Ожиріння може ще більше ускладнити ігнорування «харчових ознак»

Ви можете ділитися цією статтею за ліцензією Attribution 4.0 International.

Нове дослідження з щурами може допомогти пояснити, чому деякі люди можуть протистояти шелесту мішка з чіпсами або запаху піци, а інші не можуть.

Дослідження включало щурів, які були спеціально виведені для схильності до ожиріння, та щурів з лінії з нормальною вагою.

Щурів, схильних до ожиріння, годували дієтами, які не дозволяли їм ожиріння. Але навіть незважаючи на це, вони продемонстрували набагато сильнішу поведінку у пошуках їжі у відповідь на підказки, пов’язані з їжею, які вони навчились асоціювати з ласощами в порівнянні з щурами, чиї родові дерева були худими.

Ці відмінності поширювались глибоко в мозок гризунів, в клітини «центру винагороди», який називається nucleus accumbens.

Коли дослідники використовували наркотик для блокування рецепторів ... харчова ґуля більше не спонукала схильних до ожиріння щурів шукати їжу ...

Коли щури, схильні до ожиріння, навчилися розпізнавати певний звук як підказку про наявність їжі, ключовий рецептор частіше з'являвся на поверхні певних клітин у центрі винагороди. Але подібних змін у цьому рецепторі не було помічено у стійких до ожиріння щурів.

Більше того, коли дослідники використовували препарат для блокування рецепторів, званий CP-AMPA-рецепторами або CP-AMPAR, харчовий кий більше не викликав щурів, схильних до ожиріння, шукати їжу - хоча вони все ще мали ознаки того, що розпізнали кий.

Це було так, ніби вони перейшли з жадібної спроби простежити запах піци і піти шукати її джерело на запах і навіть не встаючи, щоб знайти її.

Хоча препарат, який міг би зробити те саме для людей, ще не доступний, дослідники сподіваються, що їх робота допоможе сформувати основу для нового розуміння коріння ожиріння людини в наших генах, вивченій поведінці та мозку.

Тяга та переїдання

Модель щурів може запропонувати важливі підказки для перехитування ожиріння, каже Керрі Ферраріо, доцент кафедри фармакології.

"Ми знаємо, що люди, які насправді уважно ставляться до харчових ознак у своєму оточенні, в кінцевому підсумку їдять більше і страждають більше їжею", - каже вона. "Але ці схильні до ожиріння і стійкі до щурів дають нам базову наукову модель для з'ясування нервово-психологічних відмінностей, що обумовлюють переїдання, навіть до того, як ожиріння настане.

"Розуміння цього було б величезним кроком для вдосконалення профілактики ожиріння".

Ферраріо є старшим автором нової статті зі аспірантом неврології UM Ріфкою Дерман. Ферраріо також є членом Мічиганського центру досліджень діабету, зовнішнім членом Центру досліджень сучасної дієти та фізіології Єльського університету, а також співробітником кількох дослідників Університету Вайомінгу та Університету Вайомінгу.

Нове дослідження базується на попередніх дослідженнях лабораторії Ферраріо, які показали, що годування щурів, схильних до ожиріння, раціоном, еквівалентним важкій дієті людини, що спричиняє нездорову їжу, призвело до збільшення кількості CP-AMPAR у їхніх ядерних нагромадженнях.

Крім того, у співпраці з Кентом Берріджем та Майклом Робінсоном, з кафедри психології УМ та Уесліанського університету, відповідно, Ферраріо також виявив, що щури, які виявляли найсильніші реакції на підказки про те, що смачне ласощі стало доступним, були тими, що продовжувались щоб набрати найбільшу вагу.

Нове дослідження вперше показало, що неврологи вказують на те, що вони пов’язані між собою: Зміни рецепторів CP-AMPA в nucleus accumbens беруть участь у пошуку їжі у відповідь на підказку.

Павловський важіль

Той, хто ходив на заняття з вступної психології, пам’ятає історію російського вченого Івана Павлова та його собак, яка почала слинитися, коли він увійшов до кімнати, тому що вони пов’язували його приїзд зі своїм перебігом часу.

… Схильні до ожиріння [щури] частіше натискали на важіль у відповідь на «звук їжі - хоча їжа не надходила, коли вони продовжували натискати».

У новому дослідженні Ферраріо і Дерман використовували одну і ту ж основну умову для дресирування щурів. По-перше, вони навчили їх натискати на важіль, щоб отримати харчові гранули - хоча вони обмежили схильних до ожиріння щурів лише споживанням калорій, через що вони не набирали зайвої ваги.

Потім вони тренували щурів, використовуючи два різні звуки, один з яких звучав безпосередньо перед тим, як щурам давали їжу, не натискаючи на важіль, а другий грав не пов'язано з їжею.

Обидва типи щурів навчились натискати на важелі, щоб дістати їжу, і очікувати, що їжа з’явиться в їх лотку для їжі, коли кий з’явиться. Але коли дослідники порівняли схильних до ожиріння та стійких до ожиріння щурів у своїй відповіді на підказку, вони виявили, що схильні до ожиріння частіше натискають важіль у відповідь на «звук їжі» - навіть незважаючи на те, що їжа не надходила коли вони продовжували натискати.

У перекладі на поведінку людини це так, ніби вони відчули запах піци, і встали шукати її і продовжували шукати, навіть коли піци не знайшли.

Шукання їжі у відповідь на вивчену підказку називається передачею Павлова на інструментальний інструмент або ПДФО. Але щури, схильні до ожиріння, виявляли набагато більше мотивації шукати їжу, коли почули підказку.

Ця лише різниця цікава, говорить Ферраріо. Однак те, що трапилося в регіонах ядер акумусу щурів, було ще цікавіше: мозок щурів, схильних до ожиріння, змінився, так що у них більше рецепторів CP-AMPA на поверхні їх клітин у ядрі акумулятора.

Варіанти генів можуть зробити ожиріння «майже неминучим»

Оскільки CP-AMPARs діють як пори, що дозволяють іонам кальцію проникати в клітини та виходити з них, ця зміна є значущою для комунікації між клітинами, говорить Ферраріо. Незважаючи на те, що її експерименти спеціально розглядали ядро ядер, вона співпрацює з іншими дослідниками, включаючи Тревіса Брауна з Університету Вайомінг, щоб зрозуміти, чи грає той самий рецептор роль в інших регіонах мозку стосовно поведінки, пов'язаної з ожирінням, і як інші такі регіони, як префронтальна кора, задіяні.

Той факт, що блокування цього кальцієвого каналу препаратом призвело до того, що щури, схильні до ожиріння, перестали шукати їжу у відповідь на підказку, є ще одним свідченням його важливості.

Втручання в наркотики та фактори навколишнього середовища

Показано, що ті самі рецептори також пов’язані із залежністю від кокаїну - відкриття, знайдене в роботі під керівництвом наставника Ферраріо, Марини Вольф з Університету медицини та науки Розалінд Франклін. І ядерне ядро давно відомо, що воно бере участь у збоченому циклі звикання до кокаїну та інших наркотиків, викрадаючи важливість регіону в почутті винагороди за таку поведінку, як їжа, та мотивацію шукати подальших винагород за того ж типу.

Роль CP-AMPARs в ядрі нагромадження та в ланцюгах, що живляться в цьому регіоні, в контексті їжі та ожиріння потребує набагато більше досліджень, говорить Ферраріо.

Оскільки ці початкові експерименти проводились із здоровим харчуванням та обмеженням калорій, її цікавить вплив дієти зі шкідливою їжею на поведінку та рецептори. Її також цікавить вплив набору ваги та втрати ваги на цикли жіночих гормонів, оскільки всі щури в цій статті були чоловіками.

Зміна поведінки у відповідь на харчові сигнали у людей буде не таким простим, як надходження наркотику безпосередньо в мозок. Це просто неможливе рішення, вважає Ферраріо.

Кремезні мавпи натякають на ризик ожиріння починається ще до народження

"Частковою проблемою ожиріння є те, що люди можуть успішно схуднути, але проблема полягає в тому, щоб уникнути цього та вести здоровий спосіб життя", - каже вона. «Частково це психологічний аспект; їм доводиться докладати більше зусиль і вживати додаткових заходів, щоб уникнути нездорової поведінки. І це може пояснити, чому так важко змінити цю поведінку ".

Великою проблемою для людей, схильних до ожиріння - і тварин - є їх оточення.

"Цей пошук їжі, який спричинив кий, який еволюціонував з часом, працює на нашу шкоду, тому що ми перебуваємо в нездоровому харчовому середовищі", - говорить Ферраріо. "Ми не говоримо, що це означає, що доля тих, хто схильний до ожиріння, визначена і закріплена в камені. Але ми повинні розуміти, як індивідуальні відмінності можуть сприяти їжі, викликаній кий, як це взаємодіє із збільшенням ваги та як це може вплинути на поведінкові втручання, які найкраще спрацюють.

"І дещо з цього розуміння може насправді допомогти людям використовувати свій когнітивний контроль для активного придушення тяги, викликаної харчовими сигналами".

Про свої висновки дослідники повідомляють у журналі Neuropharmacology.

Цю роботу підтримали Національний інститут діабету та хвороб органів травлення та нирок, а також Національний інститут зловживання наркотиками, як частина Національного інституту охорони здоров’я.