Tại Trung tâm y tế Beth Israel Deaconess (BIDMC), các nhà nghiên cứu đã xác định được tế bào thần kinh bí ẩn đóng một vai trò trong việc thúc đẩy cảm giác no và đói. Phát hiện này đã giúp điều chỉnh lại mô hình cân bằng nội môi hiện tại - bộ não duy trì hiện trạng của cơ thể qua cơ chế bổ sung thức ăn.

Được công bố trên tạp chí Nature Neuroscience, phát hiện cung cấp hiểu biết mới về các cơ chế của cảm giác đói, no và có thể giúp các nhà nghiên cứu tìm giải pháp cho bệnh béo phì đang phổ biến hiện nay.

"Mô hình hiện tại thiếu một cơ chế cảm giác no nhanh chóng tác dụng tương tự như các tế bào thần kinh thúc đẩy cảm giác đói. Thành phần mới này, chúng tôi xác định như là cực dương còn các nơron thúc đẩy cảm giác đói là cực âm", tác giả Bradford B. Lowell, giáo sư y khoa tại Khoa Nội tiếtm, BIDMC cho biết.

Nao chi phoi cam giac them an nhu the nao? - Anh 1

Béo phì đang là căng bệnh toàn cầu

Các nhà nghiên cứu từ lâu đã biết rằng cảm giác đói được tạo ra bởi hai loại tế bào thần kinh: liên kết Agouti protein (AgRP) và pro-opiomelanocortin (POMC). Tế bào thần kinh AgRP điều khiển cảm giác đói; kích thích các dây thần kinh gây cảm giác muốn ăn trong vòng vài phút. Các nhóm đối lập của tế bào thần kinh đói là POMC, đã được chứng minh gây cảm giác no. Những thí nghiệm trên chuột bị thiếu tế bào thần kinh POMC đã cho thấy những con chuột này ăn một lượng lớn thức ăn và nhanh chóng béo phì.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, công nghệ mới đã cho phép các nhà khoa học lựa chọn thao tác trên các tế bào thần kinh ở động vật, chứng minh ảnh hưởng trực tiếp tế bào thần kinh cụ thể trên các hành vi. Khoảng 5 năm trước đây, loại nghiên cứu này cho thấy tế bào thần kinh POMC hoạt động trong nhiều giờ không giống như tế bào thần kinh AgRP chỉ duy trì trong vài phút.

"Hiệu ứng kéo dài do thiếu các tế bào thần kinh POMC, bản thân chúng không có đầy đủ các đối tác hoạt động như đối với các tế bào thần kinh AgRP. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng một thành phần thần kinh quan trọng nhưng chưa biết của hệ thống tạo cảm giác no chưa được mô phỏng đầy đủ trong các mô hình hiện có", tác giả chính Henning Fenselau, Tiến sĩ, nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của Lowell tại BIDMC cho biết.

Nao chi phoi cam giac them an nhu the nao? - Anh 2

Cơ chế kiểm soát cảm giác đói – no của hệ thần kinh

Hơn nữa, bởi vì nhóm đang tìm kiếm tế bào thần kinh sẽ ngăn chặn kích thích ăn, họ thu hẹp tìm kiếm cho những hóa chất thần kinh, chất dẫn truyền kích thích gọi là glutamate. Trong cuộc nghiên cứu, Lowell và các đồng nghiệp điều tra một tập hợp con thứ ba của tế bào thần kinh có tên là Vglut2, có chức năng mà trước đây chưa từng được biết.

Trong một loạt các thí nghiệm, Lowell và các đồng nghiệp sử dụng optogenetics (sử dụng ánh sáng để kích hoạt tế bào thần kinh biến đổi di truyền) và chemogenetics (việc sử dụng các phân tử để kích hoạt tế bào thần kinh có mục tiêu) để thao tác tế bào thần kinh cụ thể nhằm xác định vai trò của họ trong hành vi ăn.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng, không giống như các tế bào thần kinh POMC, Vglut2 là tế bào thần kinh có thể trong thực tế nhanh chóng ngăn chặn hành vi ăn ở chuột. Khi các nhà nghiên cứu tiến hành kích thích hóa học các tế bào thần kinh Vglut2 đối tượng thí nghiệm giảm ăn rõ rệt. Khi ức chế tế bào thần kinh Vglut2, khả năng ăn của đối tượng thí nghiệm tăng lên.

Họ cũng nhận thấy rằng tất cả ba loại tế bào thần kinh - tế bào thần kinh AgRP, Vglut2 và POMC – chúng tương tác trong cùng một mạch. Tất cả ba tập trung trong cùng một nơi để ngăn chặn cảm giác đói, đây là đề tài nghiên cứu trước đây của Lowell và đồng nghiệp. Tế bào thần kinh AgRP ức chế hoạt động tại nơi này, gây ra cảm giác đói, trong khi tế bào thần kinh Vglut2 kích thích nhanh chóng tác dụng, ức chế cơn đói. Thành viên thứ ba của mạch này là tế bào thần kinh POMC, gián tiếp làm giảm cơn đói bằng cách phát ra một loại hormone có khả năng kết hợp với tế bào thần kinh Vglut2 để ngăn chặn cơn đói.

"Chúng tôi nghĩ rằng điều này là rất quan trọng bởi vì nó có thể là một lời giải thích lý do tại sao các cá thể thiếu gen POMC trở nên cực kỳ béo phì, ngay cả khi những tế bào thần kinh của mình không trực tiếp thúc đẩy cảm giác no. Nếu không có POMC, các tế bào thần kinh Vglut2 sẽ không hiệu quả trong việc kích thích cảm giác no. Bạn cần cả hai tế bào thần là POMC và Vglut2 cho cơ chế để cảm giác no hoạt động bình thường", Fenselau cho biết.

Nao chi phoi cam giac them an nhu the nao? - Anh 3

Giấc mơ sáu múi không còn xa nếu chi phối được cảm giác thèm ăn

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu lập trình tự gen bằng cách tập hợp các tế bào thần kinh và thấy nó có hormone oxytocin. Biết là đóng một vai trò trong liên kết nhóm, oxytocin có liên quan đến cảm xúc của sự mãn nguyện và đã được nghiên cứu về tiềm năng trở thành một loại thuốc giảm cân. Fenselau cho biết "Những phát hiện của chúng tôi chắc chắn có thể giải thích lý do tại sao oxytocin có hiệu quả trong cảm giác no".

Để theo dõi, các nhà khoa học sẽ tiếp tục điều tra sự tương tác giữa ba loại tế bào thần kinh và vai trò của chúng trong bệnh béo phì.

Quốc Văn (sciencedaily)