Spise når det er fullt: En kamp mellom to hjernesignaler
Hvorfor overhaler ønsket om å fortsette å spise signalet som sier at vi er mette? Ny forskning oppdager at det innebærer en kamp mellom to nabogrupper av hjerneceller der hjernens opioidsystem også har en rolle.
Den fant også at stoffet naloxon, ved å blokkere opioidsystemet, stoppet overspising.
Studien, som inneholder i Proceedings of the National Academy of Sciences, ble utført på mus, men forskerne mener at funnene vil hjelpe oss med å bedre forstå lignende mekanismer hos mennesker.
"Vårt arbeid," forklarer seniorstudieforfatter Prof. Huda Akil, en nevrolog ved Institutt for psykiatri ved University of Michigan Molecular and Behavioral Neuroscience Institute i Ann Arbor, "viser at signalene om metthet - om å ha hatt nok mat - er ikke kraftig nok til å jobbe mot den sterke matlysten, som har sterk evolusjonsverdi. ”
Å være overvektig eller overvektig øker risikoen for å utvikle flere langvarige tilstander, som hjerte- og karsykdommer og type 2-diabetes, samt kreft.
Å bære for mye vekt er et verdensomspennende folkehelseproblem som påvirker både lav- og mellominntektsland og høyinntektsland.
Verdens helseorganisasjon (WHO) estimater fra 2016 antyder at 39 prosent av voksne globalt er overvektige og 13 prosent er overvektige.
Trenger å forstå hjernemekanismer
Presset for å bedre forstå drivere av fedme - som hjernens rolle i å regulere spising - har aldri vært større. Blant disse, bemerker forfatterne av studien, er "mekanismene som modulerer både initiering og opphør av fôring."
Prof. Akil og hennes kolleger fokuserte på to små grupper av tilstøtende nerveceller, eller nevroner, i hypothalamus, som er en liten hjerneområde som er involvert i flere funksjoner, for eksempel kontroll av "motivert oppførsel."
De to cellegruppene kalles pro-opiomelanocortin (POMC) og agouti-relaterte peptid (AgRP) celler. De bor i en region av hypothalamus kjent som den buede kjernen (Arc).
Forskere visste allerede at de to gruppene og buen på en eller annen måte var involvert i "kontrollen av fôring."
Faktisk, i tidligere arbeid, hadde noen av teamet allerede avslørt at ved mottak av visse signaler fungerer POMC-nevroner "som en brems" på å spise, og AgRP-nevroner fungerer som gasspedalen - spesielt når mye tid har gått siden sist mate.
'Bruk gass- og bremsepedalene sammen'
Det som forble uklart, var imidlertid hvordan disse to gruppene samhandlet. Et verktøy kalt optogenetics hjalp etterforskerne med å kartlegge mekanismens signaler ved hjelp av laserlys for å aktivere og deaktivere utvalgte celler i mus som overspiste.
De avslørte at når de aktiverte POMC-celler, aktiverte dette også AgRP-celler i nærheten. Dette betydde at bensinpedalen og bremsen ved fôring ble koblet inn samtidig, og resultatet ble at bensinpedalen vant.
"Når begge stimuleres samtidig, stjeler AgRP showet," forklarer prof. Akil.
Med en annen optogenetisk metode så forskerne at de kunne utløse POMC-celler uten å aktivere nærliggende AgRP-celler. Dette førte til en rask og "signifikant reduksjon" i musenes spising.
Ved hjelp av et visualiseringsverktøy lagde de også detaljerte kart over stiene som var involvert. De produserte et 3D-kart over stier som begynner i POMC og AgRP. Når de er aktive, utløser disse signalveiene enten følelsen av metthet eller en trang til å spise.
I ytterligere tester undersøkte etterforskerne signalene som er "nedstrøms" for POMC- og AgRP-celleaktivering, og avslørte at deres innflytelse strekker seg mye i hjernen og omfatter til og med regioner i cortexen som styrer persepsjon, minne og oppmerksomhet.
Opioidsystemet har en rolle
I et siste sett med eksperimenter avslørte teamet at aktivering av AgRP også slår på hjernens opioide system. Å gi gnagere opioidreseptorblokkeringen naloxon stoppet fôringsatferden.
"Dette antyder at hjernens eget endogene opioide system kan spille en rolle i å ønske å spise utover det som trengs," bemerker prof. Akil.
Vanligvis har studier av metabolske drivere for å spise og overspise en tendens til å fokusere på hormoner som ghrelin og leptin.
Disse funnene antyder imidlertid at hjernekretser, eller "nevrale systemer", også ser ut til å spille en viktig rolle.
Disse kan reagere på emosjonelle, sosiale og perseptuelle signaler. Prof. Akil oppfordrer til videre forskning i dette aspektet av overspising.
"Det er en hel bransje som bygger på å lokke deg til å spise, enten du trenger det eller ikke, gjennom visuelle signaler, emballasje, lukt, følelsesmessige assosiasjoner. Folk blir sultne bare å se på dem, og vi må studere nevrale signaler involvert i de oppmerksomme, persepsjonelle mekanismene som får oss til å spise. "
Prof. Huda Akil
