24.05.2017
Редакция Naked Science

«Дилемму голодания» проследили до эндомембран

Специалисты из Университета Кембриджа и Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна описали механизм расщепления бурой жировой ткани, опосредованный активностью орексигенных нейронов.

14583986770_e5f9d0d6c4_h
©Wikipedia

Энергетический баланс в организме млекопитающих зависит от координации процессов расходования и получения энергии. На молекулярном уровне ее опосредует разложение межлопаточной бурой жировой ткани (interscapular brown adipose tissue, iBAT): эпизодический избыток пищи приводит к нагреванию ее адипоцитов и повышенным энергетическим тратам, ограничивая рост массы тела. Голод, напротив, сопровождается замедленной потерей веса — этот эффект часто наблюдается на фоне диет для похудения. Известно, что контроль за насыщением выполняют орексигенные нейроны гипоталамуса, экспрессирующие нейропептид Y (NPY) и агутиевый нейропептид (AGRP) — так, стимуляция последнего провоцирует переедание. Однако нейронный механизм такой регуляции изучен недостаточно.

 

Чтобы выяснить, как орексигенные нейроны связаны с бурой жировой тканью, авторы новой работы провели серию экспериментов на мышах. В отсутствие пищи животным вводили вектор на основе аденоассоциированного вируса (плазмиду) с флуоресцентным белком и рецептором hM3dq, после чего делали инъекцию клозапин-N-оксида (CNO). Под воздействием последнего рецептор связывался с AGRP-нейронами, что приводило к деполяризации их мембраны. Одновременно, с помощью телеметрического датчика, имплантированного в межлопаточную область, ученые следили за температурой в бурой жировой ткани. Наблюдения показали, что в течение часа после такой стимуляции мыши потребляли в среднем вдвое больше пищи по сравнению с контрольными особями.

 

Объем потребляемой пищи после введения нейтрального раствора и CNO (слева), динамика температуры адипоцитов бурой жировой ткани после инъекции спинномозговой жидкости (aCSF) и грелина / ©Luke K Burke et al., eLife, 2017

 

В соответствии с гипотезой, активация AGRP-нейронов снижала температуру в жировой ткани, а также, несмотря на физическую активность, расход энергии. Схожий эффект вызвало прямое введение в гипоталамус грелина — нейропептида, который стимулирует AGRP естественным образом. Для определения роли разных молекул в расщеплении iBAT при стимуляции AGRP, исследователи обрабатывали мышей метирозином — ингибитором тирозингидроксилазы (прекурсора катехоламинов): рост уровня адреналина и норандреналина ускоряет липолиз жиров. Согласно анализу, после инъекции CNO жировые клетки подопытных мышей хуже связывались с норадреналином. Однако самостоятельно это не объясняло действие нейронов, и авторы изучили «нисходящие» пути адренорецепторов iBAT.

 

Последующий анализ показал, что стимуляция AGRP-нейронов сопровождается ростом активности АМФ-активируемой протеинкиназы (AMPK). Этот фермент регулирует энергетический баланс клеток: при его активации, например во время физических нагрузок, клетка переходит в режим энергосбережения. В результате дефицит энергии, стимулируя внутриклеточный комплекс mTORC1 в орексигенных нейронах, вызывает резкое снижение температуры бурой жировой ткани и, как следствие, замедляет ее расщепление и снижение массы тела. Таким образом, полученные данные проясняют роль AGRP-нейронов в поддержании энергетического баланса. Фактически эти клетки выполняют функцию «переключателя» механизмов расходования и запасания бурого жира в зависимости от условий внешней среды.

 

Подробности работы представлены в журнале eLife.

 

Ранее исследователи обнаружили, что снижение двигательной активности при ожирении связано с нарушением работы дофаминовых рецепторов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

Вчера, 14:39
Ольга Иванова

К такому выводу пришла международная команда ученых, изучавшая древние метеориты. Загадочный разрыв находился неподалеку от нынешнего пояса астероидов.

Позавчера, 13:02
Елена Синицкая

Крупнейшее в истории генетическое исследование современных жителей Катара пополнило банк данных для изучения миграции ранних человеческих сообществ из Африки и влияния арабских завоеваний на формирование многих современных популяций планеты.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

Вчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: