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Un unico interruttore principale per i livelli di zucchero?

Un singolo neurone CN eccitato dal glucosio estende i rami assonali biforcati, uno dei quali innerva le cellule che producono insulina e stimola la loro attività e l’altro ramo assonale si proietta verso le cellule che producono glucagone e inibisce la loro attività. Credito: KAIST

Un singolo neurone sembra monitorare e controllare i livelli di zucchero nel corpo della mosca, secondo una ricerca pubblicata questa settimana su Nature. Questa nuova visione dei meccanismi nel cervello della mosca che mantengono un equilibrio di due ormoni chiave che controllano i livelli di glucosio, insulina e glucagone, può fornire un quadro per comprendere il diabete e l’obesità nell’uomo.

I neuroni che rilevano e rispondono al glucosio sono stati identificati più di 50 anni fa, ma ciò che fanno nel nostro corpo è rimasto poco chiaro. I ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) e della New York University School of Medicine hanno ora trovato un singolo “neurone sensibile al glucosio” che sembra essere il controller principale in Drosophila, la mosca dell’aceto , per mantenere un glucosio ideale equilibrio, chiamato omeostasi.

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Il professor Greg Seong-Bae Suh, il dottor Yangkyun Oh e colleghi hanno identificato un neurone chiave che è eccitato dal glucosio, lo hanno chiamato neurone CN. Questo neurone CN ha una forma unica: possiede un assone (che viene utilizzato per trasmettere informazioni alle cellule a valle) che è biforcato. Un ramo proietta verso le cellule produttrici di insulina e invia un segnale che innesca la secrezione di insulina equivalente nelle mosche. L’altro ramo proietta su cellule che producono glucagone e invia un segnale che inibisce la secrezione dell’equivalente glucagone.

Quando le mosche consumano cibo, i livelli di glucosio nel loro corpo aumentano; questo eccita il neurone CN, che spara i segnali simultanei per stimolare l’insulina e inibire la secrezione di glucagone, mantenendo così il giusto equilibrio tra gli ormoni e lo zucchero nel sangue. I ricercatori sono stati in grado di vedere ciò che accadeva nel cervello in tempo reale utilizzando una combinazione di tecnologie di imaging del calcio fluorescente all’avanguardia e misurando i livelli di ormone e zucchero e applicando tecniche genetiche molecolari altamente sofisticate.

Quando le mosche non sono state alimentate, tuttavia, i ricercatori hanno osservato una riduzione dell’attività del neurone CN, una riduzione della secrezione di insulina e un aumento della secrezione di glucagone . Questi risultati indicano che questi ormoni chiave sono sotto il controllo diretto del neurone sensibile al glucosio. Inoltre, quando hanno messo a tacere il neurone CN – rendendolo disfunzionale nelle mosche – questi animali hanno manifestato uno squilibrio, causando iperglicemia: alti livelli di zuccheri nel sangue, simili a quelli osservati nel diabete nell’uomo. Ciò suggerisce inoltre che il neurone CN è fondamentale per mantenere l’ omeostasi del glucosio negli animali.

Mentre sono necessarie ulteriori ricerche per indagare su questo processo nell’uomo, Suh osserva che si tratta di un significativo passo avanti nel campo della neurobiologia e dell’endocrinologia.

“Questo lavoro pone le basi per la ricerca traslazionale per comprendere meglio in che modo questo delicato processo regolatorio è influenzato da diabete, obesità, alimentazione eccessiva e diete ricche di zuccheri”, ha affermato Suh.

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