Группа ученых из США и Германии показала, что блокировка обонятельных рецепторов позволяет снизить массу тела мышей независимо от рациона и объема потребления пищи.
Пищевое поведение многих животных зависит от обоняния. На клеточном уровне его опосредуют сигналы от основной обонятельнятельной луковицы (MOB), которые через нейроны обонятельных рецепторов (OSN) поступают в гипоталамус. В связке со стволом мозга последний регулирует работу автономной нервной системы исходя из уровней инсулина и лептина — гормона, который ускоряет расщепление клеток белой и бурой жировой тканей. Таким образом, нарушение гомеостаза подталкивает особь к поиску пищи. В то же время напрямую влиять на гипоталамус наряду с эндокринной системой, вероятно, может и сама MOB: еще в 1983–1998 годах в ней была выявлена высокая экспрессия матричных РНК (мРНК) лептина и инсулина.
Гипотеза о том, что периферия обонятельного анализатора способна модулировать автономную нервную систему, — а следовательно, и пищевое поведение — за счет гипоталамуса, согласуется с наблюдениями о том, что голод стимулирует остроту обоняния. В новой работе сотрудники Калифорнийского университета в Беркли и других учреждений изучили вклад OSNs в поддержание гомеостаза. Для этого подопытным взрослым мышам (у грызунов дефекты обоняния при рождении приводят к смерти) удаляли обонятельные нейроны с помощью инъекций дифтерийного токсина. Затем они сравнивали массу тела пострадавших и контрольных животных при нормальном и насыщенном жирами рационе.
Согласно итогам измерений, после обработки вес грызунов в экспериментальной группе значительно снизился (на 16 процентных пунктов). Причем объем потребления пищи в их случае оставался сопоставим, а в первый час даже превышал показатель контрольной. Мыши с дефектными нейронами также оказались более устойчивы к ожирению. Любопытно, что снижение массы тела обеспечивал именно липолиз, но не потеря мышечной ткани — на это, в частности, указывало уменьшение паховой области. Тенденцию не объясняли изменения уровня физической активности и интенсивность выделений. Кроме того, удаление клеток повышало чувствительность особей к инсулину и толерантность к глюкозе.
График изменений веса и объема потребляемой пищи у контрольных особей (черный цвет) и мышей с дефектными обонятельными нейронами (красный цвет) при нормальном и богатом жирами (HFD) рационе. Повторные инъекции дифтерийного токсина требовались из-за естественного восстановления клеток / ©Celine E. Riera et al., Cell Metabolism, 2017
Схожих результатов удалось достичь однократным введением токсина тучным мышам из контрольной группы — расход энергии у них при этом увеличился: так, наблюдались повышенные потребление тканями кислорода и поглощение глюкозы. Затем ученые проверили, можно ли смоделировать обратный эффект — ухудшить метаболизм через стимуляцию обоняния. Для этого они вывели линию животных без рецептора инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1) — удаление этого белка из обонятельного эпителия ассоциируется с активным нейрогенезом. Спустя 12 недель у таких грызунов наблюдался резкий прирост массы тела с чрезмерным отложением жира. Также для них была характерна резистентность к инсулину.
По словам авторов, полученные данные подтверждают, что изменения обоняния могут влиять на метаболизм. Примечательным выводом работы, кроме устойчивости подопытных животных к ожирению, стало и то, что инсулин модифицированных мышей хуже справлялся с подавлением глюкозы. Это указывает на новую роль «обонятельного» IGF1 в возникновении инсулинрезистентности — одного из симптомов сахарного диабета 2 типа.
Подробности исследования представлены в журнале Cell Metabolism.
источник: naked-science.ru