Kepenų ir smegenų ryšys yra pagrindinis veiksnys, lemiantis cirkadinių mitybos įpročių ir nutukimo valdymą.

Tyrime pabrėžiamas kepenų klajoklio nervo vaidmuo reguliuojant maisto vartojimo ritmus, siūlant naujas perspektyvas galimiems nutukimo gydymo būdams.

Žurnale „Science“ paskelbtame tyrime nustatyta, kad kepenų aferentinio nervo (HVAN) ir smegenų ryšys daro įtaką cirkadiniams mitybos įpročiams. Pelėms chirurginiu būdu pašalinus HVAN, buvo koreguoti pakitę valgymo ritmai ir sumažintas svorio augimas laikantis dietos, kurioje gausu riebalų, o tai rodo, kad HVAN gali būti kovos su nutukimu taikinys.

Cirkadiniai ritmai yra 24 valandų ciklai, reguliuojantys fizinius, psichinius ir elgesio pokyčius gyvūnams, dažniausiai sinchronizuoti su šviesos ir tamsos ciklais. Nors šie ritmai paprastai yra stabilūs, juos gali sutrikdyti elgesio pokyčiai arba šviesos poveikis, pavyzdžiui, laiko juostų skirtumo ar naktinio darbo atveju, dėl kurio organų sistemos desinchronizuojamos.

Suprachiasminis branduolys (SCN) veikia kaip pagrindinis cirkadinis laikrodis, naudodamas šviesos signalus molekulinio laikrodžio genų grįžtamojo ryšio kilpoms (TTFL) nustatyti. Naujausi tyrimai rodo, kad beveik visos somatinės ląstelės taip pat palaiko savo TTFL, kurie padeda subalansuoti cirkadinius ritmus su kitais procesais, tokiais kaip maisto vartojimas.

SCN ir maistinių medžiagų valdomų kepenų ritmų sinchronizavimas yra svarbus norint palaikyti medžiagų apykaitos pusiausvyrą keičiantis aplinkai. Tyrimai su graužikais ir žmonėmis rodo, kad šių sistemų desinchronizacija kenkia sveikatai, didindama medžiagų apykaitos ligų, tokių kaip nutukimas ir diabetas, riziką ir sunkumą. Tačiau tikslūs mechanizmai ir signalai, lemiantys šią sąveiką, lieka neaiškūs.

Tyrime nagrinėjami cirkadinio bendravimo tarp kepenų ir smegenų mechanizmai, pašalinant pelių branduolinius receptorius REV-ERBα/β.

Šie receptoriai anksčiau buvo identifikuoti kaip pagrindiniai chronometabolinės homeostazės elementai. Jų pašalinimas sukelia desinchronizaciją.

Skirtingai nuo ankstesnių šios srities tyrimų, mokslininkai naudojo adenovirusų, galinčių pašalinti REV-ERB per uodegos veną, injekcijas, suteikdami tyrimui unikalų pranašumą – sutrikdyti biologinį laikrodį vietoje (o ne sisteminiu būdu).

Metodologija leido mums stebėti ir manipuliuoti kepenų ir smegenų asinchronija, paliekant nepakeistas kitas organų sistemas, žymiai sumažinant foninį triukšmą ir painiavos veiksnius.

Chirurginės ir eksperimentinės intervencijos buvo atliktos trims skirtingoms suaugusių laboratorinių pelių grupėms.

Tyrime taip pat buvo nagrinėjamas kepenų klajoklio nervo (KV) vaidmuo signalizuojant į smegenis ir reguliuojant svorį. Nors anksčiau buvo žinoma, kad KV perduoda medžiagų apykaitos duomenis iš kepenų į smegenis, tikslus jo vaidmuo cirkadiniame bendravime ir valgymo ritmuose liko spėliojamas.

Tyrime pabrėžiama, kad maisto vartojimo ritmai veikia kaip zeitgeberis (išorinis signalas, sinchronizuojantis biologinius ritmus) cirkadiniam moduliavimui kepenyse, panašiai kaip šviesos ir tamsos ciklai skatina SCN ritmus organizme.

Genų nutildymo pelių modeliuose REV-ERBα ir REV-ERBβ receptorių ištrynimas sutrikdė maitinimosi ritmus, nepaveikdamas SCN sukeliamų ciklų.

Abliacija aktyvavo Arntl ir Per2 genus, atsakingus už chronometabolinę pusiausvyrą, dėl to pakito maitinimosi ritmas ir padažnėjo maitinimasis dienos metu, o tai galiausiai lėmė reikšmingą svorio padidėjimą. Įdomu tai, kad kepenų klajoklio aferentinio nervo (HVAN) perpjovimas panaikino šį poveikį, sumažindamas maisto suvartojimą ir lėmė svorio kritimą.

Tai pabrėžia svarbų HV vaidmenį signalizuojant apie maitinimosi ritmus, o lygiagretūs tyrimai parodė priešingus rezultatus: žarnyno aferentų aktyvacija žmonėms lėmė svorio kritimą, o tai pabrėžia žarnyno ir smegenų sąveikos sudėtingumą medžiagų apykaitos reguliavime.

Tyrime buvo naudojami pelių modeliai, siekiant nustatyti chronometabolinės homeostazės ir maitinimosi ritmų sutrikimų mechanizmus.

Rezultatai parodė, kad HV veikia kaip komunikacijos centras, perduodantis signalus į smegenis apie maitinimosi ritmo pokyčius, aptiktus per branduolio receptorius REV-ERBα/β. Šie signalai lemia padidėjusį maisto suvartojimą dienos šviesos valandomis ir reikšmingą svorio padidėjimą.

HV pašalinimas pašalino šiuos efektus, o tai rodo, kad tai yra potencialus būsimų svorio metimo tyrimų taikinys.