"איך המוח מבדיל את הגלוקוז לחומרים המזינים הרבים שנספגים במעיים?" במחקר פורץ דרך, צוות מחקר בקייסט חשף מעגל מוח של בטן המאפשר למוח לזהות באופן סלקטיבי גלוקוז-פשוט לרשום צריכת קלוריות מוחלטת. תגלית זו פותחת דרך חדשה לפיתוח אסטרטגיות ממוקדות לשליטה על תיאבון וטיפול בהפרעות מטבוליות כמו השמנת יתר וסוכרת.
ב- 9 ביולי הודיע קייסט (הנשיא קוואנג היונג לי) כי המחקר הובל על ידי פרופסור גרג ס.ב. סוה מהמחלקה למדעים ביולוגיים בשיתוף עם פרופסור יאנג-גייון פארק (ברנורו), פרופסור סונג-היי לי (המחלקה למדעים ביולוגיים), וחוקרים במכללת אלברט איינשטיין במכללת ניו יורק.
הצוות הדגים כי במצב של רעב, בעלי חיים מסוגלים לאתר ולבחור באופן עדיף D- גלוקוזה במעיים באמצעות מעגל מוח מיוחד.
אמנם זה מכבר ידוע כי הבטן מעבירה מידע קלורי למוח כדי לווסת את התיאבון-בעיקר באמצעות דיכוי נוירונים הקשורים לרעב בהיפותלמוס-המחקר הזה הוא הראשון שחשף מסלול עצבי ספציפי לתזונה המאפשר למוח לאתר את הגלוקוז עצמו, ולא רק תכולת קלורית כללית.
החוקרים מצאו כי תוך שימוש בשילוב של אופטוגנטיקה, הדמיה עצבית וחליטות תזונתיות, מצאו כי תת-קבוצה של נוירונים CRF בגרעין הפראוונטריקולרי (PVN) של ההיפותלמוס מגיבים באופן סלקטיבי-ובמהירות-לגלוקוז D שהוכנס ישירות למתח הדק. נוירונים אלה לא הגיבו, או הגיבו באופן הפוך, לחומרים מזינים אחרים כמו L- גלוקוזה, חומצות אמינו או שומנים.
מיפוי נוסף של המסלול הראה כי אותות D-glucose מועברים מהמעי הדק לגרעין הפראברצ'יאלי הדורסולטרלי (PBNDL) בגזע המוח דרך חוט השדרה, ואז הועבר לנוירונים CRF ב- PVN. זאת בניגוד לאותות מחומצות אמינו ושומנים, הנוסעים למוח דרך עצב הנרתיק.
עיכוב פעילותם של נוירוני CRF בעכברים בצום ביטלה את העדפתם הטבעית לגלוקוז, ואישרה את נחיצותו של מעגל זה לבחירת תזונה ספציפית לגלוקוז.
המחקר בונה על עבודתו הקודמת של פרופסור סו בניו יורק, שם צוותו זיהה נוירונים DH44 בזבובי פירות המגלים סוכר במעיים. בהשראת האפשרות כי יונקים עשויים להחזיק נוירונים דומים לגלוקוז, צוות KAIST פתח בחקירה זו.
ד"ר ג'ינון קים (דוקטורט של קייסט, כיום בקלטק) מילא תפקיד מוביל במחקר, והדגים כי עכברים צמים העדיפו גלוקוז על פני חומרים מזינים אחרים שהועברו ישירות לבטן וכי נוירוני CRF הגיבו בזמן אמת. Wongyo Jung (Kaist BS, כיום סטודנט דוקטורט ב- Caltech) תרם דוגמנות וניתוחים התנהגותיים, ואילו ד"ר שינה קים חשף את תפקידם של נוירונים עמוד שדרה ספציפיים בהעברת אותות מזינים מהמעיים למוח.
ד"ר. קים וקים ציינו,
"המחקר הזה התחיל בשאלה פשוטה אך בסיסית: כיצד המוח מבדיל את הגלוקוז לבין חומרים מזינים אחרים שנספגו במעיים? הראינו כי מעגלי מוח מבוסס עמוד השדרה ממלאים תפקיד מרכזי בשמירה על איזון אנרגיה והומאוסטזיס מטבולי."
פרופסור סוה הוסיף,
"על ידי זיהוי מסלול מוחי-מוח מיוחד לחישת גלוקוז, מחקר זה פותח אפשרויות טיפוליות חדשות למחלות מטבוליות. להתקדם, אנו שואפים לחקור כיצד מעגלים דומים מזהים חומרים מזינים חיוניים אחרים, כמו חומצות אמינו ושומנים, וכיצד מערכות אלה מתקשרות."
דוקטורט הסטודנט ג'ינון קים, ד"ר שינהי קים, והסטודנט וונגיו יונג (מחברים משותפים) תרמו למחקר זה, שפורסם באופן מקוון בכתב העת הבינלאומי עֲצָבוֹן ב- 20 ביוני 2025.
