Mat på hjärnan
Daniel Fisher, 01 / 10 / 05
Är de fetthaltiga, sockerbelagda sakerna vi längtar efter beroendeframkallande? Här är vad den senaste vetenskapliga forskningen berättar för oss.
I ett laboratorium vid Brookhaven National Laboratory på Long Island injicerar Gene-Jack Wang överätare med en radioaktiv sockerlösning och lägger dem i en tomografmaskin för positronutsläpp för att se hur deras hjärnor reagerar på mat. Om Dr. Wangs tidigare studier är någon indikation, han kommer att se att en testpersons striatum, ett slags kommunikationsnav i hjärnan, har färre dopaminreceptorer än striatum för någon med normala matvanor. Wang har redan visat att enbart syn och lukt av mat kan orsaka frisättning av dopamin, en neurotransmittor förknippad med motivation och njutning. Han har också visat att drogmissbrukare har en liknande brist på dopaminreceptorer.
En PET-genomsökning av en metamfetaminanvändare visar ett minskat område av dopaminreceptorer som kräver fler läkemedel för att ge nöje.
http://www.forbes.com/forbes/2005/0110/063.html
PET-avsökningen av en sjukligt fetma patient visar en liknande brist på dopaminreceptorer. Kan mat spela en roll som liknar narkotika?
Lägg till det och en teori kommer fram: Överätare konsumerar mer mat än vad som är bra för dem att få sparken som dopamin levererar - av samma anledning som kokshuvud fnyser kokain. "De använder att äta som ett sätt att kompensera," säger Wang, en Johns Hopkins-utbildad läkare som har studerat missbruk i mer än ett decennium. Wangs teori kan inte betyda mer än att droger kapar samma hjärnkretsar som utvecklats under miljontals år för att motivera människor att hitta och äta mat. Det betyder inte att mat är ett läkemedel. Ingen har någonsin gått igenom efter att ha gått kallt kalkon på Big Macs, trots allt.
Och ändå har hans forskning olycksbådande konsekvenser för livsmedelsföretag när de stöder en våg av tobaksstilstvister över landets överviktproblem. Om advokater kan visa att mat har beroendeframkallande egenskaper, kan de hävda att överätande inte är ett val utan en tvång. Om de kan spåra tvånget till specifika ingredienser såsom fett eller majssirap med hög fruktos, kan de ha den bevismässiga motsvarigheten till nikotin - en substanstillverkare kan ha manipulerat för att fästa sina kunder på mat.
"Du kan göra saker mer beroendeframkallande", säger Dr William Jacobs, en fetmaforskare vid University of Florida. "Precis som Colombia-kartellen uppfann crack-kokain."
Hittills är forskare långt ifrån att avslöja en rökande fransk stek. Ingen har hittat trovärdiga bevis för att tillverkare utnyttjar en mystisk ingrediens som åsidosätter medvetet val, även om vissa tror att de är nära att fastställa just det. Dr. Neal Barnard från läkarkommittén för ansvarsfull medicin, författare till Breaking the Food Seduction St. Martin's Press, 2003) hävdar att choklad verkar på hjärnan som heroin. Och ost, säger han, bryts ner till potentiellt beroendeframkallande kasomorfiner i mag-tarmkanalen. ”Det finns människor som längtar efter ost”, säger Barnard, en vegetarian som också är aktiv i djurrättsrörelsen. "Det fungerar precis som ett beroendeframkallande ämne."
Men det finns inget bevis för att kasomorfiner tränger in i vuxnas blodomlopp och förvandlar dem till Brie-gobbling junkies. Forskare har avslöjat några bevis för att vissa livsmedel stimulerar mer dopaminfrisättning hos däggdjur än andra - kritiska för det juridiska argumentet att dessa livsmedel är orimligt beroendeframkallande och farliga - men deras resultat är preliminära eller svåra att replikera hos människor.
Ann Kelley från University of Wisconsin, har till exempel visat att ge kaloriförpackad choklad Ensure, ett kosttillskott, till råttor snabbt minskar njutningsinducerande endorfiner, en effekt som också ses hos råttor som har fått narkotika. Normal kost har ingen sådan effekt. "Implikationen är att långvarig överintagning av livsmedel som är mycket föredragna kan ha en drogliknande effekt på hjärnan," säger Kelley, vars arbete delvis finansieras av ett institut som får pengar från PepsiCo, Procter & Gamble och andra livsmedelsproducenter.
Forskare har sett tecken på en liknande hjärnpreferens för söta och feta livsmedel hos människor. Bevisen är fortfarande inte tydlig. Kelley bestämde hjärn-endorfinnivåer genom att döda och dissekera råttorna; PET-skanningar och andra icke-dödliga metoder är inte lika exakta.
En av de mest citerade studierna, forskare Adam Drewnowski från University of Washington, fann att kvinnor som fick ett läkemedel som blockerar opioidreceptorer konsumerade mindre söta livsmedel med hög fetthalt - men bara om de var bulimiska. Han har ingen förklaring till varför läkemedlet inte påverkade dieterna hos 12 kontrollpersoner med normal vikt. Opioidblockeraren ”fungerar, vi ser det”, säger han. "Men bara hos en person vars system är stört."
All denna osäkerhet är förståelig med tanke på de komplexa mekanismerna bakom ätande och fetma. Farmaceutiska tillverkare har förgäves försökt hitta ett mirakelläkemedel som skulle få människor att gå ner i vikt; de flesta, som fen-fen och metamfetamin, har biverkningar värre än det problem de försöker lösa. Acomplia från Sanofi-Aventis blockerar cannabinoidreceptorer, samma hjärnreceptorer som ger potrökare munchies, men orsakar också depression hos vissa patienter (FORBES, “The Ultimate Pill?” 13 december 2004, s. 96).
Fetma körs i familjer - enbart gener kan förutsäga upp till 40% av chansen att bli allvarligt överviktiga - och överätande verkar kopplat till andra familjerelaterade störningar som alkoholism och drogberoende. De verkar alla innebära störningar i hjärnans belöningssystem, som fördelar nöjesinducerande dopamin som svar på artförökande beteende som att äta, dricka vatten eller ha sex. Kokainmissbrukare har till exempel färre dopaminreceptorer antingen som ett resultat av läkemedlets konstanta stimulering - det blockerar transportörer som normalt leder dopamin tillbaka in i hjärncellerna för att återvinnas - eller för att de föddes på det sättet.
Från arom till aptit
1. Tom mage släpper ut ghrelin, ett aptitstimulerande medel, till hypo-thalamus, som kontrollerar kroppens ämnesomsättning.
2. Hypothalamus frigör dopamin till nucleus accumbens och striatum, motiverar det medvetna området i hjärnan att hitta mat.
3. Lukten av mat stimulerar amygdala, som också är ett känslosentrum, och orsakar ytterligare dopamin frisättning av nucleus accumbens.
4. Syn, lukt och smak på mat stimulerar frisättning av endorfiner (opioider) och dopamin av orbitofrontal cortex, vilket ytterligare stimulerar den medvetna delen av hjärnan att äta.
5. Leptin som frisätts av fettceller övermoder så småningom ghrelin och signalerar hypotalamus att stänga av dopaminflödet. Som ett resultat avtar aptiten.
Överätare har en liknande brist på dopaminreceptorer, men forskare vet inte om det är en ärftlig skillnad, en som utvecklats genom överätning eller en kombination av de två. Forskare är också långt ifrån att avslöja kopplingarna mellan de i stort sett autonoma delarna av hjärnan som reglerar den dagliga energiförbrukningen och utgifterna, och den medvetna hjärnan som styr beteende som att gå över gatan för att få en baconostburgare.
Kroppsvikt styrs mestadels av hypotalamus, en struktur i hjärnans centrum som finjusterar ämnesomsättningen till en nivå som ingen medveten kaloriräknare kunde matcha. Rockefeller University forskare Jeffrey Friedman har beräknat att en obalans på så få som 1,700 kalorier per år skulle leda till viktökning eller förlust över tid. Hypothalamus reagerar på ghrelin, ett hormon som utsöndras med tom mage, genom att släppa aptitstimulerande neurotransmittorer till andra delar av hjärnan. Det stänger av neurotransmittorerna som svar på leptin, ett hormon som frisätts av fettceller.
Forskare vet fortfarande inte exakt hur hypotalamus kommunicerar med hjärnbarken, platsen för medveten tanke, även om dopamin tros spela en roll. Det misslyckade dietläkemedlet fenfluramin stimulerade till exempel frisättning av dopamin i hypotalamus och hade den paradoxala effekten att minska aptiten. Hypotalamus har också kopplingar till cortex via striatum och nucleus accumbens, en struktur som utsöndrar sin egen dopamin och opioider som svar på mat (se bild).
Den exakta rollen för nucleus accumbens är ett mysterium. Den behandlar sensorisk information från mun och näsa – wow, att pizza luktar gott! –Och frigör dopamin och opioider som svar. Forskare har till och med sett en bias för fet mat i motsats till kolhydrater, något de inte kan förklara. Stimulera kärnan i råttorna och de spjälkar sig på saker; administrera en opioid-blockerare så stoppar de. Möss som föds upp utan dopaminreceptorer i kärnkrabborna svälter sig snabbt ihjäl.
Ann Kelley har hittat ett ännu mer kraftfullt lager av kontroll i amygdala, ett centrum för känslor som också har rika nervförbindelser till näsan. När hon neutraliserar amygdala hos råttor med ett läkemedel som stoppar dess funktion, grisar de inte längre ut även om deras kärna stimuleras. Konsekvensen, säger hon, är att det känslomässiga svaret på mat och dess aromer - kommer du ihåg popcorn du hade på ditt första datum? - kan vara viktigare än hypotalamusens viktkontrollsystem. En konsekvens: reklamkampanjer som trollar fram bilder av hem och härd kan också stimulera amygdala.
Faktum är att den mänskliga hjärnan har en mängd olika sätt att stimulera aptiten och endast ett fåtal att stänga av den. Det är meningsfullt i evolutionära termer eftersom mänskligheten tills nyligen fanns i ett tillstånd av konstant livsmedelsbrist. ”Tänk på det: Din hjärna går igenom dessa stormarknader och säger, 'Är jag inte en bra jägare? Jag kan fånga kungslax eller Kobe-nötkött utan någon chans att bli attackerad av en sabeltandig tiger, säger Mark Gold, framstående professor i neurovetenskap vid McKnight Brain Institute vid University of Florida.
Frågan på flera miljarder dollar är om vissa lättmanipulerade livsmedelsingredienser kan utlösa en av dessa vägar för att säga "äta", även när andra delar av hjärnan säger "tillräckligt". Advokat Christopher Cole i Washington, Paul, Hastings Janofsky & Walker, rekommenderar livsmedelsföretag om försvarsstrategier om livsmedelsförfaranden tar fart. Hittills har han inte sett något i forskningen att oroa sig för. Men han håller ett noggrant öga på fetmajournalerna: "När du väl karakteriserar [fetma] som en sjukdom och du argumenterar för att företag uppmanar människor att få den sjukdomen kan du bygga ett fall."
;
