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

Описан нейронный механизм белкового голодания

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

howfruitflyb
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
11 часов назад
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

Вчера, 13:03
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

11 часов назад
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: