Narządy te mają złożony i wielokierunkowy system komunikacji, który dotyka wszystkiego, od przewodu pokarmowego po układ nerwowy. Niezależnie od tego, czy to nasz mózg wpływa na głód, czy wątroba wpływa na zdrowie psychiczne, zrozumienie komunikacji jelitowo-wątrobowej-mózgu lub „osi” ma kluczowe znaczenie dla ochrony zdrowia ludzkiego.

Ich badanie, które przeprowadzono na modelach mysich, opublikowano w czasopiśmie Raporty naukowe, czasopismo Nature Portfolio. Jest jednym z pierwszych, który wypełnia lukę w wiedzy na temat skutków stresu cieplnego na poziomie molekularnym w tej kluczowej dyskusji biologicznej.

„Zapalenie mózgu i kręgosłupa przyczynia się do pogorszenia funkcji poznawczych, upośledza zdolność do tworzenia nowych neuronów i zaostrza choroby związane z wiekiem” – stwierdził autor korespondenta, Saurabh Chatterjee, profesor zdrowia środowiskowego i zawodowego w programie zdrowia publicznego na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine. „Badając wpływ stresu cieplnego na przesłuch jelitowo-wątrobowy-mózg, możemy lepiej chronić naszą coraz bardziej bezbronną starzejącą się populację”.

Wykorzystując analizę RNA i bioinformatykę do analizy starszych myszy poddanych stresowi cieplnemu, Chatterjee i jego zespół znaleźli dowody na istnienie genów wpływających na stres cieplny w mózgu i wątrobie. U myszy poddanych stresowi cieplnemu zaobserwowano znaczny wzrost produkcji ORM2, białka wytwarzanego w wątrobie. Grupa kontrolna myszy niepoddanych stresowi nie wykazała zmian, co stanowi dowód na dysfunkcję narządów u myszy poddanych stresowi cieplnemu.

Naukowcy uważają, że zwiększone wydzielanie ORM2 to mechanizm radzenia sobie, który może wynikać z zapalenia jelit i braku równowagi. Ponadto ORM2 może oddziaływać na mózg poprzez nieszczelną barierę krew-mózg, podkreślając skomplikowany przesłuch wielonarządowy.

Ponadto badanie pokazuje potencjał wykorzystania ORM2 do ukierunkowanych interwencji biomarkerowych w celu zapobiegania chorobom wątroby w przypadku ekspozycji na ciepło. Obserwacja ta pogłębia wiedzę molekularną na temat patofizjologii niekorzystnych zdarzeń cieplnych i posłuży jako podstawa przyszłych badań.

„Nasze odkrycia mogą potencjalnie zostać wykorzystane do opracowania markerów prognostycznych i terapeutycznych umożliwiających precyzyjne interwencje” – powiedział Chatterjee. „W dynamicznie zmieniającym się globalnym krajobrazie bezpośrednie zagrożenie zmianami klimatycznymi jest widoczne w rosnących temperaturach, co budzi obawy dotyczące sporadycznych fal upałów. Nasza grzejąca się planeta niewątpliwie prowadzi do ostrego i chronicznego stresu cieplnego, który szkodzi zdrowiu naszego starzejącego się społeczeństwa”.

Do dodatkowych autorów z UCI Public Health należą członkowie Laboratorium Zdrowia i Chorób Środowiskowych: doktoranci Subhajit Roy (pierwszy autor), Punnag Saha, Dipro Bose, Ayushi Trivedi i Madhura More; oraz Christina Lin, Jie Wu i Melanie Oakes z wysokoprzepustowym obiektem genomiki UCI.

Wsparcie w badaniu zapewnił grant z Narodowego Instytutu Nauk o Zdrowiu Środowiskowym i nagroda Veterans Affairs Merit.