BARÚLACHA: Dhá staidéar sainchomhartha a thaispeánann go bhfuil ciorcaid ar leithligh ann le haghaidh tomhaltas éigeantach siúcra - nó mar a thugann YBOP air, 'a meicníocht ragús'. Ceapadh i gcónaí go dtagann andúil iompraíochta as ach athruithe ar “gnáthchiorcaid”. Cé go dtarlaíonn sé seo, is léir anois go bhfuil 'ciorcaid ragúsacha' ar leithligh ann.
Déanann sé seo ciall éabhlóideach. Is bealach é chun ainmhí a áiteamh go ró-ithe nuair a bhíonn bia ar fáil. Eascraíonn na ciorcaid seo ón hypothalamus, arb é an príomh-réigiún rialaithe é freisin d’iompar gnéasach, libido agus erections. Níl aon amhras orm ach go bhfuil ‘ciorcaid ragús’ ag mamaigh le haghaidh gnéis chomh maith le bia. Is é atáirgeadh príomhthosaíocht ár ngéinte agus is gnách go mbíonn deiseanna cúplála níos lú agus níos faide ná na deiseanna itheacháin.
Le chéile, tá murtall agus diaibéiteas Cineál 2 i measc na bhfadhbanna sláinte is mó atá ag ár náisiún, agus is toradh iad den chuid is mó ar an méid a ghlaonn go leor daoine ar siúcra. Ach tá sé níos deacra an fhadhb seo a réiteach ná andúil drugaí a réiteach, mar go n-éilíonn sé an iarracht chun bianna míshláintiúla a ithe gan cur isteach ar an dúil bia sláintiúil a ithe nuair a bhíonn ocras uirthi.
I bpáipéar nua isteach Cell, rinne na neuroscientists ag MIT an dá phróiseas seo a mheaitseáil i lucha agus léirigh siad nach gcuireann cosc ar chuaird inchinne nach raibh ar eolas cheana féin a rialaíonn tomhaltas siúcra éigeantach isteach ar bhia sláintiúil.
“Don chéad uair, aithníomar conas a ionchorpraíonn an inchinn lorg siúcra go héigeantach agus léiríomar freisin go ndealraíonn sé go bhfuil sé difriúil ó ghnáth-ithe oiriúnaitheach,” a deir an t-údar sinsearach Kay Tye, príomh-imscrúdaitheoir ag Institiúid Foghlama Picower agus Cuimhne a d'fhorbair teicnící úrscéalta roimhe seo chun staidéar a dhéanamh ar chuaird inchinne in andúil agus imní. “Caithfimid staidéar níos doimhne a dhéanamh ar an gciorcad seo, ach is é ár gcuspóir deiridh ná cur chuige sábháilte, neamh-fhorbhreathnaitheach a fhorbairt chun iompraíochtaí itheacháin maladaptive a sheachaint, ar dtús i lucha agus i ndeireadh na dála daoine.”
Sainmhínítear andúil drugaí mar lorg drugaí éigeantach in ainneoin iarmhairtí dochracha ar scoil, san obair nó sa bhaile. Déanann drugaí andúile “hijack” an t-ionad próiseála luaíochta nádúrtha, an limistéar teascánach ventral (VTA). Ach is luaíocht nádúrtha é bia agus murab ionann agus druga, tá sé riachtanach chun maireachtáil, mar sin ní raibh sé soiléir an bhfuil ró-iomarcaíocht mar thoradh ar éigeantas den chineál céanna, nó ar rud éigin eile.
“Is é an tuairim seo, i mo thuairimse, gur céim iontach chun tosaigh é maidir le tuiscint a fháil ar na gnéithe casta go leor d'iompar beathaithe,” a deir Antonello Bonci, stiúrthóir eolaíochta ag an Institiúid Náisiúnta um Dhrochúsáid Drugaí, nach raibh bainteach leis an taighde. “Cé go bhfuil go leor staidéar den scoth déanta roimhe seo, ag féachaint ar thiomáint éigeantach neamhoird úsáide substaintí, is é seo an chéad uair a théann staidéar i bhfeidhm go domhain agus go cuimsitheach ar na gnéithe céanna d’ iompar beathú éigeantach. Ó thaobh na haistrithe de, tháinig toradh an-spreagúil ar an gcur chuige ildisciplíneach urghnách a úsáideadh sa staidéar seo: go bhfuil tomhaltas siúcra éigeantach idirghabhála ag ciorcad néarach difriúil ná bia fiseolaíoch, sláintiúil. ”
Don staidéar, dhírigh Tye agus a mac léinn iarchéime Edward Nieh ar na naisc idir an VTA agus an hypothalamus cliathánach (LH), a rialaíonn beathú. Ach toisc go rialaíonn an TL iompraíochtaí éagsúla eile agus go nascann sé le réigiúin inchinn eile iolracha, ní raibh aon chuaird próiseála beatha agus luach saothair scoite amach ag aon duine fós. Shainaithin Tye agus Nieh na néaróin LH a cheanglaíonn leis an VTA ar dtús agus rinne siad tréithe orthu agus thaifead siad a ngníomhaíochtaí a tharla go nádúrtha in slisní inchinne, le cabhair ó Gillian Matthews, sular bhog siad chuig turgnaimh ainmhithe. Thaifead leictreoidí gníomhaíocht na néaróin aitheanta seo le linn iompraíochtaí ainmhithe.
Is breá le lucha siúcrós go nádúrtha - cosúil le daoine a bhfuil sodas saibhir i siúcra iontu - mar sin chuir Nieh oiliúint ar lucha chun siúcrós a lorg ag calafort seachadta nuair a chloiseann siad agus nuair a fheiceann siad leid. Tar éis do na lucha foghlaim faoi luaíocht siúcróis a thuar ar CUE, choinnigh sé an luach saothair siar go randamach thart ar leath an ama - díomá searbh. Uaireanta eile, fuair na lucha luaíocht siúcrós gan choinne gan aon leid thuarthach - iontas milis. Tugtar an earráid tuartha luaíochta ar an difríocht seo idir an t-ionchas agus an taithí.
Léirigh na taifeadtaí néaracha nár éirigh ach le cineál amháin néaróin LH a bhí ag nascadh leis an VTA tar éis don ainmhí luach saothair siúcróis a lorg, cibé acu an bhfuair sé an luach saothair nó nach bhfuair. Shocraigh sraith eile de néaróin LH, ar aiseolas a fháil ón VTA, an freagra ar an luach saothair nó ar é a fhágáil ar lár.
Ar aghaidh, d’oibrigh Nieh le mac léinn MD / PhD i saotharlann Tye, Stephen Allsop, chun lucha a mhodhnú ionas go mbeadh próitéiní íogaire éadroma sna réamh-mheastacháin neural LH-VTA a fhéadann néaróin a ghníomhachtú nó a thost le bíoga solais, modh ar a dtugtar optogenetics. Mar thoradh ar na réamh-mheastacháin a ghníomhachtú, itheadh siúcrós éigeantach agus mhéadaigh ró-ithe i lucha a bhí lán. Laghdaigh an cosán seo a ghníomhachtú an lorg éigeantach ar shiúcrós atá cosúil le andúil, ach níor choisc sé ar lucha a raibh ocras orthu ithe go rialta. “Bhí sé sin corraitheach toisc go bhfuil na sonraí taifeadta againn chun a thaispeáint conas a tharlaíonn an cuardach éigeantach siúcra seo,” a deir Nieh, “agus is féidir linn an t-iompar éigeantach a thiomáint nó a bhaint trí athruithe an-bheacht a dhéanamh sa chiorcad néaróg."
“Tá hipitéis déanta ag taighdeoirí andúile gurb é an t-aistriú ó ghníomhartha go nósanna go héigeantas an bealach go foirmiú andúile, ach is rúndiamhair é go díreach cá háit agus conas a tharlaíonn sé seo san inchinn,” a deir Tye, atá ina Ollamh Cúnta Forbartha Gairme Whitehead freisin Roinn Eolaíochtaí Brain agus Cognaíoch MIT. “Anois tá fianaise againn a léiríonn go bhfuil an t-aistriú seo léirithe sa chiorcad LH-VTA."
Léirigh Nieh, ag obair le Matthews, postdoc i saotharlann Tye, go seolann na néaróin LH meascán de chomharthaí excitatory (glutamate) agus coisctheach (GABA) chuig an VTA. Ach contrártha leis an ionchas, ba iad na comharthaí coisctheacha, ní na comharthaí eisiatacha, a spreag an ghníomhaíocht beathaithe sna lucha. Nuair a cuireadh réamh-mheastacháin GABA i ngníomh ina n-aonar, d’iompaigh na lucha go aisteach, ag cnagadh ar bhun an chliabháin agus ag pantomiming na rúin a bhaineann le cnapán bia a thabhairt chuig an mbéal agus é a chogaint. (Bhí siad cothaithe, mar sin ní raibh ocras orthu.) “Is dóigh linn go rialaíonn na réamh-mheastacháin glutamatergic ról na réamh-mheastacháin GABAergic, ag treorú an méid is iomchuí chun gnaw a dhéanamh,” a deir Nieh. "Caithfidh an dá chomhpháirt oibriú le chéile chun comharthaí beathaithe bríocha a fháil."
“Tá sé seo an-tábhachtach don réimse seo, mar is rud é seo nach raibh a fhios againn roimhe seo,” arsa Bonci, “agus tá an poitéinseal aige an tslí a dtéann muid i ngleic le cóireáil iomarcach.
Shainaithin na taighdeoirí freisin na néaróin ilchineálacha ar dheireadh na réamh-mheastacháin seo sa VTA. Nascann gach fo-thacar de néaróin LH le néaróin dopamine agus GABA a tháirgeann sa VTA. Tá an saotharlann ag fiosrú anois an difríocht idir iompraíochtaí beathaithe agus siúcrós-bhunaithe bunaithe ar an gcineál sprioc-néaróin.
Cuireadh tús leis an taighde seo mar chuid de Ghradam Nua Imscrúdaitheora 2013 NIH Tye, leis an sprioc fhadtéarmach chun paraidím nua a bhunú chun murtall a chóireáil a d'fhéadfaí a chur i bhfeidhm ar neamhoird neuropsychiatric eile. Tháinig maoiniú breise ó iliomad foinsí poiblí agus príobháideacha, lena n-áirítear Comhaltacht Taighde Iarchéime an NSF Nieh, Comhaltacht Córais Chomhtháite Neuronal, agus an Clár Oiliúna i Neurobiology of Learning and Memory. Chuir Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Wichmann, Rachael Neve, agus Craig P. Wildes, baill uile Institiúid Picower, leis an obair seo freisin.
Shainigh eolaithe néaróin atá freagrach as ró-thomhaltas bia ag leibhéal nach bhfacthas riamh roimhe
By Anna Azvolinsky | Eanáir 29, 2015
Tá dhá fhoireann taighde neamhspleácha tar éis daonraí néaróin a shainiú sa hypothalamus atá freagrach as spreagadh bia-mar-luaíocht, ach is dócha nach gá iad a ithe le maireachtáil. D'fhoilsigh an dá ghrúpa a gcuid torthaí inniu (Eanáir 29) isteach Cell.
“Is páipéir mhóra iad seo a thosaíonn ag sainiú castacht agus ilchineálacht [an hypothalamus] agus na sraitheanna sonracha néaróin ar féidir leo torthaí iompraíochta drámatúla a tháirgeadh,” a dúirt Ralph DiLeone, neurobiologist in Ollscoil Yale nach raibh páirteach san obair.
Ag baint úsáide as optogenetics, neuroscientist Garret Stuber in Ollscoil North Carolina, fuair Chapel Hill, agus a chomhghleacaithe amach go raibh luamháin ag baint le néaróin GABAergic a ghníomhachtú laistigh den hypothalamus cliathánach (LH), agus spreag an ghníomhaíocht na néaróin seo na lucha gan iad a ithe sa bhreis. Bhí na néaróin seo difriúil ó dhaonraí neuronal eile sa LH a bhí gafa roimhe sin le hithe agus le hiompar eile a bhain le luach saothair. Nuair a bhí na neuróin seo claonta go géiniteach, ní raibh na lucha chomh spreagtha le luach saothair calraí leachtach a fháil. Rinne na heolaithe léargas freisin ar chomharthaíocht cailciam de na céadta néaróin GABAergic aonair i lucha saorghluaiseachta ag an am céanna trí mhicreascóip a ionchlannú isteach sa LH agus micreascóp fluaraiseachta mionbhrúite a cheangal le cinn na n-ainmhithe. Thaispeáin an íomháú cailciam daonraí ar leith de néaróin GABAergic a bhí gníomhach ar an gcéad bhlas ar luaíocht bia nó nuair a phléasc na lucha a gcuid srón — comhartha suime sa bhia — ach is annamh le linn an dá ghníomhaíocht.
Cuireann íomháú cailciam in vivo ar chumas taighdeoirí gníomhaíocht neuronal a léamh ar scála níos mó — i réigiúin ar leith den inchinn, a dúirt DiLeone. Forbraíodh an teicníc ag Saotharlann Mark Schnitzer ag Ollscoil Stanford. “Sé bliana ó shin, ní raibh aon cheann de na teicneolaíochtaí seo againn - ablation géiniteach, optogenetics, in íomháú in vivo,” Paul Phillips, neuroscientist in Ollscoil Washington, a dúradh An t-eolaí. “Is iontach an rud é go gcuireann saotharlann Stuber iad seo le chéile chomh glan sin chun ceisteanna tábhachtacha néareolaíochta a fhreagairt.”
Tá néaróin na TL éagsúil, agus is eol go bhfuil baint acu le hiompar a bhaineann le duaiseanna amhail ithe, ól agus gnéas. Ach ba dhúshlán stairiúil é tréithriú na bhfo-ollphointí éagsúla de néaróin sa réigiún inchinne seo. “Tá na torthaí spreagadh leictreach againn ar feadh níos mó ná bliain 30 anois, ach ní raibh a fhios againn [cad iad na néaróin] a bhí á spreagadh againn agus an bhfuil na néaróin a bhaineann le beathú ón LH nó iad siúd atá ag dul trí theicnící optogenetics ar fáil, ”a dúirt Roy Wise, neuroscientist ag an Institiúid Náisiúnta um Dhrochúsáid Drugaí nach raibh páirteach san obair.
“Tá spleodar sa réimse néareolaíochta le haghaidh íomháú in vivo toisc go ligeann sé dúinn, den chéad uair, staidéar a dhéanamh ar phatrúin ghníomhaíochta laistigh de fho-ollphointí néaróin atá sainmhínithe go móilíneach,” a dúirt Stuber.
Sa dara staidéar, faoi stiúir neuroscientist MIT Kay Tye, d’aithin taighdeoirí dhá dhaonra neuronal ar leith sa chiorcad a nascann an LH agus limistéar teascánach ventral an midbrain (VTA), atá ar eolas mar gheall ar a fheidhm próiseála luaíochta. Cibé an bhfreagraíonn néaróin sna réamh-mheastacháin LH-VTA seo don siúcra féin, nó nárbh eol don ghníomh an siúcra a fháil, a dúirt an staidéar coauthor Edward Nieh, mac léinn iarchéime i saotharlann Tye. “Anois, tá a fhios againn go bhfuil fo-laofachtaí néaróin ag freagairt do leideanna éagsúla — ag fáil an [siúcra] agus ag fáil an [siúcra] féin.”
Ag baint úsáide as athrú ar theicníc optogenetics, níor dhírigh an fhoireann ach ar na néaróin sa LH a nascann leis an VTA. Nuair a scrúdaíodh lucha a bhí ag gluaiseacht go réidh, fuair an fhoireann amach gur gníomhaíodh na néaróin a cheanglaíonn an LH leis an VTA i rith an ghnímh chun luach saothair siúcra a lorg, neamhspleách ar an bhfuarthas an duais. Níor laghdaigh an ciorcad seo ach na siúcra a bhí á lorg go héigeantach — ní gnáth-iompar beathaithe - sna lucha seo. Ní raibh iompraíochtaí neamhghnácha ach ag na néaróin GABAergic sa chiorcad seo a spreagadh: na hainmhithe a bhí ag an urlár nó spás folamh ina gcliabháin nuair nach raibh aon bhia i láthair. Agus mar thoradh ar na néaróin seo a spreagadh bhí iompar éigeantach clasaiceach mar thoradh ar phionós a shásamh — turraingí leictreacha — chun dul chuig luach saothair an tsiúcra, agus ró-ídiú iomarcach a mhéadú.
“Féadfaimid laghdú a dhéanamh ar shiúcrós éigeantach a lorg ach ní dhéanaimid difear dá ngnáthbheathú,” a dúirt Nieh. “Tá sé seo tábhachtach mar go gcaithfimid na codanna míshláintiúla den ithe a chosc agus an gnáth-itheachán a choinneáil slán.
“Tá feidhm shoiléir ann maidir le neamhoird bheathaithe agus b'fhéidir mí-úsáid drugaí agus cearrbhachas toisc go bhféadfadh sé a bheith ina chonair choiteann a ghníomhaíonn na cineálacha iompair seo,” a dúirt Phillips.
I ríomhphost chuig An t-eolaí, Dúirt Tye go bhfuil a saotharlann ag obair anois chun síniú neuronal a shainiú níos fearr le haghaidh craving a d'fhéadfaí a bhrath i bhfíor-am chun idirghabhálacha a fhorbairt chun stop a chur le ró-éalú éigeantach agus le hiompar andúileach eile sula dtosaíonn siad.
JH Jennings et al., “Ag amharc ar dhinimic líonra hypothalamic le haghaidh iompraíochtaí dearfacha agus macallacha,” Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015.
EH Nieh et al., “Ciorcaid néarógacha a dhíchódú a rialaíonn siúcrós éigeantach ag iarraidh,” Cill, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015.
;