Жировые клетки «общаются» с мозгом — и это может способствовать ожирению.

Команда исследователей визуализировала скрытые сенсорные нервные пути, используя метод, который сделал ткани животных прозрачными. Когда исследователи разрушили связь, мыши стали сжигать больше жира.

Это позволяет предположить, что нарушение этой коммуникационной сети однажды может помочь в лечении ожирения, если полученные результаты удастся воспроизвести на людях.

Ранее исследователям было известно, что мозг использует симпатическую нервную систему, чтобы дать организму команду сжигать больше жира; эта ветвь нервной системы управляет реакцией по типу «бей или беги» и использует жир в качестве основного источника энергии для органов тела.

Другими словами, исследователи уже знали, как мозг использует нейроны для передачи односторонней информации жиру. Но ученые считали, что обратная связь — от жира к мозгу — менее прямая, и жир посылает сообщения в мозг, выделяя гормоны в кровоток, — рассказал в медиа ведущий автор исследования Ли Йе, нейробиолог из Института Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния.

Уничтожение «клеток-зомби» в кровеносных сосудах может стать ключом к лечению диабета, показали предварительные результаты исследования.

Новое исследование показало, что жировая ткань также передает сигналы в мозг через сенсорные нервные клетки, или нейроны, называемые дорсальными корешковыми ганглиями.

Дорсальные корешковые ганглии (ДРГ), клеточные тела которых расположены близко к спинному мозгу, отходят длинными нитями в периферические органы и, таким образом, получают сенсорную информацию от тела для передачи в мозг через спинной мозг.

Исследователям давно известно, что ДРГ передают информацию от кожи и мышц в мозг, но новое исследование впервые показало, что ДРГ также получают и передают сенсорную информацию от жировой ткани.

Исследователям уже было известно, что ДРГ посылают свои проекции в жировую ткань у крыс и хомяков, но они не могли точно определить, какую именно информацию передают нейроны, из-за сложности визуализации нейронов на больших расстояниях и манипулирования ДРГ без воздействия на симпатическую ветвь нервной системы.

В новом исследовании исследователи преодолели обе эти трудности. В ходе научной работы Йе и его коллеги флуоресцентно пометили нейроны дорсальных корешковых ганглиев (DRG), проникающие в жировую ткань.

Используя разработанную ими ранее систему, которая делает ткани животных прозрачными, они смогли увидеть пути ДРГ от их истоков вблизи спинного мозга до участков жира, иначе известных как жировые подушечки, под кожей.

Исследователи выявили связи между дорсальными корешковыми ганглиями и несколькими различными областями жировой ткани у мышей. Особое внимание они уделили бежевой жировой подушке, называемой паховой белой жировой тканью.

Знает ли вы, что жир бывает разных цветов в зависимости от того, как организм его использует? Бурый жир (бурая жировая ткань) получает свой цвет благодаря большому количеству содержащихся в нем митохондрий и железа. Организм сжигает бурый жир для выработки тепла и повышения температуры тела в ответ на холод.

Белый жир, напротив, в основном накапливается. Бежевый жир занимает промежуточное положение между ними. Когда организму нужно сжечь больше жира, бежевый жир становится более бурым, и организм сжигает его для выработки тепла.

Когда организму не нужно сжигать жир, бежевый жир становится белее. До недавнего времени исследователи считали, что у людей и бурая и бежевая жировая ткань есть только у младенцев, но с 2009 года исследователи накапливают доказательства того, что она есть и у взрослых.

В этом исследовании ученые решили сосредоточиться на бежевой жировой ткани, потому что она динамична: она может становиться более коричневой или более белой и может выделять больше или меньше тепла в ответ на изменения окружающей среды, — пояснил Йе.

Ещё одна причина, по которой исследователи решили сосредоточиться на бежевой жировой ткани, заключается в том, что из-за своей динамичности она обладает большим потенциалом влиять на метаболизм, ожирение и другие клинически важные показатели, — добавил Йе.

Когда исследователи использовали вирус для разрушения нейронов дорсального корешка спинного мозга, связанных с бежевой жировой тканью, мыши стали сжигать больше жира: гены, отвечающие за выработку жира и выработку тепла, активизировались; бежевые жировые отложения у животных увеличивались по мере того, как они вырабатывали больше жира для сжигания.

Это не означает, что животные толстели.

Мыши не набирали вес после разрушения их ДРГ. Йе объясняет этот парадокс тем, что для сжигания большего количества жира необходимо также вырабатывать больше жира в качестве топлива.

Он также отмечает, что рост бежевых жировых отложений был относительно небольшим. «Мы говорим о разнице в весе жира в 0,03 г на 25-30 г массы тела мыши», — прокомментировал Йе. Из-за сжигания жира температура тела животных повысилась. Их бежевый жир также стал более бурым, что свидетельствует о том, что жировые запасы переключились с накопления жира на его сжигание.

«Если тело подобно автомобилю, а жир — это бензин, то симпатическая нервная система действует как педаль акселератора, давая организму команду сжигать больше жира», — сказал ученый.

В противоположность этому, недавно обнаруженная связь между жиром и мозгом, по словам Йе, по-видимому, функционирует как тормозная система, противодействуя педали акселератора симпатической нервной системы.

Таким образом, когда исследователи «сняли тормоза», уничтожив дорсальные корешковые ганглии, связанные с бежевым жиром, животные стали сжигать больше жира, что привело к выделению тепла и повышению температуры тела.

По словам Йе, их бежевые жировые отложения увеличивались в размерах, потому что они преобразовывали имеющиеся сахара и жирные кислоты из крови в дополнительный жир для сжигания, а не потому, что животные набирали вес.

Исследователи предполагают, что когда эта тормозная система работает исправно, она передает мозгу информацию о количестве сжигаемого жира и следит за тем, чтобы организм не сжигал его слишком много. В будущем он хотел бы изучить, как манипулировать этой системой коммуникации, чтобы заставить животное сжигать больше жира, в надежде в конечном итоге помочь людям с ожирением похудеть.

«Если вы можете точно настроить или модулировать тормозную систему либо отдельно, либо в сочетании с изменением симпатической активности, то потенциально можно утверждать, что вы добьетесь большего эффекта, если попытаетесь сжечь больше жира», — сказал Йе.