Wpływ alkoholu na odruch fazy głowowej i ekspresję genów (AR22)

Umiarkowane spożycie alkoholu konsekwentnie wiązało się z niższym ryzykiem rozwoju cukrzycy typu 2 w porównaniu z abstynentami i osobami pijącymi dużo. Jednak fizjologiczny mechanizm tego nie jest znany.

W tym badaniu zostaną zbadane dwa potencjalne mechanizmy w celu wyjaśnienia wyników badań obserwacyjnych: jeden dotyczący ostrzejszych zmian po spożyciu alkoholu (odruch fazy głowowej), który mógłby wyjaśnić obserwowaną poprawę glikemii poposiłkowej po spożyciu alkoholu; drugi ma związek ze zmianami metabolicznymi po dłuższym, umiarkowanym spożyciu alkoholu w ekspresji genów tkanki tłuszczowej, co może prowadzić do poprawy wrażliwości na insulinę. Oba mechanizmy zostaną omówione poniżej.

Odruch fazy głowowej Sama ekspozycja na zapach, wzrok, smak i cechy tekstury żywności wywołuje niezliczone reakcje trawienne, endokrynologiczne, termogeniczne, sercowo-naczyniowe i nerkowe. Reakcje te są szybkie (zwykle pojawiają się w ciągu kilku minut stymulacji sensorycznej), niewielkie (w stosunku do wielkości osiąganej podczas faktycznego metabolizowania pokarmu) i przejściowe (powrót do poziomu podstawowego w ciągu kilku minut). Nazywa się je odruchami/reakcjami fazy przedabsorpcyjnej lub cefalicznej (CPR) i odnoszą się do zestawu autonomicznych i hormonalnych odpowiedzi związanych z przyjmowaniem pokarmu na stymulację układów czuciowych zlokalizowanych głównie w jamie ustno-gardłowej. Ich funkcja może mieć zasadnicze znaczenie adaptacyjne, przygotowujące układ pokarmowy do odbioru, trawienia i wchłaniania przyjmowanych składników odżywczych.

Uwalnianie hormonów fazy głowowej następuje poprzez aktywację odprowadzających włókien nerwu błędnego w odpowiedzi na bodźce czuciowe związane z pokarmem. Polipeptyd trzustkowy (PP) jest hormonem prawie wyłącznie pod kontrolą wzrostu nerwu błędnego. Zatem odpowiedź PP fazy głowowej jest czułym wskaźnikiem aktywacji nerwu błędnego na bodźce pokarmowe. Poziomy PP wzrastają do 100% powyżej wartości wyjściowej, gdy osoby smakują, żują i odkrztuszają pokarm, podczas gdy wielkość uwalniania insuliny w fazie głowowej jest stosunkowo niewielka (25% powyżej wartości wyjściowej). Faza głowowa jest przez niektórych uważana za odruch, a nie reakcję, ponieważ zależy raczej od stymulacji neuronowej niż wywołanej przez składniki odżywcze.

Fizjologiczne znaczenie odpowiedzi hormonalnej fazy głowowej wykazano za pomocą eksperymentalnych manipulacji, które hamują lub omijają uwalnianie insuliny w fazie głowowej. W tych warunkach hiperglikemia i hiperinsulinemia są ewidentne.

Spożywanie alkoholu obniża poposiłkowe stężenie glukozy i poprawia wydzielanie insuliny. Ponadto spożywanie alkoholu zwiększa poposiłkową termogenezę wywołaną dietą, częstość akcji serca i powoduje diurezę, prawdopodobnie wynikającą z hamowania wazopresyny. Ponieważ w stanie poposiłkowym alkohol wpływa na prawie wszystkie reakcje fazy głowowej, wydaje się prawdopodobne, że organizm ludzki może wykazywać resuscytację po doustnej stymulacji czuciowej przez napoje zawierające alkohol. W związku z tym niniejsze badanie po raz pierwszy bada, czy iw jakim stopniu alkohol wyzwala RKO, co może odpowiadać za poprawę glikemii poposiłkowej obserwowanej po spożyciu alkoholu.

Ekspresja genów w tkance tłuszczowej Zastosowanie technologii transkryptomiki poprzez profilowanie ekspresji genów z wykorzystaniem mikromacierzy jest potężnym, ale kosztownym narzędziem do identyfikacji szlaków molekularnych odpowiedzialnych za regulację metaboliczną. Profilowanie ekspresji genów w badaniach interwencyjnych na ludziach umożliwia badanie przesiewowe całego genomu pod kątem wpływu określonych diet lub składników odżywczych i daje wyniki w profilach biomarkerów. Ostatnio został wykorzystany do wykrywania nowych ważnych szlaków sygnałowych zaangażowanych w metabolizm glukozy i lipidów.

Tkanka tłuszczowa pełni ważne funkcje metaboliczne i hormonalne. Zmiany w tych funkcjach są związane ze zwiększonym stanem zapalnym niskiego stopnia oraz chorobami przewlekłymi, takimi jak otyłość i cukrzyca. Ponadto po interwencjach żywieniowych można zaobserwować zmiany w profilach ekspresji genów podskórnej tkanki tłuszczowej.

Ważnym hormonem wydzielanym prawie wyłącznie i obficie przez tkankę tłuszczową jest adiponektyna. Poziomy krążącej adiponektyny u szczupłych osób są znacznie wyższe niż w przypadku jakiegokolwiek innego hormonu. Uważa się, że tak wysoki poziom adiponektyny chroni osoby szczupłe, podczas gdy jej zmniejszenie otyłości wiąże się z niskim stopniem zapalenia oraz rozwojem insulinooporności i cukrzycy. Badania przeprowadzone przez naszą grupę wykazały, że umiarkowane spożycie alkoholu zwiększa zarówno poziom adiponektyny w osoczu, jak i poziom mRNA. Sugeruje to, że umiarkowane spożycie alkoholu, bezpośrednio lub pośrednio, wywiera wpływ na ekspresję genów tkanki tłuszczowej. Ponieważ adiponektyna jest związana ze stanem zapalnym, metabolizmem lipidów i wrażliwością na insulinę, oczekuje się, że zmiany w ekspresji genów tych szlaków po spożyciu alkoholu znajdą odzwierciedlenie w ekspresji genów tkanki tłuszczowej.

Korzystne skutki umiarkowanego spożycia alkoholu mogą być bardziej widoczne u osób szczupłych niż u osób z nadwagą. W porównaniu z mężczyznami z nadwagą, szczupli mężczyźni mają silniejszy wzrost adiponektyny i „dobrego” cholesterolu HDL po umiarkowanym spożyciu alkoholu. Ponadto enzymy wątrobowe osób otyłych są podwyższone po umiarkowanym spożyciu alkoholu, co wskazuje na mniej korzystną reakcję na umiarkowane spożycie alkoholu wśród osób z nadwagą. Od czasu obecnego nasilenia się pandemii otyłości ogromne znaczenie mają różne reakcje osób szczupłych i otyłych po spożyciu alkoholu.

Zatem badanie wywołanych alkoholem zmian w ekspresji genów tkanki tłuszczowej zarówno u osób szczupłych, jak i osób z nadwagą może być nie tylko bardzo cenne dla identyfikacji nowych biomarkerów, ale może mieć również kluczowe znaczenie dla identyfikacji specyficznych mechanizmów fizjologicznych prowadzących do poprawy wrażliwości na insulinę i zmniejszenia stan zapalny. Ostatecznie może to pomóc w ogólnym zrozumieniu rozwoju przewlekłych zaburzeń związanych z dietą, takich jak otyłość i cukrzyca typu 2.