الجبهة نوتر. 2016. 3: 6.
نشرت على الانترنت 2016 فبراير 15. دوى: 10.3389 / fnut.2016.00006
PMCID: PMC4753312
المُقدّمة
مع استمرار أزمة السمنة العالمية في التأثير ، ازداد الطلب على الحلول. وقد توجت المناقشة حول الطبيعة مقابل التنشئة والبيولوجيا مقابل علم النفس في إعلان السمنة كمرض من قبل بعض المنظمات الطبية. إن العوامل البيئية والاستعداد الوراثي ، بدلاً من المسؤولية الشخصية ، هي المسؤولة عن أي مرض آخر. هذا الرأي يعني أن العمليات البيولوجية التي تنظم وزن الجسم تعمل بشكل أساسي في عالم اللاوعي. على الرغم من أن هذا قد تم قبوله منذ فترة طويلة في ما يسمى بالتوازن التوازني لتوازن الطاقة ، إلا أنه أقل وضوحا بالنسبة للضوابط الهادية. هنا ، نقوم بتقييم نقدي للسؤال المهم كيف يمكن لنماذج القوارض أن تساعد في فهم مساهمة العمليات العصبية الهيدية في تنظيم وزن الجسم. عند النظر إلى مفاهيم المكافأة والتعزيز والدوافع والإدمان على المتعة وآلياتها العصبية ، في سياق الأكل والتمرين ، تظهر وجهة النظر الجديدة أن الضوابط الاستتباعية والهادئة مترابطة بشكل وثيق وغالبا ما تتصرف في انسجام على مستوى اللاوعي تحقيق استجابات تكيفية بيولوجية. على الرغم من إهمال مناقشة نقطة محددة لوزن الجسم في السنوات الأخيرة ، إلا أن هذا الموضوع أصبح أكثر إلحاحًا باعتباره جانباً مهماً للمعالجة الفعالة للبدانة.
الآليات الهيدونية تغلب على التنظيم التثقيبي
عندما يتأثر وزن الجسم من الحيوانات والبشر بفترات تقل عن أو تبالغ في التغذية ، فإنه يعود على الفور إلى مستويات ما قبل الاضطراب من خلال عملية تسمى التنظيم المتجانس الذي ينطوي على ضوابط كل من استهلاك الطاقة ونفقات الطاقة (1, 2). منذ فترة طويلة معروفة الدوائر الأساسية الوطاء الكامنة وراء هذا التنظيم (3) وتمت صقله ، خاصة خلال السنوات العشر الماضية في أعقاب اكتشاف الليبتين. باختصار ، يعمل جماعتان عصبيتان متميزتان في الوطاء الوسيط كمجسّات طاقة أولية ويشتركان في شبكة معقدة من الدارات المستجيبّة التي تتحكم في كل من الطاقة والطاقة خارجياً بطريقة تكيفية بيولوجيّة [للمراجعة ، انظر المرجع. (4-7)].
ومع ذلك ، في حين يتفق معظمهم مع مثل هذا التنظيم الأساسي للاستقرار ، فقد كان هناك الكثير من النقاش حول المستوى الدقيق لوزن الجسم المدافع والآليات المعنية (8-13). من الواضح أنه لا توجد نقطة ثابتة تحدد حولها أنواع الثدييات التي تنظم وزن جسمها. بدلا من ذلك ، فهي مرنة ، اعتمادا على كل الظروف الداخلية والخارجية بما في ذلك الاستعداد الوراثي والجيني ، وتوافر الغذاء ، واستساغة الطعام ، والعوامل البيئية الأخرى (10). يتضح ذلك بأفضل شكل من خلال المتغير الموسمي والدفاع عن الجسم المثبوت بشكل متوازن.14).
أحد العوامل التي يُعتقد على نطاق واسع أنها مهمة جدًا للتأثير على نقطة ضبط وزن الجسم الفردية وهي المواد الغذائية ، وخاصةً التحول نحو زيادة وزن الجسم من خلال الأطعمة شديدة الحساسية والسعرات الحرارية (الشكل (Figure1A) .1ا). أوضح مثال على هذا التحول في وزن الجسم المدافع عن الطعام هو الفئران والجرذان اللذين يسببهما الحمية الغذائية في الكافيتريا (15). على الرغم من أنه يُشتبه في أن زيادة توافر أغذية ذات طاقة عالية مستساغة للغاية هي المسؤولة في الغالب عن وباء السمنة الحالي ، إلا أنه من الصعب إثبات ذلك ، بسبب الصعوبات في التحكم الصارم في توازن الطاقة والظروف البيئية في البشر على مدى فترات طويلة من الزمن. الوقت كما هو ممكن في النماذج الحيوانية. هناك وجهة نظر مقبولة على نطاق واسع تتمثل في أنه في الأفراد المعرضين وراثيا و / أو قابلين للتأثير الوراثي ، فإن البيئة الغذائية البدائية قادرة على إنشاء مجموعة جديدة أعلى من وزن الجسم يتم الدفاع عنها بالمثل ضد الصوم القسري والإفراط في التغذية كما هو الحال في الأفراد ذوي الوزن الطبيعي (11). ولذلك ، فإن إحدى المسائل الرئيسية في فهم تنظيم وزن الجسم هي التفسير العصبي لهذا التحول في وزن الجسم المدافع. ما هي الآليات العصبية التي تسمح بتوافر واستهلاك الأطعمة كثيفة الطاقة للتغلب على نظام الدفاع الأساسي المستقر؟ قد يؤدي فهم هذه الآليات إلى تطوير عقاقير أو تدخلات سلوكية أكثر تحديدًا في مكافحة السمنة.
تعتبر المعالجة الهايديّة جزءًا لا يتجزأ من النظام التنظيميّ Homeostatic Regulatory System
الرأي القائل بأن الدوائر العصبية الهيدونية والاستتبابية ليست كيانات منفصلة بل هي جزء من نفس النظام التنظيمي تكتسب بسرعة قوة. ويستند هذا على دليل على تعديل ثنائي الاتجاه لمناطق الدماغ corticolimbic من خلال إشارات interoceptive ، والهايبوتالامس بواسطة إشارات exteroceptive والارتباطات المعرفية والعاطفية بهم (الشكل (Figure11B).
التحزيم من أسفل إلى أسفل من الدوائر Corticolimbic من الإدراك والدافع من خلال إشارات Interoceptive توافر المغذيات
إن التحكم من الأسفل إلى الأسفل في العمليات المعرفية والمعرفية من خلال الإشارات الداخلية ليس فكرة جديدة. نظرا للأهمية الحاسمة للعناصر الغذائية للبقاء على قيد الحياة ، بل هو سمة أساسية للتعبير عن الجوع ويعود إلى بداية تطور الجهاز العصبي. على وجه التحديد ، تتميز حالة الجياع بزيادة إحالة البصمة التحفيزية (الآلية التي يصبح بها هدف الهدف مثل الغذاء مرغوبا ومطلوبا - مغنطيس سلوكي) ، والذي يتجلى عصبيًا من خلال النشاط المتزايد لنظام الدوبامين المسامي (16-18). ما هو الجديد ، هي بعض من المرسلين والآليات العصبية تبين أن تشارك. على سبيل المثال ، أصبح من الواضح الآن أن أحد أبرز المنظمين التواصليين لثقل الجسم - الليبتين - ينظم الشهية من خلال العمل ليس فقط على الوطاء ولكن أيضًا على مكونات نظام الدوبامين الليمفي (19-22) وعلى حاسة الشم وتذوق المعالجة الحسية (23-25). وبالمثل ، فإن العديد من الإشارات الداخلية الأخرى المتعلقة بتوافر المغذيات ، مثل جريلين ، معوي GLP-1 و PYY ، والأنسولين ، وكذلك الجلوكوز والدهون ، تعمل أيضًا جزئيًا على هياكل corticolimbic تشارك في الجوانب المعرفية والمجزية للتحكم في تناول الطعام (26-36). الآثار على الوظائف المعرفية من قبل هذه الهرمونات مثيرة للاهتمام في سياق الدراسات البشرية التي تبين ضعف وظائف المعرفية والاستقلابية في المرضى البدناء (37-39). على الرغم من أن الرابط المشترك غير معروف بعد ، إلا أن فرضية رائدة توحي بأن dysbiosis المعوي الناجم عن التفاعل بين التغذية دون الأمثل ، والجراثيم الأمعاء ، ونظام المناعة الفطرية مع تغيرات لاحقة في الإشارات من القناة الهضمية إلى الدماغ وسلامة حاجز الدم - الدماغ مهمة (40-43).
التحوير من أعلى إلى أسفل لمنظم Hypothalamic الكلاسيكي عن طريق الإشارات الحسية والإدراكية والتحفيزية
الدافع الآخر لهذه النظرة المتكاملة هو نظرة جديدة على التعديل من أعلى إلى أسفل من الدوائر التماثلية الكلاسيكية عن طريق المعالجة المعرفية والعاطفية في أنظمة corticolimbic (44). يُعتقد أن تناول الطعام المكوَّن من جديلة ، هو آلية مهمة في إفراط البشر في تناول الطعام في بيئة مولدة للسموم (45, 46) ودرس في القوارض لبعض الوقت (47). وقد تم تحديد بعض المسارات ذات الصلة المشاركة في هذا المتحصل الغذائي المعتمد على المعرفة في الفئران من خلال إظهار الاعتماد على اللوزة وتوقعات ما تحت المهاد القشرة الفصامية إلى الوحشية (48, 49). في الآونة الأخيرة ، قدمت أدلة على تعديل من أعلى إلى أسفل من الخلايا العصبية AGRP في ما تحت المهاد الوسيط ، وهو مركز الضبط الاستبدادي الكلاسيكي. ويعتقد أن هذه الخلايا العصبية القوية يتم التحكم فيها بشكل أساسي عن طريق الهرمونات المتداولة والمستقلبات في حالة من التشويش والبطء النسبي بطيئة نسبيًا تتناسب مع الولايات الصامدة والفيدية. باستخدام التكنولوجيا الحديثة العصبية المستندة إلى الخلايا العصبية ، ثبت أن نشاط الخلايا العصبية AGRP يتم التحكم فيه أيضًا على أساس ثاني بالثانية من خلال التوقع المشروط لابتلاع الطعام الوشيك (50, 51). ومن المرجح أن تتحقق هذه السيطرة الحسية والمعرفية الخارجية الحادة على معدل إطلاق العصبون AGRP عن طريق المدخلات المباشرة أو غير المباشرة من عدد من المناطق القشرية وتحت القشرية كما يتضح من تتبع الفيروسي إلى الخلف العصبي (52).
السيطرة على استهلاك الغذاء وتنظيم توازن الطاقة هو في الغالب اللاوعي
من الواضح أن الدارات العصبية التقليدية المهادئة المسؤولة عن التنظيم التوازني لتوازن الطاقة ووزن الجسم ، والتي تشبه التنظيم المتجانس لوظائف الجسم الأخرى ، مثل جلوكوز الدم أو ضغط الدم ، تعمل إلى حد بعيد بعيدًا عن الوعي ، على مستوى اللاوعي. بالإضافة إلى ذلك وكما نوقش أعلاه ، فإن آلية التحفيز المحفزة التي من خلالها تنبثق الإشارات البينية لاستنفاد الطاقة ، مثل انخفاض محرك الليبتين "الرغبة" من خلال نظام دوبامين ميزوليمبي (16, 18, 53) تعمل أيضًا بشكل كبير خارج الوعي كما هو موضح في دراسات التصوير العصبي البشري (54-56). حتى في غياب الجوع الأيضي وإشارات التحسس البينية المرتبطة بها ، لا يبدو الوعي الواعي بالجديلة ضروريا. وقد تبين ذلك في الجرذان مع تناول الطعام المكوّن من جديلة.47, 48). علاوة على ذلك ، يمكن للدماغ البشري تعلم قيمة المكافآت النقدية واستخدامها في صنع القرار دون معالجة واعية من الإشارات السياقية (57). على الرغم من أن اتخاذ القرار الأمثل يتطلب ضبط النفس ، ممثلة في القشرة الأمامية الجبهية الظهرية (58, 59) ، لا يكون تحول السلوك السلوكي المدفوع بالآداء تحت السيطرة الإلزامية لمنطقة الدماغ هذه وغالبا ما يقيد الإرادة الحرة للتصرف (60). وأخيرًا ، يمكن أن يستمر النشاط العصبي في مناطق معينة من الدماغ لبعض الوقت قبل أن يصبح البشر مدركين لقرارهم (61, 62) ، مما يشير إلى أن الكثير من العمليات التي تؤدي إلى اتخاذ قرار تتم على مستوى اللاوعي.
يبدو أن السلوك الاحترازي في كل من البشر والقوارض مقاوم بشكل خاص للضوابط المعرفية عندما يكون معتادًا بشكل كبير (63, 64). في ظل الظروف العادية ، تكون المعلومات حول النتائج المحتملة مهمة للأعمال الموجهة نحو الهدف والتي تجعل هذه الإجراءات حساسة لخفض قيمة العملة. ومع ذلك ، فإن السلوك المعتاد لم يعد يعتمد على توقعات المكسب المكتسبة ، وبالتالي فهو غير حساس إلى حد كبير لآليات تخفيض قيمة المكافأة (64, 65). يتم تنظيم الدوائر العصبية التي تحكم السلوك غير المعتاد بشكل مختلف عن تلك السلوكيات المعتادة أو التلقائية. تعتمد السلوكيات غير المعتادة بشكل كبير على المخطط البطني (النواة المتكئة) والقشرة الأمامية البطنية الباطنية ، في حين أن السلوكيات الاعتيادية تعتمد بشكل أكبر على المخطط الظهاري الوحشي (65, 66). كما تختلف آليات تخزين الذاكرة واسترجاعها أيضًا عن الإجراءات والسلوكيات المعتادة في مقابل السلوك غير الاعتيادي. في التمييز إلى الذكريات التقريرية التي تتطلب العقل الواعي ، تعمل الذكريات الإجرائية إلى حد كبير دون مستوى الوعي الواعي والتخزين الأكثر توزيعًا (67-69). ونتيجة لذلك ، فإن الذكريات الإجرائية والسلوكيات الاحتكارية المعتادة التي يوجهونها مقاومة نسبيا للسيطرة الإدراكية المثبطة والوظائف التنفيذية.
وفي الختام
كانت النماذج الحيوانية حاسمة في تشريح الآليات المعقدة الكامنة وراء الاستعداد للبدانة. بالنظر إلى أن الغالبية العظمى من المواقع الجينية المرتبطة بدانة الإنسان ترتبط بالوظائف العصبية (70) ، ليس من المستغرب أن الضوابط العصبية من المتحصل الغذائي وتنظيم توازن الطاقة هي المكون الرئيسي لهذه الآليات. على الرغم من أن تصوير الأعصاب الوظيفي في البشر بدأ أيضًا في تقديم مساهمات مهمة ، إلا أن المقاربات الأكثر اجتياحية في القوارض كانت قادرة على تقديم التفسيرات الآلية. ونتيجة لذلك ، فإن التقسيم التقليدي بين النظم غير المتجانسة وغير المثلية / المسؤولة عن التحكم بالشهية وتنظيم وزن الجسم ، رغم أنه لا يزال مفيدًا من الناحية النفسية ، لم يعد يصف بشكل كاف التفاعلات التشريحية والوظيفية الواسعة بين النظامين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكثير من إنتاج هذا النظام التفاعلي الأكبر يتخطى الوعي. الآثار المترتبة على هذه الرؤى الجديدة بعيدة المدى لأنها لن توجه فقط الأبحاث المستقبلية ولكن أيضا تصميم العلاجات الدوائية والسلوكية للسمنة واضطرابات الأكل.
الكاتب الاشتراكات
ساعد كل من HM و CM في فهم الرأي ، ومراجعة الأدبيات ، وكتابة أجزاء من المخطوطة ، وتحرير النسخة السابقة من المخطوطة. شاركت EQ-C و SY في مناقشات للفكرة الأصلية ، واستعرضت أجزاء من الأدبيات ، وكتبت أجزاء من المخطوطة ، وحررت مخطوطة ما قبل النهائية. ناقش H-RB الفكرة الأصلية للرأي ، ناقش العديد من نسخ المسودات للمخطوطة مع جميع المؤلفين ، بحث في الأدب ، وكتب المخطوطة النهائية.
بيان تضارب المصالح
يعلن المؤلفون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب مصالح محتمل.
التمويل:
وأيد هذا العمل من قبل معاهد الصحة الوطنية منحة DK047348 (H-RB) ، DK092587 (HM) ، و DK081563 (CM).
مراجع حسابات
;