FIOSRACHADH: Dà sgrùdadh comharra-tìre a ’sealltainn gu bheil cuairtean fa-leth ann airson caitheamh siùcar èiginneach - no mar a chanas YBOP ris,‘ a inneal binge'. Bhathas an-còmhnaidh den bheachd gu bheil tràilleachd giùlain ag èirigh a-mhàin atharrachaidhean air “cuairtean àbhaisteach”. Fhad ‘s a tha seo a’ tachairt, tha e a-nis follaiseach gu bheil ‘cuairtean cuairteachaidh’ fa leth ann cuideachd.
Tha seo a ’dèanamh ciall mean-fhàs. Tha e na dhòigh air beathach a bhrosnachadh gu cus ithe nuair a tha biadh ri fhaighinn. Tha na cuairtean sin ag èirigh bhon hypothalamus, a tha cuideachd na phrìomh roinn smachd airson giùlan gnèitheasach, libido agus erections. Chan eil teagamh sam bith agam gu bheil mamalan a ’sealbhachadh‘ binge circuits ’airson gnè a bharrachd air biadh. Is e ath-riochdachadh prìomh phrìomhachas ar ginean agus mar as trice tha cothroman suirghe nas lugha agus nas fhaide eadar na cothroman ithe.
Còmhla, tha reamhrachd agus tinneas an t-siùcair Type 2 am measg nan duilgheadasan slàinte as motha san dùthaich againn, agus tha iad gu ìre mhòr mar thoradh air na chanas mòran ri “cuir-ris” ri siùcar. Ach tha a bhith a ’fuasgladh na duilgheadas seo nas toinnte na bhith a’ fuasgladh tràilleachd dhrogaichean, oir tha e a ’feumachdainn lughdachadh air an oidhirp airson biadh mì-fhallain ithe gun a bhith a’ toirt buaidh air miann biadh fallain ithe nuair a tha an t-acras ort.
Ann am pàipear ùr a-steach Cell, tha neuroscientists aig MIT air an dà phròiseas seo fhuasgladh ann an luchagan agus air sealltainn nach eil a bhith a ’cur bacadh air cuairt eanchainn nach robh aithnichte roimhe a bhios a’ riaghladh caitheamh siùcar èigneachail a ’cur bacadh air ithe fallain.
“Airson a’ chiad uair, tha sinn air faighinn a-mach mar a tha an eanchainn a ’còdachadh sireadh siùcar èiginneach agus tha sinn cuideachd air sealltainn gu bheil e coltach gu bheil e eadar-dhealaichte bho ithe àbhaisteach, atharrachail,” arsa am prìomh ùghdar Kay Tye, prìomh neach-sgrùdaidh aig Institiùd Ionnsachaidh Picower agus Cuimhne a leasaich dòighean ùra roimhe airson sgrùdadh cuairteachadh eanchainn ann an tràilleachd agus iomagain. “Feumaidh sinn sgrùdadh nas doimhne a dhèanamh air a’ chuairt seo, ach is e ar n-amas deireannach dòighean-obrach sàbhailte, neo-ionnsaigheach a leasachadh gus casg a chuir air giùlan ithe maladaptive, an toiseach ann an luchagan agus mu dheireadh ann an daoine. ”
Tha tràilleachd dhrogaichean air a mhìneachadh mar a bhith a ’sireadh dhrogaichean èiginneach a dh’ aindeoin droch bhuaidh san sgoil, san obair no san dachaigh. Bidh drogaichean addictive a ’“ hijack ”an ionad giullachd dhuaisean nàdurrach san eanchainn, an sgìre teasach ventral (VTA). Ach is e duais nàdurrach a th ’ann am biadh agus, eu-coltach ri droga, tha e riatanach airson a bhith beò, agus mar sin cha robh e soilleir a bheil cus buaidh mar thoradh air èigneachadh coltach ris, no bho rudeigin eile.
“Tha an sgrùdadh seo a’ riochdachadh, nam bheachd-sa, ceum air leth air adhart a thaobh a bhith a ’tuigsinn na taobhan toinnte de ghiùlan biadhaidh,” arsa Antonello Bonci, stiùiriche saidheansail aig an Institiud Nàiseanta air Mì-chleachdadh Dhrugaichean, nach robh an sàs san rannsachadh. “Ged a chaidh mòran sgrùdaidhean sàr-mhath a dhèanamh roimhe seo, a’ coimhead air gluasad èiginneach eas-òrdughan cleachdadh stuthan, is e seo a ’chiad uair a bhios sgrùdadh a’ dol gu domhainn agus gu h-iomlan a-steach do na h-aon nithean airson giùlan biadhaidh èigneachail. Bho shealladh eadar-theangachaidh, thug an dòigh-obrach ioma-chuspaireil iongantach a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo toradh fìor inntinneach: gu bheil caitheamh siùcar èiginneach air a mheadhanachadh le cuairt neòil eadar-dhealaichte seach ithe fiseòlasach, fallain. ”
Airson an sgrùdadh, chuir Tye agus an oileanach ceumnaiche aice Edward Nieh fòcas air na ceanglaichean eadar an VTA agus an hypothalamus lateral (LH), a bhios a ’cumail smachd air biathadh. Ach leis gu bheil an LH cuideachd a ’cumail smachd air giùlan eadar-mheasgte eile agus a’ dèanamh ceangal ri grunn roinnean eanchainn eile, cha robh duine fhathast air cuairteachadh beathachaidh agus giullachd dhuaisean a sgaradh. Chomharraich Tye agus Nieh an toiseach agus chomharraich iad dìreach na neurons LH a tha a ’ceangal ris an VTA agus chlàraich iad na gnìomhan aca a bha a’ tachairt gu nàdarra ann an sliseagan eanchainn, le cuideachadh bho Gillian Matthews, mus do ghluais iad gu deuchainnean bheathaichean. Chlàr electrodes gnìomhachd nan neurons comharraichte sin rè giùlan bheathaichean.
Tha luchainn gu nàdurrach dèidheil air sucrose - coltach ri daoine a tha dèidheil air sodas làn siùcair - mar sin rinn Nieh trèanadh air luchagan gus sucrose a shireadh aig port lìbhrigidh nuair a chluinneas iad agus a chì iad sealladh. Às deidh dha na luchagan ionnsachadh mu bhith a ’ro-innse duais sucrose air cue, chùm e air ais an duais mu leth na h-ùine - briseadh-dùil searbh. Aig amannan eile, fhuair na luchagan duais sucrose gun dùil gun sealladh sam bith ro-innse - iongnadh milis. Canar mearachd ro-innse duais ris an eadar-dhealachadh seo eadar an dùil agus an t-eòlas.
Sheall na clàran neural gun do dh ’fhàs aon seòrsa de neurons LH a bha a’ ceangal ris an VTA gnìomhach a-mhàin às deidh don bheathach ionnsachadh duais sucrose a shireadh, ge bith an d ’fhuair e an duais no nach d’ fhuair. Chuir seata eile de neurons LH, nuair a fhuair iad fios air ais bhon VTA, a-steach an fhreagairt don duais no an dearmad.
An ath rud, dh ’obraich Nieh le oileanach MD / PhD ann an deuchainn-lann Tye, Stephen Allsop, gus luchagan atharrachadh gus am biodh na ro-mheasaidhean neural LH-VTA a’ giùlan phròtainean mothachail air solas a dh ’fhaodas neurons a ghnìomhachadh no a shàmhlachadh le buillean solais, dòigh ris an canar optogenetics. Le bhith a ’cur na ro-mheasaidhean an gnìomh, dh’ itheadh sucrose èigneachail agus barrachd overeating ann an luchagan a bha làn. Le bhith a ’cur an gnìomh an t-slighe seo sìos lughdaich a bhith a’ sireadh sucrose a tha coltach ri tràilleachd, ach cha do chuir sin stad air luchagan leis an acras bho bhith ag ithe chow cunbhalach. “Bha sin brosnachail oir tha an dàta clàraidh againn gus sealltainn mar a bhios an sireadh siùcair èiginneach seo a’ tachairt, ”tha Nieh ag ràdh,“ agus is urrainn dhuinn dìreach an giùlan èiginneach a dhràibheadh no a chumail fodha le bhith a ’dèanamh atharrachaidhean gu math mionaideach anns a’ chuairt neòil. ”
“Tha luchd-rannsachaidh tràilleachd air beachd a ghabhail gur e dìomhaireachd a th’ anns a ’ghluasad bho ghnìomhan gu cleachdaidhean gu èigneachadh gu cruthachadh tràilleachd, ach tha e dìreach na dhìomhaireachd càite agus ciamar a bhios seo a’ tachairt san eanchainn, ”arsa Tye, a tha cuideachd na Àrd-ollamh Leasachaidh Dreuchd Whitehead ann an Roinn Saidheansan Brain agus Cognitive MIT. “A-nis tha fianais againn a tha a’ sealltainn gu bheil an gluasad seo air a riochdachadh ann an cuairt LH-VTA. ”
Sheall Nieh, ag obair còmhla ri Matthews, postdoc ann an deuchainn-lann Tye, gu bheil na neurons LH a ’cur measgachadh de chomharran excitatory (glutamate) agus inhibitory (GABA) chun VTA. Ach a dh ’aindeoin na bha dùil, b’ e na comharran bacaidh, chan e an fheadhainn excitatory, a bhrosnaich gnìomhachd beathachaidh anns na luchagan. Nuair a chaidh ro-mheasaidhean GABA leotha fhèin a chuir an gnìomh, bha na luchagan gan giùlan fhèin gu h-annasach, a ’glaodhadh air bonn a’ chèidse agus a ’pantomiming na gluasadan a thaobh a bhith a’ toirt cnap bìdh don bheul agus a ’cagnadh. (Bha iad air am biathadh, agus mar sin cha robh an t-acras orra.) “Tha sinn den bheachd gu bheil na ro-mheasaidhean glutamatergic a’ riaghladh àite ro-mheasaidhean GABAergic, a ’stiùireadh na tha iomchaidh airson a bhith a’ cnagadh, ”tha Nieh ag ràdh. “Feumaidh an dà phàirt obrachadh còmhla gus comharran beathachaidh brìoghmhor fhaighinn."
“Tha seo glè chudromach airson an raoin, oir is e seo rudeigin nach robh fios againn roimhe,” tha Bonci ag ràdh, “agus tha comas aige cruth-atharrachadh a dhèanamh air an dòigh sa bheil sinn a’ dèiligeadh ri làimhseachadh airson a bhith a ’dèanamh cus.”
Bha an luchd-rannsachaidh cuideachd a ’comharrachadh na neurons heterogeneous air deireadh faighinn nan ro-mheasaidhean sin anns an VTA. Bidh gach fo-sheata de neurons LH a ’dèanamh ceangal le neurons a tha a’ dèanamh dopamine- agus GABA anns an VTA. Tha an obair-lann a-nis a ’sgrùdadh mar a tha giùlan biadhaidh agus sireadh sucrose eadar-dhealaichte stèidhichte air an t-seòrsa targaid neuron.
Chaidh an rannsachadh seo a thòiseachadh mar phàirt de Dhuais Sgrùdaidh Ùr Stiùiriche Tye 2013 NIH, leis an amas fad-ùine paradigm ùr a stèidheachadh airson a bhith a ’làimhseachadh reamhrachd a dh’ fhaodadh a bhith air a chuir an sàs ann an eas-òrdughan neuropsychiatric eile. Thàinig maoineachadh a bharrachd bho ghrunn stòran poblach is prìobhaideach, a ’gabhail a-steach Caidreabh Rannsachaidh Ceumnaiche NSie Nieh, Caidreabh Siostaman Neuronal Integrative, agus am Prògram Trèanaidh ann an Neurobiology of Learning and Memory. Chuir Kara N. Presbrey, Christopher A. Leppla, Romy Wichmann, Rachael Neve, agus Craig P. Wildes, a tha uile nam buill de Institiud Picower, ris an obair seo cuideachd.
Tha eòlaichean saidheans air neurons a mhìneachadh le uallach airson cus caitheamh bìdh aig ìre mionaideachd nach fhacas riamh roimhe
By Anna Azvolinsky | Faoilleach 29, 2015
Tha dà sgioba rannsachaidh neo-eisimeileach air àireamhan de neurons a mhìneachadh anns an hypothalamus a tha an urra ri brosnachadh biadh-mar-dhuais, ach tha coltas ann nach eil feum orra gus ithe a bhrosnachadh airson mairsinn beò. Dh'fhoillsich an dà bhuidheann na toraidhean aca an-diugh (Faoilleach 29) ann an Cell.
“Is e pàipearan mòra a tha seo a tha a’ tòiseachadh a ’mìneachadh iom-fhillteachd agus ioma-ghnèitheachd [an hypothalamus] agus na seataichean sònraichte de neurons as urrainn toraidhean giùlan iongantach a thoirt gu buil,” thuirt Ralph DiLeone, neurobiologist aig Oilthigh Yale nach robh an sàs san obair.
A ’cleachdadh optogenetics, neuroscientist Stubhar Garret aig Oilthigh Carolina a Tuath, Chapel Hill, agus lorg a cho-obraichean gu robh a bhith a ’gnìomhachadh neurons GABAergic taobh a-staigh an hypothalamus lateral (LH) a’ toirt air luchagan a bhith a ’biathadh nas trice, fhad‘ s a bha iad a ’cur bacadh air gnìomhachd nan neurons sin a bhrosnaich na luchagan gun a bhith ag ithe cus. Bha na neurons sin eadar-dhealaichte bho àireamhan neuronal eile san LH a bha roimhe seo an sàs ann an ithe agus giùlan eile co-cheangailte ri duais. Nuair a chaidh na neurons sin a ghintinn gu ginteil, cha robh na luchagan cho brosnachail gus duais calorie liùlach fhaighinn. Chunnaic an luchd-saidheans cuideachd soidhneadh calcium de cheudan de neurons GABAergic fa leth aig an aon àm ann an luchagan gluasadach le bhith a ’cur microendoscopes a-steach don LH agus a’ ceangal miocroscop flùraiseach miniaturized gu cinn nam beathaichean. Sheall na h-ìomhaighean calcium àireamhan sònraichte de neurons GABAergic a bha gnìomhach air a ’chiad bhlas de dhuais bìdh no nuair a chuir na luchagan an sròin - comharra de ùidh anns a’ bhiadh - ach glè ainneamh rè an dà ghnìomhachd.
Tha ìomhaighean calcium in vivo a ’toirt comas do luchd-rannsachaidh gnìomhachd neuronal a leughadh aig sgèile nas motha - ann an roinnean sònraichte den eanchainn, thuirt DiLeone. Chaidh an innleachd a leasachadh le Obair-lann Mark Schnitzer aig Oilthigh Stanford. “O chionn sia bliadhna, cha robh gin de na teicneòlasan sin againn - ablation ginteil, optogenetics, ìomhaighean in vivo,” Pòl Phillips, dh ’innis neuroscientist aig Oilthigh Washington An t-eòlaiche. “Tha e iongantach a bhith a’ faicinn deuchainn-lann Stuber gan cur còmhla cho glan gus ceistean cudromach mu neuro-saidheans a fhreagairt. ”
Tha neurons an LH eadar-mheasgte, agus tha fios gu bheil iad an sàs ann an giùlan co-cheangailte ri duais leithid ithe, òl, agus feise. Ach tha a bhith a ’comharrachadh na fo-dhaoine eadar-mheasgte de neurons san roinn eanchainn seo air a bhith na dhùbhlan gu h-eachdraidheil. “Tha sinn air na co-dhùnaidhean brosnachaidh dealain fhaighinn airson còrr air 30 bliadhna a-nis, ach cha robh fios againn [dè na neurons] a bha sinn a’ brosnachadh agus a bheil na neurons co-cheangailte ri biadhadh bhon LH no an fheadhainn a tha dìreach a ’dol troimhe gu dòighean optogenetics. bha e ri fhaighinn, ”thuirt e Ruadh Glic, neuroscientist aig an Institiud Nàiseanta air Mì-chleachdadh Dhrugaichean nach robh an sàs san obair.
“Tha togail-inntinn anns an raon neuro-saidheans airson ìomhaighean in vivo oir tha e a’ toirt cothrom dhuinn, airson a ’chiad uair, sgrùdadh a dhèanamh air pàtrain gnìomhachd taobh a-staigh fo-dhaoine a tha air am mìneachadh le moileciuil,” thuirt Stuber.
Anns an dàrna sgrùdadh, air a stiùireadh le neuroscientist MIT Kay Tye, chomharraich luchd-rannsachaidh dà bhuidheann neuronal sònraichte anns a ’chuairt a’ ceangal an LH agus sgìre teasach ventral a ’mheanbh-chuileag (VTA), a tha aithnichte airson a dhleastanas giollachd duais. Chan eil fios a bheil neurons anns na ro-mheasaidhean LH-VTA seo a ’freagairt siùcar fhèin, no ris a’ ghnìomh a bhith a ’faighinn an siùcar, thuirt sgrùdadh coauthor Eideard Nieh, oileanach ceumnaiche ann an obair-lann Tye. “A-nis tha fios againn gu bheil fo-dhaoine de neurons a’ freagairt diofar chogaidhean - a ’toirt air ais an [siùcar] agus don [siùcar] fhèin.”
A ’cleachdadh eadar-dhealachadh air innleachd optogenetics, bha an sgioba gu sònraichte ag amas air dìreach na neurons anns an LH a tha a’ ceangal ris an VTA. A ’sgrùdadh luchagan a bha a’ gluasad gu saor, lorg an sgioba gun deach na neurons a bha a ’ceangal an LH ris an VTA a chuir an gnìomh nuair a bha iad a’ sireadh duais siùcair, neo-eisimeileach an d ’fhuaireadh an duais. Le bhith a ’cur casg air a’ chuairt seo cha do lughdaich ach a bhith a ’sireadh siùcar - chan e giùlan biadhaidh àbhaisteach - anns na luchagan sin. Le bhith a ’brosnachadh dìreach na neurons GABAergic anns a’ chuairt seo bha giùlan neo-àbhaisteach: na beathaichean air an glaodhadh air an làr no àite falamh anns na cèidsichean aca nuair nach robh biadh an làthair. Agus le bhith a ’brosnachadh nan neurons sin thàinig giùlan èiginneach clasaigeach gu bhith a’ faighinn thairis air peanas - buillean dealain - gus faighinn gu duais siùcair, agus barrachd overeating èiginneach.
“Is urrainn dhuinn a bhith a’ lughdachadh sireadh èigneachaidh èiginneach ach gun a bhith a ’toirt buaidh air am biadhadh àbhaisteach,” thuirt Nieh. “Tha seo cudromach oir airson a bhith a’ làimhseachadh giùlan ithe èiginneach, chan eil sinn ach airson stad a chuir air na pàirtean mì-fhallain de bhith ag ithe agus a bhith a ’cumail biadh àbhaisteach slàn.”
“Tha tagradh soilleir ann airson eas-òrdughan biadhaidh agus is dòcha ana-cleachdadh dhrugaichean is gambling oir dh’ fhaodadh gur e slighe cumanta a th ’ann a tha a’ gnìomhachadh an seòrsa giùlan seo, ”thuirt Phillips.
Ann am post-d gu An t-eòlaiche, Thuirt Tye gu bheil an obair-lann aice a-nis ag obair gus ainm-sgrìobhte neuronal a mhìneachadh nas fheàrr airson a bhith a ’lorg ann an àm fìor gus eadar-theachdan a leasachadh gus stad a chuir air overeating èigneachail agus giùlan addictive eile mus tòisich iad.
JH Jennings et al., “A’ sealltainn daineamaigs lìonra hypothalamic airson giùlan appetitive agus sonummatory, ” Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.026, 2015 .
EH Nieh et al., “A’ còdachadh chuairtean neòil a bhios a ’cumail smachd air a bhith a’ sireadh sucrose èiginneach, ” cill, doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.003, 2015 .
;