Исследователи из Йельского университета обнаружили, что фермент, обнаруженный в мозге, действует как основной регулятор массы тела. В новом исследовании они обнаружили, что удаление фермента из нейронов в части мозга, известной как гипоталамус, приводит к тому, что мыши набирают вес и сжигают меньше жира. Это открытие, по их словам, предполагает, что фермент может быть мишенью для лечения метаболических заболеваний.

Результаты были опубликованы 31 августа в журнале Science Advances.

Нарушение регуляции метаболизма приводит к целому ряду метаболических нарушений, включая ожирение и диабет. Область гипоталамуса мозга необходима для контроля обмена веществ, а область, известная как вентромедиальный гипоталамус, как известно, регулирует вес тела , прием пищи и баланс глюкозы. Однако менее ясно, как это делает вентромедиальный гипоталамус.

Для исследования исследователи из Йельского университета сосредоточились на ферменте, называемом O-связанной bDN-ацетилглюкозаминтрансферазой или OGT. Хотя у исследователей есть частичное представление о роли фермента в других частях тела — например, о посредничестве в регуляции питания и гормонов в различных органах и тканях — то, что он делает в мозге, в значительной степени неизвестно.

В качестве первого шага исследователи наблюдали за тем, что происходит с OGT в нейронах вентромедиального гипоталамуса при корректировке приема пищи. Они обнаружили, что когда мыши потребляли меньше пищи, уровень OGT повышался.

«Это говорит о том, что OGT играет важную роль в качестве датчика питательных веществ в этой популяции нейронов», — сказал Сяойонг Ян, профессор сравнительной медицины, клеточной и молекулярной физиологии Йельской школы медицины и старший автор исследования.

Чтобы лучше понять эту роль, Ян и его коллеги разводили мышей, у которых отсутствовал OGT в нейронах вентромедиального гипоталамуса. Они обнаружили, что мыши очень быстро набирали вес на обычной диете, становясь намного тяжелее, чем обычные мыши, даже несмотря на то, что они ели такое же количество пищи и были такими же физически активными.

Ключевое отличие заключалось в том, что мыши без OGT тратили меньше энергии, чем их коллеги.

«Просто сидя в покое, вы сжигаете энергию, потому что вам необходимо поддерживать жизненно важные функции организма, такие как дыхание, пищеварение и мозговая деятельность», — сказал Ян. «И хотя мыши, у которых отсутствовал OGT, не были менее физически активны, они сжигали меньше энергии на этом базовом уровне».

Они также по-разному реагировали на голодание.

Когда организм получает достаточное количество пищи, его предпочтительным топливом является глюкоза. «Но когда вы голодаете, ваша глюкоза быстро заканчивается», — объяснил Ян. Затем тело использует свои жировые запасы, чтобы удовлетворить потребности в энергии.

Но в исследовании мыши, которым не хватало OGT, не сжигали жир так сильно, как другие мыши , когда пища была ограничена.

По словам исследователей, проблема была связана с определением уровня глюкозы. Способность ощущать глюкозу необходима для поддержания ее на уровне, необходимом организму. Если нейроны не могут правильно ощущать глюкозу, они не будут вносить необходимые метаболические коррективы, например, приказывать телу сжигать жир. В исследовании нейроны без OGT не воспринимали глюкозу так же хорошо, как нейроны с ферментом.

«Без OGT организм не может почувствовать, что поступает меньше пищи, и тогда он не приказывает своим жировым тканям сжигать жир», — сказал Ян.

Ян сравнивает OGT с термостатом или «метастатом», как он это называет, поскольку OGT имеет решающее значение для метаболического гомеостаза.

Вы устанавливаете термостат на желаемую температуру в комнате. Летом, когда ваша комната начинает нагреваться, включается кондиционер, чтобы вернуть в комнату запрограммированную вами температуру.

OGT похож на метастат, говорит Ян, работая над поддержанием веса тела на заданном уровне. «И эта уставка будет отличаться от человека к человеку», — сказал он.

Хотя вес человека может время от времени колебаться, метаболические процессы в организме работают, чтобы удерживать вес на заданном уровне. «Поэтому, например, если вы едите много, ваше тело распознает это и сжигает больше калорий, чтобы поддерживать ваш вес на этом заданном уровне», — сказал Ян. «И OGT имеет решающее значение для установления этой точки веса».

По его словам, из-за этого OGT может быть мишенью для лечения метаболических заболеваний. Вполне возможно, что в будущем лекарство можно будет использовать для нацеливания OGT на нейроны вентромедиального гипоталамуса , чтобы точно настроить контрольную точку массы тела человека, регулируя ее, если она слишком высока или слишком низка.

«До этого еще далеко, — сказал Ян, — но однажды мы сможем перепрограммировать метастат человека для достижения желаемой массы тела ».