Ситість пов’язана з активністю певних нейронів "
Олександр Бенані (CNRS) та його команда з Університету Бургундії щойно відкрили новий елемент, який бере участь у механізмах насичення. Інтерв’ю.
LaNutrition.fr: Ваше дослідження розглядало джерела насичення, зокрема нейрони POMC, для регулювання споживання їжі. Що ми знали про ці механізми регулювання до вашого дослідження ?
Олександр Бенані: Ми знали дві речі. По-перше, що існує дуже сильна взаємозв'язок між ожирінням та існуванням генетичних мутацій, що впливають на механізми пластичності мозку (здатність мозку створювати та переставляти зв'язки між нейронами). З 2015 року були проведені дуже масштабні генетичні дослідження, проведені на понад 300 000 людей, які показали зв'язок між індексом маси тіла (ІМТ) та генами, що беруть участь у пластиці мозку. Однак ці дослідження просто вказують на кореляцію. Ми не знаємо точного причинно-наслідкового зв'язку між здатністю до пластичності мозку та збільшенням маси тіла, оскільки в даний час медична візуалізація не дозволяє нам продемонструвати пластичність мозку у людини на клітинному рівні, а також слідкувати, наприклад, за змінами зв'язку між двома нейронами.
Другий контекст у нас є той факт, що пластичність мозку насправді присутня в нервових ланцюгах, які регулюють споживання їжі. Це було показано в мозку мишей завдяки використанню методів дослідження синаптичних зв’язків у цієї тварини. Ми помітили, що схеми нейронів, які регулюють споживання їжі, і зокрема нейрони POMC, які уповільнюють споживання їжі, наділені пластичністю, тобто вони здатні постійно реорганізовувати свій зв'язок з нейронами навколо них.
Що ви прагнули спостерігати під час цього нового дослідження ?
У мишей усі ситуації, що генерують пластичність у цих нейронах POMC, є екстремальними ситуаціями, наприклад, примусовим голодування та переїданням. Наше запитання було: чи може ця пластичність зустрічатися в повсякденному житті, особливо після їжі, чи це просто захисний механізм спрацьовує лише в екстремальних фізіологічних ситуаціях ?
І що ти дізнався ?
Ми вивчали мишей у трьох різних ситуаціях: перед їжею/після збалансованої їжі/після їжі з високим вмістом калорій та жиру. Ми досліджували ці ситуації за допомогою двох додаткових підходів, щоб з’ясувати, чи була пластичність навколо нейрону POMC чи ні:
1. Функціональний підхід (який вимірює активність клітин)
Ми помітили, що так, після збалансованої їжі активність нейронів POMC підвищується і помножується на 3, що сприяє насиченню.
2. Візуалізаційний підхід (спостереження на тканині)
Ми розглянули контакти клітин між собою, зокрема між нейронами POMC та їх сусідами, і, на жаль, ми помітили, що після їжі не було синаптичної пластичності, тобто ніяких змін у зв’язках нейронів між ними. Тому цей аспект пластичності не виникає після прийому їжі. На відміну від сусідніх клітин, астроцити (клітини у формі зірки) рухаються навколо нейронів POMC. Зазвичай астроцити покривають нейрони POMC, а потім після збалансованого прийому їжі втягуються. Таким чином, втягнення астроцитів пов'язане зі збільшенням активності цих нейронів. Нарешті, це як гальмо, яке накладається перед їжею на нейрони, а потім відпускається, щоб нейрон активував сприяючи насиченню. Це головне відкриття.
Друге відкриття мало показати, що саме глюкоза стимулює це явище. Ми вимірювали рівень цукру в крові тварин у режимі реального часу після їжі та маніпулювали піком гіперглікемії після їжі. Надавши мишам протидіабетичну терапію, яка утримувала глюкозу під час їжі, ми запобігли підвищенню рівня цукру в крові. Результат: ми повністю скасували пластичність астроцитів.
Ми також провели протилежний експеримент, даючи мишам глюкозу замість того, щоб годувати їх їжею, і результат був таким же, як і раніше: введення глюкози викликало ретракцію астроцитів. Тому гіперглікемія після їжі активізує нейрони ситості за рахунок мобілізації астроцитів.
І я підійшов до третього цікавого пункту цього дослідження, а саме: всі ці спостереження (астроцитарна ретракція, активація нейронів POMC та індукція насичення) не працюють з жирною їжею, тому миші помножують їжу з жирною їжею. Тому жирна їжа не така ситна, як їжа, що містить менше жиру і трохи більше вуглеводів. Отже, специфічна сатіетогенна здатність продуктів, з якими знайомі дієтологи та дієтологи, може базуватися на їх здатності викликати глиальну ретракцію навколо нейронів POMC.
Згідно з вашим дослідженням, відчуття насичення частково пов’язане з підвищенням рівня цукру в крові. Однак відомо, що вживання їжі, багатої вуглеводами та значне підвищення рівня цукру в крові, може призвести до реактивної гіпоглікемії, що призводить до нового почуття голоду. Чи можемо ми пояснити це вашими новими даними ?
Так і ні. Передбачається, що природа цукрів насправді не має значення для запуску цього нейробіологічного механізму, оскільки в обох досліджуваних випадках це збалансоване харчування, а також те, що базується на введенні глюкози, піку цукру в крові, що це дуже швидкий або стабільний, спричиняє втягнення астроцитів та активацію нейронів POMC подібним чином.
Наше дослідження не оскаржує поширену думку про те, що ми вживаємо занадто багато цукру, оскільки це не довготривале дослідження: воно засноване на спостереженні за їжею у здорової тварини. Але виявляється, що для здорового організму трохи цукру в кінці їжі здається необхідним для посилення ситості. Однією з перспектив дослідження в майбутньому буде те, чи це все ще справедливо у діабетичному контексті.
Чи міг би цей механізм регулювання ситості бути пов'язаний з розладами харчування? ?
Так, розлади харчової поведінки можуть бути пов’язані з недостатньою пластичністю астроцитів, оскільки цілком можливо, що глюкоза неправильно сприймається в мозку пацієнтів. Насправді мозок має здатність виявляти контрасти, і якщо він постійно ввімкнений, якщо постійно є цукор, якщо контрастів більше немає, немає помітних варіацій, тоді клітини більше не реагують.
Чи можна ваші результати транспортувати для людей? І які наслідки мають ваші результати для дієтичних рекомендацій та лікування людей з ожирінням та/або діабетом ?
Результати, отримані на мишах, цілком справедливі для людей, хоча ми не можемо перевірити це на даний момент. З одного боку, через доведений зв’язок між ІМТ та генами пластичності мозку. А по-друге, тому що нейрони POMC присутні і організовують себе однаково як у мишей, так і у людей. Крім того, будь-яка несправність цих нейронів призводить до патологій обміну речовин у мишей, а також у людей.
Перспектива цього дослідження щодо транспозиції у людей полягає у наданні нейробіологічних аргументів медичним працівникам, які хочуть посилити почуття ситості у своїх пацієнтів. Звичайно, коли контекст сприятливий, а не патологічний, вуглеводи в збалансованому харчуванні для цього цікаві.
Ні, для перспектив з більш фармацевтичною метою ні, наші відкриття знаходяться далеко за течією застосування в цій галузі. Наша мета - лише зрозуміти, як працює мозок. Виробництво ліків, які сприяли б мобілізації астроцитів, зовсім не безпосередня перспектива.
Що ви можете сказати нам про ваше наступне дослідження підсолоджувачів? ?
Щодо підсолоджувачів, міркування дуже просте. Ми побачили, що вуглеводи в кінцевому підсумку корисні для вас, важко сказати, я вам даю. У будь-якому випадку за шкалою прийому їжі в нормальній ситуації цукор здається цікавим, він має позитивне значення для організму, тобто він спричинить ситість. Підсолоджувач є досить цікавим для діабетика, оскільки він зберігає насолоду від солодкого відчуття, не додаючи калорій. Але для здорової людини підсолоджувач, який, здається, не викликає ситості так сильно, як цукор, може лише стимулювати гедонічні ланцюги та посилити тягу до цукру. Це може сприяти розвитку ожиріння. Ця гіпотеза дуже сильна, навіть якщо вона ще не була перевірена. Безперечно, що крива поширеності ожиріння в останні роки може збігатися з кривою розвитку підсолоджувачів. Тому ми хочемо оцінити, чи здатні підсолоджувачі викликати ретракцію астроцитів та подальшу активацію нейронів POMC.