Kada jedete obilan obrok, vaš stomak šalje signale vašem mozgu koji stvaraju osećaj sitosti, što vam pomaže da shvatite da je vreme da prestanete da jedete. Želudac pun tečnosti takođe može poslati ove poruke, zbog čega se osobama na dijeti često savetuje da popiju čašu vode pre jela.
Inženjeri MIT-a su sada smislili novi način da iskoriste taj fenomen, koristeći kapsulu koja se proguta i koja vibrira u želucu. Ove vibracije aktiviraju iste receptore za istezanje koji osećaju kada je stomak nategnut, stvarajući iluzorni osećaj punoće.
Rad tima je objavljen u Science Advances.
Kod životinja koje su dobile ovu pilulu 20 minuta pre jela, istraživači su otkrili da ovaj tretman ne samo da je stimulisao oslobađanje hormona koji signaliziraju sitost, već je i smanjio unos hrane životinjama za oko 40%. Naučnici imaju još mnogo toga da nauče o mehanizmima koji utiču na ljudsku telesnu težinu, ali ako dalja istraživanja sugerišu da bi se ova tehnologija mogla bezbedno koristiti kod ljudi, takva pilula bi mogla da ponudi minimalno invazivan način lečenja gojaznosti, kažu istraživači.
„Za nekoga ko želi da smrša ili kontroliše apetit, može se uzimati pre svakog obroka“, kaže dr Šrija Srinivasan, bivši diplomirani student MIT-a i postdoktor, koji je sada docent bioinžinjeringa na Univerzitetu Harvard. „Ovo bi moglo biti zaista zanimljivo po tome što bi pružilo opciju koja bi mogla minimizirati neželjene efekte koje vidimo kod drugih farmakoloških tretmana.“
Srinivasan je glavni autor nove studije. Giovanni Traverso, vanredni profesor mašinstva na MIT-u i gastroenterolog u Brigham and Vomen’s Hospital, je stariji autor rada.
Kada se stomak rastegne, specijalizovane ćelije koje se nazivaju mehanoreceptori osećaju to istezanje i šalju signale u mozak preko vagusnog nerva. Kao rezultat toga, mozak stimuliše proizvodnju insulina, kao i hormona kao što su C-peptid, Pii i GLP-1. Svi ovi hormoni rade zajedno kako bi pomogli ljudima da probave hranu, da se osećaju sitima i prestanu da jedu. Istovremeno, nivoi grelina, hormona koji podstiče glad, opadaju.
Dok je diplomirao na MIT-u, Srinivasan se zainteresovao za ideju da kontroliše ovaj proces putem vibracije, veštačkim istezanjem mehanoreceptora koji oblažu stomak. Prethodna istraživanja su pokazala da vibracije primenjene na mišiće mogu izazvati osećaj da se mišić istegnuo dalje nego što zapravo jeste.
„Pitao sam se da li bismo mogli da aktiviramo receptore za istezanje u stomaku tako što ćemo ih vibrirati i naterati ih da shvate da je ceo stomak proširen, kako bismo stvorili iluzorni osećaj distenzije koji bi mogao da moduliše hormone i obrasce ishrane“, kaže Srinivasan.
Kao postdoktor na MIT-ovom Koh institutu za integrativna istraživanja raka, Srinivasan je blisko sarađivao sa Traversovom laboratorijom, koja je razvila mnoge nove pristupe oralnoj isporuci lekova i elektronskih uređaja. Za ovu studiju, Srinivasan, Traverso i tim istraživača dizajnirali su kapsulu veličine multivitamina, koja uključuje vibrirajući element. Kada pilula, koju napaja mala baterija sa srebrnim oksidom, stigne do stomaka, kisele želučane tečnosti rastvaraju želatinoznu membranu koja pokriva kapsulu, dovršavajući elektronsko kolo koje aktivira vibracioni motor.
U studiji na životinjama, istraživači su pokazali da kada pilula počne da vibrira, ona aktivira mehanoreceptore, koji šalju signale u mozak kroz stimulaciju vagusnog nerva. Istraživači su pratili nivoe hormona tokom perioda kada je uređaj vibrirao i otkrili da odražavaju obrasce oslobađanja hormona koji se vide nakon obroka, čak i kada su životinje postile.
Istraživači su zatim testirali efekte ove stimulacije na apetit životinja. Otkrili su da kada je pilula aktivirana oko 20 minuta, pre nego što je životinjama ponuđena hrana, one su u proseku konzumirale 40 odsto manje nego kada pilula nije bila aktivirana. Životinje su takođe sporije dobijale na težini tokom perioda kada su lečene vibrirajućom pilulom.
„Promena ponašanja je duboka, a to je korišćenje endogenog sistema, a ne bilo kakvog egzogenog terapeutika. Imamo potencijal da prevaziđemo neke od izazova i troškova povezanih sa isporukom bioloških lekova modulacijom enteričkog nervnog sistema“, kaže Traverso.
Trenutna verzija pilule je dizajnirana da vibrira oko 30 minuta nakon što stigne u stomak, ali istraživači planiraju da istraže mogućnost prilagođavanja da ostane u stomaku duži vremenski period, gde se može uključiti i isključiti. bežično po potrebi. U studijama na životinjama, pilule su prošle kroz digestivni trakt u roku od četiri ili pet dana.
Studija je takođe otkrila da životinje nisu pokazivale nikakve znake opstrukcije, perforacije ili drugih negativnih uticaja dok je pilula bila u njihovom digestivnom traktu.
Ova vrsta pilula bi mogla da ponudi alternativu trenutnim pristupima lečenju gojaznosti, kažu istraživači. Nemedicinske intervencije kao što su dijeta i vežbanje ne funkcionišu uvek, a mnoge od postojećih medicinskih intervencija su prilično invazivne. To uključuje operaciju gastrične bajpasa, kao i želučane balone, koji se više ne koriste široko u Sjedinjenim Državama zbog sigurnosnih razloga.
Lekovi kao što su GLP-1 agonisti takođe mogu pomoći u gubitku težine, ali većina njih mora da se ubrizgava, a mnogim ljudima su nedostupni. Prema Srinivasanu, MIT kapsule bi mogle da se proizvode po ceni koja bi ih učinila dostupnim ljudima koji nemaju pristup skupljim opcijama lečenja.
„Za mnogo populacija, neke od efikasnijih terapija za gojaznost su veoma skupe. U obimu, naš uređaj bi mogao da se proizvodi po prilično isplativoj ceni“, kaže ona. „Voleo bih da vidim kako bi ovo transformisalo negu i terapiju za ljude u globalnim zdravstvenim ustanovama koji možda nemaju pristup nekim od sofisticiranijih ili skupih opcija koje su danas dostupne.
Istraživači sada planiraju da istraže načine za povećanje proizvodnje kapsula, što bi moglo omogućiti klinička ispitivanja na ljudima. Takve studije bi bile važne da bi se saznalo više o bezbednosti uređaja, kao i da bi se odredilo najbolje vreme za gutanje kapsule pre obroka i koliko često bi trebalo da se daje.
Drugi autori rada su Amro Alshareef, Alekandria Hvang, Ceara Birne, Johannes Kuosmann, Keiko Ishida, Joshua Jenkins, Sabrina Liu, Viam Abdalla Mohammed Madani, Alison Haivard i Niora Fabian.
