エネルギーバランスは脳と体の間の複雑な交換です
多くの人にとって、健康的な体重を維持することは簡単なことではありません。それにもかかわらず、脳と体はエネルギーのバランスを維持するために一緒に働くように配線されています。
消費されたカロリー数と消費されたカロリー数との間のこの緊密な一致は、脳の視床下部の領域内の神経生物学的クロストークの複雑な交換の結果です。この「会話」がうまくいかないと、肥満や食欲不振が起こります。
残念ながら、重要な結果にもかかわらず、この複雑な交換の詳細についてはほとんど知られていません。ベスイスラエルディーコネスメディカルセンター（BIDMC）の調査員が率いる新しい研究は、この複雑さに秩序をもたらすのに役立つ新しい洞察を提供します。
ジャーナルに記されているように、研究者は彼らの発見を言う 細胞、神経伝達物質γ-アミノ酪酸（GABA）がどのようにエネルギー消費を選択的に駆動するかを示し、重要なことに、褐色脂肪の脂肪燃焼特性の根底にある神経回路の説明にも役立ちます。
「私たちのグループは、脳が食欲とカロリーの燃焼を制御する「配線図」を解明することを全体的な目標とする研究プログラムを構築しました」と、筆頭著者であるブラッドフォードローウェル医学博士は述べています。
「理解をこのレベルまで進めるには、ニューロンの特定のサブセットの機能を知る必要があります。さらに、これらの機能的に定義されたニューロンに入力を提供する上流ニューロンと、出力を受け取る下流ニューロンを知る必要があります。最近まで、視床下部のそのような知識はほとんど入手できませんでした。」
下垂体は真珠サイズの領域であり、身体のいくつかの重要な機能を指示し、エネルギーバランスのための脳のコントロールセンターとして機能します。
このバランスは、脳が身体からフィードバック信号を受信して、燃料貯蔵の状態を伝えるときに発生します。次に、これを外界からの入力や人の感情状態と統合して、摂食行動とエネルギー消費を修正します。
この新しい研究では、研究者らは視床下部の脳の基部にあるニューロンのユニークな集団を調査しました。
「私たちは、これらのニューロンが抑制性神経伝達物質GABAを放出するのを妨げる特定の欠陥を持つようにマウスを遺伝子操作しました」とLowell氏は述べています。 「この欠陥のあるマウスは顕著な肥満を発症し、驚くべきことに、それらの肥満は完全にカロリー燃焼の欠陥が原因でした」と彼は説明し、食物摂取はまったく影響を受けなかったと付け加えた。
その後、研究者たちは、これらのニューロンを異なる時間に選択的にオンにすることができるマウスの別のグループを設計しました。このことから、チームはさらに、ニューロンが褐色脂肪のエネルギー消費を促進することを示しました。
最近の多くの研究で、エネルギー貯蔵の白い脂肪とは異なり、褐色脂肪はエネルギーを燃焼して熱を発生させることが明らかになっているため、褐色脂肪は最近注目を集めています。このプロセスは熱発生と呼ばれます。
「褐色脂肪組織によって媒介されるエネルギー消費は、体重の維持に重要であり、食事による肥満を防ぎます。しかし、その脳に基づく規制メカニズムはまだよくわかっていません」と筆頭著者のドンコン博士は述べた。
「最終的に熱発生を制御する視床下部ベースの神経回路の発見は重要な進歩です」とローウェルは付け加えました。
さらに、研究者たちは、これらのニューロンをオンにすると、エネルギー消費がGABAの放出に完全に依存することを発見しました。これらの結果は、GABAの放出が選択的にエネルギー消費を促進することを示しています。 「私たちの調査結果は、エネルギー消費の制御における私たちの理解を大いに前進させ、肥満の病因への新しい洞察を提供しました」とコングは言いました。
視床下部ニューロンのユニークな機能は、エネルギー消費の脳の制御を実験的に変更する機会を提供する可能性があるため、重要です。具体的には、これらのニューロンからGABAを介した信号を受信するニューロンは、エネルギー消費の調節に重要な役割を果たす可能性がありますが、食物摂取には影響しません。
「これらの熱発生調節ニューロンを制御する上流ニューロン、および褐色脂肪組織への「回路」を完成させる下流ニューロンも完全に描写することが重要です」とローウェル氏は述べた。
このような研究により、肥満や糖尿病などの関連する合併症の効果的な治療につながる可能性のある薬理学的介入の新たな機会が明らかになる可能性があります。
出典：Beth Israel Deaconess Medical Center
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