6 Minute
Un circuit hipotalamic ascuns stabilizează glicemia peste noapte
O rețea ascunsă de celule cerebrale previne prăbușirile glicemiei pe timpul nopții transformând grăsimea în combustibil — posibil o cheie pentru înțelegerea prediabetului. Credit: Shutterstock
Creierul este un coordonator central al glicemiei în fața provocărilor dramatice, precum postul sever sau hipoglicemia, dar rolul său în controlul glicemiei în condiții de zi cu zi a fost mai puțin explorat. Cercetări noi de la Universitatea din Michigan, publicate în Molecular Metabolism, identifică o populație discretă de neuroni în hipotalamusul ventromedial (VMH) care ajută la menținerea stabilității zahărului din sânge în condiții obișnuite, în special în primele ore ale postului nocturn.
Context științific și abordare experimentală
Hipotalamusul integrează semnale hormonale și neurale pentru a coordona foamea, temperatura, răspunsurile la stres și echilibrul metabolic. De-a lungul decadelor, studiile au corelat disfuncția hipotalamusului cu fluctuațiile glicemiei în diabet. VMH a fost, în special, implicat în creșterea glicemiei în situații de urgență. Echipa din Michigan a întrebat dacă anumiți neuroni VMH sunt activi și în ciclurile zilnice obişnuite în care se dezvoltă adesea diabetul.
Investigatorii s-au concentrat pe neuronii VMH care exprimă receptorul pentru colecistokinină B (Cckbr), denumiți în continuare neuroni VMH Cckbr. Folosind modele de șoareci, ei au inactivat sau activat selectiv acești neuroni și au monitorizat continuu glucoza din circulație și markeri metabolici. Această abordare țintită pe celule a permis testarea legăturilor cauzale dintre activitatea neuronală și utilizarea combustibililor la nivelul întregului organism.
Constatări cheie: lipoliză, glicerol și stabilitatea glicemiei peste noapte
Când neuronii VMH Cckbr au fost inhibați, șoarecii au devenit mai sensibili la scăderea glicemiei în perioada timpurie a postului care urmează ultimei mese a zilei. În schimb, activarea acestor neuroni a crescut nivelul sistemic de glicerol, un produs al descompunerii grăsimilor pe care ficatul îl poate transforma în glucoză prin gluconeogeneză.
Din punct de vedere funcțional, neuronii VMH Cckbr stimulează lipoliza — descompunerea rezervelor de grăsime — eliberând glicerol și acizi grași liberi care susțin glicemia în primele ore de somn. După cum a observat conducătorul studiului, această populație neuronală acționează pentru a preveni hipoglicemia nocturnă prin declanșarea conversiei grăsimii în combustibil. Cercetătorii propun că semnalizarea excesivă sau dereglată în același circuit ar putea sta la baza lipolizei nocturne și a glicemiei crescute la post observate la persoanele cu prediabet.
Nuanta mecanistică și coordonarea în rețea
Este important faptul că neuronii VMH Cckbr par să controleze specific lipoliza, mai degrabă decât toate căile care afectează glucoza. Cercetătorii subliniază că reglarea glicemiei nu este un simplu comutator on/off; multiple populații neuronale din VMH și din alte regiuni interacționează pentru a produce răspunsuri gradate pentru hrănire, post și stres. Alte tipuri celulare pot controla producția hepatică de glucoză sau secreția hormonilor pancreatice prin conexiuni distincte.
Implicații pentru prediabet și medicina metabolică
Aceste rezultate oferă un mecanism neuronal plauzibil pentru motivul pentru care unele persoane prezintă lipoliză nocturnă crescută și glicemie matinală mai ridicată — un semn al dereglarării controlului zahărului și al prediabetului. Dacă neuronii VMH Cckbr sunt hiperactivi la oameni, modularea terapeutică a activității lor sau a căilor descendente (de exemplu, vizând lipoliza sau conversia glicerolului în glucoză) ar putea reprezenta o nouă strategie preventivă împotriva progresiei spre diabetul de tip 2.
Studiul subliniază, de asemenea, importanța axei creier-ficat-pancreas în boile metabolice. Viitoarele terapii ar putea combina ținte centrale (neurale) și periferice (ficat, țesut adipos, pancreas) pentru a restaura dinamica sănătoasă a glicemiei nocturne.
Detalii experimentale și echipa de cercetare
Lucrarea a folosit modele genetice de șoareci și tehnici neurobiologice pentru a modifica activitatea neuronilor VMH Cckbr în timp ce măsura metaboliții circulanți, inclusiv glicerolul și glucoza. Cercetarea a fost realizată de Caswell Diabetes Institute de la Universitatea din Michigan, o echipă axată pe controlul neuronal al metabolismului și al bolilor.
Perspective ale experților
Dr. Elena Morales, neurocercetător specializat în circuite metabolice, a comentat: "Acest studiu leagă elegant o populație neurală mică și definită de o acțiune metabolică specifică — promovarea lipolizei pentru a tamponă glicemia pe timpul nopții. Evidențiază modul în care semnalele neuronale subtile, dependente de momentul zilei, pot modela sănătatea metabolică pe termen lung. Transferul acestor descoperiri la oameni va necesita cartografiere atentă a circuitelor omoloage și evaluarea activității neuronale nocturne în populațiile cu risc."
Direcții viitoare
Aautorii urmăresc cum subtipurile neuronale diferite din VMH se coordonează pentru a regla zahărul în stările de hrănire, post și stres, și cum se intercalează controlul neuronal cu răspunsurile hepatice și pancreatice. Întrebările deschise includ dacă hiperactivitatea neuronilor VMH Cckbr este prezentă în prediabetul uman, care mediatori moleculari transmit semnalul neural lipolitic către țesutul adipos și dacă cronoterapia sau neuromodularea țintită ar putea restabili echilibrul metabolismului nocturn.
Concluzie
Acest studiu arată că un set specific de neuroni VMH ajută la prevenirea hipoglicemiei nocturne prin declanșarea descompunerii grăsimilor și eliberarea de glicerol pentru producția de glucoză. Descoperirile extind înțelegerea noastră despre reglarea metabolică condusă de creier în ciclurile zilnice obișnuite și indică controlul neuronal al lipolizei ca un factor potențial în prediabet. Elucidarea modului în care circuitele VMH se coordonează cu organele periferice poate deschide noi direcții pentru prevenirea și tratarea disfuncției metabolice incipiente.
Sursa: sciencedaily
Comentarii