Ожирение – в голове
Группа исследователей из Медицинской школы Мичиганского университета описали механизмы, происходящие внутри клеток гипоталамуса, синтезирующих предшественник регуляторов аппетита, и их влияние на ожирение.
Предшественник гормона, или прогормон, о котором ведётся речь в статье, называется проопиомеланокортин (ПОМК). Он синтезируется в нейронах гипоталамуса и является прародителем нескольких гормонов, регулирующих аппетит.
Авторы выяснили, что перед тем как покинуть клетку, ПОМК проходит проверку на наличие ошибок в цепи составляющих его аминокислот. В случае обнаружения ошибки, дефектная молекула не выходит из клетки и не попадает в кровь. Этот «контроль качества» происходит в эндоплазматическом ретикулуме клетки и носит название ERAD (endoplasmic reticulum-associated protein degradation – деградация белка в эндоплазматическом ретикулуме).
Процесс ERAD тесно связан с уровнем ПОМК в крови и косвенно влияет на аппетит. При нарушении ERAD все молекулы ПОМК распознаются как дефектные и накапливаются в клетке. Это приводит к снижению ПОМК и его производных в крови, нарушению аппетита и ожирению.
В эксперименте у мышей с нарушением процесса ERAD отмечался повышенный аппетит и быстрый набор веса, даже если их кормили низкокалорийной пищей.
Существует редкая форма детского ожирения, связанная с мутацией гена C28F, кодирующего синтез ПОМК. Исследователи решили более глубоко изучить взаимосвязь этой мутации с процессом ERAD.
Наличие мутации в гене C28F приводит к ощущению пациентом постоянного чувства голода и потери контроля над количеством съедаемой пищи. Развивается тяжелая форма ожирения в раннем возрасте.
Учёные обнаружили, что мутация приводит к синтезу дефектного ПОМК, который не проходит контроль качества эндоплазматического ретикулума. Он накапливается в клетке и мешает ее нормальной работе. Это приводит к снижению уровня ПОМК в крови и развитию ожирения.
В случае с мышами с нарушенным процессом ERAD, как и при мутации гена, кодирующего ПОМК, происходит накопление в клетке молекул ПОМК, которые, слипаясь, образует конгломераты. Удивительно, что клетка при этом не гибнет, а просто перестаёт выполнять свою функцию.
Результаты наблюдений позволяют сделать вывод о том, что клеткам гипоталамуса для нормальной работы нужно свободное пространство. Разработка препаратов, ускоряющих ERAD, или препятствующих накоплению и слипанию ПОМК внутри клеток, может решить проблему ожирения.
Исследователи решили проверить работу эндоплазматического ретикулума в клетках гипоталамуса, синтезирующих предшественники других гормонов. Так, подавление ERAD в клетках, вырабатывающих предшественник вазопрессина (гормона, регулирующего водный обмен в организме) приводит к развитию у мышей состояния, схожего с несахарным диабетом у людей. При этом больной испытывает постоянную жажду и теряет много жидкости с мочой в результате недостатка гормона вазопрессина в крови.
Таким образом, ERAD играет ключевую роль в нормальной физиологии организма. Лечение путем воздействия на одно из звеньев этого процесса может вылечить ожирение и другие нарушения обмена веществ.
Статья G. H. Kim et al. Hypothalamic ER–associated degradation regulates POMC maturation, feeding, and age-associated obesity опубликована в Journal of Clinical Investigation.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам MHealth Lab: Clues to Obesity’s Roots Found in Brain’s Quality Control Process.