Összegzés
Az éhséggel járó negatív érzelmek megnehezítik a diéta fenntartását és a fogyást. Az agy éhségérzékeny sejtjei segíthetnek megmagyarázni ezt a küzdelmet.
Fénypontok
- Janelia kutatói azt találták, hogy az éhséggel járó kellemetlen érzések az idegsejtek felelősek.
- A neuronok nem eszik egy állatot, hanem megtanítják az állatot reagálni az érzéki jelekre, amelyek jelzik az étel jelenlétét.
Ha nehezen tartja be a fogyókúrás étrendet, valószínűleg az éhségérzékeny agysejteket hibáztathatja, amelyek AGRP neuronokként ismertek - állítják a Howard Hughes Orvosi Intézet Janelia kutató campusának tudósai. Az új kísérletek szerint ezek az idegsejtek felelősek az éhség kellemetlen érzéséért, amelyek ellenállhatatlanul nassolnak.
Az éhséggel járó negatív érzelmek megnehezíthetik a diéta fenntartását és a fogyást, és ezek az idegsejtek segítenek megmagyarázni ezt a küzdelmet - mondja Scott Sternson, aki a Janelia csoportvezetője. Egy olyan környezetben, ahol az élelmiszer széles körben elérhető, a nehezen figyelmen kívül hagyható jel, amelyet ezek az idegsejtek adnak ki, zavarónak tűnhet, de evolúciós értelme van. A korai emberek vagy a vadon élő állatok számára az étel vagy víz után való üldözés azt jelentheti, hogy kockázatos környezetbe kell merészkedni, ami némi bátorítást igényelhet. "Azt gyanítjuk, hogy az, amit ezek az idegsejtek csinálnak, költséget jelent, ha a fiziológiai szükségleteket nem kezelik" - teszi hozzá.
Az AGRP neuronok nem közvetlenül eszik meg egy állatot, hanem megtanítják az állatot reagálni az étel jelenlétére utaló szenzoros jelekre. „Gyanítjuk, hogy ezek az idegsejtek egy nagyon régi motivációs rendszer, amelyet arra használnak, hogy egy állatot fiziológiai szükségleteinek kielégítésére kényszerítsenek. A takarmányozás motivációjának része az, hogy elhallgattassa ezeket az idegsejteket. ”- mondja Sternson, akinek csapata azt is megmutatta, hogy egy másik idegsejtcsoport specializálódott a szomjúsággal járó kellemetlen érzések előidézésére. Sternson és munkatársai 2015. április 27-én tették közzé eredményeiket a Nature folyóiratban.
Az éhség a test szinte minden sejtjét érinti, és különféle típusú idegsejtek foglalkoznak azzal, hogy biztosítsák az állatok táplálékát, ha kevés az energiatároló. De Sternson azt mondja, hogy mindeddig az, amit a tudósok megtudtak ezekről az idegsejtekről, nem volt teljesen összhangban valamivel, amit már ismertünk: az éhség kellemetlen.
„Volt egy jóslat, hogy vannak olyan idegsejtek, amelyek miatt rosszul érezzük magunkat, ha éhesek vagy szomjasak vagyunk. Ennek intuitív szempontból van értelme, de az összes vizsgált idegsejtnek ellentétes hatása látszott ”- mondja. Korábbi tanulmányokban a kutatók azt találták, hogy az étkezést elősegítő neuronok ezt az étellel kapcsolatos pozitív érzések fokozásával tették. Más szavakkal - nem meglepő módon - az éhség miatt az étel jobban ízlik.
Egyes tudósok gyanítani kezdték, hogy tévesek lehetnek az agyuk negatív jeleiről alkotott elképzeléseik, mint az éhség ösztönzői. De a rendszerrel kapcsolatos ismeretei hiányosak voltak. Az AGRP idegsejtek, amelyek az agynak a hipotalamusz néven ismert szabályozási zónájában találhatók, egyértelműen részt vettek a táplálkozási magatartásban: amikor a testnek nincs energia, az AGRP idegsejtek tüzelnek, és amikor az AGRP neuronok aktívak, az állatok esznek. De mindeddig senki sem vizsgálta ezen sejtek stratégiáját, hogy ilyen motivációt generáljon.
Nicholas Betley posztdoktori kutató és Zhen Fang Huang Cao végzős hallgató viselkedési kísérletek sorozatával kezdte válaszolni a kérdést. Az első szakaszban jól táplált egereknek két ízesített gélt kínáltak - az egyik epret, a másikat narancsot. Egyik gél sem tartalmazott tápanyagot, de az éhes egerek mindkét mintát vették. Ezután a tudósok az állatok agyában lévő éhségjeleket úgy manipulálták, hogy aktiválták az AGRP neuronokat, miközben elfogyasztották a két íz egyikét. A későbbi vizsgálatok során az állatok elkerülték a hamis éhségjelzéssel járó ízt.
Egy fordított kísérlet során a tudósok kikapcsolták az AGRP neuronokat, miközben az éhező állatok egy bizonyos ízt fogyasztottak. Az állatok ízlési preferenciát alakítottak ki az AGRP neuronok elnémításával kapcsolatban, ami arra utal, hogy motiválták őket a sejtek kellemetlen jelének kikapcsolására. Más kísérletek során a tudósok megállapították, hogy az egerek megtanultak olyan helyeket keresni a környezetükben, ahol az AGRP idegsejteket elhallgattatták, és elkerüljék azokat a helyeket, ahol ezek a sejtek aktívak voltak.
Ezután Shengjin Xu posztdoktori kutató egy apró mozgó mikroszkóppal nézett ki az éhező egerek agyába, és figyelte az AGRP neuronok aktivitását. Ahogy az várható volt, a sejtek addig voltak aktívak, amíg az egerek táplálékot nem találtak. Sternson szerint meglepő volt, hogy az egereknek valójában nem kell enniük az idegsejtek megnyugtatásához. Ehelyett a sejtaktivitás leáll, ha az állat élelmet lát - vagy akár egy jelet, amely megjósolja az étel jelenlétét. Aktivitása továbbra is alacsony, miközben az állat eszik.
Ennek nem lenne értelme, ha az AGRP neuronok szerepe az étel jobb íze lenne, vagy ha az lenne a szerepük, hogy közvetlenül irányítsák az étkezéshez szükséges egyedi intézkedéseket, ami két lehetőség volt, mondja Sternson. De az etetés ösztönzése érdekében ki kell kapcsolni a negatív jelet, amikor az állat ételt fogyaszt. Képalkotó kísérleteik tehát tovább támasztják alá azokat, amelyeket korábbi kísérleteikből tanultak.
A csapat ezután hasonló kísérleteket hajtott végre, amelyekben szomjúságérzékeny neuronokat manipuláltak az AGRP neuronok helyett. Ezek az idegsejtek, amelyek az agynak a subfornicalis szervként (OSF) ismert részében találhatók, hasonlóan viselkedtek: Az állatok kerülik azokat a helyeket, ahol az OSF idegsejtjei aktívak voltak, jelezve, hogy a sejtek negatív érzést keltenek. Az eredmények ismét összhangban voltak a mindennapi tapasztalatokkal: "Az éhség és a szomjúság motivációja hasonló minőségű" - mondja Sternson. - Azt akarod, hogy vessenek véget. De annak ellenére, hogy az AGRP és az OSF idegsejtjei hasonló viselkedést motiválnak, célpontjaik rendkívül specifikusak: az AGRP idegsejtek csak az állatokat eszik, az OSF idegsejtek pedig csak az italokat. Charles Zuker, a HHMI kutatójának, a Columbia Egyetem legújabb önálló munkája azt is kimutatta, hogy az OSF áramköre szabályozza a szomjat.
További kísérletekben Sternson csapata megvizsgálja a két sejtcsoport hasonlóságait és különbségeit. Ezenkívül csoportja érdekelt abban, hogy többet megtudjon arról, hogyan lehet beavatkozni az AGRP idegsejtek működésébe, ami a jövőben megkönnyítheti a felesleges kilók leadását, amikor legközelebb diétázik.