Povezava med jetri in možgani je ključni dejavnik pri obvladovanju cirkadianih prehranjevalnih navad in debelosti.

Študija poudarja vlogo jetrnega vagusnega živca pri uravnavanju ritmov vnosa hrane in ponuja nove perspektive za morebitne načine zdravljenja debelosti.

Študija, objavljena v reviji Science, je pokazala, da komunikacija med jetrnim aferentnim živcem (HVAN) in možgani vpliva na cirkadiane prehranjevalne navade. Pri miših je kirurška odstranitev HVAN-a popravila spremenjene prehranjevalne ritme in zmanjšala pridobivanje telesne teže med prehrano z veliko maščobami, kar kaže na to, da bi lahko bil HVAN tarča v boju proti debelosti.

Cirkadijski ritmi so 24-urni cikli, ki uravnavajo telesne, duševne in vedenjske spremembe pri živalih, običajno sinhronizirani s cikli svetlobe in teme. Čeprav so ti ritmi običajno stabilni, jih lahko motijo spremembe v vedenju ali izpostavljenost svetlobi, kot v primeru časovne razlike ali dela v nočni izmeni, kar vodi v desinhronizacijo organskih sistemov.

Suprahiazmatsko jedro (SCN) služi kot glavna cirkadiana ura, ki s pomočjo svetlobnih signalov vzpostavlja povratne zanke (TTFL) genov molekularne ure. Nedavne raziskave kažejo, da skoraj vse somatske celice vzdržujejo tudi lastne TTFL, ki pomagajo uravnavati cirkadiane ritme z drugimi procesi, kot je vnos hrane.

Sinhronizacija med SCN in jetrnimi ritmi, ki jih povzročajo hranila, je pomembna za ohranjanje presnovnega ravnovesja ob soočanju s spremembami v okolju. Študije na glodavcih in ljudeh kažejo, da je desinhronizacija teh sistemov škodljiva za zdravje, saj povečuje tveganje in resnost presnovnih bolezni, kot sta debelost in sladkorna bolezen. Vendar natančni mehanizmi in signali, ki urejajo te interakcije, ostajajo nejasni.

Študija raziskuje mehanizme cirkadiane komunikacije med jetri in možgani z brisanjem jedrnih receptorjev REV-ERBα/β pri miših.

Ti receptorji so bili predhodno opredeljeni kot ključni elementi kronometabolne homeostaze. Njihova odstranitev povzroči desinhronizacijo.

Za razliko od prejšnjih študij na tem področju so znanstveniki uporabili injekcije adenovirusov, ki so sposobni odstraniti REV-ERB preko repne vene, kar je študiji dalo edinstveno prednost, da lokalno (namesto sistemsko) moti biološko uro.

Metodologija nam je omogočila opazovanje in manipulacijo asinhronosti med jetri in možgani, hkrati pa ostale organske sisteme pustili nespremenjene, kar je znatno zmanjšalo šum v ozadju in moteče dejavnike.

Kirurški in eksperimentalni posegi so bili izvedeni na treh različnih skupinah odraslih laboratorijskih miši.

Študija se je osredotočila tudi na vlogo jetrnega vagusnega živca (HV) pri signaliziranju možganom in uravnavanju telesne teže. Čeprav je bilo že prej znano, da HV prenaša presnovne podatke iz jeter v možgane, je njegova natančna vloga v cirkadiani komunikaciji in ritmih prehranjevanja ostala ugibanja.

Študija poudarja, da ritmi vnosa hrane delujejo kot zeitgeber (zunanji signal, ki sinhronizira biološke ritme) za cirkadiano modulacijo v jetrih, podobno kot cikli svetlobe in teme poganjajo ritme SCN v telesu.

V mišjih modelih z utišanjem genov je delecija receptorjev REV-ERBα in REV-ERBβ motila ritme hranjenja, ne da bi to vplivalo na cikle, ki jih poganja SCN.

Ablacija je aktivirala gena Arntl in Per2, odgovorna za kronometabolno ravnovesje, kar je povzročilo spremenjene ritme hranjenja in povečano hranjenje podnevi, kar je na koncu povzročilo znatno povečanje telesne teže. Zanimivo je, da je prerez jetrnega vagusnega aferentnega živca (HVAN) odpravil te učinke, zmanjšal vnos hrane in povzročil izgubo teže.

To poudarja pomembno vlogo HV pri signalizaciji ritmov hranjenja, vzporedne študije pa kažejo nasprotne rezultate: aktivacija črevesnih aferentov pri ljudeh je povzročila izgubo teže, kar poudarja kompleksnost interakcij med črevesjem in možgani pri presnovni regulaciji.

V študiji so uporabili mišje modele za identifikacijo mehanizmov, ki so podlaga za kronometabolno homeostazo in motnje v ritmih hranjenja.

Rezultati so pokazali, da HV služi kot komunikacijsko središče, ki prenaša signale v možgane o spremembah v ritmu hranjenja, ki jih zaznajo jedrni receptorji REV-ERBα/β. Ti signali vodijo do povečanega vnosa hrane podnevi in znatnega povečanja telesne teže.

Odstranitev HV je odpravila te učinke, kar kaže na to, da je HV potencialna tarča za prihodnje študije hujšanja.