Autorami publikacji są badacze z University of California w San Francisco. Jak mówią, większość z nas nie zdaje sobie sprawy z tego, że nasz organizm sam świetnie sobie radzi z utrzymaniem prawidłowej masy ciała; wcale nie musimy fundować mu (przynajmniej nie w tym celu) długich godzin biegania czy siłowni. Wszystko dlatego, że potrafi zrównoważyć ilość zjadanych przez nas kalorii z ilością zużywanej energii. Problem pojawia się, gdy nie słuchamy sygnałów, które od organizmu dostajemy.

„Nasze jelita wyścieła rozległa sieć zakończeń nerwowych i to ona odgrywa ważną rolę w kontrolowaniu tego, ile jemy. Robi to poprzez monitorowanie zawartości żołądka i jelit, a następnie przesyłanie informacji do mózgu. Następnie na podstawie odebranych sygnałów mózg zwiększa lub obniża nasz apetyt” - tłumaczy dr Zachary Knight, neurobiolog biorący udział w badaniu.

Jednak nikt do tej pory nie zidentyfikował konkretnego typu neuronów, które wykonują opisaną wyżej pracę. „Biorąc pod uwagę, jak ważną rolę pełni jedzenie w życiu człowieka, naprawdę zaskakujące jest, że nadal nie znamy podstaw mechanizmów, dzięki którym nasz organizm wie, kiedy jest już najedzony i należy odejść od stołu” - mówi Knight.

Jednym z problemów jest to, że w zbieranie informacji sensorycznych z jelit i żołądka zaangażowane są tysiące nerwów wielu różnych typów. Wszystkie one przesyłają sygnały do mózgu nerwem błędnym. Naukowcy potrafią już blokować lub stymulować aktywność tego nerwu, dzięki czemu wpływają na apetyt zwierząt laboratoryjnych, jednak, jak dotąd, nie ustalili, które zakończenia nerwu błędnego są wiodące w tym procesie.

Aby rozwiązać tę zagadkę, zespół z San Francisco starannie odwzorował komórki nerwowe nerwu błędnego unerwiające żołądek i jelita. Powstała w ten sposób mapa neuronów pozwoliła naukowcom stymulować różne typy komórek u myszy, ujawniając, że to jelitowe „czujniki” rozciągnięcia ścian są najważniejszym czynnikiem powstrzymywania głodnych zwierząt przed pobieraniem pokarmu.

Wcześniej naukowcy klasyfikowali jelitowe neurony czuciowe na trzy typy, w oparciu o anatomię zakończeń nerwowych: zakończenia nerwowe błony śluzowej (które wyściełają wewnętrzną ścianę jelita i wykrywają hormony odzwierciedlające wchłanianie składników odżywczych), IGLEs (czyli zakończenia zlokalizowane w warstwach mięśni otaczających żołądek i jelita) oraz IMAs (zlokalizowane w mięśniach, ale ich funkcja wciąż nie jest znana).

„Nerw błędny jest główną ścieżką przenoszącą informacje z jelit do mózgu, ale tożsamość i funkcje określonych neuronów, które za to dopowiadają, są słabo poznane - wyjaśnia główna autorka pracy, dr Ling Bai. - Dlatego zdecydowaliśmy, że przy użyciu nowoczesnych technik genetycznych, będziemy po kolei określać i opisywać poszczególne typy komórek. Nikt wcześniej tego nie zrobił”.

Badacze odkryli, że zakończenia związane z błoną śluzową występują w wielu różnych odmianach. Cztery z nich przeanalizowali ze szczególną starannością. Niektóre spośród nich głównie w żołądku, inne w różnych częściach jelit, przy czym każdy z typów neuronów okazał się powiązany z konkretną kombinacją hormonów związanych ze składnikami odżywczymi.

Naukowcy zauważyli też, że zakończenia IGLEs, które są szczególnie wrażliwe na rozciąganie ścian danego organu, występują co najmniej w dwóch różnych odmianach: jednej żołądkowej, a drugiej jelitowej.

Aby sprawdzić, w jaki sposób różne typu neuronów jelitowych kontrolują apetyt, zespół posłużył się technikami ontogenetycznymi, polegającymi na kontrolowaniu aktywności określonej grupy komórek za pomocą światła. Chcieli sprawić, aby głodne myszy przestały jeść.

Badacze oczekiwali, że to stymulowanie neuronów żołądkowych IGLEs, które wyczuwają stopień rozciągnięcia tego narządu, przyniesie najlepszy efekt. I owszem - efekt był, ale nie spektakularny. Natomiast stymulowanie różnych typów zakończeń związanych z błoną śluzową jelit wcale nie dało efektu - hipoteza, że są one zaangażowane z sterowanie apetytem, upadła.

Najbardziej zaskakujące było to, co dostrzeżono sterując neuronami IGLEs związanymi z jelitami - okazał się to najskuteczniejszy sposób eliminowania apetytu głodnych zwierząt.

„Jest to dość nieoczekiwane odkrycie, ponieważ od dziesięcioleci uważano, że to receptory czuciowe w żołądku kierują apetytem wyczuwając stopień rozciągnięcia i wypełnienia tego organu, a działanie receptorów jelitowych ogranicza się do wyczuwania zawartości energetycznej przyjętego pokarmu” - podkreśla Bai.

Jak dodaje, otrzymane wyniki skłaniają do rozważań nad tym, czy da się tę nową wiedzę wykorzystać w leczeniu otyłości. Odkrycie wyjaśnia także, dlaczego operacje bariatryczne, polegające na usunięciu części jelit, są tak skuteczne w długoterminowym zmniejszaniu apetytu i trwałej redukcji masy ciała.

„U pacjentów po tego typu zabiegach pokarm bardzo szybko przechodzi z żołądka do jelita, gwałtownie rozciągając to ostatnie. W ten sposób aktywowane zostają receptory rozciągnięcia ścian jelita, sygnał przekazywany jest do mózgu, a głód ulega zahamowaniu” - wyjaśniają naukowcy.

„Mechanizm stojący u podstaw utraty masy ciała w wyniku zastosowania chirurgii bariatrycznej jest jednym z największych nierozwiązanych dotąd problemów z zakresu chorób metabolicznych - uważa dr Knight. - Ekscytujące jest to, że nasza praca może pomóc rozszyfrować tę zagadkę. Oczywiście póki co jest to tylko hipoteza, ale na pewno warto ją przetestować”. (PAP)

kap/ ekr/