Иммунные клетки мозга могут вызывать увеличение веса.

Иммунные клетки мозга могут вызывать увеличение веса.

В журнале Cell Metabolism публикуется доклад о проделанной работе, возглавляемый Калифорнийским университетом Сан-Франциско (UCSF) и Медицинским центром Университета Вашингтона в Сиэтле.

Исследователи считают, что открытие может привести к появлению новых лекарств от ожирения, которые позволят избежать многих побочных эффектов, связанных с теми, которые в настоящее время одобрены для клинического использования.

Со-старший автор Сунейл Коливад, доцент медицинского факультета Центра диабета UCSF, говорит, что их результаты показывают, что микроглия может быть «нераскрытым и совершенно новым способом воздействия на мозг для того, чтобы потенциально снизить ожирение и его последствия для здоровья».

На долю микроглии приходится от 10 до 15 процентов клеток в головном и спинном мозге. Это не те же самые нейроны, которые являются клетками мозга, которые взаимодействуют друг с другом с помощью электрических и химических сигналов.

Микроглия — это иммунные клетки, которые играют важную роль в инфекции мозга и воспалении.

Ученые начинают замечать, что эти клетки обладают высокой активностью даже в здоровом мозгу, который находится в состоянии покоя. Они находятся в постоянном движении, ведут наблюдение и вызывают широкий спектр ответных мер.

Рацион питания с высоким содержанием жира увеличивает микроглию

Становится ясно, что микроглия также влияет на активность мозговой цепи в нормальных условиях. Например, в процессе развития мозга они помогают формировать мозговые цепи, которые важны для поведения и реакции на болезнь. В зрелом мозгу они могут влиять на активность нейронов.

Уже было известно, что группа нейронов в средобазальной гипоталамусе помогает регулировать количество потребляемой пищи и количество потребляемой нами энергии.

В нормальных условиях эта часть мозга пытается сбалансировать наши энергетические потребности с количеством калорий, которые мы потребляем из пищи, и поддерживать наш вес здоровым. Однако исследователи обнаружили, что употребление в пищу продуктов с высоким содержанием жира может нарушить этот процесс равновесия.

Предыдущие исследования показали, что мыши, питающиеся жирными кормами, потребляют больше, сжигают меньше калорий и набирают больше веса, чем аналогичные мыши, питающиеся низкожирными кормами. Богатый жирами рацион питания также увеличивает количество микроглии и воспалений в средобазальной гипоталамусе мышей.

Профессор Коливад и его коллеги хотели узнать, не приводит ли увеличение количества микроглии к перееданию и увеличению веса, или же именно увеличение веса приводит к увеличению количества микроглии.

Воспаление, вызванное микроглией

Исследователи провели эксперимент, в ходе которого они поместили две группы мышей на фаст-фуд, богатый жирами рацион на 4 недели. В то же время, одна группа мышей лечилась препаратом, снижающим уровень микроглии в их средобазальной гипоталамусе, в то время как другая — нет.

Результаты показали, что мышь, получавшая микроклиматические препараты, съела на 15 процентов меньше пищи и набрала на 20 процентов меньше веса, чем необработанная группа, питавшаяся тем же самым жирным рационом.

Это наводит на мысль о том, что именно увеличение количества микроглии вызвало переедание и увеличение веса. Однако все еще не ясно, было ли это вызвано микроглией, вызывающей воспаление, или нет. Таким образом, исследователи провели дальнейшие эксперименты, чтобы выяснить это.

Они создали мышей с помощью генной инженерии, чтобы их микроглия не вызывала иммунной реакции. Когда эти мыши питались жирным рационом, они съели на 15% меньше пищи и набрали на 40% меньше массы тела, чем обычные мыши. Это наводит на мысль о том, что именно способность микроглии вызвать воспаление вызвала его.

Исследователи подтвердили это в другой группе мышей, которые были генетически сконструированы таким образом, что их микроглия вызвала воспаление в ответ на лекарство.

Они обнаружили, что даже когда этих мышей кормили здоровой низкожирной пищей, препарат вызывал у них воспаление в гипоталамусе, вызвавшее у них микроглию. Это привело к тому, что обработанные мыши потребляют на 33% больше пищи, потребляют на 12% меньше энергии и набирают в четыре раза больше веса, чем необработанные мыши на одном и том же рационе.

Подобный препарат уже в человеческих испытаниях

Авторы отмечают, что препарат, который в настоящее время проходит испытания на людях для лечения лейкемии, других онкологических заболеваний и артрита, действует так же, как препарат, используемый ими для снижения микроклимата у мышей. Они с интересом следят за тем, не приводит ли препарат к похудению пациентов в испытаниях.

Группа также обнаружила, что когда мышам кормили богатым жирами рационом, их микроглия набирала дополнительные иммунные клетки из кровеносной системы.

Эти передающиеся через кровь иммунные клетки не только присоединились к своим кузенам в гипоталамусе, но и претерпели изменения, которые заставили их действовать аналогичным образом, увеличивая их воспалительную реакцию, а также их влияние на энергетический баланс.

Исследователи говорят, что это говорит о том, что может быть более чем один способ повлиять на микроглию для предотвращения набора веса: через одну цель в мозгу и другую цель в кровотоке.

Недавние визуальные исследования показывают, что по сравнению с людьми, похудевшими, у людей, страдающих ожирением, в гипоталамусе чаще встречается повышенное количество глиальных клеток — класса, к которому относятся микроглии. Это локальное увеличение количества глиальных клеток, называемое глиозом, часто наблюдается при черепно-мозговых травмах, инфекциях мозга, раке мозга и нейродегенеративных заболеваниях.

Древнее преимущество выживания

Размышляя о том, почему Глия и Микроглия могут вести себя таким образом, профессор Коливад говорит, что ответ может лежать в эволюции. Возможно, это древний механизм выживания, который был эффективен в эпоху нехватки богатой энергией пищи и позволял людям накапливать резервы на более бережливые времена, повышая свой аппетит.

«Микроглеродная чувствительность к пищевым жирам имеет определенный смысл с этой эволюционной точки зрения. Жиры — это самая плотная форма калорий, которую древние люди могли когда-либо [когда-либо] потреблять», — объясняет он.

Но в современном мире, в котором постоянно доступны продукты с высоким содержанием жира, древнее преимущество выживания превратилось в недостаток, который может навредить жизни, а не сохранить ее.

Современные люди с большей вероятностью будут постоянно, чем время от времени, переедать продукты с высоким содержанием жира. Это приводит к постоянному срабатыванию триггера микроклимата, что увеличивает аппетит и порочный круг увеличения потребления высокожирной пищи.

В настоящее время группа планирует более подробно изучить механизм, с помощью которого употребление богатых жирами продуктов активизирует микроглию.

» Из этих экспериментов можно с уверенностью сказать, что воспалительная активация микроглии необходима не только для того, чтобы рацион питания с высоким содержанием жира вызывал ожирение, но и сама по себе достаточна, чтобы побудить гипоталамус изменить регулирование своего энергетического баланса, что приведет к избыточному увеличению веса».

Джошуа Талера, Медицинский центр Университета Вашингтона.