מזהה את הקשר בין הכבד למוח כגורם מפתח בניהול הרגלי אכילה ביממה ובהשמנת יתר

המחקר מדגיש את תפקידו של עצב הואגוס הכבד בוויסות מקצבי צריכת המזון, ומציע נקודות מבט חדשות לטיפולים פוטנציאליים להשמנת יתר.

מחקר שפורסם בכתב העת Science מצא כי התקשורת בין העצב המביא לכבד (HVAN) למוח משפיעה על הרגלי אכילה ביולוגיים. בעכברים, הסרה כירורגית של ה-HVAN תיקנה שינויים במקצבי האכילה והפחיתה את העלייה במשקל במהלך דיאטה עתירת שומן, דבר המצביע על כך ש-HVAN עשוי להיות מטרה למאבק בהשמנת יתר.

מקצבים צירקדיים הם מחזורים בני 24 שעות המווסתים שינויים פיזיים, נפשיים והתנהגותיים בבעלי חיים, בדרך כלל מסונכרנים עם מחזורי אור וחושך. למרות שמקצבים אלה בדרך כלל יציבים, הם יכולים להיפגע על ידי שינויים בהתנהגות או חשיפה לאור, כמו במקרה של ג'ט לג או עבודה במשמרות לילה, מה שמוביל לחוסר סנכרון של מערכות איברים.

הגרעין הסופרכיאזמטי (SCN) משמש כשעון צירקדי ראשי, המשתמש באותות אור כדי ליצור לולאות משוב (TTFLs) של גנים של שעון מולקולרי. מחקרים אחרונים מצביעים על כך שכמעט כל התאים הסומטיים שומרים גם על לולאות TTFL משלהם, המסייעות לאזן את המקצבים הצירקדיים עם תהליכים אחרים כמו צריכת מזון.

סנכרון בין ה-SCN לבין מקצבי הכבד המונעים על ידי חומרים מזינים חשוב לשמירה על איזון מטבולי לנוכח שינויים סביבתיים. מחקרים במכרסמים ובבני אדם מצביעים על כך שחוסר סנכרון של מערכות אלו מזיק לבריאות, ומגביר את הסיכון ואת חומרתן של מחלות מטבוליות כמו השמנת יתר וסוכרת. עם זאת, המנגנונים והסימנים המדויקים המווסתים אינטראקציות אלו נותרים לא ברורים.

המחקר בוחן את מנגנוני התקשורת היומית בין הכבד למוח על ידי מחיקת הקולטנים הגרעיניים REV-ERBα/β בעכברים.

קולטנים אלה זוהו בעבר כמרכיבים מרכזיים בהומאוסטזיס כרונומטבולי. הסרתם גורמת לדה-סנכרון.

בניגוד למחקרים קודמים בתחום זה, המדענים השתמשו בזריקות של אדנווירוסים המסוגלים להסיר REV-ERB דרך וריד הזנב, מה שהעניק למחקר את היתרון הייחודי של שיבוש השעון הביולוגי באופן מקומי (במקום באופן סיסטמי).

המתודולוגיה אפשרה לנו לצפות ולתפעל את האסינכרון בין הכבד למוח תוך השארת מערכות איברים אחרות ללא שינוי, ובכך להפחית משמעותית את רעשי הרקע וגורמי מבלבלים.

התערבויות כירורגיות וניסוייות בוצעו על שלוש קבוצות שונות של עכברי מעבדה בוגרים.

המחקר התמקד גם בתפקידו של עצב הואגוס הכבד (HV) באיתות למוח ובוויסות משקל. למרות שהיה ידוע בעבר ש-HV מעביר נתונים מטבוליים מהכבד למוח, תפקידו המדויק בתקשורת היומית ובמקצבי האכילה נותר ספקולטיבי.

המחקר מדגיש כי מקצבי צריכת מזון פועלים כ"זייטגבר" (אות חיצוני המסנכרן מקצבים ביולוגיים) לוויסות היממה בכבד, בדומה לאופן שבו מחזורי אור וחושך מניעים את מקצבי ה-SCN בגוף.

במודלים של עכברים המשתקים גנים, מחיקה של קולטני REV-ERBα ו-REV-ERBβ שיבשה את מקצבי ההאכלה מבלי להשפיע על מחזורים מונעי SCN.

האבלציה הפעילה את הגנים Arntl ו-Per2 האחראים על איזון כרונומטבולי, מה שהוביל לשינויים במקצבי האכלה ולהגברת האכלה באור יום, ובסופו של דבר גרמה לעלייה משמעותית במשקל. מעניין לציין, כי חיתוך של עצב הוואגוס המביא לכבד (HVAN) ביטל את ההשפעות הללו, והפחית את צריכת המזון והוביל לירידה במשקל.

ממצא זה מדגיש את התפקיד החשוב של HV באיתות לקצבי האכלה, כאשר מחקרים מקבילים מראים תוצאות הפוכות: הפעלת תאי מעיים מוגברים בבני אדם הביאה לירידה במשקל, דבר המדגיש את מורכבות האינטראקציות בין המעי למוח בוויסות מטבולי.

המחקר השתמש במודלים של עכברים כדי לזהות מנגנונים העומדים בבסיס הומאוסטזיס כרונומטבולי והפרעות במקצבי האכלה.

התוצאות הראו כי HV משמש כמרכז תקשורת, ומשדר אותות למוח על שינויים במקצבי האכילה, כפי שזוהו באמצעות קולטני הגרעין REV-ERBα/β. אותות אלה מובילים לצריכת מזון מוגברת במהלך שעות היום ולעלייה משמעותית במשקל.

הסרת HV ביטלה את ההשפעות הללו, דבר המצביע על כך כיעד פוטנציאלי למחקרי ירידה במשקל עתידיים.