Energiabilanss on keeruline aju ja keha vahetus
Paljude jaoks pole tervisliku kehakaalu säilitamine lihtne ülesanne. Sellegipoolest on ajud ja kehad ühendatud energiabilansi säilitamiseks.
See tihe vastavus tarbitud kalorite ja kulutatud kalorite arvu vahel tuleneb aju hüpotalamuse piirkondades toimuvast neurobioloogilise läbikäimise keerulisest vahetamisest. Kui see „vestlus” viltu läheb, võib see põhjustada rasvumist või anoreksiat.
Kahjuks on selle keerulise vahetuse üksikasjadest hoolimata olulistest tagajärgedest vähe teada. Beth Israel Deaconessi meditsiinikeskuse (BIDMC) uurijate juhitud uus uuring annab uusi teadmisi, mis aitavad selles keerukuses korda teha.
Teadlaste sõnul on nende järeldused, nagu ajakirjas märgitud Kamber, demonstreerivad, kuidas neurotransmitter gamma-aminovõihape (GABA) ajab selektiivselt energiakulu ja mis veelgi tähtsam, aitab selgitada pruuni rasva rasvapõletusomaduste aluseks olevat neuroülekannet.
"Meie rühm on loonud uurimisprogrammi, mille üldine eesmärk on lahti ühendada" ühendusskeem ", mille abil aju kontrollib söögiisu ja kalorite põletamist," ütles vanemautor Bradford Lowell, Ph.D.
"Selleks, et oma mõistmist sellele tasemele viia, peame teadma neuronite spetsiifiliste alamhulkade funktsiooni ja lisaks sellele ülespoole suunatud neuroneid, mis pakuvad sisendit nendele funktsionaalselt määratletud neuronitele, ja allavoolu neuronid, mis saavad neist väljundit. Kuni viimase ajani pole selliseid hüpotalamuse teadmisi enamjaolt kätte saadud. ”
Hüptopalmus on pärlisuurune piirkond, mis juhib kehas mitmeid olulisi funktsioone ja on aju energiabilansi juhtimiskeskus.
See tasakaal tekib siis, kui aju saab kehalt tagasiside signaale, mis edastavad kütusevarude olekut. Seejärel integreerib see nii välise maailma sisendi kui ka inimese emotsionaalse seisundi, et muuta toitumiskäitumist ja energiakulu.
Selles uues uuringus uurisid teadlased ainulaadset neuronite populatsiooni, mis paiknevad hüpotalamuses aju põhjas.
"Oleme geneetiliselt muundatud hiired nii, et neil on spetsiifiline defekt, mis takistab neil neuronitel pärssivat neurotransmitterit GABA vabastada," ütles Lowell. "Selle defektiga hiirtel tekkis märgatav rasvumine ja tähelepanuväärne oli, et nende rasvumine oli täielikult tingitud kalorite kulutamise defektist," selgitab ta, lisades, et toidu tarbimine ei olnud täiesti mõjutatud.
Seejärel konstrueerisid teadlased veel ühe hiirte rühma, kus neid neuroneid sai erinevatel aegadel valikuliselt sisse lülitada. Sellest lähtuvalt näitas meeskond, et neuronid põhjustavad pruuni rasva energiakulu.
Pruun rasv on viimasel ajal jõudnud pealkirjadesse, sest paljud hiljutised uuringud on näidanud, et erinevalt energiat säästvast valgest rasvast põletab pruun rasv soojuse saamiseks energiat. Seda protsessi nimetatakse termogeneesiks.
“Pruuni rasvkoe vahendatud energiakulu on kehakaalu säilitamisel kriitilise tähtsusega ja hoiab ära dieedist põhjustatud rasvumise. Selle ajupõhisest reguleerimismehhanismist on aga siiani halvasti aru saadud, ”ütles esimene autor Dong Kong.
"Meie avastus hüpotalamusel põhineva neuroahelaga, mis lõpuks kontrollib termogeneesi, on oluline edasiminek," lisas Lowell.
Lisaks leidsid uurijad, et nende neuronite sisselülitamisel sõltusid energiakulud täielikult GABA vabastamisest. Need tulemused näitavad, et GABA vabastamine ajab energiakulusid valikuliselt. "Meie leiud on meie arusaama energiakulude kontrollimisest oluliselt edasi andnud ja pakkunud uusi teadmisi rasvumise patogeneesis," ütles Kong.
Hüpotalamuse neuronite unikaalsed omadused on olulised, kuna need võivad anda võimaluse eksperimentaalselt muuta aju kontrolli energiakulude üle. Täpsemalt, neuronitel, kes saavad nendelt neuronitelt GABA vahendatud signaale, on tõenäoliselt oluline roll energiakulu reguleerimisel, kuid mitte toidu tarbimine.
"Nüüd on oluline täielikult piiritleda neid termogeneesi reguleerivaid neuroneid juhtivad ülesvoolu neuronid ja ka allavoolu asuvad neuronid, mis viivad pruuni rasvkoe" ahela "lõpule," ütles Lowell.
Selline töö võib avastada uusi farmakoloogiliste sekkumiste võimalusi, mis võivad viia rasvumise ja sellega seotud komplikatsioonide, nagu diabeet, tõhusale ravile.
Allikas: Beth Israel Deaconess Medical Center
