Плъховете, получили достъп до храни с високо съдържание на мазнини, показаха някои от същите характеристики като животните, закачени на кокаин или хероин - и им беше трудно да се откажат, дори когато получават токови удари

пристрастен

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Подобно на много хора, плъховете са щастливи да се насладят на вкусни лакомства с високо съдържание на мазнини. Бекон, наденица, шоколад и дори чийзкейк бързо се превърнаха в любимци на лабораторни плъхове, които наскоро получиха достъп до тези човешки индулгенции - до такава степен, че животните зависеха от високите количества, за да се чувстват добре, като употребяващите наркотици, които трябва да увеличат приема си до напушвам се.

Ново проучване, публикувано онлайн на 28 март в Nature Neuroscience, описва снизходителните неволи на тези плъхове, добавяйки към изследователската литература за това как излишният прием на храна може да предизвика промени в мозъка, промени, които изглежда създават неврохимична зависимост в ядещия - или потребителя . (Scientific American е част от Nature Publishing Group.) Предварителните констатации от работата бяха представени на срещата на Обществото за неврология през октомври 2009 г.

Подобно на много приятни поведения - включително секс и употреба на наркотици - храненето може да предизвика освобождаването на допамин, невротрансмитер, който се чувства добре в мозъка. Тази вътрешна химическа награда от своя страна увеличава вероятността свързаното действие в крайна сметка да стане обичайно чрез положително усилване. Ако се активират от преяждане, тези неврохимични модели могат да направят поведението трудно да се разклати - резултат, наблюдаван при много случаи при хора, отбелязва Пол Кени, доцент в Катедрата по молекулярна терапия в Изследователския институт на Скрипс в Юпитер, Флорида, и др. -автор на новото проучване. „Повечето хора с наднормено тегло биха казали:„ Бих искал да контролирам теглото си и храненето си “, но им е много трудно да контролират поведението си при хранене“, казва той.

Въпреки нарастващото количество изследвания, не е ясно дали екстремното преяждане е инициирано от химическа нередност в мозъка или самото поведение променя биохимичния състав на мозъка. Новото изследване на Кени и неговия колега Пол Джонсън, аспирант, показва, че и двете условия са възможни.

По-големи талии, по-високи прагове
За да видят как преяждането и затлъстяването променят схемата за възнаграждение на мозъка, изследователите имплантират стимулиращи електроди в мозъка на плъховете, за да наблюдават променящите се нива на прага на възнаграждение. На някои плъхове се даваше само по един час на ден, за да се насладят на вкусни храни с високо съдържание на мазнини, докато други имаха почти неограничен достъп (18 до 23 часа на ден). Всички плъхове, включително контролна група, на която не се дава човешка храна, имаха отворен достъп до вода и стандартна, здравословна лабораторна чау-чау.

Не е изненадващо, че плъховете с разширен достъп до храни с високо съдържание на мазнини ядат малко до нито една от сравнително неблагоприятните си лабораторни ястия и бързо затлъстяват - консумирайки около два пъти повече калории, отколкото контролната група, само за чау. Изследователите също така установиха, че дори плъховете с ограничен достъп до нездравословната храна правят всичко възможно, за да се справят. Тези субекти успяват да консумират средно 66 процента от ежедневните си калории в рамките на един час на ден, в който могат да ядат нездравословна храна, развивайки модел на компулсивно преяждане. Само затлъстелите плъхове с удължен достъп до лошата храна обаче имаха рязко увеличаващи се прагове за нивата на възнаграждение.

„Това изследване на групата на Кени има голям принос“, казва Никол Авена, гостуващ научен сътрудник от катедрата по психология на университета в Принстън, която не е участвала в новото проучване, но е завършила подобни изследвания за пристрастяването и диетите с високо съдържание на захар. Много проучвания очертават връзката между прекомерния прием на храна и пристрастяването както при животински модели, така и при хора. Изследване от 2001 г. в The Lancet наблюдава подобен недостиг на допаминови рецептори в мозъка на много затлъстели хора, както при тези, закачени на кокаин или алкохол. Новото изследване добавя по-нюансирано разбиране за това как храната може да модифицира мозъка и показва, че разликите в мозъка от самото начало могат да предразположат индивида към преяждане.

Проектиране на преяждане
За да започне пристрастяващ цикъл, трябва да се усети допамин, а за това мозъкът трябва да има достатъчно допаминови рецептори. При много хора, злоупотребяващи с вещества, ниското ниво на допаминовите рецептори, било то от самото начало или причинено от поведението, означава, че те все по-често трябва да търсят повече индуциращи допамин вещества, за да достигнат ниво на неврохимична награда, на която могат да се радват. След като някой, зависим от дадено вещество, спре да го използва обаче, често отнема време на изчерпаните допаминови рецептори да се върнат на изходните нива. За пристрастени към кокаин мишки може да отнеме два дни, за да си възвърнат нормализираните нива. Затлъстелите плъхове в новото проучване отнеха две седмици, за да възстановят изходната си плътност на рецепторите.

За да преценят доколко количеството на допаминовите рецептори е повлияло на хранителното поведение на плъховете, Кени и Джонсън са вкарали вирус в мозъка на тестова група от животни, за да унищожат техните стриатални допаминови D2 рецептори, които са известни при хората като при ниски нива при много наркомани. Те установиха, че вместо постепенно да увеличават праговете за възнаграждение на мозъка на плъхове и придружаващо поведение при преяждане, тези плъхове почти веднага имат по-високи прагове и се насочват към преяждане незабавно, когато им се дава достъп до диета с високо съдържание на мазнини. Тази връзка, казва Кени, показва, че за хората, които имат по-ниски нива на D2 рецепторите, "тя може да ви предразположи към развитие на този вид привично поведение."

Генетиката вероятно играе роля за вероятността на индивида да затлъстее - както в метаболитната, така и в неврохимичната система. Например, при хората един генетичен флаг, известен като алела TaqIA A1, е свързан с по-малко D2 рецептори, както и с наркомания и затлъстяване. А при плъховете имаше "от време на време едно или две животни на проучване, които не преяждаха", казва Кени. Понастоящем той и колегите му разследват възможни генетични основи на това явление, за да проверят дали има подобен генетичен маркер, който би могъл да бъде полезен за избягване на затлъстяването. Допълнителни открития в тази област могат да помогнат за разработването на нови възможности за превенция и лечение. Техниките за консултиране, терапията и дори фармацевтичните лечения, които са показали успех при злоупотребата с вещества, могат да бъдат обещаващи за тези, които се борят с преяждането, отбелязва Кени.

Поглеждането извън настоящия репертоар от лечения може да е важно, тъй като само диетата често се оказва неуспешна дългосрочна стратегия за хора, които се борят с преяждането. Новото проучване показа, че след като ядат диета, пълна с колбаси и сладкиши в продължение на 40 дни - въпреки че се предлагаше редовно лабораторно чау-чау, пълните плъхове нямаха голям интерес да се върнат към по-здравословната диета, когато вкусните неща бяха отнети. Всъщност, след като лишават привикналите с високо съдържание на мазнини плъхове от човешките им боклуци, плъховете отказват да ядат стандартната си чау в средно 14 дни. "Наистина бях шокиран от величината на ефекта", казва Кени. "Те по принцип не ядат нищо. Ако това се превърне в нас като вид, това е основен проблем."

Борба с храни
Лепливата част за изучаването на пристрастяването към храната е, че за разлика от кокаина или алкохола, хората не могат точно да го пуснат - студена пуйка или не. „Наистина не можеш да се откажеш от храна“, казва Авена. И хората са твърдо свързани, благодарение на еони от еволюционния подбор, да търсят висококалорични храни, за да ни преживяват през постно време. Но тъй като ловът, събирането и земеделието сега са малко повече от избор на начин на живот в богатите нации, мозъкът, създаден да възнаграждава свръхбогатите калорични закуски, е по-скоро опасност, отколкото помощ.

„В един смисъл всички сме пристрастени към храната“, казва Кени. Той посочва обаче, че много от хранителните продукти, широко достъпни днес, казват чийзбургери и млечни шейкове, са като суперхрани по отношение на количеството си калории. "Това енергийно гъсто нещо е много ново за нас като вид. Вероятно разваля мозъчните вериги", казва той.

За разлика от плъховете обаче, повечето хора знаят, че много от тези храни с високо съдържание на мазнини не са разумен избор, особено когато се консумират в големи количества. Но въпреки това мнозина продължават да ядат повече от основните енергийни нужди, като качват ненужни килограми и евентуално подсилват нездравословното поведение. Така изследователите създадоха експеримент, за да се опитат да направят паралел с плъховете, обучавайки ги да очакват токов удар, когато видят определена светлинна реплика. За разлика от своите колеги, хранени с чау, плъховете със затлъстяване, свикнали с диетата с високо съдържание на мазнини, щяха да продължат да се появяват, дори когато знаеха, че идва шок.

Въпреки че настоящата работа се фокусира върху храни с високо съдържание на мазнини, Кени отбелязва, че пълните неврохимични и поведенчески промени може да се дължат на „комбинация както на захар, така и на мазнини“. Авена и нейните колеги работят, за да анализират различните хранителни вещества в потенциално пристрастяващите хранителни продукти и какво въздействие имат върху мозъка. Те откриха например, че животни, които ядат преяждане, и захари, които ядат преяждане, изпитват различни физиологични ефекти. "Те въздействат на мозъка по много различни начини", казва Авена.

Големият един-два удара за побеждаване на здравословното хранене всъщност може да е комбинация от невронни ефекти от двете съставки. И наистина, сладкото място за лабораторните плъхове в проучването на Кени изглежда беше хранителният продукт, който съдържаше големи количества както мазнини, така и захар: чийзкейк. Сара Лий, за да бъдем точни, съобщава Кени.