5 Minutės
Paslėptas hipotalaminis tinklas stabilizuoja naktinę gliukozę
Paslėptas smegenų ląstelių tinklas apsaugo nuo naktinių gliukozės kritimų, paverčiant riebalus kuru — tai gali būti raktas suprasti prediabetą. Šaltinis: Shutterstock
Smegenys yra pagrindinis kraujyje cirkuliuojančios gliukozės reguliatorius esant stipriems iššūkiams, tokiems kaip ilgas badavimas ar hipoglikemija, tačiau jų vaidmuo kasdieniniame gliukozės valdyme buvo mažiau ištirtas. Nauji Mičigano universiteto tyrimai, paskelbti žurnale Molecular Metabolism, identifikuoja konkrečią neuronų populiaciją ventromedialiniame hipotalame (VMH), kuri padeda palaikyti stabilų gliukozės lygį įprastomis sąlygomis, ypač ankstyvosiomis naktinio bado valandomis.
Mokslinis pagrindas ir eksperimentinis požiūris
Hipotalamas integruoja hormoninius ir nervinius signalus, koordinuodamas apetitą, temperatūrą, streso atsaką ir metabolinį balansą. Per dešimtmečius tyrimai susiejo hipotalamo disfunkciją su gliukozės svyravimais esant diabetui. VMH, ypač, buvo siejamas su gliukozės kilimu avarinėse situacijose. Mičigano komanda uždavė klausimą, ar specifiniai VMH neuronai taip pat aktyvūs įprastuose dienos cikluose, kai dažniausiai vystosi diabetas.
Tyrėjai sutelkė dėmesį į VMH neuronus, kurie ekspresuoja cholecistokinino B receptorių (Cckbr), toliau vadinamus VMH Cckbr neuronais. Naudodami pelių modelius, jie selektyviai inaktyvavo arba aktyvavo šias ląsteles ir nuolatos stebėjo cirkuliuojančią gliukozę bei metabolinius rodiklius. Šis ląstelių lygiu nukreiptas požiūris leido patikimai nustatyti priežastinius ryšius tarp neuronų aktyvumo ir viso organizmo kuro naudojimo.
Pagrindiniai radiniai: lipolizė, glicerolis ir naktinė gliukozės stabilumas
Kai VMH Cckbr neuronai buvo išjungti, pelės buvo labiau linkusios į gliukozės kritimą ankstyvuoju pasninko 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 — kaupiamų riebalų skaidymą — išlaisvindami glicerolį ir laisvuosius riebalų rūgštis, kurie pirmosiomis miego valandomis palaiko gliukozę kraujyje. Kaip pažymėjo tyrimo vadovas, ši neuronų populiacija veikia, kad užkirstų kelią naktinei hipoglikemijai, skatindama riebalų paverčiamos kuro konversiją. Tyrėjai spėja, kad perteklinė arba nesukontroliuota signalizacija tame pačiame cirkuitu gali lemti padidėjusią naktinę lipolizę ir aukštesnį ryto gliukozės lygį, ką stebime asmenims su prediabetu.
Mechanistiniai niuansai ir tinklo koordinacija
Svarbu pažymėti, kad VMH Cckbr neuronai, regis, konkrečiai kontroliuoja lipolizę, o ne kiekvieną kelią, darančią įtaką gliukozei. Tyrėjai pabrėžia, kad gliukozės reguliavimas nėra paprastas įjungimo/išjungimo mechanizmas; kelios neuronų populiacijos VMH ir kituose regionuose sąveikauja, kad sukurtų laipsniškus atsakus maitinimuisi, badavimui ir stresui. Kitos ląstelių rūšys gali per atskirus ryšius reguliuoti kepenų gliukozės gamybą arba kasos hormonų išsiskyrimą.
Reikšmė prediabetui ir metabolinei medicinai
Šie rezultatai siūlo įtikinamą neuroninį mechanizmą, paaiškinantį, kodėl kai kurie asmenys turi padidėjusią naktinę lipolizę ir aukštesnę ryto gliukozę — tai yra sutrikusio gliukozės reguliavimo ir prediabeto požymiai. Jei VMH Cckbr neuronai žmonėms yra hiperaktyvūs, jų arba žemesnio lygio signalų terapinis moduliavimas (pvz., taikant lipolizės ar glicerolio į gliukozę konversijos taikinius) galėtų tapti nauja prevencine strategija nuo pereinamojo etapo iki 2 tipo diabeto.
Tyrimas taip pat pabrėžia smegenų, kepenų ir kasos ašies svarbą metabolinėse ligose. Ateities terapijos gali derinti centrinio (neuroninio) ir periferinio (kepenų, riebalinio audinio, kasos) taikinius, siekiant atstatyti sveiką naktinę gliukozės dinamiką.
Eksperimentų detalės ir tyrimų komanda
Darbe naudoti genetiškai modifikuoti pelių modeliai ir neurobiologinės metodikos, leidusios keisti VMH Cckbr neuronų aktyvumą, tuo pat metu matuojant cirkuliuojančius metabolitus, įskaitant glicerolį ir gliukozę. Tyrimą vykdė Caswell diabeto institutas Mičigano universitete — komanda, orientuota į neuroninį metabolizmo ir ligų valdymą.
Eksperto komentaras
Dr. Elena Morales, neuronų mokslininkė, specializuojanti metaboliniuose tinkluose, komentavo: "Šis tyrimas elegantiškai susieja nedidelę, gerai apibrėžtą neuronų populiaciją su konkrečiu metaboliniu veiksmu — skatinimu lipolizės, kad naktį būtų palaikoma gliukozės pusiausvyra. Jis parodo, kaip subtilūs, laiko priklausomi neuroniniai signalai gali formuoti ilgalaikę metabolinę sveikatą. Norint perkelti šiuos radinius į žmones reikės kruopštaus homologinių grandinių žemėlapio sudarymo ir naktinio neuroninio aktyvumo vertinimo rizikos grupėse."
Ateities kryptys
Autoriai tiria, kaip skirtingi VMH neuronų potipiai koordinuoja gliukozės reguliavimą maitinimosi, badavimo ir streso sąlygomis ir kaip neuroninis valdymas sąveikauja su kepenų bei kasos atsakais. Atviri klausimai: ar VMH Cckbr neuronų hiperaktyvumas būdingas žmonių prediabetui, kokie molekuliniai mediatoriai perduoda neuroninį lipolitinį signalą į riebalinį audinį ir ar chronoterapija arba nukreipta neuromoduliacija galėtų atstatyti naktinį metabolizmą.
Išvada
Šis tyrimas atskleidžia, kad specifinė VMH neuronų grupė padeda išvengti naktinės hipoglikemijos, skatindama riebalų skaidymą ir glicerolio išsiskyrimą gliukozės gamybai. Radiniai praplečia supratimą apie smegenų lemiamą metabolinę reguliaciją kasdieniais ciklais ir nurodo neuroninį lipolizės valdymą kaip galimą prediabeto veiksnį. Išaiškinus, kaip VMH grandinės koordinuojasi su periferiniais organais, gali atsiverti naujos prevencijos ir ankstyvojo gydymo galimybės sergant metaboliniais sutrikimais.
Šaltinis: sciencedaily
Komentarai