Een verzameling kleverige substantie die neuronen bedekt in een Eetlustcontrolecentrum in de hersenen vangt, wordt geassocieerd met de verslechtering van Diabetes en obesitas geassocieerd, zoals blijkt uit een onderzoek bij muizen 1.

Deze stof voorkomt ook dat insuline de neuronen in de hersenen bereikt die de honger onder controle houden. Het remmen van de productie van deze stof leidde bij de muizen tot gewichtsverlies, zo bleek uit de experimenten. Deze resultaten geven aan dat er een nieuwe trigger voor is Metabolische stoornissen dat zou wetenschappers kunnen helpen bij het identificeren van medicijndoelen om deze ziekten te behandelen.

Deze resultaten zijn vandaag in het tijdschrift gepubliceerdNatuurgepubliceerd.

Hongerregulatoren in de hersenen

Stofwisselingsziekten zoals Type 2-diabetes en zwaarlijvigheid kan optreden wanneer de lichaamscellen ongevoelig worden voor insuline, een hormoon dat de bloedsuikerspiegel reguleert. Wetenschappers die op zoek zijn naar het mechanisme dat deze insulineresistentie veroorzaakt, hebben zich geconcentreerd op een deel van de hersenen dat we noemen boogvormige kern van de hypothalamus is bekend. Dit gebied detecteert het insulineniveau en past het energieverbruik dienovereenkomstig aan het hongergevoel naar.

Toen de dieren insulineresistentie ontwikkelden, ontstond er een soort... cellulair raamwerk, de extracellulaire matrix genoemd, die de hongerneuronen op hun plaats houdt, tot een ongeorganiseerde substantie. Uit eerder onderzoek is gebleken dat dit raamwerk verandert als muizen een vetrijk dieet krijgen 2.

De onderzoekers wilden uitzoeken of deze veranderingen in de hersenen insulineresistentie kunnen veroorzaken, in plaats van dat ze tegelijkertijd optreden. Ze voedden muizen twaalf weken lang een vetrijk en suikerrijk dieet en volgden de steigers rond hongerneuronen door weefselmonsters te nemen en de genactiviteit te monitoren.

Ze ontdekten dat dit raamwerk binnen een paar weken na het starten met het ongezonde dieet dikker en plakkeriger werd. Naarmate de dieren zwaarder werden, werden hun hypothalamische neuronen minder goed in staat insuline normaal te verwerken, zelfs als het hormoon rechtstreeks in hun hersenen werd geïnjecteerd. Dit suggereert dat de plakkerigheid van het schavot verhindert dat insuline de hersenen binnendringt. In plaats daarvan “loopt het vast”, zegt medeauteur Garron Dodd, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Melbourne in Australië.

Verlies van de stof leidt tot gewichtsverlies

Om deze veranderingen ongedaan te maken, injecteerden de onderzoekers de muizen met een enzym dat de stof afbreekt, of met een molecuul genaamd fluorosamine dat de vorming van het schavot remt. Beide benaderingen hebben met succes het plakkerige obstakel in de hersenen van de dieren verwijderd, waardoor de insulineopname werd verhoogd. Fluorosamine zorgde er zelfs voor dat de dieren afvielen en hun energieverbruik toenamen. Het behandelen van insulineresistentie door zich te richten op de ondersteunende structuren rond neuronen kan veiliger zijn dan zich rechtstreeks op de neuronen te richten, zegt Dodd.

Deze “hoogwaardige” studie bewijst “steeds opnieuw” dat dit cellulaire platform de hormonale signalering reguleert, wat directe effecten heeft op de stofwisseling van het lichaam en ziekten veroorzaakt, zegt Kimberly alonge, een biochemicus aan de University of Washington School of Pharmacy in Seattle, die niet bij het onderzoek betrokken was. Het vestigt ook de aandacht op de noodzaak om niet alleen naar individuele cellen en celtypen te kijken, maar ook naar het ‘verpakkingsmateriaal waarin de cellen zitten’, voegt ze eraan toe.

De experimenten van het team toonden ook aan dat ontstekingen in de hypothalamus de verstoring van het raamwerk veroorzaken. Het onderzoek maakt echter niet duidelijk wat de ontsteking oorspronkelijk veroorzaakt, zegt alonge. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat hersencellen, glia genaamd, de structurele integriteit van het schavot kunnen beïnvloeden, en alonge wil in het onderzoek weten of gliacellen bijdragen aan de ontsteking.

Het blijft onduidelijk welke rol disfunctionele steigers spelen bij de ontwikkeling van stofwisselingsziekten in vergelijking met andere bekende triggers, zegt Dodd. Hij en zijn collega's hopen deze vraag later te beantwoorden.

Verder onderzoek is nodig om te onderzoeken of dit plakkerige materiaal ontstaat bij mensen die stofwisselingsziekten ontwikkelen. Dit zou een uitdaging kunnen zijn, zegt Dodd, omdat er geen niet-invasieve toegang is tot de hypothalamus, die diep in de hersenen ligt, en het moeilijk is om weefselmonsters te verzamelen, zelfs van gedoneerde organen.