Čím méně červ druhu Caenorhabditis elegans (C. elegans ) jí , tím pomaleji ztrácí tuk. Vědci ze Scripps Research nyní zjistili, proč tomu tak je: malá molekula produkovaná střevem červů během hladovění putuje do mozku a blokuje v této době signál spalování tuků. Přestože přesná molekula, kterou u červů identifikovali, nebyla dosud u lidí zkoumána, nová práce pomáhá vědcům lépe pochopit složitou interakci mezi střevem a mozkem. Mohla by také objasnit, proč má půst – zdržení se jídla po určitou dobu – přínos, který nezávisí na množství kalorií, které člověk přijme.
Nová studie byla publikována v časopise Nature Communications 11. srpna2024.

Vědci pod vedením Supriya Srinivasana, profesora neurovědy Scripps Research, PhD, hlavního autora nové studie, poprvé zjistili, že půst přenáší do mozku informace, které přesahují rámec pouhé kalorické deprivace. Tato zjištění je vedla k úvahám, zda existují molekuly produkované ve střevech jiných živočichů, včetně savců, které vysvětlují některé zdravotní účinky spojené s půstem.

Molekula inzulínu produkovaná střevními buňkami ovlivňuje metabolismus tuků prostřednictvím mozku

Vědci již dlouho vědí, že mozek řídí produkci a odbourávání tuků u lidí, jiných savců a modelových organismů, jako je C. elegans. V roce 2017 Srinivasanova skupina identifikovala FLP-7, mozkový hormon, který stimuluje spalování tuků ve střevě hlístic. C. elegans však nemají ve střevech žádné smyslové nervy, takže se vědci snažili rozluštit opačnou komunikační cestu: Jak střevo signalizuje mozku?

Odborníci věděli, že změna metabolismu ve střevě může změnit vlastnosti neuronů v mozku, ale bylo velmi záhadné, jak k tomu vlastně dochází. V nové práci Srinivasan a její kolegové odstranili ze střeva C. elegans více než 100 signálních molekul, jednu po druhé, a měřili jejich vliv na produkci FLP-7 v mozku. Objevili jednu molekulu, která měla na FLP-7 zásadní vliv: formu inzulínu známou jako INS-7. U lidí je inzulin znám především jako hormon produkovaný slinivkou břišní, který kontroluje hladinu cukru v krvi. Tato molekula inzulinu však byla místo toho produkována střevními buňkami a měla vliv i na metabolismus tuků prostřednictvím mozku. Když vědci zjistili, že se jedná o inzulin, považovali to za paradox.
Inzulín je u savců tak dobře prozkoumán a neexistoval žádný precedens, kdy by molekula inzulínu hrála tuto roli.

Když však skupina zkoumala, jak INS-7 působí na mozkové buňky produkující FLP-7, zjistila, že neaktivuje inzulínové receptory – jako všechny dříve objevené molekuly inzulínu – ale blokuje inzulínový receptor. Tato blokáda následně spustila kaskádu dalších molekulárních dějů, které nakonec způsobily, že mozkové buňky přestaly produkovat FLP-7. Podle Srinivasana je INS-7 v podstatě signálem ze střev, který mozku říká, aby momentálně nespaloval další tukové zásoby, protože mu není dodávána žádná potrava.

Střevní a mozkové signály řídí metabolismus

Studie již prokázaly, že období půstu může organismus ovlivnit různými způsoby, ale mechanismy těchto změn byly dříve nejasné. Nová studie poukazuje na jeden ze způsobů, jak může prázdné střevo signalizovat mozku, což může vést k řadě zdravotních účinků, které se netýkají jen tuku. Podle Srinivasana nová zjištění pomáhají vysvětlit, jak mozek a trávicí systém komunikují oběma směry, aby řídily metabolismus v reakci na dostupnost potravy. Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zjistilo, které konkrétní dráhy u savců se podílejí na nových signálech mezi střevem a mozkem.

Sloučeniny, které napodobují střevní hormony – jako je semaglutid, známý pod obchodními názvy Ozempic, Wegovy a Rybelus – se v poslední době osvědčily v boji proti obezitě a cukrovce, takže nové střevní peptidy by mohly tuto skupinu léků doplnit.Srinivasan také plánuje experimenty, při nichž bude zkoumat, jak jsou střevní buňky C. elegans stimulovány k produkci INS-7 během hladovění a jaké typy mozkových buněk jsou touto molekulou ovlivněny.