Перед лицом стресса наш организм направляет метаболические ресурсы на экстренную реакцию. Считалось, что симпатическая нервная система – инстинктивная система организма для реакции на стресс – направляет эту деятельность, но исследования Института Вейцмана теперь показывают, что нейроны в мозге играют удивительную роль. Результаты, недавно опубликованные в журнале Cell Metabolism, могут в будущем помочь в разработке более эффективных лекарств от таких связанных со стрессом патологий, как расстройства пищевого поведения.
Доктор. Яэль Куперман начала это исследование как часть своей докторской работы в лаборатории профессора. Алон Чен из отделения нейробиологии. Куперман, в настоящее время штатный научный сотрудник Департамента ветеринарных ресурсов, Чен и студентка Мейра Вайс сосредоточили свое внимание на области мозга, называемой гипоталамусом, которая выполняет ряд функций, среди которых помощь организму приспосабливаться к стрессовым ситуациям, контроль голода и насыщения. , а также регулирование уровня глюкозы в крови и расхода энергии.
Когда возникает стресс, клетки гипоталамуса активизируют активацию рецептора на своих внешних стенках, называемого CRFR1. Было известно, что этот рецептор способствует быстрой активации сети симпатических нервов – например, увеличению частоты сердечных сокращений. Но поскольку эта область мозга также регулирует энергетический баланс тела, команда подумала, что рецептор CRFR1 также может играть в этом роль.
Чен и его группа исследовали клетки в определенной области гипоталамуса, обнаружив, что рецепторы экспрессируются примерно в половине из тех, которые вызывают аппетит и подавляют расход энергии. Эти клетки составляют одну из двух основных популяций гипоталамуса – вторая способствует насыщению и энергии сжигания. "Это было немного неожиданно," говорит Куперман, "поскольку мы инстинктивно ожидаем, что рецептор будет экспрессироваться на клетках, подавляющих чувство голода."
Чтобы продолжить исследования, исследователи удалили рецептор CRFR1 только из клеток, которые вызывают аппетит в гипоталамусе у лабораторных мышей, а затем наблюдали, как это влияет на их функции организма. Сначала они не увидели каких-либо существенных изменений, подтверждающих, что этот рецептор сохранен для стрессовых ситуаций. Когда они подвергали мышей стрессу – холоду или голоду – их ждал еще один сюрприз.
Под воздействием холода симпатическая нервная система активирует уникальный тип жира, называемый бурым жиром, который выделяет тепло для поддержания внутренней температуры тела. Когда рецептор в головном мозге был удален, температура тела резко упала – но только у самок мышей. Даже после этого их температура не стабилизировалась, а у мышей-самцов почти не наблюдалось никаких изменений.
Пост вызывал столь же резкую реакцию у самок мышей. Обычно, когда еды не хватает, мозг посылает в печень сигнал о производстве глюкозы, сохраняя минимальный уровень в крови. Но когда самкам мышей, лишенных рецептора CRFR1, отказывали в пище, количество глюкозы, производимой их печенью, значительно снижалось. У голодных мышей-самцов с дефицитом CRFR1, например, подвергшихся воздействию холода, метаболизм практически не пострадал.
"Мы обнаружили, что рецептор оказывает тормозящее действие на нервные клетки, и именно это активирует симпатическую нервную систему," говорит Куперман.
Среди прочего, раскрывая, как именно работает этот рецептор и как он влияет на реакцию на стресс, результаты показывают, что в организме мужчины и женщины могут наблюдаться значительные различия в метаболической реакции на стрессовые проблемы. Действительно, тот факт, что рецептор, как известно, подавляет прием пищи, может помочь объяснить, почему женщины гораздо более склонны к расстройствам пищевого поведения, чем мужчины.
Эти результаты могут помочь в разработке психофармацевтических методов лечения, особенно с учетом того, что лекарства могут относительно легко попадать в гипоталамус. Действительно, несколько фармацевтических компаний уже начали разработку лекарств, блокирующих рецептор CRFR1, для возможного лечения тревожных расстройств или депрессии. Однако ученые предупреждают, что, поскольку клетки участвуют в энергетическом балансе, блокирование рецептора может иметь такие побочные эффекты, как увеличение веса.