Struktur sel otak anda boleh mempengaruhi risiko kegemukan
Para penyelidik yang mengkaji kegemukan telah menemui bahawa struktur seperti antena pada sel-sel otak yang merupakan bagian dari litar lapar badan nampaknya memainkan peranan penting dalam pengaturan selera makan.
Kertas kajian, yang diterbitkan dalam jurnal Genetik Alam, menekankan peranan penting yang boleh dimainkan oleh struktur seperti antena - atau silia primer - dalam isyarat otak.
Pada umumnya dianggap bahawa sebahagian besar isyarat di otak berlaku melalui struktur yang disebut sinapsis.
"Kami sedang membangun pemahaman terpadu mengenai genetik manusia mengenai kegemukan," jelas penulis kanan Christian Vaisse, seorang profesor di Pusat Diabetes di University of California, San Francisco.
"Sehingga baru-baru ini," tambahnya, "banyak penyelidik obesiti hampir tidak pernah mendengar silia primer, tetapi itu akan berubah."
Peranan genetik dalam kegemukan
Di Amerika Syarikat, obesiti mempengaruhi lebih daripada satu pertiga (atau 78.6 juta) orang dewasa.
Obesiti adalah masalah kesihatan awam yang besar, terutamanya kerana ia berkaitan dengan kesihatan mental yang buruk dan banyak masalah perubatan yang serius. Ini termasuk beberapa penyebab utama kematian di A.S. dan seluruh dunia, seperti diabetes, strok, penyakit jantung, dan beberapa barah.
Pemacu utama wabak obesiti sebahagian besarnya bukan genetik, seperti gabungan akses mudah ke bekalan makanan kaya kalori tanpa had dan "gaya hidup yang semakin tidak aktif."
Namun, tidak semua orang yang terdedah kepada keadaan persekitaran ini menjadi gemuk, menunjukkan bahawa genetik juga berperanan.
Dalam kebanyakan penyakit di mana genetik berperanan, penyebabnya adalah kerana variasi sejumlah gen. Tetapi kadang-kadang, penyebabnya mungkin disebabkan oleh variasi dalam satu gen.
Litar lapar
Dalam makalah mereka, para penyelidik menjelaskan bahawa kebanyakan gen tunggal penyebab kegemukan teruk disebabkan oleh perubahan gen dalam litar lapar yang melibatkan leptin - protein isyarat, atau hormon, yang dilepaskan oleh sel-sel lemak.
Litar adalah rangkaian sel saraf, atau neuron, di kawasan hipotalamus otak yang membantu menjaga berat badan tetap stabil dengan menyesuaikan selera makan dan penggunaan tenaga bergantung pada tahap leptin.
Mutasi pada gen yang memberi kod leptin, atau gen yang terlibat dalam pemantauan dan tindak balas terhadap protein, boleh menyebabkan kegagalan untuk mengesan kapan tubuh mempunyai jumlah lemak yang mencukupi. Ini dapat terjadi pada tikus dan manusia, menyebabkan mereka terus makan "seolah-olah mereka kelaparan."
Dalam karya sebelumnya, Prof Vaisse dan rakan-rakannya mendapati bahawa mutasi pada gen yang terlibat dalam litar kelaparan leptin - gen reseptor melanocortin-4 (MC4R) - menyumbang 3–5 peratus daripada semua kes kegemukan teruk pada manusia. Obesiti yang teruk didefinisikan sebagai mempunyai indeks jisim badan (BMI) yang melebihi 40.
Protein MC4R mengesan isyarat kimia dalam kumpulan neuron khas di hipotalamus yang dianggap memainkan peranan penting dalam mengurangkan selera makan sebagai tindak balas terhadap tahap leptin yang tinggi.
Sehingga kajian baru, para saintis tidak tahu bagaimana subset neuron hipotalamus ini mengatur kawalan selera makan.
Silia primer dikaitkan dengan kegemukan
Anggota pasukan kajian yang lain juga sebelumnya telah mengetahui bahawa variasi gen yang jarang berlaku pada silia primer dapat menimbulkan penyakit yang hampir selalu disertai dengan kegemukan yang teruk, seperti sindrom Alström dan Bardet-Biedl. Namun, tidak jelas bagaimana silia dikaitkan dengan obesiti.
Dalam kajian baru itu, para penyelidik mengkaji neuron hipotalamus yang mengatur selera makan pada tikus normal dan mendapati bahawa protein MC4R tertumpu pada silia primer mereka.
Mereka juga mendapati bahawa tikus yang direkayasa memiliki versi gen yang dikaitkan dengan kegemukan yang teruk pada manusia tidak memiliki protein MC4R pada silia tersebut.
Penemuan ini membuat pasukan tertanya-tanya adakah silia primer ini pada neuron hipotalamus adalah lokasi utama fungsi selera makan litar lapar leptin.
Penemuan baru-baru ini menunjukkan bahawa protein lain yang disebut adenylyl cyclase 3 (ADCY3) juga dikaitkan dengan obesiti, dan ia juga berkonsentrasi pada silia primer. ADCY3 diketahui berhubung dengan MC4R ketika menghantar isyarat.
Lokasi utama isyarat mengawal selera makan
Dalam satu set eksperimen lebih lanjut, para penyelidik mendapati bahawa setelah menyekat ADCY3 pada tikus, haiwan tersebut meningkatkan pengambilan makanan mereka dengan ketara dan mula menjadi gemuk.
Para penyelidik menyimpulkan bahawa ADCY3 dan MC4R bekerjasama dalam silia utama neuron pengesan leptin untuk membantu mereka mengesan bahawa tahap lemak badan meningkat, yang seterusnya mengurangkan selera makan.
Genetik, atau lain-lain, gangguan terhadap komponen penting ini boleh mengakibatkan tubuh tidak dapat menggunakan "brek kecemasan" pada kawalan selera makan.
Walau bagaimanapun, para penyelidik menunjukkan bahawa masih banyak yang perlu dipelajari mengenai peranan silia primer dalam pengaturan selera makan, dan kemungkinan agak lama sebelum rawatan baru berdasarkan pengetahuan ini tersedia.
"Sangat mengasyikkan sejauh mana kemajuan yang dicapai oleh bidang ini. Pada tahun 90-an, kami bertanya sama ada obesiti genetik atau tidak; satu dekad yang lalu kami mendapati bahawa kebanyakan faktor risiko obesiti mempengaruhi rangkaian leptin di otak, ”kata Prof Vaisse.
"[S] Sekarang, kita hampir memahami bagaimana kecacatan pada struktur subselular tertentu dari subset neuron hipotalamus tertentu mendorong kenaikan berat badan dan kegemukan."
Prof Christian Vaisse
