Процесс насыщения является ключевым компонентом системы пищевого поведения, в основе которого лежит интеграция сигналов от центральных и периферических структур. Парабрахиальное ядро (PBN) продолговатого мозга играет важную роль в контроле метаболизма глюкозы, массы тела и потребления пищи. C одной стороны, нейроны PBN получают тормозные афферентные сигналы о чувстве голода от ядер гипоталамуса, а с другой, возбуждающие сигналы от ядра одиночного пути, участвуя в поддержании баланса между активацией пищедобывательного поведения и формированием чувства насыщения в процессе приема пищи. Дофаминергические нейроны вентральной тегментальной области среднего мозга (DAVTA) и нейроны прилежащего ядра вентрального стриатума являются важным звеном в механизме контроля пищевого подкрепления и формировании стереотипного пищедобывательного поведения. Однако существующие литературные данные не дают однозначного ответа о роли дофаминергической иннервации в проведении и интеграции информации о голоде и насыщении, как и о морфофункциональной организации нейронных сетей, участвующих в контроле пищевого поведения.
Пролить свет на центральные механизмы регуляции пищевого поведения и насыщения удалось ученым из Медицинского Колледжа Бейлора в Хьюстоне. Анатомическую организацию и характер иннервации дофаминергической сети вентральной тегментальной области, парабрахиального комплекса и прилежащего ядра изучали в эксперименте на мышах с помощью метода ретроградного мечения нейронов вирусом простого герпеса. Для определения функциональной роли дофаминергической сети заднего мозга использовали метод оптогенетической стимуляции и запись электрофизиологической активности клеток in vivo.
Ученые обнаружили, что дофаминергические проекции DAVTA широко представлены в различных структурах переднего мозга, в частности в прилежащем ядре вентрального стриатума и латеральном парабрахиальном ядре, содержащем дофаминовые рецепторы 1 типа (DRD1LPBN), и составляют порядка 50% общей популяции клеток вентральной тегментальной области. Активность нейронов DAVTA и DRD1LPBN увеличивается непосредственно перед окончанием приема пищи, а подавление активности DAVTA, наоборот, вызывает снижение скорости насыщения, увеличение длительности приема и количества съедаемой пищи.
Фотостимуляция дофаминергических нейронов задней вентральной тегментальной области, которые проецируются в латеральное ядро парабрахиального комплекса (DAcVTA→LPBN), приводила к прекращению потребления пищи голодными мышами на фоне неизмененной двигательной активности, в то время как активация терминалей, связывающих DAVTA с прилежащим ядром, вызывала увеличение локомоторной активности, не влияя на потребление пищи.
Таким образом, нейронная сеть, представленная дофаминергическими проекциями нейронов DAcVTA задней части вентральной тегментальной области к нейронам DRD1LPBN латерального парабрахиального ядра играет основополагающую роль в регуляции насыщения и потребления пищи. Повышение активности DAVTA→LPBN связано с формированием чувства насыщения и подавлением пищевого поведения.
Центральные механизмы регуляции потребления пищи и насыщения могут стать потенциальной терапевтической мишенью при создании инновационных методов лечения расстройств пищевого поведения, анорексии и ожирения.
