Aivosolurakenne voi vaikuttaa liikalihavuuteen
Lihavuutta tutkivat tutkijat ovat havainneet, että aivosolujen antennin kaltaisilla rakenteilla, jotka muodostavat osan kehon nälkäpiiristä, näyttää olevan keskeinen rooli ruokahalun säätelyssä.
Opinnäytetyö, julkaistu lehdessä Luonnon genetiikka, korosti tärkeätä roolia, jota antennin kaltaiset rakenteet - tai primaariset silmäosat - voivat olla aivojen signaloinnissa.
Yleensä ajateltiin, että suurin osa aivojen signaloinnista tapahtui rakenteiden kautta, joita kutsutaan synapseiksi.
"Rakennamme yhtenäistä käsitystä liikalihavuuden ihmisgenetiikasta", kertoo vanhempi kirjailija Christian Vaisse, professori Diabetes Centeristä Kalifornian yliopistossa San Franciscossa.
"Viime aikoihin asti", hän lisää, "monet liikalihavuuden tutkijat olivat tuskin kuulleet ensisijaisista silmäistä, mutta se muuttuu."
Genetiikan rooli liikalihavuudessa
Yhdysvalloissa liikalihavuus vaikuttaa yli kolmanteen (tai 78,6 miljoonaan) aikuiseen.
Liikalihavuus on valtava kansanterveysongelma, etenkin koska se liittyy huonoon mielenterveyteen ja moniin muihin vakaviin lääketieteellisiin ongelmiin. Näihin kuuluu joitain johtavia kuolinsyitä Yhdysvalloissa ja muualla maailmassa, kuten diabetes, aivohalvaus, sydänsairaudet ja jotkut syövät.
Liikalihavuusepidemian pääasialliset syyt ovat suurelta osin ei-geneettisiä, kuten yhdistelmä valmis pääsy rajoittamattomaan kaloripitoiseen ruokaan ja "yhä vähemmän istuva elämäntapa".
Kaikki eivät kuitenkaan altistu näille ympäristöolosuhteille liikalihaviksi, mikä viittaa siihen, että myös genetiikalla on merkitystä.
Useimmissa sairauksissa, joissa genetiikalla on merkitystä, syy johtuu useiden geenien vaihteluista. Mutta joskus syy voi johtua yhden geenin vaihteluista.
Nälkäpiiri
Tutkimuksessaan tutkijat selittävät, että useimmat yksittäisen geenin syyt vakavaan liikalihavuuteen johtuvat geenimuutoksista nälkäpiirissä, johon liittyy leptiini - signalointiproteiini tai -hormoni, jonka rasvasolut vapauttavat.
Piiri on aivojen hypotalamuksen alueen hermosolujen tai hermosolujen verkosto, joka auttaa pitämään painon vakaana säätämällä ruokahalua ja energiankulutusta leptiinitasosta riippuen.
Mutaatiot leptiiniä koodaavassa geenissä tai proteiinien seurantaan ja reagointiin osallistuvissa geeneissä voivat johtaa epäonnistumiseen havaita, kun kehossa on riittävä määrä rasvaa. Tämä voi tapahtua hiirillä ja ihmisillä, mikä saa heidät syömään "ikään kuin nälkään".
Aikaisemmassa työssään professori Vaisse ja kollegat havaitsivat, että mutaatiot leptiininälkäkiertoon osallistuvassa geenissä - melanokortiini-4-reseptorin (MC4R) geenissä - muodostavat 3-5 prosenttia kaikista ihmisissä esiintyvistä vakavista liikalihavuudesta. Vakavalla liikalihavuudella määritellään olevan painoindeksi (BMI), joka on yli 40.
MC4R-proteiini havaitsee kemialliset signaalit hypotalamuksen erityisessä neuroniryhmässä, joiden uskotaan olevan tärkeä rooli ruokahalun vähentämisessä vasteena suurelle leptiinipitoisuudelle.
Uuteen tutkimukseen asti tiedemiehet eivät tienneet, kuinka tämä hypotalamuksen neuronien alaryhmä säätelee ruokahalun hallintaa.
Ensisijainen sidekudos liittyy liikalihavuuteen
Muut tutkimusryhmän jäsenet olivat myös aiemmin havainneet, että harvinaiset vaihtelut geeneissä, jotka vaikuttavat primaarisiin säleisiin, voivat aiheuttaa sairauksia, joihin liittyy melkein aina vaikea liikalihavuus, kuten Alströmin ja Bardet-Biedlin oireyhtymät. Ei kuitenkaan ollut selvää, miten sidekudokset liittyvät liikalihavuuteen.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat tutkivat ruokahalua sääteleviä hypotalamuksen neuroneja normaaleilla hiirillä ja havaitsivat, että MC4R-proteiini keskittyy heidän primaarisissa säleissään.
He havaitsivat myös, että hiirillä, jotka on suunniteltu saamaan geeniversio, joka liittyy vakavaan liikalihavuuteen ihmisillä, ei ollut MC4R-proteiinia näissä säleissä.
Nämä havainnot saivat ryhmän miettimään, olivatko nämä hypotalamuksen hermosolujen primaariset ripset pääasialliset leptiinin nälkäpiirin ruokahalua säätelevän toiminnan sijainnit.
Viimeaikaiset löydöt ovat paljastaneet, että toinen proteiini, nimeltään adenylyylisyklaasi 3 (ADCY3), liittyy myös liikalihavuuteen ja että se keskittyy myös primaarisiin säleisiin. ADCY3: n tiedetään olevan yhteydessä MC4R: ään, kun se lähettää signaaleja.
Ruokahalua säätelevien signaalien tärkeimmät sijainnit
Lisäkokeissa tutkijat havaitsivat, että ADCY3: n estämisen jälkeen hiirissä eläimet lisäsivät ravintoa huomattavasti ja alkoivat liikalihavia.
Tutkijat päättelivät, että ADCY3 ja MC4R toimivat yhdessä leptiiniä detektoivien hermosolujen ensisijaisissa säikeissä auttamaan heitä havaitsemaan kehon rasvapitoisuuden nousun, mikä puolestaan vähentää ruokahalua.
Geneettinen tai muu häiriö näihin elintärkeisiin osiin voi siten johtaa siihen, että keho ei kykene käyttämään "hätäjarrua" ruokahalun hallintaan.
Tutkijat huomauttavat kuitenkin, että primaaristen säikeiden roolista ruokahalun säätelyssä on vielä paljon opittavaa, ja todennäköisesti on jonkin aikaa ennen kuin tähän tietoon perustuvat uudet hoidot tulevat saataville.
"On jännittävää, kuinka paljon edistystä tällä alalla on saavutettu. 90-luvulla kysyimme, onko liikalihavuus geneettinen; vuosikymmen sitten havaitsimme, että suurin osa liikalihavuuden riskitekijöistä vaikuttaa ensisijaisesti aivojen leptiinipiiriin ”, professori Vaisse kertoo.
"[Toinen] nyt olemme ymmärtämisreunalla, kuinka tietyn hypotalamuksen hermosolujen tämän alaryhmän rakenteelliset viat ohjaavat painonnousua ja liikalihavuutta."
Professori Christian Vaisse
