Jak přejídání mění mozek

Zajímá vás, jestli dnešní odpolední tvarohový koláč změní vaše tělo? Zatímco si většina z nás představuje, že mění náš pas, málokdo si klade otázku, zda také mění mozek. Ale ano, a nedávno zveřejněná studie (Rossi, 2019) nám ukazuje, jak na to.

Představa, že mozek ovlivňuje téměř vše, co děláme, by neměla být překvapující; koho máme rádi, jak se cítíme a dokonce i to, co jíme, je ovlivněno mozkovou aktivitou. Hluboko v základně našeho mozku žije skupina buněk, které tvoří hypotalamus. Hypotalamus organizuje kontrolu nad několika chováním souvisejícími s přežitím druhu; chování, které, jak často říkám svým studentům, zahrnuje čtyři F hypotalamické regulace - boj, útěk, krmení a páření.

Stejně jako většina oblastí mozku je hypotalamus rozdělen na menší struktury; tito jsou často jmenováni pomocí slov, která ukazují na směrovost. Vezměme si například laterální hypotalamus. Jeho název naznačuje, že se nachází v boční části hypotalamu nebo daleko od středu. Ti z nás, kteří se zajímají o motivované chování, vědí, že při studiu vlivu mozku na krmení se nevyhnutelně setkáte s laterálním hypotalamem. Je to proto, že struktura je zásadní pro usnadnění nebo zvýšení stravování. Dělá to tím, že moduluje metabolismus, trávení, sekreci inzulínu a chuťové vjemy, abychom jmenovali alespoň několik faktorů. Laterální hypotalamus je také velmi konzervovaný napříč druhy, a je tedy vhodný pro modelování různých aspektů lidského stravovacího chování. Takže když si myslíte, že zvýšené stravování, přemýšlejte o zvýšené aktivitě v laterálním hypotalamu.

Tento vztah byl poprvé doložen v raných studiích na zvířatech jiných než lidí, které ukázaly, že hlodavci s poškozením laterálního hypotalamu často odmítali jíst a naopak, jak by se dalo očekávat, stimulace nebo aktivace této oblasti vyvolala nenasytné stravování. Názory spojení mezi jídlem a postranním hypotalamem byly od té doby důkladně studovány a tyto podrobnosti přesahují rámec naší diskuse. Ujišťujeme vás však, že mnoho vynikajících neurovědců v oblasti chování věnovalo nesmírné množství hodin informování našich znalostí o tom, jak laterální hypotalamus zprostředkovává stravování a odměnu za jídlo. Článek Rossiho a kolegů dělá právě to tím, že ukazuje, jak přejídání přetváří laterální hypotalamus a jak tyto změny ovlivňují to, jak jíme.

Kombinací různých buněčných technik experimentátoři zkoumali, zda strava s vysokým obsahem tuku změnila genovou expresi buněk v laterálním hypotalamu. Experiment byl navržen pro srovnání genové exprese buněk u myší, které dostaly stravu s vysokým obsahem tuku, oproti těm, které dostaly normální stravu. Objevili pozměněnou genovou expresi v důsledku obezity v různých buňkách v laterálním hypotalamu. Nejsilnější genetické změny vyvolané obezitou se však vyskytly v buňkách obsahujících protein nazývaný vezikulární glutamátový transportér typu-2. Obecně tyto buňky používají rychle působící excitační chemickou látku zvanou glutamát. Zkoumali tyto buňky dále a zjistili, že reagují na spotřebu cukru; velikost odpovědi však závisela na motivačním stavu zvířat: Kolik potravy zvíře chtělo, ovlivnilo to, jak reagují buňky na cukr.

Předkrmování myší (nízko motivační stav) nebo zavedení 24hodinového hladovění (vysoce motivační stav) před experimentem kontrolovalo motivaci k jídlu. Excitační buňky v laterálním hypotalamu u zvířat s nízkým motivačním stavem (nemají hlad) po aktivaci cukru zaznamenaly větší aktivaci než u zvířat nalačno. To ukazuje, že sytost jídla ovlivňuje odměnu kódující jídlo vyskytující se v laterálním hypotalamu.

Na kódovacím profilu těchto excitačních buněk bylo nejzajímavější to, že strava s vysokým obsahem tuku také změnila jejich míru odezvy. Konkrétně si buňky zvířat na pravidelné stravě udržovaly svoji schopnost detekovat spotřebu cukru, ale buňky u myší na stravě s vysokým obsahem tuku postupně méně reagovaly na cukr; tedy změna v mozku.

Tato zjištění jsou nová a vzrušující, protože ukazují, že strava s vysokým obsahem tuku mění kódování potravinové odměny v jednotlivých buňkách laterálního hypotalamu. Navíc nyní vidíme, že chronická strava s vysokým obsahem tuků modifikuje laterální hypotalamus tím, že odstraňuje jejich nervovou reakci, a tím oslabuje endogenní „brzdu“ při jídle. Jinými slovy, strava s vysokým obsahem tuku může změnit váš mozek, aby podporoval přejídání.