Bagaimana Makan berlebihan Mengubah Otak

Adakah anda tertanya-tanya apakah cheesecake petang ini akan mengubah badan anda? Walaupun kebanyakan kita membayangkan mengubah garis pinggang kita, ada yang bertanya-tanya adakah ia juga mengubah otak. Namun begitu, dan kajian yang baru diterbitkan (Rossi, 2019) menunjukkan kepada kita bagaimana.

Idea bahawa otak mempengaruhi hampir semua yang kita lakukan tidak boleh mengejutkan; siapa yang kita suka, bagaimana perasaan kita, malah apa yang kita makan dipengaruhi oleh aktiviti otak. Terletak jauh di dasar otak kita tinggal sekumpulan sel yang terdiri dari hipotalamus. Hipotalamus orkestrat mengawal beberapa tingkah laku yang berkaitan dengan kelangsungan hidup spesies; tingkah laku yang, seperti yang sering saya katakan kepada pelajar saya, merangkumi empat peraturan hipotalamus - bertengkar, melarikan diri, makan, dan kawin.

Seperti kebanyakan kawasan otak, hipotalamus terbahagi kepada struktur yang lebih kecil; ini sering dinamakan dengan menggunakan kata-kata yang menunjukkan arah. Pertimbangkan, misalnya, hipotalamus lateral. Namanya menunjukkan bahawa ia berada di bahagian lateral hipotalamus, atau jauh dari tengah. Mereka yang berminat dengan tingkah laku bermotivasi tahu bahawa untuk mengkaji pengaruh otak terhadap memberi makan, anda pasti akan menyeberang dengan hipotalamus lateral. Ini kerana strukturnya sangat penting untuk memudahkan atau meningkatkan makan. Ini dilakukan dengan memodulasi metabolisme, pencernaan, rembesan insulin, dan sensasi rasa, untuk menamakan beberapa faktor. Hipotalamus lateral juga sangat terpelihara di seluruh spesies dan dengan demikian sesuai untuk memodelkan pelbagai aspek tingkah laku makan manusia. Oleh itu, apabila anda berfikir peningkatan makan, fikirkan peningkatan aktiviti di hipotalamus lateral anda.

Hubungan ini pertama kali dibuktikan dalam kajian awal haiwan bukan manusia, yang menunjukkan bahawa tikus dengan kerosakan pada hipotalamus lateral mereka sering menolak untuk makan dan, sebaliknya, seperti yang diharapkan, merangsang atau mengaktifkan kawasan ini menimbulkan makan yang tidak memuaskan. Keistimewaan hubungan antara makan dan hipotalamus lateral telah banyak dikaji dan perincian ini berada di luar ruang lingkup perbincangan kami. Walau bagaimanapun, yakinlah bahawa banyak ahli sains saraf tingkah laku yang cemerlang telah mendedikasikan jumlah jam yang tidak terhingga untuk memberitahu pemahaman kita tentang bagaimana hipotalamus lateral memediasi ganjaran makan dan makanan. Artikel oleh Rossi dan rakan sekerja melakukan hal itu, dengan menunjukkan bagaimana makan berlebihan merombak hipotalamus lateral dan bagaimana perubahan ini mempengaruhi bagaimana kita makan.

Dengan menggabungkan pelbagai teknik selular, para eksperimen memeriksa apakah diet tinggi lemak mengubah ekspresi gen sel di hipotalamus lateral. Eksperimen ini dirancang untuk membandingkan ekspresi gen sel pada tikus yang menerima diet tinggi lemak dengan yang menerima diet normal. Mereka menemui ekspresi gen yang berubah akibat kegemukan pada pelbagai sel di dalam hipotalamus lateral. Walau bagaimanapun, perubahan genetik yang disebabkan oleh kegemukan berlaku pada sel yang mengandungi protein yang disebut vesikular glutamat transporter tipe-2. Secara amnya, sel-sel ini menggunakan bahan kimia otak perangsang yang bertindak pantas yang disebut glutamat. Mereka memeriksa sel-sel ini lebih jauh dan mendapati bahawa mereka bertindak balas terhadap penggunaan gula; namun, besarnya tindak balas bergantung pada keadaan motivasi haiwan: Berapa banyak makanan yang diinginkan oleh haiwan itu mempengaruhi seberapa responsif sel terhadap gula.

Pra memberi makan tikus (keadaan motivasi rendah) atau memperkenalkan keadaan puasa 24 jam (keadaan motivasi tinggi) sebelum eksperimen mengawal motivasi makanan. Sel-sel rangsangan pada hipotalamus lateral haiwan dalam keadaan motivasi rendah (tidak lapar) mengalami pengaktifan yang lebih besar selepas pengambilan gula daripada pada haiwan yang sedang berpuasa. Ini menunjukkan bahawa rasa kenyang makanan mempengaruhi pengekodan ganjaran untuk makanan yang berlaku di dalam hipotalamus lateral.

Apa yang paling menarik mengenai profil pengekodan sel-sel rangsangan ini ialah diet tinggi lemak juga mengubah kadar tindak balas mereka. Yaitu, sel-sel haiwan yang menjalani diet biasa mempertahankan kemampuannya untuk mengesan penggunaan gula, tetapi sel-sel pada tikus yang melakukan diet tinggi lemak menjadi semakin kurang responsif terhadap gula; dengan itu, perubahan dalam otak.

Penemuan ini adalah novel dan menarik, kerana mereka menunjukkan bahawa diet tinggi lemak mengubah pengekodan ganjaran makanan dalam sel individu di hipotalamus lateral. Lebih-lebih lagi, kita sekarang melihat bahawa diet tinggi lemak kronik mengubah hipotalamus lateral dengan menghalang tindak balas saraf mereka dan dengan itu melemahkan "brek" endogen semasa makan. Dengan kata lain, diet tinggi lemak boleh mengubah otak anda untuk menggalakkan makan berlebihan.