Under många år trodde man att en persons fett, även känt som fettvävnad, skickade information om stress och ämnesomsättning till hjärnan genom hormoner som passivt flyter genom blodet. Men en ny studie identifierade att sensoriska neuroner bär en ström av meddelanden från fettvävnad till hjärnan.
Denna studie av Scripps forskning forskare föreslår att din hjärna aktivt undersöker ditt fett istället för att passivt ta emot meddelanden om det. En annan illustration av hur avgörande sensoriska neuroner är för hälsa och sjukdom i människokroppen.
Fettvävnader hos däggdjur lagrar energi i form av fettceller. När kroppen behöver energi frigör vävnader dessa förråd. Det reglerar också en mängd olika hormoner och signalmolekyler som är kopplade till ämnesomsättning och aptit. Energilagring och ofta signalerande funktionsfel vid sjukdomar som diabetes, fet leversjukdom, ateroskleros och fetma.
Nerver sträcker sig in i fettvävnad men misstänkte att de inte var sensoriska neuroner som transporterar data till hjärnan. De flesta forskare föreslog istället att det sympatiska nervsystemet – nätverket som ansvarar för vår kamp-eller-flyg-respons, som aktiverar fettförbränningsvägar under stressiga situationer och fysisk aktivitet – var primärt ansvarigt för nerverna i fett.
Försöker klargöra dessas typer och funktioner neuroner har varit svårt; metoder som används för att studera neuroner närmare kroppens yta eller i hjärnan fungerar inte bra djupt i fettvävnaden, där nerverna är svåra att se eller stimulera.
Forskare utvecklade två nya metoder för att övervinna dessa utmaningar. Först gjorde en avbildningsteknik kallad HYBRiD musvävnader genomskinliga, vilket hjälpte forskare att bättre följa de vägar som neuroner tar när de kom in fettvävnad. Teamet fann att ungefär hälften av dessa neuroner har sitt ursprung i dorsalrotsganglierna, den hjärnregion varifrån alla sensoriska neuroner kommer fram, snarare än det sympatiska nervsystemet.
Forskare vände sig senare till en andra ny teknik, som de kallade ROOT, för att bekläda dessa nervcellers roll i fettvävnad. Root står för "retrograd vektor optimerad för organspårning." Tekniken gjorde det möjligt för forskare att selektivt förstöra små undergrupper av sensoriska neuroner i fettvävnaden med hjälp av ett riktat virus och sedan observera vad som hände.
Yu Wang, en doktorand i Ye och Patapoutian labb och den första författaren till den nya uppsatsen, sa: "Denna forskning möjliggjordes av hur dessa nya metoder kom samman. När vi startade det här projektet fanns det inga befintliga verktyg för att svara på dessa frågor.”
"Experimenten avslöjade att när hjärnan inte tar emot sensoriska meddelanden från fettvävnad, blir program som utlöses av det sympatiska nervsystemet - relaterade till omvandlingen av vitt fett till brunt fett - alltför aktiva i fettcellerna, vilket resulterar i en större än normalt fettkudde med särskilt höga nivåer av brunt fett, som bryter ner andra fett- och sockermolekyler för att producera värme. Djuren med blockerade sensoriska neuroner – och höga nivåer av sympatisk signalering – hade faktiskt ökade kroppstemperaturer.”
Co-senior författare Li Ye, Ph.D., Abide-Vividion ordförande i kemi och kemisk biologi, sa: "Detta säger oss att det inte bara finns en instruktion som passar alla hjärna skickar fettvävnad. Det är mer nyanserat än så; dessa två typer av neuroner fungerar som en gaspedal och en broms för brinnande fett. "
"Fynden tyder på att de sensoriska och sympatiska neuronerna kan ha två motsatta funktioner, med sympatiska neuroner som behövs för att sätta på fettförbränning och produktion av brunt fett, och sensoriska neuroner som krävs för att stänga av dessa program."
Men vilka budskap de sensoriska neuronerna förmedlar till hjärnan från fettvävnad är fortfarande svårfångade. Ytterligare studier måste avgöra vad nervcellerna känner av och om andra liknande celler finns i ytterligare inre organ.
Tidskriftsreferens:
- Wang, Y., Leung, VH, Zhang, Y. et al. Rollen av somatosensorisk innervation av fettvävnader. Natur (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05137-7
