Kad ķermeņa temperatūra pazeminās, organisms sāk patērēt vairāk enerģijas, lai radītu siltumu, un vienlaikus pastiprina apetīti, lai papildinātu aukstuma pārvarēšanai izlietoto enerģiju. Lai gan šīs reakcijas ir zināmas jau gadu desmitiem, līdz šim nebija skaidrs, kā smadzenes tās koordinē.

Jaunā pētījumā, ko vadīja USF Health pētnieks Yong Xu, zinātnieki necilvēku modeļos identificējuši iepriekš nezināmu smadzeņu ķēdi, kas temperatūras pazemināšanos pārvērš koordinētā ēšanas, siltuma ražošanas un enerģijas izmantošanas reakcijā. Pētījums publicēts žurnālā Neuron.

Hipotalāma reģions darbojas kā aukstuma reakcijas centrs

Atklājums atklāj līdz šim pirmo zināmo funkciju mugurējā aizmugurējā periventrikulārā hipotalāma kodolam jeb dPVp — maz izpētītam apgabalam hipotalāma aizmugurējā daļā.

“Mēs identificējām ļoti maz izpētītu smadzeņu reģionu un pēc tam atradām šim reģionam pirmo funkciju,” sacīja Xu, USF Health Morsani Medicīnas koledžas Psihiatrijas un uzvedības neirozinātnes katedras profesors un Molekulārās psihiatrijas centra direktors. Viņš skaidroja, ka dPVp pamatfunkcija ir sajust temperatūras svārstības un koordinēt uzvedības un vielmaiņas pārmaiņu kopumu, kas nepieciešams, lai reaģētu uz aukstumu.

Pētījums liecina, ka dPVp darbojas kā aukstuma reakcijas kontroles centrs smadzenēs. Ķermeņa temperatūrai pazeminoties, šis reģions kļūst ļoti aktīvs un iedarbina neironus, kas pastiprina vēlmi ēst un palielina ķermeņa siltuma ražošanu.

Neironu aktivizēšana palielināja gan ēšanu, gan enerģijas patēriņu

Lai noteiktu dPVp funkciju, pētnieki eksperimentāli mainīja aukstumu uztverošo neironu aktivitāti šajā reģionā. Tas atklāja dPVp centrālo lomu organisma uzvedības un vielmaiņas reakciju koordinēšanā aukstuma iedarbības laikā.

Aktivizējot dPVp neironus, tika novērotas negaidītas vielmaiņas pārmaiņas: palielinājās vēlme uzņemt pārtiku, bet vienlaikus organisms sadedzināja vairāk enerģijas. Pēc Xu teiktā, šī reakcija palīdzēja novērst svara pieaugumu un uzlaboja glikozes regulāciju.

Pētnieki dPVp neironos identificēja arī bioloģisku “aukstuma sensoru” — olbaltumvielu, kas palīdz smadzeņu šūnām sajust aukstumu un koordinēt organisma atbildes reakciju.

KCNK2 jeb TREK-1 var kļūt par zāļu mērķi

Šis aukstuma sensors, kas pazīstams kā KCNK2 jeb TREK-1, varētu kļūt par mērķi zāļu izstrādei, kas imitētu dažus ar aukstuma reakciju saistītos vielmaiņas ieguvumus.

“Tā vietā, lai vienkārši samazinātu pārtikas uzņemšanu, šis ceļš varētu palīdzēt organismam izmantot enerģiju efektīvāk,” sacīja Hailan Liu. Viņa ir USF Health Molekulārās psihiatrijas centra pētniece un pētījuma pirmā autore. “Viens no turpmākajiem virzieniem ir izmantot to kā zāļu mērķi, lai izstrādātu ļoti selektīvus KCNK2 inhibitorus kā nākotnes medikamentu,” viņa piebilda.

Pētnieki norāda, ka atklājumam ilgtermiņā varētu būt nozīme aptaukošanās, 2. tipa diabēta un citu vielmaiņas traucējumu ārstēšanā. Daudzas pašreizējās pieejas galvenokārt cenšas mazināt apetīti, taču jaunatklātais ceļš nākotnē varētu tikt izmantots vielmaiņas uzlabošanai, palīdzot organismam sadedzināt un izmantot vairāk enerģijas.

“Ja izdotos izstrādāt veiksmīgas ārstēšanas metodes, kuru mērķis būtu aukstuma sensors, cilvēkiem nebūtu jāpakļaujas aukstām temperatūrām, lai iegūtu šos ieguvumus,” sacīja Xu. “Cilvēks varētu saglabāt vielmaiņas veselību bez diētas.”

Pētījuma autori ir Hailan Liu un kolēģi. Darbs A hypothalamic neuronal population coordinates metabolic adaptations to cold publicēts žurnālā Neuron 2026. gadā. Tā DOI ir 10.1016/j.neuron.2026.08.024.