Przez wiele lat uważano, że tłuszcz, zwany także tkanką tłuszczową, wysyła do mózgu informacje o stresie i metabolizmie za pośrednictwem hormonów biernie unoszących się we krwi. Jednak nowe badanie wykazało, że neurony czuciowe przenoszą strumień wiadomości z tkanki tłuszczowej do mózgu.
To badanie autorstwa Badania w Scripps naukowcy sugerują, że mózg aktywnie bada tłuszcz, zamiast biernie otrzymywać wiadomości na jego temat. Kolejna ilustracja tego, jak ważne są neurony czuciowe dla zdrowia i chorób w ludzkim ciele.
Tkanka tłuszczowa ssaków magazynuje energię w postaci komórek tłuszczowych. Kiedy organizm potrzebuje energii, tkanki uwalniają te zapasy. Reguluje również szereg hormonów i cząsteczek sygnałowych związanych z metabolizmem i apetytem. Magazynowanie energii i częsta sygnalizacja nieprawidłowego działania w zaburzeniach takich jak cukrzyca, stłuszczenie wątroby, miażdżyca tętnic i otyłość.
Nerwy rozciągają się na tkankę tłuszczową, ale podejrzewano, że nie są czuciowe neurony które przenoszą dane do mózgu. Większość naukowców zamiast tego stwierdziła, że współczulny układ nerwowy – sieć odpowiedzialna za naszą reakcję „walcz lub uciekaj”, która aktywuje szlaki spalania tłuszczu w sytuacjach stresowych i aktywności fizycznej – jest przede wszystkim odpowiedzialny za nerwy w tłuszczu.
Próby wyjaśnienia ich rodzajów i funkcji neurony były trudne; metody stosowane do badania neuronów bliżej powierzchni ciała lub w mózgu nie działają dobrze w tkance tłuszczowej, gdzie nerwy są trudne do zobaczenia lub pobudzenia.
Aby sprostać tym wyzwaniom, naukowcy opracowali dwie nowe metody. Po pierwsze, technika obrazowania o nazwie HYBRiD sprawiła, że tkanki myszy stały się przezroczyste, co pomogło naukowcom lepiej podążać ścieżkami obieranymi przez neurony, gdy wchodziły tkanka tłuszczowa. Zespół odkrył, że mniej więcej połowa tych neuronów pochodzi ze zwojów korzeni grzbietowych, regionu mózgu, z którego wyłaniają się wszystkie neurony czuciowe, a nie ze współczulnego układu nerwowego.
Naukowcy zajęli się później drugą nową techniką, którą nazwali ROOT, aby określić rolę tych neuronów w tkance tłuszczowej. Root oznacza „wektor wsteczny zoptymalizowany do śledzenia narządów”. Technika ta umożliwiła naukowcom selektywne niszczenie małych podzbiorów neuronów czuciowych w tkance tłuszczowej za pomocą ukierunkowanego wirusa, a następnie obserwowanie, co się stało.
Yu Wang, doktorant w laboratoriach Ye i Patapoutian oraz pierwszy autor nowego artykułu, powiedział: „Te badania były możliwe dzięki połączeniu tych nowych metod. Kiedy zaczynaliśmy ten projekt, nie było istniejących narzędzi, które pozwoliłyby odpowiedzieć na te pytania”.
„Eksperymenty ujawniły, że gdy mózg nie odbiera wiadomości sensorycznych z tkanki tłuszczowej, programy wyzwalane przez współczulny układ nerwowy – związane z konwersją białego tłuszczu do brązowego tłuszczu – stają się nadmiernie aktywne w komórkach tłuszczowych, co skutkuje większym niż normalnie poduszeczka tłuszczowa ze szczególnie wysokim poziomem brązowego tłuszczu, który rozkłada inne cząsteczki tłuszczu i cukru w celu wytworzenia ciepła. Rzeczywiście, zwierzęta z zablokowanymi neuronami czuciowymi – i wysokim poziomem sygnalizacji współczulnej – miały podwyższoną temperaturę ciała”.
Współautor dr Li Ye z Abide-Vividion Chair in Chemistry and Chemical Biology, powiedział: „To mówi nam, że nie ma tylko jednej uniwersalnej instrukcji, która mózg wysyła tkankę tłuszczową. Jest bardziej zniuansowany; te dwa typy neuronów działają jak pedał gazu i hamulec dla spalanie tłuszczu".
„Odkrycia sugerują, że neurony czuciowe i współczulne mogą mieć dwie przeciwstawne funkcje, przy czym neurony współczulne potrzebne do włączenia spalania tłuszczu i produkcji brązowego tłuszczu oraz neurony czuciowe wymagane do wyłączenia tych programów”.
Jednak to, jakie wiadomości neurony czuciowe przekazują do mózgu z tkanki tłuszczowej, pozostaje niejasne. Dalsze badania muszą ustalić, co wyczuwają neurony i czy inne podobne komórki istnieją w dodatkowych narządach wewnętrznych.
Referencje czasopisma:
- Wang, Y., Leung, VH, Zhang, Y. i in. Rola unerwienia somatosensorycznego tkanki tłuszczowej. Natura (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05137-7
