Mozkový okruh snímající leptin pomáhá překonat úzkost, aby uspokojil životně důležité potřeby

Jak savci zvládají jíst v situacích, které způsobují úzkost, vkročit do exponovaných prostor nebo zpomalit, když je úzkost nutí pokračovat v pohybu? Nová studie poukazuje na okruh citlivý na leptin v laterálním hypotalamu, který pomáhá překonat úzkost a provádět základní chování, jako je zkoumání, krmení a omezení maladaptivní hyperaktivity.

Leptin je hormon, který působí v mozku, reguluje energetickou rovnováhu, ovlivňuje chuť k jídlu a stravovací návyky. Leptin je snímán neurony, které mají leptinové receptory. Mnoho z těchto neuronů se nachází v laterální hypotalamusoblast mozku, kde se spojují metabolické signály. Je zodpovědný za regulaci stravovacího chování.

Studie „Populace laterálních hypotalamických neuronů exprimující leptinové receptory působí proti úzkosti, aby umožnila adaptivní behaviorální reakce“, vedená profesorkou Dr. Tatianou Korotkovou, ředitelkou Institutu systémové fyziologie Univerzity v Kolíně nad Rýnem a hlavní řešitelkou CECAD Cluster of Excellence on Aging Research. se objevil v Příroda Neuroscience.

Úzkost je ochranný stav, který nám pomáhá vyhýbat se škodlivým podmínkám. Úzkost nám však také může bránit v plnění životně důležitých potřeb, jako je jídlo, a v některých případech může dokonce vést k maladaptivnímu chování, jako je nadměrné cvičení při mentální anorexii.

Protože hypotalamus a jeho jádrové obvody jsou mezi myší a lidmi evolučně konzervovány, vymezení mechanismů laterálního hypotalamu citlivého na leptin by mohlo poskytnout základ pro klinickou translaci a vývoj léků. V model myšitým ukazuje, že aktivita v bočním snímání leptinu neurony hypotalamu předpovídá stav úzkosti jedince a lze jej vyladit tak, aby obnovil adaptivní volby i za podmínek, které úzkost způsobují.

Vědci použili malé mikroskopy k vizualizaci aktivity jednotlivých neuronů, zatímco myši volně zkoumaly různá prostředí a zapojily se do různých spontánních chování.

„Zobrazili jsme aktivitu neuronů citlivých na leptin, zatímco myši čelily situacím, které by mohly způsobit úzkost. Viděli jsme, že tyto neurony se aktivují, kdykoli zvířata překonala úzkost a volně prozkoumala exponovaná místa nebo se v nich přiblížila k potravě,“ říká Rebecca Figge-Schlensok, doktorandka na univerzitě v Kolíně nad Rýnem. „Když jsme tuto aktivitu posílili, myši prozkoumávaly více a byly schopny jíst v náročných kontextech – jasné známky toho, že tento okruh pomáhá překonat úzkost a podporuje adaptivní chování zaměřené na cíl.“

Výzkumníci dále pozorovali zvýšený vstup z prefrontální kůra— oblast, která zprostředkovává kognitivní kontrolu — u více úzkostných zvířat. Tento vstup potlačil aktivitu buněk snižujících úzkost, čímž zabránil úlevě od úzkosti. To ukazuje roli kognitivní kontroly v regulaci emočních stavů.

„To, co nás vzrušilo, je, že aktivita těchto neuronů citlivých na leptin nesleduje pouze stav – ale předpovídá, který jedinec bude v náročné situaci více či méně úzkostný,“ poznamenává Dr. Anne Petzold, spoluprvní autorka, v současnosti vedoucí skupiny v Evropském institutu neurověd v Göttingenu. „Větší vstup z prefrontálního kortexu poskytl mechanickou rukojeť, proč úzkostnější jedinci nedokážou získat tento okruh snižující úzkost.“

Úzkost má jasné klinické průsečíky, zejména s mentální anorexií. Za účelem prozkoumání terapeutického potenciálu neuronů zmírňujících úzkost a citlivých na leptin pro léčbu mentální anorexie se tým obrátil na preklinický model onemocnění anorexie nervosa: model anorexie založený na aktivitě.

V tomto paradigmatu myši s plánovaným přístupem k potravě a volně přístupným kolečkem spontánně vyvinou nadměrnou úroveň cvičení. Tento symptom, často pozorovaný u pacientů s mentální anorexií, může přechodně zmírnit úzkost, ale zhoršuje negativní energetickou bilanci. Posílení aktivity laterálních hypotalamických neuronů snímajících leptin snížilo nadměrné cvičení na základní úroveň, čímž se odpojila úzkost z kompenzačního běhu.

Toto pozorování ukazuje na mechanismus snižující úzkost a uchovávající energii. „Úzkost a mentální anorexie jdou často ruku v ruce – a anorexie má nejvyšší úmrtnost ze všech psychiatrických poruch, dosud bez účinné farmakologické léčby,“ říká hlavní autorka Korotková.

„Pomocí identifikace hypotalamického uzlu citlivého na leptin, který omezuje lokomoci řízenou úzkostí, aniž by potlačoval normální aktivitu, začínáme chápat, jak emoční stav a energetická bilance protínají v mozku. Dalším krokem je otestovat, zda farmakologická modulace těchto neuronů může pomoci léčit úzkost a poruchy příjmu potravy.“