Обобщение
Негативните емоции, свързани с глада, могат да затруднят поддържането на диета и отслабването. Чувствителните към глад клетки в мозъка могат да помогнат да се обясни тази борба.
Акценти
- Изследователите на Janelia са установили, че набор от неврони е отговорен за неприятните усещания, свързани с глада.
- Невроните не карат животното да се храни, но вместо това учат животното да реагира на сензорни сигнали, които показват наличието на храна.
Ако ви е трудно да се придържате към диета за отслабване, вероятно може да обвините чувствителните към глада мозъчни клетки, които са известни като AGRP неврони, казват учени от изследователския кампус Janelia от Медицинския институт Хауърд Хюз. Според новите експерименти, тези неврони са отговорни за неприятните чувства на глад, които карат човек да похапва неустоимо.
Негативните емоции, свързани с глада, могат да затруднят поддържането на диета и отслабването и тези неврони помагат да се обясни тази борба, казва Скот Стърнсън, който е лидер на група в Janelia. В среда, в която храната е широко достъпна, трудно пренебрегваният сигнал, който тези неврони излъчват, може да изглежда като неприятност, но има еволюционен смисъл. За ранните хора или животни в дивата природа преследването на храна или вода може да означава да се впуснат в рискова среда, което може да отнеме малко насърчение. "Подозираме, че това, което правят тези неврони, налага разходи, когато физиологичните нужди не са адресирани", добавя той.
AGRP невроните не карат животно директно да яде, а вместо това учат животното да реагира на сензорни сигнали, които показват наличието на храна. „Подозираме, че тези неврони са много стара мотивационна система, която се използва, за да принуди животното да задоволи своите физиологични нужди. Част от мотивацията за търсене е да заглушите тези неврони “, казва Стърнсън, чийто екип също показа, че различен набор от неврони е специализиран в генерирането на неприятните усещания, свързани с жаждата. Стърнсън и колегите му публикуват своите открития в списание Nature на 27 април 2015 г.
Гладът засяга почти всяка клетка в тялото, а различни видове неврони са посветени на това животното да се храни, когато запасите от енергия са ниски. Но Стърнсън казва, че до този момент това, което учените са научили за тези неврони, не е напълно в съответствие с нещо, което вече сме знаели: че гладът е неприятен.
„Имаше прогноза, че има неврони, които ни карат да се чувстваме зле, когато сме гладни или жадни. Това има смисъл от интуитивна гледна точка, но изглежда, че всички изследвани неврони имат обратен ефект “, казва той. В предишни проучвания изследователите са установили, че невроните, които насърчават храненето, го правят чрез увеличаване на положителните чувства, свързани с храната. С други думи - не е изненадващо - гладът прави вкуса на храната по-добър.
Някои учени бяха започнали да подозират, че техните представи за отрицателен сигнал в мозъка като мотиватор за глада може да са погрешни. Но познанията му за системата бяха непълни. AGRP невроните, които се намират в регулаторна зона на мозъка, известна като хипоталамус, ясно участват в поведението на хранене: когато тялото няма енергия, AGRP невроните се задействат и когато AGRP невроните са активни, животните ядат. Но досега никой не беше изследвал стратегията на тези клетки да генерират такава мотивация.
Постдокторантът Николас Бетли и аспирантът Жен Фан Хуанг Цао започнаха да отговарят на въпроса с поредица от поведенчески експерименти. На първи етап те предложиха на добре хранени мишки два ароматизирани гела - единият ягода, а другият портокал. Нито един от гелите не съдържа хранителни вещества, но гладните мишки взеха и двете проби. След това учените манипулират сигналите за глад в мозъка на животните, като активират AGRP невроните, докато консумират един от двата вкуса. В последващи тестове животните избягвали вкуса, свързан с фалшивия сигнал за глад.
В обратен експеримент учените изключиха AGRP невроните, докато гладуващите животни консумираха определен вкус. Животните развиват вкусови предпочитания, свързани със заглушаването на AGRP невроните, което предполага, че те са били мотивирани да изключат неприятния сигнал на клетките. В други експерименти учените установяват, че мишките също са се научили да търсят места в заобикалящата ги среда, където AGRP невроните са били заглушени и да избягват места, където тези клетки са били активни.
След това постдокторантът Шенджин Сю използва малък мобилен микроскоп, за да погледне вътре в мозъка на гладуващите мишки и да наблюдава активността на AGRP невроните. Както се очакваше, клетките бяха активни, докато мишките намериха храна. Стърнсън казва, че е изненадващо, че всъщност мишките не трябва да ядат, за да успокояват невроните. Вместо това активността на клетките спира, когато животно види храна - или дори сигнал, който предсказва наличието на храна. А активността му остава ниска, докато животното се храни.
Това нямаше да има смисъл, ако ролята на AGRP невроните беше да подобри вкуса на храната или ако тяхната роля беше да контролира директно отделните действия, необходими за ядене, което беше две възможности, казва Стърнсън. Но за да се насърчи храненето, трябва да се изключи отрицателният сигнал, когато животното консумира храна. Така че техните експерименти с изображения допълнително подкрепят това, което са научили от предишните си експерименти.
След това екипът извърши подобни експерименти, в които манипулира чувствителните към жажда неврони вместо AGRP невроните. Тези неврони, открити в част от мозъка, известна като подформен орган (OSF), се държаха по подобен начин: Животните избягваха места, където OSF невроните бяха активни, което показва, че клетките генерират отрицателно чувство. За пореден път резултатите бяха в съответствие с ежедневния опит: „Има подобно качество на мотивация както за глада, така и за жаждата“, казва Стърнсън. „Искате да свършат.“ Но въпреки факта, че AGRP и OSF невроните мотивират подобно поведение, техните цели са силно специфични: AGRP невроните само карат животните да се хранят, а OSF невроните само карат животните да пият. Неотдавнашната независима работа, проведена от изследователя на HHMI Чарлз Зукер от Колумбийския университет, също показа, че верига в OSF регулира жаждата.
В допълнителни експерименти екипът на Стърнсън ще изследва приликите и разликите между двете групи клетки. Освен това вашата група се интересува да научи повече за това как да се намесва в функциите на AGRP невроните, което в бъдеще може да улесни изхвърлянето на тези излишни килограми следващия път, когато отидете на диета.