Οι γευστικοί κάλυκες που έχουμε στη γλώσσα μας δεν μπορούν να ξεχωρίσουν την πραγματική ζάχαρη από ένα υποκατάστατο ζάχαρης (τεχνητό γλυκαντικό). Αλλά υπάρχουν κύτταρα στο έντερό μας που μπορούν να κάνουν τη διάκριση αυτή. Και μπορούν να επικοινωνήσουν τη διαφορά στον εγκέφαλό σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Λίγο καιρό μετά τον εντοπισμό του υποδοχέα της γλυκιάς γεύσης στη γλώσσα ποντικών πριν από 20 χρόνια, οι επιστήμονες προσπάθησαν να εξαφανίσουν αυτούς τους γευστικούς κάλυκες. Έμειναν όμως έκπληκτοι όταν διαπίστωσαν ότι τα ποντίκια εξακολουθούσαν να διακρίνουν, και να προτιμούν, τη φυσική ζάχαρη από το τεχνητό γλυκαντικό, έστω και αν δεν είχαν την αίσθηση της γεύσης.
Η απάντηση σε αυτό το αίνιγμα βρίσκεται πολύ πιο κάτω, στον πεπτικό σωλήνα, και πιο συγκεκριμένα στο πάνω άκρο του εντέρου, ακριβώς μετά το στομάχι, σύμφωνα με έρευνα με επικεφαλής τον Diego Bohórquez, αναπληρωτή καθηγητή ιατρικής και νευροβιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Duke. H μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Neuroscience.
«Έχουμε εντοπίσει τα κύτταρα που μας κάνουν να τρώμε ζάχαρη και βρίσκονται στο έντερο», είπε ο Bohórquez. Η έγχυση ζάχαρης απευθείας στο κατώτερο έντερο ή στο κόλον δεν έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Τα αισθητήρια κύτταρα βρίσκονται στο ανώτερο τμήμα του εντέρου.
Έχοντας ανακαλύψει κύτταρα του εντέρου που ονομάζεται νευρόποδα, ο Bohórquez με τους συνεργάτες του επιδιώκει να μάθει το ρόλο αυτού του κυττάρου ως σύνδεση μεταξύ αυτού που βρίσκεται μέσα στο έντερο και της επιρροής του στον εγκέφαλο. Το έντερο, λέει, μιλά απευθείας στον εγκέφαλο, αλλάζοντας τη διατροφική μας συμπεριφορά. Και μακροπρόθεσμα, αυτά τα ευρήματα μπορεί να οδηγήσουν σε εντελώς νέους τρόπους θεραπείας ασθενειών.
Αρχικά τα νευρόποδα ονομάστηκαν εντεροενδροκρινικά κύτταρα λόγω της ικανότητάς τους να εκκρίνουν ορμόνες. Τα νευρόποδα μπορούν να επικοινωνούν με νευρώνες μέσω γρήγορων συναπτικών συνδέσεων και κατανέμονται σε όλη την επένδυση του άνω εντέρου. Εκτός από την παραγωγή ορμονικών σημάτων, τα οποία είναι σχετικά αργής δράσης, η ερευνητική ομάδα του Bohórquez έδειξε ότι αυτά τα κύτταρα παράγουν επίσης σήματα νευροδιαβιβαστών ταχείας δράσης που φτάνουν στο πνευμονογαστρικό νεύρο και μετά στον εγκέφαλο μέσα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Ο Bohórquez είπε ότι τα ευρήματα της ομάδας του δείχνουν περαιτέρω ότι τα νευρόποδα είναι αισθητήρια κύτταρα του νευρικού συστήματος όπως ακριβώς οι γευστικοί κάλυκες της γλώσσας ή τα κωνικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς στο μάτι που μας βοηθούν να βλέπουμε τα χρώματα.
«Αυτά τα κύτταρα λειτουργούν ακριβώς όπως τα κωνικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς που είναι σε θέση να αισθανθούν το μήκος κύματος του φωτός», είπε ο Bohórquez. «Αισθάνονται ίχνη ζάχαρης έναντι γλυκαντικού και στη συνέχεια απελευθερώνουν διαφορετικούς νευροδιαβιβαστές που πηγαίνουν σε διαφορετικά κύτταρα στο πνευμονογαστρικό νεύρο και, τελικά, το ζώο γνωρίζει «αυτό είναι ζάχαρη» και «αυτό είναι γλυκαντικό».
Χρησιμοποιώντας εργαστηριακά οργανοειδή από κύτταρα ποντικού και ανθρώπου για να αναπαραστήσουν το λεπτό έντερο και το δωδεκαδάκτυλο (άνω έντερο), οι ερευνητές έδειξαν σε ένα πείραμα ότι η πραγματική ζάχαρη διεγείρει μεμονωμένα κύτταρα νευρόποδων να απελευθερώσουν το γλουταμικό ως νευροδιαβιβαστή. Η τεχνητή ζάχαρη πυροδότησε την απελευθέρωση ενός διαφορετικού νευροδιαβιβαστή, του ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) -το ATP είναι το μόριο που δίνει ενέργεια στα κύτταρα αλλά αποτελεί επίσης και ένα σημαντικό εξωκυτταρικό σηματοδοτικό μόριο τόσο στο περιφερικό όσο και στο κεντρικό νευρικό σύστημα..
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται οπτογενετική, οι επιστήμονες μπόρεσαν να ενεργοποιήσουν και να απενεργοποιήσουν τα νευρόποδα στο έντερο ενός ζωντανού ποντικιού για να δείξουν εάν η προτίμηση του ζώου για πραγματική ζάχαρη καθοδηγείται από σήματα του εντέρου. Η βασική τεχνολογία για την οπτογενετική εργασία ήταν μια νέα ευέλικτη ίνα που αναπτύχθηκε από επιστήμονες του MIT. Αυτή η εύκαμπτη ίνα παρέχει φως σε όλο το έντερο σε ένα ζωντανό ζώο για να προκαλέσει μια γενετική απόκριση που σίγησε τα κύτταρα των νευρόποδων. Με τα κύτταρα αυτά απενεργοποιημένα, το ζώο δεν έδειχνε πλέον σαφή προτίμηση για την πραγματική ζάχαρη.
«Εμπιστευόμαστε το έντερο μας για το φαγητό που τρώμε», είπε ο Bohórquez. «Η ζάχαρη έχει τόσο γεύση όσο και θρεπτική αξία και το έντερο είναι σε θέση να αναγνωρίσει και τα δύο. Πολλοί άνθρωποι παλεύουν με την επιθυμία για ζάχαρη και τώρα έχουμε καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το έντερο αισθάνεται τα σάκχαρα (και γιατί τα τεχνητά γλυκαντικά δεν περιορίζουν αυτές τις λιγούρες)», δήλωσε η συγγραφέας της μελέτης Kelly Buchanan, πρώην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Duke. «Ελπίζουμε να στοχεύσουμε αυτό το κύκλωμα για τη θεραπεία ασθενειών που βλέπουμε καθημερινά στην κλινική».
Σε μελλοντική εργασία, ο Bohórquez θέλει να εξετάσει εάν τα νευρόποδα αναγνωρίζουν και άλλα μακροθρεπτικά συστατικά. «Μπορούμε να αλλάξουμε τη συμπεριφορά ενός ποντικιού από το έντερο», είπε ο Bohórquez, κάτι που του δίνει ελπίδα για νέες θεραπείες που στοχεύουν το έντερο.
