Мозг подливает масла

Учёные выяснили, что белок OPA1 в определённой группе нейронов мозга может влиять на потребление жирной пищи и набор веса. Речь идёт о нейронах, содержащих рецептор меланокортина 4-го типа — MC4R. Они расположены в гипоталамусе, участке мозга, который участвует в регулировании голода и энергетического баланса.

Исследование опубликовано в The FASEB Journal. Его авторы из Osaka Metropolitan University изучали мышей и показали: если удалить OPA1 именно из MC4R-нейронов, животные начинают есть больше, быстрее набирать вес и особенно сильно реагировать на жирную пищу. Эффект оказался заметнее у самок.

MC4R уже давно связывают с контролем аппетита. Исследование 1997 года показало, что нарушение этого сигнального пути у мышей приводит к перееданию и тяжёлому ожирению. Позднее MC4R стал рассматриваться как одна из важных мишеней для лекарственной терапии ожирения.

OPA1 отвечает за слияние внутренних мембран митохондрий — клеточных структур, вырабатывающих энергию. Поскольку нейроны постоянно нуждаются в большом количестве энергии, состояние их митохондрий может влиять на работу мозговых цепей, связанных с питанием.

Сначала исследователи давали восьминедельным обычным мышам свободный доступ к жидкому соевому маслу вместе со стандартным кормом. Через шесть недель у самцов экспрессия гена OPA1 в гипоталамусе выросла в 1,6 раза по сравнению с самцами, получавшими только стандартный корм. У самок такого повышения не обнаружили. Это стало неожиданным результатом: нейроны обычно преимущественно используют углеводы, а не жирные кислоты, как источник энергии.

Затем учёные создали генетически модифицированных мышей, у которых OPA1 отсутствовал только в MC4R-нейронах. Даже на обычном корме животные обоих полов постепенно становились тяжелее контрольных мышей. Разница стала заметной примерно в возрасте 18–20 недель, когда модифицированные мыши начали есть больше.

Когда им добавили свободный доступ к соевому маслу, контрольные животные сохраняли относительно стабильную динамику веса. Мыши без OPA1, напротив, потребляли больше масла и быстро набирали вес. Особенно резко это проявилось у самок: к 22-й неделе их средняя масса достигла почти 50 граммов против примерно 35 граммов у контрольных самок.

Чтобы проверить работу MC4R, исследователи использовали препарат setmelanotide, активирующий этот рецептор. После 24-часового голодания лекарство снизило потребление пищи у обычных мышей и у самцов без OPA1. У самок без OPA1 эффект оказался значительно слабее. Это говорит о том, что белок не просто выключает MC4R, а влияет на то, как сигнал рецептора преобразуется в метаболический ответ.

Анализ активности генов также выявил различия между полами. У самцов, получавших соевое масло, изменения генов, связанных с аппетитом, были согласованными. У самок реакция оказалась гораздо менее однородной.

Исследователи подчёркивают: пока нельзя утверждать, что такой же механизм действует у людей. Работа проведена на мышах, использовалось только соевое масло, а анализ ткани всего гипоталамуса мог скрыть изменения в отдельных типах клеток. Неизвестно также, почему реакция самцов и самок различается и будут ли другие виды жиров действовать так же.

В дальнейшем учёные хотят изучить работу самих MC4R-нейронов, понять, как жирная пища регулирует OPA1 и митохондрии, а также проверить, может ли этот механизм объяснить различия в реакции мужчин и женщин на препараты, воздействующие на MC4R. Авторы исследования — Shigenobu Matsumura, Mizuki Fujiwara, Soyoka Horie, Miona Marutani, Eri Nousou, Nanase Iki, Yuka Yamato, Yui Otonashi, Tsutomu Sasaki, Mina Fujitani и Teppei Fujikawa.