Исследования на мышах показали, что гормон, вырабатываемый в кишечнике, способен посылать сигналы в мозг, влияя на объем расходуемой телом энергии. Этот гормон, известный как фибробластный фактор роста 19 (FGF19), активирует процессы, которые помогают организму тратить больше энергии, использовать накопленный жир в качестве топлива и улучшать контроль веса, а также уровень глюкозы в крови у животных с ожирением.
Ученые связали эти эффекты с действием FGF19 в гипоталамусе – ключевой области мозга, которая получает информацию от остального тела и из окружающей среды для координации энергетического метаболизма. Обнаружено, что сигнализация FGF19 в гипоталамусе усиливает активность термогенных адипоцитов – специализированных жировых клеток, которые сжигают энергию для производства тепла, вместо того чтобы накапливать калории.
Эти открытия позволяют предположить, что FGF19 может стать основой для разработки новых препаратов против ожирения, диабета и других метаболических нарушений. Идея заключается в создании соединений, имитирующих поведение естественных веществ в организме, дублируя действие эндогенных (вырабатываемых самим телом) соединений. Такая стратегия схожа с принципом работы некоторых современных лекарств от диабета и ожирения. Например, препарат Ozempic содержит семаглутид, который активирует рецепторы, имитирующие гормон GLP–1. Это приводит к отправке сигналов насыщения в мозг, помогая пациентам чувствовать сытость при меньшем количестве пищи.
Согласно исследованию, FGF19 не только изменял аппетит или накопление жира. Гормон также уменьшал периферическое воспаление и повышал устойчивость животных к холоду. При блокировке симпатической нервной системы эти преимущества исчезали. В ходе дальнейших экспериментов ученые заметили, что воздействие холода увеличивало экспрессию рецепторов FGF19 в гипоталамусе. Поскольку гипоталамус играет решающую роль в поддержании температуры тела, результаты указывают на то, что FGF19 может помочь организму адаптироваться, координируя энергетический баланс и терморегуляцию.
Профессор Хелена Кристина де Лима Барбоза из Центра исследований ожирения и сопутствующих заболеваний (OCRC) при Государственном университете Кампинаса (UNICAMP) поясняет: «FGF19 уже связывали со снижением потребления пищи. Наша работа открыла новые горизонты, показав, что он также играет важную роль, воздействуя на гипоталамус и стимулируя увеличение расхода энергии в белой и бурой жировой ткани. Иными словами, помимо контроля аппетита, он стимулирует термогенез. Таким образом, с точки зрения терапии, связанной с ожирением, это имеет большой смысл».
Центр OCRC является исследовательским, инновационным и распространяющим центром (RIDC) фонда FAPESP, который также финансировал проект посредством грантов докторанту Лукасу Зангероламо, первому автору исследования, работавшему под руководством Барбозы. Работа подробно описана в статье, опубликованной в журнале American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism, где она была отмечена как «Лучшая статья» в мае.
Всемирный атлас ожирения 2025 предупреждает, что при сохранении текущих тенденций глобальные цели в области здравоохранения на этот год не будут достигнуты. Эти цели включают прекращение роста числа случаев диабета и ожирения, а также сокращение на 25% преждевременных смертей от сердечно–сосудистых заболеваний, хронических респираторных заболеваний и рака, с 2010 года в качестве отправной точки. По оценкам Атласа, в настоящее время более 1 миллиарда человек во всем мире страдают ожирением. Если не будут предприняты эффективные меры, это число может превысить 1,5 миллиарда к 2030 году. Ожирение уже связано примерно с 1,6 миллионами преждевременных смертей ежегодно от неинфекционных заболеваний. Только в Бразилии около 31% населения страдает ожирением, а 40–50% взрослых не достигают рекомендованных уровней физической активности по частоте или интенсивности.
FGF19, участвующий в контроле энергетического метаболизма, в основном вырабатывается в тонком кишечнике. В печени он регулирует выработку желчных кислот, а также влияет на синтез глюкозы и жиров. Хотя его основные функции в печени были широко изучены в научной литературе, его воздействие на мозг до сих пор привлекало гораздо меньше внимания.
«В лаборатории мы работаем с желчными кислотами, которые также являются темой моей магистерской диссертации, и они регулируют высвобождение FGF–19. Наши первоначальные исследования привели нас по этому пути», — рассказал Зангероламо агентству FAPESP. Мышей, используемых в исследовании, в возрасте восьми недель случайным образом разделили на две группы. Одна группа получала стандартную диету (контрольная), а другую кормили высокожирной диетой для вызывания ожирения. Затем исследователи вводили FGF19 непосредственно в мозг животных с ожирением. Все мыши содержались в тщательно контролируемых условиях температуры, освещения и доступа к воде.
В статье ученые сообщают, что центральная сигнализация FGF19 улучшила гомеостаз энергии. Это произошло за счет повышения активности симпатической нервной системы и стимуляции термогенеза в жировой ткани, что привело к большему потреблению энергии в виде тепла. «Мозг играет чрезвычайно важную роль в контроле жировой массы тела. Одновременно с получением информации от периферических тканей он запускает команды. Эти команды, по–видимому, использующие симпатическую нервную систему, кажутся интересным способом для изучения расхода энергии», — добавляет Барбоза.
Чтобы лучше понять, какие именно клетки мозга реагируют на FGF19, авторы скомпилировали и проанализировали общедоступные данные scRNA–seq из нескольких исследований гипоталамуса. Этот метод позволяет секвенировать РНК отдельных клеток, выявляя, какие гены активны в каждом типе клеток. В общей сложности команда оценила транскрипцию более 50 000 отдельных клеток, чтобы идентифицировать гипоталамические популяции клеток, экспрессирующих рецепторы FGF19. Исследователи отмечают, что ключевой вопрос теперь заключается в том, как побудить организм производить больше FGF19 самостоятельно. Они также работают над связыванием этих открытий с уже известными нейронными цепями, регулирующими пищевое поведение. «Мы хотим расширить это понимание. Мы изучаем гипоталамус, чтобы оценить воспаление, обычно наблюдаемое при высокожирной диете, и выяснить, играет ли FGF19 какую–либо роль в этой области», – говорит Зангероламо, который выполнил часть работы во время стажировки в Центре диабета Джослина при Гарвардской медицинской школе у профессора Ю–Хуа Цзенга, также являющегося соавтором статьи.
