सामने का नट। 2016; 3: 6
ऑनलाइन 2016 फ़रवरी 15 प्रकाशित। डोई: 10.3389 / fnut.2016.00006
PMCID: PMC4753312
परिचय
वैश्विक मोटापे के संकट के साथ इसके टोल को जारी रखने के लिए, समाधान की मांग बढ़ गई है। प्रकृति और पोषण और जीव विज्ञान बनाम मनोविज्ञान के बारे में चर्चा कुछ चिकित्सा संगठनों द्वारा मोटापे को एक बीमारी के रूप में घोषित करने में समाप्त हुई है। पर्यावरणीय कारक और आनुवांशिक प्रवृत्ति, व्यक्तिगत जिम्मेदारी के बजाय किसी अन्य बीमारी के लिए जिम्मेदार है। यह दृष्टिकोण बताता है कि शरीर के वजन को विनियमित करने वाली जैविक प्रक्रियाएं अनिवार्य रूप से अचेतन दायरे में चल रही हैं। हालांकि यह लंबे समय से ऊर्जा संतुलन के तथाकथित होमियोस्टैटिक विनियमन के लिए स्वीकार किया गया है, यह हेडोनिक नियंत्रण के लिए कम स्पष्ट है। यहां, हम महत्वपूर्ण प्रश्न का मूल्यांकन करते हैं कि कृंतक मॉडल शरीर के वजन नियमन के लिए हेडोनिक तंत्रिका प्रक्रियाओं के योगदान को समझने में कैसे मदद कर सकते हैं। जब खाने और व्यायाम के संदर्भ में इनाम, सुदृढीकरण, प्रेरणा, खुशी की लत, और उनके तंत्रिका तंत्र की अवधारणाओं को देखते हुए, नया दृष्टिकोण उभरता है कि होमियोस्टेटिक और हेडोनिक नियंत्रण परस्पर जुड़े होते हैं और अक्सर बेहोशी के स्तर पर एक साथ कार्य करते हैं। जैविक रूप से अनुकूली प्रतिक्रियाएं प्राप्त करें। यद्यपि हाल के वर्षों में एक बॉडी वेट सेट पॉइंट की चर्चा की उपेक्षा की गई है, यह विषय मोटापे के प्रभावी उपचार के लिए एक महत्वपूर्ण पहलू के रूप में अधिक दबाव वाला है।
हेडोनिक मैकेनिज्म ओवरऑल होमोस्टैटिक रेगुलेशन
जब जानवरों और मनुष्यों के शरीर के वजन को कम या अधिक स्तनपान से परेशान किया जाता है, तो यह तुरंत होमोस्टैटिक विनियमन की एक प्रक्रिया के माध्यम से पूर्व-चक्कर के स्तर पर लौटता है जिसमें ऊर्जा सेवन और ऊर्जा व्यय दोनों के नियंत्रण शामिल होते हैं।1, 2)। इस नियमन में निहित बुनियादी हाइपोथैलेमिक सर्किटरी लंबे समय से ज्ञात है (3) और बहुत परिष्कृत था, विशेष रूप से लेप्टिन की खोज के मद्देनजर पिछले 20 वर्षों में। संक्षेप में, मध्ययुगीन हाइपोथैलेमस में दो अलग-अलग तंत्रिका आबादी प्राथमिक ऊर्जा सेंसर के रूप में कार्य करती हैं और एक जैविक रूप से अनुकूली फैशन में ऊर्जा-इन और ऊर्जा-आउट दोनों को नियंत्रित करने वाले एक प्रभावी नेटवर्क को संलग्न करती हैं [समीक्षा के लिए देखें, Ref देखें। (4-7)]।
हालांकि, जबकि अधिकांश इस तरह के बुनियादी होमोस्टैटिक विनियमन से सहमत हैं, वहाँ बचाव के शरीर के वजन के सटीक स्तर और तंत्र सहित के बारे में बहुत चर्चा की गई है (8-13)। स्पष्ट रूप से, कोई निश्चित बिंदु नहीं है जिसके आसपास स्तनधारी प्रजातियां अपने शरीर के वजन को नियंत्रित करती हैं। बल्कि, यह आनुवंशिक और एपिजेनेटिक प्रीस्पोज़िशन, भोजन की उपलब्धता, भोजन की अस्थिरता, और अन्य पर्यावरणीय कारकों सहित आंतरिक और बाहरी दोनों स्थितियों के आधार पर लचीला है (10)। यह मौसमजन्य चर और होमोस्टेटिकली डिफाइन्ड बॉडी वेट सेट पॉइंट ऑफ़ हाइबरनेटर द्वारा सबसे अच्छी तरह से सचित्र है (14).
एक कारक जिसे व्यापक रूप से व्यक्तिगत शरीर के वजन सेट बिंदु को प्रभावित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण माना जाता है, वह खाद्य हेदोनिक्स है, विशेष रूप से उच्च अस्थिर, कैलोरी-घने खाद्य पदार्थों द्वारा उच्च शरीर के वजन की ओर बदलाव (चित्रा (Figure1A) .1ए)। बचाव शरीर के वजन में इस बदलाव का सबसे स्पष्ट उदाहरण कैफेटेरिया आहार-प्रेरित मोटे चूहे और चूहे हैं (15)। हालांकि यह संदेह है कि अत्यधिक स्वादिष्ट, ऊर्जा-घने खाद्य पदार्थों की बढ़ती उपलब्धता भी वर्तमान मोटापे की महामारी के लिए ज्यादातर जिम्मेदार है, यह साबित करने के लिए बहुत कठिन है, क्योंकि विस्तारित अवधि में मनुष्यों में ऊर्जा संतुलन और पर्यावरणीय स्थितियों को कड़ाई से नियंत्रित करने में कठिनाई होती है। पशु मॉडल में समय संभव है। एक व्यापक रूप से स्वीकार किया गया दृष्टिकोण यह है कि आनुवांशिक और / या स्वदेशी रूप से अतिसंवेदनशील व्यक्तियों में, ओबेसोजेनिक खाद्य वातावरण एक नया, उच्च शरीर भार सेट बिंदु स्थापित करने में सक्षम है, जो सामान्य उपवास व्यक्तियों के रूप में मजबूर उपवास और स्तनपान के खिलाफ बचाव है (11)। इसलिए, शरीर के वजन विनियमन को समझने में महत्वपूर्ण मुद्दों में से एक बचाव शरीर के वजन में इस बदलाव के लिए न्यूरोलॉजिकल स्पष्टीकरण है। तंत्रिका तंत्र क्या हैं जो बुनियादी होमियोस्टैटिक रक्षा प्रणाली को खत्म करने के लिए ऊर्जा-घने खाद्य पदार्थों की उपलब्धता और अस्थिरता की अनुमति देते हैं? इन तंत्रों को समझने से मोटापे के खिलाफ लड़ाई में अधिक विशिष्ट दवाओं या व्यवहार संबंधी हस्तक्षेपों का विकास हो सकता है।
हेडोनिक प्रोसेसिंग होमोस्टैटिक रेगुलेटरी सिस्टम का एक अभिन्न अंग है
यह दृष्टिकोण कि हेडोनिक और होमोस्टैटिक न्यूरल सर्किट अलग-अलग संस्थाएं नहीं हैं, लेकिन एक ही नियामक प्रणाली का हिस्सा हैं, तेजी से कर्षण प्राप्त कर रहा है। यह इंटरओसेप्टिव सिग्नलों द्वारा कॉर्टिकोलिम्बिक मस्तिष्क क्षेत्रों के द्विदिशीय मॉड्यूलेशन के सबूतों पर आधारित है, और बाहरी संकेतों और उनके संज्ञानात्मक और भावनात्मक सहसंबंधों द्वारा हाइपोथेलेमस (Figure11बी)।
पोषक तत्वों की उपलब्धता के अंतःविषय संकेतों द्वारा अनुभूति और प्रेरणा के Corticolimbic सर्किट के नीचे-अप मॉड्यूलेशन
आंतरिक संकेतों द्वारा हेडोनिक और संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का नीचे-नियंत्रण एक नई अंतर्दृष्टि नहीं है। अस्तित्व के लिए पोषक तत्वों के महत्वपूर्ण महत्व को देखते हुए, यह भूख की अभिव्यक्ति का एक मूलभूत गुण है और तंत्रिका तंत्र के विकास की शुरुआत में वापस चला जाता है। विशेष रूप से, भूख की स्थिति में वृद्धि हुई प्रोत्साहन नमकीन विशेषता है (वह तंत्र जिसके द्वारा भोजन जैसी एक लक्ष्य वस्तु अत्यधिक वांछित और वांछित हो रही है - एक व्यवहारिक चुंबक), जो मेसोलेनिक डोपामाइन प्रणाली की बढ़ी हुई गतिविधि द्वारा प्रकट होता है (16-18)। जो नया है, उसमें कुछ संदेशवाहक और तंत्रिका तंत्र शामिल हैं। उदाहरण के लिए, अब यह स्पष्ट है कि शरीर के वजन के सबसे प्रख्यात होमोस्टैटिक नियामकों में से एक - लेप्टिन - न केवल हाइपोथैलेमस पर बल्कि मेसोलिम्बिक डोपामाइन प्रणाली के घटकों पर अभिनय करके भूख को नियंत्रित करता है (19-22) और घ्राण और स्वाद संवेदी प्रसंस्करण पर (23-25)। इसी प्रकार, पोषक तत्वों की उपलब्धता के कई अन्य आंतरिक संकेत, जैसे कि घ्रेलिन, आंतों GLP-1 और PYY, और इंसुलिन, साथ ही ग्लूकोज और वसा, आंशिक रूप से भोजन सेवन नियंत्रण के संज्ञानात्मक और पुरस्कृत पहलुओं में शामिल corticolimbic संरचनाओं पर कार्य करते हैं (26-36)। इन हार्मोनों द्वारा संज्ञानात्मक कार्यों पर प्रभाव मानव अध्ययनों के संदर्भ में दिलचस्प हैं, जो मोटे रोगियों में संज्ञानात्मक और चयापचय कार्यों दोनों की हानि दर्शाते हैं (37-39)। हालांकि आम लिंक अभी तक ज्ञात नहीं है, एक प्रमुख परिकल्पना का सुझाव है कि आंतों के डिस्बिओसिस के परिणामस्वरूप उप-इष्टतम पोषण, आंत माइक्रोबायोटा, और जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली आंत से मस्तिष्क सिग्नलिंग और रक्त-मस्तिष्क बाधा अखंडता में बाद के बदलावों के बीच होती है। महत्वपूर्ण हैं (40-43).
संवेदी, संज्ञानात्मक और प्रेरक संकेतों द्वारा शास्त्रीय हाइपोथैलेमिक नियामक का टॉप-डाउन मॉड्यूलेशन
इस एकीकृत दृश्य के अन्य चालक कॉर्टिकोलिम्बिक सिस्टम में संज्ञानात्मक और भावनात्मक प्रसंस्करण द्वारा शास्त्रीय होमोस्टैटिक सर्किट्रीज़ के टॉप-डाउन मॉड्यूलेशन में नई अंतर्दृष्टि है (44)। क्यूब-प्रेरित, वातानुकूलित भोजन का सेवन मानवों द्वारा एक ओबेसोजेनिक वातावरण में एक महत्वपूर्ण तंत्र माना जाता है (45, 46) और काफी समय से कृन्तकों में अध्ययन किया गया है (47)। इस अनुभूति-आश्रित भोजन के सेवन में शामिल कुछ प्रासंगिक रास्तों की पहचान चूहे में एमिग्डाला और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स-टू-लेटरल हाइपोथैलेमस अनुमानों पर निर्भर करके की गई है (48, 49)। हाल ही में, शास्त्रीय होमियोस्टैटिक नियमन के उपरिकेंद्र, मध्यस्थता हाइपोथैलेमस में एजीआरपी न्यूरॉन्स के टॉप-डाउन मॉड्यूलेशन के लिए साक्ष्य प्रस्तुत किया गया था। इन शक्तिशाली न्यूरॉन्स को मुख्य रूप से हार्मोन और मेटाबोलाइट्स को अपेक्षाकृत धीमी गति से एपिलेशन के साथ नियंत्रित किया जाता है और उपवास और खिलाए गए राज्यों के साथ फैशन के अनुरूप होता है। आधुनिक, आनुवांशिक रूप से आधारित न्यूरॉन-विशिष्ट तकनीक का उपयोग करते हुए, यह प्रदर्शित किया गया था कि AGRP न्यूरॉन्स की गतिविधि को आसन्न खाद्य अंतर्ग्रहण की वातानुकूलित अपेक्षा के आधार पर एक-दूसरे-दूसरे आधार पर भी नियंत्रित किया जाता है (50, 51)। AGRP न्यूरॉन फायरिंग दर पर यह तीव्र बाहरी संवेदी और संज्ञानात्मक नियंत्रण संभवतः न्यूरॉन-विशिष्ट प्रतिगामी वायरल ट्रेसिंग द्वारा दिखाए गए कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल क्षेत्रों की संख्या से प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष इनपुट द्वारा पूरा किया जाता है (52).
भोजन का नियंत्रण और ऊर्जा संतुलन का विनियमन मुख्यतः अवचेतन है
यह स्पष्ट है कि शास्त्रीय हाइपोथैलेमिक न्यूरल सर्किटरी ऊर्जा संतुलन और शरीर के वजन के होमोस्टैटिक विनियमन के लिए जिम्मेदार है, जो अन्य शारीरिक कार्यों जैसे रक्त शर्करा या रक्तचाप के होमोस्टैटिक विनियमन के समान है, बेहोशी के स्तर पर जागरूकता से परे बड़े पैमाने पर काम कर रहा है। इसके अतिरिक्त और जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, प्रोत्साहन संवेदीकरण तंत्र जिसके द्वारा मेसोलेम्बिक डोपामाइन सिस्टम के माध्यम से कम लेप्टिन ड्राइव "चाह" के रूप में ऊर्जा की कमी के अवरोधन संकेत16, 18, 53) भी मुख्य रूप से जागरूकता के बाहर काम कर रहा है जैसा कि मानव न्यूरोइमेजिंग अध्ययनों में दिखाया गया है (54-56)। यहां तक कि चयापचय की भूख और जुड़े हुए अंतर-संवेदी संवेदीकरण संकेतों की अनुपस्थिति में, क्यू के प्रति जागरूक जागरूकता आवश्यक नहीं लगती है। यह चूहों में क्यू-प्रेरित वातानुकूलित भोजन सेवन के साथ दिखाया गया है (47, 48)। इसके अलावा, मानव मस्तिष्क मौद्रिक पुरस्कारों के मूल्य को जान सकता है और इसे प्रासंगिक संकेतों के सचेत प्रसंस्करण के बिना निर्णय लेने के लिए उपयोग कर सकता है (57)। हालांकि इष्टतम निर्णय लेने के लिए स्व-नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जो पृष्ठीय प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में दर्शाया गया है (58, 59), इनाम-संचालित व्यवहार कार्रवाई का परिवर्तन इस मस्तिष्क क्षेत्र के अनिवार्य नियंत्रण में नहीं है और अक्सर कार्य करने के लिए स्वतंत्र इच्छा को रोकता है (60)। अंत में, मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों में तंत्रिका गतिविधि कुछ समय के लिए चल सकती है, इससे पहले कि मनुष्य अपने स्वयं के निर्णय से अवगत हो जाए (61, 62), सुझाव है कि एक निर्णय के लिए अग्रणी प्रक्रियाओं के बेहोश स्तर पर जगह ले रहे हैं।
अत्यधिक अभ्यस्त होने पर मनुष्य और कृन्तकों दोनों में अविवेकी व्यवहार विशेष रूप से संज्ञानात्मक नियंत्रण के लिए प्रतिरोधी बन जाता है (63, 64)। सामान्य परिस्थितियों में, संभावित परिणामों के बारे में जानकारी क्यू-प्रेरित लक्ष्य-निर्देशित कार्यों के लिए महत्वपूर्ण है जो ऐसे कार्यों को अवमूल्यन के लिए संवेदनशील बनाते हैं। हालाँकि, अभ्यस्त व्यवहार अब सीखी गई इनाम की उम्मीदों पर निर्भर करता है और इस प्रकार यह पुरस्कार अवमूल्यन के तंत्र के लिए असंवेदनशील है (64, 65)। गैर-अभ्यस्त व्यवहारों को नियंत्रित करने वाले तंत्रिका सर्किट अभ्यस्त या स्वचालित व्यवहारों की तुलना में अलग-अलग व्यवस्थित होते हैं। गैर-अभ्यस्त व्यवहार भारी रूप से वेंट्रल स्ट्रिएटम (नाभिक accumbens) और वेंट्रोमेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स पर निर्भर करते हैं, जबकि अभ्यस्त व्यवहार पृष्ठीय स्ट्रैटम पर अधिक निर्भर करते हैं (65, 66)। मेमोरी स्टोरेज और रिकॉल मैकेनिज्म भी आदतन बनाम गैर-अभ्यस्त क्रियाओं और व्यवहारों के लिए अलग-अलग होते हैं। डिक्लेक्टिव यादों के लिए जिसे सचेतन मन की आवश्यकता होती है, प्रक्रियात्मक यादें बड़े पैमाने पर जागरूक जागरूकता के स्तर से नीचे संचालित होती हैं और भंडारण अधिक वितरित किया जाता है (67-69)। एक परिणाम के रूप में, प्रक्रियात्मक यादें और अभ्यस्त व्यावहारिक व्यवहार जो वे मार्गदर्शन करते हैं वे निरोधात्मक संज्ञानात्मक नियंत्रण और कार्यकारी कार्यों के लिए अपेक्षाकृत प्रतिरोधी हैं।
निष्कर्ष
पशु मॉडल मोटापे के लिए पूर्वनिर्धारित अंतर्निहित जटिल तंत्र को विघटित करने के लिए महत्वपूर्ण रहे हैं। यह देखते हुए कि मानव मोटापे से जुड़े आनुवंशिक लोकी का अधिकांश भाग तंत्रिका संबंधी कार्यों से जुड़ा हुआ है (70), यह आश्चर्य की बात नहीं है कि भोजन सेवन और ऊर्जा संतुलन के विनियमन के तंत्रिका नियंत्रण इन तंत्रों का एक मुख्य घटक है। यद्यपि मनुष्यों में कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग भी महत्वपूर्ण योगदान देना शुरू कर रहा है, केवल कृन्तकों में अधिक आक्रामक दृष्टिकोण यंत्रवत स्पष्टीकरण प्रदान करने में सक्षम हैं। नतीजतन, भूख के नियंत्रण और शरीर के वजन के नियमन के लिए जिम्मेदार होमियोस्टेटिक और गैर-होमोस्टैटिक / हेडोनिक सिस्टम के बीच पारंपरिक द्वैध, हालांकि हेयुरस्टीली अभी भी उपयोगी है, अब दो प्रणालियों के बीच व्यापक शारीरिक और कार्यात्मक बातचीत का पर्याप्त वर्णन नहीं करता है। इसके अलावा, इस बड़े इंटरएक्टिव सिस्टम का अधिकांश उत्पादन जागरूकता को दरकिनार कर रहा है। इन नई जानकारियों के निहितार्थ बहुत दूर तक पहुंच रहे हैं क्योंकि वे न केवल भविष्य के शोध का मार्गदर्शन करेंगे, बल्कि मोटापे और खाने के विकारों के लिए औषधीय और व्यवहार संबंधी उपचारों का भी डिजाइन करेंगे।
लेखक योगदान
एचएम और सीएम ने राय की कल्पना करने में मदद की, साहित्य की समीक्षा की, पांडुलिपि के कुछ हिस्सों को लिखा और पांडुलिपि के पूर्व-अंतिम संस्करण को संपादित किया। EQ-C और SY मूल विचार की चर्चा में शामिल थे, साहित्य के कुछ हिस्सों की समीक्षा की, पांडुलिपि के कुछ हिस्सों को लिखा, और पूर्व-अंतिम पांडुलिपि को संपादित किया। एच-आरबी ने राय के लिए मूल विचार की कल्पना की, सभी coauthors के साथ पांडुलिपि के कई ड्राफ्ट संस्करणों पर चर्चा की, साहित्य पर शोध किया और अंतिम पांडुलिपि लिखी।
ब्याज स्टेटमेंट का झगड़ा
लेखकों ने घोषणा की कि अनुसंधान किसी भी वाणिज्यिक या वित्तीय संबंधों की अनुपस्थिति में आयोजित किया गया था जिसे ब्याज के संभावित संघर्ष के रूप में माना जा सकता है।
निधिकरण
इस काम को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ अनुदान DK047348 (H-RB), DK092587 (HM), और DK081563 (CM) द्वारा समर्थित किया गया था।
संदर्भ
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