Gen aktywny w mózgu uszczelnia jelito

Układ pokarmowy nie tylko pozwala absorbować składniki odżywcze z pokarmu, ale też jest siedliskiem ogromnych ilości bakterii. Zwykle pełnią one pożyteczną rolę, wytwarzając substancje rozkładające złożone tłuszcze i węglowodany.

Naukowcy z Salk Institute w La Jolla prowadzili badania obecnego w mózgu genetycznego „przełącznika” Crtc, który wpływa na równowagę energetyczną, działając na połączenie pomiędzy mózgiem a przewodem pokarmowym oraz innymi tkankami. Crtc współpracuje z inną cząsteczką, zwaną CREB, a przedłużający się post zwiększa zarówno aktywność obu białek, jak i długoterminowe zapamiętywanie.

Badania nad Crtc naukowcy przeprowadzali na muszkach owocowych - są u nich aktywne te same związane z metabolizmem geny, co u ludzi.

Wcześniejsze eksperymenty wykazały, że muszki pozbawione genu Crtc były szczególnie wrażliwe na głodzenie – w porównaniu z owadami mającymi nienaruszone Crtc mogły wytrzymać bez pokarmu o połowę krócej. Badacze przypuszczali, że zmutowane muszki mają mniejsze zapasy tłuszczu i cukru.

Rzeczywistość okazała się bardziej skomplikowana. W jelitach muszek bez Crtc znaleziono szereg cząsteczek typowych dla podwyższonej aktywności układu odpornościowego. Sugeruje to, że wrażliwość na głód wynika z dużego nakładu energii, jakiego wymaga pobudzony układ odpornościowy.

Z kolei nasilona odpowiedź immunologiczna sugeruje, że bez genu Crtc bakterie przenikają z jelita do tkanek muszki.

Okazało się, że w normalnych warunkach Crtc wzmacnia barierę jelitową, co zapobiega wydostawaniu się bakterii i związanemu z tym pobudzeniu układu odpornościowego. Bez Crtc jelito staje się nieszczelne i układ odpornościowy zostaje pobudzony, co szybko wyczerpuje zasoby energetyczne.

Poszukując molekularnych „współpracowników” Crtc, naukowcy odkryli białko zwane krótkim neuropeptydem F(sNPF). Występuje ono także w mózgu i ma odpowiednik u człowieka - neuropeptyd Y. Wiadomo, że zarówno u ludzi, jak i muszek peptyd ten sprawia, że czując głód szukają pożywienia.

Pozbawione sNPF w mózgu muszki wykazywały objawy zapalenia jelita podobne jak owady pozbawione Crtc. Co więcej, ich jelito stawało się nieszczelne, a wydostające się z niego bakterie pobudzały układ odpornościowy. Natomiast muszki z podwyższonym poziomem Crtc lub sNPF i w neuronach były w stanie dłużej przeżyć bez pokarmu i miały szczelniejsze jelita.

Dalsze badania powinny wyjaśnić, w jaki sposób neuropeptydy aktywują receptory jelitowe, które pomagają chronić je przed inwazją bakterii. Autorzy badań mają nadzieję, że dzięki lepszemu zrozumieniu bariery jelitowej możliwe będzie stworzenie leków, które ją wzmocnią, co pomoże osobom ze stanami zapalnymi jelita. (PAP)

pmw/ mrt/