Το να τρως είναι πολύ περισσότερο από το να παίρνεις αρκετές θερμίδες. Το σώμα πρέπει να επιτύχει τη σωστή ισορροπία των θρεπτικών συστατικών, ιδιαίτερα των απαραίτητων αμινοξέων, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία της πρωτεΐνης που το σώμα δεν μπορεί να φτιάξει από μόνο του.
Τώρα, οι ερευνητές έχουν αποκαλύψει ένα κρυφό σύστημα επικοινωνίας μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου που βοηθά τα ζώα να ανιχνεύουν πότε λείπει πρωτεΐνη και τα ωθεί να βρουν τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον SUH Seong-Bae, διευθυντή του Κέντρου Μικροβιώματος-Σώματος-Εγκέφαλου Φυσιολογίας στο Ινστιτούτο Βασικής Επιστήμης (IBS), σε συνεργασία με επιστήμονες από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ και το Πανεπιστήμιο Ewa Women’s, εντόπισε ένα άγνωστο προηγουμένως δίκτυο σηματοδότησης εντέρου-εγκεφάλου που αλλάζει γρήγορα τη συμπεριφορά διατροφής όταν μειώνονται τα επίπεδα πρωτεΐνης.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό επιστήμη 21 Μαΐου.
Πώς το έντερο εντοπίζει την έλλειψη πρωτεΐνης
Οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες γιατί περιέχουν αμινοξέα που τα ζώα δεν μπορούν να φτιάξουν μόνα τους. Οι επιστήμονες γνωρίζουν από καιρό ότι τα ζώα λαχταρούν τροφές πλούσιες σε πρωτεΐνες όταν στερούνται πρωτεΐνης, αλλά το πώς ακριβώς το σώμα αισθάνεται αυτή την ανεπάρκεια παραμένει ασαφές.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το έντερο ανταποκρίνεται στην ανεπάρκεια πρωτεΐνης χρησιμοποιώντας δύο ξεχωριστές αλλά συντονισμένες οδούς επικοινωνίας.
Ένα μονοπάτι λειτουργεί γρήγορα μέσω του νευρικού συστήματος, ειδοποιώντας γρήγορα τον εγκέφαλο ότι τα απαραίτητα αμινοξέα λείπουν. Η δεύτερη οδός λειτουργεί πιο αργά μέσω των ορμονών που κυκλοφορούν στο σώμα, βοηθώντας στη διατήρηση της συμπεριφοράς αναζήτησης πρωτεΐνης για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους.
Για να αποκαλύψει τον μηχανισμό, η ομάδα μελέτησε μύγες φρούτων, οι οποίες χρησιμοποιούνται συνήθως για τη διερεύνηση των νευρικών κυκλωμάτων που εμπλέκονται στη συμπεριφορά σίτισης. Χρησιμοποιώντας απεικόνιση εγκεφάλου, τεστ συμπεριφοράς και γενετικά τεστ, οι επιστήμονες χαρτογράφησαν τα συγκεκριμένα κυκλώματα που εμπλέκονται.
Όταν οι μύγες στερούνται πρωτεΐνης στη διατροφή τους, εξειδικευμένα κύτταρα στο έντερο εκκρίνουν μια πεπτιδική ορμόνη που ονομάζεται CNMA. Αυτή η ορμόνη ενεργοποιεί τους εντερικούς νευρώνες που συνδέονται με το έντερο, οι οποίοι μεταδίδουν γρήγορα σήματα στον εγκέφαλο μέσω της νευρικής οδού εντέρου-εγκεφάλου.
Ταυτόχρονα, το CNMA ταξιδεύει μέσω της κυκλοφορίας του αίματος ως ορμόνη, φθάνοντας στον εγκέφαλο πιο αργά και ενισχύοντας την επιθυμία αναζήτησης απαραίτητων αμινοξέων.
«Η έρευνά μας δείχνει ότι το έντερο δεν είναι απλώς ένα πεπτικό όργανο, αλλά ένα ενεργό αισθητήριο σύστημα που παρακολουθεί συνεχώς τη διατροφική κατάσταση και καθοδηγεί άμεσα τις αποφάσεις συμπεριφοράς», δήλωσε ο διευθυντής SUH Seong-Bae.
Τα εντερικά σήματα απομακρύνουν τη λαχτάρα από τη ζάχαρη
Το νέο σύστημα σήμανσης όχι μόνο επέτρεπε στα ζώα να τρώνε περισσότερο συνολικά. Αντίθετα, άλλαξαν συγκεκριμένα αυτό που ήθελαν να φάνε.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ανεπάρκεια πρωτεΐνης αυξάνει την επιθυμία για θρεπτικά συστατικά που σχετίζονται με τις πρωτεΐνες, ενώ ταυτόχρονα μειώνει την επιθυμία για ζάχαρη.
Η σηματοδότηση CNMA καταστέλλει τη δραστηριότητα στα ευαίσθητα στη ζάχαρη εγκεφαλικά κύτταρα που ονομάζονται νευρώνες DH44. Ως αποτέλεσμα, οι διατροφικές προτιμήσεις απομακρύνονται από τους υδατάνθρακες και προς τα πλούσια σε πρωτεΐνες θρεπτικά συστατικά.
Η έρευνα έχει επίσης δείξει ότι τα βακτήρια του εντέρου παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία. Οι φρουτόμυγες που δεν έχουν φυσιολογικά μικρόβια του εντέρου εμφανίζουν πολύ ισχυρότερη ενεργοποίηση των νευρώνων του εγκεφάλου που αναζητούν αμινοξέα, υποδηλώνοντας ότι το μικροβίωμα βοηθά στη ρύθμιση της διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών και της συμπεριφοράς σίτισης.
Μια παρόμοια συμπεριφορά αναζήτησης πρωτεΐνης παρατηρείται σε ποντίκια
Οι ερευνητές έχουν βρει στοιχεία ότι ο ίδιος βασικός μηχανισμός υπάρχει και στα θηλαστικά.
Πειράματα με ποντίκια έδειξαν ότι τα ζώα που στερούνται πρωτεΐνης αναπτύσσουν έντονη προτίμηση στα απαραίτητα αμινοξέα, παρόμοια με τη συμπεριφορά των φρουτόμυγων.
Ένα εκπληκτικό εύρημα αφορούσε την FGF21, μια ορμόνη που προηγουμένως θεωρούνταν ότι μεσολαβεί στην όρεξη για πρωτεΐνες στα θηλαστικά. Ακόμη και τα ποντίκια που δεν είχαν FGF21 εξακολουθούσαν να παρουσιάζουν ισχυρή συμπεριφορά αναζήτησης αμινοξέων.
Οι ερευνητές λένε ότι αυτό υποδηλώνει ότι τα ζώα έχουν επιπλέον συστήματα ανίχνευσης θρεπτικών ουσιών που οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη αναγνωρίσει.
Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα ζώα δεν λιμοκτονούν απλώς όταν λείπουν τα θρεπτικά συστατικά. Αντίθετα, ο εγκέφαλος φαίνεται να δίνει επιλεκτικά προτεραιότητα σε τρόφιμα που είναι ιδιαίτερα φτωχά σε θρεπτικά συστατικά.
Πιθανές επιπτώσεις για την παχυσαρκία και τις διατροφικές διαταραχές
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει στη βελτίωση της κατανόησης της παχυσαρκίας, των μεταβολικών ασθενειών και των διατροφικών διαταραχών.
«Τα περισσότερα τρέχοντα φάρμακα για την παχυσαρκία και τον έλεγχο της όρεξης βασίζονται σε σήματα ορμονών του εντέρου, ωστόσο γνωρίζουμε σχετικά λίγα για το πώς τα σήματα του εντέρου επηρεάζουν φυσικά τον εγκέφαλο και τη συμπεριφορά», δήλωσε ο διευθυντής SUH Seong-Bae. «Αυτή η μελέτη αποκαλύπτει θεμελιώδεις αρχές επιλογής θρεπτικών ουσιών από τον άξονα εντέρου-εγκεφάλου και παρέχει τη βάση για μελλοντικές θεραπευτικές στρατηγικές που στοχεύουν σε μεταβολικές διαταραχές και διαταραχές σίτισης».
