Рис. 27. Первая стереотаксическая рама. Аппарат был запатентован американцем Робертом Кларком в 1914 году. Череп фиксируется в центре рамы при помощи дужек и «удила». Зонд в правой части использовался для проведения операций. Патент # US1093112-8.
Рис. 28. Вентромедиальное ядро гипоталамуса
Рис. 29 убедительно доказывает, что крысы с патологией ядра гипоталамуса находились на серьезной стадии ожирения, некоторые весили почти килограмм.
[91] В начале 1940-х годов физиолог Джон Бробек из Йельского университета стал первым, кто провел всестороннее исследование пищевого поведения мышей с патологией ядра. Он писал, что крысы были «чудовищно прожорливы». После операции им настолько хотелось есть, что они принимались набивать рот еще до того, как проходило действие анестезии. Обжорство продолжалось несколько часов без остановки, затем крысы стабильно съедали в два и в три раза больше обычной суточной нормы в течение месяца. Бробек заметил, что количество излишней пищи соотносится с количеством набранного веса. После того как крысам принудительно ограничивали питание до нормы, набор лишнего веса прекращался.
Рис. 29. Крыса с патологией ядра гипоталамуса (справа) рядом со здоровой крысой (слева). Цифра показывают вес крыс в граммах. Взято из работы П. Тетельбаума «Материалы Американского философского общества» 108 (1964): 464 с разрешения Американского философского общества.
Из этого следует, что крысы с патологией ядра гипоталамуса страдали от ожирения по причине чрезмерного потребления пищи.
[92]
Ученые стали считать вентромедиальное ядро гипоталамуса центром сытости. Животные с поврежденным ядром теряли возможность чувствовать насыщение и быстро накапливали лишний жир. Угнетенное состояние этого отдела мозга погубило Элизу Мозер, пациентов Флёриха и крыс Гетерингтона и Бробека.
[93] Ученые обнаружили центр сытости, но им еще предстояло выяснить, как он работает.
Поиск фактора сытости
В 1949 году, всего через четыре года после выхода в свет оригинальной работы Гетерингтона по исследованию патологий ядра, ученые из лаборатории Джексона в городе Бар Харбор заинтересовались мышью, которая, кажется, была беременна. Мышь была интересна тем, что всегда все съедала подчистую, а при внимательном изучении вдобавок оказалась самцом. Ученые столкнулись с разновидностью ожирения у мышей, которое развивается в результате спонтанной генетической мутации. Зверька назвали Жирдяем, потому что он был очень толстым и ел за пятерых (рис. 30). Для своих габаритов он обладал низким уровнем расхода энергии и страдал от метаболических нарушений, совсем как человек с избыточным весом. В этом случае ожирение оказалось наследуемым признаком. Ученые определили, что за тучность фигуры отвечает определенный ген,
[94] который они назвали ob-ген.
Рис. 30. Мышь Жирдяй. Рядом с ним обыкновенная мышь.
Так началась эра генетических исследований причин ожирения. В 1969 году Лоис и Теодор Цукер обнаружили вид ожирения у крыс, очень напоминавший случай Жирдяя. Ген ожирения крыс тоже передавался по наследству, как и ob-ген. Крысы невероятно полнели, в основном потому, что имели непомерный аппетит (но не только по этой причине). Некоторые особи весили больше одного килограмма и очень напоминали крыс с патологией ядра гипоталамуса. Толстые грызуны получили название тучные крысы Цукера. В следующие десятилетия возникли новые генетические модели развития ожирения у грызунов, в том числе диабет у агути. Ученые описывали генетические мутации, но не могли определить функции мутировавших генов и установить их взаимосвязь.
В 1959 году, через 10 лет после того, как был описан случай Жирдяя, физиолог из Университета Лидса Ромэйн Херви провел серию опытов, результаты которых пролили свет на тайну ожирения крыс с патологией ядра, разжиревшей мыши Жирдяя и тучных крыс Цукера. Он провел парабиоз – хирургическую операцию, суть которой в том, что двух мышей соединяют друг с другом хирургическим путем вдоль боковых поверхностей тела и превращают их в сиамских близнецов.
[95] Парабиоз необходим для того, чтобы системы циркуляции крови двух мышей соединились в одну. В этом состоянии мыши медленно обмениваются кровью, в результате чего гормоны, которые производит одна из мышей, попадают в организм второй. Такая экспериментальная модель позволяет выяснить, возникает ли интересующая их особенность – в данном случае ожирение – под воздействием гормона, находящегося в кровеносной системе.
Херви решил проверить, развивается ли ожирение у крыс с патологией ядра гипоталамуса при участии гормона. Ученый повредил вентромедиальное ядро одной крысы, при этом парабиозная крыса-близнец не подвергалась хирургическому вмешательству. Результат эксперимента был просто поразительным. Как и ожидалось, крыса с поврежденным ядром стала объедаться и быстро набрала излишний вес. Совершенно неожиданным было то, что вторая крыса-близнец со здоровым гипоталамусом потеряла интерес к пище, сильно похудела и умерла от голода.
[96] Вскрытие показало, что внутренние органы крысы с патологией мозга утопали в жировой ткани, а в теле близнеца жировая прослойка полностью отсутствовала.
