Voedsel op de hersenen
Daniël Visser, 01/10/05
Zijn de vetrijke, met suiker beladen dingen waar we naar hunkeren verslavend? Dit is wat het laatste wetenschappelijke onderzoek ons vertelt.
In een laboratorium in het Brookhaven National Laboratory op Long Island injecteert Gene-Jack Wang overeters met een radioactieve suikeroplossing en stopt ze in een positronemissietomografiemachine om te zien hoe hun hersenen op voedsel reageren. Als de eerdere studies van Dr. Wang een indicatie zijn, hij zal zien dat het striatum van een proefpersoon, een soort communicatiecentrum in de hersenen, minder dopaminereceptoren heeft dan het striatum van iemand met normale eetgewoonten. Wang heeft al aangetoond dat alleen al het zien en ruiken van voedsel ervoor kan zorgen dat er dopamine vrijkomt, een neurotransmitter die geassocieerd wordt met motivatie en plezier. Hij heeft ook aangetoond dat drugsverslaafden een vergelijkbaar tekort aan dopaminereceptoren hebben.
Een PET-scan van een methamfetaminegebruiker toont een verminderd gebied van dopaminereceptoren die meer medicijnen nodig hebben om plezier te geven.
http://www.forbes.com/forbes/2005/0110/063.html
De PET-scan van een patiënt met morbide obesitas vertoont een vergelijkbaar gebrek aan dopaminereceptoren. Kan voedsel een vergelijkbare rol spelen als verdovende middelen?
Tel het op en er ontstaat een theorie: Overeters consumeren meer voedsel dan goed voor ze is om de kick te krijgen die dopamine geeft - dezelfde reden waarom cokeheads cocaïne snuiven. "Ze gebruiken eten als compensatiemiddel", zegt Wang, een door Johns Hopkins opgeleide arts die al meer dan tien jaar verslaving bestudeert. Wangs theorie zou niets anders kunnen betekenen dan dat drugs dezelfde hersencircuits kapen die in de loop van miljoenen jaren zijn geëvolueerd om mensen te motiveren voedsel te vinden en te eten. Dat betekent niet dat eten een medicijn is. Niemand heeft tenslotte ooit een opname doorgemaakt nadat hij cold turkey op Big Macs was gegaan.
En toch heeft zijn onderzoek onheilspellende implicaties voor voedingsbedrijven die zich schrap zetten voor een golf van tabaksachtige rechtszaken over het obesitasprobleem van het land. Als advocaten kunnen aantonen dat voedsel verslavende eigenschappen heeft, kunnen ze stellen dat te veel eten geen keuze is, maar een dwang. Als ze de dwang kunnen herleiden tot specifieke ingrediënten zoals vet of fructose-glucosestroop, hebben ze misschien het equivalent van nicotine - een stof die fabrikanten mogelijk hebben gemanipuleerd om hun klanten aan voedsel te binden.
"Je zou dingen verslavender kunnen maken", zegt Dr. William Jacobs, een onderzoeker naar obesitas aan de Universiteit van Florida. "Net zoals het Colombia-kartel crack-cocaïne heeft uitgevonden."
Tot nu toe zijn wetenschappers nog ver verwijderd van het ontdekken van een rokende friet. Niemand heeft geloofwaardig bewijs gevonden dat fabrikanten misbruik maken van een mysterieus ingrediënt dat voorrang heeft boven bewuste keuze, hoewel sommige mensen denken dat ze dat bijna kunnen vaststellen. Dr. Neal Barnard van de Physicians Committee for Responsible Medicine, auteur van Breaking the Food Seduction St. Martin's Press, 2003), stelt dat chocolade op de hersenen inwerkt zoals heroïne. En kaas, zegt hij, valt uiteen in potentieel verslavende casomorfines in het spijsverteringskanaal. "Er zijn mensen die hunkeren naar kaas", zegt Barnard, een vegetariër die ook actief is in de dierenrechtenbeweging. "Het werkt net als een verslavend middel."
Maar er is geen bewijs dat casomorfines in de bloedbaan van volwassenen terechtkomen, waardoor ze Brie-opslokkende junks worden. Onderzoekers hebben enig bewijs gevonden dat bepaalde voedingsmiddelen meer dopamine-afgifte bij zoogdieren stimuleren dan andere - cruciaal voor het juridische argument dat die voedingsmiddelen onredelijk verslavend en gevaarlijk zijn - maar hun bevindingen zijn voorlopig of moeilijk te repliceren bij mensen.
Ann Kelley van de Universiteit van Wisconsin, heeft bijvoorbeeld aangetoond dat het geven van chocolade boordevol calorieën, een voedingssupplement, aan ratten snel de plezieropwekkende endorfines vermindert, een effect dat ook wordt waargenomen bij ratten die verdovende middelen hebben gekregen. Normale voeding heeft dat effect niet. "De implicatie is dat langdurige overconsumptie van voedsel dat sterk de voorkeur heeft, een medicijnachtig effect op de hersenen kan hebben," zegt Kelley, wiens werk gedeeltelijk wordt gefinancierd door een instituut dat geld krijgt van PepsiCo, Procter & Gamble en andere voedselproducenten.
Onderzoekers hebben tekenen gezien van een vergelijkbare hersenvoorkeur voor zoet en vet voedsel bij mensen. Toch is het bewijs niet eenduidig. Kelley bepaalde het endorfinegehalte in de hersenen door de ratten te doden en te ontleden; PET-scans en andere niet-dodelijke methoden zijn niet zo nauwkeurig.
Een van de meest geciteerde onderzoeken, uitgevoerd door Adam Drewnowski, onderzoeker van de Universiteit van Washington, ontdekte dat vrouwen die een medicijn kregen dat opioïde receptoren blokkeert, minder zoet, vetrijk voedsel consumeerden, maar alleen als ze boulimisch waren. Hij heeft geen verklaring waarom het medicijn geen invloed had op de voeding van 12 controlepersonen met een normaal gewicht. De opioïdenblokker "werkt, we zien het", zegt hij. "Maar alleen bij een persoon wiens systeem is verstoord."
Al deze onzekerheid is begrijpelijk, gezien de complexe mechanismen achter eten en obesitas. Farmaceutische fabrikanten hebben tevergeefs gezocht naar een wondermiddel dat mensen zou doen afvallen; de meeste, zoals fen-phen en methamphetamines, hebben bijwerkingen die erger zijn dan het probleem dat ze proberen op te lossen. Acomplia van Sanofi-Aventis blokkeert cannabinoïde-receptoren, dezelfde hersenreceptoren die wietrokers de munchies bezorgen, maar veroorzaakt ook depressie bij sommige patiënten (FORBES, "The Ultimate Pill?" 13 dec. 2004, p. 96).
Obesitas zit in families – alleen genen kunnen tot 40% van de kans op ernstig overgewicht voorspellen – en te veel eten lijkt verband te houden met andere familiegerelateerde aandoeningen zoals alcoholisme en drugsverslaving. Ze lijken allemaal betrekking te hebben op verstoringen van het beloningssysteem van de hersenen, dat genotopwekkende dopamine afgeeft als reactie op soortverspreidend gedrag zoals eten, water drinken of seks hebben. Cocaïneverslaafden hebben bijvoorbeeld minder dopaminereceptoren als gevolg van de constante stimulatie door de drug – het blokkeert transporters die normaliter dopamine terug naar de hersencellen leiden om te worden gerecycled – of omdat ze zo zijn geboren.
Van Aroma tot Eetlust
1. Lege maag geeft ghreline, een eetlustopwekker, af aan de hypothalamus, die de stofwisseling van het lichaam regelt.
2. De hypothalamus geeft dopamine af aan de nucleus accumbens en het striatum, waardoor het bewuste deel van de hersenen wordt gemotiveerd om voedsel te zoeken.
3. De geur van voedsel stimuleert de amygdala, ook een centrum van emotie, en veroorzaakt verdere afgifte van dopamine door de nucleus accumbens.
4. Het zien, ruiken en proeven van voedsel stimuleert de afgifte van endorfines (opioïden) en dopamine door de orbitofrontale cortex, waardoor het bewuste deel van de hersenen verder wordt gestimuleerd om te eten.
5. Leptine dat vrijkomt door vetcellen overweldigt uiteindelijk ghreline en signaleert de hypothalamus om de dopaminestroom af te sluiten. Als gevolg hiervan neemt de eetlust af.
Overeters hebben een soortgelijk tekort aan dopaminereceptoren, maar onderzoekers weten niet of dat een erfelijk verschil is, een verschil dat is ontstaan door te veel eten of een combinatie van beide. Wetenschappers zijn ook nog lang niet klaar met het ontrafelen van de verbanden tussen de grotendeels autonome delen van de hersenen die het dagelijkse energieverbruik en -verbruik regelen, en het bewuste brein dat gedrag aanstuurt, zoals over straat lopen om een cheeseburger met bacon te halen.
Het lichaamsgewicht wordt voornamelijk gecontroleerd door de hypothalamus, een structuur in het centrum van de hersenen die de stofwisseling verfijnt tot een niveau dat geen bewuste calorieteller kan evenaren. Jeffrey Friedman, onderzoeker van de Rockefeller University, heeft berekend dat een onevenwichtigheid van slechts 1,700 calorieën per jaar na verloop van tijd zou leiden tot gewichtstoename of -verlies. De hypothalamus reageert op ghreline, een hormoon dat wordt uitgescheiden door een lege maag, door eetluststimulerende neurotransmitters vrij te geven in andere delen van de hersenen. Het schakelt de neurotransmitters uit als reactie op leptine, een hormoon dat wordt afgegeven door vetcellen.
Wetenschappers weten nog steeds niet precies hoe de hypothalamus communiceert met de hersenschors, de plaats van bewust denken, hoewel wordt aangenomen dat dopamine een rol speelt. Het noodlottige dieetmedicijn fenfluramine stimuleerde bijvoorbeeld de afgifte van dopamine in de hypothalamus en had het paradoxale effect dat het de eetlust verminderde. De hypothalamus heeft ook verbindingen met de cortex via het striatum en de nucleus accumbens, een structuur die zijn eigen dopamine en opioïden afscheidt als reactie op voedsel (zie afbeelding).
De exacte rol van de nucleus accumbens is een mysterie. Het verwerkt sensorische informatie uit de mond en neus - wauw, die pizza ruikt lekker! - en geeft als reactie dopamine en opioïden vrij. Onderzoekers hebben zelfs een vooroordeel gezien voor vet voedsel in tegenstelling tot koolhydraten, iets wat ze niet kunnen verklaren. Stimuleer de nucleus accumbens bij ratten en ze proppen zich vol met het spul; een opiaatblokker toedienen en ze stoppen. Muizen gefokt zonder dopaminereceptoren in de nucleus accumbens verhongeren zichzelf snel tot de dood.
Ann Kelley heeft een nog krachtigere controlelaag gevonden in de amygdala, een centrum voor emoties dat ook rijke zenuwverbindingen met de neus heeft. Wanneer ze de amygdala bij ratten neutraliseert met een medicijn dat de functie ervan stopt, kunnen ze niet meer uitzweten, zelfs niet als hun nucleus accumbens wordt gestimuleerd. De implicatie, zegt ze, is dat de emotionele reactie op eten en de aroma's ervan - weet je nog de popcorn die je op je eerste date had? - misschien wel belangrijker is dan het gewichtscontrolesysteem van de hypothalamus. Eén implicatie: reclamecampagnes die beelden van huis en haard oproepen, kunnen ook de amygdala stimuleren.
Feit is dat het menselijk brein een groot aantal manieren heeft om de eetlust te stimuleren en slechts een paar om het uit te schakelen. Dat is evolutionair gezien logisch, want tot voor kort leefde de mensheid in een staat van constante voedselschaarste. “Denk er eens over na: je brein loopt door deze megastores en zegt: 'Ben ik geen geweldige jager? Ik kan koningszalm of Kobe beef vangen zonder enige kans om aangevallen te worden door een sabeltandtijger'”, zegt Mark Gold, hoogleraar neurowetenschappen aan het McKnight Brain Institute van de Universiteit van Florida.
De miljardenvraag is of bepaalde gemakkelijk te manipuleren voedselingrediënten een van die wegen kunnen activeren om 'eet' te zeggen, zelfs als andere delen van de hersenen 'genoeg' zeggen. Advocaat Christopher Cole in het kantoor van Paul, Hastings Janofsky & Walker in Washington adviseert voedingsbedrijven over verdedigingsstrategieën als voedselgeschillen van de grond komen. Tot nu toe heeft hij in het onderzoek niets gezien om zich zorgen over te maken. Maar hij houdt de tijdschriften over zwaarlijvigheid nauwlettend in de gaten: "Als je [zwaarlijvigheid] eenmaal als een ziekte typeert en je betoogt dat bedrijven mensen aansporen om die ziekte te krijgen, kun je een zaak opbouwen."
;
