يمكن أن تؤثر بنية خلايا دماغك على مخاطر السمنة
اكتشف الباحثون الذين يدرسون السمنة أن الهياكل الشبيهة بالهوائي في خلايا الدماغ والتي تشكل جزءًا من دائرة الجوع في الجسم يبدو أنها تلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم الشهية.
ورقة الدراسة المنشورة في المجلة علم الوراثة الطبيعة، سلط الضوء على الدور المهم الذي يمكن أن تلعبه الهياكل الشبيهة بالهوائي - أو الأهداب الأولية - في إشارات الدماغ.
كان يعتقد بشكل عام أن معظم الإشارات في الدماغ تحدث من خلال هياكل تسمى نقاط الاشتباك العصبي.
يوضح كبير المؤلفين كريستيان فايس ، أستاذ في مركز السكري في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو: "نحن نبني فهمًا موحدًا للجينات البشرية للسمنة".
ويضيف: "حتى وقت قريب ، بالكاد سمع العديد من باحثي السمنة بالأهداب الأولية ، لكن هذا سيتغير".
دور الوراثة في السمنة
في الولايات المتحدة ، تؤثر السمنة على أكثر من ثلث (أو 78.6 مليون) البالغين.
السمنة هي مصدر قلق كبير للصحة العامة ، لأسباب ليس أقلها أنها مرتبطة بضعف الصحة العقلية والعديد من المشاكل الطبية الخطيرة الأخرى. وتشمل هذه بعض الأسباب الرئيسية للوفاة في الولايات المتحدة وبقية العالم ، مثل مرض السكري والسكتة الدماغية وأمراض القلب وبعض أنواع السرطان.
الدوافع الرئيسية لوباء السمنة غير وراثية إلى حد كبير ، مثل الجمع بين الوصول السهل إلى إمدادات غير محدودة من الأطعمة الغنية بالسعرات الحرارية و "أنماط الحياة المستقرة بشكل متزايد".
ومع ذلك ، لا يصاب كل من يتعرض لهذه الظروف البيئية بالسمنة ، مما يشير إلى أن الجينات تلعب دورًا أيضًا.
في معظم الأمراض التي تلعب فيها الجينات دورًا ، يرجع السبب إلى اختلافات في عدد من الجينات. لكن في بعض الأحيان ، يمكن أن يكون السبب بسبب الاختلافات في جين واحد.
دائرة الجوع
أوضح الباحثون في ورقتهم البحثية أن معظم أسباب الجين الفردي للسمنة المفرطة ترجع إلى التغيرات الجينية في دائرة الجوع التي تتضمن الليبتين - وهو بروتين أو هرمون تفرزه الخلايا الدهنية.
الدائرة عبارة عن شبكة من الخلايا العصبية ، أو الخلايا العصبية ، في منطقة ما تحت المهاد في الدماغ والتي تساعد في الحفاظ على ثبات الوزن عن طريق ضبط الشهية واستخدام الطاقة اعتمادًا على مستويات اللبتين.
يمكن أن تؤدي الطفرات في الجين الذي يرمز إلى اللبتين ، أو في الجينات المشاركة في مراقبة البروتين والاستجابة له ، إلى الفشل في اكتشاف ما إذا كان الجسم يحتوي على كمية كافية من الدهون. يمكن أن يحدث هذا في الفئران والبشر ، مما يجعلهم يواصلون الأكل "كما لو كانوا يتضورون جوعاً".
في العمل السابق ، وجد البروفيسور فايس وزملاؤه أن الطفرات في الجين المتورط في دائرة الجوع للبتين - جين مستقبل الميلانوكورتين 4 (MC4R) - تمثل 3-5 في المائة من جميع حالات السمنة الشديدة لدى البشر. تعرف السمنة المفرطة بأنها وجود مؤشر كتلة الجسم (BMI) أعلى من 40.
يكتشف بروتين MC4R الإشارات الكيميائية في مجموعة خاصة من الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد والتي يعتقد أنها تلعب دورًا مهمًا في تقليل الشهية استجابةً لمستويات عالية من اللبتين.
حتى الدراسة الجديدة ، لم يعرف العلماء كيف تنظم هذه المجموعة الفرعية من الخلايا العصبية في الوطاء التحكم في الشهية.
الأهداب الأولية مرتبطة بالسمنة
اكتشف أعضاء آخرون في فريق الدراسة سابقًا أيضًا أن الاختلافات النادرة في الجينات التي تؤثر على الأهداب الأولية يمكن أن تؤدي إلى ظهور أمراض مصحوبة دائمًا بالسمنة الشديدة ، مثل متلازمات ألستروم وبارديت بيدل. ومع ذلك ، لم يتضح كيف ترتبط الأهداب بالسمنة.
في الدراسة الجديدة ، درس الباحثون الخلايا العصبية التي تنظم الشهية في الفئران العادية ووجدوا أن بروتين MC4R يتركز في أهدابهم الأولية.
ووجدوا أيضًا أن الفئران المهندسة للحصول على نسخة من الجين المرتبط بالسمنة المفرطة لدى البشر لم يكن لديها بروتين MC4R في تلك الأهداب.
جعلت هذه النتائج الفريق يتساءل عما إذا كانت هذه الأهداب الأولية على الخلايا العصبية في الوطاء هي الموقع الرئيسي لوظيفة تنظيم الشهية لدائرة جوع اللبتين.
كشفت الاكتشافات الحديثة أن بروتينًا آخر يسمى adenylyl cyclase 3 (ADCY3) مرتبط أيضًا بالسمنة ، وأنه يتركز أيضًا في الأهداب الأولية. من المعروف أن ADCY3 يرتبط بـ MC4R عندما يرسل إشارات.
المواقع الرئيسية لإشارات تنظيم الشهية
في مجموعة أخرى من التجارب ، وجد الباحثون أنه بعد منع ADCY3 في الفئران ، زادت الحيوانات من تناولها الغذائي بشكل كبير وبدأت في الإصابة بالسمنة.
خلص الباحثون إلى أن ADCY3 و MC4R يعملان معًا في الأهداب الأولية للخلايا العصبية التي تكتشف اللبتين لمساعدتهم على اكتشاف زيادة مستويات الدهون في الجسم ، مما يقلل بدوره من الشهية.
وبالتالي ، فإن التداخل الوراثي أو غيره مع هذه المكونات الحيوية قد يؤدي إلى عدم قدرة الجسم على استخدام "فرامل الطوارئ" للتحكم في الشهية.
ومع ذلك ، يشير الباحثون إلى أنه لا يزال هناك الكثير لنتعلمه عن دور الأهداب الأولية في تنظيم الشهية ، ومن المحتمل أن يمر بعض الوقت قبل أن تصبح العلاجات الجديدة القائمة على هذه المعرفة متاحة.
"إنه لأمر مثير مدى التقدم الذي أحرزه هذا المجال. في التسعينيات ، كنا نتساءل عما إذا كانت السمنة وراثية أم لا. قبل عقد من الزمن ، كنا نكتشف أن معظم عوامل خطر السمنة تؤثر بشكل أساسي على دائرة اللبتين في الدماغ ، "كما يقول البروفيسور فايسي.
"[A] الآن ، نحن على وشك فهم كيف تؤدي العيوب في هذا الهيكل الخلوي المحدد لمجموعة فرعية معينة من الخلايا العصبية في الوطاء إلى زيادة الوزن والسمنة."
البروفيسور كريستيان فايسي
