Ke svému přežití potřebují všechny organismy motivaci k příjmu potravy, zároveň musí umět regulovat pocity hladu a sytosti. K tomu slouží neuropeptidy. Zdá se, že mají u všech živočišných druhů společný evoluční původ..

Pocity hladu a sytosti jsou pro přežití organismů klíčové, jejich stimulaci mají na svědomí hormony a také malé proteiny zvané neuropeptidy, které umožňují vzájemnou komunikaci nervových buněk neboli neuronů.

Neuropeptidy mají ve své výbavě lidé, stejně jako třeba myši nebo ovocné mušky zvané octomilky. Jejich rozšířenost svědčí o společném evolučním původu těchto malých bílkovinných molekul. Vědci se rozhodli prozkoumat, jak neuropeptidy fungují u medúz druhu Cladonema a u octomilek.

Medúzy mají propracované strategie hledání potravy i regulaci jejího příjmu, podobně jako savci, ačkoliv poslední společný předek medúz a savců žil nejméně před 600 miliony lety. Jejich těla jsou však ve srovnání s těmi savčími mnohem jednodušší.

Platí to i o jejich nervové soustavě, která je rozptýlená, na rozdíl od savců, kteří mají konkrétnější struktury, jako je mozek nebo ganglia. Skládá se ze dvou vrstev a umožňuje medúze souhru pohybu. I přes svoji jednoduchost mají medúzy rozsáhlý repertoár chování, včetně propracovaných strategií hledání potravy, spánku, rituálů páření i učení.

Pocit sytosti u medúz a octomilek

Octomilky jsou drobné mušky, dosahující velikosti jen 2-4 milimetry, které jsou oblíbeným testovacím druhem v laboratořích, protože se snadno chovají ve velkém množství a mají krátký generační čas. Vědci u nich rádi provádí testy s vypínáním a zapínáním genů, protože jim to může snadno ukázat, jak tyto geny fungují, což je možné aplikovat i na člověka, který s octomilkami sdílí polovinu genetické výbavy.

Díky těmto muškám mohli vědci zkoumat například Alzheimerovu nemoc, virus zika či biorytmy.

Skupina vědců, kterou vedli Hiromu Tanimoto a Vladimiros Thoma z Tohoku University’s Graduate School of Life Sciences, se zaměřila na malou medúzu druhu Cladonema s rozvětvenými chapadly, kterou je možné chovat v laboratoři.

Tato medúza mění množství snězené potravy na základě toho, jak velký má hlad. Vědci srovnali genové exprese u hladových a nakrmených medúz. Tanimoto k tomu říká: „Míra nakrmení změnila úrovně exprese mnoha genů, včetně některých, které kódují neuropeptidy.

Syntézou a testováním těchto neuropeptidů jsme našli pět, které snížily pocit hladu u ještě nenakrmených medúz.“.

Co způsobila výměna neuropeptidů?

Následně výzkumníci zjistili, že jeden z těchto neuropeptidů – GLWamid – inhibuje zkracování chapadel, kterými si medúzy vkládají potravu do úst. Když vědci zvýraznili GLWamid v tělech medúz, zjistili, že je přítomen v motorických neuronech umístěných na koncích chapadel a že krmení zvyšuje hladiny GLWamidu.

To je vedlo k závěru, že u Cladonemy působí GLWamid jako signál sytosti – signál vysílaný do nervového systému, který naznačuje, že tělo má dostatek jídla.

U octomilek je oproti tomu za pocit sytosti odpovědný neuropeptidový myoinhibiční peptid (MIP). Mušky, které ho postrádají, jedí více potravy, a nakonec se stanou obézními. Vzhledem k podobnosti struktur obou těchto neuropeptidů se vědci domnívají, že jsou evolučně příbuzné, a tudíž je možné je zaměnit.

Což také provedli, MIP dali medúzám a GLWamid vložili muškám, které neměly MIP. Oba vyměněné peptidy fungovaly. U mušek vedl GLWAmid dokonce k eliminaci abnormálního přejídání. Další výzkumy by mohly vést k uplatnění těchto zjištění při boji s lidskou obezitou.