Qelizat e trurit që mund të ndihmojnë në luftën kundër obezitetit

Edhe pse roli i tyre është më pak i njohur se ai i neuroneve, astrocitet janë qeliza të domosdoshme për funksionimin e trurit. Një studim i ri, te miu, i publikuar në revistën Nature communications tregon rolin e astrociteve të striatumit, një strukture të rrjetit të shpërblimit, në kontekstin e obezitetit të shkaktuar nga një dietë e pasur me yndyrna dhe sheqerna. Këto qeliza mund të përfaqësojnë një qëllim të interesuar për trajtimin e sëmundjeve metabolike.

Truri përbëhet nga miliarda neurone. Janë qeliza të ndjeshme, domethënë ato mund të gjenerojnë potenciale veprimi dhe të transmetojnë informacione tek neuronet e tjera në formë të një rryme elektrike. Megjithatë, neuronet përbëjnë vetëm gjysmën e qelizave të trurit, gjysma tjetër është e përbërë nga qeliza gliale, ndër të cilat gjenden astrocitet. Këto të fundit janë të përfshira në shumë patologji të trurit si sëmundjet neurodegjenerative (sëmundja e Alzheimerit ose Parkinsonit), çrregullime psikiatrike ose epilepsia.

Ndryshe nga neuronet, astrocitet nuk mund të gjenerojnë rrjedhje elektrike, por shfaqin variacione në koncentrimin e tyre të kalciumit brendaqelizor. Kalciumi brendaqelizor është i përfshirë në shumë procese të lidhura me funksionimin e qelizave dhe supozohet të ketë një role të domosdoshëm për fiziologjinë e astrociteve. Faktin që astrocitet janë të heshtur për metodat tradicionale të regjistrimit të aktivitetit të trurit si elektroencefalogrami (EEG) e ka bërë studimin e tyre shumë më të ngadaltë dhe të vështirë. Për pasojë, roli i tyre është nënvlerësuar gjerësisht dhe jemi ende larg zbulimit të mënyrës se si komunikojnë me neuronet.

Është me zhvillimin e veglave të imazherisë që synojnë aktorë të veçantë qelizorë që mund të zbulohet në fund roli i tyre në proceset e trurit. Rezultatet që kemi arritur lejojnë të theksohen disa karakteristika të aktivitetit të astrociteve në kontekstin e obezitetit të shkaktuar nga ushqimi i pasur me yndyra dhe sheqerna.

Kur trupi nuk balancion më balancën energjetike

Obeziteti është një problem kryesor i shëndetit publik, duke prekur 17 % të popullsisë franceze dhe duke rritur rrezikun relativ të një sërë patologjish: për shembull, sëmundjet e zemrës, hipertensioni, diabeti i tipit 2, sëmundjet e mëlçisë dhe disa forma të kancerit. Kjo patologji është komplekse dhe përfshin faktorë të ndryshëm, të cilët kontributi i tyre në zhvillimin e obezitetit ndryshon ndjeshëm nga individi në individ: këta faktorë janë gjenetikë, mjedisorë (si stresi ose cilësia e gjumit) ose të lidhur me zakonet ushqimore. Një dietë e pasur me yndyra dhe sheqerna është me siguri një fajtor i identifikuar.

Trupi ynë mban një gjendje ekuilibri të quajtur homeostazi, falë një mekanizmi të rregullimit të saktë që balancion aportet ushqimore dhe shpenzimet energjetike. Ky ekuilibër i balancës energjetike realizohet falë qarqeve të trurit të identifikuara mirë, duke përfshirë veçanërisht hipotalamusin. Megjithatë, një motor tjetër i fuqishëm i ushqimit është aspekti hedonic i ushqimit, domethënë kënaqësia që gjejmë duke konsumuar ushqime të shijshme, përtej nevojave energjetike të trupit. Kjo motivim për të ngrënë për kënaqësi bazohet kryesisht në lirimin e dopaminës në një rajon të trurit të quajtur striatum.

U tregua se obeziteti i shkaktuar nga ushqimi ishte i lidhur me ndryshime në transmetimin e dopaminës, me çrregullime të ushqimit të tipit varësie/kompulsive si dhe me një ndryshim të fleksibilitetit njohës, domethënë aftësinë për t’u përshtatur lehtësisht me situata të reja.

Astrocitet, qeliza mbrojtëse të neuroneve

Nëse përfshirja e neuroneve (të cilat çlirojnë ose përgjigjen ndaj dopaminës) është studiuar shumë në kuadër të këtyre proceseve fiziologjike dhe fiziopatologjike, roli i astrociteve është neglizhuar për shumë kohë.

Mungesa e ushqyesve favorizon mekanizmat inflamatore në tru që shoqërohen me çlirimin e substancave të cilat mund të ndryshojnë funksionimin e neuroneve dhe të astrociteve. Në fakt, astrocitet mbajnë një vend strategjik në tru, në ndërfaqen midis enëve të gjakut dhe neuroneve, këto qeliza kryesore do të mund të kontrollojnë si informacionin nervor ashtu edhe furnizimin me energji. Në kushte të mbingarkesës ushqimore në qarkullim, ato mund të përbëjnë një mbrojtje të parë që do të mbrojë neuronët nga ndryshimet e shkaktuara nga elementët që qarkullojnë në gjak.

Në punën tonë, të kryer tek miu, tregojmë së pari se dietat e yndyrshme ndikojnë në strukturën dhe funksionin e astrocyteve të striatumit.

Ne kishim tashmë karakterizuar ndryshime të tilla në hipotalamus, rajonin që përfshihet në fillimin e konsumit të ushqimit dhe që është në kontakt të ngushtë me segmentin e gjakut, por ato ishin shumë pak të karakterizuara në striatum. Tregojmë, nga njëra anë, një reagivitet të astrocyteve, i cili shprehet përmes ndryshimeve morfologjike, dhe, nga ana tjetër, ndryshime në dinamikën e rrjedhjeve kalci, të cilat mund të ndikojnë në komunikimin e tyre me neuronet e strukturës.

Një ndikim në fleksibilitetin kognitiv dhe metabolizmin energjetik

Kjo vëzhgim, pasi është bërë, ne vendosëm të manipulojmë drejtpërdrejt astrocytet përmes një qasjeje që lejon të detyrohet një valë sinjalizimi në qelizat duke futur në mënyrë specifike në astrocyte një receptor sintetik që luan rolin e një ndërprerësi. Kjo qasje veçanërisht lejon të induktohet një valë kalciumi (një mesazher i dytë kyç në nivelin intracelular) për të parë pasojat e saj.

Çfarë ndodh nëse rritet artificialisht sasia e kalciumit dhe "aktivizohet" astrocytet? A ka një ndikim në aktivitetin nervor dhe sjelljen e miut?

Aktivizimi i këtij ndërprerësi molekular dhe rrjedhja koherente e kalciumit në popullatën e synuar të astrocyteve ka pasur në fakt si pasojë ndryshimin e kinetikës dhe përgjigjes së neuroneve përreth, duke dëshmuar kështu, për herë të parë, se manipulimi i astrocyteve mund të ndërhyjë në rrjetet nervore.

Ne kemi aplikuar këtë teknikë duke krahasuar miu të ushqyer me një regjim standard dhe miu të bërë obezë nga një regjim i pasur me yndyrna dhe sheqerna. Miut nën regjim të pasur me yndyrna shfaqen defekte kognitive që shprehen me vështirësi për t’u përshtatur me një situatë të re. Në rastin tonë, miu duhet të mësonte se një shpërblim ndodhej në krahun e majtë të një labirinti, dhe pastaj kemi shqyrtuar se si ata u përshtatën nëse ndryshonim krahun e shpërblimit.

Në këtë kontekst, miu të ushqyer me një regjim të pasur me yndyrna kishin vështirësi të përshtateshin, por aktivizimi i detyruar i astrocyteve të striatumit dorsal lejoji kafshët të mësonin përsëri lehtësisht detyrën, edhe pa humbje peshe. Manipulimi i astrocyteve të striatumit kështu lejoj të korrigjojë dëmtimin kognitiv të shkaktuar nga regjim i pasur me yndyrna.

Ndërsa striatumi është i njohur për rolin e tij në proceset kognitive dhe motivacionale, kjo strukturë tru nuk është tradicionalisht e lidhur me rregullimin e metabolizmit trupor. Studimi ynë sjell një element shtesë në këtë drejtim. Në fakt, ne tregojmë se manipulimi in vivo i astrocyteve në striatum ushtron një kontroll mbi metabolizmin energjetik të kafshës duke ndikuar veçanërisht në zgjedhjen e substratëve metabolikë (lipide ose sheqerna) të përdorura nga miu për të siguruar metabolizmin e tij. Pas aktivizimit të astrocyteve, ato përdorin më shumë lipide.

Ky punim zbulon një rol të ri për astrocytet në rrjetet e shpërblimit. Ata pjesëmarrin në kontrollin e funksioneve kognitive dhe rezultatet tona ilustrojnë për herë të parë aftësinë e tyre për të rivendosur një funksion kognitiv në një kontekst obezogjen. Nga ana tjetër, ky punim vendos një lidhje të drejtpërdrejtë midis astrocyteve të striatumit dhe kontrollit të metabolizmit energjetik të përgjithshëm të kafshës.

Një qasje premtuese do të ishte zhvillimi i strategjive terapeutike që synojnë veçanërisht astrocytet, në vend të neuroneve, brenda sistemit të shpërblimit, në trajtimin e obezitetit dhe, më gjerë, të patologjive metabolike.