Colegiul Medical din Georgia la Universitatea Augusta

semnal

IMAGINE: Dr. Alexis Stranahan și coautor imunolog Dr. Babak Baban vezi mai multe

Credit: Phil Jones, fotograf senior, Universitatea Augusta

Greutatea excesivă din mijlocul nostru oferă celulelor imune rezidente ale creierului o expunere puternică la un semnal care le întoarce împotriva noastră, punând în mișcare un crescendo de inflamație care dăunează cognitivității, spun oamenii de știință.

Se știe că această adipozitate viscerală, caracterizată printr-un fizic în formă de măr, este considerată deosebit de rea pentru corpul și creierul nostru.

Dar oamenii de știință ai Colegiului Medical din Georgia au arătat pentru prima dată că un mod în care grăsimea viscerală este dăunătoare pentru creier este prin faptul că permite accesul ușor și excesiv la semnalul proteic proinflamator interleucina-1 beta, relatează ei în Journal of Clinical Investigation.

„Am trecut dincolo de corelații spunând că există multă grăsime viscerală aici și că există un declin cognitiv, astfel încât acestea ar putea interacționa între ele”, spune Dr. Alexis M. Stranahan, neurolog în cadrul Departamentului de Neuroștiințe și Medicină Regenerativă MCG de la Universitatea Augusta.

Am identificat un semnal specific care este generat în grăsimea viscerală, eliberat în sânge care trece prin bariera hematoencefalică și în creier unde activează microglia și afectează cognitivitatea.

Creierul nu vede de obicei o mare parte din această interleukină-1 beta, dar Stranahan și colegii ei au descoperit că adipozitatea viscerală generează niveluri cronice ridicate ale semnalului care, la rândul lor, activează supra-microglia de obicei protectoare, celulele imune rezidente din creierul nostru .

Un pic ca o oală mocnită, această inflamație cronică din grăsimea viscerală determină formarea de complexe inflamatorii care amplifică în continuare răspunsul imun și inflamația. Proteina NLRP3 este o componentă de bază a complexului inflammasomic în grăsime și este cea care promovează producția și eliberarea interleukinei-1 beta de către celulele grase și stimulează focul inflamator.

Se știa că aceste reacții cauzează probleme în organism, iar acum oamenii de știință MCG au dovezi că cauzează probleme în creier.

Pentru a explora efectele creierului, oamenii de știință au eliminat NLRP3 din șoareci și au descoperit că șoarecii erau protejați împotriva inflamației creierului indusă de obezitate și a problemelor cognitive care pot rezulta. De asemenea, au transplantat țesut adipos visceral de la șoareci obezi și șoareci obezi lipsiți de NLRP3 în primitori de șoareci slabi și au constatat că transplantul de la șoarecele NLRP3 knockout nu a avut în esență niciun efect.

Dar transplantul de la șoareci obezi, dar integrați genetic, a crescut nivelurile de interleukină-1 beta în hipocampus, un centru de învățare și memorie în creier și tulburări de cunoaștere.

S-au uitat mai departe și au descoperit că doar transplantul de grăsime viscerală a cauzat în esență același impact ca obezitatea rezultată dintr-o dietă bogată în grăsimi, incluzând creșterea semnificativă a nivelului creierului de interleukină-1 beta și activarea microgliei. Șoarecii care lipsesc receptorul interleukinei-beta beta pe microglia au fost, de asemenea, protejați de aceste ravagii cerebrale.

Descoperirile lor au permis oamenilor de știință să înceapă să adune piesele pe care NLRP3 le lucra prin interleukina-1 beta, ceea ce i-a determinat să elimine și receptorul interleukinei-1 beta asupra microgliei și să confirme acțiunea din creier.

Microglia funcționează de obicei ca câini de pază, monitorizând în permanență și călătorind prin creier, eliminând celulele moarte și alte resturi, precum și o multitudine de alte sarcini, cum ar fi formarea și tăierea conexiunilor între neuroni. Microglia are, de asemenea, receptori pentru interleukina-1 beta, iar proteina, ale cărei numeroase acțiuni includ promovarea inflamației, trece cu ușurință prin bariera de protecție hematoencefalică.

Acțiunile utile - sau dăunătoare - ale Microgliei rezultă probabil din semnale la care sunt expuse și un alt lucru pe care pare să-l facă interleukina-1 este să solicite microgliei să înfășoare sinapsele, exercitând eventual o presiune dăunătoare și/sau eliberând substanțe care interferează cu conversațiile dintre neuroni, Spune Stranahan. În absența bolii, microglia este, de asemenea, cunoscută pentru a îmbrățișa sinapsele, dar pentru a elibera lucruri bune, cum ar fi factorul neurotrofic derivat din creier, care este ca un îngrășământ pentru aceste conexiuni neprețuite.

Microglia fericită are, de asemenea, procese îndelungate care îi permit să se întindă și să își îndeplinească numeroasele sarcini; iar inflamația retrage aceste procese. Oamenii de știință au descoperit procese mult mai scurte și microglie mai puțin complexă la șoareci pe o dietă bogată în grăsimi, mai multe modificări care nu s-au întâmplat când NLRP3 a fost eliminat.

Pentru a măsura capacitatea cognitivă, oamenii de știință au analizat capacitatea șoarecilor de a naviga într-un labirint de apă după 12 săptămâni, pe o dietă bogată sau cu conținut scăzut de grăsimi. Ei au descoperit că a fost nevoie de șoareci normali sau de tip sălbatic care consumă o dietă mai bogată în grăsimi, precum și de primitorii de transplant visceral cu NLRP3 intact mai mult timp pentru a negocia labirintul de apă. De fapt, în timp ce puteau ajunge la o platformă pe care o vedeau, au avut probleme să găsească una sub suprafața apei pe care fuseseră învățați să o găsească. Șoarecii cu receptorul interleukinei-1 eliminat, l-ar putea găsi bine, spune Stranahan.

Dieta bogată în grăsimi, șoarecii transplantați au avut, de asemenea, conexiuni mai slabe sau sinapse între neuronii implicați în învățare și memorie. Șoarecii cu o dietă bogată în grăsimi, dar lipsită de NLRP3, au fost scutiți de aceste modificări, la fel ca șoarecii cu o dietă cu conținut scăzut de grăsimi.

De asemenea, la fel ca mulți dintre noi, șoarecii tind să prefere jucării noi, iar cei care au o dietă cu conținut scăzut de grăsimi sau cu NLRP3 au fost mai buni în recunoașterea obiectelor noi cu care să se joace și sinapsele lor au fost mai puternice. Șoarecii cu transplant bogat în grăsimi păreau să nu-și amintească atât de bine cu ce jucărie se jucaseră deja.

Există deja o protecție potențială împotriva efectelor asupra creierului, spune Stranahan, menționând biologicii folosiți la om pentru probleme precum artrita reumatoidă și boala Crohn, care vizează interleukina-1 beta. Inflamația indusă de obezitate apare de-a lungul anilor și la fel și inflamația în unele dintre aceste boli inflamatorii cronice, spune Stranahan.

Există, de asemenea, dovezi că chirurgia bariatrică, care uneori include îndepărtarea grăsimii viscerale, poate îmbunătăți atenția, starea de spirit și funcția executivă.

Există multe ipoteze despre motivul pentru care grăsimea viscerală este atât de inflamată, inclusiv apropierea de microbiota intestinală, o piesă centrală a răspunsului nostru imunitar, care este programată să atace invadatorii.

Ratele crescute de declin cognitiv au fost legate de obezitate la om, inclusiv de contracție a zonelor cheie ale creierului, cum ar fi hipocampul, deși au existat, de asemenea, rapoarte contradictorii despre impactul general asupra obezității asupra sănătății, relatează oamenii de știință.

Contradicția impactului poate fi legată de locul în care se găsește grăsimea, spune Stranahan, ale cărui obiective următoare includ studierea efectelor protectoare aparente ale grăsimilor depuse sub piele, numite grăsimi subcutanate, ale căror beneficii pot include să vă permite să stocați energia departe de zona abdominală extrem de inflamatorie. zonă.

Raportul talie la șold este un indicator mai bun al adipozității viscerale decât indicele standard de masă corporală sau IMC, care împarte greutatea la înălțime.

Cercetarea a fost finanțată de Institutele Naționale de Sănătate.

Declinare de responsabilitate: AAAS și EurekAlert! nu sunt responsabili pentru acuratețea comunicatelor de presă postate pe EurekAlert! prin instituții care contribuie sau pentru utilizarea oricărei informații prin intermediul sistemului EurekAlert.