Активация орексиновой системы противодействует снижению термогенеза повседневной активности, вызванному рационом с высоким содержанием жиров

Избыточная масса тела и ожирение возникают вследствие дисбаланса между потреблением калорий и расходом энергии, включая расход энергии при спонтанной физической активности (СФА). Изменения СФА и обусловленные ими изменения термогенеза повседневной активности (ТПА), вероятно, взаимодействуют с рационом питания и влияют на риск развития ожирения. Однако результаты предыдущих исследований взаимосвязи между рационом, физической активностью и расходом энергии неоднозначны. Нейропептид орексин стимулирует СФА, а активностью орексиновых нейронов можно управлять с помощью DREADD — дизайнерских рецепторов, активируемых исключительно дизайнерскими препаратами. Мы предположили, что рацион с высоким содержанием жиров (РВЖ) снижает СФА и ТПА, а активация орексиновой системы посредством DREADD устраняет это снижение и, напротив, повышает ТПА. Для проверки этих гипотез мы охарактеризовали поведение мышей, чтобы определить, как доступ к РВЖ влияет на долю времени и вероятность приёма пищи и физической активности. Затем измеряли ТПА после доступа к РВЖ и после вмешательства с использованием DREADD, направленного на орексиновые нейроны. Самцам мышей линии orexin-cre из двух когорт вводили вирус, экспрессирующий активирующий DREADD, в каудальный гипоталамус, где сосредоточены орексиновые нейроны. Затем мышей содержали в клетках для непрерывного метаболического фенотипирования (Sable Promethion). Потребление пищи, показатели непрямой калориметрии и СФА автоматически регистрировали каждую секунду. В первой когорте (n=8) животным сначала предоставляли стандартный корм, а затем переводили их на РВЖ. Во второй когорте (n=4 в каждой группе) половина животных получала РВЖ, а остальные — стандартный корм. Затем у животных, получавших РВЖ, орексиновые нейроны активировали после введения клозапин-N-оксида (CNO). По сравнению с мышами, получавшими стандартный корм, мыши на РВЖ значимо меньше времени проводили за едой (p<0,01) и больше времени — в состоянии бездействия (p<0,01). После приёма пищи мыши на РВЖ значимо чаще переходили к периодам бездействия, чем мыши на стандартном корме (p<0,05). У животных на РВЖ ТПА снижался, но после активации орексиновых нейронов с помощью DREADD повышался до уровня контрольных животных. Потребление пищи в килокалориях значимо не различалось между мышами, получавшими стандартный корм и РВЖ, однако у мышей на стандартном корме расход энергии на единицу СФА был выше, чем у мышей, получавших РВЖ. Эти результаты показывают, что употребление РВЖ снижает СФА и ТПА и увеличивает продолжительность бездействия после еды. В совокупности полученные данные свидетельствуют об изменении эффективности расхода энергии в зависимости от рациона: при РВЖ СФА сопровождается меньшим расходом калорий, чем при стандартном кормлении.