Імунна система мозку може зіграти роль у збільшенні ваги

Принаймні у мишей певні імунні клітини мозку можуть зробити жирну дієту більш відгодованою

23 серпня 2017 року о 6:37 ранку

Підтримка ваги тіла не така проста, як спалення всіх з’їдених за день калорій. Мозок відіграє важливу роль. Він визначає, що ви їсте, скільки і коли. І імунні клітини головного мозку теж сприяють, показує нове дослідження на мишах. Увімкнення цих клітин може зробити жирну дієту більш відгодованою. Позбувшись цих клітин, відомих як мікроглія, тварини можуть менше їсти і менше набирати вагу.

Ці мікроглії можуть запалити певну ділянку мозку. А у мишей цей процес може змусити тварин набирати вагу - навіть коли вони не їли жирної дієти.

Вихователі та батьки, підпишіться на шпаргалку

Щотижневі оновлення, які допоможуть вам використовувати Наукові новини для студентів у навчальному середовищі

"Я думаю, що це дійсно акуратно", - каже Кейт Еллакотт, яка не брала участі у дослідженні. "Це перший раз, коли когось показують, якщо ти змінюєш поведінку мікроглії - якщо ти робиш їх більш запальними - ти можеш вплинути на вагу тіла". Еллакотт - невролог, хтось, хто вивчає мозок, в Університеті Ексетера в Англії.

Імунна система - це сукупність клітин, які можуть рухатися по всьому тілу, допомагаючи боротися з інфекцією та пошкодженнями. Коли частина тіла зазнає стресу або поранення, постраждала частина надсилає хімічні виклики лиха. Ці повідомлення схожі на тривогу. Вони повідомляють імунним клітинам, куди налетіти, щоб вони могли знищити пошкоджені клітини або поглинути мікроби.

По дорозі імунні клітини викликають запалення. Ця реакція може включати почервоніння та набряк. Люди часто сприймають запалення як опухле коліно або почервоніння навколо порізу. Тут, зазначає Еллакотт, імунна система працює, щоб “відновити баланс”. Імунна система намагається "відновити тканини і прийти в норму", пояснює вона.

Але іноді запалення западає на тривалий термін, навіть коли цього не передбачається. Таке хронічне запалення не повинно включати почервоніння. Але це заподіє шкоду. "Якщо у вас є захворювання, при якому запалення ніколи не зникає, ви можете пошкодити тканини", - зазначає вона.

Одним із захворювань хронічного запалення є ожиріння. Вживання дієти з високим вмістом жиру на деякий час змушує тварин набирати вагу та активізує їх імунні клітини, каже Джошуа Талер. Він ендокринолог (той, хто вивчає гормони в організмі) і невролог. Він працює у Вашингтонському університеті в Сіетлі. Там його команда провела нове дослідження.

Мозок наповнений клітинами, які називаються нейронами. Але вони не самі. Там також мешкає безліч інших типів клітин, зазначає Талер. Деякий час вчені вважали, що деякі з цих клітин, які називаються гліями (GLEE-ах), були просто там, щоб підтримувати нейрони і утримувати їх разом. (Насправді, "глія" походить від грецького слова "клей".) Але глія - це набагато більше, ніж просто клей для мозку. Деякі з них, звані мікроглією, діють як імунна армія в мозку. Вони переміщаються в поранені місця і можуть запалити запалення, коли щось піде не так.

Команда Талера вже виявила, що одна область мозку запалюється, коли миші їдять жирну дієту. Ця область мозку, яку називають гіпоталамусом, допомагає регулювати кількість їжі мишей та людей. Вони навіть показали подібні зміни в мозку людей із ожирінням.

Чи може мікроглія в гіпоталамусі бути причиною цього? Щоб з’ясувати це, Талер та його колеги годували більше мишей дієтами з високим вмістом жиру. Потім вони дали деяким з цих мишей препарат, який вбивав мікроглію. Без цих імунних клітин ці миші набирали менше ваги і їли менше їжі. Але втрата мікроглії ніяк не вплинула на мишей, які їли чау з низьким вмістом жиру.

Дослідники хотіли переконатися, що мікроглія викликає запалення, що призвело до збільшення ваги. Тож вони видалили ген - набір клітинних інструкцій. Мікроглія використовує цей ген для отримання запальних сигналів. Оброблені миші набирали менше ваги на дієті з високим вмістом жиру, як і у мишей без мікроглії.

Якщо зупинка запальних сигналів призвела до того, що миші набирають менше ваги, більше запалення може мати протилежний ефект. Група Талера вирішила перевірити цю ідею. Вони працювали з мишами, які не змогли створити важливу молекулу, яка бореться із запаленням. У цих мишей у мозку з’явилося запалення. Вони також набирали вагу - навіть коли не сиділи на жирній дієті! Це підтвердило, що саме запалення мозку може сприяти ожирінню.

Талер та його колеги опублікували свої висновки 5 липня в журналі Cell Metabolism.

Виклик імунної кавалерії

Мікроглія - це штатні жителі мозку. "Вони завжди поруч", - говорить Еллакотт. Ці клітини рухаються туди, куди вони потребують мозок.

Коли миші харчуються з високим вмістом жиру, гіпоталамус набирає мікроглію. І ці імунні клітини потім вимагають резервного копіювання. У новому дослідженні деякі з цих резервних імунних клітин походили з кісткового мозку миші.

Зазвичай імунні клітини в кістковому мозку не можуть дістатися до мозку. Між кров’ю і мозком існує бар’єр, який їх зупиняє. Цей гематоенцефалічний бар’єр існує, щоб уникнути потрапляння потенційно небезпечних клітин та інших чужорідних речовин.

Так чи інакше, дієта з високим вмістом жиру дозволила тим резервним клітинам на основі кісткового мозку проникнути в мозок.

Деякі вчені бачили, як імунні клітини потрапляли в інші органи після дієти з високим вмістом жиру, зазначає Талер. Але його група зараз показала, що це трапляється і в мозку. "Я не вірив, що [імунні клітини] збираються входити в мозок", - згадує він, - "це було трохи несподіванкою".

Еллакотт каже, що колись вчені можуть зменшити запалення, орієнтуючись на мікроглію. Якщо вони зможуть розробити препарат, який працює таким чином у людей, вчені можуть використовувати його для лікування всіх типів захворювань мозку, пов’язаних із запаленням, а не лише ожирінням.

Мікроглія в мозку може сприяти збільшенню ваги, говорить Талер. "Але очевидно, що це не вся історія". Якщо вимкнути мікроглію або зупинити їх від надсилання запальних викликів лиха, миші набирають менше ваги. Але врешті-решт ці миші все-таки стали зайвою вагою. І хоча миші із запаленням головного мозку набирали вагу навіть на дієті з низьким вмістом жиру, він зазначає, що вони ніколи не жиріли, як миші, що збивали чау з високим вмістом жиру.

Імунна система мозку може бути частиною історії ожиріння, - говорить Талер, - "але нам, очевидно, потрібно ще більше навчитися".