Kuinka ylensyönti muuttaa aivoja

Mietitkö, muuttaakö tämän iltapäivän juustokakku kehoasi? Vaikka useimmat meistä kuvittelevat sen muuttavan vyötärölinjamme, harvat ihmettelevät, muuttaakö se myös aivoja. Mutta kyllä, ja äskettäin julkaistu tutkimus (Rossi, 2019) näyttää meille miten.

Ajatuksen siitä, että aivot vaikuttavat melkein kaikkeen mitä teemme, ei pitäisi olla yllättävää; kenelle pidämme, miltä meistä tuntuu, ja jopa siihen, mitä syömme, aivotoiminta vaikuttaa. Makaa syvällä aivojemme juuressa elää ryhmä soluja, jotka muodostavat hypotalamuksen. Hypotalamus ohjaa hallintaa useiden lajien eloonjäämiseen liittyvien käyttäytymisten suhteen; käyttäytyminen, joka, kuten usein sanon opiskelijoille, käsittää neljä hypotalamuksen säätelyä - taistelu, pakeneminen, ruokinta ja parittelu.

Kuten useimmat aivojen alueet, hypotalamus on jaettu pienempiin rakenteisiin; nämä on usein nimetty käyttäen suuntaa osoittavia sanoja. Tarkastellaan esimerkiksi lateraalista hypotalamusta. Sen nimi viittaa siihen, että se sijaitsee hypotalamuksen sivuosassa tai kaukana keskiosasta. Motivoituneesta käyttäytymisestä kiinnostuneet meistä tietävät, että aivojen vaikutuksen tutkimiseen ruokinnassa väistämättä ristiin polkuja lateraalisen hypotalamuksen kanssa. Tämä johtuu siitä, että rakenne on ratkaiseva syömisen helpottamiseksi tai lisäämiseksi. Se tekee tämän moduloimalla aineenvaihduntaa, ruoansulatusta, insuliinin eritystä ja makuaistia muutamien tekijöiden mainitsemiseksi. Sivusuunnassa oleva hypotalamus on myös hyvin konservoitunut lajeittain ja soveltuu siten ihmisen syömiskäyttäytymisen eri näkökohtien mallintamiseen. Joten kun luulet lisääntyneen syömisen, ajattele lisääntynyttä aktiivisuutta lateraalisessa hypotalamuksessa.

Tämä suhde todistettiin ensin varhaisissa ei-ihmisillä tehdyissä eläinkokeissa, jotka osoittivat, että jyrsijät, joilla oli lateraalisen hypotalamuksen vaurioita, kieltäytyivät usein syömästä ja päinvastoin, kuten voidaan olettaa, alueen stimulointi tai aktivoiminen aiheutti kyltymätöntä syömistä. Syömisen ja lateraalisen hypotalamuksen välisen yhteyden erityispiirteitä on sittemmin tutkittu laajasti, ja nämä yksityiskohdat ovat keskustelumme ulkopuolella. Voit kuitenkin olla varma, että monet erinomaiset käyttäytymishermotieteilijät ovat käyttäneet mittaamattoman määrän tunteja tiedottamaan ymmärryksestämme siitä, kuinka lateraalinen hypotalamus välittää syömistä ja ruokapalkkioita. Rossin ja hänen kollegoidensa artikkeli tekee juuri sen osoittamalla, kuinka liiallinen syöminen muuttaa lateraalista hypotalamusta ja miten nämä muutokset vaikuttavat sitten siihen, miten syömme.

Yhdistämällä erilaisia ​​solutekniikoita kokeilijat tutkivat, muuttiko rasvainen ruokavalio solujen geeniekspressiota lateraalisessa hypotalamuksessa. Koe suunniteltiin vertaamaan solujen geeniekspressiota hiirillä, jotka saivat runsaasti rasvaa, verrattuna normaaliin ruokavalioon. He löysivät muuttuneen geeniekspression liikalihavuuden seurauksena eri soluissa lateraalisen hypotalamuksen sisällä. Voimakkaimmat liikalihavuuden aiheuttamat geneettiset muutokset tapahtuivat soluissa, jotka sisältävät proteiinia nimeltä vesikulaarinen glutamaattikuljettaja tyyppi 2. Yleensä nämä solut käyttävät nopeasti vaikuttavaa aivokemikaalia, jota kutsutaan glutamaatiksi. He tutkivat näitä soluja edelleen ja havaitsivat, että ne reagoivat sokerin kulutukseen; vasteen suuruus riippui kuitenkin eläinten motivaatiotilasta: Kuinka paljon ruokaa eläin halusi, vaikutti kuinka reagoivat solut sokeriin.

Hiirien esiruokinta (matala motivaatiotila) tai 24 tunnin paasto-olosuhteen (korkea motivaatiotila) käyttöönotto ennen kokeilua hallitsi ruokamotivaatiota. Alhaisen motivaatiotilan (ei nälkäisten) eläinten lateraalisen hypotalamuksen virityssolut kokivat suuremman aktivoitumisen sokerin kulutuksen jälkeen kuin paastoavilla eläimillä. Tämä osoittaa, että ruoan kylläisyys vaikuttaa sivuhypotalamuksessa esiintyvän ruoan palkkakoodaukseen.

Näiden kiihottavien solujen koodausprofiilista mielenkiintoisinta oli, että rasvainen ruokavalio muutti myös niiden vasteprosenttia. Nimittäin säännöllisen ruokavalion eläinten solut säilyttivät kykynsä havaita sokerin kulutus, mutta rasvaista ruokavaliota käyttävien hiirten solut reagoivat vähitellen vähemmän sokeriin; siis muutos aivoissa.

Nämä havainnot ovat uusia ja jännittäviä, koska ne osoittavat, että runsasrasvainen ruokavalio muuttaa ruokapalkkion koodausta sivuhypotalamuksen yksittäisissä soluissa. Lisäksi näemme nyt, että krooninen runsasrasvainen ruokavalio modifioi lateraalista hypotalamusta estämällä niiden hermovasteen ja heikentäen siten syömisen endogeenista "jarrua". Toisin sanoen runsasrasvainen ruokavalio voi muuttaa aivosi edistämään ylensyöntiä.