Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'podwzgórze' .
Znaleziono 15 wyników
-
Specjaliści od dawna poszukują bezpośredniego związku pomiędzy aktywnością neuronów w mózgu, a aktywnością bakterii w układzie pokarmowym. Francuscy uczeni z Instytutu Pasteura poinformowali właśnie na łamach Science, że w modelu zwierzęcym neurony w podwzgórzu bezpośrednio wykrywają zmiany aktywności bakterii w jelitach i odpowiednio dostosowują do tego apetyt i temperaturę ciała myszy. To dowodzi, że istnieje bezpośrednia komunikacja pomiędzy mikrobiomem jelit a mózgiem. Być może uda się to wykorzystać do opracowania metod walki z cukrzycą czy otyłością. Związki uwalniane przez mikrobiom trafiają do krwi i mogą wpływać na różne procesy fizjologiczne gospodarza, takie jak działanie układu odpornościowego, metabolizm czy funkcje mózgu. Metabolity mikroorganizmów, w tym krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i pochodne tryptofanu, regulują bardzo wiele procesów. Składowe strukturalne mikroorganizmów są jednak wykrywane przez receptory wykrywające wzorce (PRR), które sygnalizują obecność wirusów, bakterii i grzybów na błonach śluzowych, w tkankach i komórkach. Wiemy, że składniki bakteryjne wpływają na działanie mózgu, a PRR są powiązane z zaburzeniami jego pracy. Jednak nie wiemy, czy neurony w mózgu mogą bezpośrednio wykrywać komponenty bakteryjne i czy bakterie mogą regulować procesy fizjologiczne poprzez regulowanie neuronów w mózgu, stwierdzają autorzy badań. Naukowcy skupili się na receptorze NOD2 obecnym w komórkach odpornościowych. Należy on do grupy rozpoznających wzorce receptorów wewnątrzkomórkowych. Receptor ten wykrywa muropeptydy wchodzące w skład ścian komórkowych bakterii. Wiadomo, że u myszy, w neuronach których nie dochodzi do ekspresji Nod2, pojawiają się zmiany odnośnie spożywania pokarmu, zakładania gniazda i temperatury ciała. Naukowcy wykorzystali więc techniki obrazowania, by zidentyfikować te obszary mózgu, które reagują na doustne podawanie muropeptydów. Sprawdzali też, jak zmieniała się aktywność neuronów po podaniu myszom muropeptydów. Stworzyli też genetycznie zmodyfikowane myszy, w których podwzgórzach nie dochodziło do ekspresji Nod2. To właśnie podwzgórze reguluje temperaturę ciała i przyjmowanie pokarmów. Na podstawie tak prowadzonych eksperymentów stwierdzili, że do ekspresji receptora NOD2 dochodzi w różnych regionach mózgu myszy, w szczególności zaś w podwzgórzu. A w kontakcie z muropeptydami ekspresja ta jest tłumiona. Muropeptydy obecne w jelitach, krwi i mózgu to dowody na proliferację bakterii. To niezwykłe odkrycie pokazuje, że fragmenty bakterii bezpośrednio wpływają na tak ważny ośrodek w mózgu, jakim jest podwzgórze, o którym wiemy, że reguluje kluczowe funkcje organizmu, jak temperatura, reprodukcja, głód i pragnienie, stwierdzają naukowcy. Uczeni mają nadzieję, że dzięki zdobytej wiedzy i przyszłym interdyscyplinarnym badaniom – w które powinni zostać zaangażowani neurolodzy, immunolodzy i mikrobiolodzy – powstaną w przyszłości nowe leki skuteczniej zwalczające takie zaburzenia metaboliczne jak otyłość i cukrzyca. « powrót do artykułu -
Przeszczep neuronów podwzgórza może zregenerować mózg myszy z chorobliwą otyłością i ułatwić im zrzucenie zbędnych kilogramów. Jeffrey Macklis z Uniwersytetu Harvarda pobrał neurony od mysich płodów. Zostały one oznakowane białkiem zielonej fluorescencji. Tworząc mikrochimery, wprowadzono je do mózgów zwierząt z genetycznie uwarunkowaną cukrzycą (db/db). Zwierzęta te miały uszkodzony obwód odpowiadający za regulację ilości pobieranego pożywienia i wagi ciała w odpowiedzi na hormon leptynę. Stawały się przez to bardzo otyłe. Jak tłumaczą autorzy eksperymentu, gryzoniom wszczepiano niewielką liczbę wrażliwych na leptynę komórek. Okazało się, że różnicowały się one w 4 rodzaje unikatowych neuronów podwzgórza, tworzyły synapsy pobudzające i hamujące, a także częściowo odtwarzały wrażliwość na leptynę. Poza tym dochodziło do ograniczenia hiperglikemii i stopnia otyłości. Naukowcy cieszą się, że fluorescencyjne neurony przeżyły przeszczep i tak skutecznie zintegrowały się z pożądanym obwodem. Co ważne, po zakończeniu różnicowania były w stanie komunikować się z neuronami biorcy i reagować na leptynę, glukozę oraz insulinę. Pomiary wykazały, że w porównaniu do grupy kontrolnej, zwierzęta po mikroprzeszczepie ważyły o 30% mniej. Płodowe komórki były połączone mniej precyzyjnie, niż moglibyśmy sądzić, ale jak widać, nie miało to większego znaczenia - opowiada Jeffrey S. Flier z Uniwersytetu Harvarda. W przyszłości akademicy zamierzają sprawdzić, czy metoda pozwoli na odtworzenie innych złożonych obwodów mózgowych, uszkodzonych w wyniku choroby lub wypadku.
-
Wiele osób, gdy dopada je popołudniowa senność, a drzemka w biurze lub na uczelni jest przecież wysoce niewskazana, sięga po coś słodkiego. Okazuje się jednak, że to nie cukier, ale białko podtrzymuje stan czuwania oraz reguluje wydatkowanie energii, sprzyjając zachowaniu szczupłej sylwetki. Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge sprawdzali, jak poszczególne składniki odżywcze wpływają na neurony oreksynowe - grupę komórek podwzgórza i pnia mózgu (ich zmniejszona aktywność skutkuje narkolepsją, wiąże się też ze wzrostem wagi). Podczas eksperymentów na myszach okazało się, że aminokwasy stymulują neurony oreksynowe silniej niż cokolwiek innego. Impulsy elektryczne generowane przez neurony oreksynowe pobudzają stan czuwania i mówią ciału, by spalało kalorie. Zastanawialiśmy się, czy składniki odżywcze mogą zmieniać te impulsy - wyjaśnia dr Denis Burdakov z Instytutu Nauk Metabolicznych. Ponieważ neuronów oreksynowych jest niedużo i trudno je znaleźć, Brytyjczycy oznakowali je fluorescencyjnym markerem. Później wprowadzali różne składniki odżywcze, m.in. kombinację aminokwasów występującą w białku jaja kurzego, i śledzili aktywność interesujących ich komórek nerwowych. Wcześniejsze badania tej samej grupy wykazały, że glukoza blokuje komórki oreksynowe, co uznano zresztą za przyczynę senności poposiłkowej. Kiedy tym razem przyglądano się oddziaływaniom między cukrem a aminokwasami, okazało się, że aminokwasy zapobiegają blokowaniu neuronów oreksynowych przez glukozę. Burdakov i inni cieszą się, że dzięki ich eksperymentom wyjaśniło się, czemu posiłki białkowe sprawiają, że ludzie czują się bardziej czujni i mniej wyciszeni niż po posiłkach węglowodanowych. To ekscytujące, że decydując, co chcemy zjeść, dysponujemy racjonalnymi metodami dostrajania wybranych komórek mózgu, by były bardziej lub mniej aktywne. Aby zwalczyć otyłość i bezsenność, które dręczą współczesne społeczeństwo, potrzebujemy więcej informacji o tym, jak dieta wpływa na sen i komórki sterujące apetytem. Obecnie badania sugerują, że jeśli masz wybór między tostem z dżemem a tostem z jajkiem, wybierz drugą opcję. Nawet jeśli oba zawierają zbliżoną liczbę kalorii, odrobina białka powie organizmowi, żeby po posiłku spalił ich więcej - podsumowuje Burdakov.
-
Mózg odgrywa kluczową rolę w regulowaniu metabolizmu glukozy. Niewykluczone więc, że w przyszłości cukrzycę będzie można leczyć preparatami obierającymi na cel ośrodkowy układ nerwowy (Journal of Clinical Investigation). Mózg jest jedynym narządem, który by przeżyć, potrzebuje ciągłych dostaw glukozy, wydaje się więc sensowne, że ma wpływ na to, ile glukozy powstaje. Tego typu funkcję mózgu opisano wcześniej u gryzoni, ale nie było wiadomo, czy wyniki badań [naukowców z College'u Medycznego Alberta Einsteina na Yeshiva University] odnoszą się także do ludzi. Mamy nadzieję, że to studium pomoże rozstrzygnąć spór - opowiada dr Meredith Hawkins. We wspomnianych badaniach na gryzoniach Amerykanie zademonstrowali, że aktywacja kanałów potasowych w podwzgórzu powoduje wysłanie sygnału do wątroby i osłabienie rozpadu glikogenu oraz uwalniania glukozy. Wyniki opublikowane przed 6 laty w piśmie Nature podważały twierdzenie, że produkcja glukozy przez wątrobę jest regulowana wyłącznie przez trzustkę. Gdy jednak naukowcy z Vanderbilt University próbowali powtórzyć badania na psach, nie uzyskali podobnych rezultatów. Stąd wątpliwości, czy rezultaty studium na gryzoniach odnoszą się do ssaków wyższych. Akademicy z College'u Alberta Einsteina zebrali grupę 10 niecierpiących na cukrzycę zdrowych osób. Podali im diazoksyd, lek aktywujący kanały potasowe w podwzgórzu. Kontrolowano wydzielanie hormonów przez trzustkę, by mieć pewność, że zmiany w produkcji glukozy są związane wyłącznie z wpływem diazoksydu na mózg. Badania krwi wykazały, że po zaadministrowaniu leku wątroba wytwarzała znacząco mniej cukru. Zespół Hawkins powtórzył eksperyment na szczurach. Wyniki były podobne. Gdy podano odpowiednio dużą dawkę diazoksydu, lek pokonywał barierę krew-mózg i wpływał na kanały potasowe podwzgórza. Amerykanie potwierdzili, że diazoksyd oddziałuje za pośrednictwem mózgu: kiedy wprowadzili do niego bloker kanałów potasowych, efekt diazoksydu zostawał całkowicie zniesiony.
-
Estrogen reguluje wydatkowanie energii, apetyt oraz wagę ciała, a niedobór receptorów estrogenowych w specyficznych częściach mózgu może prowadzić do otyłości (Cell Metabolism). Estrogen ma głęboki wpływ na metabolizm. Wcześniej nie myśleliśmy o hormonach płciowych jako krytycznych regulatorach pobierania pokarmów i wagi ciała - tłumaczy dr Deborah Clegg z UT Southwestern Medical Center. Amerykanie prowadzili eksperymenty na myszach. Zauważyli, że estrogen kontroluje wagę ciała samic, wpływając na dwa ośrodki w obrębie podwzgórza: jeden związany z wydatkowaniem energii, drugi z apetytem. U gryzoni, które nie mają w tych rejonach mózgu receptorów estrogenowych alfa (ER-α), rozwija się otyłość i towarzyszące jej choroby, takie jak cukrzyca i choroby serca. Podobnego zjawiska nie odnotowano u samców, ale naukowcy podejrzewają, że w ich przypadku podobną rolę w regulacji metabolizmu mogą odgrywać nieznane jeszcze rejony z receptorami estrogenowymi. Dr Clegg uważa, że wyniki badań jej zespołu mogą doprowadzić do stworzenia nowych metod hormonalnej terapii zastępczej, w ramach których estrogen byłby dostarczany do specyficznych obszarów mózgu, które regulują wagę. W ten sposób wyeliminowano by ryzyka związane z ogólnoustrojowym podawaniem hormonu, np. raka piersi czy udaru. Rola estrogenu u kobiet w wieku postmenopauzalnym nadal nie jest do końca jasna. Obecne badania koncentrują się na czasowaniu i rodzaju suplementacji, który byłyby najbardziej korzystny dla pacjentek - podsumowuje Clegg.
-
Wolne rodniki kluczowe dla zahamowania jedzenia
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Zdrowie i uroda
Podwyższony poziom wolnych rodników w podwzgórzu bezpośrednio lub pośrednio hamuje apetyt u otyłych myszy, aktywując odpowiadające za uczucie sytości neurony szlaku melanokortynowego. Mamy do czynienia z obosiecznym mieczem, bo jak tłumaczy prof. Tamas Harvath z Uniwersytetu Yale, z jednej strony musimy mieć te cząsteczki sygnałowe, by przestać jeść. Z drugiej jednak, jeśli ekspozycja jest długotrwała, wolne rodniki mogą uszkadzać komórki i przyczyniać się do starzenia. To dlatego w odpowiedzi na stałe przejadanie się włącza się mechanizm komórkowy związany z zahamowaniem powstawania wolnych rodników. Podczas gdy mechanizm ten, wspierany przez wzrost organelli komórkowych zwanych peroksysomami, zabezpiecza przed uszkodzeniem [DNA] komórek, jednocześnie zmniejsza zdolność odczuwania sytości po posiłku – dodaje szefowa amerykańskiego zespołu prof. Sabrina Diano. Amerykanie zauważyli, że po jedzeniu w mysich neuronach odpowiedzialnych za zahamowanie przejadania występowało wysokie stężenie wolnych rodników. Proces ten jest kontrolowany przez leptynę (hormon wytwarzany głównie przez białą tkankę tłuszczową) i glukozę, które stanowią dla mózgu sygnały modulujące pobieranie pokarmu. W czasie posiłku poziomy leptyny i glukozy wzrastają. Rośnie też poziom wolnych rodników. Naukowcy zauważyli jednak, że u myszy z otyłością wywołaną nieodpowiednią dietą występuje leptynooporność. Dodatkowo zawartość wolnych rodników w komórce jest ograniczana przez peroksysomy, co nie dopuszcza do odczuwania sytości i prowadzi do dalszego przejadania. Obecnie akademicy chcą ustalić, czy u otyłych jednostek można wywołać uczucie sytości, nie prowadząc jednocześnie do podwyższonego stężenia wolnych rodników w mózgu i innych częściach ciała. -
U otyłych osób, które hołdują obfitującej w tłuszcze diecie, może dochodzić do uszkodzenia neuronów w podwzgórzowym ośrodku kontrolującym odżywianie. Nie wiadomo, czy jest ono trwałe. Możliwość uszkodzenia mózgu wskutek nadmiernej konsumpcji produktów reprezentujących typową amerykańską dietę stanowi nowe wyjaśnienie, czemu dla większości otyłych osób tak trudne jest utrzymanie prawidłowej wagi po odchudzaniu - tłumaczy dr Joshua Thaler z University of Washington w Seattle. Chcąc określić krótko- i długoterminowe skutki wysokotłuszczowej diety, zespół Thalera prowadził eksperymenty na gryzoniach. Grupom myszy i szczurów, które liczyły od 6 do 10 osobników, przez różny czas - od 1 dnia do 8 miesięcy - podawano obfitującą w tłuszcz paszę. Później przeprowadzono badania biochemiczne, obrazowe, a także sortowanie komórek mózgu. W ciągu pierwszych 3 dni diety, która zawierała w przybliżeniu tyle samo tłuszczu, co dieta typowego Amerykanina, szczury zjadały 2-krotność zwykle przyjmowanych kalorii. W trakcie eksperymentu przytyły zarówno myszy, jak i szczury. W zarządzającym głodem i sytością podwzgórzu rozwinął się stan zapalny, poza tym doszło do aktywacji i rozrostu gleju oraz mikrogleju (glejozy). Mimo że glejoza ustąpiła w ciągu kilku dni, po miesiącu pojawiła się ponownie. Glejozę uznaje się za mózgowy odpowiednik gojenia ran. Przeważnie występuje ona w chorobach związanych z uszkodzeniem neuronów, np. udarze czy stwardnieniu rozsianym. Spekulujemy, że zaobserwowana przez nas wczesna glejoza może być reakcją ochronną, która z czasem zawodzi. Naukowcy odkryli, że dochodzi do uszkodzenia i obumarcia neuronów POMC. Zawdzięczają one nazwę proopiomelanokortynie - białku, które jest prekursorem kilku białkowych hormonów naszego organizmu, m.in. odpowiedzialnego za hamowanie łaknienia hormonu stymulującego melanocyty (α-MSH). Po 8 miesiącach u myszy z grupy wysokotłuszczowej ich liczba spadła, u zwierząt na zwykłej diecie nie zaobserwowano zaś tego typu zmian.
-
Pracując na modelu zwierzęcym, amerykańscy naukowcy wykazali, że niedożywione noworodki o niskiej wadze są zaprogramowane na to, by jeść więcej. Dzieje się tak z powodu utraty neuronów w rejonie podwzgórza odpowiedzialnym za kontrolę ilości zjadanego pożywienia. To pomogłoby wyjaśnić, czemu niska waga urodzeniowa często łączy się z otyłością na późniejszych etapach życia (Brain Research). Specjaliści z Centrum Medycznego Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles podejrzewają, że jeśli dieta matki jest zbyt uboga, przejadanie się zostaje zapisane na poziomie nerwowych komórek macierzystych jeszcze przed narodzinami dziecka. Zespół porównywał zwierzęta z niską i prawidłową wagą urodzeniową. Okazało się, że u tych pierwszych podział i różnicowanie nerwowych komórek macierzystych zachodzą w mniejszym stopniu. W ramach wcześniejszych badań ustalono, że niska waga urodzeniowa i przyspieszony wzrost wyrównujący w późniejszym okresie wiążą się z podwyższonym ryzykiem osteoporozy, otyłości, cukrzycy typu 2., nadciśnienia i chorób sercowo-naczyniowych w dorosłości. Dr Mina Desai podkreśla, że prawidłowe odżywianie kobiet w czasie ciąży stanowi, jak widać, doskonałą metodę zapobiegania otyłości i wynikającym z niej chorobom. Ponieważ naukowcy stwierdzili, że przy nieprawidłowej diecie zmianie ulega rozwój nerwowych komórek macierzystych, sugeruje to, że ograniczony wzrost płodowy wiąże się ze zmianami poznawczymi i/lub w zachowaniu.
-
Zachowanie kobiety zmienia się znacząco po urodzeniu dziecka i do tej pory wiązano ten fakt z „instynktem macierzyńskim". Czy to jednak faktycznie tylko instynkt? Nowoczesna technologia medyczna stwarza szansę zweryfikowania niekwestionowanych dotąd sądów i z tego faktu skorzystał doktor Pilyoung Kim, neurolog pracujący w National Institute of Mental Health. Badanie przeprowadzono w szpitalu Yale-New Haven, zaproszono do niego dziewiętnaście kobiet, które niedawno urodziły dziecko (w dziesięciu przypadkach byli to chłopcy, w dziewięciu dziewczynki). Wszystkie kobiety poddano dwukrotnemu badaniu rezonansem magnetycznym, 2-3 tygodnie po urodzeniu dziecka oraz 3-4 miesiące później. Wybrano kobiety zdrowie, nie cierpiące z powodu depresji poporodowej, w wieku około 33 lat, część miała już dzieci wcześniej. Wszystkie karmiły dzieci piersią. U wszystkich kobiet stwierdzono znaczny przyrost ilości szarej substancji w mózgu - rzecz normalnie nie spotykaną u osób dorosłych. Jak mówią autorzy badania, tak intensywne zmiany w mózgu odnotowywano jedynie wskutek poważnych chorób, uszkodzeń mózgu, ewentualnie wskutek długotrwałej, intensywnej nauki bądź drastycznej zmiany środowiska. Zmian u młodych matek obejmowały konkretne ośrodki mózgu, które można skojarzyć z następującymi funkcjami: podwzgórze (motywacja), istotę czarną śródmózgowia i ciało migdałowate (przetwarzanie emocji i ośrodek nagrody), płat ciemieniowy (kojarzenie zmysłów), korę przedczołową (rozumowane i osąd). Generalnie większy entuzjazm i zaangażowanie w opiekę nad dzieckiem skorelowane były z większymi zmianami w rejonach mózgu odpowiedzialnych za motywację, nagrodę oraz emocje. Wynik badania, zdaniem zespołu dra Kima, wymaga potwierdzenia na większe, ale rzuca nowe światło na funkcję i mechanizm macierzyństwa. Według domysłów autorów studium, za zmiany odpowiadają zmiany hormonalne zachodzące w tym czasie, które „uelastyczniają" mózg, powodując szybkie wchodzenie w nową rolę. Jakie konkretnie mechanizmy uruchamiane są dzięki uwalnianym hormonom (estrogenowi, oksytocynie i prolaktynie) nie wiadomo. Spekuluje się też, że depresja poporodowa może mieć podobny mechanizm, czyli miany, w tym przypadku niekorzystne, w rejonach mózgu odpowiedzialnych za motywację, poczucie nagrody i przetwarzanie emocji.
-
Czemu na dokładnie tej samej niezdrowej diecie jedne osoby tyją, a inne nie? Wg badaczy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Yale, waga ustala się jeszcze przed urodzeniem podczas prenatalnego rozwoju mózgu (Proceedings of the National Academy of Sciences). Zespół profesora Tamasa Horvatha prowadził eksperymenty na kilku grupach szczurów. U zwierząt, które stały się otyłe, zaobserwowano różnice w obrębie ośrodka sytości w podwzgórzu. Okazało się, że neurony sygnalizujące, iż obiekt zjadł już wystarczająco dużo i że przydałoby się teraz spalić kalorie, są u przybierających na wadze gryzoni wolniejsze, ponieważ podlegają hamowaniu przez inne komórki. U szczurów opornych na otyłość neurony sygnalizujące sytość są zaś o wiele aktywniejsze i bardziej skłonne do powiadamiania reszty mózgu i tkanek obwodowych, że spożyto już odpowiednią ilość pokarmu. Wydaje się, że ten podstawowy system połączeń w mózgu determinuje czyjąś podatność na otyłość. Nasze obserwacje stanowią poparcie dla teorii, że czynnikiem decydującym o otyłości wcale nie jest wola [a właściwie brak silnej woli]. Ma to raczej więcej wspólnego z połączeniami, które pojawiają się w mózgu podczas rozwoju prenatalnego. Horvath wspomina też o innych niepożądanych konsekwencjach istnienia opisanego mechanizmu. U jednostek podatnych na otyłość wywołaną dietą rozwija się zapalenie mózgu, a u opornych nie. Reakcja zapalna w mózgu może wyjaśnić, czemu ktoś, kto raz stał się otyły, ma problem z pozbyciem się zbędnych kilogramów. Coraz więcej osób na świecie zmaga się z nadmierną wagą ciała. Ponieważ sama genetyka nie tłumaczy wybuchu epidemii, naukowcy próbowali dotrzeć do źródeł podatności na otyłość związaną z zachodnią wysokotłuszczową dietą. Bardzo istotną kwestią jest ustalenie, jaki czynnik genetyczny, epigenetyczny czy środowiskowy wpływa na ukształtowanie podstawowego systemu połączeń w mózgu. Ostatnio na pierwszy plan wybija się pogląd, że poza genetyką to matczyny wpływ na rozwijający się mózg wydaje się krytyczny dla zakodowania obwodów regulujących jedzenie, a zatem jednostkową podatność lub oporność na otyłość – podsumowuje Horvath.
-
Eksperyment: dwie grupy myszy pod koniec dwudniowej głodówki. Pierwsza zbita w ciche stadko, druga aktywna, czujna i ruchliwa. Skąd ta różnica? Druga grupa to gryzonie zmodyfikowane genetycznie tak, aby ich mózg produkował więcej białka SIRT1, odpowiedzialnego między innymi za procesy starzenia i długowieczność. Wiadomo od jakiegoś czasu, że to białko z grupy sirtuin reguluje metabolizm u taksonów tak odległych jak ssaki i drożdże. Jakaś z jego form istnieje u każdego organizmu na Ziemi. Odpowiada ono za gospodarkę tłuszczową, reakcje organizmu na sytuacje stresowe, niedobór pożywienia itp. Badaniami sirtuin zajmuje się również Shin-ichiro Imai, ekspert od procesów starzenia w Szkole Medycyny na Washington University w St. Louis. SIRT1 wytwarzane jest w rejonie mózgu zwanym podwzgórzem, który reguluje autonomiczny układ nerwowy, gospodarkę żywieniową i wodną organizmu, metabolizm tłuszczów i węglowodanów, temperaturę ciała. Jak dowodzi powyższe doświadczenie, prawdopodobnie odpowiada również za efekt wydłużenia życia przez niskokaloryczną dietę. U standardowych myszy niedobór pokarmu skutkował spadkiem temperatury ciała, myszy zmodyfikowane w tym eksperymencie nie doświadczały tego zjawiska. Osobniki ze zwiększoną ekspresją genu SIRT1 efektywniej wykorzystywały zasoby energetyczne organizmu, były znacznie mniej wrażliwe na okresowy brak pokarmu i reagowały nań zwiększoną aktywnością. Jak sądzi dr Shin-ichiro Imai, ten mechanizm może hamować procesy starzenia i wydłużać życie. Poprzednie jego badania potwierdzały już wielokrotnie, że SIRT1 stanowi swego rodzaju centrum metaboliczne organizmu, łączące procesy przemiany materii z procesem starzenia. Bardziej wnikliwe badania roli SIRT1 i podwzgórza wykazały, że zmniejszona podaż pokarmu powoduje zwiększoną produkcję specyficznego dla podwzgórza neuroreceptora związanego z regulacją prędkości metabolizmu, pobieraniem pokarmu i wrażliwością na insulinę. Zwiększona ekspresja SIRT1 to również zwiększona odpowiedź neurologiczna na hormon grelinę, który stymuluje podwzgórze w sytuacji niedoboru pożywienia. Oznacza to jeszcze większą rolę SIRT1 w reakcji podwzgórza na ograniczone żywienie. Studium sugeruje, że to mózg, a konkretnie podwzgórze, może odgrywać decydującą rolę w procesie starzenia. Zwiększenie aktywności podwzgórza przez manipulację genem SIRT1, jak sądzą autorzy, pozwoliłoby pokonać wiele z dolegliwości wieku podeszłego. Ponieważ inne niedawne badania dowodzą istnienia powiązań genu SIRT1 z ryzykiem choroby Alzheimera, mogą oni mieć rację. Zespół doktora Shin-ichiro Imaia kontynuuje badania, w szczególności nad długością życia myszy ze zmanipulowanym genem SIRT1, wierząc, że dostarczą one cennych wskazówek i pozwolą wydłużyć życie człowieka.
-
Coraz częściej narkolepsja bywa uznawana za chorobę autoimmunologiczną. Teoria ta staje się prawdopodobna, zwłaszcza że Emmanuel Mignot z Uniwersytetu Stanforda powiązał ostatnio tę przypadłość z genami wpływającymi na działanie układu odpornościowego. Narkolepsja polega na zapadaniu w krótki sen, bez względu na sytuację, w której ktoś się w danym momencie znajduje. W ciągu dnia chorzy odczuwają nadmierną senność, poza tym uskarżają się na katapleksję, czyli nagłą utratę napięcia mięśniowego, np. pod wpływem silnych emocji. Choć opisywane zaburzenie snu występuje u 1:2000 osób, na razie nie ma na nie lekarstwa. Mignot bada to szczególne zjawisko od ponad 2 dekad. Pod koniec lat 90. jego zespół odkrył, że u osób z narkolepsją w podwzgórzu nie występuje hipokretyna – peptyd odpowiadający za utrzymanie stanu czuwania. Ponieważ sam mechanizm wytwarzania hormonu nadal istnieje, musi brakować produkujących go neuronów. Z tego względu naukowcy zaczęli przypuszczać, że z jakiegoś powodu dochodzi do ich zniszczenia. Pacjenci z narkolepsją mają specyficzny rodzaj HLA. HLA (ludzkie antygeny leukocytarne) to białka, których zadaniem jest prezentacja fragmentów białek znajdujących się wewnątrz komórki. Na podstawie tej prezentacji komórki odpornościowe mogą oceniać, co dzieje się w środku komórki i w razie konieczności ją zniszczyć. Jako że specyficzne HLA występuje w chorobach autoimmunologicznych, np. cukrzycy typu 1., ekipa Mignota wysnuła hipotezę, że być może limfocyty T niszczą neurony wytwarzające hipokretynę, tak jak uszkadzają komórki beta trzustki. Aby to sprawdzić, Mignot nawiązał współpracę z rozbudowaną grupą ekspertów. Przeanalizowano DNA ok. 4 tys. osób. U wszystkich występowało HLA charakterystyczne dla narkolepsji, ale chorobę stwierdzono jedynie u połowy. Okazało się, że chorzy mieli jeszcze dodatkowo charakterystyczną wersję genu, który instruuje limfocyty T, jak reagować na prezentowane przez HLA fragmenty białek. W ten sposób ludzkie antygeny leukocytarne i limfocyty T łącznie przyczyniają się do zniszczenia komórek wytwarzających hipokretynę. Czemu limfocyty niszczą właśnie te neurony i co uruchamia atak – na razie nie wiadomo.
-
Wrażliwość organizmu na jedno z wytwarzanych w mózgu białek pomaga podzielić ludzi na tych, którzy nie mogą usiedzieć na miejscu i tych, których wołami wyciąga się na spacer. Tak sugerują wyniki badań na szczurach. Ponieważ spontaniczna aktywność w ciągu dnia jest głównym czynnikiem decydującym o liczbie spalonych kalorii, badacze uważają, że reakcje mózgu mogą wpływać na ryzyko otyłości. W ich eksperymentach szczupłe szczury były bardziej wrażliwe na neurohormon oreksynę A, a przez większość dnia kręciły się i ruszały. Gryzonie mające skłonność do tycia wykazywały większą odporność na ten związek. Co ważne, szczupłe szczury utrzymywały swoją "figurę", mimo że jadły tyle samo, co ich grubsi pobratymcy. Podkreśla to, jak istotny jest poziom ich aktywności fizycznej. Odkrycia naukowców opisano na łamach American Journal of Physiology — Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. Dla kontroli wagi korzystne mogą być gimnastyka lub jogging, ale aktywność podejmowana co pewien czas w ciągu dnia również wydaje się bardzo istotna. Stanie, spacerowanie i ruszanie się w inny sposób powodują spalanie kalorii, a to na pewno lepsze niż siedzenie na kanapie przed telewizorem. Wcześniejsze badania wykazały, że osoby z wagą w granicach normy więcej się krzątają w czasie dnia niż ludzie z nadwagą. Możliwe, że wrażliwość na oreksynę A wpływa na to, czy ktoś ma tendencje do polegiwania przed błękitnym ekranem z chipsami w ręku, co stanowi prostą drogę do otyłości — uważa dr Catherine M. Kotz z University of Minnesota oraz VA Medical Center w Minneapolis. Coś musi powodować, że część ludzi spędza dużo czasu w pozycji siedzącej — powiedziała Reuterowi Kotz. Kotz i inni skoncentrowali się na oreksynie A, ponieważ wiadomo, że pobudza ona apetyt, a ponadto reguluje czuwanie i sen oraz ruch. Chcieli oni sprawdzić, czy "oporne" na otyłość szczury różniły się od grubych reakcją na oreksynę. Gryzonie oporne na otyłość stworzono, krzyżując ze sobą szczupłe osobniki. Grube szczury miały otyłych oboje rodziców. Od samego początku szczupłe gryzonie były naturalnie bardziej aktywne i z upływem czasu nadal pozostawały chude, a szczury ze skłonnościami do tycia przybierały na wadze. Kiedy badacze podawali do mózgów zwierząt oreksynę, odkryli, że szczupłe szczury stawały się nawet bardziej aktywne, podczas gdy ich grubsi pobratymcy wykazywali niewielką reakcję. Choć nie wiadomo, czy tak samo jest u ludzi, odkrycia zespołu Kotz potwierdzają spostrzeżenia, że niektóre osoby muszą walczyć ze swoją biologią, by zacząć się ruszać. Tabletki, które wzmacniałyby oddziaływanie oreksyny, są pewnym pomysłem, ale ich opracowanie zajmie, wg Kotz, trochę czasu. Bardziej praktyczne jest podkreślanie wagi zwykłej codziennej krzątaniny. Dla dużo siedzących ludzi ze znaczną nadwagą wstawanie i robienie kilku kroków może być początkiem bardziej aktywnego życia. Oreksyny A i B zostały niedawno odkryte w centralnym układzie nerwowym. Są to tzw. neuropeptydy, syntetyzowane głównie w bocznej części podwzgórza. Wydaje się, że odgrywają one ważną rolę w ośrodkowej regulacji łaknienia.
-
W eksperymentach na myszach wykazano, że dieta wysokotłuszczowa "znieczula" mózg na działanie hormonów hamujących apetyt. W ten sposób mózg staje się nieświadom otyłości ciała. Akademicy uważają, że podając ludziom leki pomagające mózgowi ponownie reagować na leptynę, będzie można w przyszłości leczyć otyłość. U zwierząt, a więc i u ludzi, komórki tłuszczowe wydzielają leptynę. Dostaje się ona do podwzgórza, które zawiaduje różnymi procesami fizjologicznymi, m.in. uczuciem głodu i pragnieniem. Teoretycznie powinno być tak, że gdy ciało staje się bardziej otłuszczone, uwalniania się więcej leptyny, co w efekcie doprowadza do spadku łaknienia. Michael Cowley i zespół z Oregon National Primate Research Center wykazali jednak, że nie wystarczy podanie lub samodzielne wytworzenie przez organizm hormonu, aby zwalczyć nadwagę czy otyłość. Dzieje się tak właśnie z powodu spadku wrażliwości mózgu na leptynę. W ramach eksperymentu identyczne genetycznie myszy podzielono na dwie grupy. Jednej podawano wysoko-, a drugiej niskokaloryczne pokarmy. Wszystkie gryzonie z drugiej grupy pozostały szczupłe, podczas gdy w drugiej część przytyła, a część nie. Nie wiadomo, dlaczego się tak stało. Następnie zwierzętom usuwano podwzgórze i badano, w jaki sposób reaguje ono na leptynę. Podwzgórza otyłych myszy nie wydzielały pod wpływem hormonu substancji hamujących apetyt. Mózgi szczupłych gryzoni (bez względu na rodzaj diety) reagowały natomiast normalnie. Podczas dalszych dociekań okazało się, że w neuronach grubych myszy gromadził się pewien związek chemiczny, a mianowicie SOCS-3. Naukowcy podejrzewają, że nie dopuszcza on do zarejestrowania w komórce sygnału wysyłanego przez leptynę. Cowley podkreśla, że badania jego zespołu powinny zmienić zapatrywania na otyłość. Społeczeństwo często uznaje ją za skutek braku silnej woli, podczas gdy ma ona podłoże biologiczne. W kolejnych eksperymentach otyłe myszy odchudzono, przestawiając je z diety wysokokalorycznej obfitującej w tłuszcze na dietę niskotłuszczową z taką samą liczbą kalorii. Neurony z ich podwzgórz zaczęły ponownie reagować na leptynę, co oznacza, że mamy do czynienia z procesem odwracalnym (Cell Metabolism).
-
Nowe studium naukowców z Yale School of Medicine wykazało, że estrogen reguluje metabolizm mózgu podobnie jak hormon leptyna. Leptyna jest wytwarzana przez komórki tłuszczowe, które w ten sposób przekazują podwzgórzu wiadomość dotyczącą stopnia odczuwanego głodu. Natrafienie na ślad estrogenowy jest bardzo ważnym odkryciem, taką metodą można by pomagać w zwalczaniu otyłości osobom odpornym na działanie leptyny. Tamas L Horvath i zespół badali myszy z mutacjami albo w leptynowym, albo estrogenowym systemie sygnalizacji. W ramach eksperymentu akademicy analizowali wpływ estrogenu na zdolność neuronów do tworzenia w podwzgórzu nowych połączeń, związane z tym zachowania dot. odżywiania się oraz wydatkowanie energii. Badacze odkryli, że estrogen jest niezwykle istotnym regulatorem metabolizmu mózgu. Jeśli chodzi o wpływ na tworzenie nowych połączeń, żeński hormon płciowy i leptyna wykorzystywały te same mechanizmy, natomiast oddziaływanie estrogenu na jedzenie i otyłość było niezależne od leptyny i receptorów leptynowych. Odkryliśmy, że estrogen hamuje apetyt, wykorzystując w mózgu te same ścieżki, co leptyna — tłumaczy Horvath. Upośledzona sygnalizacja estrogenowa w mózgu może być przyczyną zmian metabolicznych podczas menopauzy. Obecnie naukowcy chcą popracować nad związkami naśladującymi działanie m.in. estradiolu w zakresie redukcji wagi. Można by je stosować u osób odpornych na leptynę, bez skutków ubocznych charakterystycznych dla estrogenów. W ten sposób chroniono by tkanki piersi i jajników.