Лептин, гормон насыщения или подавляющий аппетит, секретируется жировой тканью на уровнях, пропорциональных запасам жира в организме, и регулирует аппетит, контролируя чувство сытости. Он транспортируется в мозг таницитами — клетками, в которые он попадает, прикрепляясь к рецепторам LepR. Таким образом, танициты являются воротами лептина в мозг, помогая ему преодолевать гематоэнцефалический барьер и доставлять нейронам информацию о сытости.
Предыдущие исследования показали, что такой транспорт нарушен у людей, страдающих ожирением или избыточным весом. Это в некоторой степени объясняет их дисфункциональную регуляцию аппетита, учитывая, что информации о сытости труднее добраться до мозга. В своем новом исследовании исследователи более внимательно изучили этот транспортный механизм, а точнее роль, которую играют рецепторы LepR.
Ключевая роль рецепторов гормона сытости в управлении глюкозой
В моделях мышей исследователи удалили рецептор LepR, расположенный на поверхности таницитов. Через три месяца у мышей наблюдалось заметное увеличение их жировой массы (которая удвоилась за этот период), а также потеря мышечной массы (уменьшенная более чем наполовину). Общий набор веса был довольно умеренным. Ученые также регулярно измеряли уровень сахара в крови животных после инъекции глюкозы.
Они обнаружили, что для поддержания нормального уровня сахара в крови (от 0,70 до 1,10 г / л) мыши выделяли больше инсулина в течение первых четырех недель эксперимента. Через три месяца после удаления рецептора их способность секретировать инсулин из поджелудочной железы оказалась исчерпанной.
Пурпурным цветом обозначены танициты, которые образуют клеточные ворота мозга для гормона лептина; желтым — нейроны, вызывающие аппетит, а синим — нейроны, подавляющие аппетит. Лептин нацелен на оба типа нейронов, подавляя первый и используя свой сигнал подавления аппетита для активации второго.
Таким образом, удаление рецепторов LepR и нарушение транспорта лептина в мозг привело к первоначальному развитию у мышей преддиабетического состояния. Это происходит, когда организм выделяет больше инсулина, чем обычно, для контроля уровня сахара в крови. Затем, в более долгосрочной перспективе, мыши перестали секретировать инсулин и, как таковые, не могли контролировать свой уровень сахара в крови. Таким образом, эти данные предполагают, что нарушение транспорта лептина в мозг через рецепторы LepR играет роль в развитии диабета 2 типа.
В последней части своего исследования ученые повторно вводили лептин в мозг и наблюдали немедленное возобновление его стимулирующего функцию поджелудочной железы — в частности, способность поджелудочной железы выделять инсулин для регулирования уровня сахара в крови. У мышей быстро восстановился нормальный обмен веществ.
Итак, это исследование проясняет роль мозга в диабете 2 типа, а также помогает в дальнейших исследованиях болезни, которая до того времени не рассматривалась как поражающая центральную нервную систему.
«Мы показываем, что восприятие лептина мозгом важно для управления энергетическим гомеостазом и уровнем сахара в крови. Мы также показываем, что блокирование транспорта лептина в мозг ухудшает работу нейронов, которые контролируют секрецию инсулина поджелудочной железы », — заключает Винсент Прево, директор по исследованиям Inserm и последний автор исследования.
