(L) Voedselinname een fragiele balans tussen neurale paden (2015)

24 Augustus 2015

De voedselinname wordt bepaald door verschillende neuronnetwerken: het circuit dat de voedselinname aandrijft als reactie op de energiebehoefte van het lichaam (blauw) omvat de paraventriculaire nucleus (PVN), laterale hypothalamus (LH), de nucleus tractus solitarius (NTS) en de nucleus arcuatus (BOOG). ARC-neuronen worden geactiveerd wanneer het energieniveau laag is. Ze scheiden twee moleculen af ​​(NPY en AgRP) om de voedselinname te bevorderen. Het voedselgerelateerde "plezier"-circuit (in roze) omvat het ventrale tegmentale gebied (VTA), de oorsprong van dopaminerge neuronen, het striatum en de nucleus accumbens (Nacc ). Dopamine-afgifte in het beloningscircuit zal het eten van vetrijk en koolhydraatrijk voedsel bevorderen. Wanneer de NPY / AgRP-neuronactiviteit wordt aangetast, wordt voedselinname grotendeels aangedreven door het beloningscircuit. Het voedingsgedrag is dan minder gerelateerd aan metabolische behoeften en meer afhankelijk van omgevingsfactoren zoals stress of de smaakeigenschappen van het voedsel. Credits: Serge Luquet

Een team van het Laboratoire bio fonctionnelle et adaptative (CNRS/Université Paris Diderot) onderzocht de relatieve rol van de energiebehoefte en het "plezier" van eten bij de voedselinname. De onderzoekers bestudeerden een groep neuronen in muizen. Ze merkten op dat wanneer de neuronactiviteit wordt aangetast, het voedingsgedrag minder gerelateerd wordt aan de metabole behoeften van het lichaam en meer afhankelijk wordt van de smakelijkheid van voedsel. Deze resultaten zouden kunnen verklaren hoe steeds gemakkelijkere toegang tot smakelijk voedsel kan bijdragen aan dwangmatige eetstoornissen en obesitas kan bevorderen. Dit werk is zojuist gepubliceerd in Cell Metabolism.

Het voedingsgedrag wordt gereguleerd door verschillende zenuwbanen, dus de behoefte om te eten wordt aangedreven door zowel de energiebehoefte van het lichaam als door het plezier dat met eten gepaard gaat. In de huidige context waarin energierijk voedsel meer en meer aanwezig is in onze voeding en waar pathologieën zoals obesitas, diabetes en hartaandoeningen toenemen, is het belangrijk om te verduidelijken hoe deze verschillende neurale circuits betrokken en verbonden zijn. Inzicht in de respectieve bijdragen van het mechanisme dat onderhoudt energiebalans en het belonings- (of plezier-)circuit zou het mogelijk maken om effectievere behandelingen voor deze ziekten te ontwikkelen.

Een onderzoeksteam onderzocht een groep van neuronen in de hypothalamus genaamd NPY/AgRP, waarvan bekend is dat ze een rol spelen bij voedselinname. Deze neuronen maken deel uit van het circuit dat de energiebalans in stand houdt: ze bevorderen de voedselinname wanneer ze geactiveerd zijn, bijvoorbeeld bij vasten of hypoglykemie. Tot nu toe werden ze beschouwd als de belangrijkste doelen voor het ontwikkelen van behandelingen voor obesitas. Door muizen te bestuderen die deze neuronen niet hebben, hebben de onderzoekers aangetoond dat deze essentieel zijn voor het op gang brengen van voedselinname wanneer het voedsel geen hoge hedonistische waarde heeft en eenvoudigweg een reactie is op metabole behoeften. Daarentegen dragen ze minder bij aan de voedselinname wanneer het voedsel zeer smakelijk is, veel vetten en koolhydraten bevat.

Wanneer deze neuronen afwezig of geremd zijn, consumeren de muizen minder standaardvoer, ook na vasten. Daarentegen zullen ze zich normaal voeden als ze vetrijk en koolhydraatrijk voedsel krijgen. Een reeks experimenten toonde aan dat wanneer NPY/AgRP neuron activiteit is gecompromitteerd, zal het hormoon dat hen stimuleerde in plaats daarvan neuronen activeren die betrokken zijn bij het beloningscircuit. Deze door dopamine aangestuurde zenuwbaan neemt dus over en stuurt aan voedingsgedrag. Het resultaat is een verstoord voedingspatroon, losgekoppeld van de energiebehoefte van het lichaam en in wezen afhankelijk van het genot dat voedsel veroorzaakt.

De bestudeerde muizen aten vervolgens in grotere hoeveelheden vetrijk en koolhydraatrijk voedsel en kwamen aan. Ook was hun eetgedrag veel gevoeliger voor externe factoren zoals stress. Over het algemeen zijn deze muizen een goed voorbeeld van comfortvoeding.

De muizen in deze studie ondergingen genetische interventie om de NPY/AgRP-neuronactiviteit te veranderen. Voortdurende blootstelling aan een energierijk dieet kan soortgelijke gevolgen hebben, waardoor deze neuronen ongevoelig worden en een andere drijfveer ervoor in de plaats komt: het beloningscircuit. De resulterende eetgewoonten, die geen verband houden met het metabolisme, dragen bij aan het ontstaan ​​van dwangstoornissen en bevorderen obesitas. Deze resultaten werpen daarom een ​​nieuw licht op de rol van NPY/AgRP-neuronen bij het handhaven van de energiebalans. Ze geven ook aan dat het op farmacologisch niveau inwerken op deze neuronen om hyperfagie te behandelen contraproductief zou kunnen zijn.

Verken verder: Hersenneuronen en voeding beïnvloeden het ontstaan ​​van obesitas en diabetes bij muizen

Meer informatie: "Smakelijkheid kan voeding onafhankelijk van AgRP-neuronen stimuleren." Cel Metab. 2015 augustus 12. pii: S1550-4131(15)00340-X. DOI: 10.1016 / j.cmet.2015.07.011


 

Smakelijkheid kan voeding stimuleren, onafhankelijk van AgRP-neuronen

DOI:
http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2015.07.011

 

Hoogtepunten

  • •AgRP-neuronen zijn belangrijk om voeding te stimuleren wanneer voedsel niet smakelijk is
  • •AgRP-neuronen zijn overbodig wanneer voedsel zeer smakelijk is
  • •Dieren met verminderde AgRP-neuronactiviteit zijn een toonbeeld van comfortvoeding
  • • Remming van AgRP-neuronen bevordert beloningsvoeding

Samengevat

Het voedingsgedrag wordt prachtig gereguleerd door homeostatische en hedonistische neurale substraten die zowel de energievraag als de versterkende en belonende aspecten van voedsel integreren. Het begrijpen van de netto bijdrage van homeostatische en beloningsgestuurde voeding is van cruciaal belang geworden vanwege de alomtegenwoordige bron van energierijk voedsel en de daaruit voortvloeiende obesitas-epidemie. Hypothalamische agouti-gerelateerde peptide-secreterende neuronen (AgRP-neuronen) vormen de primaire orexigenische aandrijving van homeostatische voeding. Met behulp van modellen van neuronale remming of ablatie tonen we aan dat de voedingsreactie op een snelle ghreline- of serotoninereceptoragonist afhankelijk is van AgRP-neuronen. Wanneer er echter smakelijk voedsel wordt verstrekt, zijn AgRP-neuronen overbodig voor een geschikte voedingsreactie. Bovendien vertonen muizen met AgRP-ablatie verergerde door stress veroorzaakte anorexia en smakelijke voedselinname - een kenmerk van comfortvoeding. Deze resultaten suggereren dat, wanneer de AgRP-neuronactiviteit is aangetast, neurale circuits die gevoelig zijn voor emotie en stress worden betrokken en gemoduleerd door de smakelijkheid van voedsel en dopamine-signalering.