Известно, что ожирение приводит к снижению уровня тестостерона у мужчин, что влияет на мышечную массу и когнитивные функции, а также на репродуктивную функцию за счет уменьшения количества сперматозоидов и снижения либидо. Каким образом ожирение вызывает эти изменения, а также сердечно-сосудистые заболевания и диабет 2 типа, до конца не понятно.
Используя мышей, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров, чтобы имитировать человеческое ожирение, исследовательская группа под руководством ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что ожирение вызывает хронические изменения в мозге. Команда обнаружила, что в мозге мышей наблюдалось сокращение связей между нейронами и подавление (уменьшение количества) рецепторов, которые обычно сообщают мозгу о наличии достаточного количества энергии и о необходимости прекращения приема пищи.
«Это может объяснить, почему мы не прекращаем чрезмерное потребление калорий», — сказала Джурджика Косс, профессор биомедицинских наук, которая возглавляла исследование, опубликованное в журнале Neuroscience. «У мышей с избыточным весом также наблюдалось снижение уровня тестостерона в крови и снижение количества сперматозоидов».
Она объяснила, что репродуктивная функция регулируется осью гипоталамус-гипофиз-гонады, петлей обратной связи, которая регулирует половое размножение и развитие. Гипоталамус — сложная область мозга, которая регулирует потребление пищи, температуру, жажду и размножение. Он содержит нейроны, регулирующие синтез и секрецию гормонов гипофиза, расположенного в основании мозга, которые затем регулируют синтез тестостерона и выработку спермы в семенниках у мужчин (а также выработку эстрогена и овуляцию у женщин).
«Когда эти нейроны в гипоталамусе не функционируют должным образом, как при ожирении, это приводит к снижению уровня гормонов гипофиза и снижению выработки тестостерона и спермы», — сказала Косс. «К нашему удивлению, мы обнаружили, что основным местом воздействия ожирения является мозг, а не яички или гипофиз, поскольку нарушается нормальное функционирование нейронов, регулирующих воспроизводство».
Джурджика Косс подчеркнула, что те же механизмы мозга, которые ее лаборатория исследовала на мышах для исследования, существуют и у людей.
«У нас есть одни и те же нейроны, которые регулируют размножение и потребление пищи, и те же гормоны в гипофизе, которые регулируют функцию яичек у мужчин, например, синтез тестостерона и выработку спермы», — сказала она.
Нейроны в мозге связаны и общаются друг с другом через синапсы. Нейроны, регулирующие потребление пищи и расход энергии, взаимодействуют с нейронами, регулирующими размножение, для координации их функций, поскольку воспроизводство — энергозатратный процесс.
«Выращивание ребенка требует много энергии», — сказала Джурджика Косс. «Мы подсчитали количество синапсов в нейронах, которые регулируют размножение в мозге, и выявили меньше синаптических связей у мышей, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров. Мы до сих пор не знаем точно, как это происходит, но теперь, после выявления специфических популяций нейронов и конкретных синаптических молекул, на которые влияет ожирение, мы можем сосредоточить наши будущие исследования на попытках понять эти наблюдения».