Baylor College of Medicine
Zusammenfassung Der neuronale Schaltkreismechanismus, der der dopaminergen (DA) Steuerung des angeborenen Fressverhaltens zugrunde liegt, ist weitgehend ungeklärt. Hier haben wir eine Subpopulation von DA-Neuronen identifiziert, die sich im kaudalen ventralen Tegmentalbereich (cVTA) befinden und DRD1-exprimierende Neuronen im lateralen parabrachialen Kern (LPBN) direkt innervieren. Dieser neuronale Schaltkreis unterdrückt wirksam die Nahrungsaufnahme durch eine verstärkte Sättigungsreaktion. Bemerkenswert ist, dass diese Kohorte von DAcVTA-Neuronen unmittelbar vor dem Ende jeder Fütterungssitzung aktiviert wird. Eine akute Hemmung dieser DA-Neuronen vor Beendigung des Kampfes unterdrückt das Sättigungsgefühl erheblich und verlängert die konsumierende Nahrungsaufnahme. Die Aktivierung der postsynaptischen DRD1LPBN-Neuronen hemmt die Nahrungsaufnahme, während die genetische Deletion von Drd1 innerhalb des LPBN zu einem starken Anstieg der Nahrungsaufnahme und einer anschließenden Gewichtszunahme führt. Darüber hinaus manifestiert die DRD1LPBN-Signalübertragung den zentralen Mechanismus bei Methylphenidat-induzierter Hypophagie . Zusammenfassend beleuchtet unsere Studie einen DAergen Schaltkreis im Hinterhirn, der die Nahrungsaufnahme durch dynamische Regulierung der Sättigungsreaktion und der Nahrungsstruktur steuert. |
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Wie eine gute Geschichte hat auch Essen einen Anfang, eine Mitte und ein Ende. Es beginnt mit dem Appetit , der die Nahrungssuche antreibt, setzt sich mit der Nahrungsaufnahme fort und endet, wenn das Sättigungsgefühl einsetzt und die Nahrungsaufnahme aufhört.
Am Baylor College of Medicine haben Dr. Qi Wu, Dr. Yong Han und ihre Kollegen neue Aspekte des letzten Teils dieser Geschichte aufgedeckt, die sich auf die wenig bekannten neuronalen Schaltkreise und Neurotransmitter beziehen, die an der Beendigung des Drogenkonsums beteiligt sind. Essen.
Das Team entdeckte einen neuartigen Schaltkreis, der eine einzigartige Untergruppe dopaminproduzierender Neuronen mit nachgeschalteten Neuronen im Hinterhirn (unterer Hirnstamm) verbindet und die Nahrungsaufnahme wirksam unterdrückt, indem er bei Mäusen ein Sättigungsgefühl auslöst .
Sie fanden auch heraus, dass das von der FDA zugelassene Medikament Methylphenidat (MPH) seine bemerkenswerte Wirkung zur Gewichtsreduktion durch die Aktivierung dieses bestimmten Kreislaufs vermittelt, was die Möglichkeit eröffnet, dass die Regulierung dieses Kreislaufs Menschen dabei helfen kann, ihr Gewicht zu kontrollieren. Die Studie erscheint in der Zeitschrift Sciences Advances .
„Viele Menschen kämpfen mit der Gewichtskontrolle, essen mehr, als der Körper braucht, nehmen zusätzliche Pfunde zu, was zu Fettleibigkeit und einem höheren Risiko für schwere Krankheiten wie Herzerkrankungen, Schlaganfall und Typ-2-Diabetes führen kann“, sagte Han, ein Postdoktorand in der Pädiatrie -Ernährung in Wus Labor und der Erstautor dieser Studie. „Unser Labor ist daran interessiert, unser Verständnis darüber zu verbessern, was beim Essen im Gehirn passiert, in der Hoffnung, dass unsere Erkenntnisse eines Tages den Menschen helfen werden, ihr Gewicht besser zu kontrollieren.“
Neue Erkenntnisse zur Gehirnregulation der Sättigungsreaktion:
„Die aktuelle Studie befasst sich mit einem Schaltkreis im Gehirn, der dabei hilft, die Größe der verzehrten Nahrungsportion genau zu regulieren“, sagte Wu, Assistenzprofessor für Pädiatrie-Ernährung und korrespondierender Autor der Studie. „Es kommt nicht darauf an, wie die Mahlzeit beginnt, sondern wie sie endet. Es geht um die Sättigungsreaktion, die genauso wichtig ist wie der Appetit.“
Mithilfe mehrerer fortschrittlicher Techniken zur Untersuchung der neuronalen Funktion, darunter zellspezifische Schaltkreiskartierung, Optogenetik und Echtzeitaufzeichnungen der Gehirnaktivität, entdeckten die Forscher einen neuartigen neuronalen Schaltkreis, der eine einzigartige Gruppe dopaminproduzierender Neuronen verbindet. genannt DA-VTA mit einem Top-Down-Ziel. Neuronen, die als DRD1-LPBN bekannt sind und die Nahrungsaufnahme bei Mäusen regulieren.
Das Team untersuchte die Aktivitäten der beiden Neuronensätze, während die Mäuse aßen. Sie beobachteten, dass die Aktivität dieser DA-VTA-Neuronen zunahm, unmittelbar bevor die Tiere mit der Nahrungsaufnahme aufhörten. Als die Forscher diese Neuronen genetisch hemmten, verlängerten die Tiere ihre Fütterung, wodurch die Portionsgröße dramatisch zunahm. Dies deutet darauf hin, dass die Hemmung des Kreislaufs die Sättigungsreaktion verhinderte. Sie fanden auch heraus, dass eine Verstärkung der Aktivität von DRD1-LPBN-Neuronen, die Signale von DA-VTA-Neuronen empfangen, die Reaktion auf die Essensbeendigung deutlich hervorrief.
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass der neuartige Schaltkreis den mit der Einnahme des Medikaments MPH verbundenen Gewichtsverlusteffekt vermittelt , der zur Linderung der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung zugelassen ist.
„Andere Schaltkreise im Gehirn wurden vorgeschlagen, um das Essen zu regulieren, aber der von uns entdeckte ist der erste, der vollständig beschrieben wurde, um die Portionsgröße durch Dopamin-Signalisierung zu regulieren“, sagte Han. „Unsere neue Studie zeigt, dass ein Schaltkreis, „der Neuronen verbindet, die Dopamin produzieren, einen chemischen Botenstoff, von dem früher bekannt war, dass er Motivation und Vergnügen reguliert, eine neue Rolle bei der Kontrolle des Essens spielt, indem er die Sättigungsreaktion dynamisch reguliert.“
„Unsere Entdeckung, dass MPH die Nahrungsaufnahme unterdrückt und das Körpergewicht bei Labormäusen reduziert, indem es den neuartigen Dopamin-unterstützten Kreislauf, den wir entdeckt haben, stärkt, deutet auf eine mögliche Off-Label-Anwendung einer Klasse von MPH und Derivaten zur Bekämpfung von Fettleibigkeit hin“, sagte er. Wu. „Dies hat auch Auswirkungen auf die zukünftige Entwicklung der kreislaufbasierten Präzisionsmedizin, die sicherere und effektivere Ergebnisse beim Abnehmen liefern kann.“
