מחקר בראשות חוקרים ברזילאים יצר תיאור מפורט של המורפולוגיה של העצבים בכבד וכיצד הם שולטים בייצור הגלוקוז כאשר האורגניזם נמצא במתח. תהליך זה ידוע בשם גלוקונאוגנזה בכבד. זוהי תפקוד מטבולי מרכזי של הכבד שעוזר לשמור על רמת סוכר תקינה בדם, במיוחד בצום ובזמנים של צורך אנרגיה גבוה.
מאמר על המחקר, שכלל ניסויים בעכברים, מתפרסם בכתב העת מֵטַבּוֹלִיזם. לדברי המחברים, העצבים הסימפתטיים הממריצים את שחרור הנוראדרנלין בכבד עזרו להעלות את רמת הסוכר בדם על ידי הפעלת גלוקונאוגנזה בתגובה לקור. מולקולות ספציפיות – החלבון CREB וה-Coactivator שלו CRTC2 – שמעולם לא נחקרו לעומק היו מעורבים בהפעלה זו.
Noradrenaline (נקרא גם נוראדרנלין) הוא נוירוטרנסמיטר הממלא תפקיד מפתח בתגובות מהירות ללחץ או סכנה, העלאת קצב הלב, לחץ הדם ושחרור גלוקוז ממאגרי האנרגיה. רוב המחקרים בספרות המדעית בנוגע לוויסות סינתזת הגלוקוז על ידי הכבד מתמקדים בפעולת ההורמונים בלבלב ובלוטת יותרת הכליה.
ניתוח מפורט של מנגנונים אלו חיוני להבנה טובה יותר של שיבושים בתהליכים פיזיולוגיים המובילים למחלות מטבוליות כגון סוכרת והשמנה. ממצאי המחקר מצביעים אפוא על הזדמנויות נוספות למחקר באותו נושא, במיוחד מצבים הכרוכים בשינויים במערכת העצבים הסימפתטית, כגון לחץ דם גבוה וסטאטוזיס בכבד (מחלת כבד שומני).
המקוריות של המחקר שלנו טמונה במראה שמערכת העצבים המרכזית, באמצעות עצבים סימפטיים, יכולה לשלוט ב-CREB ולהפעיל ייצור גלוקוז דה נובו על ידי הכבד אם נדרשת אנרגיה נוספת. אנו מתארים את האנטומיה של העצבים בכבד באמצעות מתודולוגיה שמעולם לא הייתה בשימוש בברזיל".
לואיז קרלוס נבוגנטס, פרופסור, המחלקה לפיזיולוגיה בבית הספר לרפואה Ribeirão Preto של אוניברסיטת סאו פאולו (FMRP-USP) והמחבר המקביל של המאמר
החוקרים השתמשו בטכניקה המכונה 3DISCO (הדמיה תלת מימדית של איברים שעברו ממס), שיטה היסטולוגית שהופכת דגימות ביולוגיות לשקופות יותר באמצעות ממיסים אורגניים ומייצרת תמונה תלת מימדית כשהעצבים נראים בבירור.
המחקר נתמך על ידי FAPESP באמצעות פרויקט נושאי, וכן מלגות תואר שני (19/26583-9 ו-19/05900-6) ודוקטורט שהוענקו לביולוג הנריק חורחה נובאס מורגן), המחבר הראשון של המאמר. מורגן זכה בפרס Álvaro Osório de Almeida שהוענק על ידי האגודה הברזילאית לפיזיולוגיה (SBFis) בשנת 2021.
המחברים האחרים כללו חוקרים המזוהים עם אוניברסיטת אוקספורד ומכון פרנסיס קריק בבריטניה, ומארק מונטמיני במכון סאלק למחקרים ביולוגיים בארצות הברית. האחרון גילה את CREB והבהיר את תפקידו בוויסות חילוף החומרים באנרגיה, והצביע על יעדים פוטנציאליים לתרופות למלחמה בתנגודת לאינסולין, סוכרת והשמנת יתר.
מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה
המדענים השתמשו בהדמיה תלת מימדית כדי לנתח את התפלגות העצבים הסימפתטיים בכבד העכבר, תוך התבוננות בעצבוב צפוף הכוללת סיבי עצב ראשוניים עבים עם ענפים קטנים יותר שלא יצרו מגע ישיר עם הפטוציטים (תאי כבד).
כדי לחקור את התפקיד הפיזיולוגי של העצוב הזה, העכברים נחשפו לקור (4 מעלות צלזיוס) למשך עד שש שעות. מתח קור הפעיל את CREB/CRTC2 באמצעות איתות סידן (Ca2+) כדי להבטיח אספקת גלוקוז לשרירים ולשמור על חום הגוף.
"בהמשך המחקר פורץ הדרך של רנאטו הליוס מיגליוריני, שייסד את המעבדה שלנו והראה בשנות ה-80 שמערכת העצבים מסוגלת להפעיל גלוקונאוגנזה, יצאנו להבין מה קרה ברמה המולקולרית. לשם כך ניתחנו עכברים מהם הסרנו את העצבים הזה בכבד בצורה כימית או כירורגית, ועכברים טרנסגניים ללא CRTC2 במקרים אלה, גלוקונאוגנזה לא התרחשה בתגובה לקור. במילים אחרות, עכברים ללא העצבים או ה-CREB coactivator לא היו מסוגלים לייצר גלוקוז. ממצאים אלו הוסיפו מרכיב חדש למדע הגלוקוניאוגנזה", אמר Navegantes.
