Sunday, January 23rd, 2022

Študija kaže, kako možgani uravnavajo rast in starost v puberteti

Študija kaže, kako možgani uravnavajo rast in starost v puberteti

Washington: Z nedavno študijo so znanstveniki pojasnili, kako so ljudje v zadnjem stoletju postajali višji in dosegli spolno zrelost. Znanstveniki so odkrili, kako receptor v možganih, imenovan MC3R, zazna prehransko stanje telesa in uravnava čas pubertete in hitrost rasti pri otrocih ter povečuje mišično maso. Ugotovitve so bile objavljene v reviji Nature. V 20. stoletju se je povprečna višina povečala za približno 10 cm v Združenem kraljestvu in do 20 cm v drugih državah. Medtem ko so znanstveniki že dolgo namigovali, da bi ta pojav lahko bil povezan z zanesljivejšim dostopom do hrane za nosečnice in otroke, do zdaj ni bilo jasno, kako telo zazna svoje stanje prehrane in te informacije spremeni v rast in spolno zorenje.

Znano je že bilo, da v možgane dosežejo signali, ki kažejo na prehransko stanje telesa, kot sta hormona leptin, ki nastaja v maščobnih (maščobnih) celicah, in inzulin, ki nastane kot odgovor na zvišanje ravni sladkorja v krvi. V delu možganov, imenovanem hipotalamus, ti hormoni delujejo na majhno skupino nevronov, ki proizvajajo signale, imenovane melanokortini. Melanokortini delujejo na različne receptorje, od katerih sta dva prisotna v možganih. Eden od teh, receptor za melanokortin 4 (MC4R), se je pred tem izkazal za uravnavanje apetita in pomanjkanje MC4R povzroči debelost; vendar sistem MC4R ne nadzoruje vpliva prehrane na rast in čas pubertete.

Zdaj je bila izvedena študija, ki so jo vodili raziskovalci iz enote za presnovne bolezni MRC in enote za epidemiologijo MRC (obe del Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science) na Univerzi v Cambridgeu, s sodelavci z Univerze Queen Mary v Londonu, Univerze v Bristol, Univerza v Michiganu in Univerza Vanderbilt, sta odkrila vlogo drugega receptorja melanokortina v možganih, ki je znan kot receptor melanokortina 3 (MC3R). Ugotovili so, da kot odgovor na prehranske signale sistem MC3R nadzoruje sproščanje ključnih hormonov, ki uravnavajo rast in spolno zorenje.

Da bi pokazali povezavo pri ljudeh, so znanstveniki med pol milijona prostovoljcev v UK Biobank iskali ljudi z naravno prisotnimi genetskimi mutacijami, ki motijo ​​delovanje MC3R. Identificirali so nekaj tisoč ljudi, ki so nosili različne mutacije v genu za MC3R, in ugotovili, da so bili ti ljudje v povprečju nižji in so v puberteto vstopili pozneje kot tisti brez mutacije. Na primer, identificirali so 812 žensk, ki so imele enako mutacijo v eni od svojih dveh kopij gena MC3R. Ta mutacija je le delno zmanjšala sposobnost delovanja receptorja. Kljub temu subtilnemu učinku so bile ženske, ki so to nosile, v puberteti v povprečju starejše 4,7 meseca od tistih brez mutacije.

Ljudje z mutacijami, ki so zmanjšale delovanje MC3R, so bili tudi nižji in so imeli manjše količine pustega tkiva, kot so mišice, vendar to ni vplivalo na količino maščobe, ki so jo nosili. Da bi potrdili te ugotovitve pri otrocih, so preučili skoraj 6000 udeležencev iz Avon Longitudinal Study of Parents and Children (ALSPAC) in identificirali šest otrok z mutacijami v MC3R. Šest otrok je bilo nižjih in so imeli v otroštvu nižjo pusto maso in težo, kar kaže, da se ta učinek začne že zelo zgodaj v življenju. Vsi ljudje, identificirani v teh študijah, so imeli mutacijo samo v eni od dveh kopij gena. Iskanje mutacij v obeh kopijah gena je izginjajoče redko, toda v drugi kohorti so raziskovalci v študiji Genes and Health uspeli identificirati posameznika z zelo škodljivo mutacijo v obeh kopijah gena. Ta oseba je bila zelo nizka in je šla v puberteto po 20. letu.

Isti pojav, ki povezuje ustrezne prehranske zaloge telesa z reproduktivno zrelostjo, je viden v celotnem živalskem kraljestvu, zato so raziskovalci izvedli študije na miših, da bi potrdili, da pot MC3R deluje med vrstami. Delo v laboratoriju dr. Rogerja Coneja na Univerzi v Michiganu, ki je pred tem pokazal vlogo MC3R pri nadzoru rasti in puste mase pri miših, je pokazalo, da medtem ko normalne miši prekinejo svoj reproduktivni cikel, ko so bile podvržene pomanjkanja hrane, miši, ki so bile izdelane tako, da nimajo MC3R, niso. To je potrdilo, da je MC3R nujen del tega, kako prehransko stanje nadzira proizvodnjo spolnih hormonov.

Profesor Sir Stephen O’Rahilly, višji avtor študije in direktor enote za presnovne bolezni MRC na Univerzi v Cambridgeu, je dejal: “To odkritje kaže, kako lahko možgani zaznavajo hranila in to razlagajo za sprejemanje podzavestnih odločitev, ki vplivajo na našo rast. in spolni razvoj. Opredelitev poti v možganih, po kateri se prehrana spremeni v rast in puberteto, pojasnjuje globalni pojav naraščanja višine in zmanjševanja starosti v puberteti, ki že stoletje bega znanstvenike.

“Naše ugotovitve imajo takojšnje praktične posledice za testiranje otrok z resnimi zamudami v rasti in pubertetnem razvoju za mutacije v MC3R.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *