Голодный мозг. Как перехитрить инстинкты, которые заставляют нас переедать

В 1949 году, всего через четыре года после выхода в свет оригинальной работы Гетерингтона по исследованию патологий ядра, ученые из лаборатории Джексона в городе Бар Харбор заинтересовались мышью, которая, кажется, была беременна. Мышь была интересна тем, что всегда все съедала подчистую, а при внимательном изучении вдобавок оказалась самцом. Ученые столкнулись с разновидностью ожирения у мышей, которое развивается в результате спонтанной генетической мутации. Зверька назвали Жирдяем, потому что он был очень толстым и ел за пятерых (рис. 30). Для своих габаритов он обладал низким уровнем расхода энергии и страдал от метаболических нарушений, совсем как человек с избыточным весом. В этом случае ожирение оказалось наследуемым признаком. Ученые определили, что за тучность фигуры отвечает определенный ген,[94] который они назвали ob-ген.

Рис. 30. Мышь Жирдяй. Рядом с ним обыкновенная мышь.

Так началась эра генетических исследований причин ожирения. В 1969 году Лоис и Теодор Цукер обнаружили вид ожирения у крыс, очень напоминавший случай Жирдяя. Ген ожирения крыс тоже передавался по наследству, как и ob-ген. Крысы невероятно полнели, в основном потому, что имели непомерный аппетит (но не только по этой причине). Некоторые особи весили больше одного килограмма и очень напоминали крыс с патологией ядра гипоталамуса. Толстые грызуны получили название тучные крысы Цукера. В следующие десятилетия возникли новые генетические модели развития ожирения у грызунов, в том числе диабет у агути. Ученые описывали генетические мутации, но не могли определить функции мутировавших генов и установить их взаимосвязь.

В 1959 году, через 10 лет после того, как был описан случай Жирдяя, физиолог из Университета Лидса Ромэйн Херви провел серию опытов, результаты которых пролили свет на тайну ожирения крыс с патологией ядра, разжиревшей мыши Жирдяя и тучных крыс Цукера. Он провел парабиоз – хирургическую операцию, суть которой в том, что двух мышей соединяют друг с другом хирургическим путем вдоль боковых поверхностей тела и превращают их в сиамских близнецов.[95] Парабиоз необходим для того, чтобы системы циркуляции крови двух мышей соединились в одну. В этом состоянии мыши медленно обмениваются кровью, в результате чего гормоны, которые производит одна из мышей, попадают в организм второй. Такая экспериментальная модель позволяет выяснить, возникает ли интересующая их особенность – в данном случае ожирение – под воздействием гормона, находящегося в кровеносной системе.

Херви решил проверить, развивается ли ожирение у крыс с патологией ядра гипоталамуса при участии гормона. Ученый повредил вентромедиальное ядро одной крысы, при этом парабиозная крыса-близнец не подвергалась хирургическому вмешательству. Результат эксперимента был просто поразительным. Как и ожидалось, крыса с поврежденным ядром стала объедаться и быстро набрала излишний вес. Совершенно неожиданным было то, что вторая крыса-близнец со здоровым гипоталамусом потеряла интерес к пище, сильно похудела и умерла от голода.[96] Вскрытие показало, что внутренние органы крысы с патологией мозга утопали в жировой ткани, а в теле близнеца жировая прослойка полностью отсутствовала.

Херви решил, что некий фактор попал в кровь крысы с патологией вентромедиального ядра и перешел по общей кровеносной системе в организм крысы-близнеца. В результате у близнеца пропал аппетит и истощилась адипозная ткань. Взяв за основу теорию Гордона Кеннеди, Херви предположил, что жировая ткань вырабатывает особый гормон – фактор сытости. Его концентрация в крови отражает степень адипозности, т. е. чем больше у человека жира, тем выше концентрация гормона в крови. Гормон сытости попадает в кровь и направляется в центр сытости, чтобы помочь головному мозгу контролировать аппетит и сдерживать адипозность (см. рис. 31). Когда жировая масса увеличивается, повышается и фактор сытости. Он подавляет аппетит и возвращает адипозность к нормальному состоянию. То же верно и в обратном порядке: когда жировая масса уменьшается, снижается и фактор сытости. В этом случае появляется аппетит, и жир снова накапливается до нормы. Согласно теории Херви фактор сытости и вентромедиальное ядро гипоталамуса образуют систему обратной связи, которая контролирует стабильное состояние адипозности. Система получила название липостат от греческих слов «жир» и «постоянство».

Рис. 31. Липостатическая система Ромэйна Херви. Жировая ткань (внизу) вырабатывает фактор сытости, который воздействует на мозг (вверху), который, в свою очередь, контролирует аппетит и сдерживает адипозность.