Im mniej robak z gatunku Caenorhabditis elegans (C. elegans ) je , tym wolniej traci tłuszcz. Teraz naukowcy ze Scripps Research odkryli, dlaczego tak się dzieje: mała cząsteczka wytwarzana przez jelita robaków podczas postu podróżuje do mózgu i blokuje sygnał spalania tłuszczu w tym czasie. Chociaż dokładna cząsteczka, którą zidentyfikowali u robaków, nie została jeszcze zbadana u ludzi, nowa praca pomaga naukowcom lepiej zrozumieć złożoną interakcję między jelitami a mózgiem. Może również rzucić światło na to, dlaczego post – powstrzymywanie się od jedzenia przez pewien czas – przynosi korzyści, które są niezależne od ilości kalorii spożywanych przez daną osobę. Nowe badanie zostało opublikowane w Nature Communications 11 sierpnia2024 roku.

Naukowcy kierowani przez dr Supriyę Srinivasan, profesor neuronauki w Scripps Research, główną autorkę nowego badania, po raz pierwszy odkryli, że post przekazuje do mózgu informacje wykraczające poza zwykłe pozbawienie kalorii. Odkrycia te skłoniły ich do zastanowienia się, czy istnieją cząsteczki wytwarzane w jelitach innych zwierząt, w tym ssaków, które wyjaśniają niektóre skutki zdrowotne związane z postem.

Cząsteczka insuliny wytwarzana przez komórki jelit wpływa na metabolizm tłuszczów za pośrednictwem mózgu

Naukowcy od dawna wiedzą, że mózg kontroluje produkcję i rozkład tłuszczów u ludzi, innych ssaków i organizmów modelowych, takich jak C. elegans. W 2017 roku grupa Srinivasana zidentyfikowała FLP-7, hormon mózgowy, który stymuluje spalanie tłuszczu w jelitach nicienia. Jednak C. elegans nie mają nerwów czuciowych w jelitach, więc naukowcy starali się rozszyfrować odwrotną ścieżkę komunikacji: w jaki sposób jelita sygnalizują mózgowi?

Eksperci wiedzieli, że zmiana metabolizmu w jelitach może zmienić właściwości neuronów w mózgu, ale bardzo zastanawiające było, jak to się właściwie dzieje. W nowej pracy Srinivasan i jej współpracownicy usunęli ponad 100 cząsteczek sygnałowych z jelit C. elegans, jedna po drugiej, i zmierzyli ich wpływ na produkcję FLP-7 w mózgu.
Znaleźli jedną cząsteczkę, która miała duży wpływ na FLP-7: formę insuliny znaną jako INS-7. U ludzi insulina jest znana przede wszystkim jako hormon wytwarzany przez trzustkę, który kontroluje poziom cukru we krwi. Jednak ta cząsteczka insuliny była wytwarzana przez komórki jelitowe i miała również wpływ na metabolizm tłuszczów za pośrednictwem mózgu. Kiedy naukowcy odkryli, że jest to insulina, pomyśleli, że to paradoks.
Insulina jest tak dobrze zbadana u ssaków i nie było precedensu dla cząsteczki insuliny odgrywającej taką rolę.

Jednak gdy grupa zbadała, w jaki sposób INS-7 wpływa na komórki mózgowe produkujące FLP-7, odkryła, że nie aktywuje receptorów insuliny – jak wszystkie wcześniej odkryte cząsteczki insuliny – ale blokuje receptor insuliny. Ta blokada z kolei uruchomiła kaskadę innych zdarzeń molekularnych, które ostatecznie spowodowały, że komórki mózgowe przestały produkować FLP-7. Według Srinivasana, INS-7 jest w zasadzie sygnałem z jelit, który mówi mózgowi, aby nie spalał więcej zapasów tłuszczu w tej chwili, ponieważ nie jest dostarczane żadne pożywienie.

Sygnały między jelitami a mózgiem kontrolują metabolizm

Badania wykazały już, że okresy postu mogą wpływać na organizm na różne sposoby, ale mechanizmy tych zmian były wcześniej niejasne. Nowe badanie wskazuje na jeden ze sposobów, w jaki puste jelita mogą sygnalizować mózgowi, potencjalnie prowadząc do szeregu skutków zdrowotnych wykraczających poza tłuszcz. Nowe odkrycia, powiedział Srinivasan, pomagają wyjaśnić, w jaki sposób mózg i układ trawienny komunikują się w obu kierunkach, aby kontrolować metabolizm w odpowiedzi na dostępność żywności. Potrzebne są dalsze badania, aby określić, które konkretne szlaki u ssaków są zaangażowane w nowe sygnały między jelitami a mózgiem.

Związki naśladujące hormony jelitowe – takie jak semaglutyd, znany pod markami takimi jak Ozempic, Wegovy i Rybelus – okazały się ostatnio popularne w walce z otyłością i cukrzycą, więc nowe peptydy jelitowe mogłyby uzupełnić tę klasę leków. Srinivasan planuje również eksperymenty mające na celu zbadanie, w jaki sposób komórki jelitowe C. elegans są stymulowane do produkcji INS-7 podczas postu i na jakie typy komórek mózgowych wpływa ta cząsteczka.