Ēšana, ja ir pilns: cīņa starp diviem smadzeņu signāliem
Kāpēc vēlme turpināt ēst pārspēj signālu, kas saka, ka esam pilni? Jauns pētījums atklāj, ka tas ietver cīņu starp divām kaimiņu smadzeņu šūnu grupām, kurās loma ir arī smadzeņu opioīdu sistēmai.
Tā arī atklāja, ka zāles naloksons, bloķējot opioīdu sistēmu, pārtrauca pārēšanās.
Pētījums, kas ietverts Nacionālās Zinātņu akadēmijas raksti, tika veikts ar pelēm, taču zinātnieki uzskata, ka atklājumi palīdzēs mums labāk izprast līdzīgus mehānismus cilvēkiem.
"Mūsu darbs," skaidro vecākais pētījuma autors prof. Huda Akils, neirozinātnieks Mičiganas Universitātes Molekulāro un uzvedības neirozinātņu institūta Ann Arboras Psihiatrijas nodaļā, "parāda, ka piesātinājuma signāli - par to, ka viņiem ir bijis pietiekami daudz pārtikas - ir nav pietiekami spēcīgs, lai cīnītos pret spēcīgo tieksmi ēst, kam ir spēcīga evolūcijas vērtība. ”
Liekais svars vai aptaukošanās palielina risku saslimt ar vairākiem ilgstošiem apstākļiem, piemēram, sirds un asinsvadu slimībām un 2. tipa cukura diabētu, kā arī vēzi.
Pārāk liela svara uzņemšanās ir sabiedrības veselības problēma visā pasaulē, un tā skar valstis ar zemiem un vidējiem ienākumiem, kā arī valstis ar augstiem ienākumiem.
Pasaules Veselības organizācijas (PVO) aplēses no 2016. gada liecina, ka 39 procentiem pieaugušo visā pasaulē ir liekais svars un 13 procentiem ir aptaukošanās.
Nepieciešams izprast smadzeņu mehānismus
Spiediens labāk izprast aptaukošanās virzītājus - piemēram, smadzeņu lomu ēšanas regulēšanā - nekad nav bijis lielāks. Starp tiem, ņemiet vērā pētījuma autorus, ir "mehānismi, kas modulē gan barošanas uzsākšanu, gan barošanas pārtraukšanu".
Prof. Akils un viņas kolēģi koncentrējās uz divām nelielām blakus esošo nervu šūnu jeb neironu grupām hipotalāmā, kas ir mazs smadzeņu reģions, kas ir iesaistīts vairākās funkcijās, piemēram, “motivētas uzvedības” kontrolē.
Abas šūnu grupas sauc par pro-opiomelanokortīna (POMC) un ar agouti saistīto peptīdu (AgRP) šūnām. Viņi dzīvo hipotalāma reģionā, kas pazīstams kā lokveida kodols (Loka).
Zinātnieki jau zināja, ka abas grupas un loka bija kaut kā iesaistītas “barošanas kontrolē”.
Patiešām, iepriekšējā darbā daži no komandas jau bija atklājuši, ka, saņemot noteiktus signālus, POMC neironi darbojas "kā bremze" ēšanas laikā un AgRP neironi darbojas kā gāzes pedālis - it īpaši, ja ir pagājis daudz laika kopš pēdējās barība.
“Gāzes un bremžu pedāļu lietošana kopā”
Tomēr palika neskaidrs tas, kā šīs abas grupas mijiedarbojās. Rīks, ko sauc par optogenētiku, palīdzēja pētniekiem kartēt mehānisma signālus, izmantojot lāzera gaismu, lai aktivizētu un deaktivizētu izvēlētās šūnas pelēm, kuras pārēdās.
Viņi atklāja, ka, aktivizējot POMC šūnas, tas aktivizēja arī tuvumā esošās AgRP šūnas. Tas nozīmēja, ka gāzes pedālis un barošanas bremze bija ieslēgti vienlaicīgi, un rezultātā uzvarēja gāzes pedālis.
"Kad abi tiek stimulēti uzreiz, AgRP zog izstādi," skaidro prof. Akils.
Ar citu optogenētisko metodi zinātnieki redzēja, ka tie var izraisīt POMC šūnas, neaktivizējot tuvumā esošās AgRP šūnas. Tas izraisīja strauju un "ievērojamu samazināšanos" pelēm.
Izmantojot vizualizācijas rīku, viņi arī izveidoja detalizētas iesaistīto ceļu kartes. Viņi izveidoja trīsdimensiju ceļu karti, kas sākas ar POMC un AgRP. Kad šie signālceļi ir aktīvi, tie izraisa vai nu sāta sajūtu, vai vēlmi ēst.
Turpmākajos testos pētnieki izpētīja signālus, kas atrodas “lejpus” POMC un AgRP šūnu aktivācijai, atklājot, ka to ietekme plaši izplatās smadzenēs, aptverot pat garozas reģionus, kas kontrolē uztveri, atmiņu un uzmanību.
Opioīdu sistēmai ir sava loma
Pēdējā eksperimentu komplektā komanda atklāja, ka AgRP aktivizēšana ieslēdz arī smadzeņu opioīdu sistēmu. Piešķirot grauzējiem opioīdu receptoru blokatoru naloksonu, barošanās uzvedība tika pārtraukta.
"Tas liek domāt, ka pašu smadzeņu endogēnā opioīdu sistēma var spēlēt lomu vēlmē ēst vairāk nekā nepieciešams," atzīmē prof. Akils.
Parasti pētījumos par ēšanas un pārēšanās vielmaiņas faktoriem ir tendence koncentrēties uz tādiem hormoniem kā grelīns un leptīns.
Šie secinājumi tomēr liek domāt, ka svarīga loma, šķiet, ir arī smadzeņu ķēdēm jeb “neironu sistēmām”.
Tie varētu būt reakcija uz emocionāliem, sociāliem un uztveres signāliem. Prof. Akils mudina turpināt pētīt šo pārēšanās aspektu.
“Ir vesela nozare, kas balstīta uz to, ka jūs vilina ēst, neatkarīgi no tā, vai jums to vajag vai nē, izmantojot vizuālas norādes, iesaiņojumu, smaržas, emocionālas asociācijas. Cilvēki ir izsalkuši, tikai skatoties uz viņiem, un mums ir jāizpēta nervu signāli, kas saistīti ar tiem uzmanības un uztveres mehānismiem, kas mudina mūs ēst. ”
Prof. Huda Akils
