Već godinama postoji sumnja da hormoni u krvi koji dolaze do masnog tkiva (koje još nazivamo adipozno tkivo) mogu poslati informacije povezane sa stresom i metabolizmom u mozak. Sada, naučnici sa Scripps Researcha izvještavaju da novoidentifikovani osjetilni neuroni prenose tok poruka od masnog tkiva do mozga.
Naučnici odavno znaju da se živci protežu u masno tkivo, ali su sumnjali da to nisu senzorni neuroni koji prenose podatke u mozak. Umjesto toga, većina je pretpostavila da nervi u salu uglavnom pripadaju simpatičkom nervnom sistemu— mreži odgovornoj za našu reakciju borbe ili bijega (“fight or light”) koja je u osnovi odgovor na stres, i koja uključuje puteve sagorijevanja masti za vrijeme stresa i tjelesne aktivnosti.
Pokušaji da se razjasne vrste i funkcije ovih neurona bili su teški; metode koje se koriste za proučavanje neurona bliže površini tijela ili u mozgu ne rade dobro duboko u masnom tkivu, gdje je živce teško vidjeti ili stimulirati. Sada su naučnici razvili i novemetode koje mogu pomoći u istraživanjima.
Sada naučnici sa Scripps instituta imaju dokaze o povezanosti nervnog sistema i masnog tkiva i objavili su svoje rezultate u Nature krajem avgusta 2022, u radu pod naslovom “The role of somatosensory innervation of adipose tissues“.
“Otkriće ovih neurona po prvi put sugeriše da vaš mozak aktivno posmatra vašu masnoću, a ne samo pasivno prima poruke o tome”, kaže koautor rada dr. sc. Li Ye, s Katedre za hemiju i hemijsku biologiju Abide-Vividion i vanredni profesor neuroznanosti na Scripps Research.
Ye i kolege razvili su dvije nove metode koje im omogućuju prevladavanje ovih izazova. Prvo, pristup slikanju nazvan HYBRiD pretvorio je mišja tkiva u prozirna i omogućio timu da bolje prate putanje neurona u masnom tkivu. Istraživači su otkrili da se gotovo polovica tih neurona ne povezuje sa simpatičkim nevnim sistemom, već s dorzalnim ganglijima — područjem mozga odakle dolaze osjetilni neuroni.
Kako bi bolje ispitali ulogu ovih neurona u masnom tkivu, skupina se okrenula drugoj novoj tehnici, koju su nazvali ROOT (retrograde vector optimized for organ tracing tj. “retrogradni vektor optimiziran za praćenje organa”). ROOT im je dopustio da selektivno unište male podskupove senzornih neurona u masnom tkivu pomoću ciljanog virusa i zatim posmatraju što se dogodilo.
Eksperimenti su otkrili da kada mozak ne prima senzorne poruke iz masnog tkiva, programi koje pokreće simpatički živčani sistem, a koji su povezani s pretvorbom bijele masnoće u smeđe masno tkivo— postaju pretjerano aktivni u masnim stanicama (adipocitima), što rezultuje masnim tkivom većim od normalnog i stvaranju jastučića s posebno visokim udjelom smeđe masti, koja razgrađuje druge molekule masti i šećera za proizvodnju topline. I zaista, životinje s blokiranim senzornim neuronima – i visokim razinama simpatičke signalizacije – imale su povećanu tjelesnu temperaturu.
“Ovo je još jedan primjer koliko su osjetilni neuroni važni za zdravlje i bolesti u ljudskom tijelu”, kaže suautor i profesor dr. Ardem Patapoutian, koji je dobitnik Nobelove nagrade za medicinu 2021. i istraživač na Medicinskom institutu Howard Hughes.
Nalazi upućuju na to da senzorni neuroni i simpatički neuroni mogu imati dvije suprotne funkcije, sa simpatičkim neuronima koji su potrebni za uključivanje sagorijevanja masti i proizvodnju smeđeg sala, a senzorni neuroni koji su potrebni za smanjenje tih programa.
“Ovo nam govori da ne postoji samo jednoznačna uputa da mozak šalje masno tkivo”, kaže Li. “Više je nijansirano od toga; ove dvije vrste neurona djeluju kao papučica gasa i kočnica za sagorijevanje masti.”
Razumijevanje ovog sistema sprege moglo bi jednog dana pomoći sve većem broju ljudi koji se bore s prekomjernom tjelesnom težinom i s njom povezanim zdravstvenim problemima poput bolesti srca i dijabetesa.
Tim još ne zna tačno koje poruke senzorni neuroni prenose u mozak iz masnog tkiva, samo da su veze i komunikacije ključne za održavanje zdrave masti. Planiraju buduća istraživanja o tome što neuroni osjećaju i postoje li druge slične stanice u dodatnim unutarnjim organima
