اكتشاف جزيء معوي يبطئ حرق الدهون أثناء الصيام

في صراع قد يبدو مألوفًا لمن يتبعون الحميات الغذائية في كل مكان، كلما قل تناول دودة Caenorhabditis elegans (C. elegans) للطعام، كلما كانت عملية فقدان الدهون لديها أبطأ.

والآن، اكتشف العلماء في Scripps Research السبب وراء ذلك: حيث ينتقل جزيء صغير تنتجه أمعاء الديدان أثناء الصيام إلى المخ لمنع إشارة حرق الدهون خلال هذا الوقت، وفق ما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

ورغم أن الجزيء الدقيق الذي تم تحديده في الديدان لم تتم دراسته بعد في البشر، فإن العمل الجديد يساعد العلماء على فهم التفاعل المعقد بين الأمعاء والدماغ بشكل أفضل.

وقد يلقي الضوء أيضًا على سبب وجود فوائد للصيام - عدم تناول الطعام لفترات زمنية محددة - مستقلة عن عدد السعرات الحرارية التي يتناولها الشخص.

نُشرت الدراسة، التي تحمل عنوان "مضاد الأنسولين التوازني من الأمعاء إلى الدماغ يكبح فقدان الدهون المحفز عصبيًا"، في مجلة Nature Communications.

تقول سوبريا سرينيفاسان، أستاذة أبحاث الأعصاب في معهد سكريبس والمؤلفة الرئيسية للدراسة الجديدة: "لقد وجدنا لأول مرة أن الصيام ينقل المعلومات إلى الدماغ بما يتجاوز مجرد سحب السعرات الحرارية".

وأضافت: "هذه النتائج تجعلني أتساءل عما إذا كانت هناك جزيئات مصنوعة في أمعاء حيوانات أخرى، بما في ذلك الثدييات، والتي تفسر بعض النتائج الصحية المرتبطة بالصيام".

يعرف الباحثون منذ فترة طويلة أن الدماغ يتحكم في إنتاج وتحلل الدهون لدى البشر والثدييات الأخرى والكائنات النموذجية مثل C. elegans.

في عام 2017، حددت مجموعة سرينيفاسان هرمون FLP-7، وهو هرمون دماغي يحفز حرق الدهون في أمعاء الديدان الأسطوانية.

ومع ذلك، لا تمتلك الديدان الأسطوانية أعصابًا حسية في أمعائها، لذلك كافح العلماء لتحديد مسار الاتصال العكسي: كيف ترسل الأمعاء إشارات إلى الدماغ؟

يقول سرينيفاسان: "كنا نعلم أن تغيير الحالة الأيضية للأمعاء يمكن أن يؤدي إلى تغيير خصائص الخلايا العصبية في الدماغ، ولكن كان من الغامض للغاية كيف حدث هذا في الواقع".

وفي العمل الجديد، أزالت سرينيفاسان وزملاؤها أكثر من 100 جزيء إشارة من أمعاء الديدان الأسطوانية، واحدًا تلو الآخر، وقاسوا تأثيرها على إنتاج الدماغ لـ FLP-7.

ووجدوا جزيئا واحدا كان له تأثير كبير على FLP-7: وهو شكل من أشكال الأنسولين يُعرف باسم INS-7.

في البشر، يُعرف الأنسولين بأنه الهرمون الذي ينتجه البنكرياس للتحكم في مستويات السكر في الدم. لكن جزيء الأنسولين هذا يتم تصنيعه بدلًا من ذلك بواسطة خلايا الأمعاء ويؤثر أيضًا على عملية التمثيل الغذائي للدهون عبر الدماغ.

يتذكر سرينيفاسان: "عندما اكتشفنا لأول مرة أن هذا هو الأنسولين، اعتقدنا أن هذا أمر متناقض. لقد تمت دراسة الأنسولين بشكل جيد للغاية في الثدييات، ولم تكن هناك سابقة لجزيء الأنسولين الذي يلعب هذا الدور".

ومع ذلك، عندما استكشفت المجموعة كيف يؤثر INS-7 على الخلايا الدماغية المنتجة لـ FLP-7، وجدوا أنه لم يكن ينشط مستقبلات الأنسولين - كما تفعل جميع جزيئات الأنسولين المكتشفة سابقًا - ولكن عن طريق حجب مستقبل الأنسولين.

في المقابل، أدى هذا الحصار إلى إطلاق سلسلة من الأحداث الجزيئية الأخرى التي جعلت خلايا الدماغ تتوقف في النهاية عن إنتاج FLP-7.

يوضح سرينيفاسان قائلًا: "INS-7 هو في الأساس إشارة تأتي من الأمعاء تخبر المخ بعدم حرق المزيد من مخازن الدهون الآن لأنه لا يوجد طعام يدخل".

أظهرت دراسات سابقة أن فترات الصيام يمكن أن تؤثر على الجسم بطرق متنوعة، لكن آليات هذه التغييرات لم تكن واضحة.

تشير الدراسة الجديدة إلى طريقة واحدة يمكن للأمعاء الفارغة من خلالها إرسال إشارات إلى الدماغ، مما قد يؤدي إلى مجموعة متنوعة من التأثيرات الصحية بخلاف الدهون.

ويقول سرينيفاسان إن النتائج الجديدة تساعد في تفسير كيفية تواصل الدماغ والجهاز الهضمي في كلا الاتجاهين للتحكم في عملية التمثيل الغذائي بناءً على توافر الطعام.

هناك حاجة إلى مزيد من البحث لاكتشاف المسارات المحددة التي تشارك في الإشارات الجديدة من الأمعاء إلى الدماغ في الثدييات.

وقد ظهرت مؤخرا مركبات تحاكي هرمونات الأمعاء - مثل السيماجلوتيد، والمعروف عادة تحت أسماء تجارية مثل أوزيمبيك، ويجوفي، وريبيلوس - كطرق شائعة للسيطرة على السمنة والسكري، لذلك يمكن أن تضاف الببتيدات المعوية الجديدة إلى فئة الأدوية هذه.

ويخطط سرينيفاسان أيضًا لإجراء تجارب لاستكشاف كيفية تحفيز خلايا أمعاء الديدان الخيطية لإنتاج INS-7 أثناء الصيام وأي أنواع خلايا المخ تتأثر بالجزيء.