Tyrėjai iš Vanderbilto universiteto Medicinos pagrindinių mokslų mokyklos atskleidė pirmąjį nuo veiklos priklausomo pagumburio nervų grandinės vystymosi pavyzdį.
Nors ankstesni tyrimai parodė, kad hormonas leptinas tiesiogiai veikia alkio neuronus per leptino receptorius, skatindamas nervų grandinės vystymąsi, rezultatai buvo paskelbti PNAS lapkričio 25 d. rodo, kad tam tikri neuronai, kurie neišreiškia leptino receptorių, vis dėlto yra jautrūs jo veiklai.
Tyrimas, kuriam vadovavo Richardo Smerly laboratorija, Louise B. McGavock, profesorius ir molekulinės fiziologijos ir biofizikos profesorius, taip pat palaiko naują leptino vaidmenį nustatant neuronų grandinių, susijusių su autonominiu reguliavimu ir maisto suvartojimu, vystymąsi.
Jo laboratorija nustatė, kad alkio neuronų (vadinamų „AgRP” neuronais) aktyvumo nutildymas kritiniu, postnataliniu neuronų grandinės vystymosi laikotarpiu gali turėti ilgalaikį poveikį grandinių, kontroliuojančių energijos balansą, struktūrai ir funkcijoms.
Leptinas yra hormonas, kuris suaugusiems reguliuoja alkį, suteikdamas sotumo jausmą ir padeda išlaikyti kūno svorį ilgą laiką. Tačiau per kelias savaites po gimimo leptinas taip pat padeda formuotis grandinėms, kontroliuojančioms homeostatines funkcijas.
Savo darbe Smerly laboratorija aprašo tris pagrindinius rezultatus:
- Leptinas reikalingas normaliam neuronų jungčių tarp pagumburio oksitocino neuronų vystymuisi, kurie jungia AgRP neuronus su smegenų kamieno neuronais, kurie koordinuoja su maitinimu susijusius autonominius atsakus, nors oksitocino neuronai šiame kelyje neišreiškia leptino receptorių.
- Neuroninių grandinių, jungiančių pagumburį ir smegenų kamieną, vystymasis priklauso nuo leptiną jautrių AgRP neuronų aktyvumo postnataliniu, kritiniu pagumburio vystymosi laikotarpiu.
- Nervų veiklos sutrikimas pagumburio neuronuose gali visam laikui pakeisti funkcinį smegenų kamieno regionų reguliavimą, kuris koordinuoja su maitinimu susijusius virškinimo trakto procesus.
Šiame dokumente pateikti rezultatai turėtų išplėsti hormonų, tokių kaip leptinas, vystymosi vaidmenį nustatant nervų grandinių, kontroliuojančių pagrindines funkcijas, susijusias su medžiagų apykaitos sveikata ir ligos rizikos išraišką, organizavimą.
Nors jau dešimtmečius žinome, kad nervų veikla turi įtakos regos ir kitų jutimo sistemų vystymuisi, neuronų aktyvumo vaidmuo tarpininkaujant hormonų veiksmams buvo iš esmės nepastebėtas atliekant pagumburio vystymosi tyrimus, kuriuose pagrindinis dėmesys buvo skiriamas receptorių sukeltam tyrimui. genų ekspresijos kontrolė.
„Galimybė, kad nervinės grandinės, kontroliuojančios kažką tokio pagrindinio, kaip energijos balansas, yra jautrūs vien tik veiklai pagrindiniais vystymosi laikotarpiais, rodo, kad šiuo mechanizmu gali būti daug įvairių veiksnių, turinčių įtakos pagumburio vystymuisi“, – sakė S. Smerly.
„Besivystančių smegenų poveikis molekulėms, kurios keičia nervų veiklą, gali turėti ilgalaikių pasekmių kuriant pagrindines neuronines grandines, kurios gali turėti ilgalaikį poveikį smegenų funkcionavimui sveikatai ir ligoms.
Šis tyrimas atveria galimybę panaudoti šį mechanizmą, siekiant palengvinti normalų vystymąsi ir pagerinti populiacijų, kurioms kyla pavojus dėl genetinių anomalijų ar žalingo aplinkos poveikio, rezultatus.
Čia aprašytas darbas nebūtų buvęs įmanomas be etatinės mokslininkės ir pirmosios autorės Jessica Biddinger talento ir atkaklumo. Bendradarbiaujančio autoriaus Julio Ayala, molekulinės fiziologijos ir biofizikos docento ir Vanderbilto pelių metabolinio fenotipų nustatymo centro direktoriaus, indėlis taip pat buvo neatsiejamas nuo darbo.