Zdjęcie: fcafotodigital GettyImages
„Powszechnie wiadomo, że serotonina, neuroprzekaźnik w mózgu, może hamować spożycie pokarmu. Odkrycie to doprowadziło do opracowania leków, które oddziałują z serotoniną lub jej receptorami w celu regulowania spożycia żywności i otyłości”, powiedział autor korespondencyjny dr Yong Xu, profesor pediatrii-żywienia oraz zastępca dyrektora nauk podstawowych w USDA/ARS Children's Nutrition Research Center w Baylor. „Jednakże, niektóre z tych leków mają niepożądane skutki uboczne i nie są już oferowane pacjentom. Istnieje potrzeba lepszego zrozumienia, w jaki sposób mózg reguluje przyjmowanie pokarmu, aby ulepszyć projektowanie leków”.
Laboratorium Xu i jego współpracownicy badają rolę serotoniny w kontroli karmienia od dłuższego czasu. W tym badaniu skupili się na mało znanym składniku serotoninowej regulacji przyjmowania pokarmu. Szukali obwodów mózgowych oraz neuroprzekaźników, które regulują aktywność neuronów produkujących serotoninę, aktywując lub hamując je w odpowiednich okresach, aby osiągnąć zbalansowane spożycie żywności. „Zapytaliśmy: jak możemy wykorzystać ten system do regulacji karmienia?”, powiedział Xu.
Serotonina jest syntetyzowana głównie przez neurony w jądrze grzbietowym szwu (DRN) w śródmózgowiu. Neurony serotoninowe w DRN wysyłają sygnały do wielu regionów mózgu, w tym do łukowatego podwzgórza (ARH). Zespół wykazał, że obwód ARH oraz dwa neuroprzekaźniki – GABA i dopamina – odgrywają kluczową rolę w inicjacji posiłków.
„Pracując na modelach zwierzęcych, odkryliśmy, że gdy zwierzęta są głodne, neurony produkujące serotoninę w DRN są hamowane przez GABA, a także dopaminę. Zmniejsza to poziom serotoniny w mózgu, co umożliwia rozpoczęcie posiłku” wyjaśnia Xu. „Gdy zwierzęta jedzą i osiągają sytość, sygnały hamujące na neuronach serotoninowych są redukowane, a więcej serotoniny jest wytwarzane w celu zahamowania karmienia poprzez wysyłanie sygnałów do ARH”.
„Wyjątkowość tego zjawiska polega na tym, że GABA oraz dopamina działają synergistycznie – gdy oba te związki są obecne, neurony serotoninowe wydają się być bardziej zahamowane niż wtedy, gdy obecny jest tylko jeden z neuroprzekaźników”, powiedział Xu.
Ta praca jest ważna, ponieważ poprawia nasze zrozumienie sposobu, w jaki mózg zarządza masą ciała i żywieniem, w szczególności roli neuroprzekaźników w określonej fazie zachowania żywieniowego – inicjacji posiłku. Ta wiedza może pomóc w opracowaniu lepszych leków na otyłość. „Patrząc w przyszłość, jesteśmy zainteresowani identyfikacją sygnałów, które regulują inne fazy żywienia”, powiedział Xu.