Rasvumine: kuidas dieet muudab aju ja soodustab ülesöömist
Teadlased on seostanud spetsiifilisi neuroneid hüpotalamuse lateraalses piirkonnas, piirkonnas, mis on seotud ellujäämismehhanismidega, näiteks toidu tarbimisega, andes ajule märku söömise lõpetamise hetkest. Rasvunud hiirtel on see mehhanism häiritud.
Rasvumine on ülemaailmne probleem. Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) hinnangul oli 2016. aastal kogu maailmas rasvunud 650 miljonit inimest.
Paljud eksperdid osutavad ülekaalulisuse epideemia algpõhjustena liigsöömisele ja istuvale eluviisile.
Kõigil meie võetud toimingutel on molekulaarsel tasandil tagajärjed ja eksperdid teavad vähe üksikasju selle kohta, kuidas meie aju käitub, kui kaalude näidud aeglaselt tõusevad.
Chapel Hilli Põhja-Carolina ülikooli psühhiaatriaosakonna teadlased koos USA, Rootsi ja Ühendkuningriigi kaastöötajatega püüdsid lahti harutada ülekaaluliste hiirte ajus mängitavaid molekulaarseid radu.
Neurobioloogia professor Garrett Stuber, kes on nüüd kolinud Seattle'is Washingtoni Ülikooli sõltuvuse, valu ja emotsioonide neurobioloogia keskusesse, on meeskonna tulemuste vanaautor, mis kajastub ajakirjas Teadus.
„Söötmise piduri” tuvastamine
Stuber ja tema kaastöötajad uurivad konkreetset ajupiirkonda, mida nimetatakse lateraalseks hüpotalamuse piirkonnaks (LHA).
"LHA-l on juba ammu teada toitumiskäitumise edendamise roll, kuid täpsed rakutüübid, mis selles aju struktuuris toitmisele kaasa aitavad, pole täpselt määratletud," selgitas Stuber oma uurimistööd Meditsiiniuudised täna.
Analüüsides rasvunud hiirte LHA üksikute rakkude geeniekspressiooni ja võrreldes seda tavaliste hiirte omaga, leidis meeskond silmapaistvaid muutusi 2. tüüpi vesikulaarse glutamaadi transporterit (Vglut2) ekspresseerivates neuronites. Need rakud kasutavad kiiretoimelise neurotransmitterina glutamaati.
Kuid geeniekspressiooni muutused ei tähenda tingimata funktsiooni muutusi.
Stuber kaevas sügavamale ja kasutas tehnikate kombinatsiooni, et visualiseerida üksikuid LHAVglut2 neuroneid, kui meeskond andis hiirtele sahharoosi - tavalist suhkrut, mis sisaldas glükoosi ja fruktoosi.
Teadlased leidsid, et sahharoosi tarbimine põhjustas rakkude aktivatsiooni. Vastus oli aga nüansirikas. Hiired, kes polnud eriti näljased, näitasid oma LHAVglut2 neuronite tugevat aktiveerumist, samas kui 24 tundi paastunud hiirtel oli nõrgenenud reaktsioon.
Seetõttu soovitavad Stuber ja tema kolleegid, et LHAVglut2 neuronid mängivad toitmise pärssimises rolli, öeldes meie ajule, millal söömine tuleb lõpetada. Nad nimetavad seda "söötmise piduriks".
"Me oletame, et ergutav LHAVglut2 signaal tähistab piduri aktiveerimist söötmisel, et pärssida edasist toidu tarbimist," kirjutavad nad.
Järgmisena uuris meeskond, kuidas rasvumine mõjutab nende rakkude aktiivsust hiirtel, kes söövad rasvumise tekitamiseks 12 nädala jooksul rasvumist.
"Kui kontrollhiirte LHAVglut2 neuronid säilitasid oma reageerimisvõime sahharoosi tarbimise suhtes, siis [kõrge rasvasisaldusega dieedi] hiirte LHAVglut2 neuronid muutusid sahharoosi tarbimisele järk-järgult vähem reageerivateks ja puhkeseisundis vähem aktiivseks," kirjutab meeskond uurimustöös.
Teisisõnu, neuronid ei saatnud ajule nii tugevat signaali "lõpetage söömine", kui hiired tarbisid suhkrut või kui hiired puhkasid. Selle asemel liialdavad loomad ülekaalulisust ja tekitavad seda.
Ülekaalulisus "kahjustab toidu tarbimise katkemist"
Millal MNT küsis, kas ta on üllatunud rakkude sellist kidurat vastust nähes, selgitas Stuber: „Jah, pildistamistulemused, mis näitavad, et LHA glutamaatrakud on suure rasvasisaldusega dieediga kokkupuutel (meie rasvumise eksperimentaalne mudel) reguleeritud, üllatas meid. ”
„Kui need neuronid on aktiveeritud, peatavad hiired sahharoosi lakkumise ja väldivad LHAVglut2 stimulatsiooniga seotud asukohti. Seega võib LHAVglut2 neuronite aktiveerimine toitmise pidurina toimida, ”kommenteerib Kanada Calgary ülikooli Hotchkissi ajuinstituudi professor Stephanie Borgland kaasnevas perspektiivi artiklis. Teadus.
"Arvestades, et nende neuronite aktiveerimine viib ka põgenemis- ja vältimiskäitumiseni, võivad need neuronid olla seotud üleminekuga loomade otsimiselt põgenemisele, et edendada ellujäämist, mis on kooskõlas hüpotalamuse teiste homöostaatiliste funktsioonidega."
Stephanie Borgland
"Kuigi meie töö on keskendunud LHA-le, on kriitiline märkida, et ülekaalulisus moduleerib tõenäoliselt ka paljusid teisi omavahel seotud ajupiirkondi ja rakutüüpe," ütles Stuber MNT. "See hõlmab kaar- ja periventrikulaarse hüpotalamuse rakutüüpe, aga ka teisi ajupiirkondi."
Tõepoolest, selle aasta alguses MNT teatasid, et kui New Yorgi osariigis New Yorgis asuva Rockefelleri ülikooli teadlased stimuleerisid hiirte hipokampuses dopamiini 2 retseptori neuroneid (hD2R), sõid loomad vähem. Teadlased väitsid, et see neuronaalne ringlus hoiab ära hiirte ülesöömise.
Vahepeal jätkavad Stuber ja tema kolleegid LHA uurimist, kus nad plaanivad uurida teisi neuronite alatüüpe.
Mis puudutab Stuberi järeldusi inimeste jaoks, selgitas ta: "Me arvame, et meie […] andmed paljastavad uudseid geneetilisi ja terapeutilisi sihtmärke, mis võivad kunagi olla inimestele tõlgitavad."
