Нейроны вкусной еды в гипоталамусе
Корейские исследователи выяснили, как именно работает центр голода в латеральном гипоталамусе у приматов. Химическим образом управляя нужными нейронами, они установили, что когда эти клетки активны, приматы проявляют интерес только к вкусной пище, богатой сахарами и жирами, в отличие от грызунов, которые при подобной активации грызли все подряд. Подробности опубликованы в журнале Neuron.
Схема эксперимента. Credit: Leslie Jaesun Ha et al / Neuron 2024
Нейроны латерального гипоталамуса, которые синтезируют нейромедиатор гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК-ергические, LHAGABA), играют основную роль в мотивационном поведении поиска пищи и входят в состав центра голода. Их функции подробно изучались на грызунах, которые, когда нейроны искусственным образом «включали», начинали активно грызть все, что попадалось на пути – от пищи до несъедобных предметов. Однако подобные эксперименты на животных, эволюционно более близких к человеку, не проводились. И возникали сомнения, что работа центра голода у них будет активировать такой «зверский» аппетит.
Ученые из Национального исследовательского центра приматов Корейского научно-исследовательского института биологических наук и биотехнологий (KRIBB), а также ряда других университетов Южной Кореи подошли к этому вопросу вплотную и принялись за приматов. Они встроили в ГАМК-ергические нейроны латерального гипоталамуса трех макак белки, воздействие на которые специальным препаратом вызывало активацию нейрона (хемогенетическая стимуляция).
Ряд опытов, проведенный на голодных и сытых макаках, показал, что голодные животные при стимуляции больше времени проводили у кормушки и охотно ели всю еду, которую им предлагали. Сытые животные уже проявляли избирательность и интересовались преимущественно пищей, которая для них казалась вкусной (жирную и сладкую). Хотя разница в интересе была не слишком значимой. А вот к воде или несъедобным предметам голодные стимулированные животные относились холодно.
Мотивацию к получению вкусной еды при искусственной активности LHAGABA ученые тоже проверили. Когда макака в нужный момент касалась экрана, на котором появлялись цветные фигуры, ей давали сладкие гранулы. При стимуляции LHAGABA она делала это быстрее и чаще тянулась к экрану между сессиями экспериментов. А вот если вместо гранул начинали давать воду, желание лишний раз прикоснуться к экрану у животных пропадало, да и слизывать жидкость они не спешили.
Интересно, что связность LHAGABA с лобной корой, которая отмечалась в работах с грызунами, ученые подтвердили с помощью магнитно-резонансной трактографии. Во время активации гипоталамуса она усиливалась, а связность между областями лобной коры, наоборот, ослабевала. Ученые отмечают, что это сказывается на тормозящем контроле, который осуществляет лобная кора – эти функциональные перестройки способны повлиять на дальнейшее поведение, и это можно будет учитывать при планировании лечения ожирения.
Конечно, выборка в этом исследовании небольшая, и нужно будет изучить эффекты LHAGABA на большем количестве животных. Однако, данные показывают, что приматам в силу интеллекта меньше присуще «странное» поведение, несмотря на сходное с грызунами действие центра голода.
Текст: Анна Хоружая
Hypothalamic neuronal activation in non-human primates drives naturalistic goal-directed eating behavior by Leslie Jaesun Ha et al in Neuron.