Описан нейронный механизм белкового голодания — Naked Science
6 минут
Редакция

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.
Позавчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

Позавчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

Позавчера, 19:01
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

22 февраля
4 минуты
Мария Кривоченко

NASA опубликовало на официальной странице в Twitter первые цветные снимки, сделанные аппаратом Perseverance. На них видно, как марсоход приближается к поверхности планеты и приземляется на нее.

Позавчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

22 февраля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Во Франции объявили о начале работ над перспективной стратегической атомной субмариной. Предполагается, что каждый такой корабль сможет нести 16 баллистических ракет.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: