مدار پنهان هیپوتالاموس که گلوکز شبانه را تثبیت می کند

مدار پنهان هیپوتالاموس که گلوکز شبانه را تثبیت می کند

۱۴۰۴-۰۶-۰۳
0 نظرات نگار بابایی

6 دقیقه

مدار پنهان هیپوتالاموس ثبات گلوکز در طول شب را حفظ می‌کند

یک شبکه پنهان از سلول‌های مغزی با تبدیل چربی به سوخت از افت قند خون در طول شب جلوگیری می‌کند — احتمالاً کلیدی برای درک پیش‌دیابت. اعتبار تصویر: Shutterstock

مغز تنظیم‌کننده مرکزی گلوکز خون در چالش‌های شدید مانند روزه‌داری طولانی یا هیپوگلیسمی است، اما نقش آن در کنترل روزمره‌ی گلوکز کمتر بررسی شده است. پژوهشی جدید از دانشگاه میشیگان که در Molecular Metabolism منتشر شده، جمعیت مشخصی از نورون‌ها در هیپوتالاموس ونترومدیال (VMH) را شناسایی می‌کند که در شرایط معمولی به‌ویژه در ساعات ابتدایی روزه شبانه به حفظ ثبات قند خون کمک می‌کنند.

پیش‌زمینه علمی و رویکرد تجربی

هیپوتالاموس سیگنال‌های هورمونی و عصبی را برای هماهنگی گرسنگی، دما، پاسخ به استرس و تعادل متابولیک یکپارچه می‌کند. در طول دهه‌ها، مطالعات نقص عملکرد هیپوتالاموس را با نوسانات گلوکز خون در دیابت مرتبط ساخته‌اند. به‌ویژه VMH در افزایش قند خون در موقعیت‌های اضطراری نقش داشته است. تیم میشیگان پرسید که آیا نورون‌های خاص VMH در چرخه‌های روزمره که معمولاً دیابت در آن توسعه می‌یابد نیز فعال هستند یا خیر.

محققان روی نورون‌های VMH که گیرنده B کوله‌سیستوکینین (Cckbr) را بیان می‌کنند متمرکز شدند؛ از این پس این نورون‌ها را نورون‌های VMH Cckbr می‌نامیم. با استفاده از مدل‌های موشی، آن‌ها این نورون‌ها را به‌طور انتخابی غیر فعال یا فعال کردند و سپس به‌طور مداوم گلوکز و نشانگرهای متابولیک گردش خون را پایش نمودند. این رویکرد هدف‌گیری سلولی به تیم امکان داد تا روابط علی بین فعالیت نورونی و استفاده از سوخت در کل بدن را آزمایش کند.

یافته‌های کلیدی: لیپولیز، گلیسرول و پایداری گلوکز شبانه

هنگامی که نورون‌های VMH Cckbr خاموش شدند، موش‌ها در دوره‌ی ابتدایی روزه‌داری پس از آخرین وعده روزانه حساس‌تر به افت قند خون شدند. برعکس، فعال‌سازی این نورون‌ها باعث افزایش گلیسرول سیستمیک شد، محصولی از تجزیه چربی که کبد می‌تواند از آن از طریق گلوکونئوژنز، گلوکز بسازد.

از نظر عملکردی، نورون‌های VMH Cckbr لیپولیز — تجزیه چربی ذخیره‌شده — را القا می‌کنند و گلیسرول و اسیدهای چرب آزاد را رها می‌سازند که در ساعات اولیه خواب از گلوکز خون پشتیبانی می‌کنند. همان‌طور که رهبر مطالعه اشاره کرد، این جمعیت نورونی با تحریک تبدیل چربی به سوخت از هیپوگلیسمی شبانه جلوگیری می‌کند. پژوهشگران فرض می‌کنند که فعالیت بیش از حد یا اختلال در سیگنال‌دهی همین مدار می‌تواند زیربنای لیپولیز شبانه و گلوکز ناشتا افزایش‌یافته‌ای باشد که در افراد مبتلا به پیش‌دیابت دیده می‌شود.

دقت مکانیزمی و هماهنگی شبکه‌ای

مهم است که نورون‌های VMH Cckbr به‌طور مشخص لیپولیز را کنترل می‌کنند و نه همه‌ی مسیرهایی که گلوکز را تحت تأثیر قرار می‌دهند. محققان تأکید می‌کنند که تنظیم گلوکز یک سوئیچ ساده روشن/خاموش نیست؛ جمعیت‌های نورونی متعدد در VMH و سایر نواحی با هم تعامل دارند تا پاسخ‌های درجه‌ای برای تغذیه، روزه‌داری و استرس ایجاد کنند. سلول‌های دیگر ممکن است از طریق اتصالات جداگانه تولید گلوکز کبدی یا ترشح هورمون‌های پانکراس را کنترل کنند.

پیامدها برای پیش‌دیابت و پزشکی متابولیک

این نتایج مکانیزم نورونی محتملی برای توضیح اینکه چرا برخی افراد لیپولیز شبانه‌ی بیش از حد و گلوکز صبحگاهی بالاتری نشان می‌دهند — نشانه‌ای از اختلال در تنظیم گلوکز و پیش‌دیابت — ارائه می‌دهد. اگر نورون‌های VMH Cckbr در انسان‌ها بیش‌فعال باشند، تنظیم درمانی فعالیت آن‌ها یا مسیرهای زیرین‌شان (برای مثال هدف‌گیری لیپولیز یا تبدیل گلیسرول به گلوکز) می‌تواند استراتژی پیشگیرانه‌ای جدید در برابر پیشرفت به دیابت نوع 2 باشد.

این مطالعه همچنین اهمیت محور مغز–کبد–لوزالمعده را در بیماری‌های متابولیک برجسته می‌سازد. درمان‌های آینده ممکن است هدف‌های مرکزی (عصبی) و محیطی (کبد، بافت چربی، پانکراس) را ترکیب کنند تا دینامیک گلوکز شبانه سالم را بازگردانند.

جزئیات آزمایشی و تیم تحقیقاتی

این کار از مدل‌های موشی دستکاری‌شده ژنتیکی و تکنیک‌های نوروبیولوژیکی برای تغییر فعالیت نورون‌های VMH Cckbr در حین اندازه‌گیری متابولیت‌های گردش‌کننده، از جمله گلیسرول و گلوکز، استفاده کرد. این پژوهش توسط مؤسسه دیابت کاسول (Caswell Diabetes Institute) در دانشگاه میشیگان انجام شد؛ تیمی متمرکز بر کنترل نورونی متابولیسم و بیماری.

دیدگاه کارشناسی

دکتر النا مورالس، عصب‌شناسی تخصصی در مدارهای متابولیک، اظهار کرد: "این مطالعه به‌طرز ظریف جمعیت نورونی کوچک و مشخصی را به یک عملکرد متابولیک ویژه پیوند می‌دهد — تحریک لیپولیز برای حفظ گلوکز خون در شب. این پژوهش نشان می‌دهد که سیگنال‌های عصبی وابسته به ساعت زیستی چگونه می‌توانند سلامت متابولیک بلندمدت را شکل دهند. ترجمه‌ی این یافته‌ها به انسان نیازمند نقشه‌برداری دقیق مدارهای همولوگ و ارزیابی فعالیت عصبی شبانه در جمعیت‌های در معرض خطر است."

جهت‌گیری‌های آینده

نویسندگان در حال پیگیری این موضوع هستند که چگونه زیرنوع‌های مختلف نورونی VMH با هم هماهنگ می‌شوند تا قند را در وضعیت‌های تغذیه، روزه‌داری و استرس تنظیم کنند و چگونه کنترل عصبی با پاسخ‌های کبد و پانکراس تعامل دارد. پرسش‌های باز شامل این است که آیا فعالیت بیش از حد نورون‌های VMH Cckbr در پیش‌دیابت انسانی وجود دارد، چه واسطه‌های مولکولی سیگنال لیپولیتیک عصبی را به بافت چربی منتقل می‌کنند، و آیا کرونوتراپی یا نورو‌مداخله هدفمند می‌تواند متابولیسم شبانه را بازتعادل کند یا خیر.

نتیجه‌گیری

این مطالعه نشان می‌دهد که مجموعه‌ای از نورون‌های VMH به جلوگیری از هیپوگلیسمی شبانه با تحریک تجزیه چربی و آزادسازی گلیسرول برای تولید گلوکز کمک می‌کنند. این یافته‌ها درک ما از تنظیم متابولیک محرک مغز در چرخه‌های روزمره را گسترش می‌دهند و کنترل نورونی لیپولیز را به‌عنوان عامل احتمالی در پیش‌دیابت مطرح می‌کنند. روشن‌سازی چگونگی هماهنگی مدارهای VMH با اندام‌های محیطی ممکن است راه‌های جدیدی برای پیشگیری و درمان اختلالات متابولیک زودهنگام بگشاید.

منبع: sciencedaily

من نگارم، عاشق آسمون و کشف ناشناخته‌ها! اگر مثل من از دیدن تلسکوپ و کهکشان‌ها ذوق‌زده می‌شی، مطالب من رو از دست نده!

نظرات

ارسال نظر

مطالب مرتبط