Нейрофизиология чувства голода

Сегодня постараемся разобраться в механизмах появления чувства голода и насыщения.

Центральная регуляция пищевого поведения осуществляется в гипоталамусе, а точнее в в латеральном (LT), вентромедиальном (VM) и аркуатном (AR) его ядрах.

Гипоталамус является частью промежуточного мозга, контролирует нейроэндокринную деятельность и вегетативную нервную систему, является частью лимбической системы, отвечающей за эмоции и кучу всего остального. В гипоталамусе выделяют около 80 ядер.

Некоторые участки гипоталамуса не защищены гематоэнцефалическим барьером, что позволяет ему реагировать даже на те вещества, которые ГЭБ не проходят.

Рассмотрим основные звенья, формирующие наше пищевое поведение.

Латеральное ядро гипоталамуса является "центром голода" (да простят меня нейрофизиологи за такие формулировки), реагирует на снижение уровней инсулина и глюкозы крови.

ЦНС является самым приоритетным потребителем энергии, при падении уровня глюкозы крови ниже определённого уровня транспорт её в клетки других тканей прекращается, питание получает только ЦНС.

Связано это с механизмом действия инсулина, выделяющегося после приёма пищи. Инсулин имеет свои собственные рецепторы на клеточных мембранах, активация которых запускает каскад реакций, приводящих к встраиванию в мембрану везикулы, содержащий специальный белок-транспортёр для глюкозы — GLUT4.

Вентромедиальное ядро гипоталамуса — "центр насыщения". Факторы, активирующие центр голода, тормозят центр насыщения, и наоборот. Получается довольно сложная система с отрицательными обратными связями.

Аркуатное ядро гипоталамуса тоже играет немалую роль в формировании пищевого поведения. Здесь располагаются:

1. Нейроны, продуцирующие орексигенные пептиды, стимулирующие аппетит — агути-подобный белок и нейропептид Y.
2. Нейроны, продуцирующие анорексигенные нейропептиды, подавляющие аппетит — проопиомеланокортин и кокаин-амфетамин-регулируемый транскрипт (CART).

Орексигенные пептиды аркуатного ядра:

• Агути-подобный белок (AgRP) — обратный агонист рецепторов меланокортинов MC3R и MC4R, которые связаны с контролем энергетического гомеостаза и массы тела.
• Нейропептид Y (NPY) — взаимодействует с разными подтипами собственных рецепторов, основные эффекты вызывает активация Y1R и Y5R. При голодании экспрессия гена нейропептида Y возрастает, после принятия пищи падает.

Анорексигенные пептиды аркуатного ядра:

• Проопиомеланокортин (POMC) — предшественник кучи нейропептидов. В рамках темы пищевого поведения нас интересует один из его продуктов, α-меланоцитстимулирующий гормон. Он является агонистом меланокортиновых рецепторов MC3R и MC4R, подавляет аппетит.
• Кокаин-амфетамин-регулируемый транскрипт (CART) — малоизученный пептид, подавляет аппетит и снижает отложение жира.

Гипоталамус также чувствителен к таким веществам, как инсулин, грелин и лептин.

Инсулин — гормон, выделяемый поджелудочной железой. На периферии инсулин проявляет анаболическое и антикатаболическое действие, он усиливает синтез жиров и белков, увеличивает поступление глюкозы в клетки , стимулирует образование из глюкозы гликогена и подавляет расщепление гликогена и жиров. В ЦНС он снижает чувство голода. Ингибирует орексигенные клетки аркуатного ядра и активирует анорексигенные.

Лептин — выделяется адипоцитами (клетками жировой ткани), снижает аппетит. Ингибирует орексигенные клетки аркуатного ядра и активирует анорексигенные.

Грелин — вырабатывается стенками желудка и тонкого кишечника при голодании. В мозге активирует специфический грелиновый рецептор (GHSR1a), чем стимулирует секрецию гормона роста. В аркуатном ядре активирует орексигенные рецепторы.