Ako prejedanie mení mozog

Zaujíma vás, či dnešný popoludňajší tvarohový koláč zmení vaše telo? Aj keď si väčšina z nás predstavuje, že mení náš pás, len málokto sa pýta, či sa tým mení aj mozog. Ale je to tak a nedávna publikovaná štúdia (Rossi, 2019) nám ukazuje, ako na to.

Myšlienka, že mozog ovplyvňuje takmer všetko, čo robíme, by nemala byť prekvapujúca; koho máme radi, ako sa cítime a dokonca aj to, čo jeme, ovplyvňuje mozgová aktivita. Hlboko v spodnej časti nášho mozgu žije skupina buniek, ktoré tvoria hypotalamus. Hypotalamus riadi kontrolu nad niekoľkými správaním súvisiacimi s prežitím druhu; správanie, ktoré, ako často hovorím svojim študentom, obsahuje štyri F hypotalamovej regulácie - boj, útek, kŕmenie a párenie.

Rovnako ako väčšina oblastí mozgu je hypotalamus rozdelený do menších štruktúr; tieto názvy sa často nazývajú slovami, ktoré poukazujú na smernosť. Zvážte napríklad bočný hypotalamus. Jeho názov naznačuje, že sa nachádza v bočnej časti hypotalamu alebo ďaleko od stredu. Tí z nás, ktorí sa zaujímajú o motivované správanie, vedia, že pri štúdiu vplyvu mozgu na kŕmenie sa nevyhnutne stretnete s laterálnym hypotalamom. Je to preto, lebo štruktúra je rozhodujúca pre uľahčenie alebo zvýšenie stravovania. Robí to moduláciou metabolizmu, trávenia, sekrécie inzulínu a vnímania chutí, aby som vymenoval niekoľko faktorov. Bočný hypotalamus je tiež vysoko konzervovaný naprieč druhmi, a preto je vhodný na modelovanie rôznych aspektov ľudského stravovacieho správania. Takže keď si myslíte, že máte zvýšené stravovacie návyky, myslite na zvýšenú aktivitu v bočnom hypotalame.

Prvýkrát sa o tomto vzťahu preukázali rané štúdie na zvieratách, ktoré nepochádzali z človeka a ktoré preukázali, že hlodavce s poškodením laterálneho hypotalamu často odmietali jesť a naopak, ako by sa dalo čakať, stimulácia alebo aktivácia tejto oblasti vyvolala nenásytné stravovanie. Fantázie spojenia medzi jedením a laterálnym hypotalamom boli odvtedy rozsiahle študované a tieto podrobnosti presahujú rámec našej diskusie. Uisťujeme vás však, že mnoho vynikajúcich neurovedcov v oblasti správania venovalo nesmierne veľa hodín informovaniu našich vedomostí o tom, ako laterálny hypotalamus sprostredkováva stravu a odmenu za jedlo. Článok Rossiho a jeho kolegov to robí práve tým, že ukazuje, ako prejedanie remodeluje bočný hypotalamus a aký vplyv majú potom tieto zmeny na to, ako sa stravujeme.

Kombináciou rôznych bunkových techník experimentátori skúmali, či strava s vysokým obsahom tukov zmenila génovú expresiu buniek v laterálnom hypotalame. Experiment bol navrhnutý na porovnanie génovej expresie buniek u myší, ktoré dostávali stravu s vysokým obsahom tukov, v porovnaní s tými, ktoré dostávali normálnu stravu. Objavili zmenenú génovú expresiu v dôsledku obezity v rôznych bunkách v laterálnom hypotalame. Najsilnejšie genetické zmeny spôsobené obezitou však nastali v bunkách obsahujúcich proteín nazývaný vezikulárny glutamátový transportér typu-2. Spravidla tieto bunky používajú rýchlo pôsobiacu excitačnú mozgovú chemikáliu nazývanú glutamát. Tieto bunky ďalej skúmali a zistili, že reagujú na konzumáciu cukru; veľkosť odpovede však závisela od motivačného stavu zvierat: Koľko potravy zviera chcelo, malo vplyv na to, ako reagovali bunky na cukor.

Predkrmovanie myší (nízko-motivačný stav) alebo zavedenie 24-hodinového pôstneho stavu (vysoko-motivačný stav) pred experimentom kontrolovalo motiváciu pre potravu. Excitačné bunky v laterálnom hypotalame zvierat s nízkym motivačným stavom (nie hladným) po podaní cukru zaznamenali väčšiu aktiváciu ako u zvierat nalačno. To ukazuje, že sýtosť potravy ovplyvňuje odmenu kódujúcu jedlo, ku ktorej dochádza v laterálnom hypotalame.

Najzaujímavejšie na profile kódovania týchto excitačných buniek bolo to, že strava s vysokým obsahom tukov tiež zmenila ich mieru odpovede. Konkrétne si bunky zvierat na pravidelnej strave udržiavali svoju schopnosť detekovať spotrebu cukru, ale bunky u myší na strave s vysokým obsahom tukov postupne menej reagovali na cukor; teda zmena v mozgu.

Tieto objavy sú nové a vzrušujúce, pretože ukazujú, že strava s vysokým obsahom tukov mení kódovanie potravinovej odmeny v jednotlivých bunkách laterálneho hypotalamu. Navyše teraz vidíme, že chronická strava s vysokým obsahom tukov upravuje bočný hypotalamus tým, že odrádza ich nervovú odpoveď, a tým oslabuje endogénnu „brzdu“ stravovania. Inými slovami, strava s vysokým obsahom tukov môže zmeniť váš mozog na podporu prejedania sa.