Starvation (fasting)
|
ГОЛОДАНИЕ
|
|
|
Голодание запускает комплекс нейральных, метаболических, гормональных и поведенческих адаптаций с цель предоставления энергетического субстрата для использования головным мозгом, защиты lean mass и обеспечения выживания.
|
Лептин как сигнал для адаптации к fasting (голоданию)
Основной аспект адаптации - способность переключаться с углеводного на жировой метаболизм при голодании. Это изменение обусловливается преимущественно падением инсулина и возрастанием глюкагона, эпинефрина и клюкокортикоидов. Другие адаптации при голодании вызывают снижение тироидноых и гонадных гормонов, увеличение глюкокортикоидов надпочечников , снижение температуры тела и повышение аппетита. Общим эффектом этих адаптаций является стимуляция глюкогенеза для поставки глюкозы для витальных клеточных функций и поставки жирных кислот для использования скелетными мышцами. Использование энерги минимизируется частично за счет супрессии тироидного термогенеза и сокращения procreation и роста. Происходит и иммунная супрессия, включающая снижение пролиферации лимфоцитов и продукции helper Т-клеточных цитокинов. Изменения в тироидных гормонах, глюкокортикоидах и тепературе тела хорошо выражены у грызунов, но ограничены у человека.
 Рис. Роль лептина в адаптации к голоданию. Падение лептина во время голодания вызывает увеличение уровня нейропептида Y (NPY) и agouti-related peptide (AGRP) в arcuate гипоталямическом ядре. NPY, POMC, AGRP и CART нейроны непосредственно реагируют на лептин. NPY и AGRP стимулируя прием пищи (orexigenic), тоогда как α-melanocyte stimulating hormone ( продукт РОМС) и CART ингибируют прием пищи (anorexigenic). Эти нейроны дают проекции также в латеральный гипоталямус и регулируют экспрессию melanin-concentrating hormone (MCH), основного стимулятора приема пищи. Кроме того лептиновые мишени в arcuate гипоталямическом ядре отвечают на низкие уровни лептина с помощью регуляции нейроэндокринной оси и снижения выхода симпатических нейронов. Падение лептина ведет также к супрессии иммунной функции. Метаболическая и нейроэндокринная адаптации к голоданию опосредуемые лептином имеют большое значение для выживания грызунов, т.к. даже кратковременное голодание имеет тяжелые последствия. CRH (corticotropin-releasing hormone), TRH (thyrothopin-releasing hormone), GHRH (growth hormone-releasiong hormone), SS (somatostatin), GnRH (gonadotropin-releasing hormone), GH (growth hormone)
Голодание снижает уровенть лептина. Это ведет к увеличению апетита и эффективному использованию энергии.
| | |
| Obesity Gene Linked to Hunger Hormone
by Sarah C. P. Williams on 15 July 2013 The Scientist
|
|
Исследователи полагают, что они знают, почему ген широко распространенного ожирения вызывает увеличение веса: те, кто несут верси. этого гена не испытывают чувства наполнения после еды и потребляют дополнительные калории. Предположение о варианте гена FTO ставится под сомнение, поскольку один из 6 индивидов, несущих его, обнаруживают высокие уровни ghrelin, гормона, участвующего в возникновении апетита и в реакции тела на пищу. Поскольку большинство исследований FTO проводится на мышах, новая работа анализирует выборки крови и сканы головного мозга человека.
"This is a very exciting piece of research," говорит генетик Andrew Hattersley из Peninsula Medical School in Exeter, U.K., который не участвовал в новом исследовании. "There is a lot of work that's been done on the mechanism of FTO in animals, but you have to be careful about applying those lessons to people. So it's nice to finally see work done in humans."
Hattersley участвовал в группе, которая в 2007 сообщила, что люди, которые имеют одну версию гена FTO, наз. AA, весят в среднем на 3 кг больше, чем те с версией TT этого гена. Поскольку затем исследования на мышах показали, что каждый имеет высокие уровни FTO белка в областях головного мозга, которые контролируют энергетический баланс. Исследователи также установили, что животные с AA версией обнаруживают тенденцию есть больше и предпочитают пищу с большим содержанием жира по сравнению с обладющими TT версией. Но почему FTO оказывает подобный эффект было неизвестно.
Rachel Batterham, эндокринолог и исследователь ожирения из University College London, полагает, что гормоны кишечника, которые обеспечивают реакцию тела на погложение пищи, могут лишать связи FTO с потреблением пищи. Один из таких гормонов ghrelin, известен как продуцируемый клетками кишечника, чтобы стимулировать голод. Поэтому Batterham и её коллеги измеряли уровни ghrelin в крови тощих мужчин с AA или TT версиями FTO. У тех с TT вариантом уровни ghrelin растут перед приемом пищи, когда человек ощущает голод и падает после приема пищи, как и ожидалось. Но у тех, несущих версию AA, уровни ghrelin остаются относительно высокими даже после еды. Более того, AA индивиды обнаруживают более быстрое увеличение голода после тестового приема пищи. А MRI сканирование показывает, что, если тестируемым субъектам показывали изображения пищи перед или после еды, то активность головного мозга в областях, ассоциированных с мотивацией и вознаграждениями, оставалась высокой перед или после еды у AA индивидов. Это указывает на то, что повышенные уровни ghrelin влияют на реакцию головного мозга на пищу—это "fits very well with what we already know the effects of ghrelin," говорт Batterham.
Но могут ли высокие уровни ghrelin не быть связанными с FTO? Исследователи так не думают, частично из-за того, что бло установлно на изолированных клетках человека, что повышенные уровни белка FTO ведут к большей продукции ghrelin. Показано, что белок FTO действительно меняет ген ghrelin, вызывая удаление метильных химических групп, т. наз. эпигенетическую модификацию, которая демонстрирует сколь много продуцируется белка геном ghrelin. Вариант гена AA, как было установлено, в The Journal of Clinical Investigation, удаляет бльше метильных групп с гена, приводя к повышенным уровням гормона голода.
Действительно ли это так, история с FTO остается до конца не законченой, утверждает Hattersley. "What we don't know is whether FTO is changing many things that alter appetite, of which ghrelin is just one," говорит он. "I suspect human appetite and obesity is more complex than a single hormone."