Описан нейронный механизм белкового голодания — Naked Science
10.05.2017
6 минут
Редакция

Описан нейронный механизм белкового голодания

Американские исследователи обнаружили специфические дофаминовые нейроны, ответственные за пищевое поведение дрозофил при белковом голодании.

howfruitflyb

Известно, что необходимость в питании связана с недостатком не только энергии, но и определенных химических соединений, самостоятельно синтезировать которые организм не способен. В случае животных в качестве таких веществ, помимо глюкозы, выступает белок. Так, дрозофилы в лабораторных условиях получают последний из дрожжей. Важную роль уровень белка играет на этапах интенсивного роста и размножения: в это время дрозофилы поедают дрожжи более активно. Воспроизводимость подобного поведения предполагает наличие у них специфического нейронного коррелята, который специалисты из Университета Джона Хопкинса изучили в рамках новой серии экспериментов.

 

Чтобы выяснить, какие именно клетки участвуют в организации пищевого поведения, ученые выключали различные группы нейронов в мозге дрозофил и оценивали их потребность в дрожжах на фоне белкового голодания. Наблюдения показали, что с дефицитом вещества в организме связаны дофаминовые нейроны задней медиальной протоцеребральной подгруппы 2 (PPM2), получившие название DA-WED, — в ответ на недостаток дрожжей они реагировали четырехкратным повышением потенциала действия и ростом уровня ионов кальция. При этом длительное белковое голодание приводило к пластическим изменениям, в частности удлинению соответствующих дендритных ветвей.

 

Модель белкового голодания. Высокий уровень глутамина подавляет активность DA-WED, что на уровне поведения повышает потребление сахара (вверху). При белковом голодании (внизу) уровень глутамина снижается, что активирует DA-WED и приводит к их пластическим изменениям: дендритная ветвь (розовый цвет) увеличивается и стимулирует нейроны FB-LAL через рецепторы DopR1 и DopR2 / ©Qili Liu et al., Science, 2017

 

По словам авторов, такие изменения стали неожиданностью, поскольку обычно пластичность характерна для постсинаптических, но не пресинаптических нейронов. Наиболее выраженной динамика оказалась под воздействием глутамина — одной из 20 аминокислот, входящих в состав белка, — именно она, по-видимому, является для DA-WED ключевым сигнальным фактором. Также эксперименты показали, что при дефиците белка указанная подгруппа клеток воздействует на рецепторы DopR1 и DopR2, ассоциирующиеся с потребностью в сахаре, ослабляя эффект их активации. Передача сигнала осуществлялась посредством нейронов, получивших название FB-LAL, а белковый голод был приоритетным перед углеводным.

 

В дальнейших работах авторы намерены прояснить нейронный коррелят пищевого поведения и, в частности, поведения, связанного с белковым голоданием. Помимо прочего, это может помочь в разработке новых стратегий лечения ожирения. Ранее другая группа ученых показала, какие нейроны отвечают за «пищевую кому». Для этого они разработали специальный метод визуализации движений и пищевого поведения дрозофил. Согласно результатам, послеобеденная сонливость может вызываться активацией рецепторов лейкокинина — пептида, участвующего в расслаблении гладких мышц и регуляции объема потребляемого белка. Причем риск такой сонливости повышали только белок и соль, но не сладкие продукты.

 

Подробности исследования представлены в журнале Science. Кратко о нем пишет Phys.org.

Вчера, 11:52
4 минуты
Сергей Васильев

В янтаре сохранились не только перья динозавров, но и пившие их кровь насекомые мелового периода.

Позавчера, 18:58
37 минут
Александр Березин

Поток новостей показывает каждое научное открытие как необычно важное, отчего бывает сложно выделить самые значимые. Вот наша версия десятки самых выдающихся научных достижений года. Расскажем о них поподробнее.

Вчера, 12:42
2 минуты
Денис Гордеев

Американская компания внедрила в свою обувь цифровые технологии.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

8 декабря
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: