Ген, известен с ролята си в развитието на мозъка преди раждането, продължава да функционира и дълго след детството, като влияе върху начина, по който организмът реагира на стрес и натрупва мазнини. Това показва ново научно изследване, което предлага възможно обяснение за връзката между стреса и увеличаването на телесните мазнини.
Учени от Института „Вайцман“ в Израел установили, че генът Orthopedia, известен като Otp, остава активен и в зряла възраст. Той участва в регулирането на хормоналните системи, които контролират стресовите реакции, метаболизма и поведението.
Откритието е публикувано в научното списание Endocrinology, съобщава Newsweek.
„Транскрипционните фактори са специални протеини, които по същество помагат за включването и изключването на гените. Те позволяват на клетките да се различават една от друга, да се развиват с течение на времето и да реагират на промени в околната среда, като температурни колебания или промени в хормоналните нива“, обяснява клиничният психолог д-р Джесика Маккарти пред Newsweek.
По думите ѝ Orthopedia е транскрипционен фактор, който има съществена роля в ембрионалното развитие и се среща основно в хипоталамуса. Това е областта на мозъка, която отговаря за регулирането на невроендокринните системи, стреса и метаболитния баланс.
„Липсата на Otp, особено по време на ембрионалното развитие, е смъртоносна. Изследователите искаха да установят дали този ген има и други функции“, допълва тя.
Ген, който продължава да работи през целия живот
Otp действа в клетъчното ядро и е жизненоважен за организма. Отдавна е известна ролята му в изграждането на хипоталамуса, който регулира основни жизнени процеси като глада, съня, размножаването и реакциите на стрес.
Преди повече от десетилетие същият изследователски екип, ръководен от професор Гил Левковиц в сътрудничество с професор Алон Чен, установил, че нарушаването на функцията на Otp по време на ранното развитие на мозъка при риби данио води до неспособност за нормална реакция на стрес в зряла възраст.
Това поставило въпроса дали генът продължава да изпълнява определена функция в мозъка на възрастния организъм, или ролята му приключва с развитието му.
За да намерят отговор, учените провели експерименти с мишки. Те разработили генетичен инструмент, който им позволил да изключат Otp в определени мозъчни клетки само при възрастни животни, без да засягат предходното развитие на мозъка.
Резултатите показали съществени промени.
Мишките, при които Otp бил изключен, отделяли прекомерни количества хормони на стреса, включително кортикостерон. Животните проявявали и поведение, наподобяващо депресивни състояния, като по-често избягвали предизвикателства и се отказвали по-лесно от изпълнението на задачи.
Нарушения настъпили и в метаболизма им. Нивата на хормоните на щитовидната жлеза се понижили, телесната температура спаднала, а холестеролът се повишил.
Въпреки че мишките се хранели нормално и тежали приблизително колкото останалите животни, те натрупвали повече телесни мазнини и реагирали по-слабо на сигналите за глад.
Как мозъкът свързва стреса с метаболизма
Според изследователите Otp функционира подобно на диспечер, който приема сигнали от организма и околната среда, след което ги насочва към определени участъци от ДНК, регулиращи работата на хормоналните системи.
Откритието показва, че еволюцията вероятно е използвала един и същ генетичен механизъм за две различни задачи.
По време на ембрионалното развитие Otp подпомага специализацията на мозъчните клетки. В зряла възраст същата система участва в управлението на ежедневните стресови реакции и използването на енергията.
Понякога тя предизвиква на пръв поглед противоположни ефекти, като едновременно стимулиране на глада и увеличаване на разхода на енергия, за да поддържа баланса в организма.
„Установихме, че същата генетична програма, която оформя връзките в мозъка по време на ембрионалното развитие, продължава да играе централна роля в регулирането на стресовите реакции и енергийния баланс на организма през целия му живот“, заявява професор Гил Левковиц.
По думите му учените са идентифицирали нов основен регулатор на баланса между мозъка и тялото.
„По-задълбоченото разбиране на начина, по който той функционира, може един ден да доведе до по-прецизни методи за лечение на различни нарушения, свързани със стреса и метаболизма. Целта би била системата постепенно да бъде върната към баланс, вместо дейността ѝ да бъде изцяло блокирана, когато нещо не функционира правилно“, обяснява ученият.
Връзката между физическото и психическото състояние
Д-р Джесика Маккарти отбелязва, че резултатите показват колко тясно са свързани регулаторните системи в човешкия организъм.
Според нея Otp има значение за функционирането на хипоталамуса и в зряла възраст, като участва в координирането на реакциите на стрес, сигналите от щитовидната жлеза, телесната температура, телесния състав и механизмите за регулиране на глада.
„Това, което наблюдаваме отвън като отделно поведение, всъщност може да бъде крайният резултат от много по-сложни процеси, протичащи между мозъка и тялото“, обяснява психологът.
Тя подчертава значението на редовните профилактични прегледи и кръвните изследвания, които могат да помогнат за установяване или изключване на физиологични проблеми, влияещи върху поведението.
Засега резултатите са получени при експерименти с животни. Предстоят допълнителни изследвания, които да установят доколко откритият механизъм функционира по същия начин при хората и дали може да бъде използван за разработването на нови терапевтични подходи.
