Рис. 36. Астроциты и микроглия в спокойном (слева) и возбужденном (справа) состояниях.

И мы их нашли. В гипоталамусе толстых крыс и мышей астроциты достигали крупных размеров, их нитевидные отростки были спутаны в плотную массу. Клетки микроглии также были увеличены в размерах, кроме того, их число превышало норму. Описанные изменения обнаружились рядом с нейронами NPY- и ПОМК-нейронами (дугообразное ядро). Больше подобной активности клеток нигде не наблюдалось. Исходя из результатов исследования, мы заключили, что грызуны с ожирением страдали от слабого повреждения мозга в области центра регуляции пищевого поведения и адипозности. Кроме того, когда грызунов перевели на высококалорийную диету, ответная реакция на повреждение мозга и воспалительный процесс возникли прежде, чем развилось ожирение. В этой связи можно предположить, что повреждение мозга повлекло за собой процесс накопления лишнего жира.

С крысами все стало до некоторой степени ясно. Но какое отношение наши открытия имеют к человеческому организму? Чтобы выяснить, поврежден ли гипоталамус у людей, страдающих ожирением, мы обратились за помощью к нашей коллеге Элен Щур – специалисту в области борьбы с ожирением из Вашингтонского университета. Она специализируется на магнитно-резонансной томографии (МРТ). С помощью МРТ исследователи и врачи могут заглянуть в живой мозг без риска нанести ему повреждения. Это своего рода рентген, на котором появляется высокоточное изображение мягких тканей.

Врачи назначают исследование МРТ, чтобы диагностировать повреждения мозга в результате инсультов и травм. В поврежденном мозге астроциты приходят в возбужденное состояние и начинают активно поддерживать процесс восстановления тканей. В результате появляется «шрам», который виден на МРТ-снимке даже спустя много лет после травмы. Аналогичным образом клетки кожи выращивают рубцовую ткань, чтобы закрыть порезы.

Хотя мы не рассчитывали увидеть настоящие рубцы в гипоталамусе людей, страдающих от избыточного веса, но все равно решили проверить, не найдутся ли там схожие изменения. Нам показалось возможным обнаружить такие же разросшиеся клетки, как в мозге грызунов. На снимке мы нашли то, что искали. Исследования Щур показали, что чем ярче выражены повреждения в гипоталамусе, тем больше вероятность того, что у человека проблемы с избыточным весом. Кроме того, в основном поврежденные ткани локализовывались вокруг NPY- и ПОМК-нейронов. «Из этого открытия можно сделать страшный вывод, – говорит Щур. Наша еда разрушает отдел мозга, который контролирует полноту тела, аппетит, сахар крови и даже репродуктивное здоровье».[124] Опухоль в гипоталамусе у Элизы Мозер спровоцировала развитие ожирения. Легкие повреждения в той же области можно считать причиной постепенного перехода на одежду все большего и большего размера.

Пришло время раз и навсегда разобраться, как взаимосвязаны повреждения гипоталамуса и развитие ожирения. Повреждения мозга вызывают ожирение или, напротив, являются следствием его развития? Или, возможно, эти два процесса протекают параллельно? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо провести больше исследований. Сегодня мы можем заключить, что гипоталамус при ожирении находится в нездоровом состоянии. Это явление хотя бы отчасти может быть результатом потребления вредных продуктов питания. Гипоталамус активирует клетки, которые помогают ему справиться с неблагоприятной ситуацией. Активность некоторых клеток теоретически блокирует сигнал лептина и таким образом запускает процесс накопления лишнего жира.[125] Этот процесс протекает параллельно с изменением заданного значения липостата, который мы изучили в прошлой главе.

Термин «повреждение мозга» отдает безысходностью, поэтому у людей, которые стремятся сбросить лишний вес, могут сейчас опуститься руки. Но наши исследования показывают, что этот процесс обратим. Во всяком случае, у мышей. Мы перевели своих мышей на здоровую диету, при этом не стали сокращать количество потребляемых калорий. Они начали терять лишний вес, астроциты и микроглия вернулись в нормальное состояние. Выздоравливали даже мыши, длительно страдавшие от ожирения. Пока мы не можем доказать, что люди реагируют на изменение питания таким же образом, но есть все основания на это надеяться.

Какие же особенности имела диета грызунов, от которой они толстели? И как эта пища смогла нанести вред гипоталамусу? В основном питание мышей напоминало рацион современного человека, живущего в развитом государстве. Иными словами, они питались рафинированными, высококалорийными продуктами с повышенным содержанием жиров и сахара, которые сильно воздействовали на центр пищевого вознаграждения (у грызунов). Шварц и я давали своим грызунам голубой корм, по текстуре напоминавший жирное тесто для выпечки[126] (123). Мышам он нравился гораздо больше, чем обычный нерафинированный и обезжиренный корм. Когда грызуны получали неограниченный доступ к голубому тесту, то не переставая пожирали его в течение недели.

Многие исследователи поставили перед собой задачу отыскать ключевой механизм воздействия вредных продуктов на гипоталамус и появление ожирения. В результате возникло несколько гипотез, и в поддержку каждой из них выступают различные доказательства. Некоторые ученые считают, что низкое содержание клетчатки в рационе неблагоприятно воздействует на популяцию бактерий в кишечнике (кишечная микробиота), что ускоряет воспалительные процессы и способствует ожирению. Другие видят в качестве главного подозреваемого насыщенные жиры. С этой точки зрения ненасыщенные жиры, например оливковое масло, в меньше степени способствует ожирению. Еще одна группа ученых рассматривает негативные последствия переедания, включая воспалительные процессы, которые возникают из-за повышенной концентрации жиров и сахара в крови. Они оказывают влияние на работу гипоталамуса и завышают установленное значение липостата. В совокупности эти процессы приводят к развитию ожирения.

Мы пока не знаем всех тонкостей этого явления, но можем с уверенность говорить о том, что легкий доступ к рафинированным, высококалорийным продуктам с сильными подкрепляющими свойствами влечет увеличение жировых запасов. Этот процесс схож в организме животных и человека. Особенно опасен рацион, который характеризуется широким разнообразием вкусовых восторгов. Яркий пример такого питания – «диета из супермаркета», то есть вся магазинная пища в фабричной упаковке, о которой мы говорили в первой главе.