Jíst naplno: Bitva mezi dvěma mozkovými signály
Proč touha po jídle přemůže signál, který říká, že jsme plní? Nový výzkum zjišťuje, že zahrnuje boj mezi dvěma sousedními skupinami mozkových buněk, ve kterém hraje roli také opioidní systém mozku.
Zjistilo se také, že lék naloxon blokováním opioidního systému zastavil přejídání.
Studie, která je součástí Sborník Národní akademie věd, bylo provedeno na myších, ale vědci věří, že nálezy nám pomohou lépe porozumět podobným mechanismům u lidí.
„Naše práce,“ vysvětluje autorka studie Prof. Huda Akil, neurověda na katedře psychiatrie na Institutu molekulární a behaviorální neurovědy na University of Michigan v Ann Arbor, „ukazuje, že signály sytosti - nedostatku jídla - jsou není dostatečně silný, aby pracoval proti silné snaze jíst, což má silnou evoluční hodnotu. “
Nadváha nebo obezita zvyšuje riziko vzniku několika dlouhodobých stavů, jako jsou kardiovaskulární onemocnění a cukrovka typu 2, stejně jako rakovina.
Přenášení příliš velké váhy je celosvětovým problémem veřejného zdraví, který ovlivňuje země s nízkými a středními příjmy i země s vysokými příjmy.
Odhady Světové zdravotnické organizace (WHO) z roku 2016 naznačují, že 39 procent dospělých na celém světě má nadváhu a 13 procent obézních.
Potřeba porozumět mozkovým mechanismům
Tlak na lepší porozumění řidičům obezity - například role mozku v regulaci stravování - nikdy nebyl větší. Mezi nimi, všimněte si autorů studie, jsou „mechanismy, které modulují jak zahájení, tak ukončení krmení.“
Prof. Akil a její kolegové se zaměřili na dvě malé skupiny sousedních nervových buněk neboli neuronů v hypotalamu, což je malá oblast mozku, která se podílí na několika funkcích, jako je kontrola „motivovaného chování“.
Tyto dvě buněčné skupiny se nazývají pro-opiomelanokortinové (POMC) a agouti-příbuzné peptidové buňky (AgRP). Bydlí v oblasti hypotalamu známém jako obloukovité jádro (Arc).
Vědci již věděli, že obě skupiny a Arc byly nějakým způsobem zapojeny do „kontroly krmení“.
Někteří z týmu již v minulé práci odhalili, že po přijetí určitých signálů působí neurony POMC „jako brzda“ při jídle a neurony AgRP působí jako plynový pedál - zvláště když od poslední doby uplynula spousta času krmit.
„Sešlápněte plynový a brzdový pedál společně“
Nejasné však bylo, jak tyto dvě skupiny interagovaly. Nástroj zvaný optogenetika pomohl vyšetřovatelům zmapovat signály mechanismu pomocí laserového světla k aktivaci a deaktivaci vybraných buněk u myší, které se přejídaly.
Odhalili, že když aktivovali buňky POMC, aktivovaly se také blízké buňky AgRP. To znamenalo, že plynový pedál a brzda při podávání byly zapojeny současně a výsledkem bylo, že plynový pedál zvítězil.
"Když jsou oba stimulováni najednou, AgRP ukradne show," vysvětluje profesor Akil.
S jinou optogenetickou metodou vědci zjistili, že mohou spustit buňky POMC bez aktivace blízkých buněk AgRP. To vedlo k rychlému a „významnému poklesu“ stravování myší.
Pomocí vizualizačního nástroje také vytvořili podrobné mapy příslušných cest. Vytvořili 3D mapu cest, které začínají v POMC a AgRP. Jakmile jsou tyto signální cesty aktivní, vyvolávají buď pocit plnosti, nebo nutkání k jídlu.
V dalších testech vyšetřovatelé zkoumali signály, které jsou „po proudu“ od aktivace buněk POMC a AgRP, a odhalily, že jejich vliv se široce rozšiřuje v mozku a zahrnuje dokonce oblasti v mozkové kůře, které řídí vnímání, paměť a pozornost.
Opioidní systém hraje svoji roli
V závěrečné sadě experimentů tým odhalil, že aktivace AgRP také zapíná mozkový opioidní systém. Podávání blokátorů opioidních receptorů naloxonu hlodavcům zastavilo chování při krmení.
"To naznačuje, že vlastní endogenní opioidní systém v mozku může hrát roli v tom, že chce jíst nad rámec toho, co je potřeba," poznamenává profesor Akil.
Studie metabolických pohonů při jídle a přejídání se obvykle zaměřují na hormony, jako je ghrelin a leptin.
Tato zjištění však naznačují, že důležitou roli sehrávají také mozkové obvody neboli „neurální systémy“.
Mohly by reagovat na emocionální, sociální a vjemové signály. Prof. Akil naléhá na další výzkum tohoto aspektu přejídání.
"Existuje celé odvětví postavené na lákání k jídlu, ať už to potřebujete nebo ne, prostřednictvím vizuálních podnětů, balení, vůní, emocionálních asociací." Lidé mají hlad už při pohledu na ně a my musíme studovat nervové signály zapojené do těch mechanismů pozornosti a vnímání, které nás vedou k jídlu. “
Huda Akil
