Chinese Academy of Sciences เปิดเผยว่าการขาดสารลิวซีนสามารถนำไปสู่ความผิดปกติของกฎระเบียบจากส่วนกลาง

ในการศึกษาใหม่ นักวิจัยจากสถาบันโภชนศาสตร์ที่ระบบประสาทส่วนกลางได้เปิดเผยกลไกโดยที่ลิวซีนการขาดการควบคุมการเผาผลาญไขมันส่วนปลาย, กระดาษถูกตีพิมพ์ออนไลน์ใน Molecular Endocrinology, วารสารนานาชาติของต่อมไร้ท่อที่รู้จักกันดี การวิจัยนำโดย Feifan Guo นักวิจัยจาก Institute of Nutrition ซึ่งได้รับปริญญาเอกด้าน neurobiochemistry จากมหาวิทยาลัยโตเกียวในญี่ปุ่นในปี 2544 และต่อมาได้ทำงานเป็นนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตในสหรัฐอเมริกาในปี 2550 เขาได้รับคัดเลือกให้เป็น นักวิจัยของ Institute of Nutritional Sciences at the Chinese Academy of Sciences และได้รับเลือกให้เข้าร่วมโครงการ 100 คน งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากโครงการ 973, มูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ, คณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซี่ยงไฮ้ และสถาบันวิทยาศาสตร์จีน ทางเดินของระบบประสาทส่วนกลางมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเครือข่ายควบคุมระดับโมเลกุลเมตาบอลิซึมของเนื้อเยื่อส่วนปลาย และความผิดปกติของมันเป็นสาเหตุสำคัญของโรคเมตาบอลิซึม ระบบประสาทส่วนกลาง โดยเฉพาะไฮโพทาลามัส มีบทบาทสำคัญในการรับสารอาหารและควบคุมการเผาผลาญ ไฮโปทาลามัสซึ่งมีหน้าที่สองอย่างของเส้นประสาทและระบบต่อมไร้ท่อ สามารถสัมผัสถึงสภาวะทางโภชนาการของร่างกายได้โดยตรง และกระตุ้นการควบคุมการเผาผลาญของเนื้อเยื่อส่วนปลายผ่านทางเดินสัญญาณการรับรู้ทางโภชนาการ ในปัจจุบัน ยังไม่มีรายงานโดยละเอียดเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำทางโภชนาการของกรดอะมิโนและการควบคุมการเผาผลาญรอบข้าง LEUCINE เป็นหนึ่งในร่างกาย&กรดอะมิโนจำเป็นและสารควบคุมการเผาผลาญที่สำคัญ การวิจัยก่อนหน้านี้โดยทีมวิจัยพบว่า การขาดลิวซีนสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมอย่างกว้างขวางในเนื้อเยื่อส่วนปลายของร่างกาย ซึ่งรวมถึง การปราบปรามการสังเคราะห์กรดไขมันในตับ ความไวของอินซูลินที่เพิ่มขึ้น การสูญเสียไขมันอย่างรวดเร็วในช่องท้อง และการผลิตความร้อนที่เพิ่มขึ้นในเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล นอกจากนี้ยังพบว่าการขาดสารลิวซีนสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเส้นทางการส่งสัญญาณหลายทางในไฮโปทาลามัส ขอแนะนำว่าไฮโปทาลามัสสามารถตอบสนองต่อการขาดลิวซีนและควบคุมการเผาผลาญไขมันส่วนปลายเพิ่มเติมภายหลังการรวมสัญญาณหลายชุด แต่กลไกเฉพาะไม่ชัดเจน . ในการศึกษานี้ Dr. Cheng Ying และ Zhang Qian จากกลุ่ม Guo's พบว่าหนูที่ได้รับอาหารที่มี leucine-deficiency จะทำให้ระดับ leucine ในเลือดลดลงอย่างรวดเร็วหลังการฉีด leucine เข้าเส้นเลือดในสมอง และสามารถป้องกันการขาดสาร leucine ที่เกิดจากการสูญเสีย การผลิตไขมันสีขาวและไขมันสีน้ำตาลทำให้การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์เพิ่มขึ้น จากการศึกษาพบว่าการฉีดลิวซีนจากส่วนกลางสามารถเปลี่ยนระดับฟอสโฟรีเลชั่นของไลเปสที่ไวต่อฮอร์โมน (HSL) ในเนื้อเยื่อไขมันสีขาวและระดับการแสดงออกของโปรตีน 1(UCP1) ที่แยกจากกันในเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล การศึกษาเพิ่มเติมพบว่าการขาดลิวซีนนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของฮอร์โมนคอร์ติโคโทรปิน (CRH) ในนิวเคลียส paraventricular ของไฮโปทาลามัส ซึ่งจะกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติก ในด้านหนึ่งก็ส่งเสริมการเพิ่มขึ้นของไขมันในไขมันสีขาว เนื้อเยื่อซึ่งแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของระดับฟอสโฟรีเลชั่นของ HSL ในทางกลับกัน ส่งเสริมการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นในเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลซึ่งแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของ UCP1 EXPRESSION การรวมกันของทั้งสองทำให้เกิดการสูญเสียไขมันหน้าท้องอย่างรวดเร็ว การทดลองในหลอดทดลอง พบว่าลิวซีนไม่มีเส้นทางสัญญาณ GS/CAMP/PKA/CREB เพื่อกระตุ้นเซลล์ประสาทไฮโปทาลามิก และ Creb ทำหน้าที่โดยตรงต่อบริเวณโปรโมเตอร์ของ CRH และควบคุมการแสดงออกของ CRH การศึกษานี้เป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่า hypothalamic CRH ถูกควบคุมโดยระดับลิวซีนและเป็นตัวควบคุมหลักของการเผาผลาญไขมันส่วนปลายและการเผาผลาญพลังงานที่เกิดจากการขาดลิวซีน ผลของการศึกษานี้ได้วางรากฐานที่มั่นคงสำหรับการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกรดอะมิโนที่ตรวจจับได้จากส่วนกลางและการควบคุมการเผาผลาญไขมันส่วนปลาย และความเข้าใจในการควบคุมเมตาบอลิซึมของส่วนปลายโดยระบบประสาทส่วนกลาง ช่วยให้เข้าใจกลไกของโรคอ้วนและโรคเมตาบอลิที่เกี่ยวข้องอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น