Mózg, a nie brak woli, może być przyczyną otyłości: Study

Nick Tate

June 6, 2022 - "Chcesz do tego frytki?"

To, jak odpowiesz na to pytanie, może mieć mniej wspólnego z siłą woli niż mogłoby się wydawać.

Naukowcy z Virginia Tech zagłębiają się w chemię mózgu, która napędza zachcianki na niezdrowe, tłuste jedzenie. Ich cel: dowiedzieć się, czy stale powiększająca się talia narodu ma tyle wspólnego z tym, co mamy w głowach, ile wkładamy do naszych brzuchów.

Uzbrojeni w nowy grant w wysokości 2 milionów dolarów od National Institutes of Health, naukowcy rozpoczęli nowe badania mające na celu zrozumienie obwodów mózgowych, które mogą być kluczowym czynnikiem napędzającym kryzys otyłości w kraju. W szczególności, naukowcy przyglądają się okablowaniu w naszych mózgach, które sprawia, że jemy zbyt wiele wysokotłuszczowych pokarmów po okresie ich unikania.

Główna badaczka Sora Shin, PhD, mówi, że ma nadzieję, iż praca wyjaśni kluczowy powód, dla którego tak wielu dietetyków ponosi porażkę. Odkrycia mogą wyjaśnić, dlaczego wycinanie ulubionych smakołyków z diety może w rzeczywistości sprawić, że będziesz łaknąć ich jeszcze bardziej - i wskazać drogę do potencjalnych nowych podejść do walki z przejadaniem się.

"Nadmierne spożycie smacznych produktów, takich jak ciastka, chipsy czy lody, jest poważnym problemem zdrowia publicznego prowadzącym do otyłości" - mówi Shin, adiunkt w Fralin Biomedical Research Institute w Virginia Tech. "Chociaż liczne strategie kontroli apetytu są opracowywane w celu leczenia otyłości, większość osób, które osiągnęły udaną dietę, wykazuje wysokie wskaźniki nawrotu do nadmiernej konsumpcji HFD [dieta wysokotłuszczowa]".

"Zrozumienie mechanizmów obwodu neuronalnego [mózgu] prowadzących do nadkonsumpcji HFD po abstynencji jest prawdopodobnie kluczową kwestią w opracowywaniu strategii terapeutycznych dla długoterminowego leczenia otyłości" - mówi.

Shin i jej koledzy mają nadzieję wykorzystać dekady badań - w tym jej własne badania z udziałem myszy - pokazujące, że pewne hormony, takie jak leptyna, mają głęboki wpływ na apetyt i przejadanie się. Badania Virginia Tech skupią się na "obwodzie odpowiedzi leptyny" w mózgu "w nadziei na przyspieszenie rozwoju nowych strategii terapeutycznych w leczeniu zaburzeń odżywiania i otyłości", mówi.

W dłuższej perspektywie, eksperci twierdzą, że badania Shin może prowadzić do leków zmieniających grę, aby pomóc w walce z kryzysem otyłości. Ale w krótkim okresie, specjaliści zdrowia mówią, że praca może prawdopodobnie kreska pomysł, że otyli ludzie są wyłącznie winni za ich problemy z wagą.

"Myślę, że badania takie jak to są konieczne, ponieważ [kiedy] widzimy osobę otyłą, po prostu prawdopodobnie obwiniamy ją za to, że nie podjęła wystarczających działań w celu zwalczania otyłości", zauważa Dipali Sharma, PhD, profesor onkologii w Johns Hopkins University School of Medicine i ekspert w dziedzinie otyłości i raka.

"Ale widzieliśmy w naszych własnych próbach, że niektórzy ludzie rzeczywiście mają skłonność do przybierania na wadze [nawet], gdy śledzą rutyny ćwiczeń i reżimów żywnościowych, które są zalecane dla wszystkich. Powinniśmy więc docenić fakty - że to nie jest tylko siła woli i zaprzestać gry w obwinianie - a potem klinicznie możemy przyjrzeć się innym podejściom."

Leptyna: klucz do otyłości?

Według Światowej Organizacji Zdrowia, ponad miliard ludzi na świecie jest otyłych, co zwiększa ryzyko chorób serca, udaru, cukrzycy, niektórych nowotworów i innych wiodących przyczyn śmierci, którym można zapobiec.

W samych Stanach Zjednoczonych, według CDC, ponad cztery na dziesięć osób dorosłych jest klinicznie otyłych. A liczba ta rośnie - według szacunków agencji w ciągu ostatnich dwóch dekad wzrosła o 30,5%.

Główny winowajca? Dostęp do tak wielu tanich, wysokokalorycznych i bogatych w tłuszcz smakołyków, których nasze mózgi są przystosowane do pożądania - twierdzą eksperci. Ale inny kluczowy czynnik jest przedmiotem wielu badań naukowych: leptyna, "hormon głodu".

Leptyna jest jednym z kilku hormonów wytwarzanych przez komórki tłuszczowe, które mogą zmniejszyć Twój apetyt, sygnalizując Twojemu mózgowi, że jesteś "pełny" po jedzeniu i że Twoje ciało ma wystarczające zapasy energii (takie jak tkanka tłuszczowa). Niektóre z nich są również wytwarzane przez żołądek podczas jedzenia; krążą we krwi i docierają do mózgu.

Leptyna pomaga utrzymać zdrową wagę ciała przez długi czas poprzez interakcję z pniem mózgu i podwzgórzem, regionem mózgu odpowiedzialnym za procesy samoregulacji, takie jak temperatura ciała, pragnienie i głód.

Leptyna wpływa również na metabolizm, regulację układu hormonalnego, układ odpornościowy i rozwój nowotworów, zauważa Sharma.

Ogólnie rzecz biorąc, poziom hormonu we krwi jest niższy u osób szczupłych i wyższy tych, którzy mają nadwagę lub otyłość, pokazują badania. Ale poziomy leptyny mogą się różnić w zależności od wielu rzeczy, w tym kiedy ostatnio jadłeś i twoje wzorce snu.

Leptyna ma bardziej dogłębny wpływ, gdy tracisz na wadze. Gdy tracisz tkankę tłuszczową, poziom leptyny spada, co sygnalizuje Twojemu mózgowi, że jesteś głodna. To stymuluje intensywny głód i apetyt i może prowadzić do przejadania się.

Unikanie pokarmów o wysokiej zawartości tłuszczu może pomóc złagodzić apetyt i pragnienia poprzez wpływ na poziom leptyny. Ale jedzenie tłustych pokarmów może zwiększyć spożycie kalorii, przyrost masy ciała i magazynowanie tłuszczu - wszystkie te czynniki przyczyniają się do otyłości.

Co więcej, wiele osób otyłych nie reaguje dobrze na sygnały leptyny hamujące apetyt, mimo że mają jej wyższy poziom - wyjaśnia Sharma. Niektóre badania pokazują, że otyłość może prowadzić do pewnego rodzaju odporności na hamujące apetyt działanie leptyny, co sprawia, że osobom z otyłością trudniej jest oprzeć się zachciankom na tłuste potrawy.

Jeśli masz leptynooporność, twój mózg nie reaguje na leptynę tak dobrze, jak powinien, więc nie masz uczucia sytości i jesz więcej, mimo że twoje ciało ma wystarczająco dużo zmagazynowanego tłuszczu. Oporność na leptynę powoduje również, że Twój organizm wchodzi w tryb głodu, więc Twój mózg obniża poziom energii i sprawia, że zużywasz mniej kalorii, aby zachować rezerwy tłuszczu.

Od lat naukowcy pracują nad opracowaniem terapii, które mogą kontrolować hormony głodu, takie jak leptyna, w celu zwalczania otyłości i leptynooporności. Wczesne wyniki tych badań były obiecujące:

• Naukowcy z Mayo Clinic odkryli, że wstrzykiwanie myszom hormonu blokującego głód zatrzymało typowy przyrost wagi po diecie i pomogło zapobiec otyłości z odbicia. "Uważamy, że to podejście - połączone ograniczenie kalorii i hormonu ─ może być bardzo skuteczną strategią długoterminowej kontroli wagi" - mówi W. Stephen Brimijoin, PhD, farmakolog z Mayo Clinic i współautor badania, opublikowanego w Proceedings of the National Academy of Sciences. "Biorąc pod uwagę rosnący kryzys otyłości na całym świecie, ciężko pracujemy nad zatwierdzeniem naszych ustaleń dla interwencji medycznej".

• Heike Muenzberg-Gruening, PhD, dyrektor Centralnego Laboratorium Sygnalizacji Leptyny w Pennington Biomedical Research Center w Luizjanie, właśnie rozpoczęła jedno z siedmiu nowych badań wspieranych przez National Institutes of Health, aby dowiedzieć się, jak mózg i tkanka tłuszczowa "komunikują się", aby kontrolować uwalnianie leptyny i innych hormonów. "Tkanka tłuszczowa odgrywa ważną rolę w naszym zdrowiu" - zauważa, mówiąc, że badania mogą doprowadzić do nowych terapii. "Magazynuje i rozkłada tłuszcz, ale także wydziela hormony takie jak leptyna, które wpływają na wydatek energetyczny, spożycie pokarmu i poziom cukru we krwi".

• A naukowcy z Baylor College of Medicine odkryli, że leptyna może być tylko jedną z części połączenia jelit z mózgiem, które prowadzi do otyłości. W badaniu opublikowanym w Journal of Clinical Investigation, naukowcy odkryli, że diety wysokotłuszczowe zwiększają produkcję hormonu jelitowego (znanego jako GIP), który blokuje działanie leptyny - być może wyjaśniając oporność na leptynę. "Odkryliśmy nowy element złożonej układanki tego, jak organizm zarządza równowagą energetyczną i wpływa na wagę" - mówi współautor badania Makoto Fukuda, PhD, adiunkt w Baylor. "Nie wiedzieliśmy, jak dieta wysokotłuszczowa lub przejadanie się prowadzi do oporności na leptynę. Moi koledzy i ja zaczęliśmy szukać tego, co powoduje oporność na leptynę w mózgu, gdy jemy tłuste pokarmy, [i] odkryliśmy związek między hormonem jelitowym GIP a leptyną."

Odkodowanie połączenia jelit z mózgiem

Naukowcy, którzy badają leptynę od czasu jej odkrycia w 1994 roku, nie są do końca pewni, jak i dlaczego ta złożona interakcja tłuszczu, hormonów i obwodów mózgowych prowadzi do otyłości.

"Kiedy odkryto leptynę, wszyscy myśleli, że znaleźliśmy magiczną kulę na otyłość" - mówi Sharma. "Ale to jest bardziej skomplikowane niż to. Teraz wiemy, że to nie jest takie proste, że leptyna działa sama - tak nie jest. Leptyna rzeczywiście indukuje wiele obwodów w naszych komórkach i w wielu ścieżkach, które wyzwalają wiele reakcji ... nie tylko w mózgu, ale także w różnego rodzaju komórkach, w tym komórkach nowotworowych."

To właśnie tam Shin i jej zespół badaczy wkraczają - aby zrozumieć złożone, ale nieuchwytne obwody jelitowo-mózgowe, na które wpływa leptyna.

Zespół z Virginia Tech zajmuje się tą luką w wiedzy naukowej, aby zidentyfikować ścieżki mózgowe odpowiedzialne za nawrót diety wysokotłuszczowej.

W badaniach laboratoryjnych, Shin i jej koledzy odkryli, że myszy narażone na dietę wysokotłuszczową miały tendencję do wybierania wysokotłuszczowych pokarmów, gdy dano im wybór w stosunku do ich normalnej diety. Ale odkryli również, że gryzonie jadły zbyt dużo po okresie braku tłustych pokarmów.

I nie tylko myszy mają tendencję do tego, mówi. Każdy, kto kiedykolwiek był na diecie, która ogranicza tłuszcz wie, że możesz stracić na wadze na początku, ale czuć potężne pragnienia dla takich pokarmów. W końcu większość osób stosujących dietę wraca do swoich dawnych, wysokotłuszczowych nawyków żywieniowych, tak jak myszy Shina, i objada się.

Co napędza ten wzór, mówi, ma mniej wspólnego z siłą woli niż z odpowiedzią mózgu na leptynę.

"Nasze badanie jest znaczące, ponieważ po raz pierwszy będziemy mieli ważne ramy dla wyjaśnienia, jak obwód mózgu reagujący na leptynę odpowiada na ekspozycję na wysokotłuszczowe jedzenie i jak ta interakcja zwiększa ryzyko emocjonalnego objadania się po okresie abstynencji", mówi Shin, adiunkt w Departamencie Żywienia Człowieka, Żywności i Ćwiczeń w College of Agriculture and Life Sciences w Virginia Tech.

Jej badanie jest pierwszym tego typu, które dokładniej przygląda się różnym regionom mózgu, które uważane są za odgrywające centralną rolę w regulacji przyjmowania pokarmów i wagi ciała, rozwijając to, co wiadomo o hormonach związanych z otyłością.

"To powinno prowadzić do koncepcyjnego postępu w tym, jak myślimy o centralnym działaniu leptyny i jej wrażliwości z poziomu komórkowego, jednego miejsca w mózgu, do bardziej holistycznego, rozproszonego poziomu sieci", mówi. "Z praktycznego punktu widzenia możemy również oczekiwać, że pomyślne zakończenie tego badania dostarczy ważnych spostrzeżeń dla opracowania precyzyjnych celów opartych na obwodach mózgowych, które będą kierować pracami translacyjnymi w celu stworzenia nowych terapeutyków obwodowych w leczeniu patologicznych nawyków jedzenia w porywach lub nawrotów otyłości".

Duży obraz: Shin twierdzi, że dowody wskazują, że otyłość jest, przynajmniej częściowo, wynikiem "problemu dysfunkcji obwodu mózgowego na poziomie molekularnym i neuronalnym, a nie [indywidualnego] problemu z siłą woli."

Więc, co jest praktycznym przesłaniem wyłaniającym się z nauki na temat leptyny, hormonów otyłości i przyrostu masy ciała?

Podczas gdy przyszłe terapie mogą pomóc w zwalczaniu wysokiego poziomu leptyny lub oporności na nią, Sharma i inni eksperci twierdzą, że najlepszą rzeczą, jaką możesz zrobić dzisiaj, jest stosowanie się do wypróbowanych i prawdziwych rad dotyczących utrzymania zdrowej wagi ciała.

• Jedz bogate w składniki odżywcze, zbilansowane posiłki i ograniczaj wysokotłuszczowe pokarmy i przekąski.

• Regularnie ćwicz - przez większość dni w tygodniu poświęć około 30 minut.

• Kontroluj poziom stresu i staraj się spać co najmniej 7 godzin każdej nocy. (Złe nawyki dotyczące snu i wysoki poziom stresu są powiązane z przyrostem wagi).

Jest jeszcze jeden duży wniosek z wyłaniającej się nauki na temat leptyny i otyłości, mówi Sharma.

"Myślę, że zdecydowanie, ten rodzaj badań będzie rzeczywiście odkryć wiele nowych obwodów, więc może w przyszłości, możemy mieć kilka nowych narzędzi, aby pomóc tym ludziom", mówi. "Ale od początku przynajmniej, te badania doprowadzą do większego zrozumienia, w sensie, dlaczego ludzie spadają z ich planów diety, ponieważ jest to bardzo duży problem, i jak nie powinniśmy być po prostu winić ich za brak siły woli".