Цивилизация
«Воздействие на процесс синтеза серотонина в настоящее время уже рассматривается как один из способов снижения веса у людей, но наши результаты позволяют сделать вывод, что повышение уровня не только серотонина, но и адреналина должно оказывать более ощутимое воздействие на нормализацию массы тела. И уже получены некоторые доказательства того, что все так и есть», — пояснила Суприйя Шринивасан из Скриппсовского исследовательского института (TSRI), первый автор исследования, опубликованного 10 октября 2013 года в журнале Cell Metabolism.
Биосинтез серотонина можно усилить искусственно с помощью диеты и некоторых антидепрессантов.
Это было давно известно, и иногда такой прием используется для снижения веса.
До недавнего времени ученые предполагали, что он действует, в основном подавляя аппетит и снижая потребление пищи. Однако Шринивасан еще в 2008 году, когда она была научным сотрудником в университете Калифорнии, Сан-Франциско, обнаружила, что серотонин влияет не только на интенсивность приема пищи, но и на уровень жиров через разные сигнальные пути. «Мы смогли заставить экспериментальных животных терять жир даже в той ситуации, когда они много ели», — заявила она. Экспериментальные животные, о которых говорит исследовательница, — круглые черви нематоды, вторая по количеству видов (более 24 тыс.) группа животных после насекомых. Конкретный объект исследования Шринивасан — Caenorhabditis elegans, свободноживущий микроскопический вид длиной всего около 1 мм с коротким жизненным циклом. Как и дрозофила, эта нематода является излюбленным модельным объектом генетиков, эмбриологов и нейрофизиологов. Червь удобен в изучении, поскольку его геном полностью просеквенирован, структура связей в его нервной системе также полностью реконструирована.
В настоящее время у Шринивасан собственная лаборатория в TSRI, где она имеет возможность заняться более детальным изучением того, как можно заставить нематоду терять вес.
В новом исследовании сотрудники ее лаборатории провели серию экспериментов с выключением генов, чтобы определить ключевые этапы сигнального пути.
Их самым удивительным открытием было то, что серотонин не единственный регулятор этого процесса. Как выяснилось, он работает совместно с другим нейромедиатором — октопамином, аналогом адреналина млекопитающих. Удивительно то, что эти нейромедиаторы выполняют в организме, как правило, противоположные, антагонистические функции.
Ученые закартировали нейронные сети нематод, «самоусиливающиеся» серотонином и октопамином, которые могут посылать сигнал к потере веса клеткам и тканям организма. Эта сеть включает набор серотонин-чувствительных нейронов, известных как URX-нейроны, которые контролируют сердечно-сосудистую систему круглых червей и, по-видимому, синтезируют какие-то еще сигнальные молекулы, которые пока не идентифицированы. В результате под воздействием этого сигнала, как обнаружили исследователи, усиливается производство ключевого фермента кишечника нематод. Этот фермент, известный как адипоциттриглицеридлипаза 1 (ATGL-1), буквально «режет» молекулы жира на фрагменты, а их остатки в дальнейшем уже легко разрушаются и метаболизируются в результате дальнейших превращений. У млекопитающих есть аналог ATGL-1, очень близкий по своим свойствам.
Шринивасан и ее коллеги планируют и в дальнейшем провести работу по выявлению перспективных сигнальных молекул, которые могут повысить выработку ATGL-1, а также еще более детально исследовать серотонин-октопаминовые сети, которые генерируют этот сигнал.
В идеале им хотелось бы обнаружить сходные принципы утилизации жира у более близких к человеку организмов, например лабораторных мышей.
Однако, как отмечают исследователи, те лекарственные средства, которые помогают похудеть людям, служат косвенным доказательством того, что у млекопитающих схема внутренней регуляции этого процесса мало чем отличается от таковой у нематод. Терапия, направленная на усиление выработки и серотонина, и адреналина, как правило, показывает значительно более заметные результаты, чем просто серотонин-стимулирующая терапия. Вместе с тем эти препараты часто ругают за те побочные эффекты, которые они оказывают на сердечно-сосудистую систему. Фенфлурамин, к примеру, был запрещен FDA в 1997 году. Но, возможно, в будущем удастся придумать комбинированную терапию, с помощью которой можно будет избежать таких побочных эффектов.