الأنسولين هو هرمون حيوي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم التمثيل الغذائي للسكر في البشر والكائنات الحية الأخرى. الآليات التي تؤدي بها هذه المهمة مفهومة جيدًا. ومع ذلك ، لا يُعرف الكثير عن التحكم في خلايا إفراز الأنسولين وما ينتج عنها من إفراز الأنسولين.

توصل باحثون من مركز Julius-Maximilians-Universität (JMU) في فورتسبورغ بألمانيا إلى اكتشافات جديدة حول التحكم في إفراز الأنسولين في دراستهم الأخيرة المنشورة في علم الأحياء الحالي. استخدم الفريق بقيادة الدكتور جان أتشي ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن ككائن نموذجي. ومن المثير للاهتمام أن هذه الذبابة تطلق الأنسولين أيضًا بعد تناول الطعام ، ولكن على عكس البشر ، لا يتم إنتاج الهرمون بواسطة خلايا البنكرياس ، بل بواسطة الخلايا العصبية في الدماغ.

القياسات الكهربية في الذباب النشط

اكتشفت مجموعة JMU أن النشاط البدني للذبابة له تأثير قوي على الخلايا المنتجة للأنسولين. ولأول مرة ، قام الباحثون بقياس نشاط هذه الخلايا الكهربية في المشي والطيران ذبابة الفاكهة.

النتيجة: متى ذبابة الفاكهة يبدأ في المشي أو الطيران ، يتم تثبيط الخلايا المنتجة للأنسولين على الفور. عندما تتوقف الذبابة عن الحركة ، يزداد نشاط الخلايا بسرعة مرة أخرى ويطلق النار فوق المستويات الطبيعية.


يقول الدكتور ساندر ليسيم ، المؤلف الأول للنشر: « نفترض أن النشاط المنخفض للخلايا المنتجة للأنسولين أثناء المشي والطيران يساهم في توفير السكريات لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة ». « نشك في أن النشاط المتزايد بعد التمرين يساعد على تجديد مخزون الطاقة لدى الذبابة ، على سبيل المثال في العضلات. »

لا يلعب سكر الدم أي دور في التنظيم

كان فريق JMU قادرًا أيضًا على إثبات أن التثبيط السريع المعتمد على السلوك للخلايا المنتجة للأنسولين يتم التحكم فيه بشكل فعال عن طريق المسارات العصبية. « إنها مستقلة إلى حد كبير عن التغيرات في تركيز السكر في دم الذبابة » ، تشرح المؤلفة المشاركة الدكتورة مارتينا هيلد.

من المنطقي جدًا أن يتوقع الكائن الحي زيادة الطلب على الطاقة بهذه الطريقة لمنع التقلبات الشديدة في مستويات السكر في الدم.

لم يتغير الأنسولين في التطور

هل تسمح النتائج باستخلاص استنتاجات حول البشر؟ من المحتمل.


يقول جان آشي: « على الرغم من أن إفراز الأنسولين في ذباب الفاكهة يتم بوساطة خلايا مختلفة عن تلك الموجودة في البشر ، إلا أن جزيء الأنسولين ووظيفته بالكاد تغيرت في مسار التطور ». في العشرين عامًا الماضية ، باستخدام ذبابة الفاكهة ككائن حي نموذجي ، تم بالفعل الإجابة على العديد من الأسئلة الأساسية التي يمكن أن تسهم أيضًا في فهم أفضل للعيوب الأيضية لدى البشر والأمراض المرتبطة بها ، مثل السكري أو السمنة.

الأنسولين الأقل يعني طول العمر

يخبرنا ساندر ليسيم أن « إحدى النقاط المثيرة للاهتمام هي أن انخفاض نشاط الأنسولين يساهم في الشيخوخة الصحية وطول العمر ». تم عرض هذا بالفعل في الذباب والفئران والبشر و الأنواع. الأمر نفسه ينطبق على أسلوب الحياة النشط. « يُظهر عملنا رابطًا محتملاً يشرح كيف يمكن للنشاط البدني أن يؤثر بشكل إيجابي على تنظيم الأنسولين عبر مسارات الإشارات العصبية. »

خطوات أخرى في البحث

بعد ذلك ، يخطط فريق Jan Ache للتحقيق في الناقلات العصبية والدوائر العصبية المسؤولة عن تغيرات النشاط التي لوحظت في الخلايا المنتجة للأنسولين في الذبابة. من المحتمل أن يكون هذا أمرًا صعبًا: فهناك عدد كبير من المواد والهرمونات المرسلة تشارك في عمليات التعديل العصبي ، ويمكن أن يكون للمواد الفردية تأثيرات معاكسة أو مكملة معًا.

تقوم المجموعة الآن بتحليل الطرق العديدة التي تعالج بها الخلايا المنتجة للأنسولين المدخلات من الخارج. كما أنهم يبحثون في العوامل الأخرى التي يمكن أن يكون لها تأثير على نشاط هذه الخلايا ، على سبيل المثال ، عمر الذبابة أو حالتها الغذائية.


يشرح جان أتشي: « بالتوازي مع ذلك ، نحن نبحث في التحكم العصبي في سلوك المشي والطيران ». يقول إن الهدف طويل المدى لمجموعته هو الجمع بين هذين السؤالين البحثيين معًا: كيف يتحكم الدماغ في المشي والسلوكيات الأخرى ، وكيف يضمن الجهاز العصبي أن يتم تنظيم توازن الطاقة وفقًا لذلك؟

المرجع: « التعديل السلوكي المعتمد على الحالة للخلايا المنتجة للأنسولين في ذبابة الفاكهة« بقلم ساندر ليسيم ، مارتينا هيلد ، ريتوجا س. بيسن ، هانا هابركرن ، هالوك لاسين ، تيل بوكيمول وجان إم أتشي ، 28 ديسمبر 2022 ، علم الأحياء الحالي.
DOI: 10.1016 / j.cub.2022.12.005