Кіріспе
Homo sapiens-те кездесетін сүтқоректілер ақуызы нейропептид Y (NPY) – орталық және шеткі жүйке жүйесіндегі әртүрлі физиологиялық және гомеостаздық процестерге қатысатын 36 аминқышқылдық нейропептид. Ол ГАМК және глутамат сияқты басқа нейротрансмиттерлермен бірге секрецияланады. Автономды жүйеде негізінен симпатикалық жүйке жүйесінің нейрондарымен өндіріледі және күшті қан тамырларын тарылтады, сондай-ақ майлы тіндердің өсуіне ықпал етеді. Мида ол гипоталамус сияқты әртүрлі аймақтарда өндіріледі және бірнеше функцияларды атқарады деп саналады, олардың ішінде: тамақ қабылдауды және май түрінде энергияны жинақтауды күшейту, қорқыныш пен стресті азайту, ауырсыну сезімін төмендету, циркадтық ритмге әсер ету, ерікті түрде алкоголь ішуді азайту, қан қысымын төмендету және эпилепсиялық ұстамаларды бақылау.
Neuropeptide Y (NPY) is a 36 amino acid neuropeptide that is involved in various physiological and homeostatic processes in both the central and peripheral nervous systems. It is secreted alongside other neurotransmitters such as GABA and glutamate. In the autonomic system it is produced mainly by neurons of the sympathetic nervous system and serves as a strong vasoconstrictor and also causes growth of fat tissue. In the brain, it is produced in various locations including the hypothalamus, and is thought to have several functions, including: increasing food intake and storage of energy as fat, reducing anxiety and stress, reducing pain perception, affecting the circadian rhythm, reducing voluntary alcohol intake, lowering blood pressure, and controlling epileptic seizures.
Функция
Нейропептид Y ГАБА-эргиялық нейрондарда синтезделетіні және жасушалық байланыс кезінде нейротрансмиттер ретінде әрекет ететіні анықталды. Нейропептид Y интернейрондарда экспрессияланады. NPY өзінің көптеген әсерлерін Нейропептид Y рецепторлары арқылы жүзеге асырады, негізінен Y1, Y2, Y4 және Y6. Y1 және Y5 субтиптері тамақтануды стимуляциялауда белгілі рөл атқарады, ал Y2 және Y4 аппетитті тежеуде (қан тоқтығында) рөл атқарады. Бұл рецепторлардың кейбіреулері ең жоғары сақталған нейропептидтік рецепторлардың қатарына жатады. Нейропептид Y синтезі мен әсерінің жоғары концентрациясы гипоталамус және гиппокампта, әсіресе доға тәрізді ядрода (ARC) және дентатты гируста табылды. Доға тәрізді ядрода NPY-ның ең жоғары концентрацияларының бірі бар екені анықталды. Бұл NPY-ға әртүрлі гипоталамустық гормондардың, мысалы лютеинизациялау гормонының нейроэндокриндік бөлінуін реттеуге мүмкіндік береді. Нейропептид Y1 рецепторлары дентатты гируста және басқа да ми аймақтарында ең жоғары тығыздықпен кездеседі. NPY митохондриялық функциялар мен динамикаға қатысты көптеген гендердің экспрессиясына әсер ету арқылы митохондриялық желіні модуляциялай алады. NPY-ның төмен дозасында АТФ өндіру гендері (ажырату ақуызы, UCP; ядролық фактор эритроид 2 сияқты 2, NFE2L2) және динамика гені (митофузин 1, MFN1) жоғарылаған (P < 0.05) екені анықталды, ал жоғары дозада митохондриялық динамика маркерлері (митофузин 2, MFN2; OPA1 митохондриялық динамин сияқты GTPase, OPA1) төмендеді (P < 0.05) және митохондриялық биогенезге қатысатын гендер (D цикл, пероксисомды пролифераторды белсендіретін гамма рецепторы, PPARG) артты (P < 0.05).
Жасушалардың өсуі
Нейропептид Y мидың әртүрлі аймақтарындағы нейрогенез процесінде маңызды рөл атқаратыны көрсетілген. НПY нейрогенезге әсер ететін екі нақты ми аймағы – қаптама асты аймақ және гиппокамптың тісті гирусы. Осы аймақтарда жасушалардың өсуі мен көбеюі ересек жасқа дейін жалғасады.
Дентатты гирус
Дентатты гирус жасушалардың көбеюіне маңызды үлес қосады, бұл процесс әртүрлі ішкі факторлармен, оның ішінде нейропептид Y арқылы реттеледі. Интернейрондардан бөлінетін NPY мөлшерін азайту немесе тоқтату мидың осы аймағындағы жасушалардың өсуін баяулатты. NPY, ERK киназа сигналдық жолдарымен өзара әрекеттесу арқылы нейрогенезге әсер етеді. Бұдан өзге, NPY жасушалардың көбеюін күшейту үшін прогенерлік жасушалардың мембраналарындағы Y1 рецепторларын белсендіреді және оларға әсер етеді.
Иіс сезуші шам
Тышқанның иіс сезу эпителийінде NPY экспрессиясын тоқтату нәтижесінде иіс сезуге дамып келетін жасушалардың саны екі есеге азайғаны анықталды. Бұл өз кезегінде тышқандардың иіс сезу жасушаларының жалпы санының азаюына себеп болды. Осы зерттеу NPY-ның дамып келетін жасушаларға тигізетін әсерін нақтылады.
Ашылу
1982 жылы шошқаның гипоталамусынан нейропептид Y (NPY) бөліп алынғаннан кейін, зерттеушілер NPY-нің гипоталамус арқылы жүзеге асырылатын функцияларға қатысы мүмкін деген болжамдар айта бастады. 1983 жылғы зерттеуде NPY-ергикалық аксондық ұштары гипоталамустың паравентрикулярлық ядросында (PVN) анықталды, ал NPY иммунореактивтілігінің ең жоғары деңгейі гипоталамустың PVN-інде кездесті. Алты жыл өткен соң, 1989 жылы Моррис және авторлар мидағы NPY-ергикалық ядролардың орналасқан жерін анықтады. Бұдан әрі, зерттеудегі in situ гибридтеу нәтижелері гипоталамустың доға тәрізді ядросында (ARC) NPY мРНК-ның ең жоғары жасушалық деңгейін көрсетті. 1989 жылы Хаас және Джордж NPY-нің PVN-ге жергілікті инъекциясы егеуқұйрық безін босататын гормонның (CRH) тышқан миында жедел босатылуына әкелетінін хабарлады, бұл NPY-ергикалық белсенділік CRH-нің босатылуын және синтезін тікелей ынталандыратынын дәлелдеді. Бұл жұмыс NPY зерттеулеріндегі маңызды жарияланымға айналды. 1970 жылдары CRH және оның стресске, сондай-ақ семіздік сияқты тамақтану тәртібін бұзуларға қатысы бойынша көп жұмыс атқарылды. Аталған зерттеулер NPY-нің аштықты күшейтуде немесе тамақ қабылдаудағы рөлін түсінуге бастау берді.
Алкоголизм
Нейропептид Y рөлі, оның физиологиялық әсерлерінің кең ауқымына байланысты алкоголизмге қатысы үшін зор назар аударды. NPY нейрондары дофаминергиялық сыйақы жүйесімен және сәйкесінше, ядролық ақырдағы (nucleus accumbens) және амигдаламен (amygdala) байланысты эмоциялық жолдармен өзара әрекеттесетіні көрсетілді. NPY экспрессия деңгейі мен алкогольге деген бейімділік арасында кері байланыс байқалады. Экспрессия деңгейі мидың қызығушылық тудыратын аймағына байланысты. Бұл, бастапқы NPY деңгейі алкогольге деген табиғи бейімділіктің қалыптасуына әсер етуі мүмкін екенін көрсетеді. Бұрын айтылғандай, NPY деңгейі мен этанолдың қабылдануы арасында кері байланыс бар, демек NPY қолжетімділігін арттыру алкогольдің қабылдануын азайтуы мүмкін. Y2 рецепторына химиялық қарсы зат (антагонист) жасау арқылы, ол жанама түрде агонист ретінде әрекет ететін және Y1 рецепторларын стимуляциялайтын, шаштараңдарда алкогольдің тұтынуын азайтуға сәтті қол жеткізілді. Дегенмен, алкогольді ұзақ мерзімді тұтыну NPY гендерінің экспрессиясына, мРНҚ немесе нейропептид деңгейіне әсер етпейтіні дәлелденді, бірақ алкогольді тоқтату кезінде өзгерістер орын алады. Бұл зерттеулер нейропептид Y-дің алкоголь тұтынуға әртүрлі әсер ететінін көрсетеді. Көбінесе жеміс шыбынында NPY-ға ұқсас нейропептид бар, ол F нейропептиді деп аталады. Жыныстық қанағатсыздыққа ұшыраған еркек шыбындарда F нейропептидінің деңгейі төмендейді, бұл олардың алкогольді ерікті түрде тұтынуын арттырады.
Стресс және уайым
Нейропептид Y – анксиолитикалық эндогенді пептид саналады және оның деңгейі стресс әсерінен өзгеруі мүмкін. NPY HPA осімен байланысты және стресті реттеу үшін қажет деп есептеледі. Амигдаладағы Y1 және Y5 рецепторларының жоғары деңгейі қорқыныш деңгейін төмендетуі дәлелденді. Сонымен қатар, Y1 рецепторы алдыңғы мида анксиолитикалық әсерлермен байланысты, ал Y2 рецепторы – көпіршемен (pons) байланысты және қорқыныш реакциясын басаңдату арқылы адамдардың күшті стресс жағдайында жақсырақ өнім көрсетуіне мүмкіндік береді. Тышқандар мен маймылдарды зерттеулер көрсеткендей, қайталама стресс және жоғары майлы, жоғары қантты диета нейропептид Y-дың бөлінуін ынталандырады, бұл іш майының жиналуына себеп болады. Зерттеушілер NPY деңгейін реттеу арқылы қажет емес жерлерден майды жойып, қажетті жерлерде жинауға болатынына сенімді.