Syöminen täynnä: Taistelu kahden aivosignaalin välillä
Miksi halu syödä edelleen voittaa signaalin, joka sanoo olevamme täynnä? Uusi tutkimus havaitsee, että siihen liittyy kahden naapuriryhmän välinen aivosoluryhmä, jossa myös aivojen opioidijärjestelmällä on rooli.
Se havaitsi myös, että naloksoni-lääke, estämällä opioidijärjestelmän, pysäytti ylensyönnin.
Tutkimus, joka sisältyy Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, tehtiin hiirillä, mutta tutkijat uskovat, että löydökset auttavat meitä ymmärtämään paremmin vastaavia mekanismeja ihmisillä.
"Työmme", kertoo vanhempi tutkimuksen kirjoittaja professori Huda Akil, neurotieteilijä Michiganin yliopiston Ann Arborin molekyyli- ja käyttäytymishermotieteen instituutin psykiatrian osastolta, "osoittaa, että kylläisyyden - riittävän ruoan - signaalit ovat ei tarpeeksi voimakas toimimaan vastaan voimakasta syömishalua, jolla on vahva evoluutioarvo. "
Ylipaino tai liikalihavuus lisää useiden pitkäaikaisten sairauksien, kuten sydän- ja verisuonitautien, tyypin 2 diabeteksen, sekä syövän riskiä.
Liiallisen painon kantaminen on maailmanlaajuinen kansanterveysongelma, joka vaikuttaa sekä pieni- ja keskituloisiin että korkean tulotason maihin.
Maailman terveysjärjestön (WHO) arviot vuodelta 2016 viittaavat siihen, että 39 prosenttia aikuisista on maailmanlaajuisesti ylipainoisia ja 13 prosenttia liikalihavia.
Tarve ymmärtää aivomekanismeja
Paine ymmärtää liikalihavuuden kuljettajia paremmin - kuten aivojen rooli syömisen sääntelyssä - ei ole koskaan ollut suurempi. Näiden joukossa on huomattava, että tutkimuksen tekijät ovat "mekanismeja, jotka moduloivat ruokinnan aloittamista ja lopettamista".
Professori Akil ja hänen kollegansa keskittyivät kahteen pieneen ryhmään vierekkäisiä hermosoluja tai neuroneja hypotalamuksessa, joka on pieni aivojen alue, joka on mukana useissa toiminnoissa, kuten "motivoituneen käyttäytymisen" hallinnassa.
Kaksi soluryhmää kutsutaan pro-opiomelanokortiini- (POMC) ja aguti-sukulaispeptidisoluiksi (AgRP). Ne asuvat hypotalamuksen alueella, joka tunnetaan nimellä kaareva ydin (Arc).
Tutkijat tiesivät jo, että nämä kaksi ryhmää ja kaari olivat jotenkin mukana "ruokinnan valvonnassa".
Jotkut tiimistä olivat todenneet jo edellisessä työssä, että saatuaan tiettyjä signaaleja POMC-neuronit toimivat "jarruna" syömisen yhteydessä ja AgRP-neuronit toimivat kuten kaasupoljin - varsinkin kun viimeisestä ajasta on kulunut paljon rehu.
”Kaasu- ja jarrupolkimien yhdistäminen”
Epäselväksi jäi kuitenkin se, miten nämä kaksi ryhmää olivat vuorovaikutuksessa. Optogenetiikka -työkalu auttoi tutkijoita kartoittamaan mekanismin signaalit käyttämällä laservaloa aktivoimaan ja deaktivoimaan valitut solut liiallisesti syöneissä hiirissä.
He paljastivat, että kun ne aktivoivat POMC-solut, tämä aktivoi myös lähellä olevat AgRP-solut. Tämä tarkoitti sitä, että kaasupoljin ja jarrutus syötettäessä olivat kytkettyinä samanaikaisesti ja tuloksena oli, että kaasupoljin voitti.
"Kun molempia stimuloidaan kerralla, AgRP varastaa näyttelyn", professori Akil selittää.
Eri optogeneettisellä menetelmällä tutkijat näkivät, että ne voisivat laukaista POMC-solut aktivoimatta läheisiä AgRP-soluja. Tämä johti hiiren syömisen nopeaan ja "merkittävään vähenemiseen".
Visualisointityökalun avulla he tekivät myös yksityiskohtaiset kartat mukana olevista reiteistä. He tuottivat 3D-kartan poluista, jotka alkavat POMC: stä ja AgRP: stä. Kun nämä signaalireitit ovat aktiivisia, ne aiheuttavat joko täyteyden tunteen tai halun syödä.
Lisäkokeissa tutkijat tutkivat signaaleja, jotka ovat "alavirtaan" POMC- ja AgRP-solujen aktivaatiosta, paljastaen, että niiden vaikutus ulottuu laajasti aivoihin ja kattaa jopa aivokuoren alueet, jotka hallitsevat käsitystä, muistia ja huomiota.
Opioidijärjestelmällä on rooli
Viimeisissä kokeissa joukkue paljasti, että AgRP: n aktivointi kytkee päälle myös aivojen opioidijärjestelmän. Jyrsijöille opioidireseptorin salpaajan naloksonin antaminen lopetti ruokintakäyttäytymisen.
"Tämä viittaa siihen, että aivojen omalla endogeenisellä opioidijärjestelmällä voi olla merkitystä haluttaessa syödä pidemmälle kuin mitä tarvitaan", toteaa professori Akil.
Tyypillisesti syömisen ja ylensyönnin aineenvaihdunnan kuljettajia koskevat tutkimukset keskittyvät yleensä hormoneihin, kuten greliiniin ja leptiiniin.
Nämä havainnot viittaavat kuitenkin siihen, että aivopiireillä tai "hermosysteemeillä" näyttää olevan myös tärkeä rooli.
Nämä voivat reagoida emotionaalisiin, sosiaalisiin ja havaintosignaaleihin. Professori Akil kehottaa jatkotutkimuksiin tästä syömisen näkökulmasta.
"Koko teollisuus on rakennettu houkuttelemaan sinua syömään riippumatta siitä, tarvitsetko sitä vai ei, visuaalisten vihjeiden, pakkausten, hajujen ja emotionaalisten yhdistysten kautta. Ihmiset nälkää vain katsomalla heitä, ja meidän on tutkittava hermosignaalit, jotka liittyvät niihin tarkkaavaisiin ja havainnointimekanismeihin, jotka ajavat meidät syömään. "
Professori Huda Akil
