Ο πύθωνας δεν κάνει δίαιτα. Δεν μετράει θερμίδες, δεν κόβει υδατάνθρακες και σίγουρα δεν ακολουθεί κάποιο πρόγραμμα διατροφής. Μπορεί να περάσει μήνες, ακόμη και έναν χρόνο, χωρίς να φάει και, όταν τελικά βρει την ευκαιρία, να καταπιεί ένα γεύμα που πλησιάζει το 100% του σωματικού του βάρους.
Για τον ανθρώπινο οργανισμό αυτό θα ήταν καταστροφικό. Για τον πύθωνα είναι απλώς ρουτίνα.
Και κάπου μέσα σε αυτή την ακραία βιολογία μπορεί να κρύβεται ένα νέο όπλο εναντίον της παχυσαρκίας.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Ερευνητές από το Stanford Medicine και το University of Colorado Boulder ανακάλυψαν ένα μικρό μόριο, έναν μεταβολίτη που ονομάζεται pTOS, το οποίο εκτοξεύεται στο αίμα του πύθωνα μετά από ένα μεγάλο γεύμα. Η αύξηση είναι σχεδόν παράλογη, καθώς τα επίπεδά του μορίου μπορούν να αυξηθούν πάνω από 1.000 φορές.
Όταν οι επιστήμονες χορήγησαν το ίδιο μόριο σε παχύσαρκα ποντίκια, τα ζώα άρχισαν να τρώνε σημαντικά λιγότερο. Μετά από 28 ημέρες είχαν χάσει περίπου 9% του σωματικού τους βάρους σε σχέση με τα ποντίκια της ομάδας ελέγχου.
Το ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι αυτό που δεν συνέβη. Τα ποντίκια δεν άρχισαν να κινούνται περισσότερο, δεν έπιναν λιγότερο νερό και δεν παρουσίασαν αύξηση στην ενεργειακή τους δαπάνη. Δεν ήταν δηλαδή μια περίπτωση όπου ο οργανισμός τους άρχισε ξαφνικά να καίει πολύ περισσότερες θερμίδες.
Απλώς δεν ήθελαν να φάνε τόσο.
Αυτό κάνει το pTOS ιδιαίτερα ενδιαφέρον σε μια εποχή κατά την οποία τα φάρμακα GLP-1 έχουν αλλάξει το τοπίο της αντιμετώπισης της παχυσαρκίας. Η σεμαγλουτίδη, η δραστική ουσία πίσω από φάρμακα όπως το Ozempic και το Wegovy, μεταξύ άλλων μηχανισμών μειώνει την όρεξη και επιβραδύνει την κένωση του στομάχου. Το pTOS φαίνεται να πετυχαίνει ένα παρόμοιο αποτέλεσμα στην πρόσληψη τροφής, αλλά μέσω διαφορετικής βιολογικής διαδρομής.
«Τα θηλαστικά έχουν ένα σχετικά περιορισμένο φυσιολογικό και μεταβολικό εύρος», σημειώνει ο Jonathan Long, αναπληρωτής καθηγητής Παθολογίας, μέλος του Ινστιτούτου Νευροεπιστημών Wu Tsai και κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature Metabolism.
«Οι άνθρωποι, για παράδειγμα, καταναλώνουν τροφή ίση με το 1% έως 2% του σωματικού τους βάρους σε κάθε γεύμα και τρώνε περίπου τρεις φορές την ημέρα», σε αντίθεση με τα φίδια, τα οποία τρέφονται σπάνια και των οποίων η φυσιολογία μεταβάλλεται δραστικά μετά το γεύμα. Προφανώς, δεν είμαστε φίδια. Όμως, ίσως μελετώντας αυτά τα ζώα μπορέσουμε να εντοπίσουμε μόρια ή μεταβολικές οδούς που επηρεάζουν επίσης τον ανθρώπινο μεταβολισμό».
Η ανακάλυψη προέκυψε σχεδόν κατά λάθος
Οι πύθωνες δεν αποτελούν συνηθισμένα ζώα εργαστηρίου. Μπορεί να ζυγίζουν έως και 90 κιλά και να ζουν πάνω από 20 χρόνια στη φύση – εικόνα που απέχει πολύ από τα μικρόσωμα ποντίκια εργαστηρίου. Ωστόσο, έχουν κεντρίσει το ενδιαφέρον των ερευνητών.
Οι ερευνητές στο Κολοράντο μελετούσαν κάτι εντελώς διαφορετικό: πώς ένας πύθωνας μπορεί να μεταμορφώνει το σώμα του μέσα σε λίγες ώρες μετά το φαγητό. Το ζώο δεν χρειάζεται απλώς να χωνέψει. Πρέπει να αλλάξει ολόκληρη τη φυσιολογία του για να διαχειριστεί ένα τεράστιο ενεργειακό φορτίο.
Μετά το γεύμα τα όργανά του, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, μπορούν να αυξηθούν κατά 50% ή και περισσότερο. Οι ενεργειακές ανάγκες του αυξάνονται πάνω από 40%, ενώ κύτταρα που υπό κανονικές συνθήκες σχεδόν δεν διαιρούνται, όπως τα β-κύτταρα του παγκρέατος που παράγουν ινσουλίνη αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται.
Οι ερευνητές πήραν αίμα από νεαρούς πύθωνες Βιρμανίας πριν και μετά από ένα γεύμα που αντιστοιχούσε περίπου στο 25% του σωματικού τους βάρους. Τα φίδια είχαν προηγουμένως μείνει 28 ημέρες νηστικά. Παράλληλα, έγιναν παρόμοιες μετρήσεις σε ball pythons, ένα μικρότερο συγγενικό είδος και το πιο δημοφιλές ως κατοικίδιο.
Το αποτέλεσμα ήταν ένας βιοχημικός ‘σεισμός’.
Περισσότερα από 200 μόρια αυξήθηκαν τουλάχιστον 32 φορές μέσα σε λίγες ώρες από το γεύμα, ενώ άλλα 24 μειώθηκαν κατά αντίστοιχο βαθμό. Ένα όμως ξεχώρισε από όλα τα υπόλοιπα: το pTOS, που αυξήθηκε περισσότερο από 1.000 φορές.
Στον άνθρωπο το pTOS είναι ένας σχετικά άγνωστος μεταβολίτης, αλλά γνωστός κυρίως ως μόριο που αποβάλλεται μέσω των ούρων. Στον πύθωνα, όμως, φαίνεται να αποτελεί μέρος μιας πολύ πιο εντυπωσιακής μεταβολικής αλυσίδας.
Όταν οι ερευνητές χορήγησαν το μόριο σε ποντίκια σε συγκεντρώσεις αντίστοιχες με εκείνες που παρατηρούνται στους πύθωνες μετά το φαγητό, δεν είδαν αλλαγές στο μέγεθος των οργάνων, στην ενεργειακή κατανάλωση ή στον πολλαπλασιασμό των β-κυττάρων.
Είδαν όμως μια ξεκάθαρη αλλαγή στη συμπεριφορά απέναντι στο φαγητό.
Τα παχύσαρκα ποντίκια έτρωγαν λιγότερο.
Το επόμενο βήμα ήταν να βρεθεί η προέλευση του μορίου
Το pTOS προκύπτει από τη διάσπαση της τυροσίνης, ενός αμινοξέος που περιέχεται στις διατροφικές πρωτεΐνες. Στη διαδικασία εμπλέκονται βακτήρια του εντέρου, καθώς και το ήπαρ. Όταν οι ερευνητές χορήγησαν αντιβιοτικά στους πύθωνες πριν από το γεύμα, η χαρακτηριστική αύξηση του pTOS εξαφανίστηκε.
Το έντερο, επομένως, φαίνεται να αποτελεί βασικό κομμάτι της ιστορίας.
Μετά την παραγωγή του, το pTOS φτάνει στον εγκέφαλο και συγκεκριμένα στον υποθάλαμο, μια περιοχή που λειτουργεί σαν κεντρικός ρυθμιστής της ενεργειακής ισορροπίας του οργανισμού. Εκεί ενεργοποιεί νευρώνες που σχετίζονται με τον έλεγχο της διατροφικής συμπεριφοράς.
Με άλλα λόγια, ο πύθωνας τρώει ένα τεράστιο γεύμα και το σώμα του παράγει ένα μόριο που, μεταξύ άλλων, φαίνεται να λέει στον εγκέφαλο: «αρκετά!».
Το κρίσιμο ερώτημα είναι αν συμβαίνει κάτι αντίστοιχο και στους ανθρώπους.
Οι επιστήμονες ανέλυσαν έξι διαθέσιμα σύνολα δεδομένων από υγιείς ανθρώπους, εξετάζοντας τα επίπεδα του pTOS πριν και μετά το φαγητό. Στα 5 από τα 6, το μόριο αυξήθηκε μετά το γεύμα.
Μόνο που στους ανθρώπους η αύξηση ήταν πολύ μικρότερη: περίπου 2 έως 5 φορές.
Και αυτό έχει σημασία. Μια αύξηση τέτοιου μεγέθους μπορεί να χαθεί μέσα στο τεράστιο κύμα μεταβολικών αλλαγών που προκαλεί ένα γεύμα στον ανθρώπινο οργανισμό.
Ο πύθωνας, αντίθετα, λειτουργεί σαν ένα βιολογικό «μεγάφωνο»: οι μεταβολικές του αντιδράσεις είναι τόσο ακραίες ώστε οι ερευνητές μπορούν να δουν καθαρά σήματα που στον άνθρωπο θα ήταν σχεδόν αόρατα.
Υπήρξε όμως μία ιδιαίτερα παράξενη περίπτωση. Ένας από τους ανθρώπους στα διαθέσιμα δεδομένα παρουσίασε αύξηση του pTOS μεγαλύτερη από 25 φορές μετά το γεύμα, φτάνοντας σε επίπεδα που έμοιαζαν με εκείνα του πύθωνα.
Δεν γνωρίζουμε αν αυτός ο άνθρωπος ένιωσε πιο χορτάτος ή αν έφαγε λιγότερο. Τα δεδομένα προέρχονταν από παλαιότερες μελέτες και δεν υπήρχαν οι απαραίτητες πληροφορίες για να γίνει αυτή η σύνδεση.
Επομένως, όχι, οι επιστήμονες δεν ανακάλυψαν ακόμη ένα νέο Ozempic.
Το pTOS δεν έχει δοκιμαστεί ως θεραπεία σε ανθρώπους και απέχει πολύ από το να μπορεί να συνταγογραφηθεί. Το γεγονός ότι ένα μόριο λειτουργεί σε ποντίκια δεν σημαίνει ότι θα λειτουργήσει στους ανθρώπους, πόσο μάλλον ότι θα είναι ασφαλές ή αποτελεσματικό σε μακροχρόνια χρήση.
Η πραγματική σημασία της έρευνας ίσως βρίσκεται αλλού.
Οι πύθωνες λειτουργούν σαν ένα είδος φυσικού εργαστηρίου. Η εξελικτική τους ιστορία τούς έχει αναγκάσει να απαντήσουν σε ένα ερώτημα που στον άνθρωπο είναι πολύπλοκο να απαντηθεί: «πώς διαχειρίζεσαι τεράστιες ποσότητες τροφής και ενέργειας μετά από παρατεταμένη ασιτία χωρίς να καταρρεύσει ο οργανισμός;».
Η απάντηση δεν βρίσκεται σε ένα μόνο μόριο.
«Δημιουργούμε έναν χάρτη μορίων που παρουσιάζουν διακυμάνσεις στη συγκέντρωσή τους μετά τη λήψη τροφής, σε όλα τα όργανα αυτών των φιδιών», λέει ο Long.
«Έχουμε ήδη εντοπίσει πολλά μόρια που μοιάζουν με ορμόνες, αλλά δεν παρουσιάζουν καμία ομοιότητα με γνωστές ορμόνες στα ποντίκια ή στον άνθρωπο. Πρόκειται για μια μορφή ανακάλυψης φυσικών προϊόντων».
Το pTOS μπορεί να είναι μόνο η αρχή
Οι επιστήμονες αντί να σχεδιάζουν από το μηδέν ένα νέο μόριο, κοιτούν τι έχει ήδη σχεδιάσει η εξέλιξη σε οργανισμούς που έχουν αναπτύξει εξαιρετικές βιολογικές ικανότητες.
Η ιδέα δεν είναι καινούργια. Τα ερπετά έχουν ήδη δώσει στην ιατρική μερικά από τα πιο σημαντικά φαρμακολογικά εργαλεία της. Το δηλητήριο των φιδιών περιέχει ουσίες που οδήγησαν στην ανάπτυξη φαρμάκων για την υπέρταση και την πρόληψη θρομβώσεων.
Ακόμη και η ιστορία των GLP-1 φέρει υπογραφή ερπετών: η ανακάλυψη μιας ορμόνης στο δηλητήριο μιας σαύρας της Βόρειας Αμερικής, βοήθησε στην κατανόηση μηχανισμών που τελικά συνδέθηκαν με την ανάπτυξη της σύγχρονης θεραπείας του διαβήτη και της παχυσαρκίας.
Το πιο ενδιαφέρον λοιπόν δεν είναι ότι ένας πύθωνας μπορεί να κρύβει ένα νέο φάρμακο αδυνατίσματος, αλλά ότι η φύση μπορεί να έχει ήδη λύσει προβλήματα που η φαρμακευτική βιομηχανία μόλις τώρα αρχίζει να διατυπώνει.
Και οι πύθωνες δεν είναι οι μόνοι υποψήφιοι. Ζώα που μπορούν να αναγεννούν ιστούς, να επιβιώνουν σε ακραία νηστεία, να αναδιαμορφώνουν όργανα ή να λειτουργούν με μεταβολικούς μηχανισμούς που δεν υπάρχουν στα θηλαστικά μπορεί να κρύβουν ολόκληρες βιβλιοθήκες μορίων που δεν έχουμε ακόμη ανακαλύψει.
Ένα από αυτά μπορεί κάποτε να γίνει φάρμακο για την παχυσαρκία. Ένα άλλο ίσως βοηθήσει ανθρώπους με διαβήτη τύπου 1 να αναπτύξουν ξανά κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη. Κάποιο άλλο μπορεί να βοηθήσει ένα κατεστραμμένο ήπαρ να αναδομηθεί.
Για την ώρα, το pTOS είναι απλώς ένα πολλά υποσχόμενο μόριο σε ποντίκια.
