Možgansko vezje, ki sproži ugotovljeno prenajedanje
September 26th, 2013 v nevroznanosti
Jenningova sodelavca in sodelavci prepoznajo nevronsko vezje, na katerem temelji mišljeno krmljenje. S pomočjo optogenetike za ciljanje na to nevronsko vezje so raziskovalci lahko vodili in zavirali hranjenje, na presenetljive načine, vključno s spodbujanjem hranjenja pri dobro hranjenih miših in zaviranjem hranjenja pri lačnih miših. Ta posebna slika prikazuje, kako so stimulacije nevronskega vezja raziskovalci sprožili hranjenje pri miših, katerih energijske potrebe so že bile izpolnjene. Kredit: Josh Jennings
Jenningova sodelavca in sodelavci prepoznajo nevronsko vezje, na katerem temelji mišljeno krmljenje. S pomočjo optogenetike za ciljanje na to nevronsko vezje so raziskovalci lahko vodili in zavirali hranjenje, na presenetljive načine, vključno s spodbujanjem hranjenja pri dobro hranjenih miših in zaviranjem hranjenja pri lačnih miših. Ta posebna slika prikazuje, kako so stimulacije nevronskega vezja raziskovalci sprožili hranjenje pri miših, katerih energijske potrebe so že bile izpolnjene. Kredit: Josh Jennings
Pred šestdesetimi leti so znanstveniki lahko električno stimulirali predel možganskih možganov, zaradi česar bi miška jedla, najsi bo lačna ali ne. Zdaj so raziskovalci s Medicinske fakultete UNC natančno določili natančne celične povezave, ki so odgovorne za sprožitev tega vedenja. Ugotovitev, objavljena 27. septembra v reviji Znanost, daje vpogled v vzrok za debelost in bi lahko privedla do zdravljenja anoreksije, bulimije nervoze in motnje prehranjevanja - najpogostejše motnje prehranjevanja v ZDA.
"Študija poudarja, da imajo debelost in druge motnje hranjenja nevrološka osnova, «Je povedal višji avtor študije dr. Garret Stuber, docent na oddelku za psihiatrijo in oddelku za celična biologija in fiziologijo. Je tudi član Centra za nevroznanost UNC. "Z nadaljnjo študijo bi lahko ugotovili, kako uravnavati aktivnost celic v določeni regiji možganov in razviti načine zdravljenja."
Cynthia Bulik, ugledna profesorica prehranjevalnih motenj na Medicinski fakulteti UNC in Gillings School of Global Public Health, je dejala: "Stuberjevo delo natančno določa natančnost bioloških mehanizmov ki spodbujajo prehranjevanje in nas vodijo stran od stigmatizirajočih razlag, ki se sklicujejo na krivdo in pomanjkanje volje. " Bulik ni bil del raziskovalne skupine.
Nazaj v 1950s, ko so znanstveniki električno stimulirali predel možganov, imenovan bočni hipotalamus, so vedeli, da stimulirajo številne različne vrste možganskih celic. Stuber se je želel osredotočiti na eno celično vrsto - gaba nevrone v posteljnem jedru stria terminalis ali BNST. BNST je preseganje območja amygdala, del možganov, povezan s čustvi. BNST tvori tudi most med amigdalo in lateralnim hipotalamusom, možgansko regijo, ki poganja prvinske funkcije, kot so prehranjevanje, spolno vedenje in agresija.
Nevroni BNST gaba imajo celično telo in dolg pramen z razvejanimi sinapsami, ki prenašajo električni signali v bočni hipotalamus. Stuber in njegova ekipa so želeli spodbuditi te sinapse z optogenetsko tehniko, vpletenim postopkom, ki bi mu omogočil, da stimulira celice BNST s preprosto svetlobo svojih sinaps.
Značilno je, da možganske celice ne odzivajte se na svetlobo. Tako je Stuberjeva ekipa uporabila gensko spremenjene beljakovine - iz alg -, ki so občutljive na svetlobo, in uporabila gensko spremenjene viruse, da jih je dostavila v možgane miši. Te beljakovine se nato izrazijo samo v celicah BNST, vključno s sinapsami, ki se povezujejo s hipotalamusom.
Njegova ekipa je nato vsadila optične kable v možgane teh posebej vzrejenih miši in to je raziskovalcem omogočilo, da skozi kable in na sinapse BNST svetijo svetlobo. Takoj, ko je svetloba udarila v sinapse BNST, so miši začele jesti hrano, čeprav so bile že dobro hranjene. Poleg tega so miši pokazale veliko prednost živil z veliko maščob.
"V bistvu bi pojedli do polovice dnevnega kaloričnega vnosa v približno 20 minutah," je dejal Stuber. "To nakazuje, da bi ta pot BNST lahko imela vlogo pri uživanju hrane in patoloških stanjih, kot je prenajedanje."
Spodbujanje BNST je tudi povzročilo, da miši kažejo vedenja, povezana z nagrajevanjem, kar kaže, da sijoča svetloba na celicah BNST povečuje zadovoljstvo uživanja. Na drugi strani je zaustavitev poti BNST povzročila, da so miši pokazale malo zanimanja za prehranjevanje, četudi jim je bila odvzeta hrana.
"Zares smo se lahko naučili natančne povezave nevronskih vezij, ki je povzročala ta pojav, ki ga opažamo že več kot 50 let," je dejal Stuber.
Študija, ki uporablja tehnologije, poudarjene v novi pobudi Nacionalni inštitut za zdravje možganov, kaže, da bi lahko okvarjeno ožičenje v celicah BNST oviralo lakoto ali sitost in pripomoglo k človeškim prehranjevalnim motnjam, zaradi česar ljudje jedo, tudi ko so polni ali se jim izogibajo hrano, ko so lačni. Potrebne so nadaljnje raziskave, da se ugotovi, ali bi bilo mogoče razviti zdravila, ki bi popravila napačno delovanje vezja BNST.
"Dejansko želimo opazovati normalno delovanje teh vrst celic in kako sprožajo električne signale, ko se živali hranijo ali so lačne," je dejal Stuber. »Razumeti želimo njihove genetske značilnosti - katere gene izražamo. Če na primer najdemo celice, ki se po prejedanju resnično aktivirajo, ali lahko pogledamo profil genske ekspresije in ugotovimo, po čem so te celice edinstvene od drugih nevronov. "
To bi lahko, po besedah Stuberja, vodilo do možnih tarč zaradi zdravil za zdravljenje določene populacije bolnikov motnje hranjenja.
Več informacij: "Inhibitorna krožna arhitektura hranjenja bočnih hipotalamusnih orkestrov", avtor JH Jennings et al. Znanost, 2013.
Zagotavlja zdravstvena nega Univerze v Severni Karolini
;