5 Minuten
Paslėptas hipotalaminis tinklas stabilizuoja naktinį gliukozės lygį
Paslėptas smegenų ląstelių tinklas apsaugo nuo naktinių gliukozės kritimų, paverčiant riebalus kuru — tai gali būti raktas siekiant geriau suprasti prediabetą. Šaltinis: Shutterstock
Smegenys yra pagrindinis kraujyje cirkuliuojančios gliukozės reguliatorius per didelius iššūkius, tokius kaip stiprus badavimas ar hipoglikemija, tačiau jų vaidmuo kasdienėje gliukozės kontrolėje buvo mažiau ištirtas. Naujas Mičigano universiteto tyrimas, paskelbtas žurnale Molecular Metabolism, identifikuoja specifinę neuronus grupę ventromedialiniame hipotalame (VMH), kuri padeda palaikyti stabilų gliukozės kiekį kraujyje įprastomis sąlygomis, ypač ankstyvosiomis naktinio bado valandomis.
Mokslinis kontekstas ir eksperimentinis požiūris
Hipotalamas integruoja hormoninius ir nervinius signalus, koordinuodamas alkį, temperatūrą, streso reakcijas ir medžiagų apykaitos pusiausvyrą. Per dešimtmečius atlikti tyrimai siejo hipotalaminę disfunkciją su gliukozės svyravimais sergant cukriniu diabetu. Ypač VMH buvo susijęs su gliukozės kilimu avarinių situacijų metu. Mičigano komanda kėlė klausimą, ar specifiniai VMH neuronai aktyvūs ir įprastų paros ciklų metu, kada dažniausiai vystosi diabetas.
Tyrėjai susitelkė į VMH neuronus, kurie išreiškia cholecistokinino B receptorių (Cckbr), toliau vadinamus VMH Cckbr neuronais. Naudodami pelių modelius jie selektyviai inaktyvavo arba aktyvavo šias ląsteles ir nuolat stebėjo cirkuliuojančią gliukozę bei metabolinius rodiklius. Šis ląstelių taikymo metodas leido patikrinti priežastinius ryšius tarp nervinės veiklos ir viso organizmo kuro naudojimo.
Pagrindiniai radiniai: lipolizė, glicerolis ir naktinis gliukozės stabilumas
Kuomet VMH Cckbr neuronai buvo užslopinami, pelės buvo labiau linkusios į gliukozės kritimą ankstyvuoju bado laikotarpiu po paskutinio dienos valgio. Priešingai, šių neuronų aktyvacija padidino sisteminį glicerolio kiekį — riebalų skaidymo produktą, kurį kepenys gali paversti gliukoze per gliukoneogenezę.
Funkciškai VMH Cckbr neuronai skatina lipolizę — sukauptų riebalų skaidymą — atpalaiduodami glicerolį ir laisvuosius riebalų rūgštis, kurie palaiko gliukozę kraujyje pirmosiomis miego valandomis. Kaip pažymėjo tyrimo vadovas, ši neuronų populiacija veikia, kad užkirstų kelią naktinei hipoglikemijai skatindama riebalų paverčiamą kuro metabolizmą. Tyrėjai siūlo, kad perteklinis arba sutrikęs signalizavimas toje pačioje grandinėje gali paaiškinti naktinę lipolizę ir padidėjusį nevalgiusio ryto gliukozės lygį, pastebimą žmonėms su prediabetu.
Mechanistinė niuansė ir tinklo koordinacija
Svarbu, kad VMH Cckbr neuronai, regis, specifiniu būdu kontroliuoja lipolizę, o ne visas gliukozę veikiančias sistemos grandis. Tyrėjai pabrėžia, kad gliukozės reguliavimas nėra paprastas įjungimo/išjungimo mechanizmas; kelios neurų populiacijos VMH ir kituose smegenų regionuose sąveikauja, kad sukurtų laipsniškas reakcijas maitinimuisi, badavimui ir stresui. Kitos ląstelių rūšys gali per atskirus jungimus kontroliuoti kepenų gliukozės gamybą ar kasos hormonų išskyrimą.
Reikšmė prediabetui ir metabolinei medicinai
Šie rezultatai suteikia įtikinamą neuroninį mechanizmą, paaiškinantį, kodėl kai kurie asmenys turi padidėjusią naktinę lipolizę ir aukštesnį ryto gliukozės lygį — tai yra sutrikusios gliukozės reguliacijos ir prediabeto požymis. Jei VMH Cckbr neuronai žmonėms būtų peraktyvūs, terapinis jų veiklos ar žemyninės grandies moduliavimas (pavyzdžiui, taikant lipolizės ar glicerolio į gliukozę konversijos takų reguliavimą) galėtų tapti nauja prevencine strategija nuo progresavimo į 2 tipo diabetą.
Tyrimas taip pat pabrėžia smegenų, kepenų ir kasos ašies svarbą metaboliniuose sutrikimuose. Ateities terapijos gali derinti centrinį (nervinį) ir periferinį (kepenų, riebalinio audinio, kasos) taikymą, siekiant atkurti sveiką naktinę gliukozės dinamiką.
Eksperimento detalės ir tyrimų komanda
Darbe naudoti genetiškai modifikuoti pelių modeliai ir neurobiologinės technikos VMH Cckbr neuronų veiklai keisti, tuo pačiu matuojant cirkuliuojančius metabolitus, įskaitant glicerolį ir gliukozę. Tyrimą atliko Caswell diabeto institutas Mičigano universitete — komanda, orientuota į neuroninį medžiagų apykaitos ir ligų kontrolės tyrimą.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Morales, neuromokslininkė, specializuojanti metaboliniuose tinkluose, komentavo: "Šis tyrimas elegantiškai sieja mažą, aiškiai apibrėžtą neuronų populiaciją su konkrečia metaboline funkcija — lipolizės skatinimu, kad naktį būtų palaikoma gliukozės pusiausvyra. Jis parodo, kaip subtilūs, paros metu kintantys nerviniai signalai gali formuoti ilgalaikę metabolinę sveikatą. Šių rezultatų perkėlimas į žmones reikalauja kruopštaus homologinių grandinių žemėlapio sudarymo ir naktinės neuroninės veiklos įvertinimo rizikos grupėse."
Ateities kryptys
Autoriai tęsia tyrimus, kaip skirtingi VMH neuronų potipiai koordinuoja gliukozės reguliavimą per maitinimąsi, badavimą ir stresą, ir kaip nervinė kontrolė integruojasi su kepenų bei kasos reakcijomis. Atviri klausimai yra, ar VMH Cckbr neuronų peraktyvumas pasireiškia žmonių prediabete, kokie molekuliniai tarpininkai perduoda nervinį lipolitinį signalą riebaliniam audiniui ir ar chronoterapija arba taikoma neuromoduliacija galėtų atstatyti naktinę metabolinę pusiausvyrą.
Išvados
Šis tyrimas atskleidžia, kad specifinė VMH neuronų grupė padeda užkirsti kelią naktinei hipoglikemijai, skatinant riebalų skaidymą ir glicerolio išsiskyrimą gliukozės gamybai. Radiniai praplečia mūsų supratimą apie smegenų sukeltą medžiagų apykaitos reguliaciją įprastų paros ciklų metu ir nurodo neuroninę lipolizės kontrolę kaip galimą veiksnį prediabete. Aiškinant, kaip VMH grandinės koordinuojasi su periferiniais organais, gali atsiverti naujos prevencijos ir ankstyvos intervencijos galimybės gydant metabolinę disfunkciją.
Quelle: sciencedaily
Kommentar hinterlassen