Китайська академія наук показує, що дефіцит лейцину може призвести до центральної регуляторної дисфункції.

У новому дослідженні дослідники з Інституту харчових наук центральної нервової системи виявили механізм, за допомогою якоголейциндефіцит регулює периферичний ліпідний метаболізм, стаття була опублікована в Інтернеті в молекулярній ендокринології, відомому Міжнародному журналі ендокринології. Дослідження очолив Фейфан Го, дослідник Інституту харчування, який отримав докторський ступінь з нейробіохімії в Університеті Токіо в Японії в 2001 році, а потім працював постдокторантом в США, в 2007 році він був завербований в якості наукового співробітника Інституту харчових наук в Китайській академії наук, і був обраний в програму 100 осіб. Робота підтримується програмою 973, Фондом природничих наук, Шанхайською науково-технічною комісією та Китайською академією наук. Шлях центральної нервової системи тісно пов'язаний з метаболічною молекулярно-регуляторною мережею периферичних тканин, а його дисфункція є важливою причиною метаболічних захворювань. Центральна нервова система, особливо гіпоталамус, відіграє важливу роль в зондуванні поживних речовин і регуляції обміну речовин. Гіпоталамус, який має подвійні функції нервової та ендокринної системи, може безпосередньо відчувати харчовий стан організму і активувати метаболічну регуляцію периферичних тканин через сигнальний шлях живлення. В даний час немає детального звіту про центральну харчову індукцію амінокислот і її регуляцію периферичного обміну. ЛЕЙЦИН є однією з незамінних амінокислот організму і важливим метаболічним регулятором. Попередні дослідження, проведене командою, показали, що дефіцит лейцину може викликати великі метаболічні зміни в периферичних тканинах організму, до них відносяться пригнічення синтезу жирових кислот печінки, підвищена чутливість до інсуліну, швидка втрата жиру в животі і збільшення виробництва тепла в жировій тканині Брауна. Також було встановлено, що дефіцит лейцину може викликати зміни в декількох сигнальних шляхах в Гіпоталамусі, передбачається, що гіпоталамус може реагувати на дефіцит лейцину і далі регулювати периферичний ліпідний обмін після серії інтеграції сигналу, але конкретний механізм не ясний. У цьому дослідженні доктор Чен Ін і Чжан Цянь з групи Го виявили, що миші, яких годували лейцино-дефіцитними дієтами, швидко відновили їх гіпоталамічний рівень лейцину після інтрацебровентрикулярної ін'єкції лейцину і можуть запобігти дефіциту лейцину, викликаного втратою білого жиру, а вироблення тепла коричневого жиру збільшило фенотипічні зміни. Дослідження показали, що центральна ін'єкція лейцину може змінити рівень фосфорилювання гормоночутливої ліпази (HSL) в білій жировій тканині і рівень експресії роз'єднання білка 1 (UCP1) в тканинах коричневих жирових відкладень. Подальші дослідження показали, що дефіцит лейцину призводить до збільшення експресії гормону кортикотропіну (CRH) в паравентрикулярному ядрі Гіпоталамуса, що, в свою чергу, активізує симпатичну нервову систему, з одного боку, сприяє збільшенню ліпідів в білій жировій тканині, що показало підвищення рівня фосфорилювання HSL, з іншого боку, сприяло збільшенню споживання енергії в тканинах адипози Брауна, що показало збільшення експресії UCP1 Комбінація двох причин швидкої втрати абдомінального жиру. Експерименти In vitro виявили, що лейцину не вистачає сигнального шляху GS/CAMP/PKA/CREB для активації гіпоталамічних нейронів, а Creb безпосередньо діє на промоутерну область CRH і регулює експресію CRH. Це дослідження є першим, яке демонструє, що гіпоталамічний CRH регулюється рівнями лейцину і є ключовим регулятором периферичного ліпідного та енергетичного обміну, викликаного дефіцитом лейцину. Результати цього дослідження заклали міцну основу для подальшого вивчення центральних чутливих амінокислот і регуляції периферичного ліпідного обміну, а також збагатили розуміння людьми регуляції периферичного обміну центральною нервовою системою, корисно поглибити розуміння механізму ожиріння і супутніх метаболічних захворювань.