Резюме
Негативні емоції, пов’язані з голодом, можуть ускладнити дотримання дієти та схуднення. Чутливі до голоду клітини мозку можуть допомогти пояснити цю боротьбу.
Основні моменти
- Дослідники з Дженелії виявили, що набір нейронів відповідає за неприємні відчуття, пов'язані з голодом.
- Нейрони не змушують тварину їсти, а навпаки, навчають тварину реагувати на сенсорні сигнали, що вказують на наявність їжі.
Якщо вам важко дотримуватися дієти для схуднення, ви, мабуть, можете звинуватити чутливі до голоду клітини головного мозку, які відомі як нейрони AGRP, стверджують вчені з дослідницького містечка Дженелія з Медичного інституту Говарда Хьюза. Згідно з новими експериментами, ці нейрони відповідають за неприємні почуття голоду, які викликають нестримну закуску.
Негативні емоції, пов’язані з голодом, можуть ускладнити дотримання дієти та схуднення, і ці нейрони допомагають пояснити цю боротьбу, говорить Скотт Стернсон, керівник групи в Джанелії. У середовищі, де їжа є широко доступною, важко ігнорувати сигнал, який видають ці нейрони, може здатися неприємністю, але це має еволюційний сенс. Для ранніх людей чи тварин у дикій природі погоня за їжею чи водою може означати ризик навчитися ризикованого середовища, що може зайняти трохи підбадьорення. "Ми підозрюємо, що те, що роблять ці нейрони, накладає витрати, коли фізіологічні потреби не вирішуються", - додає він.
Нейрони AGRP безпосередньо не змушують тварину їсти, а навчають тварину реагувати на сенсорні сигнали, що вказують на наявність їжі. «Ми підозрюємо, що ці нейрони - це дуже стара мотиваційна система, яка використовується, щоб змусити тварину задовольнити її фізіологічні потреби. Частиною мотивації пошуку їжі є замовчування цих нейронів », - говорить Стернсон, команда якого також показала, що інший набір нейронів спеціалізується на генеруванні неприємних відчуттів, пов’язаних із спрагою. Стернсон та його колеги опублікували свої висновки в журналі Nature 27 квітня 2015 року.
Голод вражає майже кожну клітину тіла, а різні типи нейронів спрямовані на те, щоб тварина їла, коли запасів енергії мало. Але Стернсон каже, що до цього часу те, що вчені дізналися про ці нейрони, не цілком відповідало тому, що ми вже знали: голод неприємний.
“Було передбачення, що існують нейрони, від яких нам стає погано, коли ми голодні або спраглі. Це має сенс з інтуїтивної точки зору, але всі нейрони, які досліджували, здавалося, мали протилежний ефект », - говорить він. У попередніх дослідженнях дослідники виявили, що нейрони, які сприяють харчуванню, робили це, збільшуючи позитивні почуття, пов'язані з їжею. Іншими словами - як не дивно - голод покращує смак їжі.
Деякі вчені почали підозрювати, що їхні уявлення про негативний сигнал у мозку як мотиватор голоду можуть бути помилковими. Але його знання про систему були неповними. Нейрони AGRP, які знаходяться в регуляторній зоні мозку, відомій як гіпоталамус, чітко брали участь у поведінці харчування: коли організму не вистачає енергії, нейрони AGRP спрацьовують, а коли нейрони AGRP активні, тварини їдять. Але дотепер ніхто не досліджував стратегію цих клітин для створення такої мотивації.
Докторський дослідник Ніколас Бетлі та аспірант Чжен Фанг Хуанг Цао почали відповідати на запитання серією поведінкових експериментів. На першому етапі вони пропонували ситим мишам два ароматизованих гелі - один полуничний, а другий апельсиновий. Жоден гель не містив поживних речовин, але голодні миші взяли обидва зразки. Потім вчені маніпулювали сигналами голоду в мозку тварин, активуючи нейрони AGRP, споживаючи один із двох ароматизаторів. У подальших тестах тварини уникали смаку, пов'язаного з помилковим сигналом голоду.
У зворотному експерименті вчені вимкнули нейрони AGRP, коли голодні тварини споживали певний аромат. Тварини розвивали смакові переваги, пов’язані із замовчуванням нейронів AGRP, припускаючи, що вони були мотивовані вимкнути неприємний сигнал клітин. В ході інших експериментів вчені виявили, що миші також навчилися шукати місця в своєму середовищі, де нейрони AGRP були замовчені, і уникати місць, де ці клітини були активними.
Потім докторський дослідник Шеньцзінь Сю за допомогою крихітного мобільного мікроскопа заглянув у мозок голодуючих мишей та відстежував активність нейронів AGRP. Як і слід було очікувати, клітини були активними, поки миші не знайшли їжу. Стернсон каже, що було дивно, що мишам насправді не потрібно їсти, щоб заспокоїти нейрони. Натомість активність клітин припиняється, коли тварина бачить їжу - або навіть сигнал, який передбачає наявність їжі. І його активність залишається низькою, поки тварина їсть.
Це не мало б сенсу, якби роль нейронів AGRP полягала в покращенні смаку їжі або якщо їх роль полягала в безпосередньому контролі над окремими діями, необхідними для їжі, що було дві можливості, говорить Стернсон. Але для заохочення годування негативний сигнал потрібно було б вимкнути, коли тварина споживає їжу. Тож їхні експерименти з обробкою зображень надалі підтверджують те, що вони дізналися з попередніх експериментів.
Потім команда провела подібні експерименти, в яких вони маніпулювали чутливими до спраги нейронами замість нейронів AGRP. Ті нейрони, знайдені в частині мозку, відомій як субфорнічний орган (OSF), поводилися подібним чином: тварини уникали місць, де нейрони OSF були активними, вказуючи на те, що клітини створюють негативне почуття. Знову ж таки, результати відповідали повсякденному досвіду: "Існує однакова якість мотивації як для голоду, так і для спраги", - говорить Стернсон. "Ви хочете, щоб вони закінчилися". Але, незважаючи на те, що нейрони AGRP та OSF мотивують подібну поведінку, їх цілі дуже специфічні: нейрони AGRP лише змушують тварин їсти, а нейрони OSF лише змушують тварин пити. Недавня робота, проведена самостійно дослідником HHMI Чарльзом Цукером з Колумбійського університету, також показала, що ланцюг в OSF регулює спрагу.
У додаткових експериментах команда Стернсона дослідить подібність та відмінності між двома групами клітин. Крім того, ваша група зацікавлена дізнатись більше про те, як втручатися у функції нейронів AGRP, що в майбутньому може полегшити скидання зайвих кілограмів під час наступної дієти.