- 새로운 연구에 따르면 설치류의 뇌간에 있는 복잡한 신경 센터가 섭식 행동을 리드미컬하게 제어합니다.
- 설치류가 고지방식이(HFD)를 섭취했을 때 먹이의 주야 리듬이 바뀌었습니다.
- 이 식단을 먹인 쥐는 건강한 식단을 먹인 쥐에 비해 더 많은 칼로리를 소비하고 먹이는 시간을 변경했으며 체중이 증가했습니다.
- 유사한 뇌간 센터
존재하다 인간에서. 이 매혹적인 연구는 사람들의 일주기 리듬, HFD 및 비만과 관련된 연구의 길을 열어줍니다.
이번 주, 생리학 저널 HFD가 설치류의 섭식 행동과 체중 증가에 미치는 영향에 대한 흥미로운 결과를 발표했습니다.
복잡한 연구를 통해 연구원들은 독방의 핵이라고 하는 강력한 주야간 또는 일주기 활동 변화를 나타내는 설치류 뇌 영역을 매핑했습니다.
놀랍게도, 뇌의 진화적으로 원시적인 부분인 뇌간(brainstem)에 있는 이 뉴런 그룹은 뉴런 활동의 극적인 낮과 밤의 차이를 보여줍니다. 연구원들은 이러한 영역을 “일주기 진동자”라고 설명합니다.
이전 연구는 설치류에서 “마스터 시계”를 확인했습니다. 뇌의 중앙에 위치한 시상하부는 이 기전을 가지고 있는데, 이 메커니즘은 몸에 언제 일어나야 하는지, 언제 먹어야 하는지, 그리고 생존을 위한 기타 중요한 기능을 “알려주는” 것입니다.
그러나 마스터 시계의 발견 이후 과학자들은
고된 신경망을 통해
마스터 클록은 주로 빛에 노출되어 구동되지만 이러한 다른 발진기는 음식 섭취의 영향을 받습니다.
뇌 검사
최근 연구의 저자들은 다양한 “면역조직화학 및 전기생리학적 접근”을 사용하여 이러한 독립 발진기를 더 자세히 조사했습니다.
이 연구의 첫 번째 저자인 Dr. Lukasz Chrobok은 팀의 기술에 대해 이렇게 말했습니다. 오늘의 의료 뉴스:
“우리는 보다 직접적인 방법으로 신경 활동을 측정할 수 있습니다. […] 이 기술을 통해 우리는 오랜 시간에 걸쳐 수백 개의 뉴런을 동시에 연구할 수 있으며 여전히 단일 세포 해상도를 유지할 수 있습니다.”
“우리는 전체 뇌에서 생체 내에서 뉴런 활동을 기록하기 보다는 분리된 뇌 조각을 연구함으로써 이러한 리듬이 정확한 뇌 센터에서 비롯된 것이라고 확신합니다. […] 따라서 우리는 뇌간 시계가 리듬을 생성하기 위해 시상 하부의 마스터 시계가 필요하지 않다고 확신합니다.”
Chrobok 박사는 다음과 같이 덧붙였습니다. “뇌간은 진화적으로 고대의 뇌 부분입니다. [and] 우리는 나눈다 [it] 모든 척추동물과 함께. 그렇기 때문에 동물 모델에서도 이것을 연구하는 것이 현명하다고 생각합니다. 우리는 그 기본 메커니즘이 인간과 매우 유사하기를 바랍니다.”
두 가지 식이 요법
이 정확한 뇌 활동과 매핑 방법론을 사용하여 연구자들은 2~3주 또는 4주 동안 청소년 쥐에게 HFD 또는 대조군 식단을 먹였습니다.
과학자들은 설치류를 관찰하여 얼마나 먹었는지, 24시간 주기로 음식을 어떻게 나눴는지, 전반적인 체중 변화를 평가했습니다.
결과는 놀라웠습니다. 예상대로, HFD를 섭취한 쥐는 처음에는 먹는 양을 줄였지만 여전히 다른 그룹보다 더 많은 칼로리를 소비했습니다.
연구가 진행됨에 따라 두 그룹은 더욱 다양해졌습니다. 처음에 HFD 설치류는 밤에 음식 섭취를 늘렸고 나중에는 낮에 과도한 칼로리를 소비하기 시작했습니다.
궁극적으로 HFD 쥐의 체중 증가가 증가하는 경향이 있었습니다. 그러나 중요한 것은 24시간 섭식 활동의 변화 이전에는 체중 증가가 발생하지 않았다는 것입니다.
Chrobok 박사는 다음과 같이 설명했습니다. “우리는 이러한 유형의 쥐가 [HFD] 먹이 행동을 바꾸기 시작했습니다. 일반적으로 그들은 야행성입니다. 먹이 섭취를 밤에 잠그는 종류입니다.” 그러나 그는 연구가 진행됨에 따라 다음과 같이 계속했습니다.
“그들은 하루 24시간 먹기 시작했습니다. 또한 쥐의 비활성 단계로 간주되는 낮에 일어나 간식을 먹습니다. 쉬지 않고 먹이를 먹습니다.”
“이랑 [HFD], 우리는 주야간 식욕과 섭식 편차의 차이가 제거됨을 발견했습니다. 뇌간 시계는 낮인지 밤인지 알지 못합니다!”
언제 MNT 쥐가 HFD에 노출되었을 때 일주기 시계를 역전시켰는지 물었을 때 Dr. Chrobok은 다음과 같이 대답했습니다.
“아니요, 나는 그들이 시계를 거꾸로 했다고 생각하지 않습니다. 그러나 그들이 먹이 행동의 진폭을 잃어버렸기 때문에 그들의 시계는 둔해졌습니다. 활동적인 밤에만 식사를 하는 대신, 활동이 없는 날에도 음식 섭취량을 구분합니다.”
Chrobok 박사는 “가장 획기적인 것은 실제 체중 증가를 보기 전에 ‘시계’가 오작동하는 뇌의 변화를 볼 수 있다는 것”이라고 덧붙였습니다.
이는 “뇌간 시계 교란이 비만의 결과라기보다는 원인이었다”는 것을 의미합니다.
신경 펩티드의 역할
배쪽 미주신경 복합체의 24시간 포만감 조절 외에도 시상하부와 같은 뇌의 다른 부분은 항상성을 조절하는 호르몬과 신경 펩티드를 분비합니다. 그렇게 함으로써 그들은 우리 몸이 안정적인 온도, 심박수, 식욕 및 신진대사를 유지하도록 돕습니다.
Orexin은 이러한 중요한 신경 펩티드 중 하나입니다. 그것
이 연구에서 연구자들은 쥐의 뇌에서 오렉신 뉴런의 활동을 평가했습니다. 그들은 신경 염색 방법을 사용하여 낮, 밤 또는 전반적으로 활동이 증가하는 뉴런을 식별했습니다.
전시된 설치류 제어
또 다른 신경 펩티드, 글루카곤 유사 펩티드-1 수용체,
시사점 및 향후 연구
연구 결과의 의미와 관련하여 Chrobok 박사는 다음과 같이 경고했습니다. 특히 시간생물학에서 [the science of circadian rhythms] 우리가 쥐와 생쥐를 연구하고 그들은 야행성이며 우리 인간은 일주 동물이기 때문입니다.”
요약하면 Dr. Chrobok은 다음과 같이 회상했습니다.
“나는 그것이 치료 가능성도 열어준다고 생각합니다. 비만을 예방하기 위해 개인의 일주기 시계 또는 리듬인 자신의 시계에 더 주의를 기울일 수 있습니다. 밤에 일어나서 간식을 먹거나 오랜 시간 깨어 있지 마십시오. […] 오히려 적절한 시간에 잠을 자고 식사를 하여 자신을 동기화하십시오. 이것이 ‘생활 위생’이며 치료가 될 수 있습니다!”
