Täis söömine: kahe ajusignaali vaheline lahing
Miks ületab soov jätkata söömist signaali, mis ütleb, et oleme täis? Uued uuringud avastavad, et see hõlmab võitlust kahe naaberrühma ajurakkude vahel, milles oma osa on ka aju opioidsüsteemil.
Samuti leiti, et ravim naloksoon, blokeerides opioidsüsteemi, peatas ülesöömise.
Uuring, mis on esitatud Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimetised, viidi läbi hiirtel, kuid teadlased usuvad, et leiud aitavad meil paremini mõista inimeste sarnaseid mehhanisme.
"Meie töö," selgitab Ann Arbori Michigani ülikooli molekulaar- ja käitumuslike neuroteaduste instituudi psühhiaatria osakonna neuroteadlane vanemteadur prof Huda Akil, "näitab, et küllastumise signaalid - piisava toidu saamisest - on pole piisavalt võimas, et töötada vastu tugevale söömishimule, millel on tugev evolutsiooniline väärtus. "
Ülekaalulisus või rasvumine suurendab mitmete pikaajaliste haiguste, nagu südame-veresoonkonna haigused ja II tüüpi diabeet, samuti vähi tekke riski.
Liiga kaalu kandmine on ülemaailmne rahvatervise probleem, mis mõjutab nii madala kui keskmise sissetulekuga riike kui ka kõrge sissetulekuga riike.
Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) 2016. aasta hinnangute kohaselt on 39 protsenti täiskasvanutest kogu maailmas ülekaalulised ja 13 protsenti rasvunud.
Vajadus mõista aju mehhanisme
Surve rasvumise põhjustajate paremaks mõistmiseks - näiteks aju roll söömise reguleerimisel - pole kunagi olnud suurem. Nende hulgas on uuringu autorid, "mehhanismid, mis moduleerivad nii söötmise alustamist kui ka lõpetamist".
Prof Akil ja tema kolleegid keskendusid hüpotalamuse kahele külgnevate närvirakkude või neuronite väikesele rühmale, mis on väike ajupiirkond, mis on seotud mitmete funktsioonidega, näiteks "motiveeritud käitumise" kontrollimisega.
Neid kahte rakurühma nimetatakse pro-opiomelanokortiini (POMC) ja agutiga seotud peptiidi (AgRP) rakkudeks. Nad elavad hüpotalamuse piirkonnas, mida tuntakse kaare tuumana (Arc).
Teadlased juba teadsid, et need kaks rühma ja kaar olid kuidagi seotud “söötmise kontrollimisega”.
Tõepoolest, eelmises töös olid mõned meeskonnad juba paljastanud, et teatud signaalide saamisel toimivad POMC neuronid söömisel "pidurina" ja AgRP neuronid nagu gaasipedaal - eriti kui viimasest on möödunud palju aega sööda.
„Gaasi- ja piduripedaalide ühine rakendamine”
Selgusetuks jäi aga see, kuidas need kaks rühma suhtlesid. Tööriist nimega optogeneetika aitas uurijatel kaardistada mehhanismi signaale, kasutades laservalgust, et aktiveerida ja deaktiveerida hiired, kes olid liiga palju söövad.
Nad näitasid, et kui nad aktiveerisid POMC rakud, aktiveerisid need ka läheduses asuvad AgRP rakud. See tähendas, et gaasipedaal ja pidur söötmisel olid korraga sisse lülitatud ja tulemuseks oli see, et gaasipedaal võitis.
"Kui mõlemat stimuleeritakse korraga, varastab AgRP etenduse," selgitab prof Akil.
Erineva optogeneetilise meetodi abil nägid teadlased, et nad võivad vallandada POMC rakud, aktiveerimata läheduses asuvaid AgRP rakke. See viis hiirte söömise kiire ja "olulise vähenemiseni".
Visualiseerimisvahendi abil koostasid nad ka üksikasjalikud kaardid kaasatud radadest. Nad koostasid 3D-kaardi radadest, mis algavad POMC-st ja AgRP-st. Kui need signaalimarsruutid on aktiivsed, käivitavad nad täiskõhutunde või tungi söömiseks.
Edasistes testides uurisid uurijad signaale, mis asuvad POMC ja AgRP rakkude aktiveerimisest allavoolu, paljastades, et nende mõju laieneb ajus laialdaselt, hõlmates isegi ajukoores olevaid piirkondi, mis kontrollivad taju, mälu ja tähelepanu.
Oma osa on opioidsüsteemil
Viimases katsekomplektis näitas meeskond, et AgRP aktiveerimine lülitab sisse ka aju opioidsüsteemi. Närilistele opioidretseptorite blokaatori naloksooni andmine peatas toitumiskäitumise.
"See viitab sellele, et aju enda endogeenne opioidsüsteem võib mängida rolli soovides süüa rohkem kui vaja," märgib prof Akil.
Tavaliselt keskenduvad söömise ja ülesöömise ainevahetuse ajurite uuringud peamiselt sellistele hormoonidele nagu greliin ja leptiin.
Need leiud viitavad siiski sellele, et ajuahelatel ehk “närvisüsteemidel” näib olevat samuti oluline roll.
Need võivad olla reageerimine emotsionaalsetele, sotsiaalsetele ja tajutavatele signaalidele. Prof Akil nõuab ülesöömise selle aspekti edasist uurimist.
"Seal on terve tööstus, mis on üles ehitatud meelitama teid sööma, olenemata sellest, kas seda vajate, visuaalsete vihjete, pakendite, lõhnade ja emotsionaalsete assotsiatsioonide kaudu. Inimesed nälgivad neid lihtsalt vaadates ja me peame uurima närvisignaale, mis on seotud nende tähelepanelike ja tajuvate mehhanismidega, mis ajendavad meid sööma. "
Prof Huda Akil
