Teie ajurakkude struktuur võib mõjutada rasvumisriski
Ülekaalulisust uurivad teadlased on avastanud, et ajurakkude antennilaadsed struktuurid, mis moodustavad osa keha näljaahelast, näivad mängivat söögiisu reguleerimisel võtmerolli.
Ajakirjas avaldatud õppetöö Looduse geneetikarõhutas olulist rolli, mida antennilaadsed struktuurid - või primaarsed ripsmed - võivad aju signaalimisel mängida.
Üldiselt arvati, et suurem osa signaalimisest ajus toimus struktuuride kaudu, mida nimetatakse sünapsideks.
"Me ehitame ühtset arusaama rasvumise inimese geneetikast," selgitab vanemautor Christian Vaisse, San Francisco California ülikooli diabeedikeskuse professor.
"Kuni viimase ajani," lisab ta, "olid paljud rasvumise uurijad vaevalt kuulnud esmastest ripsmetest, kuid see muutub."
Geneetika roll rasvumises
Ameerika Ühendriikides mõjutab rasvumine enam kui kolmandikku (ehk 78,6 miljonit) täiskasvanut.
Ülekaalulisus on tohutu rahvatervise probleem, eriti seetõttu, et see on seotud halva vaimse tervise ja paljude muude tõsiste meditsiiniliste probleemidega. Nende hulka kuuluvad mõned peamised surmapõhjused USA-s ja mujal maailmas, nagu diabeet, insult, südamehaigused ja mõned vähid.
Ülekaalulisuse epideemia peamised põhjustajad on suures osas mitte geneetilised, näiteks kombineeritud valmis juurdepääs piiramatule kaloririkka toidu pakkumisele ja "üha vähem istuv eluviis".
Kuid mitte kõik, kes nende keskkonnatingimustega kokku puutuvad, rasvuvad, mis viitab sellele, et ka geneetikal on oma roll.
Enamiku haiguste puhul, milles geneetika mängib rolli, on põhjuseks paljude geenide variatsioonid. Kuid mõnikord võib põhjus olla ühe geeni variatsioonidest.
Näljaring
Oma töös selgitavad teadlased, et enamus ühe geeniga raske ülekaalulisuse põhjuseid on tingitud geenimuutustest näljaringis, mis hõlmab leptiini - signaalvalku või hormooni, mille eraldavad rasvarakud.
Vooluring on aju hüpotalamuse piirkonnas paiknevate närvirakkude ehk neuronite võrk, mis aitab kaalu stabiilsena hoida, kohandades söögiisu ja energiakasutust vastavalt leptiini tasemele.
Leptiini kodeeriva geeni või valgu jälgimisega ja sellele reageerimisega seotud geenide mutatsioonid võivad põhjustada avastamata jätmist, kui kehas on piisavalt rasva. See võib juhtuda hiirtel ja inimestel, mis põhjustab nende jätkuvat söömist nii, nagu oleksid nad näljas.
Varasemas töös leidsid prof Vaisse ja tema kolleegid, et leptiini nälja ahelas osaleva geeni - melanokortiin-4 retseptori (MC4R) geeni - mutatsioonid moodustavad 3–5 protsenti kõigist tõsise rasvumise juhtumitest inimestel. Raske rasvumise all mõistetakse kehamassiindeksit (KMI), mis on üle 40.
MC4R-valk tuvastab keemilised signaalid hüpotalamuse spetsiaalses neuronite rühmas, millel arvatakse olevat oluline roll söögiisu vähendamisel vastusena leptiini kõrgele tasemele.
Kuni uue uuringuni ei teadnud teadlased, kuidas see hüpotalamuse neuronite alamhulk reguleerib söögiisu kontrolli.
Rasvumisega seotud primaarsed ripsmed
Ka teised uurimisrühma liikmed olid varem avastanud, et harvad variatsioonid geenides, mis mõjutavad primaarseid ripsmeid, võivad põhjustada haigusi, millega kaasneb peaaegu alati raske rasvumine, näiteks Alströmi ja Bardet-Biedli sündroomid. Siiski ei olnud selge, kuidas ripsmikud on seotud rasvumisega.
Uues uuringus uurisid teadlased normaalsetel hiirtel söögiisu reguleerivaid hüpotalamuse neuroneid ja leidsid, et MC4R valk kontsentreerub nende primaarsetes ripsmetes.
Samuti leidsid nad, et hiirtel, kellel oli geeniversioon, mis on seotud inimeste raske rasvumisega, ei olnud nendes ripsmetes MC4R valku.
Need leiud panid meeskonna mõtlema, kas need hüpotaalamuse neuronite primaarsed ripsmed olid leptiini nälja ahela isu reguleeriva funktsiooni peamine asukoht.
Hiljutised avastused on näidanud, et teine valk, mida nimetatakse adenülüültsüklaas 3 (ADCY3), on samuti seotud rasvumisega ja et see koondub ka primaarsetesse ripsmetesse. ADCY3 seostub signaalide saatmisel MC4R-iga.
Söögiisu reguleerivate signaalide peamised asukohad
Järgmises katses leidsid teadlased, et pärast ADCY3 blokeerimist hiirtel suurendasid loomad oluliselt oma toidukoguseid ja hakkasid rasvuma.
Teadlased jõudsid järeldusele, et ADCY3 ja MC4R töötavad leptiini tuvastavate neuronite primaarsetes ripsmetes koos, et aidata neil tuvastada, et keharasva tase tõuseb, mis omakorda vähendab söögiisu.
Geneetiline või muu häirimine nendele elutähtsatele komponentidele võib seetõttu põhjustada seda, et keha ei saa söögiisu kontrollimisel rakendada hädapidurit.
Kuid teadlased juhivad tähelepanu sellele, et primaarsete ripsmete rollist söögiisu reguleerimisel on veel palju õppida ja tõenäoliselt on üsna palju aega, enne kui sellel teadmisel põhinevad uued ravimeetodid kättesaadavaks saavad.
"Põnev on see, kui palju on selles valdkonnas tehtud edusamme. 90ndatel küsisime, kas rasvumine on geneetiline või mitte; kümme aastat tagasi avastasime, et enamik rasvumise riskitegureid mõjutab peamiselt aju leptiini ahelat, ”ütleb prof Vaisse.
"[Nüüd] oleme mõistmise piiril, kuidas hüpotaalamuse neuronite konkreetse alamhulga selles konkreetses alamrakulises struktuuris esinevad defektid põhjustavad kehakaalu tõusu ja rasvumist."
Prof Christian Vaisse
