Как переедание меняет мозг

Вам интересно, изменит ли сегодня чизкейк ваше тело? Хотя большинство из нас воображают, что это меняет нашу талию, мало кто задается вопросом, меняет ли это также и мозг. Но это так, и недавно опубликованное исследование (Росси, 2019) показывает нам, как это сделать.

Идея о том, что мозг влияет почти на все, что мы делаем, не должна вызывать удивления; на кого мы любим, как мы себя чувствуем и даже на то, что мы едим, зависит от активности мозга. Глубоко в основании нашего мозга находится группа клеток, из которых состоит гипоталамус. Гипоталамус управляет несколькими типами поведения, связанными с выживанием вида; поведение, которое, как я часто говорю своим студентам, включает четыре компонента гипоталамической регуляции - драку, бегство, кормление и совокупление.

Как и большинство областей мозга, гипоталамус разделен на более мелкие структуры; они часто называются с использованием слов, указывающих на направление. Рассмотрим, например, боковой гипоталамус. Его название подразумевает, что он расположен в боковой части гипоталамуса или далеко от середины. Те из нас, кто интересуется мотивированным поведением, знают, что при изучении влияния мозга на питание вы неизбежно пересечетесь с боковым гипоталамусом. Это потому, что структура имеет решающее значение для облегчения или увеличения количества еды. Он делает это, регулируя метаболизм, пищеварение, секрецию инсулина и вкусовые ощущения, и это лишь некоторые факторы. Латеральный гипоталамус также является высоко консервативным у разных видов и поэтому подходит для моделирования различных аспектов пищевого поведения человека. Поэтому, когда вы думаете об увеличении количества еды, думайте об увеличении активности бокового гипоталамуса.

Эта взаимосвязь была впервые подтверждена в ранних исследованиях на животных, не относящихся к человеку, которые показали, что грызуны с повреждением латерального гипоталамуса часто отказывались от еды и, наоборот, как и следовало ожидать, стимуляция или активация этой области вызывала ненасытное питание. С тех пор особенности связи между приемом пищи и боковым гипоталамусом были тщательно изучены, и эти детали выходят за рамки нашего обсуждения. Однако будьте уверены, что многие выдающиеся поведенческие нейробиологи посвятили неизмеримое количество часов информированию нашего понимания о том, как латеральный гипоталамус опосредует прием пищи и пищевое вознаграждение. Статья Росси и его коллег делает именно это, показывая, как переедание модифицирует латеральный гипоталамус и как эти изменения затем влияют на то, как мы едим.

Комбинируя различные клеточные методы, экспериментаторы исследовали, влияет ли диета с высоким содержанием жиров на экспрессию генов клеток в латеральном гипоталамусе. Эксперимент был разработан для сравнения экспрессии генов клеток у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, и мышей, получавших нормальную диету. Они обнаружили измененную экспрессию генов в результате ожирения в различных клетках бокового гипоталамуса. Однако наиболее сильные генетические изменения, вызванные ожирением, произошли в клетках, содержащих белок, называемый везикулярным переносчиком глутамата типа 2. Как правило, эти клетки используют быстродействующее возбуждающее химическое вещество мозга, называемое глутаматом. Они исследовали эти клетки дальше и обнаружили, что они реагируют на потребление сахара; однако величина ответа зависела от мотивационного состояния животных: количество пищи, которое животное хотело, влияло на то, насколько клетки реагировали на сахар.

Предварительное кормление мышей (низкомотивационное состояние) или введение 24-часового голодания (высокомотивационное состояние) перед экспериментом контролировали мотивацию к пище. Возбуждающие клетки в боковом гипоталамусе животных в низком мотивационном состоянии (не голодных) после потребления сахара активировались сильнее, чем у животных, которые голодали. Это показывает, что сытость пищи влияет на кодирование вознаграждения за пищу, происходящую в латеральном гипоталамусе.

Что было наиболее интересно в профиле кодирования этих возбуждающих клеток, так это то, что диета с высоким содержанием жиров также изменяла скорость их ответа. А именно, клетки животных на регулярной диете сохранили свою способность определять потребление сахара, но клетки мышей на диете с высоким содержанием жиров постепенно становились менее чувствительными к сахару; Итак, изменение в мозгу.

Эти открытия являются новыми и захватывающими, поскольку они показывают, что диета с высоким содержанием жиров изменяет кодирование пищевого вознаграждения в отдельных клетках бокового гипоталамуса. Более того, теперь мы видим, что хроническая диета с высоким содержанием жиров изменяет латеральный гипоталамус, сдерживая их нервную реакцию и, таким образом, ослабляя эндогенный «тормоз» при приеме пищи. Другими словами, диета с высоким содержанием жиров может изменить ваш мозг и способствовать перееданию.