Badanie mózgu osoby chorującej na cukrzycę
Cukrzyca to poważna choroba, która dotyka setki milionów ludzi na całym świecie. Charakteryzuje się ona insulinoopornością oraz uszkodzeniem zdolności trzustki do wydzielania insuliny. Cukrzyca często wiąże się z otyłością, dyslipidemią i nadciśnieniem. Obecnie uznaje się, że brak równowagi pomiędzy przyjmowaniem, wykorzystywaniem i przechowywaniem energii prowadzi do przyrostu masy ciała, a w konsekwencji do powstania insulinooporności. Zlokalizowane w mózgu podwzgórze jest odpowiedzialne za wykrywanie zmian w pozakomórkowych poziomach składników pokarmowych. Koncepcja leżąca u podstaw finansowanego ze środków UE projektu THE DIABETIC BRAIN ("The diabetic brain") zakładała, że w przypadku diabetyków występuje zaburzenie mechanizmów mózgu odpowiedzialnych za wykrywanie składników pokarmowych, co prowadzi do zaburzenia równowagi metabolicznej w organizmie. Naukowcy zbadali właściwości neuronów podwzgórza odpowiedzialnych za wykrywanie składników pokarmowych w modelu otyłości i insulinooporności. Skupili się oni na konkretnym podzbiorze neuronów podwzgórza odpowiedzialnych za wydzielanie hormonu koncentracji melaniny (MCH). Aby zbadać sposób, w jaki komórki te wykrywają glukozę pracowali oni na transgenicznym modelu myszy, w którym występowały fluorescencyjne neurony. Korzystając ze specyficznego barwnika i fluorescencyjnej mikroskopii konfokalnej naukowcy zaobserwowali, że neurony MCH wykazywały zmiany bioenergetyczne w odpowiedzi na glukozę. Aby zrozumieć związek zachodzący między otyłością, cukrzycą i fizjologią podwzgórza, naukowcy zbadali wpływ tiazolidinedionów (TZD). TZD stanowią grupę leków szeroko stosowanych w leczeniu cukrzycy typu 2. Oddziałują one na specyficzne receptory występujące również w obszarach podwzgórza, w których mogą one modulować metabolizm obwodowy powodując przyrost masy ciała jako skutek uboczny. Wpływ leku zależał od badanego neuronu, a jego działanie mogło być pobudzające lub hamujące. Wymóg utrzymania bilansu energetycznego dotyczący neuronów zarówno pobudzanych, jak i hamowanych glukozą okazał się być zaburzany dietą wysokotłuszczową. We wpływie tym pośredniczyła apoptoza neuronów podwzgórza i skutkował on cukrzycą. Jednak naukowcy nie wykryli żadnej plastyczności w zakresie dostosowania liczby komórek w przypadku otyłości i stanów przedcukrzycowych. W sumie wyniki projektu wskazują na złożoną interakcję związanych z metabolizmem sygnałów podwzgórza determinujących homeostazę energii. Dalsze nakreślenie powiązanych mechanizmów zapewni nieoceniony wgląd w problemy otyłości, insulinooporności i cukrzycy.
