Inzulin je hormon produkovaný slinivkou břišní, který reguluje hladinu cukru v krvi v těle. Nová studie provedená univerzitou ve Würzburgu naznačuje, že cvičení by mohlo omezit produkci tohoto hormonu.
Inzulin je životně důležitý hormon, který hraje klíčovou roli v regulaci metabolismu cukrů u lidí a dalších organismů. Mechanismy, kterými tento úkol plní, jsou dobře známy. Méně se však ví o ovládání
inzulín
Inzulin je hormon, který reguluje hladinu glukózy (cukru) v krvi. Je produkován slinivkou břišní a uvolňuje se do krevního oběhu, když hladina glukózy v krvi stoupá, například po jídle. Inzulin pomáhá transportovat glukózu z krevního řečiště do buněk, kde může být využita pro energii nebo uložena pro pozdější použití. Inzulin také pomáhá regulovat metabolismus tuků a bílkovin. U jedinců s cukrovkou jejich tělo neprodukuje dostatek inzulínu nebo na inzulín správně nereaguje, což vede k vysokým hladinám cukru v krvi, což může vést k vážným zdravotním problémům, pokud se neléčí.
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>buňky vylučující inzulín a výsledná sekrece inzulínu.
Vědci z Biocenter of Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg v Německu učinili nové objevy o kontrole sekrece inzulínu ve své nedávné studii publikované v roce Current Biology. Tým vedený Dr. Janem Achem použil ovocnou mušku Drosophila melanogaster jako modelový organismus. Zajímavé je, že tato moucha po jídle také uvolňuje inzulin, ale na rozdíl od lidí hormon neprodukují buňky slinivky, ale spíše nervové buňky v mozku.
Obrázek ukazuje vztah mezi pohybem a regulací buněk produkujících inzulín u ovocné mušky. Kredit: Sander Liessem / Univerzita ve Würzburgu
Elektrofyziologická měření u aktivních mušek
Skupina JMU přišla na to, že fyzická aktivita mouchy má silný vliv na její buňky produkující inzulín. Vědci poprvé měřili aktivitu těchto buněk elektrofyziologicky při chůzi a létání Drosophila.
Výsledek: kdy Drosophila začne chodit nebo létat, jeho buňky produkující inzulín jsou okamžitě inhibovány y. Když se moucha přestane pohybovat, aktivita buněk se opět rychle zvýší a vystřelí nad normální úroveň.
„Předpokládáme, že nízká aktivita buněk produkujících inzulín při chůzi a letu přispívá k poskytování cukrů ke splnění zvýšené energetické potřeby,“ říká Dr. Sander Liessem, první autor publikace. "Máme podezření, že zvýšená aktivita po cvičení pomáhá doplnit zásoby energie mouchy, například ve svalech."
Krevní cukr nehraje v regulaci žádnou roli
Tým JMU byl také schopen prokázat, že rychlá, na chování závislá inhibice buněk produkujících inzulín je aktivně řízena nervovými cestami. „Je do značné míry nezávislý na změnách koncentrace cukru v krvi mouchy,“ vysvětluje spoluautorka Dr. Martina Held.
Pro organismus má velký smysl předvídat takto zvýšenou energetickou náročnost, aby nedocházelo k extrémním výkyvům hladiny krevního cukru.
Inzulin se v evoluci téměř nezměnil
Umožňují výsledky vyvozovat závěry o lidech? Pravděpodobně.
„Přestože uvolňování inzulínu u ovocných mušek je zprostředkováno jinými buňkami než u lidí, molekula inzulínu a její funkce se v průběhu evoluce téměř nezměnily,“ říká Jan Ache. Za posledních 20 let, s využitím Drosophily jako modelového organismu, již bylo zodpovězeno mnoho zásadních otázek, které by také mohly přispět k lepšímu pochopení metabolických defektů u lidí a přidružených chorob, jako je cukrovka nebo obezita.
Méně inzulínu znamená dlouhověkost
„Jeden vzrušující bod je, že snížená aktivita inzulínu přispívá ke zdravému stárnutí a dlouhověkosti,“ říká Sander Liessem. To již bylo prokázáno u much, myší, lidí a dalších
druh
Druh je skupina živých organismů, které sdílejí soubor společných vlastností a jsou schopny plodit a produkovat plodné potomstvo. Pojem druhu je v biologii důležitý, protože se používá ke klasifikaci a organizaci rozmanitosti života. Existují různé způsoby, jak definovat druh, ale nejrozšířenější je koncept biologického druhu, který definuje druh jako skupinu organismů, které se mohou křížit a produkovat životaschopné potomstvo v přírodě. Tato definice je široce používána v evoluční biologii a ekologii k identifikaci a klasifikaci živých organismů.
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>druh. Totéž platí pro aktivní životní styl. "Naše práce ukazuje možnou souvislost vysvětlující, jak by fyzická aktivita mohla pozitivně ovlivnit regulaci inzulínu prostřednictvím neuronových signálních drah."
Další kroky ve výzkumu
Dále tým Jana Ache plánuje prozkoumat, které neurotransmitery a neuronální okruhy jsou zodpovědné za změny aktivity pozorované v buňkách produkujících inzulín u mouchy. To bude pravděpodobně náročné: Na neuromodulačních procesech se podílí velké množství mediátorových látek a hormonů a jednotlivé látky mohou mít v kombinaci opačné nebo komplementární účinky.
Skupina nyní analyzuje mnoho způsobů, jak buňky produkující inzulín zpracovávají vstup zvenčí. Zkoumají také další faktory, které by mohly mít vliv na aktivitu těchto buněk, například věk mouchy nebo jejich nutriční stav.
„Paralelně zkoumáme neuronální kontrolu chování při chůzi a letu,“ vysvětluje Jan Ache. Dlouhodobým cílem jeho skupiny je podle něj spojit tyto dvě výzkumné otázky: Jak mozek řídí chůzi a další chování a jak nervový systém zajišťuje, že energetická bilance je odpovídajícím způsobem regulována?
Odkaz: „Modulace buněk produkujících inzulín v závislosti na stavu chování Drosophila” od Sander Liessem, Martina Held, Rituja S. Bisen, Hannah Haberkern, Haluk Lacin, Till Bockemühl a Jan M. Ache, 28. prosince 2022, Current Biology.
DOI: 10.1016/j.cub.2022.12.005
