Собаки с мутацией в гене POMC сильнее ощущают голод

Мутации, нарушающие лептин-меланокортиновый сигнальный путь, вызывают гиперфагию и приводят к ожирению. Однако влияние мутаций на расходование энергии изучали только на грызунах. Нейроны гипоталамуса, экспрессирующие про-опиомеланокортин (POMC), активируются при избытке нутриентов и инактивируются при дефиците. В результате посттрансляционных модификаций из POMC получается ряд нейроактивных пептидов, которые высвобождаются при активации POMC-нейронов. Среди них — α-MSH и β-MSH, активаторы меланокортиновых рецепторов MC3R и MC4R, а также β-эндорфин. При активации MC4R снижается потребление пищи и увеличивается расход энергии. MC3R регулирует направление энергии на рост и репродуктивную функцию.

У лабрадоров и прямошерстных ретриверов описана мутация в гене POMC, которая влияет на вес тела и отложение жира. Делеция из 14 пар нуклеотидов нарушает выработку β-MSH и β-эндорфина, но не α-MSH. Мутация встречается у 12% лабрадоров и 60% ретриверов. В новой работе британские ученые проанализировали энергетический гомеостаз собак с мутацией в гене POMC. Эта работа важна, так как ранее считалась, что на ожирение у людей влияет отсутствие α-MSH, а не β-MSH, и только в последнее время ученые стали признавать важную роль β-MSH.

Авторы использовали оценку состояния тела (body condition score, BCS), в которой каждый бал представляет собой повышение жировой массы примерно на 8%. Авторы подтвердили, что наличие мутации повышало BCS и пищевую мотивацию у прямошерстных ретриверов и лабрадоров.

К исследованию привлекли взрослых здоровых лабрадоров с нормальным весом или со слегка повышенным, но без ожирения. У некоторых собак мутации в POMC не было, у других она была в гетерозиготе. Авторы оценивали их пищевое поведение.

Через три часа после еды собакам показывали сосиску, после чего ее прятали в пластиковую коробку с перфорированной прозрачной крышкой. Собаки с мутацией проводили больше времени в попытках достать сосиску, что говорит о более сильном ощущении голода. Это соотносится с данными о сильном голоде у людей — носителей мутаций в POMC.

Собак кормили каждые 20 минут, пока собака не откажется от еды или ее не вырвет. В обеих группах собаки съели в среднем 1,9 кг еды, значимой разницы не было. Рвало чаще всего собак дикого типа (9 из 16 против 1 из 12). Таким образом, снижение уровня β-эндорфина и β-MSH не повлияло на насыщение, хотя количество потребляемой еды было очень высоким даже у собак дикого типа. То, что собак с мутацией реже рвало, тоже может быть связано с увеличением потребления энергии.

Далее собакам предлагали два вида коммерчески доступного корма, в один из них добавляли сок лайма (который собакам не нравится). Когда собаки ели корм с лаймом, они чаще останавливались, ели меньше и дольше. Собаки с мутацией съедали корм быстрее, чем собаки дикого типа, но тоже предпочитали корм без лайма.

Далее к исследованию привлекли прямошерстных ретриверов с нормальным весом, с мутацией и без. Исследователи измерили расход энергии у собак в состоянии покоя. Носители мутации расходовали примерно на 25% меньше энергии. Это значит, что для поддержания здорового веса им нужно меньше энергии. Если прибавить повышенное чувство голода, это может объяснить склонность к ожирению у этих собак. При этом собаки были здоровы — гипометаболизм не повлиял на нервную или другие системы.

Мутация в POMC также была ассоциирована с пониженным систолическим давлением по сравнению с собаками дикого типа. Анализы крови были в норме у обеих групп, как и уровни гормонов щитовидки и надпочечников. Таким образом, β-MSH действует независимо от α-MSH как регулятор гомеостаза энергии у собак и людей.

Генетика чернобыльских собак