Čím menej červ druhu Caenorhabditis elegans (C. elegans ) žerie , tým pomalšie stráca tuk. Vedci zo Scripps Research teraz zistili, prečo je to tak: malá molekula, ktorú produkujú črevá červov počas hladovania, putuje do mozgu a blokuje signál spaľovania tukov počas tohto obdobia.Hoci presná molekula, ktorú identifikovali u červov, ešte nebola skúmaná u ľudí, nová práca pomáha vedcom lepšie pochopiť zložitú interakciu medzi črevom a mozgom. Mohla by tiež objasniť, prečo má pôst – zdržanie sa jedla na určitý čas – výhody, ktoré nezávisia od množstva prijatých kalórií.
Nová štúdia bola uverejnená v časopise Nature Communications 11. augusta2024.

Vedci pod vedením Supriya Srinivasan, profesorky neurovedy Scripps Research, PhD, hlavnej autorky novej štúdie, po prvýkrát zistili, že pôst prenáša do mozgu informácie, ktoré presahujú rámec obyčajnej kalorickej deprivácie. Tieto zistenia ich vedú k zamysleniu, či v črevách iných živočíchov vrátane cicavcov vznikajú molekuly, ktoré vysvetľujú niektoré zdravotné účinky spojené s pôstom.

Molekula inzulínu produkovaná črevnými bunkami ovplyvňuje metabolizmus tukov prostredníctvom mozgu

Vedci už dlho vedia, že mozog riadi produkciu a odbúravanie tukov u ľudí, iných cicavcov a modelových organizmov, ako je C. elegans. V roku 2017 Srinivasanova skupina identifikovala FLP-7, mozgový hormón, ktorý stimuluje spaľovanie tukov v črevách nematódy. C. elegans však nemajú v črevách senzorické nervy, takže vedci sa snažili rozlúštiť opačnú komunikačnú cestu: Ako črevá signalizujú mozgu? Odborníci vedeli, že zmena metabolizmu v čreve môže zmeniť vlastnosti neurónov v mozgu, ale bolo veľmi záhadné, ako sa to vlastne deje. V novej práci Srinivasanová a jej kolegovia postupne odstránili z čriev C. elegans viac ako 100 signálnych molekúl a merali ich vplyv na produkciu FLP-7 v mozgu.

Zistili, že jedna molekula má zásadný vplyv na FLP-7: forma inzulínu známa ako INS-7. U ľudí je inzulín známy predovšetkým ako hormón produkovaný pankreasom, ktorý kontroluje hladinu cukru v krvi. Táto molekula inzulínu však bola namiesto toho produkovaná črevnými bunkami mala vplyv aj na metabolizmus tukov prostredníctvom mozgu. Keď vedci zistili, že ide o inzulín, považovali to za paradox. Inzulín je tak dobre preskúmaný u cicavcov a neexistoval žiadny precedens, že by inzulínová molekula zohrávala takúto úlohu.

Keď však skupina skúmala, ako INS-7 pôsobí na mozgové bunky produkujúce FLP-7, zistili, že neaktivuje inzulínové receptory – ako všetky predtým objavené molekuly inzulínu – ale blokuje inzulínový receptor. Táto blokáda následne spustila kaskádu ďalších molekulárnych udalostí, ktoré nakoniec spôsobili, že mozgové bunky prestali produkovať FLP-7. Podľa Srinivasana je INS-7 v podstate signál z čriev, ktorý mozgu oznamuje, aby momentálne nespaľoval ďalšie tukové zásoby, pretože mu nie je dodávaná žiadna potrava.

Signály medzi črevom a mozgom riadia metabolizmus

Štúdie už ukázali, že obdobie pôstu môže ovplyvniť organizmus rôznymi spôsobmi, ale mechanizmy týchto zmien boli doteraz nejasné. Nová štúdia poukazuje na jeden zo spôsobov, ktorým môže prázdne črevo vysielať signál do mozgu, čo môže viesť k celému radu zdravotných účinkov, ktoré sa netýkajú len tuku. Nové zistenia podľa Srinivasana pomáhajú vysvetliť, ako mozog a tráviaci systém komunikujú oboma smermi pri riadení metabolizmu v reakcii na dostupnosť potravy. Je potrebný ďalší výskum, aby sa určilo, ktoré konkrétne cesty u cicavcov sa podieľajú na nových signáloch medzi črevom a mozgom.

Zlúčeniny, ktoré napodobňujú črevné hormóny – ako napríklad semaglutid, známy pod obchodnými názvami Ozempic, Wegovy a Rybelus – sa nedávno osvedčili v boji proti obezite a cukrovke, takže nové črevné peptidy by mohli doplniť túto skupinu liekov. Srinivasan tiež plánuje experimenty na preskúmanie toho, ako sú črevné bunky C. elegans stimulované k produkcii INS-7 počas hladovania a aké typy mozgových buniek sú touto molekulou ovplyvnené.