Kako prejedanje mijenja mozak

Pitate li se hoće li vam ovaj popodnevni kolač od sira promijeniti tijelo? Iako većina nas zamišlja da to mijenja naš struk, malo se pita mijenja li i mozak. Ali ima, a nedavno objavljena studija (Rossi, 2019.) pokazuje nam kako.

Ideja da mozak utječe na gotovo sve što radimo ne bi trebala iznenaditi; tko nam se sviđa, kako se osjećamo, pa čak i na ono što jedemo utječe moždana aktivnost. Ležeći duboko u osnovi našeg mozga živi skupina stanica koje čine hipotalamus. Hipotalamus orkestrira nad nekoliko ponašanja povezanih s preživljavanjem vrste; ponašanja koja, kao što često kažem svojim studentima, obuhvaćaju četiri F-a hipotalamičke regulacije - borba, bijeg, hranjenje i parenje.

Kao i većina moždanih regija, hipotalamus je podijeljen u manje strukture; oni se često imenuju pomoću riječi koje upućuju na usmjerenost. Razmotrimo, na primjer, bočni hipotalamus. Njegovo ime implicira da boravi u bočnom dijelu hipotalamusa ili daleko od sredine. Oni od nas zainteresirani za motivirano ponašanje znaju da će se za proučavanje utjecaja mozga na hranjenje neizbježno križati s bočnim hipotalamusom. To je zato što je struktura presudna za olakšavanje ili povećanje prehrane. To čini modulirajući metabolizam, probavu, lučenje inzulina i osjet okusa, da nabrojimo nekoliko čimbenika. Lateralni hipotalamus je također vrlo očuvan među vrstama i stoga je pogodan za modeliranje različitih aspekata ljudskog prehrambenog ponašanja. Dakle, kada mislite da je pojačano jedenje, mislite na pojačanu aktivnost u bočnom hipotalamusu.

Ovaj je odnos prvi put dokazan u ranim studijama na ne-ljudskim životinjama, koje su pokazale da glodavci s oštećenjem bočnog hipotalamusa često odbijaju jesti i, obratno, kao što se moglo očekivati, stimuliranje ili aktiviranje ove regije izazvalo je nezasitno jelo. Idiosinkrazije veze između prehrane i lateralnog hipotalamusa od tada su opsežno proučavane i ti su detalji izvan opsega naše rasprave. Budite uvjereni, međutim, da su mnogi izvrsni neuroznanstvenici u ponašanju posvetili neizmjeran broj sati informiranju našeg razumijevanja o tome kako lateralni hipotalamus posreduje u prehrani i nagrađivanju hrane. Članak Rossija i kolega čini upravo to, pokazujući kako prejedanje preuređuje bočni hipotalamus i kako te promjene onda utječu na to kako jedemo.

Kombinirajući razne stanične tehnike, eksperimentatori su ispitivali je li prehrana bogata masnoćama promijenila ekspresiju gena stanica u lateralnom hipotalamusu. Eksperiment je osmišljen kako bi usporedio ekspresiju gena u miševa koji su dobivali masnu prehranu u odnosu na one koji su dobivali normalnu prehranu. Otkrili su promijenjenu ekspresiju gena kao rezultat pretilosti u različitim stanicama unutar lateralnog hipotalamusa. Međutim, najjače genetske promjene uzrokovane pretilošću dogodile su se u stanicama koje sadrže protein nazvan vezikularni transporter glutamata tip-2. Općenito, ove stanice koriste brzo djelujuću uzbudnu moždanu kemikaliju nazvanu glutamat. Dalje su ispitali ove stanice i otkrili da reagiraju na konzumaciju šećera; međutim, veličina odgovora ovisila je o motivacijskom stanju životinja: Koliko je hrana životinji htjela utjecalo je na to koliko su stanice reagirale na šećer.

Prethodno hranjenje miševa (slabo motivirano stanje) ili uvođenje 24-satnog stanja posta (visoko motivirano stanje) prije eksperimenta kontrolirana motivacija za hranom. Ekscitacijske stanice u bočnom hipotalamusu životinja u slabom motivacijskom stanju (ne gladne) doživjele su veću aktivaciju nakon konzumacije šećera nego kod životinja koje su postile. To pokazuje da sitost hrane utječe na nagradu koja kodira hranu koja se javlja u bočnom hipotalamusu.

Ono što je bilo najzanimljivije u kodnom profilu ovih ekscitacijskih stanica bilo je to što je prehrana bogata masnoćama promijenila i njihov stupanj odgovora. Naime, stanice životinja na redovitoj prehrani održavale su sposobnost otkrivanja konzumacije šećera, ali stanice miševa na dijeti s visokim udjelom masti postajale su sve manje odgovorne na šećer; dakle, promjena u mozgu.

Ova su otkrića nova i uzbudljiva jer pokazuju da prehrana bogata mastima mijenja kodiranje za nagradu za hranu u pojedinačnim stanicama lateralnog hipotalamusa. Štoviše, sada vidimo da kronična prehrana bogata masnoćama modificira lateralni hipotalamus odvraćajući njihov živčani odgovor i tako oslabljujući endogenu "kočnicu" u prehrani. Drugim riječima, prehrana bogata masnoćama može promijeniti vaš mozak kako bi potaknula prejedanje.