ระบุความเชื่อมโยงระหว่างตับกับสมองเป็นปัจจัยสำคัญในการจัดการนิสัยการกินในแต่ละวันและโรคอ้วน

การศึกษานี้เน้นย้ำถึงบทบาทของเส้นประสาทเวกัสของตับในการควบคุมจังหวะการรับประทานอาหาร ซึ่งนำเสนอมุมมองใหม่สำหรับการรักษาโรคอ้วนที่อาจเกิดขึ้น

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Scienceพบว่าการสื่อสารระหว่างเส้นประสาทรับความรู้สึกของตับ (HVAN) และสมองมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการกินในแต่ละวัน ในหนู การผ่าตัดเอา HVAN ออกช่วยแก้ไขจังหวะการกินที่เปลี่ยนไปและลดน้ำหนักได้เมื่อรับประทานอาหารที่มีไขมันสูง ซึ่งแสดงให้เห็นว่า HVAN อาจเป็นเป้าหมายในการต่อสู้กับโรคอ้วน

จังหวะชีวภาพคือวงจร 24 ชั่วโมงที่ควบคุมการเปลี่ยนแปลงทางร่างกาย จิตใจ และพฤติกรรมของสัตว์ โดยปกติจะสอดคล้องกับวงจรของแสงและความมืด แม้ว่าจังหวะเหล่านี้มักจะคงที่ แต่ก็อาจหยุดชะงักได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมหรือการได้รับแสง เช่น ในกรณีของอาการเจ็ตแล็กหรือการทำงานกะกลางคืน ซึ่งส่งผลให้ระบบอวัยวะต่างๆ ไม่ซิงโครไนซ์กัน

นิวเคลียสซูพราไคแอสมาติก (SCN) ทำหน้าที่เป็นนาฬิกาชีวภาพหลัก โดยใช้สัญญาณแสงเพื่อสร้างวงจรป้อนกลับ (TTFL) ของยีนนาฬิกาโมเลกุล การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเซลล์ร่างกายเกือบทั้งหมดยังคงรักษา TTFL ของตัวเองไว้ด้วย ซึ่งช่วยปรับสมดุลจังหวะชีวภาพกับกระบวนการอื่นๆ เช่น การบริโภคอาหาร

การประสานกันระหว่าง SCN และจังหวะการทำงานของตับที่ขับเคลื่อนด้วยสารอาหารมีความสำคัญในการรักษาสมดุลของระบบเผาผลาญเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม การศึกษาในสัตว์ฟันแทะและมนุษย์ชี้ให้เห็นว่าการไม่ประสานกันของระบบเหล่านี้ส่งผลเสียต่อสุขภาพ โดยเพิ่มความเสี่ยงและความรุนแรงของโรคที่เกี่ยวข้องกับระบบเผาผลาญ เช่น โรคอ้วนและเบาหวาน อย่างไรก็ตาม กลไกและสัญญาณที่ชัดเจนที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ยังคงไม่ชัดเจน

การศึกษานี้ศึกษาเกี่ยวกับกลไกการสื่อสารในแต่ละวันระหว่างตับและสมองโดยการลบตัวรับนิวเคลียร์ REV-ERBα/β ในหนู

ก่อนหน้านี้ ตัวรับเหล่านี้ได้รับการระบุว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญของภาวะธำรงดุลเวลา การกำจัดตัวรับเหล่านี้ออกไปจะทำให้เกิดการไม่ประสานกัน

ต่างจากการศึกษาครั้งก่อนๆ ในพื้นที่นี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้การฉีดอะดีโนไวรัสที่สามารถกำจัด REV-ERB ออกทางหลอดเลือดดำที่หาง ทำให้การศึกษานี้มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์คือสามารถรบกวนนาฬิกาชีวภาพในบริเวณนั้น (แทนที่จะเป็นทั่วร่างกาย)

วิธีการนี้ช่วยให้เราสังเกตและจัดการความไม่สอดคล้องกันระหว่างตับและสมองได้ในขณะที่ปล่อยให้ระบบอวัยวะอื่นๆ ไม่เปลี่ยนแปลง ทำให้สัญญาณรบกวนพื้นหลังและปัจจัยที่ทำให้เกิดความสับสนลดลงอย่างมาก

การแทรกแซงทางการผ่าตัดและการทดลองได้ดำเนินการกับหนูทดลองผู้ใหญ่สามกลุ่มที่แตกต่างกัน

การศึกษาครั้งนี้ยังเน้นที่บทบาทของเส้นประสาทเวกัสของตับ (HV) ในการส่งสัญญาณไปยังสมองและการควบคุมน้ำหนัก แม้ว่าก่อนหน้านี้จะทราบกันดีว่า HV ส่งข้อมูลเมตาบอลิซึมจากตับไปยังสมอง แต่บทบาทที่ชัดเจนของ HV ในการสื่อสารในแต่ละวันและจังหวะการกินยังคงเป็นเพียงการคาดเดา

การศึกษานี้เน้นย้ำว่าจังหวะการรับประทานอาหารทำหน้าที่เป็น zeitgeber (สัญญาณภายนอกที่ซิงโครไนซ์จังหวะทางชีวภาพ) สำหรับการปรับจังหวะชีวภาพในตับ ซึ่งคล้ายกับวงจรแสงและความมืดที่ขับเคลื่อนจังหวะ SCN ในร่างกาย

ในแบบจำลองเมาส์ที่ทำให้ยีนเงียบ การลบตัวรับ REV-ERBα และ REV-ERBβ ออกไปจะรบกวนจังหวะการกินอาหารโดยไม่ส่งผลต่อวงจรที่ขับเคลื่อนโดย SCN

การทำลายเซลล์ทำให้ยีน Arntl และ Per2 ที่ทำงานเกี่ยวกับสมดุลของการเผาผลาญเวลาทำงาน ส่งผลให้จังหวะการกินอาหารเปลี่ยนไปและกินอาหารในตอนกลางวันมากขึ้น ส่งผลให้มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมาก ที่น่าสนใจคือ การตัดเส้นประสาทรับความรู้สึกของตับ (HVAN) ช่วยขจัดผลกระทบเหล่านี้ ทำให้กินอาหารน้อยลงและส่งผลให้มีน้ำหนักลดลง

สิ่งนี้เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของ HV ในการส่งสัญญาณสำหรับจังหวะการให้อาหาร โดยการศึกษาแบบคู่ขนานแสดงผลลัพธ์ที่ตรงกันข้าม: การกระตุ้นเส้นประสาทรับความรู้สึกในลำไส้ในมนุษย์ส่งผลให้ลดน้ำหนัก ซึ่งเน้นย้ำถึงความซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำไส้และสมองในการควบคุมการเผาผลาญ

การศึกษานี้ใช้เมาส์เป็นแบบจำลองเพื่อระบุกลไกที่อยู่เบื้องหลังภาวะสมดุลเวลาและความผิดปกติของจังหวะการให้อาหาร

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า HV ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการสื่อสาร โดยส่งสัญญาณไปยังสมองเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในจังหวะการกินอาหารซึ่งตรวจพบผ่านตัวรับในนิวเคลียส REV-ERBα/β สัญญาณเหล่านี้ทำให้รับประทานอาหารมากขึ้นในช่วงกลางวันและมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การกำจัด HV ออกไปช่วยขจัดผลกระทบเหล่านี้ ซึ่งบ่งชี้ว่า HV อาจเป็นเป้าหมายสำหรับการศึกษาการลดน้ำหนักในอนาคต