ученые проверили, можно ли смоделировать обратный эффект — ухудшить метаболизм через стимуляцию обоняния. Для этого они вывели линию животных без рецептора инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1) — удаление этого белка из обонятельного эпителия ассоциируется с активным нейрогенезом. Спустя 12 недель у таких грызунов наблюдался резкий прирост массы тела с чрезмерным отложением жира. Также для них была характерна резистентность к инсулину.

По словам авторов, полученные данные подтверждают, что изменения обоняния могут влиять на метаболизм. Примечательным выводом работы, кроме устойчивости подопытных животных к ожирению, стало и то, что инсулин модифицированных мышей хуже справлялся с подавлением глюкозы. Это указывает на новую роль «обонятельного» IGF1 в возникновении инсулинрезистентности — одного из симптомов сахарного диабета 2 типа.

Подробности исследования представлены в журнале Cell Metabolism.

Ранее ученые выяснили, что слабость человеческого обоняния является мифом.