У. Кайл Симънс

1 Лауреат Институт за изследване на мозъка, Tulsa, ОК

хранене

2 Училище по общностна медицина, Университет в Тулса, Тулса, ОК

Даниел К. ДеВил

1 Лауреат Институт за изследване на мозъка, Tulsa, ОК

3 Катедра по психология, Университет в Тулса, Тулса, ОК

Резюме

Затлъстяването е резултат от постоянен неспособност на мозъка да балансира приема на храна с енергийните нужди, което води до състояние на хроничен енергиен излишък. Въпреки че има много фактори, които предразполагат хората към наддаване на тегло и затлъстяване, настоящият преглед се фокусира върху два начина, по които хранителното поведение може да бъде повлияно от чувствителността към интероцептивни сигнали за глад, ситост и метаболитни енергийни резерви. Първо, затлъстяването може да бъде свързано със свръхчувствителност към интероцептивни сигнали за глад, което води до положителна аллестезия за хранителни сигнали, които подкопават опитите за промяна на нездравословното поведение на хранене. Второ, преяждането и затлъстяването могат да възникнат поради невъзможност за точно откриване на интероцептивни сигнали за ситост и положителен енергиен баланс. Констатациите, разгледани тук, показват, че затлъстяването може да бъде свързано с променена интероцепция и дават основание за продължаване на развитието на нови интервенции за затлъстяване, насочени към насърчаване на интроцептивната информираност.

В световен мащаб над 1 милиард души са с наднормено тегло и повече от 400 милиона са със затлъстяване [1]. В резултат на това Световната здравна организация класира затлъстяването като най-сериозния здравен проблем, пред който са изправени развитите страни (WHO, 2000). В много страни системите за обществено здраве се борят с физическите и психологическите последици от затлъстяването и съпътстващите го заболявания, като метаболитен синдром [2], нарушения на съня [3], депресия [4,5], диабет [6], и сърдечни заболявания [7]. Съединените щати харчат близо 150 милиарда долара годишно за преки разходи за здравеопазване, свързани със затлъстяването [8]. Тази зашеметяваща статистика отразява факта, че стотици милиони хора, засегнати от затлъстяване, са прекарали значителен период от време в състояние на хроничен енергиен излишък, което предполага, че мозъците им в даден момент не са успели да балансират точно приема на храна с действителната си енергия нужди. Тук ще се съсредоточим върху сравнително недостатъчно проучен принос за този дисбаланс: как хранителното поведение се влияе от възприемането и интегрирането на до голяма степен вагусни аферентни сигнали, предаващи на мозъка информация за физиологичното състояние на тялото, способност, известна иначе като интероцепция [ 9–11].

Невроциркулацията на интероцепцията

След като информацията за взаимозачитане достигне инсулата, тя се предава напред-назад между невроните по хоризонталната ос на инсулата в процес, който в крайна сметка води до сложни и силно интегрирани изображения на състоянието на тялото. Въпреки че съществуват различни модели по отношение на точните невронни изчисления, залегнали в основата на този процес на разработване и интегриране [30], скорошни теоретични разкази като модела на въплътеното предсказуемо интероцепционно кодиране (EPIC) [10] подчертават байесовото предсказуемо кодиране (виж също [31,32] ). Според модела EPIC, гранулираният/дисгрануларният регион на средната инсула сравнява възходящите висцеросензорни сигнали от тялото с прогнози за интероцептивното състояние на организма, генерирани от агрануларни висцеромоторни кортикали, разположени предимно в вентралната предна инсула и цингуларната извивка. Разликите между прогнозираните и получените интероцептивни сигнали се изчисляват като грешки в прогнозирането в средата до задната инсула и след това се връщат към предните агрануларни висцеромоторни кортикали, където се използват за актуализиране на изчисляването на последващи интероцептивни прогнози.

Положителна алиестезия: тълкуване на външния свят през лещата на тялото

Пейдж и колеги (2011) също демонстрират, че периферната глюкоза модулира нервната реакция към хранителните сигнали [47]. В това елегантно проучване авторите демонстрират, че хипогликемията след инсулинова инфузия е свързана с повишено активиране на стриатума и инсулата в отговор на висококалорични хранителни сигнали, като по този начин предоставят доказателства, че тези региони са в основата на положителна аллестезия за храни, които най-вероятно бързо възстановяват нивата на глюкозата [47] (за свързана находка с функционална свързаност в състояние на покой на остров, виж [48]). Подобен ефект, но в очакваната обратна посока, е докладван от Kemer и негови колеги, които използват орална глюкозна толерантност, за да демонстрират, че повишаването на плазмения инсулин след прилагане на глюкоза е свързано с намален отговор на хранителните сигнали в редица мозъчни области, включително двустранната инсула и OFC [49].

Интероцептивната свръхчувствителност може да предразположи някои индивиди към затлъстяване

Екстраполирайки се от описаните по-горе открития, може да се предположи, че затлъстяването може да бъде свързано със свръхчувствителност към сигнали за глад, което води до повишена положителна алиестезия за хранителни сигнали. Например, при възрастни със здравословно тегло, гладуването води до повишена активност на изола и реакция на възнаграждението към хранителни сигнали, особено тези, свързани с високоенергийни храни (например храни с високо съдържание на мазнини и високо съдържание на захар), като по този начин мотивира консумацията на храна и подкопава опитите за намаляване на приема [41]. По същия начин Пейдж и колеги демонстрират, че възрастните със затлъстяване показват по-голямо активиране на двустранната инсула, хипоталамуса, стриатума, substantia nigra и вентралната тегментална област по време на хипогликемия, състояние, което имитира основната метаболитна характеристика, свързана с гладуването [47].

Констатациите, свързани с активността на средната инсула и промяната на апетита при депресия, сочат към по-широката възможност, че интероцепцията служи като критична връзка между храната и настроението. Въпреки че съществува голяма литература, доказваща, че интероцептивната чувствителност към висцералните сигнали може да повлияе дълбоко на емоцията (за преглед вж. [51]), със сигурност не е така, че висцералната интероцепция изключително медиира връзката между хомеостатичното енергийно състояние и настроението. Например, когато нивата на глюкозата спаднат, последващото освобождаване на невропептид Y не само променя енергийния метаболизъм, но и насърчава гневна агресия [52,53], което може частично да лежи в основата на връзката между глада и гнева (известен още като опитът да бъдеш „гладен“) ). В това състояние интероцептивното осъзнаване на отклоненията от енергийната хомеостаза може да бъде критична част при набирането на мозъчни региони, които подкрепят регулирането на емоциите, като по този начин минимизират социалните последици от гнева.

Интероцептивна нечувствителност като път към преяждане

Заключение

Констатациите, описани по-горе, предполагат поне два модела, при които променената интероцептивна чувствителност може да предразположи някои индивиди към нездравословни модели на хранене: (1) затлъстяването може да бъде свързано със свръхчувствителност към интероцептивни сигнали за глад, което води до повишена положителна алиестезия и стимулираща забележимост за хранителни сигнали и (2) затлъстяването може да бъде свързано с нечувствителност към интероцептивни сигнали за ситост. Важно е, че тези разкази не се изключват взаимно, дори в рамките на дадено лице, и двете намират доказателства в литературата.

Акценти

Смята се, че редица интероцептивни процеси влияят върху храненето и затлъстяването.

Интероцептивната свръхчувствителност може да подкопае опитите за намаляване на нездравословното хранене.