То, что началось как эксперимент по исследованию мозговых цепей, участвующих в компульсивном поведении, выявило удивительную связь с ожирением. Исследователи из Университета Айовы вывели мышей, у которых отсутствует ген, который, как известно, вызывает ожирение, и предположительно участвуют в компульсивном поведении, с помощью генетической мышиной модели компульсивного ухода. Неожиданным результатом стало то, что потомство не было ни навязчивым грумером, ни с ожирением.
Исследование, опубликованное 10 июня в раннем онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), предполагает, что цепи мозга, контролирующие обсессивно-компульсивное поведение, переплетены с цепями, контролирующими потребление пищи и массу тела. Результаты имеют значение для лечения компульсивного поведения, которое связано со многими формами психических заболеваний, включая обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР), синдром Туретта и расстройства пищевого поведения.
Нейропсихиатры UI Майкл Люттер, M.D., Ph.D. и Эндрю Пипер, М.D., Ph.D. руководил исследованием. В команду также входили исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета, Юго-западного медицинского центра Техасского университета, Медицинского центра диаконис Бет Исраэль и Гарвардской медицинской школы.
Люттер, доцент кафедры психиатрии, и Пайпер, доцент кафедры психиатрии и неврологии медицинского колледжа У.И. Карвера, недавно прибыли в UI и использовали модели мышей в своих лабораториях для изучения заболеваний и состояний человека.
Пайпер интересуется компульсивным поведением. В его мышиной модели компульсивности отсутствует белок мозга под названием SAPAP3. Эти мыши чрезмерно ухаживают за собой до такой степени, что могут повредить кожу, и их компульсивное поведение можно эффективно лечить с помощью флуоксетина, препарата, который обычно используется для лечения ОКР у людей.
Люттер работает с мышью, которая генетически имитирует унаследованную форму ожирения человека. У этой мыши отсутствует белок мозга, известный как MC4R. Мутации в гене MC4R являются наиболее частой причиной патологического ожирения и переедания у людей.
"Я изучаю сигнальные пути MC4R и их участие в развитии ожирения," Люттер объясняет. "Меня также интересует, как эти же молекулы влияют на настроение, тревогу и вознаграждение, потому что известно, что существует связь между депрессией и тревогой и развитием ожирения."
Старое исследование показало, что помимо своей роли в приеме пищи и ожирении, MC4R может также играть роль в компульсивном поведении, что заставило Люттера и Пайпера задуматься о способах проверки возможного взаимодействия.
"Мы знали, что у одной мыши вы можете стимулировать чрезмерный уход с помощью этого пути MC4R, а у другой мыши другой путь (SAPAP3) вызывал компульсивный уход," Люттер говорит. "Итак, мы решили скрестить двух мышей вместе, чтобы посмотреть, повлияет ли это на компульсивный уход."
Эксперимент подтвердил их первоначальную гипотезу – отключение белка MC4R у мышей с ОКР нормализовало поведение животных по уходу за собой. Кроме того, химическая блокировка MC4R у мышей с ОКР также устраняет компульсивный уход. Спасенное поведение отражается путем нормализации определенного паттерна коммуникации клеток мозга, связанного с компульсивным поведением.
Однако селекционный эксперимент выявил еще один совершенно неожиданный результат. Потеря белка SAPAP3 у мышей, страдающих ожирением, из-за отсутствия MC4R, продуцированных мышей с нормальным весом.
"У нас было другое, совершенно шокирующее открытие – мы полностью спасли массу тела и потребление пищи у двойной нулевой мыши," Люттер говорит. "Таким образом, мы не только влияли на области мозга, участвующие в уходе и поведении, но также влияли на области мозга, участвующие в приеме пищи и массе тела."
Хотя ожирение и обсессивно-компульсивное поведение могут показаться не связанными друг с другом, Люттер предполагает, что эта связь может быть связана с эволюционной потребностью питаться безопасной, чистой пищей в периоды изобилия и уменьшать это стремление, когда пищи не хватает.
"Безопасность пищевых продуктов была проблемой на протяжении всей эволюции человека – охлаждение – относительно недавнее изобретение," он говорит. "Навязчивое поведение или страх заражения могут быть эволюционной защитой от употребления тухлой пищи."
Масла и жиры содержат много калорий и питательных веществ, но они также портятся намного легче, чем продукты с меньшим содержанием питательных веществ и калорий, такие как картофель, лук или яблоки.
"Я думаю, что обнаруженная нами схема, вероятно, участвует в определении того, следует ли людям есть калорийную пищу или нет," он говорит.
Латтер предполагает, что небольшие нарушения в этой системе могут привести, с одной стороны, к расстройствам, которые связывают тревожность и навязчивое поведение с ограниченным выбором или потреблением пищи, таким как нервная анорексия, синдром Туретта или ОКР, а с другой стороны, к ожирению. где люди чрезмерно потребляют продукты с высоким содержанием жиров и, возможно, снизили навязчивое поведение и беспокойство.
"Следующим шагом будет определение того, как эти два пути взаимодействуют друг с другом, в надежде найти новые способы разработки лекарств для лечения любого из этих расстройств," говорит Пайпер.