Nedugo nakon što je receptor slatkog okusa identificiran u ustima miševa prije 20 godina, znanstvenici su pokušali uništiti te okusne pupoljke. Ali bili su iznenađeni kada su otkrili da miševi ipak nekako mogu razaznati i preferirati prirodni šećer od umjetnog zaslađivača, čak i bez osjećaja okusa.
Odgovor na ovu zagonetku leži mnogo dublje u probavnom traktu, u gornjem dijelu crijeva odmah iza želuca, prema istraživanju koje je vodio Diego Bohórquez, profesor medicine i neurobiologije na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Duke.
U radu koji je objavljen u časopisu Nature Neuroscience, znanstvenici objašnjavaju kako su identificirali stanice koje nas tjeraju da jedemo šećer, a one se nalaze u crijevima, rekao je Bohórquez. Infuzija šećera izravno u donji dio crijeva ili debelo crijevo nema isti učinak. Osjetne stanice su u gornjem dijelu crijeva, rekao je.
Nakon što je otkrio crijevnu stanicu nazvanu stanica neuropoda, Bohórquez sa svojim istraživačkim timom traži ključnu ulogu ove stanice kao veze između onoga što je unutar crijeva i njezinog utjecaja u mozgu. Crijeva, tvrdi on, razgovaraju izravno s mozgom, mijenjajući naše prehrambeno ponašanje. A dugoročno, ova otkrića mogu dovesti do potpuno novih načina liječenja nekih bolesti.
Živčane stanice u probavnom sustavu
Izvorno nazvane enteroendokrine stanice zbog svoje sposobnosti izlučivanja hormona, specijalizirane stanice neuropoda mogu komunicirati s neuronima putem brzih sinaptičkih veza i raspoređene su po cijeloj sluznici gornjeg crijeva. Osim što proizvode relativno sporo djelujuće hormonske signale, istraživački tim Bohórqueza pokazao je da te stanice, također, proizvode brzodjelujuće neurotransmiterske signale koji dopiru do vagusnog živca, a zatim do mozga u roku od nekoliko milisekundi.
Bohórquez kaže da najnovija otkrića njegove grupe dodatno pokazuju da su neuropodi senzorne stanice živčanog sustava, baš kao i okusni pupoljci na jeziku ili stanice retinalnog čunjića u oku koje nam pomažu vidjeti boje.
Te senzorne probavne stanice osjećaju razliku šećera u odnosu na zaslađivač, a zatim otpuštaju različite neurotransmitere koji ulaze u različite stanice u vagusnom živcu, i na kraju, tijelo zna razliku „ovo je šećer“ ili „ovo je zaslađivač“.
Koristeći laboratorijski uzgojene organoide iz mišjih i ljudskih stanica za simulaciju tankog crijeva i dvanaesnika (gornjeg dijela crijeva), znanstvenici su u malom eksperimentu pokazali da pravi šećer stimulira pojedinačne stanice neuropoda na oslobađanje glutamata kao neurotransmitera. Umjetni šećer potaknuo je oslobađanje drugog neurotransmitera, ATP-a.
Optogenetinka
Koristeći tehniku zvanu optogenetika, znanstvenici su tada uspjeli uključiti i isključiti stanice neuropoda u crijevima eksperimentalnih životinja kako bi pokazali da li je sklonost životinje pravom šećeru vođena signalima iz crijeva. Ključna tehnologija koja omogućuje optogenetički rad bila su nova fleksibilna vlakna koja su razvili znanstvenici MIT-a. Ovo fleksibilno vlakno uvodi svjetlo kroz crijeva kod eksperimentalnih životinja kako bi pokrenulo genetski odgovor koji je utišao stanice neuropoda. S „isključenim“ stanicama neuropoda, životinja više nije pokazivala jasnu sklonost pravom šećeru.
“Mi vjerujemo našim crijevima o hrani koju jedemo”, rekao je Bohórquez. “Šećer ima i okus i nutritivnu vrijednost, a crijeva mogu prepoznati oboje“.
„Mnogi ljudi se bore sa žudnjom za šećerom, a sada bolje razumijemo kako crijeva osjećaju šećere i zašto umjetni zaslađivači ne obuzdavaju tu želju”, rekla je prva autorica Kelly Buchanan, sa Sveučilišta Duke, sada u Općoj bolnici Massachusetts. “Nadamo se da ćemo moći ciljano pogađati mete kod liječenje bolesti koje svakodnevno viđamo u kliničkoj praksi.
U budućem radu, Bohórquez je rekao da će pokazati kako te stanice prepoznaju i druge makronutrijente, te podsjetio kako ljudi često govore o „osjećajima iz trbuha“’ i to su stvari koje osjetimo iako ih ne znamo objasniti, pa svakako to dobiva i znanstvena objašnjenja.
