Onderzoekers beschrijven in Nature Metabolism een moleculair proces waarmee de hersenen het lichaam anticiperend op een maaltijd voorbereiden. Reuk of aanblik van voedsel brengt signalen op gang die naar de alvleesklier leiden, zodat insuline vrijkomt nog voordat er gegeten wordt. De hypothalamus reguleert de eetlust via meerdere neuronale types, waaronder POMC-neuronen die een verzadigingssignaal geven; de nieuwe studie verduidelijkt de biochemische basis van hun anticiperende activiteit.
De onderzoekers tonen aan dat glycogeenhoopjes in POMC-neuronen als brandstof dienen. Blootstelling aan voedsel activeerde glycogeensynthase, het enzym dat glycogeen aanmaakt. Muizen zonder glycogeensynthase in POMC-neuronen toonden een verzwakte reactie: ze gingen minder vaak naar het voedsel, besteedden minder tijd aan eten en produceerden geen insuline vóór het voeden. Het verwijderen van het enzym bij volwassen muizen gaf vergelijkbare effecten, wat erop wijst dat het geen ontwikkelingsstoornis betreft.
Het team bracht ook neurale verbindingen in kaart en vond koppelingen tussen POMC-neuronen en geurverwerkende gebieden, maar niet met visuele gebieden. Deze resultaten dagen de aanname uit dat glycogeen vooral in astrocyten zit en suggereren een bredere rol voor neuronaal glycogeen. Op lange termijn werden de gemuteerde muizen obees en vertoonden zij aanwijzingen voor prediabetes; de auteurs stellen dat fouten in de anticipatie van voedsel kunnen bijdragen aan obesitas en diabetes en mogelijk nieuwe therapeutische wegen openen. Het werk kreeg steun van de National Institutes of Health, Yale University, de familie McCluskey, de E. Matilda Ziegler Foundation and Interstellar Initiative, en de Foundation for Prader-Willi Research.
Moeilijke woorden
- glycogeen — een polysacharide dat glucose in cellen opslaatglycogeenhoopjes
- glycogeensynthase — enzym dat glycogeen in cellen maakt
- astrocyt — een type hersencel dat neuronen ondersteuntastrocyten
- hypothalamus — klein hersengebied dat activiteiten en eetlust reguleert
- anticiperen — zich voorbereiden op iets wat gaat gebeurenanticiperend
- verzadigingssignaal — een signaal dat honger stopt of vermindert
- prediabetes — toestand met verhoogd risico op diabetes
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe zou een fout in de anticipatie van voedsel volgens het artikel kunnen bijdragen aan obesitas en diabetes? Geef twee mogelijke redenen.
- Welke mogelijke voordelen en risico's ziet u bij het ontwikkelen van therapieën die gericht zijn op glycogeensynthase in neuronen?
- Het artikel noemt verbindingen tussen POMC-neuronen en geurverwerkende gebieden, maar niet met visuele gebieden. Wat zegt dat volgens u over de relatie tussen zintuigen en eetgedrag?
Gerelateerde artikelen
Sensorische delen van de hersenen helpen spraak onthouden
Een studie van Yale laat zien dat auditieve en somatosensorische hersengebieden nodig zijn om nieuw geleerde spraakbewegingen te bewaren. Verstoringen in deze zintuiglijke gebieden maakten het vasthouden van nieuwe uitspraak moeilijker.
Hersennetwerk SCAN verklaart kernverschijnselen van Parkinson
Onderzoekers identificeerden het SCAN-hersennetwerk als sleutel bij Parkinson. Gerichte niet-invasieve stimulatie (TMS) verbeterde symptomen meer dan stimulatie van nabije gebieden; het verband met de subcortex kan behandelstrategieën richting geven.
Hersenpad kan terugval bij opioïden verminderen
Onderzoekers van Washington State University vonden dat het verlagen van activiteit in een verbinding tussen de voorkant van de hersenen en de paraventriculaire thalamus drugsszoekgedrag vermindert in een preklinisch opioïdemodel. De studie staat in Journal of Neuroscience.
Neustherapie laat hersentumoren bij muizen verdwijnen
Onderzoekers gebruiken neusdruppels met spherical nucleic acids om glioblastoom bij muizen te behandelen. De therapie activeert het STING-pad, maakte tumoren weg bij muizen en gaf langdurige immuniteit, vooral in combinatie met middelen voor T-lymfocyten.
Nieuw onderzoek: hartpulsaties mogelijk oorzaak van hydrocefalie
Een studie onder leiding van Michael Egnor daagt de oude gedachte uit dat hydrocefalie alleen door CSF-opstapeling ontstaat. De auteurs stellen dat hersenen pulserende energie van de hartslag niet goed absorberen en vragen om meer onderzoek.