Energetska bilanca složena je razmjena mozga i tijela
Mnogima nije lak zadatak održati zdravu tjelesnu težinu. Unatoč tome, mozak i tijelo povezani su na zajednički rad kako bi održali energetsku ravnotežu.
Ovo usko podudaranje između broja konzumiranih kalorija u odnosu na one potrošene rezultat je složene izmjene neurobioloških preslušavanja unutar regija hipotalamusa mozga. Kad se ovaj "razgovor" pokvari, može doći do pretilosti ili anoreksije.
Nažalost, malo se zna o detaljima ove složene razmjene unatoč značajnim posljedicama. Novo istraživanje koje su vodili istražitelji iz Medicinskog centra za dijagnozu Beth Israel (BIDMC) pruža nove uvide koji pomažu u uvođenju reda u ovu složenost.
Istraživači kažu da su njihovi nalazi, kako je zabilježeno u časopisu ćelija, demonstriraju kako neurotransmiter gama-amino-maslačna kiselina (GABA) selektivno potiče potrošnju energije, i što je najvažnije, također pomaže u objašnjenju neurocircuitrije u osnovi svojstava smeđe masti sagorijevanja masti.
"Naša je skupina izradila istraživački program s općim ciljem razotkrivanja" sheme ožičenja "pomoću koje mozak kontrolira apetit i sagorijevanje kalorija", rekao je stariji autor Bradford Lowell, dr. Med., Dr. Sc.
„Da bismo svoje razumijevanje unaprijedili na ovu razinu, moramo znati funkciju određenih podskupina neurona, a pored toga, uzvodni neuroni koji pružaju ulaz i nizvodni neuroni koji dobivaju izlaz iz ovih funkcionalno definiranih neurona. Do nedavno je takvo znanje u hipotalamusu bilo uglavnom nedostupno. "
Hipopthalmus je područje veličine bisera koje usmjerava nekoliko važnih funkcija u tijelu i služi kao moždani kontrolni centar za energetsku ravnotežu.
Ova ravnoteža nastaje kad mozak prima povratne signale od tijela koji komuniciraju o statusu zaliha goriva. Zatim to integrira s unosima iz vanjskog svijeta, kao i s emocionalnim stanjem osobe kako bi se promijenilo ponašanje hranjenja i potrošnja energije.
U ovom novom istraživanju istraživači su istražili jedinstvenu populaciju neurona koji se nalaze u osnovi mozga u hipotalamusu.
"Mi smo genetski konstruirali miševe tako da imaju specifični nedostatak koji sprječava da ti neuroni oslobađaju inhibitorni neurotransmiter, GABA", rekao je Lowell. "Kod miševa s ovim defektom razvila se izrazita pretilost i, što je nevjerojatno, njihova pretilost u cijelosti je bila posljedica nedostatka sagorijevanja kalorija", objašnjava, dodajući da unos hrane nije bio potpuno pogođen.
Zatim su istraživači konstruirali drugu skupinu miševa u kojoj su se ti neuroni mogli selektivno uključivati u različito vrijeme. Iz ovoga je tim nastavio pokazati da neuroni potiču potrošnju energije u smeđoj masti.
Smeđa masnoća u posljednje vrijeme dolazi na naslovnice jer su mnoga nedavna istraživanja otkrila da, za razliku od bijele masti koja pohranjuje energiju, smeđa masnoća sagorijeva energiju za stvaranje topline. Taj se proces naziva termogeneza.
„Potrošnja energije posredovana smeđim masnim tkivom presudna je u održavanju tjelesne težine i sprječava pretilost izazvanu prehranom. Međutim, njegov regulatorni mehanizam zasnovan na mozgu još uvijek je slabo razumljiv ”, rekao je prvi autor Dong Kong, dr. Sc.
"Naše otkriće neurocirkula temeljenog na hipotalamusu koji u konačnici kontrolira termogenezu važan je napredak", dodao je Lowell.
Nadalje, istražitelji su otkrili da je kada su uključili te neurone potrošnja energije u potpunosti ovisila o oslobađanju GABA. Ovi rezultati otkrivaju da oslobađanje GABA selektivno potiče potrošnju energije. "Naša su otkrića uvelike unaprijedila naše razumijevanje u kontroli potrošnje energije i pružila su nove uvide u patogenezu pretilosti", rekao je Kong.
Jedinstvene značajke neurona hipotalamusa važne su jer bi mogle pružiti priliku eksperimentalno modificirati kontrolu mozga nad trošenjem energije. Točnije, neuroni koji primaju signale posredovane GABA-om od tih neurona vjerojatno će igrati važnu ulogu u regulaciji potrošnje energije, ali ne i unosa hrane.
"Sada je važno potpuno razgraničiti uzvodne neurone koji kontroliraju te neurone koji reguliraju termogenezu, kao i nizvodne neurone koji dovršavaju" krug "za smeđe masno tkivo", rekao je Lowell.
Takav bi rad mogao otkriti nove mogućnosti za farmakološke intervencije koje bi mogle dovesti do učinkovitih tretmana pretilosti i s njima povezanih komplikacija, poput dijabetesa.
Izvor: Beth Israel Deaconess Medical Center
