Kako prejedanje mijenja mozak

Pitate li se hoće li popodnevna torta od sira promijeniti vaše tijelo? Iako većina nas zamišlja da mijenja naš struk, rijetki se pitaju mijenja li to i mozak. Ali to se događa, a nedavno objavljena studija (Rossi, 2019) pokazuje nam kako.

Ideja da mozak utječe na gotovo sve što radimo ne bi trebala biti iznenađujuća; ko nam se sviđa, kako se osjećamo, pa čak i na ono što jedemo utječe na aktivnost mozga. Duboko u podnožju našeg mozga živi grupa ćelija koje čine hipotalamus. Hipotalamus orkestrira kontrolu nad nekoliko ponašanja povezanih s opstankom vrste; ponašanja koja, kako često govorim svojim učenicima, obuhvaćaju četiri F hipotalamičke regulacije - borbu, bijeg, hranjenje i parenje.

Kao i većina regija mozga, hipotalamus je podijeljen na manje strukture; često se imenuju riječima koje ukazuju na usmjerenost. Uzmimo, na primjer, lateralni hipotalamus. Njegovo ime implicira da se nalazi u bočnom dijelu hipotalamusa ili dalje od sredine. Oni od nas koji smo zainteresirani za motivirano ponašanje znaju da ćete se za proučavanje utjecaja mozga na hranjenje neizbježno ukrstiti sa lateralnim hipotalamusom. To je zato što je struktura ključna za olakšavanje ili povećanje prehrane. To čini moduliranjem metabolizma, probave, lučenja inzulina i osjeta okusa, da navedemo nekoliko faktora. Bočni hipotalamus je također visoko očuvan među vrstama i stoga je pogodan za modeliranje različitih aspekata ponašanja ljudi pri ishrani. Dakle, kada pomislite na pojačanu ishranu, pomislite na povećanu aktivnost u svom lateralnom hipotalamusu.

Taj je odnos prvi put dokazan u ranim studijama na ljudima koje nisu pokazale ljude, koje su pokazale da su glodavci s oštećenjem lateralnog hipotalamusa često odbijali jesti i, obrnuto, kako se moglo očekivati, stimuliranje ili aktiviranje ove regije izazivalo je nezasitno jelo. Idiosinkrazije veze između prehrane i lateralnog hipotalamusa od tada su opsežno proučavane i ti detalji izlaze iz okvira naše rasprave. Budite uvjereni, međutim, da su mnogi izvrsni neuronaučnici u ponašanju posvetili nemjerljiv broj sati informiranju našeg razumijevanja o tome kako lateralni hipotalamus posreduje u hrani i nagrađivanju hrane. Članak Rossija i kolega čini upravo to, pokazujući kako prejedanje preoblikuje lateralni hipotalamus i kako te promjene onda utječu na to kako se hranimo.

Kombinirajući različite ćelijske tehnike, eksperimentatori su ispitali je li ishrana bogata mastima promijenila gensku ekspresiju ćelija u lateralnom hipotalamusu. Eksperiment je osmišljen za usporedbu genske ekspresije stanica kod miševa koji su na prehrani s visokim udjelom masti s onima koji su na normalnoj prehrani. Otkrili su promijenjenu ekspresiju gena kao posljedicu pretilosti u različitim stanicama unutar lateralnog hipotalamusa. Međutim, najjače genetske promjene uzrokovane pretilošću dogodile su se u stanicama koje sadrže protein nazvan vezikularni glutamatni transporter tip-2. Općenito, ove ćelije koriste brzo djelujuću uzbudljivu kemikaliju mozga zvanu glutamat. Oni su dodatno pregledali te ćelije i otkrili da reagiraju na potrošnju šećera; međutim, veličina odgovora ovisila je o motivacijskom stanju životinja: koliko je životinja htjela hranu, utjecalo je na to koliko su ćelije reagirale na šećer.

Prethodno hranjenje miševa (nisko-motivacijsko stanje) ili uvođenje 24-satnog stanja posta (visoko-motivacijsko stanje) prije eksperimenta kontrolirali su motivaciju za hranu. Ekscitacijske stanice u lateralnom hipotalamusu životinja u niskom motivacijskom stanju (nisu gladne) doživjele su veću aktivaciju nakon konzumiranja šećera nego kod životinja koje su gladovale. Ovo pokazuje da sitost hrane utječe na kodiranje nagrade za hranu koja se javlja unutar lateralnog hipotalamusa.

Ono što je bilo najzanimljivije u kodirajućem profilu ovih ekscitacijskih ćelija je da je ishrana bogata mastima također promijenila njihovu stopu odgovora. Naime, stanice životinja na redovnoj prehrani zadržale su svoju sposobnost da otkriju potrošnju šećera, ali su stanice miševa na dijeti s visokim udjelom masti postale sve manje osjetljive na šećer; dakle, promjena u mozgu.

Ovi su nalazi novi i uzbudljivi jer pokazuju da prehrana bogata mastima mijenja kodiranje za nagradu za hranu u pojedinačnim stanicama u lateralnom hipotalamusu. Štoviše, sada vidimo da kronična prehrana bogata mastima modificira lateralni hipotalamus odvraćajući njihov neuronski odgovor i na taj način slabi endogenu "kočnicu" u ishrani. Drugim riječima, dijeta bogata mastima može promijeniti vaš mozak i potaknuti prejedanje.