Como o corpo regula a atividade das células produtoras de insulina para reagir rapidamente às condições de mudança? Pesquisadores da Universidade de Würzburg investigaram essa questão.
O hormônio insulina desempenha um papel central no metabolismo de muitos organismos vivos. Quando os alimentos são abundantes, a insulina promove a absorção e armazenamento de energia. Em tempos de fome, no entanto, a secreção de insulina é reduzida; O corpo conserva energia ou procura fontes de energia alternativas. É crucial para a sobrevivência que esse sistema esteja bem ajustado. Se ficar desequilibrado, existe um risco de diabetes e outras doenças metabólicas.
Os seres humanos produzem insulina em seu pâncreas. Na mosca da fruta Drosophilano entanto, o hormônio é produzido por células nervosas localizadas no cérebro. Essas células liberam a insulina diretamente na hemolinfa – o fluido que cumpre as funções do sangue em insetos. Além disso, no entanto, o sistema de insulina da mosca é muito semelhante ao dos humanos.
Publicado na revista ELIFE
Cientistas de Júlio-Maximilianos-Universität Würzburg (JMU) na Baviera, Alemanha, agora deram uma olhada nas células produtoras de insulina da mosca da fruta. Eles pretendiam desvendar como essas células no cérebro da mosca trabalham juntamente com outros neurônios para produzir uma resposta concertada a demandas metabólicas e mudanças internas do estado.
Os resultados foram publicados na revista científica eLife. O Dr. Jan Ache, chefe de um grupo Emmy Noether do Departamento de Neurobiologia e Genética do JMU Biocentre, é responsável pelo estudo.
Rastreando a atividade de células individuais
Como as células produtoras de insulina (IPC) em insetos vivos reagem a mudanças no balanço energético? Pouco se sabe sobre isso até agora. Para fechar essa lacuna de conhecimento, a equipe de Jan Ache usou uma abordagem que permite gravar a atividade de IPCs individuais em moscas de frutas vivas sob diferentes condições.
Eles descobriram que os IPCs liberam insulina quando as moscas ingerem açúcar com a comida – mas não quando o açúcar é injetado diretamente na hemolinfa.
“Nos seres humanos, esse fenômeno é conhecido como efeito incretina”, explica Jan Ache. Ele sugere que a secreção de insulina não é simplesmente controlada pelo aumento dos níveis de açúcar no sangue, mas por mecanismos mais complexos envolvendo hormônios intestinais.
A equipe da JMU também descobriu que a atividade do IPC é muito menor em moscas mais antigas. Portanto, é possível que a maneira pela qual os insetos processem o açúcar mude com a idade – semelhante aos seres humanos.
Influência no comportamento de forrageamento investigado
O comportamento de forrageamento das moscas da fruta está intimamente ligado a flutuações em suas reservas de energia, que por sua vez estão ligadas à secreção de insulina. A equipe de Würzburg também queria descobrir mais sobre esses relacionamentos.
Os pesquisadores, portanto, estimularam os IPCs optogeneticamente – imitando o que normalmente acontece após uma refeição e um aumento nos níveis de açúcar. Aconteceu que as células produtoras de insulina desempenham apenas um papel menor na modulação do comportamento de forrageamento em comparação com outras células nervosas.
Estudos podem ser relevantes para os humanos
“Com nossos experimentos, refinamos nosso conhecimento dos circuitos que controlam a secreção de insulina em moscas da fruta”, diz Jan Ache. Isso agora permite investigações adicionais, o que pode levar a descobertas relevantes para a saúde e doenças humanas, como o diabetes. Embora os humanos e as moscas da fruta tenham aparência muito diferente, elas têm algumas semelhanças em sua genética e metabolismo, incluindo a função do sistema nervoso e aspectos centrais da regulação metabólica.
Publicação
Modulação nutricional dependente do estado de células produtoras de insulina em Drosophila. Rituja S. Bisen, Fathima Mukthar Iqbal, Federico Cascino-Milani, até Bockemühl, Jan M. Ache. ELIFE, 29 de janeiro de 2025, acesso aberto https://doi.org/10.7554/elife.98514.3
