Debelost: kako prehrana spremeni možgane in spodbuja prenajedanje
Znanstveniki so vpleteni v specifične nevrone v lateralnem območju hipotalamusa, regiji, ki sodeluje v mehanizmih preživetja, kot je vnos hrane, in signalizirali možganom, kdaj naj prenehajo jesti. Ta mehanizem je pri debelih miših oslabljen.
Debelost je svetovna težava, saj Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) ocenjuje, da je bilo leta 2016 debelih 650 milijonov ljudi po vsem svetu.
Številni strokovnjaki kot glavnega vzroka epidemije debelosti kažejo na prenajedanje in sedeči način življenja.
Vsako dejanje, ki ga naredimo, ima posledice na molekularni ravni in strokovnjaki vedo le malo podrobnosti o tem, kako se obnašajo naši možgani, ko odčitki na tehtnici počasi naraščajo.
Znanstveniki z oddelka za psihiatrijo na Univerzi v Severni Karolini v Chapel Hillu so skupaj s sodelavci v ZDA, na Švedskem in v Združenem kraljestvu poskušali razkriti molekularne poti v možganih miši z debelostjo.
Garrett Stuber, profesor nevrobiologije, ki se je zdaj preselil v Center za nevrobiologijo odvisnosti, bolečine in čustev na Univerzi v Washingtonu v Seattlu, je starejši avtor rezultatov ekipe, ki so objavljeni v reviji Znanost.
Ugotovitev „zavore pri hranjenju“
Stuber in njegovi sodelavci preučujejo določeno področje možganov, imenovano lateralno hipotalamično območje (LHA).
"LHA je že dolgo znano, da igra vlogo pri spodbujanju vedenja pri hranjenju, vendar natančne vrste celic, ki prispevajo k hranjenju v tej možganski strukturi, niso natančno opredeljene," je o svoji raziskavi pojasnil Stuber. Medicinske novice danes.
Skupina je analizirala ekspresijo genov v posameznih celicah LHA pri debelih miših in jo primerjala s tistimi pri običajnih miših. Skupina je ugotovila pomembne spremembe v nevronih, ki izražajo vezikularni glutamatni transporter tipa 2 (Vglut2). Te celice uporabljajo glutamat kot svoj hitrodelujoči nevrotransmiter.
Vendar spremembe v ekspresiji genov niso nujno enake spremembam v funkciji.
Stuber se je poglobil in uporabil kombinacijo tehnik za vizualizacijo posameznih nevronov LHAVglut2, ko je ekipa dajala miši saharozo, običajni sladkor, ki vsebuje glukozo in fruktozo.
Raziskovalci so ugotovili, da je uživanje saharoze povzročilo aktivacijo celic. Vendar je bil odziv niansiran. Miške, ki niso bile zelo lačne, so pokazale močno aktivacijo svojih LHAVglut2 nevronov, medtem ko so tiste, ki so se postile 24 ur, imele oslabljen odziv.
Stuber in njegovi kolegi zato predlagajo, da imajo nevroni LHAVglut2 vlogo pri zatiranju hranjenja, tako da našim možganom sporočajo, kdaj naj prenehajo jesti. Temu pravijo "zavora pri hranjenju."
"Domnevamo, da vzbujajoči signal LHAVglut2 predstavlja aktiviranje zavore pri hranjenju, da zavira nadaljnji vnos hrane," pišejo.
Nato je skupina raziskala, kako debelost vpliva na aktivnost teh celic pri miših, ki so se 12 tednov prehranjevale z visoko vsebnostjo maščob, da bi povzročile debelost.
"Medtem ko so nevroni LHAVglut2 iz kontrolnih miši ohranili odzivnost na uživanje saharoze, so nevroni LHAVglut2 iz miši z visoko vsebnostjo maščob postali postopoma manj odzivni na uživanje saharoze in manj aktivni v mirovanju," piše v študijskem članku.
Z drugimi besedami, nevroni niso poslali tako močnega signala "nehaj jesti" v možgane, kadar miši porabijo sladkor ali ko miši počivajo. Namesto tega so se živali pretiravale in razvile debelost.
Debelost "poslabša vnos hrane"
Kdaj MNT vprašal, ali je bil presenečen, ko je videl tako zakrneli odziv celic, je Stuber pojasnil: "Da, rezultati slikanja, ki kažejo, da glutamatne celice LHA zmanjšuje regulacija z visoko vsebnostjo maščob (naš eksperimentalni model debelosti), so bili za nas presenetljivi. "
“Ko se ti nevroni aktivirajo, miši ustavijo lizanje saharoze in se izogibajo lokacijam, seznanjenim s stimulacijo LHAVglut2. Tako lahko aktivacija nevronov LHAVglut2 služi zaviranju hranjenja, «komentira Stephanie Borgland, profesorica na Inštitutu za možgane Hotchkiss na Univerzi v Calgaryju v Kanadi, v spremnem članku Perspektive v Znanost.
"Glede na to, da aktivacija teh nevronov vodi tudi do obnašanja pobega in izogibanja, so ti nevroni lahko vključeni v prehod s prehrane na pobeg, da bi spodbudili preživetje, kar je skladno z drugimi homeostatskimi funkcijami hipotalamusa."
Stephanie Borgland
"Medtem ko se je naše delo osredotočalo na LHA, je ključnega pomena opozoriti, da debelost verjetno modulira tudi številne druge medsebojno povezane možganske regije in tipe celic," je dejal Stuber. MNT. "To vključuje vrste celic v arkuatnem in periventrikularnem hipotalamusu, pa tudi v drugih možganskih regijah."
V začetku tega leta MNT poročali, da ko so znanstveniki z univerze Rockefeller iz New Yorka v New Yorku stimulirali nevrone receptorja dopamina 2 (hD2R) v hipokampusu miši, so živali pojedle manj. Raziskovalci so predlagali, da to nevronsko vezje miši preprečuje prenajedanje.
Medtem Stuber in njegovi kolegi nadaljujejo preiskave LHA, kjer nameravajo preučiti še druge podvrste nevronov.
Glede tega, kako pomembne so Stuberjeve ugotovitve za ljudi, je pojasnil: "Mislimo, da bodo naši [...] podatki razkrili nove genetske in terapevtske cilje, ki bi jih nekoč lahko prenesli na ljudi."
