Struktura vaših moždanih stanica mogla bi utjecati na rizik od pretilosti
Istraživači koji proučavaju pretilost otkrili su da čini se da antene slične strukture na moždanim stanicama koje čine dio tjelesnog kruga gladi igraju ključnu ulogu u regulaciji apetita.
Studijski rad, objavljen u časopisu Genetika prirode, istaknuo je važnu ulogu koju strukture slične anteni - ili primarne cilije - mogu imati u signaliziranju mozga.
Općenito se smatralo da se većina signaliziranja u mozgu događa kroz strukture zvane sinapse.
"Gradimo jedinstveno razumijevanje ljudske genetike pretilosti", objašnjava stariji autor Christian Vaisse, profesor u Centru za dijabetes na Kalifornijskom sveučilištu u San Franciscu.
"Donedavno", dodaje, "mnogi istraživači pretilosti jedva da su čuli za primarne cilije, ali to će se promijeniti."
Uloga genetike u pretilosti
U Sjedinjenim Državama pretilost pogađa više od trećine (ili 78,6 milijuna) odraslih osoba.
Pretilost je velika zabrinutost za javno zdravlje, ne samo zato što je povezana s lošim mentalnim zdravljem i mnogim drugim ozbiljnim medicinskim problemima. To uključuje neke od vodećih uzroka smrti u SAD-u i ostatku svijeta, poput dijabetesa, moždanog udara, bolesti srca i nekih vrsta karcinoma.
Glavni pokretači epidemije pretilosti uglavnom nisu genetski, poput kombinacije spremnog pristupa neograničenoj opskrbi hranom bogatom kalorijama i "sve neaktivnijim načinom života".
Međutim, ne postaju svi pretili izloženi tim uvjetima okoliša, što sugerira da genetika također igra ulogu.
U većini bolesti u kojima genetika igra ulogu, uzrok su razlike u brojnim genima. Ali ponekad uzrok može biti posljedica varijacija pojedinog gena.
Krug gladi
U svom radu istraživači objašnjavaju da je većina jednogenih uzroka teške pretilosti posljedica genetskih promjena u krugu gladi koji uključuje leptin - signalni protein ili hormon koji se oslobađa od masnih stanica.
Krug je mreža živčanih stanica ili neurona u području mozga hipotalamusa koji pomaže održavati težinu stabilnom prilagođavanjem apetita i potrošnje energije ovisno o razini leptina.
Mutacije u genu koji kodira leptin ili u genima koji su uključeni u nadzor i reagiranje na protein mogu dovesti do neuspjeha u otkrivanju kada tijelo ima dovoljnu količinu masti. To se može dogoditi kod miševa i ljudi, što dovodi do toga da nastave jesti "kao da gladuju".
U prethodnom su radu prof. Vaisse i kolege otkrili da mutacije gena uključenog u krug gladi leptina - gena receptora za melanokortin-4 (MC4R) - čine 3-5 posto svih slučajeva teške pretilosti kod ljudi. Teška pretilost definira se kao indeks tjelesne mase (BMI) iznad 40.
Protein MC4R otkriva kemijske signale u posebnoj skupini neurona u hipotalamusu za koje se smatra da igraju važnu ulogu u smanjenju apetita kao odgovor na visoku razinu leptina.
Do nove studije, znanstvenici nisu znali kako ova podskupina hipotalamičkih neurona regulira kontrolu apetita.
Primarne trepavice povezane s pretilošću
Drugi članovi istraživačkog tima također su ranije otkrili da rijetke varijacije gena koje utječu na primarne cilije mogu uzrokovati bolesti koje su gotovo uvijek praćene ozbiljnom pretilošću, poput Alströmovog i Bardet-Biedlovog sindroma. Međutim, nije bilo jasno kako su cilije povezane s pretilošću.
U novom istraživanju istraživači su proučavali hipotalamičke neurone koji reguliraju apetit kod normalnih miševa i otkrili da se protein MC4R koncentrira u njihovim primarnim cilijama.
Također su otkrili da miševi projektirani da imaju verziju gena koja je povezana s ozbiljnom pretilošću kod ljudi nisu imali protein MC4R u tim trepljama.
Ova su otkrića natjerala tim da se zapita jesu li ove primarne cilije na neuronima hipotalamusa bile glavno mjesto za funkciju regulacije apetita u krugu gladi leptina.
Nedavna otkrića otkrila su da je još jedan protein nazvan adenilil ciklaza 3 (ADCY3) također povezan s pretilošću, te da se također koncentrira u primarnim cilijama. Poznato je da se ADCY3 povezuje s MC4R kada šalje signale.
Ključna mjesta signala za regulaciju apetita
U daljnjem nizu eksperimenata, istraživači su otkrili da su životinje nakon blokiranja ADCY3 kod miševa značajno povećale unos hrane i počele pretilo.
Istraživači su zaključili da ADCY3 i MC4R rade zajedno u primarnim cilijama neurona koji detektiraju leptin kako bi im pomogli otkriti da se povećava razina tjelesne masti, što zauzvrat smanjuje apetit.
Genetske ili druge smetnje ovim vitalnim komponentama mogu stoga rezultirati time da tijelo ne može primijeniti "nužnu kočnicu" na kontroli apetita.
Međutim, istraživači ističu da još treba puno naučiti o ulozi primarnih trepavica u regulaciji apetita i vjerojatno će proći dosta vremena prije nego što novi tretmani temeljeni na tom znanju postanu dostupni.
„Uzbudljivo je koliki je napredak postiglo ovo područje. Devedesetih smo pitali je li pretilost genetska; prije deset godina otkrili smo da većina čimbenika rizika od pretilosti prvenstveno utječe na leptinski krug u mozgu ”, kaže prof. Vaisse.
"[A] i sada smo na rubu razumijevanja kako defekti u ovoj specifičnoj subćelijskoj strukturi određene podskupine hipotalamičkih neurona potiču debljanje i pretilost."
Prof. Christian Vaisse
