Ist das Essen auch noch so lecker – irgendwann haben wir genug: Ein Völlegefühl stellt sich ein und wir legen die Gabel zur Seite. Klar ist dabei: Nerven, die den Verdauungstrakt auskleiden, spielen eine wichtige Rolle für unser Sättungsgefühl. Sie überwachen den Inhalt von Magen und Darm und senden Signale an das Gehirn, die den Appetit regulieren. Welche Nerven allerdings genau an diesen Prozessen beteiligt sind, ist immer noch unklar. Diesem Forschungsthema haben sich nun Zachary Knight von der University of California in San Francisco und seine Kollegen gewidmet.
Wie sie erklären, besteht die große Herausforderung darin, Ordnung in dem Gewirr von Nerven zu erkennen, die für das Sammeln von Informationen aus Magen und Darm verantwortlich sind. Das Problem: Sie unterscheiden sich zwar, übertragen ihre Informationen aber allesamt über die gleiche „Hauptleitung“ an das Gehirn: über den Vagusnerv. Frühere Studien konnten bereits zeigen, dass sich durch Manipulationen dieses Nervenbündels der Appetit von Versuchstieren stimulieren oder blockieren lässt. Doch welche Nervenenden im Verdauungstrakt sind für diese Effekte verantwortlich?
Dem Sättigungsgefühl auf der Spur
“Der Vagusnerv ist der wichtigste Nervenweg, der Informationen vom Verdauungssystem zum Gehirn überträgt, aber die Identität und Funktion der spezifischen Neuronen, die diese Signale senden, sind bisher unklar. Wir haben deshalb die Zelltypen, aus denen dieser Nerv besteht, mithilfe von gentechnischen Methoden systematisch charakterisiert”, erklärt Co-Autorin Ling Bai. Auf diese Weise erstellten die Forscher eine neue Karte des Darmnervensystems und deckten dabei zudem verschiedene Varianten von Nervenenden auf.
Bisher teilte man sensorische Neuronen im Darm bereits auf der Grundlage der Merkmale ihrer Nervenenden ein: Es gibt Nervenenden, die die innere Darmschicht auskleiden und auf Hormone sensibel reagieren, die die Nährstoffaufnahme widerspiegeln. Daneben gibt es sogenannte IGLEs mit Nervenenden in den Muskelschichten von Magen und Darm, die eine physische Dehnung des Darms erfassen können. Im Rahmen ihre Studie entdeckten die Forscher nun weitere Varianten dieser beiden Formen. Einige hormonsensible Nervenenden entdeckten sie im Magen und andere in verschiedenen Teilen des Darms. Bei den dehnungssensiblen IGLEs stellten sie auch mindestens zwei verschiedene Typen fest: eine hauptsächlich im Magen und die andere im Darm.
Um zu untersuchen, welchen Einfluss diese verschiedenen Nerventypen auf den Appetit haben, verwendeten die Wissenschaftler eine Technik namens Optogenetik. Dabei werden bei Versuchstieren bestimmte Gruppen von Neuronen so gentechnisch verändert, dass sie selektiv durch Licht stimuliert werden können. Im aktuellen Fall testeten die Forscher auf diese Weise den Effekt auf das Fressverhalten von Mäusen.
