Kinikilala ang koneksyon sa atay-utak bilang isang pangunahing kadahilanan sa pamamahala ng mga gawi sa circadian na pagkain at labis na katabaan

Itinatampok ng pag-aaral ang papel ng hepatic vagus nerve sa pag-regulate ng mga ritmo ng paggamit ng pagkain, na nag-aalok ng mga bagong pananaw para sa mga potensyal na paggamot para sa labis na katabaan.

Nalaman ng isang pag-aaral na inilathala sa journal Science na ang komunikasyon sa pagitan ng hepatic afferent nerve (HVAN) at ng utak ay nakakaimpluwensya sa circadian eating habits. Sa mga daga, ang pag-aalis ng kirurhiko ng HVAN ay naitama ang mga binagong ritmo ng pagkain at nabawasan ang pagtaas ng timbang sa panahon ng mataas na taba na diyeta, na nagmumungkahi na ang HVAN ay maaaring maging isang target para sa paglaban sa labis na katabaan.

Ang mga ritmo ng circadian ay mga 24 na oras na cycle na kumokontrol sa mga pagbabago sa pisikal, mental, at pag-uugali ng mga hayop, kadalasang kasabay ng mga siklo ng liwanag at kadiliman. Bagama't ang mga ritmong ito ay karaniwang matatag, maaari silang magambala ng mga pagbabago sa pag-uugali o pagkakalantad sa liwanag, tulad ng sa kaso ng jet lag o night shift na trabaho, na humahantong sa desynchronization ng mga organ system.

Ang suprachiasmatic nucleus (SCN) ay nagsisilbing master circadian clock, gamit ang mga light signal upang magtatag ng mga feedback loop (TTFL) ng mga molekular na gene ng orasan. Iminumungkahi ng kamakailang pananaliksik na halos lahat ng mga somatic cell ay nagpapanatili din ng kanilang sariling mga TTFL, na tumutulong na balansehin ang mga circadian rhythm sa iba pang mga proseso tulad ng paggamit ng pagkain.

Ang pag-synchronize sa pagitan ng SCN at nutrient-driven liver rhythms ay mahalaga para sa pagpapanatili ng metabolic balance sa harap ng pagbabago sa kapaligiran. Iminumungkahi ng mga pag-aaral sa mga daga at tao na ang desynchronization ng mga sistemang ito ay nakakapinsala sa kalusugan, na nagpapataas ng panganib at kalubhaan ng mga metabolic na sakit tulad ng labis na katabaan at diabetes. Gayunpaman, ang mga tumpak na mekanismo at signal na namamahala sa mga pakikipag-ugnayang ito ay nananatiling hindi malinaw.

Sinisiyasat ng pag-aaral ang mga mekanismo ng komunikasyon ng circadian sa pagitan ng atay at utak sa pamamagitan ng pagtanggal ng mga nuclear receptor na REV-ERBα/β sa mga daga.

Ang mga receptor na ito ay dati nang nakilala bilang mga pangunahing elemento ng chronometabolic homeostasis. Ang kanilang pag-alis ay nagdudulot ng desynchronization.

Hindi tulad ng mga nakaraang pag-aaral sa lugar na ito, ang mga siyentipiko ay gumamit ng mga iniksyon ng adenovirus na may kakayahang alisin ang REV-ERB sa pamamagitan ng ugat ng buntot, na nagbibigay sa pag-aaral ng natatanging bentahe ng pag-abala sa biological na orasan nang lokal (sa halip na sistematiko).

Ang pamamaraan ay nagpapahintulot sa amin na obserbahan at manipulahin ang asynchrony sa pagitan ng atay at utak habang hindi nagbabago ang iba pang mga organ system, na makabuluhang binabawasan ang ingay sa background at nakakalito na mga kadahilanan.

Ang mga interbensyon sa kirurhiko at pang-eksperimento ay isinagawa sa tatlong magkakaibang grupo ng mga daga ng laboratoryo ng may sapat na gulang.

Nakatuon din ang pag-aaral sa papel ng hepatic vagus nerve (HV) sa pagbibigay ng senyas sa utak at regulasyon ng timbang. Kahit na dati ay kilala na ang HV ay nagpapadala ng metabolic data mula sa atay patungo sa utak, ang tiyak na papel nito sa circadian na komunikasyon at mga ritmo ng pagkain ay nanatiling haka-haka.

Itinatampok ng pag-aaral na ang mga ritmo ng pag-inom ng pagkain ay kumikilos bilang isang zeitgeber (isang panlabas na senyales na nagsi-synchronize ng mga biyolohikal na ritmo) para sa circadian modulation sa atay, katulad ng kung paano nagtutulak ang mga liwanag at madilim na cycle ng mga ritmo ng SCN sa katawan.

Sa mga gene-silencing mouse na modelo, ang pagtanggal ng REV-ERBα at REV-ERBβ na mga receptor ay nakagambala sa mga ritmo ng pagpapakain nang hindi naaapektuhan ang mga siklo na hinihimok ng SCN.

Ang ablation ay nag-activate ng Arntl at Per2 genes na responsable para sa chronometabolic na balanse, na humahantong sa mga binagong ritmo ng pagpapakain at pagtaas ng daylight feeding, na sa huli ay nagdudulot ng makabuluhang pagtaas ng timbang. Kapansin-pansin, inalis ng transection ng hepatic vagus afferent nerve (HVAN) ang mga epektong ito, na binabawasan ang paggamit ng pagkain at humahantong sa pagbaba ng timbang.

Itinatampok nito ang mahalagang papel ng HV sa pagbibigay ng senyas para sa mga ritmo ng pagpapakain, na may mga parallel na pag-aaral na nagpapakita ng kabaligtaran na mga resulta: ang pag-activate ng mga bituka na afferent sa mga tao ay nagresulta sa pagbaba ng timbang, na binibigyang-diin ang pagiging kumplikado ng mga pakikipag-ugnayan ng gut-utak sa metabolic regulation.

Gumamit ang pag-aaral ng mga modelo ng mouse upang matukoy ang mga mekanismong pinagbabatayan ng chronometabolic homeostasis at mga kaguluhan sa mga ritmo ng pagpapakain.

Ipinakita ng mga resulta na ang HV ay nagsisilbing hub ng komunikasyon, na nagpapadala ng mga signal sa utak tungkol sa mga pagbabago sa mga ritmo ng pagpapakain na nakita sa pamamagitan ng mga nuclear receptor na REV-ERBα/β. Ang mga signal na ito ay humahantong sa pagtaas ng paggamit ng pagkain sa mga oras ng liwanag ng araw at makabuluhang pagtaas ng timbang.

Inalis ng pag-alis ng HV ang mga epektong ito, na nagpapahiwatig na ito ay isang potensyal na target para sa mga pag-aaral sa pagbaba ng timbang sa hinaharap.