En samling klibbig substans som täcker nervceller i en Aptitkontrollcenter i hjärnan fångar, är förknippad med försämring av Diabetes och fetma associerade, som en studie på möss visar 1.

Detta ämne hindrar också insulin från att nå nervcellerna i hjärnan som kontrollerar hungern. Att hämma produktionen av detta ämne ledde till viktminskning hos mössen, fann experimenten. Dessa resultat indikerar att det finns en ny trigger för Metaboliska störningar som skulle kunna hjälpa forskare att identifiera läkemedelsmål för att behandla dessa sjukdomar.

Dessa resultat publicerades idag i tidskriftenNaturpubliceras.

Hungerregulatorer i hjärnan

Metabola sjukdomar som t.ex Typ 2-diabetes och fetma kan uppstå när kroppens celler blir okänsliga för insulin, ett hormon som reglerar blodsockernivån. Forskare som letar efter mekanismen som orsakar denna insulinresistens har fokuserat på en del av hjärnan som kallas hypotalamus bågformade kärna är känt. Detta område upptäcker insulinnivåer och justerar energiförbrukningen därefter känslan av hunger till.

När djuren utvecklade insulinresistens, en typ av... cellulär ram, kallad den extracellulära matrisen, som håller hungerneuronerna på plats, till en oorganiserad substans. Tidigare forskning har visat att detta ramverk förändras när möss får en diet med hög fetthalt 2.

Forskarna ville ta reda på om dessa förändringar i hjärnan kan orsaka insulinresistens, snarare än att bara inträffa samtidigt. De matade möss med en diet med hög fetthalt och hög sockerhalt i 12 veckor och övervakade byggnadsställningarna runt hungerneuroner genom att ta vävnadsprover och övervaka genaktivitet.

De fann att detta ramverk blev tjockare och klibbigare inom några veckor efter att man började med den ohälsosamma kosten. När djuren gick upp i vikt, blev deras hypotalamiska neuroner sämre att bearbeta insulin normalt, även när hormonet injicerades direkt i deras hjärnor. Detta tyder på att ställningens klibbighet hindrar insulin från att komma in i hjärnan. Istället "fastnar det", säger medförfattaren Garron Dodd, en neuroforskare vid University of Melbourne i Australien.

Förlust av ämnet leder till viktminskning

För att vända dessa förändringar injicerade forskarna mössen med antingen ett enzym som bryter ner ämnet eller en molekyl som kallas fluorosamin som hämmar bildandet av ställningen. Båda tillvägagångssätten avlägsnade framgångsrikt det klibbiga hindret i djurens hjärnor och ökade därmed insulinupptaget. Fluorosamin fick till och med djuren att gå ner i vikt och öka sin energiförbrukning. Att behandla insulinresistens genom att rikta in sig på de stödjande ställningarna runt neuroner kan vara säkrare än att rikta in neuronerna direkt, säger Dodd.

Denna "högkvalitativa" studie bevisar "om och om igen" att denna cellulära ställning reglerar hormonell signalering, vilket har direkta effekter på kroppens ämnesomsättning och driver sjukdom, säger Kimberly Alonge, en biokemist vid University of Washington School of Pharmacy i Seattle, som inte var involverad i studien. Det uppmärksammar också behovet av att inte bara titta på enskilda celler och celltyper, utan också på "förpackningsmaterialet som cellerna sitter i", tillägger hon.

Teamets experiment visade också att inflammation i hypotalamus driver störningen av ramverket. Studien klargör dock inte vad som ursprungligen utlöser inflammationen, säger Alonge. Tidigare forskning har visat att hjärnceller som kallas glia kan påverka ställningens strukturella integritet och Alonge vill veta om gliaceller bidrar till inflammationen i studien.

Det är fortfarande oklart vilken roll dysfunktionella byggnadsställningar spelar i utvecklingen av metabola sjukdomar jämfört med andra väletablerade triggers, säger Dodd. Han och hans kollegor hoppas kunna ta upp denna fråga senare.

Ytterligare forskning behövs för att undersöka om detta klibbiga material uppstår hos personer som utvecklar metabola sjukdomar. Detta kan vara utmanande, säger Dodd, eftersom det inte finns någon icke-invasiv tillgång till hypotalamus, som ligger djupt i hjärnan, och det är svårt att samla vävnadsprover även från donerade organ.