Structura celulelor cerebrale ar putea influența riscul obezității
Cercetătorii care studiază obezitatea au descoperit că structurile asemănătoare antenelor de pe celulele creierului care fac parte din circuitul foametei corpului par să joace un rol cheie în reglarea apetitului.
Lucrarea de studiu, publicată în jurnal Genetica naturii, a subliniat rolul important pe care îl pot juca structurile asemănătoare antenelor - sau cilii primari - în semnalizarea creierului.
În general, s-a crezut că cea mai mare parte a semnalizării din creier a avut loc prin structuri numite sinapse.
„Construim o înțelegere unificată a geneticii umane a obezității”, explică autorul principal Christian Vaisse, profesor la Centrul pentru diabet de la Universitatea din California, San Francisco.
„Până de curând”, adaugă el, „mulți cercetători în materie de obezitate abia auziseră de cilii primari, dar asta se va schimba”.
Rolul geneticii în obezitate
În Statele Unite, obezitatea afectează mai mult de o treime din (sau 78,6 milioane) adulți.
Obezitatea este o problemă imensă de sănătate publică, nu în ultimul rând pentru că este asociată cu o sănătate mintală precară și cu multe alte probleme medicale grave. Acestea includ unele dintre principalele cauze de deces în SUA și restul lumii, cum ar fi diabetul, accidentul vascular cerebral, bolile de inimă și unele tipuri de cancer.
Principalii factori ai epidemiei de obezitate sunt în mare parte non-genetici, cum ar fi combinația de acces ușor la o cantitate nelimitată de alimente bogate în calorii și „stiluri de viață din ce în ce mai sedentare”.
Cu toate acestea, nu toți cei expuși acestor condiții de mediu devin obezi, sugerând că și genetica joacă un rol.
În majoritatea bolilor în care genetica joacă un rol, cauza se datorează variațiilor unui număr de gene. Dar, uneori, cauza se poate datora variațiilor unei singure gene.
Circuitul foamei
În lucrarea lor, cercetătorii explică faptul că majoritatea cauzelor unei singure gene ale obezității severe se datorează modificărilor genetice într-un circuit al foamei care implică leptina - o proteină de semnalizare sau hormon, care este eliberat de celulele adipoase.
Circuitul este o rețea de celule nervoase sau neuroni, în zona hipotalamusului creierului, care ajută la menținerea greutății stabile prin ajustarea poftei de mâncare și a consumului de energie în funcție de nivelurile de leptină.
Mutațiile genei care codifică leptina sau ale genelor implicate în monitorizarea și răspunsul la proteine pot duce la eșecul detectării atunci când organismul are o cantitate suficientă de grăsime. Acest lucru se poate întâmpla la șoareci și oameni, determinându-i să mănânce în continuare „ca și cum ar muri de foame”.
În lucrările anterioare, prof. Vaisse și colegii săi au constatat că mutațiile unei gene implicate în circuitul foamei de leptină - gena receptorului melanocortinei-4 (MC4R) - reprezintă 3-5% din toate cazurile de obezitate severă la om. Obezitatea severă este definită ca având un indice de masă corporală (IMC) mai mare de 40.
Proteina MC4R detectează semnale chimice într-un grup special de neuroni din hipotalamus despre care se crede că joacă un rol important în reducerea poftei de mâncare ca răspuns la niveluri ridicate de leptină.
Până la noul studiu, oamenii de știință nu știau cum reglează acest subset de neuroni hipotalamici controlul apetitului.
Cili primari legați de obezitate
Alți membri ai echipei de studiu au descoperit, de asemenea, că variațiile rare ale genelor care afectează cilii primari pot da naștere la boli care sunt aproape întotdeauna însoțite de obezitate severă, cum ar fi sindroamele Alström și Bardet-Biedl. Cu toate acestea, nu a fost clar modul în care cilii sunt legați de obezitate.
În noul studiu, cercetătorii au studiat neuronii hipotalamici care reglează apetitul la șoarecii normali și au constatat că proteina MC4R se concentrează în ciliile lor primare.
Ei au descoperit, de asemenea, că șoarecii proiectați pentru a avea versiunea genei care este legată de obezitatea severă la oameni nu au proteina MC4R în acele cilii.
Aceste constatări au făcut echipa să se întrebe dacă acești cili primari de pe neuronii hipotalamici au fost locația principală pentru funcția de reglare a poftei de mâncare a circuitului foamei de leptină.
Descoperirile recente au arătat că o altă proteină numită adenilil ciclaza 3 (ADCY3) este, de asemenea, legată de obezitate și că se concentrează și în cilii primari. Se știe că ADCY3 se conectează la MC4R atunci când trimite semnale.
Locațiile cheie ale semnalelor de reglare a apetitului
Într-un alt set de experimente, cercetătorii au descoperit că, după blocarea ADCY3 la șoareci, animalele și-au crescut semnificativ consumul de alimente și au început să devină obezi.
Cercetătorii au ajuns la concluzia că ADCY3 și MC4R funcționează împreună în cilii primari ai neuronilor de detectare a leptinei pentru a-i ajuta să detecteze că nivelurile de grăsime din corp sunt în creștere, ceea ce, la rândul său, reduce pofta de mâncare.
Interferențele genetice sau de altă natură cu aceste componente vitale ar putea avea ca rezultat ca organismul să nu poată aplica „frâna de urgență” asupra controlului apetitului.
Cu toate acestea, cercetătorii subliniază că mai sunt multe de învățat despre rolul cililor primari în reglarea poftei de mâncare și este probabil să treacă destul de mult timp până când vor fi disponibile noi tratamente bazate pe aceste cunoștințe.
„Este interesant cât de mult a făcut acest domeniu. În anii ’90, ne întrebam dacă obezitatea este sau nu genetică; acum un deceniu descopeream că majoritatea factorilor de risc de obezitate au impact în primul rând asupra circuitului leptinei din creier ”, spune prof. Vaisse.
„[A] și acum, suntem pe punctul de a înțelege modul în care defectele din această structură subcelulară specifică a unui anumit subset de neuroni hipotalamici determină creșterea în greutate și obezitatea.”
Prof. Christian Vaisse
