Nieuwe schakelaar voor eetlust gevonden

Hersencellen die zorgen voor stevigheid en structuur in het brein blijken er een verrassende taak op na te houden: ze sturen ook het eetgedrag. Door de activiteit van deze cellen aan te zwengelen eten muizen zichzelf vol, ontdekten neurowetenschappers in de Verenigde Staten.

door

Mit appetite circuit

Zenuwcellen in de hypothalamus sturen hoeveel een dier eet. Maar ook gliacellen zijn erbij betrokken. Christine Daniloff/MIT via CC BY-NC-ND 3.0

Zenuwcellen (neuronen) in een gedeelte van het brein dat de hypothalamus heet, regelen hoeveel een dier eet. Behalve zenuwcellen, die zenuwimpulsen versturen, zijn er nog andere cellen in de hersenen die hierbij een vinger in de pap hebben, ontdekten neurowetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en hun collega’s van het Singapore Bioimaging Consortium. Het gaat om zogenaamde gliacellen, die zelf niet ‘vuren’, maar waarvan bekend is dat ze zenuwcellen ondersteunen en verzorgen.

Door gliacellen aan of uit te schakelen gaan muizen meer of minder eten, zagen de onderzoekers. In de hypothalamus werken zenuwcellen en gliacellen samen om het dier te vertellen te stoppen met snacken of door te eten. De bevinding stond onlangs in het online wetenschapstijdschrift Elife.

Niet elke hersencel is een zenuwcel

Gliacellen zijn ondersteunende cellen van het zenuwstelsel. In de hersenen zorgen ze voor stevigheid en behoud van structuur. In tegenstelling tot zenuwcellen (neuronen) hebben gliacellen geen uitlopers zoals axonen en dendrieten om impulsen mee door te geven. Ze kunnen daarom niet ‘vuren’ en geen informatie en signalen verwerken. Samen vormen gliacellen een netwerk dat de zenuwcellen verzorgt, bijvoorbeeld door ze van voedingsstoffen te voorzien.

Bunkeren

Hoe onderzoek je de rol van gliacellen bij eetlust? Je moet de cellen op de een of andere manier aan en uit kunnen zetten, en dan kijken hoe de muizen reageren. Het aan- en uitschakelen kan door een bepaald eiwit op het oppervlak van de cellen te zetten. Dat eiwit kan vervolgens een chemische stof binden die de muis krijgt ingespoten en waardoor de cel actief wordt.

“Met actief bedoelen we dat de concentratie calcium in de cel oploopt,” legt eerste auteur Naiyan Chen uit in een email. “Als dat gebeurt kunnen gliacellen de activiteit van zenuwcellen sturen, al weten we nog niet precies hoe dat werkt.”

Na een injectie met de activerende stof begonnen de muizen te bunkeren. “Zelfs overdag, terwijl muizen nachtdieren zijn die overdag geen trek hebben,” zegt Chen. Het omgekeerde gebeurde ook: dieren waarin de gliacellen het zwijgen werd opgelegd, aten minder dan normaal.

2593063816 9a4eaba16e b

Door gliacellen te activeren gaan muizen meer eten. Flickr.com, Rick Eh? via CC BY-NC-ND 2.0

Gliotransmitters

Chen en haar collega’s observeerden het eetgedrag van de muizen, en keken ook naar het brein op het moment dat de gliacellen aangezwengeld worden. De gliacellen blijken te communiceren met een groep zenuwcellen waarvan al bekend was dat hun activatie de eetlust aanwakkert. De neurologen kwamen er niet achter hoe de cellen precies met elkaar kletsen, maar ze speculeren er wel over in hun artikel.

Het type gliacel dat ze onderzochten is namelijk een zogenaamde astrocyt. En van astrocyten is bekend dat ze chemische stoffen afgeven die inwerken op zenuwcellen. Gliatransmitters heten die stoffen ook wel, refererend aan neurotransmitters, de boodschappermoleculen die zenuwcellen afgeven. Een andere mogelijkheid is dat de ondersteunende cellen zich indirect bemoeien met hun ‘vurende’ buren, door neurotransmitters uit de omgeving rond zenuwcellen weg te vangen.

Meer dan ondersteunen

Bij het regelen van de eetlust zijn meerdere organen betrokken, zoals de hersenen, maag, darmen en alvleesklier, en ook meerdere hormonen. Een foutje in één van de onderdelen van het systeem heeft grote gevolgen. Het kan uitmonden in chronisch meer eten dan goed voor je is of juist te weinig, denkt Chen.

55637

Een kunstzinnige uiting van een astrocyt (type gliacel). Courtesy of Andrew Swift

De gliacellen vormen een nieuwe speler in het systeem. En niet alleen in dit systeem. Het bewijs stapelt zich op: deze cellen doen meer dan zenuwcellen in de watten leggen. Ze lijken zich door het hele brein actief te bemoeien met het werk van zenuwcellen. De laatste jaren is er bijvoorbeeld ook een verband gelegd tussen abnormale activiteit van gliacellen en ziektes waarbij zenuwcellen langzaam afsterven, zoals de ziekte van Parkinson.

Hoogleraar Gliabiologie van Hersenziekten aan het UMC Utrecht Elly hol vindt het niet verrassend dat glia’s betrokken blijken bij eetlust en eetgedrag. “Het zijn interessante cellen die actief betrokken zijn bij neuronale communicatie. De astrocyt vormt bijvoorbeeld de brug tussen de bloedvaten en de zenuwcellen, door direct contact met beide. En gliacellen in de hypothalamus zijn zeer plastisch, ze reageren op allerlei stimuli en zorgen dan dat het contact met zenuwcellen verandert.”

Ook Hol verwacht dat glia’s betrokken zijn bij eetstoornissen, gezien het feit dat de cellen reageren op ziekmakende processen in het brein door ontstekingen in werking te zetten. Dat is nodig om dode cellen en ziekteverwekkers op te ruimen. Maar als de ontsteking te lang aanhoudt gaat het mis. “Zo’n chronische ontsteking draagt bij aan cognitieve problemen in Alzheimer-patiënten”, zegt Hol. “Ik kan me ook voorstellen dat zo’n chronische ontsteking het eetgedrag beïnvloedt.”

Bron:

  • Naiyan Chen e.a., Direct modulation of GFAP-expressing glia in the arcuate nucleus bi-directionally regulates feeding. eLife. Online op 18 oktober 2016 doi:10.7554/eLife.18716