Old Nutr. 2016; 3: 6.
2016 Fevral 15-da chop etildi. doi: 10.3389 / fnut.2016.00006
PMCID: PMC4753312
Kirish
Global obezlik inqirozi uning narxini oshirishga davom etarkan, echimlarga talab oshdi. Tabiiy va tabarruk va biologiya-psixologiyani muhokama qilish ba'zi tibbiy tashkilotlar tomonidan semizlikni kasallik deb e'lon qilishda yakunlandi. Atrof-muhit omillari va genetik moyillik, shaxsiy mas'uliyat emas, balki har qanday boshqa kasallikka o'xshab ketadi. Bu nuqtai nazar, tana vaznini tartibga soluvchi biologik jarayonlar, asosan, behush joylarda ishlayotganligini ko'rsatadi. Bu uzoq vaqt davomida energiya balansining gomeostatik tartibga solinishi uchun qabul qilingan bo'lsa-da, u gadonik boshqaruv uchun kamroq tushunarli. Bu erda, gideron neyron jarayonlarining tana vaznining tartibga solinishiga hissa qo'shishiga yordam beradigan muhim savolni tanqidiy baholaymiz. Ovqatlanish va jismoniy mashqlar mazmuni bo'yicha mukofot, mustahkamlash, motivatsiya, zavq qo'shnichilik va ularning neyron mexanizmlari tushunchalariga qaraganda, yangi ko'rinish gomeostatik va gadonik boshqaruv elementlari o'zaro bog'liq va tez-tez behushlik darajasida biologik jihatdan moslashuvchan javoblarga erishish. So'nggi yillarda tananing vaznini belgilash masalasi e'tiborsiz qoldirilgan bo'lsa-da, ushbu mavzu semirishni samarali davolashning muhim jihati bo'lib qolmoqda.
Gadonik mexanizmlar Homeostatik regulyatsiya ustidan g'alaba qozonadi
Hayvonlarning va insonlarning tana vaznini kam yoki ko'p iste'mol qilish davrlari bezovta qilganda, u energiya iste'moli va energiya xarajatlarini nazorat qilishni o'z ichiga olgan homeostatik tartibga solish jarayoni orqali tezda pre-nabotka darajalariga qaytadi (1, 2). Ushbu qoida asosida yotadigan asosiy hipotalamal devor uzoq vaqtdan beri ma'lum (3) va ayniqsa, leptin topilgandan keyingi oxirgi 20 yil davomida juda nozik bo'lgan. Qisqacha aytganda, mediobazal gipotalamusdagi ikkita alohida nervon populyatsiyasi asosiy energiya sezgichlari bo'lib, biologik jihatdan adaptiv usulda energiya va energiyani nazorat qiluvchi murakkab bir qator efektli davrlarni qamrab oladi [ko'rib chiqish uchun qarang. (4-7)].
Shu bilan birga, bunday asosiy homeostatik qoidalarga ko'pincha rozi bo'lsalar-da, himoya qilingan tana vaznining aniq darajasiga va tegishli mexanizmlarga8-13). Darhaqiqat, darrandalar turlarining tana vaznini tartibga soladigan aniq belgilanadigan nuqta yo'q. Aksincha, ichki va tashqi sharoitlarga, shu jumladan genetik va epigenetik moslashuvchanlikka, oziq-ovqat mavjudligiga, oziq-ovqatning mazasini va atrof muhitning boshqa omillariga (10). Bu yaxshi mavsumiy o'zgaruvchan va homeostatik himoyalangan vrachlik vaznli qiida qidiruvchilarning (14).
Ko'pchilik tananing vaznini belgilash nuqtasiga ta'sir qilish uchun juda muhim ahamiyatga ega bo'lgan omillardan biri oziq-ovqat bilan bog'liq bo'lgan hedoniklardir, ayniqsa yuqori tana vazniga yuqori darajada yoqimli, kaloriya-to'yingan ovqatlar (Rasm (Rasm 1A) .1A). Tanlangan vaznda bu o'zgarishning eng aniq namunasi - bu dietadan kelib chiqqan semiz sichqonchani va sichqonchani (15). Hozirgi kunda semirish epidemikasi uchun yuqori darajada mazali, energiya bilan ta'minlangan ovqatlarning ko'payishi ham shubhali bo'lsa-da, odamlarning uzoq muddat davomida energiya muvozanatini va atrof-muhit sharoitlarini qat'iy nazorat qilishda qiyinchiliklarni isbotlash ancha qiyinlashadi. hayvon modellarida mumkin bo'lgan vaqt. Genetika va / yoki epigenetik ta'sirga duchor bo'lgan shaxslarda, obezogen oziq-ovqat muhitida, odatdagi vaznli shaxslarda bo'lgani kabi, majburiy ochlik va ortiqcha iste'mol qilishdan himoya qilinadigan yangi, yuqori vaznga ega bo'lgan yangi vazn belgilashga qodir.11). Shuning uchun tana vaznining tartibga solinishini tushunishning asosiy masalalaridan biri himoyalangan tana vaznidagi bu o'zgarish uchun nevrologik izohdir. Gidrostatik mudofaa tizimini yengib olish uchun energiya zich oziq-ovqat mahsulotlarining mavjudligi va mazali bo'lishi uchun neyron mexanizmlar qanday? Ushbu mexanizmlarni tushunish semizlikka qarshi kurashda o'ziga xos dori-darmonlarni yoki xatti-harakatlarning rivojlanishiga olib kelishi mumkin.
Hedonik ishlov berish - bu Homeostatik regulyator tizimining ajralmas qismi
Gedonik va homeostatik neyron devorlarining alohida ob'ektlar emasligi, bir xil tartibga solish tizimining bir qismi bo'lganligi tezda tortishuvlarga sabab bo'lmoqda. Bu kortikolimbik miya joylarini o'zaro interferentsiya signallari bilan va hipotalamusning ekzoteroseptiv signallari va ularning bilim va hissiy munosabatlariga bog'liq bo'lgan ikki tomonlama modulyatsiya dalillariga asoslanadi. (Rasm 11B).
Oziq moddalar mavjudligining interferentsiv signallari bilan tanishish va motivatsiya qilishning kortikolimbik davrlarini pastki-yuqoriga modulyatsiyasi.
Gedonik va kognitiv jarayonlarning pastki tomondan nazorat qilinishi ichki signallar orqali yangi tushunchalar emas. Ozuqa moddalarining omon qolish uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega ekanligini hisobga olsak, u ochlik ifodasining asosiy xususiyati bo'lib, asab tizimining evolyutsiyasi boshlanishiga qaytadi. Ayniqsa, och holatda o'sish me'yorimik dopamin tizimining yuqori faolligi bilan nevrologik jihatdan namoyon bo'lgan rag'batlantiruvchi rag'batlantirishni kuchaytirishi (oziq-ovqat mahsuloti kabi maqsadli ob'ekt yuqori talab qilinadigan va talab qilinadigan mexanizm - xulqli magnit) bilan tavsiflanadi16-18). Yangi narsa, ishtirok etishga ko'rsatadigan xabarchilar va neyron mexanizmlari. Misol uchun, tana vaznining eng mashhur homeostatik regulyatorlaridan biri - leptin - nafaqat gipotalamus ta'sirida, balki mezolimbik dopamin tizimining tarkibiy qismlarida ham ishtahani ochib beradi19-22) va zaytun va ta'm sezgir ishlov berish (23-25). Shu singari, glyutin, ichak GLP-1 va PYY kabi glyukoza va yog 'kabi insulin kabi boshqa oziq-ovqat mavjudligi kabi boshqa ichki signallarning ham qisman oziq-ovqat mahsulotlarini iste'mol qilishni boshqarishning kognitiv va foydali tomonlari bilan bog'liq bo'lgan kortikolimbik tuzilmalar26-36). Ushbu gormonlar tomonidan kognitiv funktsiyalarga ta'siri obez bemorlardagi kognitiv va metabolik funktsiyalarning zaifligini ko'rsatadigan inson ishi nuqtai nazaridan qiziqarli (37-39). Umumiy bog'lanish hali ma'lum emasligiga qaramasdan, etakchi gipotezada kichik optimal ovqatlanish, ichak mikrobota va tug'ma immun tizimining o'zaro bog'liqligi natijasida ichak disbitsiyasi, keyinchalik ichak-to-miya signalizatsiyasi va qon-miya to'siqlari yaxlitligi muhim (40-43).
Hissiy, kognitiv va motivatsion signallar orqali klassik gipotalamali regulyatorning yuqoridan pastga modulyatsiyasi
Ushbu integratsiyalangan fikrning boshqa haydovchisi kortikolimbik tizimlardagi kognitiv va emotsional ishlov berish yo'li bilan klassik homeostatik devorlarning yuqori pastga modulyatsiyasiga yangi tushunchadir (44). Kuyishgan, shartli oziq-ovqat mahsuloti obezogenik muhitda odamlarni ovlashda muhim mexanizm deb hisoblanadi (45, 46) va kemiruvchilarda ancha vaqt o'rganilgan (47). Ushbu idrokka bog'liq oziq-ovqat mahsuloti bilan bog'liq bo'lgan ba'zi yo'llar amigdala va prefrontal korteks-lateral gipotalamus proektsiyalariga bog'liqligini ko'rsatib,48, 49). Yaqinda, klassik gomeostatik regulyatsiya markazining mediobazal gipotalamusidagi AGRP neuronlarini yuqoridan pastga modulyatsiya qilish uchun dalillar taqdim etildi. Bu kuchli neyronlarning asosan aylanadigan gormonlar va metabolitlar tomonidan nisbatan sekin asta-sekin shamollash va ochlikda ro'za tutadigan va oziqlangan oziq-ovqat mahsulotlariga mos ravishda nazorat qilinishi nazarda tutilgan. Zamonaviy, genetika asosidagi neyron-o'ziga xos texnologiyadan foydalangan holda, AGRP neuronlarining faoliyati, shuningdek, oziq-ovqatning yaqin oziq-ovqat mahsulotlarini iste'mol qilishning kutilgan kutilishi (ikkinchi marta)50, 51). AGRP neyronlarning otish tezligi bu keskin tashqi sezgi va kognitiv nazorat, ehtimol, neyronga xos retrograd virusli tomosha qilish bilan ko'rsatib o'tilgan bir qator kortikal va subkortikal joylardan bevosita yoki bilvosita kirish orqali amalga oshiriladi (52).
Oziq-ovqat mahsulotlarini iste'mol qilishni nazorat qilish va energiya balansini tartibga solish asosan bilinki bo'lishdir
Qondagi glyukoza yoki qon bosimi kabi boshqa tana vazifalarini gomeostatik tarzda tartibga solish kabi energiya muvozanati va tana vaznining gomeostatik regulyatsiyasi uchun mas'ul bo'lgan klassik gipotalamik neyron devredilmesinin bilinçdışı darajada katta darajada bilinçlendirilmediği aniq. Bunga qo'shimcha ravishda va yuqorida muhokama qilinganidek, mezolimbik dopamin tizimi orqali "istagan" past leptinli disklar kabi energiya tüketilmesinin interoceptive signallari bo'lgan (rag'batlantirish sezuvchanlik mexanizmi16, 18, 53), shuningdek, ko'pincha inson neyroimaging ishlarida ko'rsatilgandek xabardorlikdan tashqarida faoliyat yuritadi (54-56). Hatto metabolik ochlik va o'zaro bog'liq sezgirlik signallari bo'lmaganda ham, belgining ongli ravishda xabardorligi zarur ko'rinmaydi. Bunga misol keltiruvchi oziq-ovqat mahsuloti bo'lgan kalamushlarda (47, 48). Bundan tashqari, inson miyasi pul mukofoti qiymatini o'rganadi va uni mazmunli so'zlarni ongli ravishda qayta ishlashsiz qaror qabul qilishga ishlatadi (57). Optimal qaror qabul qilish o'z-o'zidan nazorat qilishni talab qilsa-da, dorsolateral prefrontal korteks (58, 59), mukofotga asoslangan xatti-harakatlarning konvertatsiya qilinishi bu miya hududining majburiy nazoratida emas va ko'pincha erkin irodani amalga oshirishga chek qo'yadi (60). Nihoyat, ba'zi miya joylarida neyrokompaniyalar faoliyati o'z qarorlarini bilishdan oldin bir necha marta davom etishi mumkin (61, 62) qaror qabul qilishga olib boradigan jarayonlarning aksariyati behushlik darajasida sodir bo'lishini ko'rsatmoqda.
Ham odamlarda, ham kemiruvchilarda tashabbuskorlik harakati juda ko'p odatiy hollarda (ayniqsa,63, 64). Oddiy sharoitlarda mumkin bo'lgan natijalar haqida ma'lumot, maqsadga yo'naltirilgan harakatlar uchun, devalvatsiyaga sezgir bo'lgan bunday harakatlarni amalga oshirish uchun muhimdir. Biroq, odatiy xatti-harakat, endi bilib olingan mukofot talablariga bog'liq emas va shuning uchun mukofotni devalvatsiya qilish mexanizmlariga sezilarli darajada ta'sir qilmaydi (64, 65). Odatiy bo'lmagan xatti-harakatlarni tartibga soluvchi neyronli davrlar odatiy yoki avtomatik harakatlarga qaraganda farqli ravishda tashkil etiladi. Odatiy bo'lmagan xatti-harakatlar ventral striatumga (yadroli akumbens) va ventromedial prefrontal korteksga bog'liq bo'lib, odatdagi xatti-harakatlar dorsolateral striatuma ko'proq bog'liq (65, 66). Xotirani saqlash va qayta chaqirish mexanizmlari odatiy, odatiy bo'lmagan harakatlar va xatti-harakatlar uchun ham farqlanadi. Ongli ongni talab qiladigan deklarativ xotiralaridan farqli o'laroq, protsessual xotiralar anchagina xabardorlik va saqlash darajasidan ancha past darajada ishlaydi (67-69). Natijada protsessual xotiralar va ular ko'rsatadigan odatiy yutish xatti-harakati inhibitiv kognitiv nazorat va ijro funktsiyalariga nisbatan chidamli.
Xulosa
Hayvonlarning modellari semizlikka moyil bo'lgan murakkab mexanizmlarni ajratish uchun juda muhim edi. Inson semirishiga aloqador genetik lokuslarning aksariyati neytral funktsiyalar bilan bog'liqligini hisobga olib (70), oziq-ovqat mahsulotlarini neytrallashuvi va energiya muvozanatini tartibga solish bu mexanizmlarning asosiy tarkibiy qismi ekanini ajablantirmaydi. Odamlarda chiqa olmaydi neyroimaging ham muhim hissa qo'sha boshlagan bo'lsa-da, kemiruvchilarning faqatgina invaziv yondashuvlari mexanik tushuntirishlarni taqdim eta oldi. Natijada tana og'irligi va tana vaznini nazorat qilish uchun mas'ul bo'lgan homeostatik va homeostatsik bo'lmagan / hedonik tizimlar o'rtasidagi an'anaviy ikkiyuzlamachilik, garchi hozirgi vaqtda foydali bo'lgan bo'lsa-da, ikkala tizim o'rtasidagi keng anatomik va funktsional o'zaro ta'sirlarni etarli darajada ta'riflamaydi. Bundan tashqari, ushbu katta interaktiv tizimning ko'pchiligi xabardorlikni chetlab o'tadi. Ushbu yangi tushunchalarning natijalari kelgusidagi tadqiqotlarni emas, balki semirish va ovqatlanish bozuklukları uchun farmakolojik va davranışçı terapilerin dizayni kabi yo'l ochib beradi.
Mualliflar hissasi
XM va XM bu fikrni tasavvur qilishga, adabiyotni qayta ko'rib chiqishga, qo'lyozma qismlarini yozishga va qo'lyozma oldingi versiyasini tahrirlashga yordam berdi. EQ-C va SY asl g'oyalarni muhokama qilishda, adabiyotning qayta ko'rib chiqilgan qismlarida, qo'lyozmalarning bir qismini yozganlarida va pre-final qo'lyozmalarida tahrir qilinganlar. H-RB fikrning asl g'oyasini yaratdi, qo'lyozma matnining bir nechta versiyasini barcha mualliflar bilan muhokama qildi, adabiyotni o'rganib chiqdi va yakuniy qo'lyozmasini yozdi.
Qiziqishlik to'qnashuvi bayonoti
Mualliflar tadqiqot natijalari potentsial manfaatlar to'qnashuvi deb talqin etilishi mumkin bo'lgan biron-bir tijoriy yoki moliyaviy aloqalar mavjud bo'lmagani holda amalga oshirilganligini e'lon qiladi.
moliyalashtirish
Ushbu ish Milliy Sog'liqni saqlash instituti grantlari DK047348 (H-RB), DK092587 (HM) va DK081563 (CM) tomonidan qo'llab-quvvatlandi.
Manbalar