Їжа в повному обсязі: Битва двох сигналів мозку
Чому бажання продовжувати їсти перемагає сигнал, який говорить про те, що ми ситі? Нове дослідження виявляє, що воно включає боротьбу між двома сусідніми групами клітин мозку, в яких опіоїдна система мозку також має свою роль.
Також було встановлено, що препарат налоксон, блокуючи опіоїдну систему, зупинив переїдання.
Дослідження, яке представлено в Праць Національної академії наук, було проведено на мишах, але вчені вважають, що отримані результати допоможуть нам краще зрозуміти подібні механізми у людей.
«Наша робота, - пояснює старший автор дослідження професор Худа Акіл, невролог з кафедри психіатрії в Університеті Мічиганського інституту молекулярної та поведінкової нейронауки в Ен-Арбор, - показує, що сигнали про насичення - про те, що ви мали достатню кількість їжі - є недостатньо потужний, щоб працювати проти сильного потягу до їжі, який має сильну еволюційну цінність ".
Надмірна вага або ожиріння збільшує ризик розвитку декількох тривалих захворювань, таких як серцево-судинні захворювання та діабет 2 типу, а також рак.
Перевезення занадто великої ваги є світовою проблемою охорони здоров'я, яка зачіпає країни з низьким та середнім рівнем доходу, а також країни з високим рівнем доходу.
За підрахунками Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) за 2016 рік, 39 відсотків дорослих людей у цілому мають надлишкову вагу, а 13 відсотків страждають ожирінням.
Потрібно розуміти механізми мозку
Тиск для кращого розуміння рушіїв ожиріння, таких як роль мозку в регулюванні харчування, ніколи не був більшим. Серед них, зазначають автори дослідження, є "механізми, що модулюють як ініціювання, так і припинення годування".
Професор Акіл та її колеги зосередилися на двох невеликих групах сусідніх нервових клітин, або нейронів, у гіпоталамусі, який є невеликою областю мозку, яка бере участь у декількох функціях, таких як контроль "мотивованої поведінки".
Дві клітинні групи називаються клітинами проопіомеланокортину (POMC) та пептидних клітин, пов'язаних з агуті (AgRP). Вони мешкають в районі гіпоталамуса, відомого як дугоподібне ядро (Arc).
Вчені вже знали, що ці дві групи та Дуга так чи інакше були задіяні в "контролі годування".
Дійсно, у попередній роботі деякі з команди вже виявляли, що при отриманні певних сигналів нейрони POMC діють "як гальмо" при їжі, а нейрони AgRP діють як педаль газу - особливо, коли з часу останньої минуло багато часу годувати.
«Приєднання педалей газу та гальма разом»
Однак незрозумілим залишалося те, як ці дві групи взаємодіяли. Інструмент, який називається оптогенетика, допоміг дослідникам нанести на карту сигнали механізму, використовуючи лазерне світло для активації та деактивації вибраних клітин у мишей, які переїдали.
Вони виявили, що коли вони активували клітини POMC, це також активувало сусідні клітини AgRP. Це означало, що педаль газу та гальмо під час подачі були задіяні одночасно, і в результаті педаль газу виграла.
"Коли обидва стимулюються одночасно, AgRP краде шоу", - пояснює професор Акіл.
За допомогою іншого оптогенетичного методу вчені побачили, що вони можуть запускати клітини POMC, не активуючи сусідні клітини AgRP. Це призвело до швидкого та «значного зменшення» їжі мишей.
За допомогою інструменту візуалізації вони також склали докладні карти задіяних шляхів. Вони створили тривимірну карту шляхів, які починаються в POMC та AgRP. Після активації ці сигнальні шляхи викликають або відчуття ситості, або бажання їсти.
У подальших тестах дослідники досліджували сигнали, що є «за течією» активації клітин POMC та AgRP, виявляючи, що їх вплив широко поширюється в мозку, охоплюючи навіть ділянки кори, що контролюють сприйняття, пам’ять та увагу.
Опіоїдна система має свою роль
В заключному наборі експериментів команда виявила, що активація AgRP також включає опіоїдну систему мозку. Надання гризунам блокатора опіоїдних рецепторів налоксону зупинило поведінку годування.
"Це говорить про те, що власна ендогенна опіоїдна система мозку може зіграти роль у бажанні їсти більше, ніж потрібно", - зазначає професор Акіл.
Як правило, дослідження метаболічних факторів їжі та переїдання, як правило, зосереджуються на таких гормонах, як грелін та лептин.
Однак ці висновки свідчать про те, що схеми мозку, або “нервові системи”, також, схоже, відіграють важливу роль.
Вони можуть реагувати на емоційні, соціальні та перцептивні сигнали. Професор Акіл закликає до подальших досліджень цього аспекту переїдання.
“Існує ціла індустрія, побудована на тому, щоб заманити вас їсти, незалежно від того, потрібно це вам чи ні, за допомогою візуальних сигналів, упаковки, запахів, емоційних асоціацій. Люди зголодніють, просто дивлячись на них, і нам потрібно вивчити нейронні сигнали, задіяні в тих механізмах уваги, сприйняття, які спонукають нас їсти ».
Професор Худа Акіл
