DGIST Smegenų mokslų katedros profesoriaus Kimo Kyuhyungo vadovaujama tyrimų grupė atrado naują principą, reguliuojantį, kaip maistas juda virškinamuoju traktu ir yra nuryjamas. Jie nustatė, kad pjezo kanalo baltymai jaučia slėgį, susidarantį, kai maistas kaupiasi virškinamojo trakto priekinėje dalyje, sukeldamas rijimo elgesį.
Tikimasi, kad šis atradimas suteiks svarbių užuominų kuriant virškinimo ir valgymo sutrikimų gydymo būdus. Darbas publikuojamas žurnale Gamtos komunikacijos.
Kai valgome, virškinamasis traktas generuoja įvairius signalus, kurie gali būti susieti su svarbiais fiziologiniais procesais. Tačiau mūsų supratimas apie tai, kaip jaučiamas ir apdorojamas maisto judėjimas ir kaupimasis virškinamajame trakte, siekiant reguliuoti svarbius maisto vartojimo įpročius, tokius kaip rijimas, išlieka ribotas.
Pjezo kanalai yra baltymai, kurie jaučia fizinį spaudimą ar dirgiklius organizme. Jie yra ląstelių membranose ir atsidaro, kai veikiamas slėgis ar jėga, todėl tokios medžiagos kaip kalcio jonai (Ca2+) patekti į ląsteles. Patekę į vidų, šie jonai siunčia signalus ląstelėms, kad suaktyvintų organizmo reakciją. Pavyzdžiui, pjezo kanalai yra susiję su odos prisilietimo, kraujospūdžio ir plaučių bei šlapimo pūslės išsiplėtimo jutimu.
Tyrimo metu mokslininkai nustatė, kad Caenorhabditis elegans (C. elegans), kurios virškinamojo trakto struktūra panaši į žmonių, pjezo kanalai aptinka maisto kaupimąsi virškinamajame trakte ir skatina rijimą.
Tyrimo grupė daugiausia dėmesio skyrė ryklės-žarnyno vožtuvui C. elegans virškinamajame trakte. Šis vožtuvas jungia ryklę su žarnynu, reguliuoja maisto judėjimo maršrutus, o struktūra panaši į žmogaus stemplę. Komanda atrado, kad šiame vožtuve suaktyvinami pjezo kanalai. Kai valgo C. elegans, maistas kaupiasi žarnyno priekyje.
Tada pjezo kanalas pajunta slėgį, susidarantį dėl žarnyno išsiplėtimo, ir reguliuoja maisto stūmimo žarnynu procesą judesiu, vadinamu ryklės pasinėrimu.
Pirmą kartą pasaulyje profesoriaus Kimo komanda nustatė specifinį mechanizmą, kaip žarnyno išsiplėtimas, kurį sukelia maisto kaupimasis virškinimo sistemoje, reguliuoja maisto suvartojimo, ypač rijimo, elgesį organizme molekuliniu lygmeniu.
„Šis tyrimas atskleidžia esminį klausimą, kaip kūno vidiniai pojūčiai reguliuoja fiziologinius procesus, susijusius su maisto vartojimu“, – sakė atitinkamas šio straipsnio autorius prof.
„Tikimės, kad šis tyrimas suteiks svarbių įžvalgų apie virškinimo sistemos vaidmenį maisto suvartojimo procese ir kaip šie fiziologiniai procesai yra organiškai susiję.”