Fronto Nutr. 2016; 3: 6.
Eldonita enreta 2016 Feb 15. doi: 10.3389 / fnut.2016.00006
PMCID: PMC4753312
Enkonduko
Kun la tutmonda obezeco-krizo daŭre influanta la postulon por solvoj pliiĝis. La diskuto pri naturo vs. nutrado kaj biologio vs psikologio kulminis per deklari obezecon kiel malsano de iuj medicinaj organizoj. Mediaj faktoroj kaj genetika predispozicio, pli ol persona respondeco estas kulpaj, kiel pri iu ajn alia malsano. Ĉi tiu vido implicas, ke la biologiaj procezoj reguligantaj korpan pezon funkcias esence ĉe la senkonscia regno. Kvankam tio jam delonge estas akceptita por la tiel nomata homeostatika reguligo de energia bilanco, ĝi estas malpli klara por la hedonaj kontroloj. Ĉi tie ni kritike taksas la gravan demandon, kiel ronĝmodeloj povas helpi kompreni la kontribuon de hedonaj neŭralaj procezoj al korpa pezo-regulado. Kiam oni rigardas la konceptojn de rekompenco, plifortigon, motivon, plezuron toksiĝon kaj iliajn neŭrajn mekanismojn, en la kunteksto de manĝado kaj ekzercado, la nova vidpunkto aperas, ke homeostataj kaj hedonaj kontroloj estas proksime interrilataj kaj ofte agas en unison ĉe la senkonscia nivelo al atingi biologie adaptajn respondojn. Kvankam la diskuto pri korpa pezpunkto estis neglektita en la lastaj jaroj, ĉi tiu temo fariĝas pli urĝa kiel grava aspekto por efika kuracado de obeseco.
Hedonaj Mekanismoj Perforta Hejmata Regulado
Kiam la korpa pezo de bestoj kaj homoj estas ĝenata de periodoj de aŭ subnutrado aŭ trosufiĉiĝo, ĝi senprokraste revenas al antaŭ-perturbaj niveloj per procezo nomata homeostatika regulado, kiu engaĝas la kontrolojn de energia konsumado kaj energiaj elspezoj (1, 2). La bazaj hipotalamaj cirkvitoj sub la regulo estas delonge konata (3) kaj estis multe rafinita, aparte dum la lastaj 20-jaroj sekve de la malkovro de leptino. Resume, du apartaj neŭralaj loĝantaroj en la dubaŭba hipotalamo agas kiel primaraj energiaj sensiloj kaj engaĝas kompleksan reton de efikecaj cirkvitoj kontrolantaj ambaŭ energian kaj energian eliron biologie adaptatan modon [por revizio, vidu Ref. (4-7)].
Tamen la plej multaj konsentas pri tia baza homeostatika regulado, estis multe da diskuto pri la ekzakta nivelo de defendita korpa pezo kaj la mekanismoj engaĝitaj (8-13). Klare, ekzistas neniu fiksita fikspunkto ĉirkaŭ kiu mamulaj specioj reguligas sian korpan pezon. Pli ĝuste ĝi estas fleksebla, depende de ambaŭ internaj kaj eksteraj kondiĉoj inkluzive de genetika kaj epigenetika predispozicio, manĝa havebleco, manĝebleco, kaj aliaj mediaj faktoroj (10). Ĉi tio plej bone ilustras la laŭsezone ŝanĝiĝintan kaj homeostate defenditan korpan pezon fiksitan punkton de hibernatoroj (14).
Unu faktoro, kiu estas vaste kredita tre grava por influado de la individua korpa pezo, estas hedonaj manĝaĵoj, precipe la movo al pli alta korpa pezo per manĝeblaj tre kalori-manĝaĵoj. (Figuro (Figuro1A) .1A). La plej klara ekzemplo de ĉi tiu ŝanĝo en defendita korpa pezo estas la obesa rato kaj muso induktitaj de la dieto de la kafejo (15). Kvankam oni suspektas, ke la pliigita havebleco de tre plaĉaj, energi-densaj nutraĵoj ankaŭ plejparte respondecas pri la nuna obezema epidemio, tamen estas multe pli malfacile pruvi, pro malfacilaĵoj strikte regi energian ekvilibron kaj mediajn kondiĉojn ĉe homoj dum plilongigitaj periodoj. kiel eble estas en bestaj modeloj. Vaste akceptita vidpunkto estas, ke en genetike kaj / aŭ epigenetike susceptibles de homoj, la obesogena nutraĵa medio kapablas starigi novan, pli altan korpan pezon, kiu estas simile defendita kontraŭ devigita fastado kaj trostreĉiĝo kiel ĉe normalaj pezaj individuoj (11). Tial, unu el la ĉefaj problemoj por kompreni reguladon de korpa pezo estas la neŭrologia klarigo pri ĉi tiu ŝanĝo en defendita korpa pezo. Kiuj estas la neŭralaj mekanismoj, kiuj permesas haveblecon kaj plaĉecon de energiaj densaj nutraĵoj por superforti la bazan hejman homeran sistemon de defendo? Kompreni ĉi tiujn mekanismojn povus konduki al la disvolviĝo de pli specifaj drogoj aŭ kondutaj intervenoj en la batalo kontraŭ la obezeco.
Hedona Prilaborado estas Integra Parto de la Hejmata Reguliga Sistemo
La vidpunkto, ke la hedonaj kaj homeostataj neŭraj cirkvitoj ne estas apartaj entoj, sed estas parto de la sama reguliga sistemo rapide akiras tiradon. Ĉi tio baziĝas sur evidenteco por bidirekcia modulado de kortikolimaj cerbaj regionoj per interkaptaj signaloj, kaj de la hipotalamo per eksterteraj signaloj kaj iliaj kognaj kaj emociaj korelacioj (Figuro (Figuro11B).
Sube-Modulado de Korticolimbaj Cirkvitoj de Sciiĝo kaj Motivado per Interoceptive Signals of Nutrient Availability.
Malsupra kontrolo de hedonaj kaj kognaj procezoj per internaj signaloj ne estas nova kompreno. Konsiderante la gravegan gravecon de nutraĵoj por postvivado, ĝi estas fundamenta atributo de la esprimo de malsato kaj reiras al la komenco de evoluo de la nerva sistemo. Specife, la malsata stato estas karakterizita per pliigita instiga saleca atribuo (la mekanismo per kiu celobjekto kiel manĝaĵo fariĝas tre dezirata kaj dezirata - konduta magneto), kiu neŭrologie manifestiĝas per altigita aktiveco de la mezolimbia dopamina sistemo (16-18). Kio estas nova, estas iuj el la mesaĝistoj kaj neŭralaj mekanismoj montritaj. Ekzemple, nun estas klare, ke unu el la plej eminentaj homeostataj reguligantoj de korpa pezo - leptino - modulas la apetiton agante ne nur kontraŭ la hipotalamo sed ankaŭ pri eroj de la mezolimbia dopamina sistemo (19-22) Kaj pri olfaranta kaj gusto sensa prilaborado (23-25). Simile, multaj aliaj internaj signaloj de nutra havebleco, kiel ghrelin, intestaj GLP-1 kaj PYY, kaj insulino, same kiel glukozo kaj graso, ankaŭ parte agas sur kortikolimbaj strukturoj implikitaj en la kognaj kaj rekompencaj aspektoj de manĝaĵa kontrolo (26-36). Ĉi tiuj hormonoj efikas sur kognaj funkcioj estas interesaj en la kunteksto de homaj studoj, kiuj montras difektojn de kaj kognaj kaj metabolaj funkcioj en obesaj pacientoj (37-39). Kvankam la komuna ligo ankoraŭ ne estas konata, ĉefa hipotezo sugestas, ke intesta dysbiosis rezultanta de interago inter sub-optimuma nutrado, intestaj mikrobiotoj kaj la denaska imunsistemo kun postaj ŝanĝoj en la intesto-cerba signalado kaj sango-cerba bariera integreco. estas gravaj (40-43).
Supra Modulado de la Klasika Hipotalamika Regilo per Sentemaj, Kognaj kaj Motivaj Signaloj
La alia ŝoforo de ĉi tiu integriga vidpunkto estas nova kompreno pri la suprena malsupren-modulado de klasikaj homeostataj cirkvitoj per kognitiva kaj emocia prilaborado en kortikolimbaj sistemoj (44). Kune induktita, kondiĉita manĝaĵa konsumado estas konsiderata kiel grava mekanismo en manĝado de homoj en obesogena medio (45, 46) kaj estis studita en ronĝuloj antaŭ iom da tempo (47). Iuj el la koncernaj vojoj engaĝitaj en ĉi tiu kogno-dependa manĝaĵa konsumado estis identigitaj en la rato elmontrante dependecon de amigdala kaj prefrontal-kortekso-al-flanka hipotalamo-projekcioj (48, 49). Plej lastatempe, evidenteco por suprena modulado de AGRP-neŭronoj en la mediobasal hipotalamo, la epicentro de klasika homeostata regulado, estis prezentita. Oni opiniis, ke ĉi tiuj potencaj neŭronoj estas plejparte kontrolitaj de cirkulantaj hormonoj kaj metabolitoj laŭ tre malrapida vakso kaj malpliiĝanta proporcio al la fastitaj kaj nutritaj ŝtatoj. Uzante modernan, genetike bazitan neŭron-specifan teknologion, oni pruvis, ke aktiveco de AGRP-neŭronoj ankaŭ estas kontrolita sekundon post dua per la kondiĉita atendo de tuja manĝa ingestaĵo (50, 51). Ĉi tiu akra ekstera sensa kaj kognitiva kontrolo pri AGRP-neŭron-pafo-ritmo probable realiĝas per rektaj aŭ nerektaj enigoj de kelkaj kortikaj kaj subkortikaj areoj, kiel pruvas retrograda viral-spuro (52).
Kontrolo de Manĝaĵa Enportado kaj Reguligo de Energia Ekvilibro estas superregante Subkonscia
Estas klare, ke la klasika hipotalamika neŭra cirkvito respondeca pri la homeostatika regulado de la energia ekvilibro kaj korpa pezo, simile al homeostatika regulado de aliaj korpaj funkcioj, kiel sanga glukozo aŭ sangopremo, funkcias plejparte ekster konscio, ĉe la senkonscia nivelo. Krome kaj kiel diskutita pli supre, la instiga sensibiliza mekanismo per kiu interkonceptaj signaloj de elĉerpiĝo de energio kiel ekzemple malalta leptina veturado "volanta" tra la mezolimbika dopamina sistemo (16, 18, 53) ankaŭ plejparte funkcias ekster konscio kiel pruvis en homaj neŭrokimaj studoj (54-56). Eĉ en la foresto de metabola malsato kaj asociitaj interkaptaj sentivigaj signaloj, ne ŝajnas necesa konscio pri la kaĉo. Ĉi tio pruviĝis en ratoj kun kvina-induktita kondiĉita manĝaĵo (47, 48). Plue, la homa cerbo povas lerni la valoron de monaj rekompencoj kaj uzi ĝin por decidiĝo sen konscia prilaborado de kuntekstaj indikoj (57). Kvankam optimuma decidiĝo postulas memregadon, reprezentitan en la dorsolatera antaŭfronto de la kortekso (58, 59), la transformo de rekompenco-konduta ago ne estas sub deviga kontrolo de ĉi tiu cerba areo kaj ofte limigas la liberan volon agi (60). Finfine, neŭra aktiveco en iuj cerbaj lokoj povas daŭri kelkan tempon antaŭ ol la homoj konsciiĝas pri sia propra decido (61, 62), sugestante, ke multe de la procezoj kondukantaj al decido okazas ĉe la senkonscia nivelo.
Ingesta konduto ĉe homoj kaj ronĝuloj ŝajnas fariĝi aparte imuna al kognaj kontroloj kiam ĝi estas tre kutima (63, 64). Sub normalaj kondiĉoj, informoj pri eblaj rezultoj gravas por celoj-induktitaj cel-direktitaj agoj, farante tiajn agojn sentemaj al devalorigo. Tamen kutima konduto ne plu dependas de lernitaj rekompencaj atendoj kaj tiel grandparte estas sensenta pri mekanismoj de rekompenca malvalorigo (64, 65). La neŭralaj cirkvitoj regantaj ne kutimajn kondutojn estas malsame organizitaj ol tiuj por kutimaj aŭ aŭtomataj kondutoj. Ne kutimaj kondutoj multe dependas de la ventra striatum (nucleus accumbens) kaj de la ventromedia antaŭfrontal kortekso, dum kutimaj kondutoj dependas pli de la dorsolateral striatum (65, 66). La mekanismoj de memoro kaj memoro estas ankaŭ malsamaj por agoj kaj kondutoj kutimaj kontraŭ ne kutimaj. En diferenco al deklaraj memoroj, kiuj postulas konscian menson, proceduraj memoroj funkcias plejparte sub la nivelo de konscia konscio kaj konservado estas pli distribuita (67-69). Kiel konsekvenco, proceduraj memoroj kaj la kutimaj ingestaj kondutoj, kiujn ili gvidas, estas relative imunaj kontraŭ inhibitivaj kognaj kontroloj kaj plenumaj funkcioj.
konkludo
Bestaj modeloj estis gravegaj por dissekci la kompleksajn mekanismojn subpuŝantajn al obezeco. Konsiderante, ke la troa plimulto de genetikaj locioj ligitaj al homa obezeco estas asociita kun neŭraj funkcioj (70), ne mirindas, ke la neŭraj kontroloj de manĝaĵa konsumado kaj regulado de energia bilanco estas ĉefa ero de ĉi tiuj mekanismoj. Kvankam funkcia neŭroimagado ĉe homoj ankaŭ komencas fari gravajn kontribuojn, nur la pli invasivaj aliroj en ronĝuloj povis doni mekanikajn klarigojn. Rezulte, la tradicia dikotomio inter homeostatikaj kaj nehejostataj / hedonaj sistemoj respondecaj pri kontrolo de apetito kaj reguligo de korpa pezo, kvankam heŭristike ankoraŭ utila, ne plu taŭge priskribas la vastajn anatomiajn kaj funkciajn interagojn inter la du sistemoj. Krome, multe de la eligo de ĉi tiu pli granda interaga sistemo preterlasas konscion. La implikaĵoj de ĉi tiuj novaj komprenoj multe atingas, ĉar ili gvidos ne nur estontajn esploradojn, sed ankaŭ la dezajnon de farmakologiaj kaj kondutaj terapioj por obezeco kaj manĝaj malordoj.
Aŭtoro Kontribuoj
HM kaj CM helpis koncepti la opinion, recenzis la literaturon, verkis partojn de la manuskripto kaj redaktis la antaŭfinan version de la manuskripto. EQ-C kaj SY okupiĝis pri diskutoj pri la originala ideo, recenzis partojn de la literaturo, verkis partojn de la manuskripto kaj redaktis la antaŭfinan manuskripton. H-RB konceptis la originalan ideon por la opinio, diskutis plurajn projektajn versiojn de la manuskripto kun ĉiuj kunaŭtoroj, esploris la literaturon kaj verkis la finan manuskripton.
Konflikto pri Interesa Rakonto
La aŭtoroj deklaras, ke la esplorado estis farita sen manko de komercaj aŭ financaj rilatoj, kiujn oni povus konsideri kiel ebla konflikto de intereso.
financado
Ĉi tiu laboro estis subtenita de Nacia Instituto de Sano subvencio DK047348 (H-RB), DK092587 (HM) kaj DK081563 (CM).
Referencoj