Proceedings vun der Nutrition Society
November 2012, S. 478-487
Hans-Rudolf Berthoud (a1)
DOI: https://doi.org/10.1017/S0029665112000602
Verëffentlecht online: 17 Juli 2012
mythologesch
D'Zil vun dëser net-systematescher Iwwerpréiwung vun der Literatur ass e puer vun den neurale Systemer a Weeër ze markéieren, déi vun de verschiddenen Intake-förderend Aspekter vum modernen Nahrungsëmfeld beaflosst sinn a potenziell Interaktiounsmodi tëscht Kärsystemer wéi Hypothalamus a Gehirnstamm entdecken. Haaptsächlech empfindlech fir intern Signaler vu Brennstoffverfügbarkeet a Forebrain Beräicher wéi de Cortex, Amygdala a meso-corticolimbic Dopamin System, haaptsächlech extern Signaler veraarbecht. De modernen Liewensstil mat sengen drasteschen Ännerungen an der Aart a Weis wéi mir iessen a beweegen, setzt Drock op den homostatesche System verantwortlech fir d'Reguléierung vum Kierpergewiicht, wat zu enger Erhéijung vun Iwwergewiicht an Adipositas gefouert huet. D'Kraaft vu Liewensmëttelzeechen, déi ufälleg Emotiounen a kognitiv Gehirfunktiounen zielen, besonnesch vu Kanner a Jugendlecher, gëtt ëmmer méi vun modernen Neuromarketing-Tools exploitéiert. D'Erhéijung vun der Intake vun energiedichte Liewensmëttel héich u Fett an Zocker füügt net nëmme méi Energie bäi, mee kann och neural Funktioune vu Gehirnsystemer korruptéieren, déi an der Nährstoffsensing involvéiert sinn, souwéi an der hedonescher, motivationaler a kognitiver Veraarbechtung. Et gëtt ofgeschloss datt nëmme laangfristeg prospektiv Studien a mënschlechen Themen an Déiermodeller mat der Kapazitéit fir nohalteg Iwwer-Iessen an d'Entwécklung vun Adipositas ze demonstréieren néideg sinn fir déi kritesch Ëmweltfaktoren ze identifizéieren wéi och déi involvéiert neural Systemer. Abléck aus dëse Studien an aus moderner Neuromarketingfuerschung sollten ëmmer méi benotzt ginn fir de Konsum vu gesonde Liewensmëttelen ze förderen.
Wéinst der enormer Quantitéit u Liewensmëttel, déi giess gëtt, ass et bemierkenswäert datt fir déi meescht vun eis Kierpergewiicht stabil bleift während dem Erwuessenen. Dës Gewiichtstabilitéit gëtt un engem homoeostatesche Reguléierungssystem am Hypothalamus zougeschriwwen, deen den Ernärungs- a metaboleschen Zoustand vum Kierper erkennt an d'Energieopnahm an d'Ausgaben kontrolléiert. Wéi och ëmmer, en ëmmer méi Deel vun der Bevëlkerung, dorënner vill Kanner a Jugendlecher, entwéckelen Adipositas an d'Predispositioun fir eng ganz Partie aner schwaach Krankheeten. De Conundrum vun héijen Tariffer vun Adipositas am Gesiicht vun der homoeostatescher Energiebalancereguléierung huet zu enger intensiver wëssenschaftlecher Debatt gefouert an op d'mannst dräi verschidde Meenungen sinn entstanen. Déi éischt ass datt fir datt Kierpergewiicht (hei austauschbar mat Adipositéit benotzt) sech vun der Norm ofgeet, muss et eppes falsch sinn mam homoeostatesche Reguléierer am Hypothalamus(1). Eng aner Charakteristik déi dacks mat dëser Vue assoziéiert ass e streng verteidegt Kierpergewiicht "Setpunkt". Dës Meenung gëtt ënnerstëtzt vun der Tatsaach datt wann et eppes falsch mam homoeostatesche Reguléierer ass, zB behënnert Leptin an/oder Melanokortin-Signalisatioun, Adipositas inévitabel ass(2). Wéi och ëmmer, nëmmen e ganz klenge Prozentsaz vun Adipositas kann un Mängel an der aktueller bekannter Maschinn vum homoeostatesche Reguléierer zougedeelt ginn.(3). Déi iwwerwältegend Majoritéit vun fettleibeg Leit schéngen net fehlerhafte Genen ze hunn déi aktuell mat Adipositas assoziéiert sinn.
Eng zweet Vue ass datt den homoeostatesche Reguléierer haaptsächlech wierkt fir géint Ënnererversuergung awer net Iwwerversuergung vun Nährstoffer ze verteidegen, datt et mat erheblech Flexibilitéit organiséiert ass fir verschidden intern an extern Onbedéngungen z'empfänken wéi Schwangerschaft a saisonal Variatiounen, an datt et kee rigid verteidegt Kierpergewiicht gëtt. 'Setpunkt'(4-7). D'Implikatioun wier datt d'Digressiounen vum ideale Kierpergewiicht net ëmmer pathologesch musse sinn, awer physiologesch Adaptatiounen un speziellen Ëmstänn kënne sinn.
Eng drëtt Vue ass, nieft dem Hypothalamus, aner Gehirergebidder wéi de Gehirnstamm, Basalganglien a cortico-limbesche Systemer an de gréissere Circuit vum homoeostatesche Reguléierer ze enthalen.(8-12). Dës Vue gëtt ënnerstëtzt duerch Observatioune vun dauerhaften Effekter op d'Nahrungsaufnahme an d'Energiebalance andeems se sou extra-hypothalamesch Gebidder manipuléieren. Et wier och vill besser ze erklären wéi Adipositas sech an engem séier verännert Ëmfeld entwéckelen kann, dat haaptsächlech mam kognitiven an emotionalen Gehir interagéiert.
An der folgender net-systematescher Iwwerpréiwung wäert ech diskutéieren wéi dës gréisser neural Circuit, berécksiichtegt vun der drëtter Vue, déi virdru gesot gouf, an der Gestioun vun den heiansdo kompetitiven Afloss vun intero- an extero-sensoreschen Signaler an der Kontroll vun der Nahrungsaufnahme, Energie involvéiert sinn. Ausgaben a Kierpergewiicht Reguléierung.
Déi modern Ëmwelt: Versuchungen ze iessen a kierperlech Aktivitéit ze vermeiden
D'Art a Weis wéi mir liewen, besonnesch wat, wéini a wéi mir iessen a schaffen, huet drastesch geännert mat der gradueller Transformatioun vun enger Landwirtschaft baséiert zu enger Konsumgesellschaft an de leschte 50 Joer oder esou. Liewensmëttel si liicht verfügbar fir e grousse Segment vun der Bevëlkerung, während d'Méiglechkeet fir kierperlech ze schaffen an Energie ze verbréngen ofgeholl ass. Mat dem Opstieg vun der elektronescher Kommunikatioun spillt d'Gehir eng vill méi prominent Roll bei der Beschaffung an dem Konsum vu Liewensmëttel an der Gestioun vun alldeeglechen Aktivitéiten. Et gëtt en alldeeglechen Ugrëff mat Hiweiser verbonne mat Iessen a Biller vu Liewensmëttel(13, 14). D'Annonce an d'Liewensmëttelindustrie hänkt ëmmer méi op Expertise vun Neurowëssenschaftler a Psychologen of, an Neuromarketing ass dat neit Buzzword. Neuromarketing bei Kanner ass besonnesch rentabel, well et trei zukünfteg Keefer vu Markennummprodukter generéiert. Eng ongefiltert PubMed Sich mat de Begrëffer 'Liewensmëttelmarketing' an 'Kanner' huet 756 Aarbechte geliwwert, dovun 600 publizéiert nom Joer 2000. Bedenkt datt déi vill Stonnen alldeeglech Belaaschtung vu Medien an elektroneschen Apparater vu Kanner a Jugendlecher(15-17) an déi iwwerzeegend Technike benotzt(18-21), ass de Begrëff "Gehir gewäsch" net ongenau. Natierlech kënnen déiselwecht mächteg Methoden benotzt ginn fir Kanner z'induzéieren gesond Liewensmëttelen ze konsuméieren(22, 23), awer dës Méiglechkeet bleift wéineg exploréiert. Och wann opzedeelen Technologie vun der Liewensmëttelindustrie applizéiert gëtt fir neurologësch Markéierer ze fannen fir Liewensmëttel ze gär a wëllen, gëtt vill vun dësem Abléck leider net mat der Fuerschungsgemeinschaft gedeelt.
Bedingte Nahrungsaufnahme an der Verontreiung vu metabolesche Bedierfnesser
Wéi mir ëmmer méi un Zeechen ausgesat sinn, déi Erënnerungen a Biller vu Liewensmëttel am ganzen Dag opruffen, geschitt dat ëmmer méi dacks wa mir satiéiert a metabolesch voll sinn. Et ass net kloer wéi dësen hedonesche Honger kann induzéiert ginn an der Verontreiung vu metabolesche Verarmungssignaler oder während der postprandialer Phase wann et nach ëmmer vill absorbéierbar Energie am Darm ass. Firwat ignoréiere mir net einfach sou Hiweiser an Reizen? Verschidde Erklärunge si méiglech.
E Modell fir cue-induzéiert, bedingt Nahrungsaufnahme bei satiéierte Ratten gouf vum Weingarten entwéckelt(24). No enger temporärer Pairung vun engem Ton oder Liicht (bedingte Stimulus, CS+) mat der Presentatioun vun enger zréckzéibarer Nahrungsbecher bei Liewensmëttelbeschränkten Déieren, hunn d'Ratten séier geléiert all Kéiers de CS an d'Iessbecher ze goen+ war op. Nodeems Ratten zréck an ad libitum fidderen a waren voll satiated, der CS+ weider Liewensmëttel Coupe Approche an e klengt Iessen erauszekréien(24), enk imitéiert bedingt Nahrungsaufnahme duerch extern Hiweiser bei mënschleche Sujeten. An enger Serie vun elegante Studien huet de Petrovich d'Wichtegkeet vun engem neuralen Netzwierk bewisen, dorënner d'Amygdala, de mediale prefrontale Cortex a de lateralen Hypothalamus fir dëst Phänomen ze geschéien.(25-27). Et schéngt datt d'Inputen zum Hypothalamus souwuel aus der Amygdala wéi och vun der medialer prefrontaler Cortex (kuckt) Figebam. 1) sinn néideg fir spezifesch bedingte Reizen mat appetitiv Handlung ze verbannen. Et wäert interessant sinn d'Roll vun de lateralen hypothalamesche Orexin Neuronen an hir Projektiounen zum mesolimbesche Dopaminsystem z'ënnersichen, well dës Neuronen an μ-opioid-induzéierter Nahrungsaufnahme implizéiert goufen.(28), Ausschöpfung-induzéiert Salzopnahm(29) an Erhuelung vun Drogenofhängeger Sich(30). Well de lateralen Hypothalamus e wichtege Verhalens- an autonomen Ausgangsplaz fir den mediobasalen hypothalamesche integrativen Energiesensor ass, kann dëse modulatoreschen Input vun der Amygdala an der prefrontaler Cortex eng Basis fir d'Iwwerdroung vun der homoeostatescher Reguléierung duerch extern Signaler ubidden. Et soll awer feststellen, datt weder de Weingarten(24) nach d'Petrovich Studien(25) getest ob verlängert Widderhuelung vun CS+ D'Belaaschtung huet zu chroneschen Iwwereess an d'Entwécklung vun Adipositas gefouert an ob d'Transektioun vun de kriteschen Amygdala-hypothalamesche Projektioune verhënnert huet.
Fig. 1. (Faarf online) Major neurale Systemer a Weeër involvéiert an der Kontroll vum Verdauungsverhalen an Energiebalancereguléierung mat Schwéierpunkt op Interaktiounen tëscht dem klassesche homoeostateschen Energiereguléierungssystem am Hypothalamus a Gehirstamm (blo Këschte a Pfeiler an der ënneschter Halschent) an kognitiv / emotional Gehirsystemer (rout Këschte a Pfeile an der ieweschter Halschent). Bottom-up Modulatioun vu kognitiven an emotionalen Prozesser duerch metabolesch Signaler an hir Derivate gëtt erreecht duerch (a) zirkuléierend Hormonen a Metaboliten, déi net nëmmen op den Hypothalamus a Gehirnstamm handelen, awer och op externe sensoresch Veraarbechtungsweeër wéi och op Komponenten vum corticolimbesche System ( oppe bloe Pfeile mat gebrochenen Linnen), (b) e Stroum vu vagalen a spinaler sensorescher Informatioun aus dem Kierper op all Niveau vun der Neuraxis, inklusiv de Cortex (voll bloe Pfeile mat zolitte Linnen) an (c) neural Signaler generéiert vun der integrativ Hypothalamus Energiesensor a verdeelt op Beräicher, déi an der Belounungsbaséierter Entscheedung involvéiert sinn (voll blo Pfeile mat zolitte Linnen). Zesummen bestëmmen dës opsteigend modulatoresch Aflëss den Niveau vun der Ureiz Salience, déi op spezifesch Nährstoffer riicht. Top-down Modulatioun vun der Nahrungsaufnahme an Energieausgaben duerch kognitiven an emotionalen / Belounungssystemer gëtt duerch (a) direkten externen (Goût a Geroch) sensoreschen Input zum hypothalamesche Energiesensor an Äntwertsallokator (donkelgiel Linnen), (b) Input erreecht. vun der Amygdala, Cortex a Belounungsveraarbechtungssystemer bis haaptsächlech de lateralen Hypothalamus, verantwortlech fir konditionéiert extern Signaler fir d'Nahrungsaufnahme z'erreechen (voll rout Linnen a Pfeile), (c) Input vu Cortex, Amygdala a Basalganglien bis Midbrain extrapyramidal Motorweeër (emotional) Motor System, gebrach rout Linnen a voll Pfeiler) an (d) pyramidal Motor System fir fräiwëlleg Verhalenskontroll (gebrach rout Linnen op der rietser). N. Accumbens, nucleus accumbens; SMA, zousätzlech Motor Beräich; BLA, basolateral Amygdala; CeA, zentrale Kär vun der Amygdala; VTA, ventral tegmental Beräich; PAG, periaqueductal gro; GLP-1, Glucgon-ähnlech-Peptid-1; PYY, Peptid YY; AT, Fettgewebe; SPA, spontan kierperlech Aktivitéit. Adaptéiert vun(12).
De Phänomen vun der sensorescher spezifescher Sattheet(31) kann bedingt Nahrungsaufnahme am satiéierten Zoustand erliichteren. E Beispill vun dëser Erliichterung ass den Appel vun enger neier sensorescher Iesserfahrung, typesch Dessert, um Enn vun engem satiéierende Miel. Wéineg ass bekannt iwwer d'neurale Mechanismen, déi an dësem Phänomen involvéiert sinn, awer et gouf gewisen datt eng Reduktioun vun der elektrescher Aktivitéit vun Neuronen am orbitofrontale Cortex, en Deel vun der frontaler Cortex, vu Macaque Affen, sensoresch spezifesch Sattheet reflektéiere kann.(32). Et ass denkbar datt e puer vun den Neuronen an der orbitofrontaler Cortex hir Ausgang op de lateralen Hypothalamus riichten an doduerch Schwachstelle fir bedingte Liewensmëttelstécker tëscht Iessen verstäerken.
Et ass och méiglech datt déi sougenannte cephalic Phase Äntwerten op d'Gesiicht a Geroch (oder just un d'Iessen denken) appetitiv Verhalen ausléise kënnen (33, 34). Vläicht déi kleng Erhéijunge vum Spaut, Magensäure, Insulin a Ghrelin Sekretioun, déi d'cephalic Äntwert ausmaachen, stimuléieren den appetitive Drive andeems se op sensoresch Nerven oder direkt op d'Gehir handelen an doduerch d'neural Effekter vu bedingte Reizen verbesseren. Mir kënnen och méi vulnérabel sinn fir bedingte Liewensmëttelstécker wa mir ënner Stress sinn. Liewensmëttelverbrauch als Form vu Selbstmedikamenter fir Stress ze entlaaschten ass bewisen(35), obwuel mir d'neural Mechanismen net kennen. Schlussendlech kann eng Geschicht vun Onsécherheet iwwer d'Liewensmëttelversuergung och d'Reaktivitéit op d'Nahrungsstécker erhéijen an der Verontreiung vu direktem metaboleschen Honger.
Zesummegefaasst ass et kloer gewisen datt bedingte Reizen d'Nahrungsaufnahme bei satiéierte Ratten induzéieren kënnen an e puer vun de kriteschen neurale Circuiten sinn identifizéiert ginn. Also, Reizen aus der Ëmwelt hunn kloer d'Kapazitéit fir d'homoeostatesch Reguléierung temporär ze iwwerwannen. Wéi och ëmmer, et gëtt keng Déier- oder Mënschstudie déi direkt weist datt laangfristeg Belaaschtung vu bedingte Reizen zu Adipositas féiert.
Amplifikatioun vum hedonesche Honger duerch metabolesche Bedierfnesser
Wann bedingt Hiweiser wéi Liewensmëttel Annoncë präsent sinn an Zäite vu metabolescher Ausarmung wéi kuerz virum oder während engem Iessen, si si méi wahrscheinlech d'Iwwernuechtung ze stimuléieren, well d'metabolesch Ausschöpfung hir Incentive Salience verstäerkt(36, 37). Et ass bekannt datt de metabolesche Honger eis méi reaktiounsfäeger mécht op Hiweiser déi d'Iessen an d'Drogebelounung signaliséieren(38, 39). D'neurale Weeër a Mechanismen, déi an dëser Attributioun vu Salience involvéiert sinn, sinn net komplett verstanen, awer de Fortschrëtt gouf viru kuerzem gemaach. Speziell gouf bewisen datt metabolesch Ausarmungssignaler a Form vun héijen Niveaue vum zirkuléierende Ghrelin souwéi nidderegen Niveaue vu Leptin, Insulin, Darmhormonen a verschidde Metaboliten kënnen net nëmmen op déi klassesch Gehirgebidder handelen, déi an der Energiebalance Homoeostasis involvéiert sinn, wéi z. den Hypothalamus an de Gehirnstamm awer och op Gehirngebidder, déi an der sensorescher Veraarbechtung, der Erkenntnis a Belounung involvéiert sinn (Figebam. 1; kuckt och(40) fir eng méi detailléiert Diskussioun).
Modern Iessgewunnechten: erhéicht Disponibilitéit, Varietéit an Portiounsgréisst
Och an der Verontreiung vu Liewensmëttelreklammen, fanne mir eis ëmmer méi u Méiglechkeete fir z'iessen ausgesat. Am Verglach mat de relativ fixen Iesse Mustere vun der Vergaangenheet ass d'Disponibilitéit vun Iessen drastesch eropgaang doheem, op der Aarbechtsplaz an an der grousser Gemeinschaft. Nieft de Gebuertsdagskuch an Automaten op der Aarbecht an an der Schoul an der ëmmer méi Unzuel u Fastfood-Plazen, ass de Frigo doheem och ëmmer mat prett-fir Iessen gestapelt. Zousätzlech ass typesch Teller- an Déngschtgréisst dramatesch eropgaang an selbstservéiert Buffet sinn heefeg(41). Och wann et vill Studien sinn, déi weisen datt Manipulatiounen vun der Disponibilitéit, der Varietéit an der Portiounsgréisst kuerzfristeg Effekter op d'Liewensmëttelaufnahme bei Mënschen hunn.(42-45), puer Studien hunn d'laangfristeg Konsequenzen op d'Intake an d'Gewiicht ugesinn. An enger sou kontrolléierter klinescher Studie gouf kloer bewisen datt d'Erhéijung vun der Portiounsgréisst zu enger nohalteger Erhéijung vun der Nahrungsaufnahme a Gewiichtsgewënn iwwer eng 11 d Observatiounsperiod gefouert huet.(46). Wéi och ëmmer, et ass natierlech schwiereg an deier fir d'Nahrungsaufnahme bei mënschlechen Themen genau a laangfristeg Studien ze moossen. Also direkt Beweiser datt d'Disponibilitéit, d'Méiglechkeet an d'Varietéit vu Liewensmëttel mënschlech Adipositas verursaache kënnen ass net sou staark wéi allgemeng ugeholl. Ausserdeem, indirekt Beweiser aus Querschnittstudien, déi schlank an fettleibeg Themen vergläichen(45) ass limitéiert duerch d'Tatsaach datt et net Ursaach an Effekt z'ënnerscheeden kann.
Déierestudien bidden vill besser experimentell Kontroll iwwer méi laang Zäitperioden. Kloer, aussetzt Déieren ze ad libitum héich Fett a Varietéit (Cafeteria) Diäten kënnen Hyperphagie an Adipositas verursaachen(47). Standardiséiert héich-Fett Diäten sinn elo fir méi wéi engem Joerzéngt kommerziell verfügbar an Dausende vu Studien goufen duerchgefouert; d'Roll vun der Diätkompositioun an der Geschmackegkeet gëtt an der nächster Sektioun diskutéiert. Am staarke Kontrast gëtt et nëmmen eng Studie déi d'Roll vun der Disponibilitéit bei Nager ënnersicht. Ratten, déi Zougang zu véier Drénkspäicher vun Saccharose an engem Spull Waasser haten, drénken méi Energie a krute méi Gewiicht iwwer eng 30 d Observatiounsperiod wéi Ratten, déi Zougang zu engem Spout vu Saccharose a véier Spuer Waasser haten(48). Dës Erkenntnisser si wierklech erschreckend. Och wann d'akute Iwwerschwemmung einfach erkläert ka ginn duerch déi initial Virwëtzegkeet fir aus all verfügbaren Auslaaf ze probéieren, ass et schwéier ze verstoen firwat et keng Adaptatioun mat der Zäit ass a firwat déi homoeostatesch reglementaresch Feedback-Mechanismen gescheitert sinn. D'Auteuren hunn de Pabeier "Obesity by Choice" berechtegt, wat suggeréiert datt et d'Rat net ass de verstännege Choix ze maachen(48). Et ass kritesch d'Resultater vun dësem Experiment z'iwwerpréiwen, well et net vun enger anerer Grupp vu Wëssenschaftler replizéiert ka ginn (A Sclafani, perséinlech Kommunikatioun).
Wat sinn d'neurale Mechanismen verantwortlech fir méi energesche Liewensmëttel ze iessen wann d'Disponibilitéit, d'Varietéit an d'Portiounsgréisst héich ass? Verfügbarkeet-induzéiert Hyperphagie bei normalgewiichtegen Themen hänkt méiglecherweis vun neurale Mechanismen of, ähnlech wéi déi, déi an der Nahrung induzéierter Hyperphagie involvéiert sinn, wéi virdru diskutéiert. Den Ënnerscheed ass datt mat cue-induzéierten Iwwerschoss d'Reizen méi direkt sinn. Dat ass, wann d'Signaler, déi d'Disponibilitéit vun der Nahrung bezeechnen, zesummekommen mat Signaler vun der metabolescher Verarmung kuerz virun engem Iessen, gëtt hir Salience verstäerkt, wat zu engem fréiere Start vum Iessen resultéiert. Ënner metabolesch erfëllte Bedéngungen ass de Circuit mat Amygdala, Prefrontal Cortex a lateralen Hypothalamus verantwortlech fir bedingt Nahrungsaufnahme bei satiéierte Ratten.(25, 27, 49) ass wahrscheinlech involvéiert.
Modern Liewensmëttel: vu schmaacht bis Suchtfaktor
Palatabilitéit ass kloer ee vun den Haaptdreiwer vun der Nahrungsaufnahme an et kann zu der Entwécklung vun Adipositas bei ufälleg Individuen féieren. Wéi och ëmmer, d'Verbindung tëscht Geschmaach an Entwécklung vun Adipositas ass nach ëmmer net kloer. Bekannt als "Franséisch Paradox", de Konsum vun héich schmaacht Franséisch / Mëttelmier Kichen produzéiert manner Risiko fir Adipositas, wat suggeréiert datt et aner Faktoren wéi Geschmack sinn, déi zu chroneschen Iwwerkonsum féieren. Energie-dichte Liewensmëttel déi héich an Zocker a Fett sinn, a wéineg Vitaminnen a Mineralstoffer (och eidel Energien genannt), kënnen e méi wichtege Faktor sinn. Liewensmëttel wéi dëst kënne Suchtfaktor sinn.
Neural Representatioune vum Genoss vum Iessen
Et ass kloer datt de Belounungswäert vu Liewensmëttel net nëmmen duerch säi Goût a Goût während der Konsumphase vertruede gëtt. Eng Vielfalt vu sensoresche Reizen an emotionalen Zoustänn oder Gefiller mat vill verschiddenen temporäre Profiler droen zur Belounungserfahrung bäi. Speziell, während der post-konsuméierender Phase, interagéieren Nährstoffer mat Sensoren am Magen-Darmtrakt, aner Peripherieorganer an dem Gehir selwer. Et gouf viru kuerzem bewisen datt wann all Goûtveraarbechtung duerch genetesch Manipulatioun eliminéiert gëtt, Mais nach ëmmer léieren Zocker iwwer Waasser ze léiwer maachen, suggeréiert d'Generatioun vu Liewensmëttelbelounung duerch Prozesser vun der Glukosenutzung(50).
Mat der villsäiteger Bedeelegung vu Genoss a Belounung am ingestive Verhalen ass et kloer datt verschidde neural Systemer involvéiert sinn (fir eng méi detailléiert Analyse, kuckt(51)). Kuerz gesot, déi primitivst Form vu gären an net gär schéngt inherent ze sinn Komponente vun de periphere gustatoresche Weeër am Gehirnstamm(52-55). Wéi och ëmmer, fir de vollen sensoreschen Impakt vu schmaachtem Iessen an dat subjektivt Gefill vu Genoss bei mënschleche Sujeten, ass de Goût integréiert mat anere sensoresche Modalitéite wéi Geroch a Mondgefill. D'Integratioun fënnt an de Forebrain Gebidder statt, dorënner d'Amygdala, souwéi primär a méi héijer Uerdnung sensoresch kortikale Gebidder, dorënner den isoléierten an orbitofrontale Cortex, wou sensoresch Representatioune vu bestëmmte Liewensmëttel geformt ginn.(56-62). Déi exakt neurale Weeër duerch déi sou sensoresch Perceptiounen oder Representatioune féieren zu der Generatioun vu subjektiv Genoss sinn net kloer. Neuroimaging Studien a mënschleche Sujete suggeréieren datt Freed, wéi gemooss duerch subjektiv Bewäertungen, bannent Portioune vum orbitofrontalen a vläicht insularesche Cortex berechent gëtt.(55, 63).
Neural Systemer representéieren d'Motivatioun fir ze iessen
D'ultimativ Zil vun der Liewensmëttelreklamm ass en Individuum ze begeeschteren fir e spezifescht Liewensmëttelprodukt ze kafen an sech drun ze halen. Dëst Zil kann verbonne ginn mat deem wat geschitt an der Sucht un Drogen an Alkohol, an et ass net iwwerraschend datt ähnlech neurale Mechanismen involvéiert sinn. Och wann et néideg ass fir e Markeprodukt ze "gären", ass et méi wichteg fir erfollegräich Marketing ze "wëllen" an ze kafen. Geméiss dem Liken / Wëllen Ënnerscheed an der Liewensmëttelbelounung ass et méiglech eppes ze 'wëllen' wat net gär ass(64). Berridge definéiert Wëllen als 'Incentive Salience, oder Motivatioun fir Belounung typesch ausgeléist duerch Belounungsrelatéierte Cues'(36). De mesolimbesche Dopaminsystem mat Projektioune vum ventrale tegmentale Gebitt bis zum Nukleus accumbens, prefrontal Cortex, Amygdala an Hippocampus schéngt e Schlësselneural Substrat ze sinn fir ze wëllen (Figebam. 1). Phasesch Aktivitéit vun Dopaminneuronen, déi aus dem ventralen tegmentalen Gebitt op den Nukleus accumbens am ventralen Striatum projizéieren, ass am Entscheedungsprozess involvéiert während der Virbereedung (appetitiv) Phase vum ingestive Verhalen(65, 66). Zousätzlech, wann schmaacht Liewensmëttel wéi Saccharose tatsächlech verbraucht ginn, geschitt eng nohalteg a séiss-ofhängeg Erhéijung an Ëmsaz vun Dopaminniveauen am Nukleus accumbens.(67-69). Dopamin Signaliséierung am Nukleus accumbens schéngt also eng Roll an der appetitiver an der konsuméierender Phase vun engem ingestive Bout ze spillen. De Nucleus accumbens Shell ass doduerch en Deel vun enger neuraler Loop mat abegraff de lateralen Hypothalamus an de ventralen tegmentale Beräich, mat Orexin Neuronen déi eng Schlësselroll spillen(28, 70-74). Dës Loop schéngt wichteg ze sinn fir metabolesch Staatssignaler vum lateralen Hypothalamus ze vermëttelen an doduerch Ureizssalience un Zilobjekter ze attributéieren, wéi virdru diskutéiert.
Iessen a 'fräie Wëllen'
A mënschleche Fächer gëtt et och Wëllen op engem méi bewosste Niveau, beschriwwen vum Berridge als e 'kognitiven Wonsch no engem deklarativen Zil am normale Sënn vum Wuert Wëllen'(36). Zousätzlech zum mesolimbesche Dopaminsystem sinn eng Zuel vu kortikale Beräicher, wéi zum Beispill den dorsolaterale prefrontale Cortex an aner Komponente vun engem Entscheedungssystem, méiglecherweis involvéiert.(75). Schlussendlech kann eng bewosst Entscheedung getraff ginn fir e Liewensmëttel ze iessen oder et z'erhalen. Och wann dat schéngt dem "fräie Wëllen" vun all Eenzelen ze sinn, kënnen och anscheinend bewosst Entscheedungen en Ënnerbewosstsinn hunn. Dëst gouf an enger neuroimaging Studie bei mënschlechen Themen bewisen, déi entwéckelt gouf fir d'Resultat vun Entscheedungen ze dekodéieren ier an nodeems se d'Bewosstsinn erreecht hunn.(76). Notamment, wann d'Thema seng Entscheedung bewosst Bewosstsinn erreecht huet, war et scho bis zu 10 Sekonnen beaflosst vun onbewosst (onbewosst) Gehiraktivitéit an der lateraler a medialer Frontopolar souwéi anterior cingulate cortex an der Precuneus(76). Datt prefrontal Aktivitéit noutwendeg ass fir avantagéis ze wielen an enger Spilltask gouf an enger Studie bei Patienten mat prefrontalen Läsionen gewisen.(77). Normal Themen hunn ugefaang avantagéis ze wielen ier se gemierkt hunn wéi eng Strategie am Beschten funktionnéiert, a si hunn antizipativ Hautleitungsreaktiounen ausgestallt ier se explizit woussten datt et eng riskant Wiel war. Am Géigesaz hunn d'prefrontal Patienten weider benodeelegt Choixe gemaach an hunn ni eng antizipativ autonom Äntwert gewisen.(77). Dës Entdeckunge proposéiere staark datt Ënnerbewosstsinn neural Aktivitéit kann enstive Verhalen guidéieren ier bewosst explizit Wëssen dat mécht. D'neurale Weeër fir Verhalens- an autonom Kontroll déi d'Bewosstsinn entkommen ass net gutt verstanen. Trotzdem, Weeër aus verschiddene prefrontal cortical Beräicher a besonnesch staark erofgaang Weeër vun der Amygdala zu Beräicher am midbrain (inklusiv der periaqueductal gro), Gehir Stamm a Wirbelsail bekannt sinn Deel vun der emotionalen Motor System datt ausserhalb der Grenze vun bewosst existéieren. kontrolléieren(78-80) (Figebam. 1). Interessanterweis hunn vill Gebidder vum limbesche System, dorënner de Cortex, direkten, monosynaptesch Input fir autonom preganglionesch Neuronen.(81), eng Avenue fir Ënnerbewosstsinn Modulatioun vu periphere Organer ubidden, déi an de metabolesche Prozesser involvéiert sinn (Figebam. 1).
Iwwerlappung vun neurale Weeër fir Nahrungsaufnahme an Drogenofhängeger
Baséierend op der Beobachtung datt d'Dopamin Rezeptor-2 Disponibilitéit am dorsalen Striatum ähnlech reduzéiert gëtt a béid fettleibeg Themen a Kokain Sucht.(82), eng gehëtzt Diskussioun iwwer d'Ähnlechkeeten tëscht Liewensmëttel an Drogenofhängeger ass entstanen(83-92).
Wéi widderholl Belaaschtung fir Drogen vu Mëssbrauch verursaacht neuro-adaptive Verännerungen, déi zu Héichten vun de Belounungsschwellen féieren (Toleranz, déi zu enger reduzéierter Belounung resultéiert) déi beschleunegt Drogenaufnahme féieren(93-98), Ähnlech neural a Verhalensverännerungen kënne virausgesot ginn aus widderholl Belaaschtung fir süchteg Liewensmëttel. Zum Beispill, widderholl Saccharose Zougang ass bekannt fir Dopamin Verëffentlechung up-reguléieren(99) an Dopamin Transporter Ausdrock(100), wéi och fir Dopamin D1 an D2-Rezeptor Disponibilitéit am Nukleus accumbens z'änneren(99, 101). Dës Ännerunge kënne verantwortlech sinn fir d'observéiert Eskalatioun vum Saccharose-Binging, Kräiz-Sensibiliséierung op Amphetamin-induzéierter Lokomotoraktivitéit, Entzugssymptomer, wéi erhéicht Besuergnëss an Depressioun(99) an déi reduzéiert Verstäerkungseffizienz vun normale Liewensmëttel(102).
D'Belaaschtung vun enger schmaachtbarer Cafeteria-Diät bei Wistar Ratten huet zu enger nohalteger Hyperphagie iwwer 40 d gefouert a lateral hypothalamesch elektresch Selbststimuléierungsschwelle erhéicht parallel zum Kierpergewiichtsgewënn(103). Eng ähnlech Onsensibilitéit vum Belounungssystem gouf virdru bei süchteg Ratten gesi gesinn, déi selwer intravenös Kokain oder Heroin verwalt hunn(93, 94). Dopamin D2-Rezeptor Ausdrock am dorsalen Striatum gouf wesentlech reduzéiert, parallel zur Verschlechterung vun der Belounungsschwelle(103), op Niveauen, déi an Kokain süchteg Ratten fonnt goufen(104). Interessanterweis, no 14 d vun Abstinenz vun der schmaachter Ernährung, huet d'Belounungsschwell net normaliséiert, och wann d'Ratten hypophagesch waren an ongeféier 10% Kierpergewiicht verluer hunn.(103). Dëst ass am Géigesaz zu der relativ séierer (ongeféier 48 h) Normaliséierung a Belounungsschwelle bei Ratten, déi sech vu Kokain Selbstverwaltung enthale sinn.(94), a kann d'Präsenz vun irreversiblen Verännerungen uginn, déi duerch den héije Fettgehalt vun der Ernährung verursaacht ginn (kuckt nächst Abschnitt). Gitt d'Observatioun datt Kokain Sucht an fettleibeg mënschlech Themen eng niddereg D2-Rezeptor Disponibilitéit am dorsalen Striatum weisen(105), Dopamin Plastizitéit wéinst widderholl Konsum vu schmackhafte Liewensmëttel kann ähnlech sinn wéi wat geschitt mat widderholl Konsum vun Drogen vu Mëssbrauch. Op der anerer Säit gëtt et manner iwwerzeegend Beweiser fir d'Entwécklung vun der Ofhängegkeet op héich-Fett Liewensmëttel(106, 107), obwuel intermittierend Zougang zu Mais Ueleg kann Dopamin Verëffentlechung am Nukleus accumbens stimuléieren(108).
Modern Liewensmëttel: vun Energiedicht bis gëfteg
Et gëtt montéierend Beweiser aus Nagerstudien datt d'Iessen vun enger Fett-Diät net nëmmen Drock op d'Energiebalance setzt andeems se extra Energie ubidden, mee datt et Gehirschued verursaache kann. Déi ganz Gehirgebitt, déi d'Energiebalance enk reguléiere soll, den Hypothalamus, schéngt korrupt ze ginn andeems Dir fetthalteg Liewensmëttel iessen(109-115). Déi komplex Kaskaden vu molekulare Verännerungen, duerch déi héich Fett Ernierung schéngt Leptin an Insulin Signaliséierung ze beeinträchtigen, déi kriteschst fir Kierpergewiicht Reguléierung a Glukoshomoeostasis goufen viru kuerzem vum Ryan iwwerpréift. et al.(116).
Observatioune vun Experimenter mat Fettsäureverwaltung oder Blockade vu Fettsäure-induzéierter Entzündung am Gehir suggeréieren datt eng kuerz Zäit vu Fettfudder(115, 117) an esouguer eng eenzeg héich-Fett Iessen(118, 119) si genuch fir séier Hypothalamus Verletzungen a Behënnerung vun normalen Nährstoffsensing an Energiebalancefunktioune vum Hypothalamus ze verursaachen. En nach méi schlëmmer Szenario ass datt d'Fetal Belaaschtung fir d'Maus Damm héich Fett Diät anscheinend genuch ass fir hypothalamesch Dysfunktioun ze verursaachen(120). Also, pro-inflammatoresch Signaliséierung gëtt net méi als Konsequenz vum fettleibege Staat ugesinn, mee schéngt ee vun den éischte kausative Schrëtt an der Fett Diät-induzéierter Adipositas ze sinn. Déi eenzeg encouragéierend Neiegkeet ass datt onsaturéiert Fettsäuren, déi direkt an d'Gehir vu Mais infuséiert sinn, schéngen hypothalamesch Entzündung an Adipositas bal komplett ëmzegoen, déi induzéiert gëtt andeems Dir eng héich-Fett Diät reich an gesättigte Fette fir 8 Wochen iesst.(121). Et ass also méiglech datt speziell gesättegt Fette dës schwaach Effekter am Gehir verursaachen(122).
Zousätzlech zu direkten schiedlechen Effekter op den Hypothalamus, schéngen héich-Fett Diäten och normal Sattheet-Signaléierung vum Darm ze stéieren. Héich-Fett Diäten kënnen entzündlech Signaliséierung stimuléieren iwwer erhéicht Schleimhautpermeabilitéit a Mautähnleche Rezeptoren bei Ratten déi hyperphagesch an fettleibeg ginn, awer net bei Ratten déi resistent sinn(123). Et gesäit ëmmer méi aus wéi eng ënnerscheedlech Méiglechkeet datt Ännerungen an der Zesummesetzung vun der Darmmikrobiota iwwer Stimulatioun vun der gebierter Immunantwort, dem Entzündung, um Ursprong vun der Darm a schliisslech systemescher a Gehirentzündung sinn.(124-127); a kuckt rezent Iwwerpréiwung vum Harris et al.(128). Well Mikrobiota tëscht Themen transferéiert ka ginn, kann déi resultéierend Adipositas a Fettleberkrankheet souguer als eng kommunizéierend Krankheet ugesi ginn.(129). D'Sensibilitéit vu vagalen afferenten Chemo- a Mechano-Sensoren, déi mam Gehir kommunizéieren, gëtt och reduzéiert an héich-Fett Diät fettleibeg Ratten a Mais(130-135).
Dës nei Erkenntnisser, déi virdru diskutéiert goufen, stellen vill nei Froen op. Et ass schwéier ze gleewen datt e fetträicht Iessen iessen sollt eng Kaskade vun Eventer starten, déi schlussendlech zu Adipositas, Diabetis an Demenz féieren. Firwat sollt d'Iessen vum Makronährstofffett, deen wäertvoll Energie ubitt an d'Hungerung verhënnert, sou kloer geschnidden maladaptive Konsequenzen hunn? Et ass onwahrscheinlech datt nëmmen eng "verbueden Uebst" iessen eng Ernärungssënn ass, an et bleift ze gesinn, ob déi akut Effekter, déi mat pharmakologesche Manipulatiounen am Gehir erzielt ginn, real physiologesch Mechanismen mimikéieren. Ausserdeem ass et net bekannt ob sou akut Effekter bei Mënschen optrieden. Wa se optrieden, kann d'akute Numbing vun der hypothalamescher Nährstoffsensing duerch Fett-räich Iessen adaptiv an der Vergaangenheet gewiescht sinn andeems se e Mechanismus ubidden fir vu rare Momenter vun Ernärungsiwwerfloss ze profitéieren.
Déi chronesch Auswierkunge vum héich-Fett Iessen si méi schwéier ze ignoréieren, obwuel si grad esou maladaptiv schéngen wéi déi akut Effekter. Firwat vermeit d'Maus net héich-fett Liewensmëttel, déi et anscheinend krank mécht? Wat ass mat der "Wäisheet vum Kierper" geschitt? Wéi ass et datt Déieren a Mënsch eng ausgeglache Geschmaachs Perceptioun a séier Léiermechanismen evoluéiert hunn fir gëfteg Liewensmëttel ze vermeiden, awer si gi liicht duerch gëfteg Fett täuscht?
Modernt Ëmfeld: manner Chance fir Energie ze verbrennen
Dës Iwwerpréiwung huet bal ganz op d'Energieopnahm konzentréiert, awer et ass kloer datt d'modernt Ëmfeld och d'Energieausgaben op eng Rei vu Weeër beaflosst. Och wa mir ufänken d'Neurobiologie vun der Nahrungsaufnahme an der moderner Welt ze verstoen, bleiwe mir bal komplett ignorant iwwer déi neurobiologesch Kontrolle vu kierperlecher Aktivitéit an Ausübung an déi integrativ Prozesser déi d'Reguléierung vum Energiebalance ausmaachen.(136). Ee Grond kéint sinn datt mir e limitéierten Verständnis vun der hormoneller (oder neuraler) interorganescher Kommunikatioun hunn. Och wa mir vill iwwer Darm-Gehir an Fettgewebe-Gehir Signaliséierung wëssen, wësse mir praktesch näischt iwwer Kommunikatioun tëscht dem Trainingsmuskel an dem Gehir an aner Organer. Eréischt viru kuerzem ass de Muskel-ofgeleet Hormon Irisin entdeckt ginn, wat schéngt d'Brounung vu wäissem Fettgewebe ze induzéieren(137). Et wäert interessant sinn ze gesinn ob dëst Hormon och d'Gehirsysteme signaliséiert déi d'Energiebalance regelen.
Conclusiounen
Kloer, appetitiv Fuert an Nahrungsaufnahme si vu Signaler aus dem Kierper an der Ëmwelt beaflosst, an déi lescht gi vun der Liewensmëttelindustrie duerch dat nei etabléiert Gebitt vun Neuromarketing exploitéiert. Och wann dës Technike grad sou mächteg wieren fir d'Iessen vu gesonde Liewensmëttel ze stimuléieren, ass net vill Effort fir dëst Zil gemaach. Ëmweltsignaler, déi d'Nahrungsaufnahme beaflossen, interagéiere bal ausschliesslech mat corticolimbesche Gehirgebidder, déi a Kognitioun, Emotioun, Motivatioun an Entscheedungsprozess involvéiert sinn. Dës Systemer, obwuel op eng Bottom-up Manéier duerch metabolesche Signaler moduléiert sinn, kënne staark an iwwerwältegend Top-Down Kontroll vun der Nahrungsaufnahme an der Energiebalance Reguléierung ausüben, wéi bewisen duerch Iessen an der kompletter Verontreiung vun der Ernährung. Wéi och ëmmer, déi meescht vun dësen Demonstratiounen vun Top-Down Kontroll handelen nëmmen op eng akuter Manéier, a méi laangfristeg Studien sinn néideg fir en dauerhaften Impakt op Kierpergewiicht ze weisen. Schlussendlech mussen d'neurale Weeër, déi corticolimbesch Funktiounen mat hypothalamesche a Gehirnstammstrukturen verbannen, déi an der Kontroll vun der Nahrungsaufnahme an der Energiebalance involvéiert sinn, besser definéiert ze ginn. Speziell sollen déi jeweileg Bäiträg vu bewosst an onbewosst Determinanten vun der Verhalensaktioun an der autonomer Kontroll weider ënnersicht ginn.
Dankbarkeet
Ech wëll dem Katie Bailey Merci soen fir redaktionnell Hëllef an dem Christopher Morrison, Heike Münzberg a Brenda Richards fir wäertvoll Kommentaren zu engem fréiere Entworf vun dësem Manuskript. Dës Aarbecht gouf vun den National Institutes of Health Grants DK047348 an DK0871082 ënnerstëtzt. Den Auteur erklärt keen Interessekonflikt.
Referenze