Οι επιστήμονες του Κέντρου Βιοϊατρικής Έρευνας του Pennington απέκτησαν μια μεγαλύτερη διαύγεια στις περιοχές του εγκεφάλου και στους νευρώνες που ελέγχουν τον μεταβολισμό, τη θερμοκρασία του σώματος και τη χρήση ενέργειας.
Στην έκδοση Φεβρουαρίου του περιοδικού Metabolism, η Δρ. Heike Münzberg-Gruening και μια ομάδα ερευνητών ανακάλυψαν ποιες χημικές ουσίες επηρεάζουν τα σήματα που ελέγχουν πόση ενέργεια χρησιμοποιεί το σώμα. Το άρθρο έχει τίτλο, “Οι νευρώνες του υποδοχέα λεπτίνης στον ραχιαίο υποθάλαμο απαιτούν διακριτά νευρωνικά υποσύνολα για τη θερμογένεση και την απώλεια βάρους”. Οι ερευνητές παρουσίασαν τις οδούς, τις χημικές ουσίες, τους νευρώνες και τις περιοχές του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται.
Σε προηγούμενη έρευνα, η Münzberg-Gruening και η ομάδα της εντόπισαν ότι οι υποδοχείς λεπτίνης, ή Lepr, ελέγχουν τις μεταβολικές επιδράσεις της λεπτίνης. Αυτοί οι υποδοχείς είναι νευρώνες στον ραχιαίο υποθάλαμο ή DMH (dorsomedial hypothalamus), ο οποίος είναι ένας πυρήνας που βρίσκεται στον υποθάλαμο στη βάση του εγκεφάλου. Στην τελευταία τους μελέτη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτοί οι νευρώνες Lepr επικοινωνούν χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά χημικά σήματα: το γλουταμικό, που διεγείρει τους νευρώνες το το GABA που ηρεμεί τους νευρώνες.
Η μελέτη αποκάλυψε ότι οι νευρώνες που στέλνουν σήματα στην περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται raphe pallidus -μια περιοχή που ελέγχει τον μεταβολισμό- χρησιμοποιούν μόνο γλουταμικό για να στείλουν τα σήματα τους. Οι νευρώνες που δίνουν σήμα σε μια άλλη περιοχή του εγκεφάλου -τον τοξοειδή πυρήνα, που ρυθμίζει το σωματικό βάρος, τον κορεσμό και τον μεταβολισμό- χρησιμοποιούν μόνο GABA. Αυτοί οι νευρώνες έχουν επίσης ειδικούς υποδοχείς που τους επιτρέπουν να ανταποκρίνονται στα νέα φάρμακα για την απώλεια βάρους γνωστά ως αγωνιστές υποδοχέα GLP-1.
«Αυτή η ανακάλυψη ρίχνει φως στη θεμελιώδη αλληλεπίδραση των νευρώνων που επηρεάζει το πόση ενέργεια χρησιμοποιεί το σώμα και πώς το σώμα προσαρμόζεται στις αλλαγές στα επίπεδα θερμοκρασίας ή στη διαθεσιμότητα τροφής», δήλωσε η Münzberg. «Αυτή η έρευνα επεκτείνει τις γνώσεις μας για το κύκλωμα της θερμορύθμισης και τονίζει τη μοναδική ικανότητα της σηματοδότησης της λεπτίνης στον ραχιαίο υποθάλαμο να προάγει ευεργετικά μεταβολικά αποτελέσματα. Διευκρινίζει επίσης το ρόλο της σηματοδότησης της λεπτίνης στη σταθερότητα του σωματικού βάρους και τη χρήση ενέργειας. Πιστεύουμε ότι αυτοί οι νευρώνες διαχειρίζονται την ικανότητα του σώματος να προσαρμόζεται σε μια ποικιλία περιβαλλοντικών αλλαγών η έλλειψη τροφής, ενσωματώνοντας σήματα από τη λεπτίνη ή το πεπτίδιο που μοιάζει με γλυκαγόνο-1 (GLP-1) το οποίο περιλαμβάνουν να νέα φάρμακα κατά της παχυσαρκίας.
Εκτός από τον εντοπισμό των νευρώνων στον ραχιαίο υποθάλαμο που επηρεάζουν ορισμένες περιοχές και τις λειτουργίες τους, οι ερευνητές ανακάλυψαν περαιτέρω ότι ορισμένοι νευρώνες Lepr είναι σε σίγαση από τη λεπτίνη, ενώ άλλοι ενεργοποιήθηκαν ειδικά όταν μπλοκαρίστηκαν ορισμένα έμμεσα σήματα. Αυτό υποδηλώνει ότι ο ραχιαίος υποθάλαμος είναι μέρος ενός μεγαλύτερου νευρωνικού δικτύου και η λεπτίνη αυξάνει το αποτέλεσμα σίγασης των εξωτερικών συνδέσεων, αλλά όταν αυτές οι εξωτερικές συνδέσεις είναι αποκλεισμένες, η λεπτίνη είναι σε θέση να καταργήσει τη σίγαση των νευρώνων του DMH. Τέτοια δίκτυα εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να παρακάμπτουν τα περιβαλλοντικά και χυμικά σήματα για να επιτρέψουν τη σωστή προσαρμογή της ενεργειακής ισορροπίας του σώματος.
Αυτή η μελέτη διευκρινίζει περαιτέρω ότι οι νευρώνες Lepr είναι μια μοναδική επιλογή νευρώνων του ραχαίου υποθαλάμου που προάγουν τα μεταβολικά οφέλη. Θα μπορούσαν επίσης να εξηγήσουν το παράδοξο ότι η ισχυρή απώλεια βάρους με φάρμακα που βασίζονται στο GLP-1 μπορεί να παρακάμψει τον αργό μεταβολισμό που συνήθως σχετίζεται με την απώλεια βάρους, αλλά αυτό το παράδοξο πρέπει να δοκιμαστεί περαιτέρω σε μελλοντικές μελέτες.
«Υπάρχουν ακόμη τόσες πολλές θεμελιώδεις διεργασίες στο σώμα και τον εγκέφαλό μας που παραμένουν ένα μυστήριο για εμάς, και αυτό ακριβώς ωθεί τους ερευνητές μας στο Pennington Biomedical να εξερευνήσουν αυτά τα άγνωστα, να κάνουν νέες ανακαλύψεις και να εμβαθύνουν την κατανόησή μας για τον μεταβολισμό», δήλωσε ο Δρ. John Kirwan, Εκτελεστικός Διευθυντής του Pennington Biomedical Research Center. «Θέλω να συγχαρώ τη Δρ. Münzberg και την ομάδα της για αυτή τη συναρπαστική ανακάλυψη. Πραγματικά δείχνει την απίστευτη δουλειά που συμβαίνει στα εργαστήρια προκλινικής βασικής επιστήμης μας και ανυπομονώ να δω τι θα ανακαλύψουν στη συνέχεια».
Περισσότερες πληροφορίες: Leptin receptor neurons in the dorsomedial hypothalamus require distinct neuronal subsets for thermogenesis and weight loss. Metabolism, 2025; 163: 156100 DOI: 10.1016/j.metabol.2024.156100.
