Με πάνω από το 10% του παγκόσμιου πληθυσμού να έχει παχυσαρκία και το 40% των ατόμων να είναι υπέρβαρα, τα παραπανίσια κιλά αποτελούν μια από τις πιο κρίσιμες προκλήσεις για την υγεία. Ωστόσο, οι υπάρχουσες θεραπευτικές επιλογές παραμένουν σπάνιες και ελάχιστα αποτελεσματικές.
Πριν από λίγα χρόνια, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης, στην Ελβετία, ανακάλυψαν ότι η απορροφητική επιφάνεια και η λειτουργία του εντέρου αλλάζουν λόγω ορισμένων εξωτερικών ερεθισμάτων, όπως η έκθεση στο κρύο. Σήμερα, χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα ποντικιών σε συνδυασμό με βιοψίες ανθρώπινου εντέρου, αποκρυπτογραφούν τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν αυτήν την εκπληκτική πλαστικότητα των οργάνων και αποκαλύπτουν ότι η αύξηση της ποσότητας της τροφής αυξάνει την εντερική απορροφητική επιφάνεια και λειτουργία.
Μηχανιστικά, αυτό οφείλεται στην ενισχυμένη έκφραση της PPARa, μιας ρυθμιστικής πρωτεΐνης που είναι απαραίτητη για την επαγόμενη από την υπερκατανάλωση αύξηση της ικανότητας του εντέρου να απορροφά θερμίδες.
Επιπλέον, εάν οι μεγάλες ποσότητες τροφής αυξάνουν την απορροφητική επιφάνεια του εντέρου, ο περιορισμός της τροφής μπορεί να αναστρέψει τη διαδικασία και να την επαναφέρει κοντά στο φυσιολογικό. Αυτό το φαινόμενο θα μπορούσε να αναπαραχθεί χρησιμοποιώντας φαρμακολογικές και γενετικές προσεγγίσεις, προτείνοντας έτσι πιθανούς τρόπους περιορισμού της παχυσαρκίας. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Communications.
Σε όλο τον κόσμο, εκατοντάδες εκατομμύρια ενήλικες και παιδιά είναι παχύσαρκοι, μια κατάσταση που συνδέεται στενά με τις κύριες αιτίες θανάτου, όπως καρδιακές παθήσεις ή εγκεφαλικό. Η παχυσαρκία προκύπτει κυρίως από μια ανισορροπία μεταξύ της ενεργειακής δαπάνης και της πρόσληψης θερμίδων, η οποία λαμβάνει χώρα στο έντερο όπου η τροφή, που προηγουμένως διασπάστηκε, απορροφάται και περνά στην κυκλοφορία του αίματος για διανομή σε όλο το σώμα. Για να απορροφήσει αρκετές θερμίδες, το εντερικό τοίχωμα είναι επιστρωμένο με εκατομμύρια περιελίξεις που ονομάζονται λάχνες και καταλήγουν σε μικρολάχνες -μαζί αυτή η επιφάνεια θα μπορούσε να καλύψει την επιφάνεια ενός γηπέδου ποδοσφαίρου.
Ένα εντυπωσιακό και γρήγορο αποτέλεσμα
«Πριν από μερικά χρόνια, ανακαλύψαμε ότι το έντερο θα μπορούσε να μακραίνει ή να κοντύνει ανάλογα με περιβαλλοντικούς παράγοντες και τις φυσιολογικές ανάγκες», είπε ο Mirko Trajkovski, καθηγητής στο Τμήμα Κυτταρικής Φυσιολογίας και Μεταβολισμού και συγγραφέας της μελέτης. «Θέλαμε λοιπόν να καταλάβουμε τι ωθεί αυτή την αξιοσημείωτη εντερική πλαστικότητα».
Χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα ποντικιών σε συνδυασμό με βιοψίες ανθρώπινου εντέρου, η ερευνητική ομάδα παρατήρησε ότι η ποσότητα της τροφής που καταναλώθηκε ήταν ο κύριος ρυθμιστής του μήκους του εντέρου.
Έντερο ποντικού το οποίο επεκτείνεται και μεγαλώνουν οι λάχνες όταν καταναλώνεται περισσότερη τροφή.
«Είδαμε μια σχετικά γρήγορη και φυσιολογικά εντυπωσιακή απόκριση στην αύξηση της ποσότητας της τροφής που καταναλώνεται: το μήκος του εντέρου αυξήθηκε πάνω από 30%, σε συνδυασμό με μια σημαντική ανάπτυξη των λαχνών και των μικρολαχνών, συμβάλλοντας σε μια ενισχυμένη ικανότητα πρόσληψης θερμίδων από το έντερο», πρόσθεσε ο Trajkovski. Είναι σημαντικό ότι αυτές οι αλλαγές ήταν αναστρέψιμες: όταν μειώθηκε η ποσότητα της τροφής, το μήκος και η μορφολογία του εντέρου επανήλθαν κοντά στο φυσιολογικό.
Μια πλαστικότητα υπό τον έλεγχο της πρωτεΐνης PPARa
Η διαστολή του εντέρου απαιτεί πολλή ενέργεια. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η αύξηση της εντερικής απορροφητικής επιφάνειας κινητοποιεί διαφορετικές μεταβολικές οδούς στο έντερο, δηλαδή βήματα με τα οποία τα κύτταρα μετατρέπουν την τροφή σε ενέργεια.
Ενώ βρήκαν πολλά πιθανά μονοπάτια που μπορεί να συμβάλλουν στην επέκταση του εντέρου, ένα, το μονοπάτι PPARα, βρέθηκε ότι είναι απαραίτητο. Πράγματι, η PPARα είναι μια πρωτεΐνη που φαίνεται κρίσιμης σημασίας για την αύξηση του μήκους των λαχνών, καθώς και για την αύξηση της ικανότητας πρόσληψης θερμίδων από το φαγητό αυξάνοντας το επίπεδο μιας άλλης πρωτεΐνης, της PLIN2, η οποία, με τη σειρά της, προάγει τον σχηματισμό σταγονιδίων λιπιδίων στα εντερικά κύτταρα, ευνοώντας έτσι την απορρόφηση του λίπους.
Με την απενεργοποίηση της PPARa στο έντερο των ποντικών, οι ερευνητές μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν αυτόν τον μηχανισμό. Η εντερική διαγραφή της PPARα ή η φαρμακολογική αναστολή της, έδειξε αξιοσημείωτα αποτελέσματα στη μείωση της απορροφητικής λειτουργίας του εντέρου. Η ειδική για το έντερο αναστολή της PPARa ήταν επαρκής για να αποκαταστήσει τη συσσώρευση του λίπους και την παχυσαρκία, καθώς και τη δυσανεξία στη γλυκόζη που προκαλείται από μια διατροφή πολλών θερμίδων.
Η εντυπωσιακή πλαστικότητα του εντέρου που επιτρέπει τις λάχνες να συρρικνωθούν ή να μεγεθυνθούν είναι ένα πλεονέκτημα που πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω ως αναστρέψιμη εναλλακτική λύση στη χειρουργική επέμβαση γαστρικής παράκαμψης ή άλλες παρεμβάσεις που στοχεύουν στη μείωση του σωματικού βάρους.
Η PPARa είναι μια βασική πρωτεΐνη σε πολλές μεταβολικές λειτουργίες και εκφράζεται σε διάφορους ιστούς σε όλο το σώμα. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν τρόποι για την επιλεκτική αναστολή της στο έντερο, συμπεραίνουν οι συγγραφείς.
Πηγή: Dietary excess regulates absorption and surface of gut epithelium through intestinal PPARα, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-27133-7.
