Mat på hjernen
Daniel Fisher, 01 / 10 / 05
Er de fettrike, sukkerbelastede tingene vi ønsker vanedannende? Her er hva den nyeste vitenskapelige forskningen forteller oss.
I et laboratorium ved Brookhaven National Laboratory på Long Island, injiserer Gene-Jack Wang overeater med en radioaktiv sukkeroppløsning og setter dem i en tomronmaskin med positronutslipp for å se hvordan hjernen deres reagerer på mat. Hvis Dr. Wangs tidligere studier er en indikasjon, han vil se at en testpersons striatum, en slags kommunikasjonsnav i hjernen, har færre dopaminreseptorer enn striatum til noen med normale spisevaner. Wang har allerede demonstrert at bare synet og lukten av mat kan forårsake frigjøring av dopamin, en nevrotransmitter assosiert med motivasjon og glede. Han har også vist at narkomane har lignende mangel på dopaminreseptorer.
En PET-skanning av en metamfetaminbruker viser et redusert område av dopaminreseptorer som krever flere medisiner for å gi glede.
http://www.forbes.com/forbes/2005/0110/063.html
PET-skanningen av en sykelig overvektig pasient viser en lignende mangel på dopaminreseptorer. Kan mat spille en rolle som ligner narkotika?
Legg det opp, og en teori dukker opp: Overeater forbruker mer mat enn det er bra for dem å få sparket som dopamin gir - av samme grunn som kokshodene fnyser kokain. "De bruker å spise som et middel for å kompensere," sier Wang, en Johns Hopkins-utdannet lege som har studert avhengighet i mer enn et tiår. Wangs teori kan ikke bety noe annet enn at narkotika kaprer de samme hjernekretsene som utviklet seg gjennom millioner av år for å motivere folk til å finne og spise mat. Det betyr ikke at mat er et stoff. Ingen har noen gang gått gjennom uttak etter å ha gått kaldt kalkun på Big Mac-maskiner.
Og likevel har forskningen hans uhyggelige implikasjoner for matvarefirmaer når de støtter en bølge av rettssaker om tobakkstil over nasjonens fedmeproblem. Hvis advokater kan vise at mat har vanedannende egenskaper, kan de hevde at overspising ikke er et valg, men en tvang. Hvis de kan spore tvangen til spesifikke ingredienser som fett eller majssirup med høy fruktose, kan de ha bevismessig ekvivalent av nikotin - et stoff som produsenter kan ha manipulert for å hekte sine kunder på mat.
"Du kan gjøre ting mer vanedannende," sier Dr. William Jacobs, en fedmeforsker ved University of Florida. "Akkurat som Colombia-kartellet oppfant crack-kokain."
Så langt er forskere langt fra å avdekke en røykende fransk yngel. Ingen har funnet troverdige bevis på at produsenter benytter seg av en mystisk ingrediens som overstyrer det bevisste valget, selv om noen tror de er i nærheten av å etablere nettopp det. Dr. Neal Barnard fra Physicians Committee for Responsible Medicine, forfatter av Breaking the Food Seduction St. Martin's Press, 2003), fremholder at sjokolade virker på hjernen som heroin. Og ost, sier han, brytes ned til potensielt vanedannende casomorfiner i fordøyelseskanalen. "Det er mennesker som ønsker ost," sier Barnard, vegetarianer som også er aktiv i dyrerettighetsbevegelsen. "Det fungerer akkurat som et vanedannende stoff."
Men det er ingen bevis for at casomorfiner kommer inn i blodstrømmen til voksne, og gjør dem til Brie-gobbling narkomane. Forskere har avdekket bevis for at visse matvarer stimulerer mer frigjøring av dopamin hos pattedyr enn andre - kritiske for det juridiske argumentet om at disse matvarene er urimelig vanedannende og farlige - men deres funn er foreløpige eller vanskelige å replikere hos mennesker.
Ann Kelley fra University of Wisconsin, har for eksempel vist at å gi kaloripakket sjokolade Ensure, et kostholdstilskudd, til rotter raskt reduserer gledeinduserende endorfiner, en effekt som også ses hos rotter som har fått narkotika. Normalt kosthold har ingen slik effekt. "Implikasjonen er at langvarig overspising av matvarer som er svært foretrukket kan ha en stofflignende effekt på hjernen," sier Kelley, hvis arbeid delvis er finansiert av et institutt som får penger fra PepsiCo, Procter & Gamble og andre matprodusenter.
Forskere har sett tegn på en lignende hjerneinnstilling for søt og fet mat hos mennesker. Bevisene er fremdeles ikke klare. Kelley bestemte nivåer av hjerneendorfin ved å drepe og dissekere rottene; PET-skanning og andre ikke-dødelige metoder er ikke like nøyaktige.
En av de mest siterte studiene, forsker Adam Drewnowski fra University of Washington, fant at kvinner som fikk et legemiddel som blokkerer opioidreseptorer, konsumerte mindre søt mat med høyt fettinnhold - men bare hvis de var bulimiske. Han har ingen forklaring på hvorfor stoffet ikke påvirket dietten til 12 kontrollpersoner med normal vekt. Opioidblokkeringen “fungerer, vi ser det,” sier han. "Men bare hos en person hvis system er forstyrret."
All denne usikkerheten er forståelig, gitt de komplekse mekanismene bak spising og fedme. Farmasøytiske produsenter har forgjeves søkt å finne et mirakelmedisin som vil få folk til å gå ned i vekt; de fleste, som fen-fen og metamfetamin, har bivirkninger som er verre enn problemet de prøver å løse. Acomplia fra Sanofi-Aventis blokkerer cannabinoidreseptorer, de samme hjernereseptorene som gir pottrøykere munchies, men forårsaker også depresjon hos noen pasienter (FORBES, “The Ultimate Pill?” 13. desember 2004, s. 96).
Fedme kjører i familier - gener alene kan forutsi opptil 40% av sjansen for å bli alvorlig overvektige - og overspising virker knyttet til andre familierelaterte lidelser som alkoholisme og rusavhengighet. De ser alle ut til å innebære forstyrrelser i hjernens belønningssystem, som dispenserer gledeinduserende dopamin som svar på artsforplantende oppførsel som å spise, drikke vann eller ha sex. Kokainmisbrukere har for eksempel færre dopaminreseptorer, enten som et resultat av stoffets konstante stimulering - det blokkerer transportører som normalt fører dopamin tilbake i hjernecellene for å bli resirkulert - eller fordi de ble født på den måten.
Fra aroma til appetitt
1. Tom mage frigjør ghrelin, et appetittstimulerende middel, til hypo-thalamus, som styrer kroppens metabolisme.
2. Hypothalamus frigjør dopamin til nucleus accumbens og striatum, og motiverer det bevisste området i hjernen til å finne mat.
3. Lukten av mat stimulerer amygdalaen, også et senter for følelser, og forårsaker ytterligere frigjøring av dopamin av nucleus accumbens.
4. Syn, lukt og smak på maten stimulerer frigjøring av endorfiner (opioider) og dopamin ved orbitofrontal cortex, noe som stimulerer den bevisste delen av hjernen til å spise.
5. Leptin frigitt av fettceller overmetter etter hvert ghrelin og signaliserer hypothalamus om å stenge ned dopaminstrømmen. Som et resultat avtar appetitten.
Overeater har en lignende mangel på dopaminreseptorer, men forskere vet ikke om det er en arvelig forskjell, en utviklet ved overspising eller en kombinasjon av de to. Forskere er også langt fra å avdekke forbindelsene mellom de stort sett autonome delene av hjernen som regulerer det daglige energiforbruket og -forbruket, og den bevisste hjernen som leder atferd som å gå over gaten for å få en bacon-cheeseburger.
Kroppsvekten styres mest av hypothalamus, en struktur i hjernen som finjusterer stoffskiftet til et nivå som ingen bevisst kalori-teller kunne matche. Rockefeller University-forsker Jeffrey Friedman har beregnet at en ubalanse på så få som 1,700 kalorier i året vil føre til vektøkning eller tap over tid. Hypothalamus reagerer på ghrelin, et hormon som skilles ut med tom mage, ved å frigjøre appetittstimulerende nevrotransmittere i andre deler av hjernen. Det slår av nevrotransmitterne som respons på leptin, et hormon som frigjøres av fettceller.
Forskere vet fortsatt ikke nøyaktig hvordan hypothalamus kommuniserer med hjernebarken, stedet for bevisst tanke, selv om det antas at dopamin spiller en rolle. Det mislykkede diettmedikamentet fenfluramin stimulerte for eksempel dopaminfrigjøring i hypothalamus og hadde den paradoksale effekten av å redusere appetitten. Hypothalamus har også forbindelser til cortex via striatum og nucleus accumbens, en struktur som utskiller sin egen dopamin og opioider som respons på mat (se grafikk).
Den nøyaktige rollen til nucleus accumbens er et mysterium. Den behandler sensorisk informasjon fra munn og nese – wow, at pizza lukter godt! –Og frigjør dopamin og opioider som svar. Forskere har til og med sett en skjevhet for fet mat i motsetning til karbohydrater, noe de ikke kan forklare. Stimulere kjernen accumbens i rotter og de klø seg på ting; administrere en opioid-blokkering og de stopper. Mus som er avlet opp uten dopaminreseptorer i nucleus accumbens, sulter raskt seg i hjel.
Ann Kelley har funnet et enda kraftigere kontrolllag i amygdala, et senter for følelser som også har rike nerveforbindelser til nesen. Når hun nøytraliserer amygdalaen hos rotter med et medikament som stopper dens funksjon, sviner de ikke lenger ut selv om kjernen deres blir stimulert. Implikasjonen, sier hun, er at den følelsesmessige responsen på mat og dens aromaer - husker du popcornet du hadde på din første date? - kan være viktigere enn vektkontrollsystemet til hypothalamus. En implikasjon: Reklamekampanjer som tryller frem bilder av hjem og ildsted, kan også stimulere amygdalaen.
Faktum er at den menneskelige hjerne har en rekke måter å stimulere appetitten på, og bare noen få for å slå den av. Det er fornuftig i evolusjonære termer, fordi menneskeheten til nylig eksisterte i en tilstand av konstant matmangel. “Tenk på det: Hjernen din går gjennom disse megastorene og sier: 'Er jeg ikke en stor jeger? Jeg kan fange kongelaks eller Kobe-oksekjøtt uten noen sjanse til å bli angrepet av en sabeltannet tiger, sier Mark Gold, enestående professor i nevrovitenskap ved McKnight Brain Institute ved University of Florida.
Spørsmålet om flere milliarder dollar er om visse lettmanipulerte matingredienser kan utløse en av disse veiene til å si "spis", selv når andre deler av hjernen sier "nok". Advokat Christopher Cole i Washington, Paul, Hastings Janofsky & Walker, rådgiver matvareselskaper om forsvarsstrategier dersom matstvister tar av. Så langt har han ikke sett noe i forskningen å bekymre seg for. Men han holder øye med fedmejournalene: "Når du karakteriserer [fedme] som en sykdom, og du argumenterer for at selskaper oppfordrer folk til å fange sykdommen, kan du bygge en sak."