Er loopt niet alleen water in je mond bij het zien van lekker eten. Ook je lever wordt nog vóór de eerste hap actief. Dat toonden wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Metabool Onderzoek aan na onderzoek naar levercellen in muizen.
De wetenschappers ontdekten een mechanisme dat zich afspeelt in ons lichaam wanneer we honger hebben en voedsel zien of ruiken. Binnen enkele minuten na het zien van voedsel, passen de mitochondriën (energiecentrales van de cel) in de levercellen zich aan om de lever voor te bereiden op het eten dat eraan komt. Deze cellen zijn nauw betrokken bij de suikerstofwisseling, het proces dat het glucose-gehalte in het bloed op peil houdt (ook wel bloedsuikerspiegel genoemd). Het inzicht kan leiden tot nieuwe behandelingen voor diabetes type 2.
De onderzoekers kwamen tot deze ontdekking nadat ze experimenten uitvoerden met muizen die honger hadden, maar niet konden eten. Ze hielden de hongerige muizen lekkers voor, en hielden ondertussen de cellen in de lever in de gaten. Hieruit bleek dat de mitochondriën in de levercellen na slechts een paar minuten al processen uitvoerden waarvan eerder werd gedacht dat deze enkel gestimuleerd werden door voedselinname. “We wisten al dat ons lichaam zich voorbereidt op voedselinname door speeksel en spijsverteringsenzymen te produceren”, vertelt onderzoeker Sinika Henschke. “Maar we hebben nu ook ontdekt hoe snel en ingrijpend de mitochondriën in de levercellen zich aanpassen, zelfs als er nog geen voedsel is ingenomen.”
Nieuwe signaalroute
Deze voorbereiding op eten begint bij de POMC-neuronen: zenuwcellen in de hypothalamus die binnen enkele seconden actief worden door het zien en ruiken van voedsel. Deze zenuwcellen sturen vervolgens signalen naar de lever, als signaal voor de mitochondriën in de levercellen om zich alvast voor te bereiden op de suikerstofwisseling. Dat gebeurt door de aanpassing van een eiwit in een proces dat ‘fosforylering’ heet (zie kader). Deze fosforylering beïnvloedt vervolgens de gevoeligheid van de lever voor insuline, een hormoon dat de bloedsuikerspiegel reguleert en essentieel is voor een goed functionerend lichaam. Insuline zorgt er namelijk voor dat glucose afkomstig uit voedsel omgezet kan worden tot energie.
Fosforylering is een biochemisch proces waarbij een fosfaatgroep (PO43-) aan een molecuul wordt toegevoegd. Dit kan gebeuren met verschillende moleculen, zoals eiwitten, koolhydraten en lipiden. De toevoeging van een fosfaatgroep kan de structuur en functie van het molecuul aanzienlijk beïnvloeden. In het geval van eiwitten is fosforylering een belangrijke manier om de activiteit te reguleren. Wanneer een eiwit gefosforyleerd wordt, kan dit de vorm veranderen waardoor het actiever of juist minder actief wordt. Fosforylering kan ook de binding van andere moleculen aan het eiwit beïnvloeden.
Diabetes type 2
De ontdekking is goed nieuws voor diabetespatiënten. Bij mensen met diabetes type 2 heeft het lichaam te weinig insuline en is het ook minder gevoelig voor insuline. Deze ontdekte signaalroute kan daarom mogelijk helpen bij de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor dit diabetes type. Volgens Jens Brüning, hoofdauteur van de studie, toont dit onderzoek “de nauwe verbondenheid tussen de zintuiglijke waarneming van voedsel, mitochondriale aanpassingen en insulinegevoeligheid aan.” Deze mechanismen begrijpen, noemt hij cruciaal in de strijd tegen diabetes type 2, waar insulinegevoeligheid dus een belangrijke rol speelt.
Op dit moment zijn er ongeveer 1,1 miljoen Nederlanders diabetes type 2. Maar ook wereldwijd komt de aandoening veelvuldig voor – en de aantallen blijven toenemen. In 2021 hadden wereldwijd zo’n 537 miljoen mensen diabetes type 2. Dit zal naar verwachting oplopen tot 783 miljoen tegen 2045. Door de signaleringsroute die de mitochondriën in de lever beïnvloedt, te gebruiken, kunnen wetenschappers mogelijk therapieën ontwikkelen die de insulinegevoeligheid verbeteren en de bloedsuikerspiegel reguleren.
Onderzoekers van Klick Labs lieten 267 mensen – gezonde personen en diabetici – zes keer per dag een bepaalde zin op hun smartphone inspreken. Uit meer dan 18.000 opnames lukte het om veertien geluidskenmerken aan te wijzen waarbij er een duidelijk verschil was tussen gezonde mensen en de mensen met suikerziekte. “Onze studie focust op significante stemvariaties tussen mensen met en zonder diabetes type 2. De manier waarop in de gezondheidszorg gescreend wordt op diabetes zou wel eens totaal kunnen veranderen”, zegt hoofdonderzoeker Jaycee Kaufman over de ontdekking.
