علت گرسنگی -نورونهایی که موجب اشتها می شوند

7 فوریه 2014- محققین گزارشی را درباره ی نورونهای القاء کننده ی گرسنگی که سبب فعال شدن نورونهای AgRPدر هسته ی Paraventricularمی شوند، اعلام کرده اند. این یافته های غیرقابل انتظار نه تنها به دیاگرام ارتباطات کلی نورونها بخش مهمی را می افزاید بلکه اطلاعات ما را در مورد آنچه سبب بروز اشتها می شود، افزایش می دهد.

محققین مطالب جدیدی را درباره ی نورونهای القاء کننده ی گرسنگی که سبب فعال شدن نورونهای AgRPدر هسته ی Paraventricularمی شوند، اعلام کردند.هسته ی پاراونتیکولار ناحیه ای ازمغزاست که از مدت ها پیش تصور می شد سبب احساس سیری می شود.

در حالیکه عمل خوردن به منظور تغذیه و فراهم کردن مواد غذایی برای بدن انجام می شود اما این چیزی نیست که واقعاٌ ما را به دنبال غذا می فرستد، به جای آن گرسنگی و احساس خالی بودن معده است که ما را بسمت یخچال یا دستگاههای خرید مواد غذایی می کشاند. اگر چه گرسنگی برای ادامه ی حیات ضروری است اما گرسنگی غیرطبیعی سبب ایجاد چاقی و اختلالات در خوردن می گردد که هم اکنون بصورت اپیدمیک تبدیل به یک مشکل جهانی شده است.

در طی 20 سال گذشته پرفسور Lowell  و همکارانش به بررسی مدارهای نورونی پیچیده ی مغزی دخیل در ایجاد گرسنگی پرداختند. آنها قصد دارند یک دیاگرام ارتباطی بین قسمت های مغز ترسیم کنند که ایجاد گرسنگی را براساس آن توضیح دهند. از بین یافته های پرفسورLowell  ، نورونهای تولید کننده ی پپتیدAgouti  در هیپوتالاموس نقش کلیدی دارند. این نورونها با کمبود کالری فعال شده و هنگامیکه بطور طبیعی یا مصنوعی در حیوانات تحریک می شوند سبب می گردند موش بعد از جستجوی بی وقفه برای مواد غذایی ، مقادیر زیادی غذا بخورد.

حال در این تحقیق جدید که بصورت آنلاین در مجله ی Natureبه چاپ رسید، آزمایشگاه دکتر Lowellکشف خارق العاده ی خود را در این زمینه اعلام کرد.

 آنها متوجه شدند نورونهای القاء کننده ی گرسنگی که سبب فعال شدن نورونهای AgRPمی شوند در هسته ی Paraventicularقرار دارند، منطقه ای که از مدتها قبل ارتباط آن با احساس سیری کشف شده بود. دکترLowellمی گوید: هدف ما درک چگونگی کنترل مغز در ایجاد گرسنگی است. برای درک آنچه سبب افزایش اشتهای کاذب می شود و چگونگی درمان آن ابتدا باید از چگونگی عملکرد آن اطلاع یافت برای مثال تلاش برای تعمیر یک ماشین بدون دانستن نحوه ی عملکرد موتور بی فایده است.

گرسنگی مبحث بشدت پیچیده ای است و سوالات زیادی در مورد آن وجود دارد، چرا حالات ناشتا یا وضعیت غیرناشتا سبب کاهش یا افزایش گرسنگی می شود و چه مسیرهای پاداش مغزی در این موضوع نقش دارند؟ چرا ما به دنبال غذا می گردیم بخصوص بعد از خوردن یک وعده ی غذایی کامل، چرا بستنی را به کاهو ترجیح می دهیم؟

دکترLowell  می گوید: روانشناسان توضیح می دهند چگونه نشانه های محیطی و واکنش های بدن یک غذا را بتصویر کشیده (برای مثال علامت ساندویچ مک دونالد)  و در نتیجه تحریک گرسنگی می شود. واضح است که حالت ناشتا سبب افزایش تمایل ما به خوردن غذا می شود در حالیکه یک معده ی پر بدنبال غذا نیست، در حالیکه این مدل در درک خصوصیات کلی گرسنگی بسیار مهم است اما چیزی درباره ی آنچه در داخل جعبه ی سیاه مغز یعنی مدارهای نورونی مغز می گذرد به ما نمی گوید اینکه چه چیز واقعاٌ سبب کنترل گرسنگی می شود؟

در این تحقیق دانشمندان قدم به قدم پیام هایی را که نشان دهنده ی وضعیت سیری یا گرسنگی در مدارهای فشرده ی مغزی بود با تکنیک بسیار قدرتمندی دنبال کردند. به این ترتیب به آنالیز نورون به نورون منطقه پرداختند، آنها توانستند سیناپس ها و اکسون را در هر حالت دنبال کرده و از چگونگی عملکرد آنها آگاه شوند.

 در این تحقیق پرفسور Krashesو پرفسور  Shahاز سیستم نقشه برداری rabies circuitاستفاده کردند. در این تکنولوژی از یک نوع ویروس دستکاری شده بنام rabiesاستفاده می شود. این ویروس تنها یک نوع نورون را آلوده می کند که در این جا نورونهای AgRPکه سبب تحریک گرسنگی می شدند، هستند. این ویروس به سمت بالای یک سیناپس حرکت کرده و تمام نورونهایی که اطلاعاتی به نورونهای آغاز کننده ی AgRPپیام می فرستند را شناسایی می کند.

سپس با استفاده از یک موش که  Cre-recombinaseخاصی را تولید می کند ( درآزمایشگاه دکتر Lowellپرورش داده شده بود) محققین توانستند نقشه ی نورونهایی که اطلاعات را به نورونهای AgRPمی رسانند، بدست آورند. به این ترتیب آنها می توانند با دستکاری این نورونهای بالا دستی برای مثال با یک تحریک خارجی ، فعالیت نورونهای AgRPرا کنترل کنند.

دکترLowellمی گوید: ما می خواستیم بدانیم از میان میلیونها نورونی که در مغز موش است کدامیک اطلاعات را به نورونهای AgRPمی رسانند. نتایج بسیار خیره کننده بود. تنها دو جایگاه در مغز وجود دارد که در این کار دخالت دارد یکی از این مناطق ناحیه ی dorsal medial hypothalamusاست ومنطقه ی دوم paraventicular nucleus، البته اطلاعاتی که از نورونهای پاراونتیکولار می رسید بسیار قویتر هستند.با این اطلاعات جدید محققین به دنبال مدلی برای تایید این نتایج بودند.

به گفته ی دکترLowell: ما تصور می کنیم نورونهای هسته ی پاراونتیکولار با نورونهای AgRPدر ارتباط بوده و سبب فعال شدن آنها می شوند. برای بررسی این موضوع ما موشهایی را پرورش دادیم که در تعدادی از زیر گروههای نورونهای پاراونتیکولار آن  آنزیم cre-recombinaseتولید می شد، سپس نورونها را یکی یکی نقشه برداری کردیم به این ترتیب توانستیم مشخص کنیم کدامیک از نورونها با هم در ارتباطند . این نتایج نشان داد گروهی از نورونهایی که هورمون آزاد کننده ی تیروتروپین را (TRH) تولید می کنند و نورونهایی که Pituitary adenylate Cyclase activating polypeptideیاPACAPرا تولید می کنند، نورونهای سخنگو هستند. سرانجام با استفاده از تکنیک کیموژنتیک DREADDsیا Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drugمحققین توانستند با استفاده از مواد شیمیایی بطور اختصاصی و انتخابی به تحریک یا ممانعت از نورونهای بالادستی در مدلهای حیوانی بپردازند. موشهای تغذیه شده که بطور طبیعی دیگر تمایلی به غذا نداشتند پس از تحریک DREADDبشدت بدنبال غذا می گشتند و برعکس موشهایی که مدتی به حالت ناشتا بودند و باید احساس گرسنگی می کردند هنگامیکه نورونهای بالادستی خاموش می شدند تنها مقادیر کمی غذا می خوردند.

این یافته ها ما را به کشفی جدید درباره ی فعال سازی AgRPو گرسنگی رهنمون کرده است. با کمال تعجب این نورونهای القأ کننده ی گرسنگی در منطقه ای از مغز قرار دارند که از مدتها پیش بطور اشتباه تصور می شد دارای تأثیراتی در جهت احساس سیری است. این کشف غیر قابل انتظار با استفاده از فن آوری جدید the new wiring diagram-elucidating technologiesامکان پذیر شد که اهمیت خطوط نورونی علامت گذاری شده را در جریان اطلاعات نشان می دهد. به این ترتیب دانشمندان به تکمیل دیاگرام ارتباطی نورونها با هم و درک چگونگی عملکرد آنها نزدیک تر شدند و شانس ابداع درمانهای جدید برای چاقی و اختلالات مرتبط با خوردن و درمان گرسنگی غیرطبیعی افزایش یافت.

منبع:www.Sciencedaily.com/releases/2014/140207132911.htm

سرپرست مترجمین: فرخی نیا