Пульт управления аппетитом: как мозг заставляет вас есть, а потом кается

Наука раскрывает удивительные подробности о том, как наш организм регулирует чувство голода и сытости.

Два новых исследования, проведённых специалистами из Медицинского центра Рутгерса, показывают, что взаимодействие между желудком и мозгом напоминает своеобразное перетягивание каната: одна часть мозга побуждает съесть ещё кусочек, в то время как другая сигнализирует о необходимости остановиться. Эти открытия, опубликованные в двух ведущих научных журналах, представляют собой первую полную картину механизмов голода и насыщения, что может привести к созданию более эффективных препаратов для похудения с меньшим количеством побочных эффектов.

В одном из исследований учёные выявили тонкую сеть нейронов, соединяющую гипоталамус со стволом головного мозга. Эти клетки богаты рецепторами GLP-1 — белками, которые лежат в основе действия современных препаратов для снижения веса, таких как "Оземпик".

Эксперименты показали, что активация этого пути с помощью световых импульсов заставляла сытых мышей прекращать есть, тогда как его отключение или удаление рецептора приводило к набору веса. Голодание ослабляло эту связь, но она восстанавливалась после всплеска естественного или искусственного GLP-1.

Один из авторов исследования отметил, что этот синапс действует как регулятор, который активируется только при низком уровне энергии. Он также предупредил, что препараты, поддерживающие постоянный высокий уровень сигнала, могут нарушить естественные ритмы мозга, вызывая такие побочные эффекты, как тошнота, рвота, запоры, диарея или мышечная слабость.

Второе исследование сосредоточилось на механизме, вызывающем чувство голода. Учёные проследили путь от тормозных нейронов в терминальной полосе к аналогичным клеткам в латеральном гипоталамусе. Активация этого пути заставляла мышей, даже сытых, бросаться за сахарной водой, тогда как его блокировка приводила к тому, что животные оставались спокойными даже после длительного голодания.

Этот эффект регулировался гормонами: инъекции грелина, гормона голода, усиливали поиск пищи, а лептин, гормон насыщения, подавлял его. У перекормленных мышей эта реакция постепенно исчезала, но восстанавливалась после снижения веса. Один из руководителей проекта подчеркнул, что их путь отвечает за стимуляцию голода, тогда как другой путь, изученный в первом исследовании, доминирует в подавлении аппетита.

Оба исследования показали, что энергетическое состояние организма быстро перестраивает синапсы. Во время голодания цепь, вызывающая чувство голода, становится более активной, а цепь, отвечающая за сытость, ослабевает. После еды ситуация меняется на противоположную. Впервые учёные наблюдали, как эти два механизма работают параллельно, дополняя друг друга. Этот баланс может объяснить, почему диеты и препараты, воздействующие только на одну сторону процесса, со временем теряют эффективность. Исследователи считают, что их открытия помогут разработать лекарства, превосходящие по эффективности современные аналоги GLP-1.

Современные препараты, такие как Wegovy и Zepbound, способны вызывать значительное снижение веса, но часто сопровождаются побочными эффектами, включая тошноту, диарею и даже мышечную атрофию.

Одно из исследований показало, что терапия, направленная исключительно на ствол головного мозга, может подавлять аппетит без нежелательных последствий для периферических органов. В то же время второе исследование указывает на возможность восстановления реакции организма на гормон грелин, что может помочь людям, достигшим плато в снижении веса после длительного ограничения калорий.

Для проведения экспериментов учёные использовали передовые методы нейробиологии, включая оптогенетику для активации нейронов светом, хемогенетику для их подавления, а также фотометрию и классические методы записи активности отдельных синапсов. Эти технологии позволили с высокой точностью управлять отдельными нейронными путями.

В будущем исследователи планируют углубить свои работы. Один из них намерен изучить, как происходит высвобождение GLP-1 в реальном времени, чтобы понять, достаточно ли кратковременных всплесков для подавления аппетита, вместо постоянного воздействия.

Другой сосредоточится на анализе молекулярных характеристик клеток, вызывающих голод, чтобы найти мишени для препаратов, которые подавляют тягу к еде, сохраняя при этом удовольствие от пищи. Один из авторов отметил, что важно сохранить гибкость системы, сравнив это с приглушением света, а не его полным выключением. По его мнению, предоставление мозгу возможности естественно регулировать аппетит в течение дня, вместо постоянного подавления желания есть, может стать ключевым элементом будущих стратегий снижения веса.

Уточнения

Глюкаго́ноподо́бный пепти́д-1 (англ. Glucagon-like peptide-1, GLP-1), ГПП-1, энтероглюкагон — пептидный гормон из семейства инкретина (вырабатывается в кишечнике в ответ на приём пищи). Локализация выработки ГПП-1 — L-клетки тонкой кишки, он регулирует секрецию инсулина и другие биохимические процессы в организме.