Bagaimana tubuh mengatur aktivitas sel penghasil insulin untuk bereaksi dengan cepat terhadap perubahan kondisi? Para peneliti di University of Würzburg telah menyelidiki pertanyaan ini.
Insulin hormon memainkan peran sentral dalam metabolisme banyak organisme hidup. Ketika makanan berlimpah, insulin meningkatkan penyerapan dan penyimpanan energi. Namun, pada saat kelaparan, sekresi insulin berkurang; Tubuh menghemat energi atau mencari sumber energi alternatif. Sangat penting untuk bertahan hidup bahwa sistem ini disetel dengan baik. Jika tidak seimbang, ada risiko diabetes dan penyakit metabolisme lainnya.
Manusia menghasilkan insulin di pankreas mereka. Di lalat buah DrosophilaNamun, hormon diproduksi oleh sel -sel saraf yang terletak di otak. Sel -sel ini melepaskan insulin langsung ke hemolymph – cairan yang memenuhi fungsi darah pada serangga. Terlepas dari ini, bagaimanapun, sistem insulin lalat ini sangat mirip dengan manusia.
Diterbitkan di jurnal Elife
Para ilmuwan di Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) di Bavaria, Jerman, kini telah melihat lebih dekat sel-sel penghasil insulin dari lalat buah. Mereka bertujuan untuk mengungkap bagaimana sel -sel ini di otak lalat bekerja bersama dengan neuron lain untuk menghasilkan respons bersama terhadap tuntutan metabolisme dan perubahan keadaan internal.
Hasilnya telah diterbitkan dalam jurnal ilmiah Elife. Dr Jan Ache, kepala kelompok Emmy Noether di Departemen Neurobiologi dan Genetika di JMU Biocentre, bertanggung jawab atas penelitian ini.
Melacak aktivitas sel individu
Bagaimana sel penghasil insulin (IPC) pada serangga hidup bereaksi terhadap perubahan keseimbangan energi? Sedikit yang diketahui tentang ini sejauh ini. Untuk menutup kesenjangan pengetahuan ini, tim Jan Ache menggunakan pendekatan yang memungkinkan merekam aktivitas IPC individu dalam lalat buah hidup dalam kondisi yang berbeda.
Mereka menemukan bahwa IPCS melepaskan insulin ketika lalat menelan gula dengan makanan mereka – tetapi tidak ketika gula disuntikkan langsung ke hemolymph.
‘Pada manusia, fenomena ini dikenal sebagai efek incretin,’ jelas Jan Ache. Ini menunjukkan bahwa sekresi insulin tidak hanya dikendalikan oleh meningkatnya kadar gula darah, tetapi oleh mekanisme yang lebih kompleks yang melibatkan hormon usus.
Tim JMU juga menemukan bahwa aktivitas IPC jauh lebih rendah pada lalat yang lebih tua. Oleh karena itu dimungkinkan bahwa cara di mana serangga memproses gula berubah seiring bertambahnya usia – mirip dengan manusia.
Pengaruh pada perilaku mencari makan diselidiki
Perilaku mencari makan lalat buah terkait erat dengan fluktuasi cadangan energi mereka, yang pada gilirannya terkait dengan sekresi insulin. Tim Würzburg juga ingin mencari tahu lebih banyak tentang hubungan ini.
Oleh karena itu para peneliti merangsang IPCS secara optogenetik – meniru apa yang biasanya terjadi setelah makan dan kenaikan kadar gula. Ternyata sel penghasil insulin hanya memainkan peran kecil dalam memodulasi perilaku mencari makan dibandingkan dengan sel-sel saraf lainnya.
Studi mungkin relevan untuk manusia
‘Dengan eksperimen kami, kami telah menyempurnakan pengetahuan kami tentang sirkuit yang mengendalikan sekresi insulin pada lalat buah,’ kata Jan Ache. Ini sekarang memungkinkan penyelidikan lebih lanjut, yang pada akhirnya dapat mengarah pada temuan yang relevan dengan kesehatan dan penyakit manusia seperti diabetes. Meskipun manusia dan lalat buah sangat berbeda dalam penampilan, mereka memiliki beberapa kesamaan dalam genetika dan metabolisme mereka, termasuk fungsi sistem saraf dan aspek inti dari regulasi metabolisme.
Publikasi
Modulasi nutrisi yang bergantung pada negara-sel penghasil insulin di Drosophila. Rituja S. Bisen, Fathima Mukthar Iqbal, Federico Cascino-Milani, sampai Bockemühl, Jan M. Ache. Elife, 29 Januari 2025, Open Access https://doi.org/10.7554/elife.98514.3
