KOMMENTARER: Dette giver beviser for vores teori om en binge-cyklus som beskrevet i vores videoer og artikler. Det ser ud til, at flere mekanismer kan indlede binging i mad og måske sex, men kronisk overforbrug fører til ophobning af DeltaFosB og afhængighedsrelaterede hjerneforandringer.
Study Links Insulin Action On Brains Belønning Circuitry To Obesity (2011)
Forskere rapporterende i juni udgave af Cell Metabolism, en Cell Press publikation, har hvad de siger er nogle af de Første solidt bevis på, at insulin har direkte virkninger på hjernens belønningskredsløb. Mus, hvis belønningscentre ikke længere kan reagere på insulin, spiser mere og bliver overvægtige, viser de.
Resultaterne tyder på, at insulinresistens kan bidrage til at forklare, hvorfor de, der er overvægtige, kan finde det så svært at modstå fristelsen af mad og tage vægten tilbage.
"Når du bliver overvægtig eller glider ind i en positiv energibalance, kan insulinresistens i [hjernens belønningscenter] føre til en ond cirkel," sagde Jens Brüning fra Max Planck Institute for Neurological Research. "Der er ingen beviser for, at dette er begyndelsen på vejen mod fedme, men det kan være en vigtig bidragyder til fedme og til de vanskeligheder, vi har med at håndtere det."
Tidligere undersøgelser havde primært fokuseret på insulins effekt på hjernens hypothalamus, en region, der styrer fodringsadfærd i det, som Brüning beskriver som et grundlæggende stop og start "refleks". Men, siger han, vi kender alle mennesker, der spiser for meget af grunde, der har meget mere at gøre med neuropsykologi, end de gør med sult. Vi spiser ud fra det selskab, vi holder, lugten af maden og vores humør. ”Vi føler os måske mætte, men vi bliver ved med at spise,” sagde Brüning.
Hans team ønskede bedre at forstå de givende aspekter af mad og specifikt hvordan insulin påvirker højere hjernefunktioner. De fokuserede på centrale neuroner i midterbenet, der frigiver dopamin, en kemisk messenger i hjernen involveret i motivation, straf og belønning blandt andre funktioner. Når insulinsignaleringen blev inaktiveret i disse neuroner, voksede musene dybere og tungere, da de spiste for meget.
De fandt ud af, at insulin normalt forårsager, at disse neuroner brænder oftere, et svar, der gik tabt hos dyr, der manglede insulinreceptorer. Musene viste også et ændret svar på kokain og sukker, da fødevaren var mangelfuld, yderligere bevis på, at hjernens belønningscentre er afhængige af insulin til at fungere normalt.
Hvis resultaterne ligger hos mennesker, kan de have reelle kliniske konsekvenser.
"Samlet afslører vores undersøgelse en kritisk rolle for insulinhandling i katekolaminerge neuroner i langvarig kontrol af fodring," forskerne skrev. ” Den yderligere belysning af den nøjagtige neuronal subpopulation (er) og cellulære mekanismer, der er ansvarlige for denne effekt, kan således definere potentielle mål for behandling af fedme. ”
Som et næste skridt sagde Brüning, at de planlægger at udføre funktionelle magnetiske resonansbilleddannelsesundersøgelser (fMRI) hos mennesker, der har fået insulin kunstigt leveret til hjernen for at se, hvordan det kan påvirke aktiviteten i belønningscentret.
Insulinaktion i hjernen kan føre til fedme (2011)
Juni 6th, 2011 i neurovidenskab
Fedtrig mad gør dig fed. Bag denne enkle ligning ligger komplekse signalveje, gennem hvilke neurotransmitterne i hjernen styrer kroppens energibalance. Forskere ved det Kölnbaserede Max Planck Institut for Neurologisk Forskning og Excellence Cluster i Cellular Stress Responses i Aging-Associated Diseases (CECAD) ved University of Cologne har afklaret et vigtigt skridt i dette komplekse kontrol kredsløb.
De har lykkedes at vise, hvordan hormonet insulin virker i den del af hjernen kendt som ventromedial hypothalamus. Forbruget af fedtholdige fødevarer medfører, at mere insulin frigives af bugspytkirtlen. Dette udløser en signaleringskaskade i særlige nerveceller i hjernen, SF-1-neuronerne, hvori enzymet P13-kinase spiller en vigtig rolle. I løbet af flere mellemliggende trin hæmmer insulin transmissionen af nerveimpulser på en sådan måde, at følelsen af mæthed undertrykkes og energiforbruget reduceres. Dette fremmer overvægt og fedme.
Hypothalamus spiller en vigtig rolle i energihomeostase: reguleringen af kroppens energibalance. Særlige neuroner i denne del af hjernen, kendt som POMC-celler, reagerer på neurotransmittere og styrer dermed spiseadfærd og energiforbrug. Hormoninsulinet er et vigtigt messengerstof. Insulin forårsager, at kulhydratet forbruges i fødevarer, der skal transporteres til målceller (fx muskler) og er så tilgængelige for disse celler som en energikilde. Når der indtages mad med højt fedtindhold, produceres der mere insulin i bugspytkirtlen, og dets koncentration i hjernen øges også. Samspillet mellem insulin og målceller i hjernen spiller også en afgørende rolle i styringen af kroppens energibalance. Imidlertid forbliver de præcise molekylære mekanismer, der ligger bag den kontrol, der udøves af insulin, stort set uklare.
En forskningsgruppe ledet af Jens Brüning, direktør for Max Planck Institut for Neurologisk Forskning og videnskabelig koordinator for CECAD (Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases), har ekspertisenergi ved universitetet i Köln opnået et vigtigt skridt i forklaringen af denne komplekse reguleringsproces.
Som forskerne har vist, udløser insulin i SF-1-neuronerne - en anden gruppe neuroner i hypothalamus - en signaleringskaskade. Interessant nok synes disse celler kun at være reguleret af insulin, når fedtfattige fødevarer indtages og i tilfælde af overvægt. Enzymet P13-kinase spiller en central rolle i denne kaskade af messenger-stoffer. I løbet af de mellemliggende trin i processen aktiverer enzymet ionkanaler og derved forhindrer transmissionen af nerveimpulser. Forskerne har mistanke om, at SF-1-cellerne kommunikerer på denne måde med POMC-cellerne.
Kinaser er enzymer, der aktiverer andre molekyler gennem phosphorylering - tilsætningen af en phosphatgruppe til et protein eller et andet organisk molekyle. ”Hvis insulin binder sig til dets receptor på overfladen af SF-1-cellerne, udløser det aktiveringen af PI3-kinasen,” forklarer Tim Klöckener, første forfatter af undersøgelsen. ”PI3-kinasen styrer igen dannelsen af PIP3, et andet signalmolekyle, gennem fosforylering. PIP3 gør de tilsvarende kanaler i cellevæggen permeabel for kaliumioner. ” Deres tilstrømning får neuronen til at "affyre" langsommere, og transmission af elektriske impulser undertrykkes.
"Hos overvægtige mennesker hæmmer insulin sandsynligvis indirekte POMC-neuroner, som er ansvarlige for følelsen af mæthed, via den mellemliggende station i SF-1-neuronerne," formoder forskeren. “Samtidig er der en yderligere stigning i fødevareforbruget. ” Det direkte bevis på, at de to typer neuroner kommunikerer med hinanden på denne måde, er dog stadig at finde.
For at finde ud af, hvordan insulin virker i hjernen, sammenlignede de kølnbaserede forskere mus, der manglede en insulinreceptor på SF-1-neuronerne med mus, hvis insulinreceptorer var intakte. Ved normal fødevareforbrug opdagede forskerne ingen forskel mellem de to grupper. Dette ville tyde på, at insulin ikke udøver en vigtig indflydelse på disse cellers aktivitet i slanke personer. Men da gnaverne blev fodret med fedthold, forblev de med den defekte insulinreceptor slank, mens deres modstykker med funktionelle receptorer hurtigt voksede op. Vægtforøgelsen skyldtes både en stigning i appetit og reduceret kalorieindhold. Denne virkning af insulin kan udgøre en evolutionær tilpasning af kroppen til en uregelmæssig fødevareforsyning og længere sultperioder: hvis en overskydende forsyning med fedtholdig mad er midlertidig tilgængelig, kan kroppen lægge energireserver særligt effektivt gennem insulinets virkning .
Det er i øjeblikket ikke muligt at sige, om resultaterne af denne forskning i sidste ende vil hjælpe med at lette målrettet intervention i kroppens energibalance. ”Vi er i øjeblikket meget langt væk fra en praktisk anvendelse,” siger Jens Brüning. ”Vores mål er at finde ud af, hvordan sult og følelse af mæthed opstår. Først når vi forstår hele systemet, der fungerer her, kan vi begynde at udvikle behandlinger. ”
Flere oplysninger: Tim Klöckener, Simon Hess, Bengt F. Belgardt, Lars Paeger, Linda AW Verhagen, Andreas Husch, Jong-Woo Sohn, Brigitte Hampel, Harveen Dhillon, Jeffrey M. Zigman, Bradford B. Lowell, Kevin W. Williams, Joel K. Elvquist, Tamas L. Horvath, Peter Kloppenburg, Jens C. Brüning, fedtholdig fremmer fedme via insulinreceptor / P13k-afhængig hæmning af SF-1 VMH-neuroner, naturneurovidenskab, juni 5th 2011
Forudsat af Max-Planck-Gesellschaft
Binge-mekanisme udløst af fedt inden for tarmene Stimulerende endocannabinoider (2011)
Undersøgelse finder ud af, hvorfor vi beder om chips og pommes frites
Stephanie Pappas, LiveScience Senior Writer
Dato: 04 juli 2011
Det er svært at spise kun en kartoffelchip, og en ny undersøgelse kan forklare hvorfor.
Fed mad som chips og pommes frites udløser kroppen til at producere kemikalier som dem, der findes i marihuana, rapporterer forskere i dag i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Disse kemikalier, kaldet "endocannabinoider", er en del af en cyklus, der får dig til at vende tilbage til kun en bid ostefries, viser undersøgelsen.
"Dette er den første demonstration af, at endocannabinoid-signalering i tarmen spiller en vigtig rolle i reguleringen af fedtindtag," sagde forsker Daniele Piomelli, professor i farmakologi ved University of California, Irvine, i en erklæring.
Hjemmelavede marihuana kemikalier
Undersøgelsen viste, at fedt i tarmen udløser frigivelse af endocannabinoider i hjernen, men de grå ting mellem dine ører er ikke det eneste organ, der fremstiller naturlige marihuana-lignende kemikalier. Menneskelig hud gør også tingene. Hudcannabinoider spiller muligvis den samme rolle for os som for potteplanter: Fedtet beskyttelse mod vind og sol.
Endocannabinoider er også kendt for at påvirke appetit og sans for smag, ifølge et 2009-studie i PNAS, der forklarer de munchies, folk får, når de ryger marihuana.
I den nye undersøgelse monterede Piomelli og hendes kolleger rotter med rør, der ville dræne indholdet af deres mave, da de spiste eller drak. Disse mave rør tillod forskerne at fortælle om fedt virkede på tungen, i hvilket tilfælde de ville se en
endocannabinoid frigivelse selv med de implanterede rør eller i tarmen, i hvilket tilfælde de ikke kunne se effekten.
Rotterne fik til at nippe på en sundhedsskake (vanilje Sikre), en sukkeropløsning, en proteinrig væske kaldet pepton eller en fedtfattig drik lavet af majsolie. Derefter bedøvede og dissekerede forskere rotterne, der hurtigt frysede deres organer til analyse.
For kærlighed til fedt
Smag af sukker og proteiner påvirkede ikke frigivelsen af kroppens naturlige marihuana-kemikalier, fandt forskerne. Men supping på fedt gjorde. Resultaterne viste, at fedt på tungen udløser et signal til hjernen, som derefter viderebringer en besked ned til tarmen via et nervebundt kaldet vagusnerven. Denne besked kommanderer produktionen af endocannabinoider i tarmen, hvilket igen driver en kaskade af andre signaler, der alle skubber den samme besked: Spis, spis, spis!
Denne meddelelse ville have været nyttig i pattedyrs evolutionære historie, sagde Piomelli. Fedtstoffer er afgørende for overlevelse, og de var engang svært at komme med i pattedyrens kost. Men i nutidens verden, hvor en dagligvarebutik fuld af junkfood sidder på hvert hjørne, går vores evolutionære kærlighed til fedt let tilbage.
Resultaterne tyder på, at medicinske forskere måske ved at blokere modtagelsen af endocannabinoid-signaler kan bryde den cyklus, der driver folk til at overvælde fedtholdige fødevarer. Blokerende endocannabinoidreceptorer i hjernen kan forårsage angst og depression, siger Piomelli, men et lægemiddel, der er designet til at målrette mod tarmen, kan ikke udløse de negative bivirkninger.
Hvordan junkfood primerer hjernens mad-søgende opførsel (2015)
Februar 23, 2016 af Christopher Packham
(Medical Xpress) —Den nuværende epidemi af fedme i udviklede lande bør være en advarsel for sundhedsembedsmænd i udviklingslandene med nyåbnede markeder. Fødevareproducenter, restaurantfranchisevirksomheder, fødevareforsyningskæder og annoncører samarbejder om at skabe miljøer, hvor ekstremt velsmagende, energitætte fødevarer og deres relaterede tegn er let tilgængelige; mennesker har dog stadig adaptiv neural arkitektur, der er bedst egnet til et miljø med madknaphed. Med andre ord kan hjernens programmering gøre det vanskeligt at håndtere det moderne madøkosystem på en metabolisk sund måde.
Mennesker har, ligesom alle dyr, gammel genetisk programmering, der er tilpasset specielt til at sikre madindtagelse og fødevaresøgende overlevelsesadfærd. Miljømæssige signaler har stor indflydelse på denne adfærd ved at ændre neural arkitektur, og virksomheder har raffineret videnskaben om at udnytte menneskelig fornøjelsesrespons og måske utilsigtet omprogrammering af folks hjerner til at søge overskydende kalorier. I et miljø, der er rig på meget velsmagende, energitætte fødevarer, kan den gennemgribende evne til madrelaterede signaler føre til mad, der søger og overspiser uanset mæthed, en sandsynlig driver af fedme.
En gruppe canadiske forskere ved University of Calgary og University of British Columbia offentliggjorde for nylig resultaterne af en musestudie i Proceedings of National Academy of Sciences hvor de udforskede de neurale mekanismer bag disse ændringer i fødevaresøgende adfærd.
Programmering af fremtidige fødevarefremgangsmåder
De rapporterer, at kortsigtet forbrug af yderst velsmagende mad - specifikt sødet fedtholdig mad - primært fremmer fødevaresikkerhedsadfærd. De fandt ud af, at effekten formidles af styrkelsen af excitatorisk synaptisk transmission på dopaminneuroner, og varer i dage efter begyndelsen af 24-timers eksponering for sødede fedtholdige fødevarer.
Disse ændringer forekommer i hjernens ventrale tegmentale område (VTA) og dens mesolimbiske fremspring, et område involveret i tilpasning til miljømæssige signaler bruges til at forudsige motivationelt relevante resultater - med andre ord er VTA ansvarlig for at skabe trang til stimuli, der viste sig at være givende på en eller anden måde.
Forskerne skriver, ”Fordi forbedret excitatorisk synaptisk transmission til dopaminneuroner menes at transformere neutrale stimuli til fremtrædende information, kan disse ændringer i excitatorisk synaptisk transmission ligge til grund for den øgede madtilgangsadfærd, der blev observeret dage efter eksponering for sødede fedtfattige fødevarer og potentielt prime øget madforbrug. ”
Mulige terapeutiske metoder til fedme
Den forbedrede synaptiske styrke varer i dage efter eksponering for fødevarer med høj energi-densitet og medieres af øget excitatorisk synaptisk densitet. Forskerne fandt, at introduktion af insulin direkte til VTA undertrykker excitatoriske synaptisk transmission på dopaminneuroner og fuldstændigt undertrykker fødevaresøgende adfærd iagttaget efter 24-timers adgang til sødet fedtholdig mad.
I løbet af denne periode med madadgang stiger antallet af glutamatfrigivelsessteder på dopaminneuroner. Insulin virker for at blokere disse steder og konkurrerer med glutamat. I betragtning af, at dette antyder en mulig terapeutisk tilgang til fedme, skriver forfatterne, ”Derfor skal fremtidigt arbejde afgøre, om intranasalt insulin kan mindske overspisning på grund af madpriming induceret af velsmagende madforbrug eller mad-relaterede signaler. ”
Yderligere information: Forbrug af velsmagende fødevarer primer fødevare tilgang adfærd ved hurtigt stigende synaptisk tæthed i VTA. PNAS 2016; offentliggjort forud for print Februar 16, 2016, DOI: 10.1073 / pnas.1515724113
Abstrakt
I et miljø med nem adgang til meget velsmagende og energisk mad, kører madrelaterede signaler mad-søgende uanset mæthed, en effekt der kan føre til fedme. Det ventrale tegmentale område (VTA) og dets mesolimbiske fremskrivninger er kritiske strukturer involveret i indlæringen af miljømæssige signaler, der bruges til at forudsige motiverende relevante resultater. Priming effekter af fødevarerelateret reklame og forbrug af velsmagende mad kan føre til fødeindtagelse. Imidlertid er den mekanisme, hvormed denne effekt opstår, og om disse primingeffekter varer dage efter forbrug, ukendt. Her demonstrerer vi, at kortvarigt forbrug af velsmagende mad kan være en vigtig fremtidig adfærd og fødevareindtagelse for fødevarer. Denne effekt formidles af styrkelsen af den excitatoriske synaptiske transmission til dopaminneuroner, der oprindeligt opvejes af en forbigående stigning i endocannabinoid tone, men varer dage efter en indledende 24 timers eksponering for sødet fedtfattig mad (SHF). Denne forbedrede synaptiske styrke medieres af en langvarig stigning i den excitatoriske synaptiske densitet på VTA-dopaminneuroner. Indgivelse af insulin i VTA, som undertrykker excitatorisk synaptisk transmission til dopaminneuroner, kan afskaffe madadfærdsadfærd og fødeindtag observeret dage efter 24 timers adgang til SHF. Disse resultater antyder, at selv en kortvarig eksponering for velsmagende fødevarer kan føre til fremtidig fodringsadfærd ved at ”rewiring” mesolimbiske dopaminneuroner.
Forskere låser op mekanismer i hjernen, der adskiller fødevareforbrug fra trang (2016)
Marts 8, 2016
Forskere, der undersøger spiseforstyrrelser, studerer ofte kemiske og neurologiske funktioner i hjernen for at finde spor til overspising. Forståelse for ikke-homeostatisk spisning eller spisning, der drives mere af velsmagende, vane- og fødevarestreg - og hvordan det virker i hjernen, kan hjælpe neurovidenskabere med at bestemme, hvordan man styrer trang, opretholder sundere vægte og fremmer en sundere livsstil. Forskere ved University of Missouri opdagede for nylig de kemiske kredsløb og mekanismer i hjernen, der adskiller fødevareforbrug fra trang. At vide mere om disse mekanismer kan hjælpe forskere med at udvikle lægemidler, der reducerer overspisning.
”Ikke-homøostatisk spisning kan betragtes som at spise dessert, når du har spist et helt måltid,” sagde Kyle Parker, en tidligere studerende og efterforsker i MU Bond Life Sciences Center. ”Jeg ved måske, at jeg ikke er sulten, men denne dessert er lækker, så jeg skal alligevel spise den. Vi ser på, hvad neurale kredsløb er involveret i at drive denne adfærd. ”
Matthew J. Will, lektor i psykologisk videnskab ved MU College of Arts and Science, en forsker i Bond Life Sciences Center og Parkers rådgiver, siger for adfærdsforskere, at spise beskrives som en totrins proces kaldet appetitiv og afsluttende faser.
”Jeg tænker på neonskiltet til en doughnutbutik - logoet og aromaen af varme glaserede donuts er de miljømæssige signaler, der sætter gang i den trang eller appetitlige fase,” sagde Will. "Fuldendelsesfasen er, når du har den doughnut i hånden og spist den."
Parker studerede adfærdsmønstre hos laboratorierotter ved at aktivere hjernens fornøjelsescenter, et hotspot i hjernen, der behandler og styrker beskeder relateret til belønning og glæde. Han fodrede derefter rotterne med en kagedejlignende diæt for at overdrive deres fodringsadfærd og fandt ud af, at rotterne spiste dobbelt så meget som normalt. Da han samtidig inaktiverede en anden del af hjernen kaldet basolateral amygdala, stoppede rotterne med at spise. De vendte tilbage til deres madkurve på jagt efter mere, men indtog kun en normal mængde.
”Det virkede som om rotterne stadig længtes efter dejen,” sagde Will. ”De blev ved med at gå tilbage efter mad men spiste simpelthen ikke. Vi fandt ud af, at vi havde afbrudt den del af hjernen, der er specifik for fodring - kredsløbet knyttet til faktisk spisning - men ikke trangen. I det væsentlige forlod vi det trang intakt. ”
For at finde ud af, hvad der skete i hjernen under trang, etablerede Parker et spin-off-eksperiment. Ligesom før slog han på hjernens område i forbindelse med belønning og fornøjelse og inaktiverede den basolaterale amygdala i en gruppe rotter, men ikke den anden. Denne gang begrænsede han dog mængden af den fede diæt, som rotterne havde adgang til, så begge grupper spiste det samme beløb.
Udadtil viste begge grupper af rotter de samme fodringsadfærd. De spiste en del af mad, men holdt sig frem og tilbage til deres madkurve. Men indenfor hjernen så Parker klare forskelle. Rotter med aktiverede nucleus accumbens viste øget dopamin neuron aktivitet, som er forbundet med motiveret tilgang adfærd.
Holdet fandt også, at tilstanden af den basolaterale amygdala ikke havde nogen effekt på dopamin signalniveauer. I en region af hjernen kaldet hypothalamus så Parker imidlertid forhøjede niveauer af orexin-A, et molekyle forbundet med appetit, kun hos rotter med aktiveret basolateral amygdala.
”Vi viste, at hvad der kunne blokere forbrugsadfærden, er denne blokering af orexinadfærd,” sagde Parker.
"Resultaterne forstærkede ideen om, at dopamin er involveret i tilgangen - eller trangfasen - og orexin-A i forbruget," sagde Will.
Holdet mener, at disse resultater kan føre til en bedre forståelse af de forskellige aspekter af overeating og narkotikamisbrug. Ved at afsløre de uafhængige kredsløb af trang vs. det faktiske forbrug eller narkotikaudtagning, kan dette føre til potentielle lægemiddelbehandlinger, som er mere specifikke og har mindre uønskede bivirkninger.
Parker og Wills undersøgelse, “Neurale aktiveringsmønstre, der ligger til grund for basolateral amygdala-indflydelse på intra-accumbens opioid-drevne forbrugsmateriale i forhold til appetitiv fedtfattig fodringsadfærd hos rotter, ”For nylig blev offentliggjort i Behavioral Neuroscience. Forskning blev finansieret delvist af National Institute of Drug Abuse (DA024829).
;
