De obicei, credem că stomacul plin este ceea ce ne spune să nu mai mâncăm, dar este posibil ca intestinul întins să joace un rol și mai mare în a ne face să ne simțim satisfăcuți, potrivit noilor cercetări de laborator conduse de neurologul UC San Francisco, Zachary Knight, dr.

deoarece

S-ar putea să nu-ți vină să crezi, mai ales când te îndrepți spre sezonul de sărbători, dar corpul tău este remarcabil de bun în menținerea greutății tale într-un interval extrem de îngust pe termen lung, ceea ce face echilibrând cât mănânci cu câtă energie consumi în fiecare zi.

Rețeaua extinsă de terminații nervoase care vă acoperă intestinul joacă un rol important în controlul cantității pe care o mâncați, monitorizând conținutul stomacului și intestinelor și apoi trimitând înapoi semnale către creier care vă stimulează sau vă scad apetitul. Majoritatea oamenilor de știință cred că acest feedback implică terminații nervoase sensibile la hormoni în intestin care urmăresc substanțele nutritive pe care le consumi și le calculează când ai ajuns, dar nimeni nu a urmărit încă tipul exact de neuroni care transmit aceste semnale creierului.

„Având în vedere cât de centrală este mâncarea în viața noastră, este remarcabil faptul că încă nu înțelegem cum corpurile noastre știu să nu mai fie foame atunci când mâncăm alimente”, a declarat Knight, investigator al Institutului Medical Howard Hughes și profesor asociat în Departamentul de Fiziologie la UCSF.

Una dintre provocările pentru a răspunde la această întrebare este că miile de nervi senzoriali implicați în colectarea informațiilor senzoriale din stomac și intestine vin în multe tipuri diferite, totuși toți transmit mesaje înapoi la creier prin același pachet gigant, care se numește nervul vag. Oamenii de știință pot fie să blocheze, fie să stimuleze activitatea acestui pachet nervos și să schimbe apetitul animalelor, dar cum să afle care terminații nervoase vagale au fost responsabile în special de schimbare?

Pentru a rezolva acest mister, echipa de laborator Knight, condusă de cercetătorul postdoctoral Ling Bai, dr., A cartografiat în mod cuprinzător identitățile moleculare și anatomice ale neuronilor tipurilor de celule senzoriale vagale care inervează stomacul și intestinul. Această nouă hartă, publicată pe 14 noiembrie 2019 în Cell, le-a permis cercetătorilor să stimuleze selectiv diferite tipuri de neuroni vagali la șoareci, dezvăluind că senzorii de întindere intestinală sunt capabili în mod unic să oprească chiar și șoarecii înfometați să dorească să mănânce.

O hartă cuprinzătoare a sistemului nervos intestinal dezvăluie informații surprinzătoare

Oamenii de știință au clasificat anterior neuronii senzoriali intestinali în trei tipuri pe baza anatomiei terminațiilor lor nervoase: terminațiile mucoasei au terminale nervoase care acoperă stratul interior al intestinului și detectează hormonii care reflectă absorbția nutrienților; IGLE-urile (matrice laminare intraganglionare) au terminații nervoase în straturile de mușchi care înconjoară stomacul și intestinul și simt întinderea fizică a intestinului; și IMA (matrici intramusculare), a căror funcție nu este încă cunoscută, dar poate simți, de asemenea, întinderea.

Nervul vag este calea neuronala majora care transmite informatii din intestin in creier, dar identitatile si functiile neuronilor specifici care trimit aceste semnale erau inca slab intelese, a spus Bai. Am decis sa folosim tehnici genetice moderne pentru a caracteriza sistematic tipurile de celule care alcatuiesc aceasta cale pentru prima data.

Folosind aceste tehnici, Bai și colegii săi au descoperit că terminațiile mucoasei vin de fapt în multe soiuri diferite - patru dintre care cercetătorii au studiat în detaliu. Unele dintre acestea s-au găsit în principal în stomac și altele în principal în diferite părți ale intestinelor, fiecare tip specializându-se să simtă o anumită combinație de hormoni legați de nutrienți. Cercetătorii au descoperit că IGLE-uri sensibile la întindere au apărut în cel puțin două tipuri diferite, unul în principal în stomac și celălalt în principal în intestin.

Pentru a afla cum aceste diferite tipuri de nervi din intestin controlează apetitul, Bai și echipa ei au folosit o tehnică numită optogenetică, care implică ingineria genetică a grupurilor specifice de neuroni într-un mod care le permite să fie stimulate selectiv de lumină - în acest caz pentru a testa capacitatea de a face șoarecii flămânzi să nu mai mănânce.

Cercetătorii se așteptau ca stimularea neuronilor IGLE care simt întinderea stomacului ar face animalele să nu mai mănânce, iar acest lucru a fost găsit. Dar când s-au orientat spre stimularea diferitelor tipuri de terminații mucoase cu sensibilitate hormonală din intestin, despre care se presupunea că controlează pofta de mâncare, au descoperit că niciuna dintre acestea nu a putut afecta deloc hrănirea animalelor. În schimb, spre surprinderea cercetătorilor, au descoperit că stimularea receptorilor de întindere IGLE din intestin s-a dovedit mult mai puternică în eliminarea poftei de mâncare a șoarecilor flămânzi decât chiar și a receptorilor de întindere a stomacului.

„Acest lucru a fost destul de neașteptat, deoarece dogma în domeniu de zeci de ani a fost aceea că receptorii de întindere a stomacului simt volumul de alimente consumate și receptorii de hormoni intestinali simt conținutul său de energie”, a spus Bai.

Aceste rezultate ridică întrebări importante despre modul în care acești receptori stretch se activează în mod normal în timpul hrănirii și cum ar putea fi manipulați pentru a trata obezitatea. Descoperirile sugerează, de asemenea, o explicație potențială pentru motivul pentru care intervenția chirurgicală bariatrică - efectuată pentru a trata obezitatea extremă prin reducerea dimensiunii intestinului - este atât de misterioasă eficientă pentru a promova apetitul pe termen lung și reducerea greutății.

Cercetătorii au suspectat de ceva vreme că un motiv pentru care această intervenție chirurgicală este atât de surprinzător de eficientă pentru a bloca foamea este că determină trecerea alimentelor foarte rapid din stomac în intestin, dar mecanismul a fost necunoscut. Noile descoperiri sugerează un răspuns: faptul că alimentele primite rapid se întind intestinul, activând astfel senzorii de întindere vagală și blocând puternic hrănirea.

„Identificarea mecanismului prin care chirurgia bariatrică determină pierderea în greutate este una dintre cele mai mari probleme nerezolvate în studiul bolilor metabolice și, prin urmare, este interesant faptul că munca noastră ar putea sugera un mecanism fundamental nou pentru această procedură”, a spus Knight. „În prezent, însă, această idee este o ipoteză care trebuie încă testată”.

Rezultatele se adaugă la Noua Știință a Foamei și Setei

Knight, membru al UCSF Weill Institute for Neurosciences și UCSF Kavli Institute for Fundamental Neuroscience, investighează modul în care creierul simte nevoile corpului și apoi generează comportamente specifice pentru a restabili echilibrul fiziologic - uneori în moduri surprinzătoare. Doar în ultimii ani, laboratorul său a actualizat teoriile de lungă durată ale manualului despre foamete și sete.

Se credea, de exemplu, că neuronii din creier motivează să mănânce și să bea reacționând la nutrienții interni ai corpului și la echilibrul apei. Dar echipa lui Knight, înregistrând cu precizie activitatea unor neuroni specifici la șoareci, a descoperit că neuronii foamei se opresc imediat ce un animal vede sau miroase mâncarea, parând să anticipeze aportul de alimente. În mod similar, neuronii sete se opresc la primul gust de apă, cu mult înainte de orice modificare a echilibrului fluidului din corp. Echipa lui Knight a identificat, de asemenea, neuronii cu senzori de căldură care controlează termoreglarea, inclusiv răspunsurile unui animal la căldură. Cel mai recent, laboratorul său și-a îndreptat atenția asupra intestinului, explorând modul în care substanțele nutritive, sarea și întinderea din stomac și intestin influențează neuronii care controlează consumul și consumul de alcool.

„Ne place să folosim abordări imparțiale, cum ar fi imagistica in vivo, pentru a observa aceste sisteme în timp ce funcționează în mod natural”. Spuse Knight. „Acest lucru creează oportunitatea serendipității și ne permite să descoperim„ necunoscutele necunoscute ”- lucrurile pe care nu știam că ar trebui să le căutăm”.

Autori: Autori suplimentari ai studiului au fost Sheyda Mesgarzadeh, Erica L. Huey, Lindsay A. Gray, Tara J. Aitken, Yiming Chen, Lisa R. Beutler și Jamie S. Ahn, de la UCSF; Karthik S. Ramesh de la HHMI; Linda Madisen și Hongkui Zeng, de la Institutul Allen pentru Știința Creierului din Seattle; și Yin Liu și Mark A. Krasnow de la Universitatea Stanford.