Kako prenajedanje spremeni možgane

Se sprašujete, ali vam bo današnja popoldanska torta spremenila telo? Medtem ko si večina od nas predstavlja, da spreminja pas, se le redki sprašujejo, ali to spreminja tudi možgane. Vendar se, in nedavno objavljena študija (Rossi, 2019) nam pokaže, kako.

Zamisel, da možgani vplivajo na skoraj vse, kar počnemo, ne bi smela presenetiti; koga imamo radi, kako se počutimo in celo na to, kaj jemo, vpliva možganska aktivnost. Globoko na dnu naših možganov živi skupina celic, ki sestavljajo hipotalamus. Hipotalamus orkestrira nadzor nad več vedenji, povezanimi s preživetjem vrste; vedenja, ki, kot pogosto rečem študentom, zajemajo štiri F regulacije hipotalamusa - boj, beg, hranjenje in parjenje.

Tako kot večina možganskih regij je tudi hipotalamus razdeljen na manjše strukture; ti so pogosto poimenovani z besedami, ki kažejo na usmerjenost. Razmislite na primer o stranskem hipotalamusu. Njegovo ime pomeni, da prebiva v stranskem delu hipotalamusa ali stran od sredine. Tisti, ki nas zanima motivirano vedenje, vemo, da se boste za preučevanje vpliva možganov na hranjenje neizogibno križali s stranskim hipotalamusom. To je zato, ker je struktura ključnega pomena za olajšanje ali povečanje prehranjevanja. To naredi z modulacijo metabolizma, prebave, izločanja inzulina in občutka okusa, če naštejemo nekaj dejavnikov. Tudi bočni hipotalamus je med vrstami zelo ohranjen in je zato primeren za modeliranje različnih vidikov prehranjevalnega vedenja ljudi. Torej, ko mislite na povečano prehranjevanje, pomislite na povečano aktivnost v bočnem hipotalamusu.

To razmerje je bilo prvič dokazano v zgodnjih študijah na živalih, ki niso pokazale, da glodalci, ki so poškodovali bočni hipotalamus, pogosto nočejo jesti in, nasprotno, kot bi lahko pričakovali, spodbujanje ali aktiviranje te regije povzroča nenasitno prehranjevanje. Idiosinkrazije povezave med prehranjevanjem in stranskim hipotalamusom so bile od takrat temeljito preučene in te podrobnosti presegajo obseg naše razprave. Bodite prepričani, da so številni odlični vedenjski nevroznanstveniki namenili neizmerno število ur, da bi razumeli, kako bočni hipotalamus posreduje prehrano in nagrado s hrano. Članek Rossija in sodelavcev počne prav to, saj prikazuje, kako prenajedanje preoblikuje stranski hipotalamus in kako te spremembe nato vplivajo na to, kako se prehranjujemo.

S kombiniranjem različnih celičnih tehnik so eksperimentatorji preučevali, ali prehrana z veliko maščobami spreminja gensko ekspresijo celic v lateralnem hipotalamusu. Eksperiment je bil zasnovan za primerjavo genske ekspresije celic pri miših, ki so prejemale visoko maščobno prehrano, in tistih, ki so prejemale normalno prehrano. Odkrili so spremenjeno izražanje genov kot rezultat debelosti v različnih celicah v lateralnem hipotalamusu. Vendar so se najmočnejše genetske spremembe, ki jih povzročajo debelost, pojavile v celicah, ki vsebujejo beljakovino, imenovano vezikularni glutamatni transporter tipa-2. Na splošno te celice uporabljajo hitro delujočo vzbujajočo možgansko kemikalijo, imenovano glutamat. Te celice so nadalje pregledali in ugotovili, da se odzivajo na uživanje sladkorja; velikost odziva pa je bila odvisna od motivacijskega stanja živali: koliko hrane je žival želela, je vplivalo na odzivnost celic na sladkor.

Predhodno hranjenje miši (nizko motivacijsko stanje) ali uvedba 24-urnega stanja na tešče (visoko motivacijsko stanje) pred poskusom je nadzorovalo motivacijo za hrano. Vzbujevalne celice v lateralnem hipotalamusu živali v nizko motivacijskem stanju (ne lačne) so se po zaužitju sladkorja bolj aktivirale kot pri živalih, ki so teščale. To kaže, da sitost hrane vpliva na nagrado za hrano, ki se pojavlja v lateralnem hipotalamusu.

Najbolj zanimivo pri kodirnem profilu teh ekscitacijskih celic je bilo, da je prehrana z visoko vsebnostjo maščob spremenila tudi njihov odziv. Celice živali na redni prehrani so namreč ohranile sposobnost zaznavanja uživanja sladkorja, vendar so se celice miši pri dietah z visoko vsebnostjo maščob postopoma manj odzivale na sladkor; torej sprememba v možganih.

Te ugotovitve so nove in vznemirljive, saj kažejo, da prehrana z visoko vsebnostjo maščob spremeni kodiranje za nagrado s hrano v posameznih celicah v lateralnem hipotalamusu. Poleg tega zdaj vidimo, da kronična prehrana z visoko vsebnostjo maščob spreminja stranski hipotalamus, tako da odvrača njihov živčni odziv in s tem slabi endogeno "zavoro" pri prehranjevanju. Z drugimi besedami, prehrana z veliko maščob lahko spremeni vaše možgane, da spodbudi prenajedanje.