Исследователи Юго-Западного медицинского центра Юго-Западного университета определили ионный канал, необходимый клеткам мозга для подавления пищевого поведения в ответ на гормон лептин или лекарство от ожирения лорказерин.
Ионные каналы представляют собой проходы в форме туннелей на поверхности нейронов, через которые заряженные частицы или ионы могут перемещаться в клетку и выходить из нее.
«Более глубокое понимание взаимосвязи между мозгом и метаболизмом может когда-нибудь привести к новым, более целенаправленным методам лечения ожирения или диабета», – сказал ведущий автор исследования д-р. Кевин Уильямс, доцент кафедры внутренней медицины Юго-Западного Университета штата Калифорния и старший автор исследования, недавно опубликованного в Cell Reports.
"Мы обнаружили, что ионный канал, состоящий из субъединиц белка TrpC5 (транзиторный потенциал катиона 5 рецептора), необходим для правильной регуляции основного метаболизма и массы тела," Доктор. Уильямс сказал.
В исследовании на мышах потеря TrpC5 привела к тому, что типы нервных клеток в головном мозге, называемые нейронами Pomc, перестали реагировать на лептин или лорказерин, что со временем привело к увеличению массы тела. Исследование показало, что обычно положительный эффект лорказерина на уровень сахара в крови также теряется у мышей, дефицитных по TrpC5.
"Как исследователи, мы пытаемся понять клеточные и молекулярные механизмы, которые способствуют изменениям массы тела и баланса сахара в крови. Существует вероятность того, что этот ионный канал когда-нибудь будет напрямую направлен на терапевтическое регулирование питания и баланса сахара в крови," Доктор. Уильямс сказал.
Лептин и лорказерин оказывают свое влияние на прием пищи и другие аспекты метаболизма, связываясь с различными типами рецепторов, которые находятся на поверхности нейронов Pomc в гипоталамусе, части мозга, которая помогает управлять обменом веществ и другими непроизвольными функциями организма, такими как дыхание и др. спать. Ионные каналы, образующиеся, когда белки TrpC собираются вместе, чтобы сформировать канал или трубчатую структуру, также находятся на поверхности нейронов Pomc.
Хотя лептин и лорказерин связываются с разными рецепторами, связывание неэффективно, если не открываются близлежащие ионные каналы TrpC5, позволяющие ионам проходить внутрь и из клетки.
Исследователи провели эксперименты, сравнивая нормальных мышей и мышей, генетически неспособных производить TrpC5. Измерялись энергетический баланс, пищевое поведение и уровни активности. Исследователи обнаружили, что недостатка TrpC5 в нейронах Pomc было достаточно, чтобы блокировать обычные подавляющие аппетит эффекты лептина и лорказерина. Отсутствие TrpC5 также, по-видимому, притупляет электрофизиологический ответ клетки на лептин и лорказерин.
Исследование помогает объяснить некоторые интригующие наблюдения, ранее сделанные исследователями из Юго-Западного штата Юго-Запад и других стран. Изучая семь белков семейства TrpC, более ранние исследования определили, что TrpC1, TrpC4 и TrpC5 (и в меньшей степени TrpC6 и TrpC7) были обнаружены в нейронах Pomc. Хотя было известно, что эти члены семейства TrpC могут образовывать ионные каналы, эффекты или относительная важность белков TrpC5, в частности, для регуляции метаболизма, были неизвестны. Уильямс сказал. Более того, молекулярные механизмы, лежащие в основе подавления аппетита в ответ на активацию рецепторов лептина или лорказерина, неясны, добавил он.
"Наши результаты связывают субъединицы TrpC5 в головном мозге с лептин- и лорказерин-зависимыми изменениями нервной активности, а также энергетического баланса, пищевого поведения и уровня сахара в крови," Доктор. Уильямс сказал.