Связь кишечника с мозгом помогает объяснить, как переедание приводит к ожирению

Потребление дополнительных порций пищи обычно проявляется в увеличении массы тела позже, но как это происходит — неясно. Новое исследование, опубликованное в научном журнале Journal of Clinical Investigation многопрофильной группой ученых из Бейлорского медицинского колледжа (Baylor College of Medicine), показывает ранее неизвестную связь кишечника с мозгом, которая объясняет, как дополнительные порции еды приводят к увеличению веса.

Актуальность проблемы

У мышей, потребляющих пищу с высоким содержанием жиров, наблюдается повышенный уровень желудочного ингибирующего полипептида (GIP), гормона, вырабатываемого в кишечнике, который участвует в регулировании энергетического баланса организма. 

Материалы и методы обследования

«Мы не знали, как диета с высоким содержанием жиров или переедание приводят к резистентности к лептину», — объясняет автор исследования Макото Фукуда (Makoto Fukuda). «Мы начали искать причины резистентности к лептину в мозге. Используя культивированные кусочки мозга в чашках Петри, мы проверяли влияние факторов кровообращения на их способность останавливать действия лептина».

Результаты научной работы

Результаты исследования показывают, что избыток GIP проходит через кровь к мозгу, где он ингибирует действие лептина, гормона насыщения; следовательно, животные продолжают есть и набирать вес. Блокирование взаимодействия GIP с мозгом восстанавливает способность лептина подавлять аппетит и приводит к снижению веса у мышей.

«Мы обнаружили новую часть сложной головоломки о том, как организм управляет энергетическим балансом и влияет на вес», — объясняет Макото Фукуда.

Исследователи знают, что лептин, гормон, вырабатываемый жировыми клетками, важен для контроля веса тела как у людей, так и у мышей. Лептин вызывает в мозгу ощущение насыщения, когда мы поели достаточно, и мы перестаем есть. Тем не менее, при ожирении, являющемся результатом употребления пищи с высоким содержанием жиров или переедания, организм перестает реагировать на сигналы лептина — он не чувствует насыщения, и прием пищи продолжается, что приводит к увеличению веса.

После нескольких лет усилий ученые обнаружили связь между кишечным гормоном GIP и лептином. GIP является одним из инкретиновых гормонов, вырабатываемых в кишечнике в ответ на прием пищи и известен своей способностью влиять на управление энергией организма. Чтобы определить, был ли GIP вовлечен в резистентность к лептину, соавторы исследования впервые подтвердили, что рецептор GIP, который опосредует его эффекты, экспрессируется в мозге. Затем исследователи оценили влияние блокирования рецептора GIP на ожирение, введя непосредственно в мозг моноклональное антитело, которое эффективно предотвращает взаимодействие рецептора GIP-GIP. Это значительно уменьшило массу тела мышей с ожирением, получавших диету с высоким содержанием жиров.

«Животные ели меньше, а также у них снижалась жировая масса и уровень глюкозы в крови», — объясняет Фукуда. «Напротив, мыши с нормальным весом не теряли жировую массу, что указывает на то, что эти эффекты специфичны для ожирения, вызванного диетой».

Дальнейшие эксперименты показали, что, если животные были генетически сконструированы для дефицита лептина, то обработка специфическим моноклональным антителом не снижала аппетит и вес у мышей с ожирением, указывая на то, что GIP в мозге действует посредством передачи сигналов лептина. Кроме того, исследователи выявили внутриклеточные механизмы, участвующие в GIP-опосредованной модуляции активности лептина.

«Таким образом, при сбалансированном питании уровни GIP не увеличиваются, а лептин работает, как и ожидалось, вызывая в мозгу ощущение насыщения, когда животное съело достаточно и мыши перестают есть», — сказал Фукуда. «Но когда животные потребляют пищу с высоким содержанием жиров и страдают ожирением, уровень GIP в крови увеличивается. GIP попадает в гипоталамус, где он ингибирует действие лептина. Следовательно, животные не чувствуют себя сытыми, переедают и набирают вес. Взаимодействие GIP с гипоталамусом мышей с ожирением восстанавливает способность лептина подавлять аппетит и снижает массу тела».

Выводы

Эти данные указывают на то, что GIP и его рецептор в гипоталамусе, области мозга, которая регулирует аппетит, необходимы для выявления устойчивости к лептину. 

Авторы другого исследования утверждают, что высокий уровень сахара во время беременности может привести к детскому ожирению.