Προσδιορίζει τη σύνδεση ήπατος-εγκεφάλου ως βασικό παράγοντα στη διαχείριση των κιρκαδιανών διατροφικών συνηθειών και της παχυσαρκίας

Η μελέτη υπογραμμίζει τον ρόλο του ηπατικού πνευμονογαστρικού νεύρου στη ρύθμιση των ρυθμών πρόσληψης τροφής, προσφέροντας νέες προοπτικές για πιθανές θεραπείες για την παχυσαρκία.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science διαπίστωσε ότι η επικοινωνία μεταξύ του ηπατικού προσαγωγού νεύρου (HVAN) και του εγκεφάλου επηρεάζει τις κιρκαδικές διατροφικές συνήθειες. Σε ποντίκια, η χειρουργική αφαίρεση του HVAN διόρθωσε τους αλλοιωμένους ρυθμούς διατροφής και μείωσε την αύξηση βάρους κατά τη διάρκεια μιας δίαιτας υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά, γεγονός που υποδηλώνει ότι το HVAN μπορεί να αποτελεί στόχο για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας.

Οι κιρκάδιοι ρυθμοί είναι 24ωροι κύκλοι που ρυθμίζουν τις σωματικές, ψυχικές και συμπεριφορικές αλλαγές στα ζώα, συνήθως συγχρονισμένοι με τους κύκλους φωτός και σκότους. Αν και αυτοί οι ρυθμοί είναι συνήθως σταθεροί, μπορούν να διαταραχθούν από αλλαγές στη συμπεριφορά ή την έκθεση στο φως, όπως στην περίπτωση του jet lag ή της νυχτερινής εργασίας, γεγονός που οδηγεί σε αποσυγχρονισμό των οργανικών συστημάτων.

Ο υπερχιασματικός πυρήνας (SCN) χρησιμεύει ως το κύριο κιρκάδιο ρολόι, χρησιμοποιώντας φωτεινά σήματα για τη δημιουργία βρόχων ανάδρασης (TTFL) των γονιδίων του μοριακού ρολογιού. Πρόσφατη έρευνα υποδηλώνει ότι σχεδόν όλα τα σωματικά κύτταρα διατηρούν επίσης τα δικά τους TTFL, τα οποία βοηθούν στην εξισορρόπηση του κιρκάδιου ρυθμού με άλλες διεργασίες όπως η πρόσληψη τροφής.

Ο συγχρονισμός μεταξύ του SCN και των ρυθμών του ήπατος που καθοδηγούνται από τα θρεπτικά συστατικά είναι σημαντικός για τη διατήρηση της μεταβολικής ισορροπίας ενόψει των περιβαλλοντικών αλλαγών. Μελέτες σε τρωκτικά και ανθρώπους υποδηλώνουν ότι ο αποσυγχρονισμός αυτών των συστημάτων είναι επιβλαβής για την υγεία, αυξάνοντας τον κίνδυνο και τη σοβαρότητα μεταβολικών ασθενειών όπως η παχυσαρκία και ο διαβήτης. Ωστόσο, οι ακριβείς μηχανισμοί και τα σήματα που διέπουν αυτές τις αλληλεπιδράσεις παραμένουν ασαφή.

Η μελέτη διερευνά τους μηχανισμούς της κιρκαδικής επικοινωνίας μεταξύ του ήπατος και του εγκεφάλου διαγράφοντας τους πυρηνικούς υποδοχείς REV-ERBα/β σε ποντίκια.

Αυτοί οι υποδοχείς έχουν προηγουμένως αναγνωριστεί ως βασικά στοιχεία της χρονομεταβολικής ομοιόστασης. Η απομάκρυνσή τους προκαλεί αποσυγχρονισμό.

Σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες σε αυτόν τον τομέα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ενέσεις αδενοϊών ικανές να απομακρύνουν το REV-ERB μέσω της ουραίας φλέβας, δίνοντας στη μελέτη το μοναδικό πλεονέκτημα της διατάραξης του βιολογικού ρολογιού τοπικά (αντί συστηματικά).

Η μεθοδολογία μας επέτρεψε να παρατηρήσουμε και να χειριστούμε την ασυγχρονία μεταξύ του ήπατος και του εγκεφάλου, αφήνοντας παράλληλα αμετάβλητα τα άλλα συστήματα οργάνων, μειώνοντας σημαντικά τον θόρυβο υποβάθρου και τους συγχυτικούς παράγοντες.

Χειρουργικές και πειραματικές παρεμβάσεις πραγματοποιήθηκαν σε τρεις διαφορετικές ομάδες ενήλικων εργαστηριακών ποντικών.

Η μελέτη επικεντρώθηκε επίσης στον ρόλο του ηπατικού πνευμονογαστρικού νεύρου (HV) στην σηματοδότηση προς τον εγκέφαλο και στη ρύθμιση του βάρους. Παρόλο που ήταν προηγουμένως γνωστό ότι το HV μεταδίδει μεταβολικά δεδομένα από το ήπαρ στον εγκέφαλο, ο ακριβής ρόλος του στην κιρκάδια επικοινωνία και τους ρυθμούς φαγητού παρέμεινε αβέβαιος.

Η μελέτη υπογραμμίζει ότι οι ρυθμοί πρόσληψης τροφής λειτουργούν ως zeitgeber (ένα εξωτερικό σήμα που συγχρονίζει τους βιολογικούς ρυθμούς) για την κιρκάδια διαμόρφωση στο ήπαρ, παρόμοια με τον τρόπο που οι κύκλοι φωτός και σκότους οδηγούν τους ρυθμούς SCN στο σώμα.

Σε μοντέλα ποντικών που αποσιωπούν τα γονίδια, η διαγραφή των υποδοχέων REV-ERBα και REV-ERBβ διέκοψε τους ρυθμούς σίτισης χωρίς να επηρεάσει τους κύκλους που καθοδηγούνται από τα SCN.

Η αφαίρεση ενεργοποίησε τα γονίδια Arntl και Per2 που είναι υπεύθυνα για τη χρονομεταβολική ισορροπία, οδηγώντας σε αλλοιωμένους ρυθμούς σίτισης και αυξημένη σίτιση κατά τη διάρκεια της ημέρας, προκαλώντας τελικά σημαντική αύξηση βάρους. Είναι ενδιαφέρον ότι η διατομή του ηπατικού πνευμονογαστρικού προσαγωγού νεύρου (HVAN) εξάλειψε αυτές τις επιδράσεις, μειώνοντας την πρόσληψη τροφής και οδηγώντας σε απώλεια βάρους.

Αυτό υπογραμμίζει τον σημαντικό ρόλο του HV στη σηματοδότηση των ρυθμών σίτισης, με παράλληλες μελέτες να δείχνουν αντίθετα αποτελέσματα: η ενεργοποίηση των εντερικών προσαγωγών νευρώνων στους ανθρώπους είχε ως αποτέλεσμα την απώλεια βάρους, υπογραμμίζοντας την πολυπλοκότητα των αλληλεπιδράσεων εντέρου-εγκεφάλου στη μεταβολική ρύθμιση.

Η μελέτη χρησιμοποίησε μοντέλα ποντικών για να εντοπίσει τους μηχανισμούς που διέπουν τη χρονομεταβολική ομοιόσταση και τις διαταραχές στους ρυθμούς σίτισης.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το HV λειτουργεί ως κόμβος επικοινωνίας, μεταδίδοντας σήματα στον εγκέφαλο σχετικά με αλλαγές στους ρυθμούς σίτισης που ανιχνεύονται μέσω των πυρηνικών υποδοχέων REV-ERBα/β. Αυτά τα σήματα οδηγούν σε αυξημένη πρόσληψη τροφής κατά τη διάρκεια της ημέρας και σημαντική αύξηση βάρους.

Η απομάκρυνση του HV εξάλειψε αυτές τις επιδράσεις, γεγονός που τον υποδεικνύει ως πιθανό στόχο για μελλοντικές μελέτες απώλειας βάρους.