Человеческое тело реагирует на голодные условия, такие как голод, чтобы повысить шанс на выживание. Это снижает расход энергии за счет прекращения производства тепла и способствует кормлению. Эти «реакции голода» активируются чувством голода в желудке и контролируются сигналами нейропептида Y (NPY), высвобождаемыми нейронами в гипоталамусе.
Однако остается неизвестным, как передача сигналов NPY в гипоталамусе вызывает реакцию голода.
Симпатические мотонейроны в продолговатом мозге отвечают за выработку тепла коричневой жировой тканью (BAT). Исследователи из Университета Нагоя теперь проверили, реагируют ли выделяющие тепло нейроны на те же сигналы гипоталамуса NPY, которые контролируют реакцию голода. Они вводили NPY в гипоталамус крыс и проверяли его влияние на выработку тепла.
В нормальных условиях блокирование ингибирующих ГАМКергических рецепторов или стимуляция возбуждающих глутаматергических рецепторов в симпатических мотонейронах индуцировали выработку тепла в BAT. После инъекции NPY стимуляция глутаматергических рецепторов не вырабатывала тепла, но ингибирование ГАМКергических рецепторов производило.
Об исследовании недавно было опубликовано в журнале Cell Metabolism.
«Это указывает на то, что сигналы гипоталамуса NPY предотвращают термогенез BAT за счет использования ингибирующих ГАМКергических входов в симпатические мотонейроны», – говорит ведущий автор исследования Йошико Накамура.
Ретроградное и антероградное отслеживание с помощью флуоресцентных красителей показало, какая область мозга обеспечивает ингибирующие ГАМКергические входы для тепловыделяющих мотонейронов.
«Эксперименты по отслеживанию показали, что симпатические двигательные нейроны напрямую иннервируются ГАМКергическими сигналами от ретикулярных ядер в продолговатом мозге», – объясняет корреспондент Казухиро Накамура, «избирательная активация этих ГАМКергических ретикулярных нейронов ингибирует термогенез BAT."
Дальнейшие результаты исследователей показали, что ГАМКергические входы от медуллярных ретикулярных нейронов участвуют в гипоталамическом NPY-опосредованном ингибировании выработки тепла в BAT. Эта схема реакции на голод, вероятно, объясняет, почему анорексики страдают от переохлаждения.
Интересно, что стимуляция этих медуллярных ретикулярных нейронов побудила крыс начать жевать и кормить. Этот эффект был аналогичен инъекции NPY в гипоталамус, предполагая, что передача сигналов NPY в гипоталамусе активирует ретикулярные нейроны в продолговатом мозге, чтобы способствовать кормлению и жеванию во время реакции на голод.
Аномальная активация этих нейронов в условиях отсутствия голодания может способствовать ожирению. Понимание этих механизмов может привести к разработке более эффективных методов лечения ожирения.