Πώς αντιδρά το συκώτι στη θέα της τροφής

Η θέα της τροφής δεν διεγείρει μόνο τη σιαλόρροια. Τα άλλα πεπτικά όργανα προετοιμάζονται επίσης για την επικείμενη άφιξη των θρεπτικών συστατικών. Μια μελέτη στο Science δείχνει ότι τα μιτοχόνδρια ενεργοποιούνται στο ήπαρ, το κέντρο για τους υδατάνθρακες και τα λίπη.

Τα μιτοχόνδρια είναι οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας των κυττάρων. Υπάρχουν επίσης σε μεγάλο αριθμό στα ηπατοκύτταρα, όπου αποθηκεύονται προσωρινά τα προσλαμβανόμενα σάκχαρα και επεξεργάζονται τα λιπαρά οξέα, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις των ηπατοκυττάρων.

Τα μιτοχόνδρια καλύπτουν αυτή τη ζήτηση με τη διεύρυνση και την αύξηση του αριθμού τους, μια διαδικασία γνωστή ως μιτοχονδριακός κατακερματισμός.

Μια ομάδα με επικεφαλής τον Jens Brüning, διευθυντή του Ινστιτούτου "Max Planck" για την έρευνα του μεταβολισμού στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Κολωνίας, διερεύνησε τη διαδικασία αυτή σε ποντίκια.

Καθώς ήταν γνωστό ότι οι λεγόμενοι νευρώνες POMC στον υποθάλαμο ρυθμίζουν τις αντιδράσεις του οργανισμού στη θέα της τροφής (γνωστή και ως κεφαλική φάση), οι νευρώνες αυτοί ενεργοποιήθηκαν τεχνητά στα πειραματόζωα. Αυτό είναι εφικτό με έναν ανιχνευτή φωτός, εάν τα νευρικά κύτταρα έχουν προηγουμένως εξοπλιστεί με το γονίδιο μιας φωτοευαίσθητης πρωτεΐνης.

Προς έκπληξη των ερευνητών, τα ηπατικά κύτταρα αντέδρασαν αμέσως στη θέα της τροφής. Ο μιτοχονδριακός κατακερματισμός ήταν αναγνωρίσιμος μέσα σε 5 λεπτά στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης. Το ήπαρ προετοιμάζεται έτσι σε πρώιμο στάδιο για την αναμενόμενη επιπλέον εργασία.

Οι ερευνητές διερεύνησαν τη ρύθμιση σε μοριακό επίπεδο. Ανακάλυψαν ότι η πρωτεϊνική κινάση Β/AKT είναι υπεύθυνη για την ενεργοποίηση των μιτοχονδρίων. Ο διακόπτης ενεργοποίησης των μιτοχονδρίων είναι ο παράγοντας μιτοχονδριακής σχάσης (MFF) και εδώ η φωσφορυλίωση της σερίνης στη θέση 131.

Οι ερευνητές κατέστρεψαν τον διακόπτη στα λεγόμενα "knock-in" ποντίκια. Τα μιτοχόνδρια δεν μπορούσαν να προετοιμαστούν για τις επικείμενες εργασίες. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτό είχε επίδραση και στο μεταβολισμό της γλυκόζης. Η ευαισθησία στην ινσουλίνη μειώθηκε.

Οι ερευνητές υποψιάζονται ότι η σύνθεση γλυκογόνου, δηλαδή η αποθήκευση των αποθεμάτων γλυκόζης μετά τα γεύματα, είναι μειωμένη (ίσως επειδή λείπει η ενέργεια που απαιτείται γι' αυτό).

Σύμφωνα με τον Brüning, η σχέση μεταξύ των μιτοχονδρίων και της ευαισθησίας στην ινσουλίνη είναι επίσης σημαντική, επειδή η ευαισθησία στην ινσουλίνη είναι μειωμένη στον σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2.

Ο ειδικός σε θέματα μεταβολισμού θεωρεί επομένως την ανακαλυφθείσα οδό σηματοδότησης ως σημείο εκκίνησης για την ανάπτυξη νέων αντιδιαβητικών φαρμάκων.