Dacă ți se pare greu să ții o dietă de slăbit, oamenii de știință de la campusul de cercetare Janelia al Institutului Medical Howard Hughes spun că probabil poți da vina pe celulele sensibile la foame din creier, cunoscute sub numele de neuroni AGRP. Conform noilor experimente, acești neuroni sunt responsabili de sentimentele neplăcute ale foametei care fac gustarea irezistibilă.

dietă

Emoțiile negative asociate cu foamea pot face dificilă menținerea unei diete și pierderea în greutate, iar acești neuroni ajută la explicarea acelei lupte, spune Scott Sternson, un lider de grup la Janelia. Într-un mediu în care alimentele sunt ușor disponibile, semnalul lor greu de ignorat poate părea o enervare, dar din punct de vedere evolutiv, ele au sens. Pentru oamenii sau animalele anterioare în sălbăticie, urmărirea hranei sau a apei poate însemna aventurarea într-un mediu riscant, ceea ce ar putea necesita o anumită încurajare. „Bănuim că ceea ce fac acești neuroni este să impună un cost pentru a nu face față nevoilor dvs. fiziologice”, adaugă el.

Neuronii AGRP nu conduc direct un animal să mănânce, ci mai degrabă îl învață pe un animal să răspundă la indicii senzoriale care semnalează prezența alimentelor. "Bănuim că acești neuroni sunt un sistem motivațional foarte vechi pentru a forța un animal să-și satisfacă nevoile fiziologice. O parte din motivația pentru căutarea hranei este închiderea acestor neuroni", spune Sternson, a cărui echipă a demonstrat, de asemenea, că un set diferit de neuroni este specializat pentru a genera sentimente neplăcute de sete. Sternson și colegii săi și-au publicat concluziile în revista Nature pe 27 aprilie 2015.

Foamea afectează aproape fiecare celulă din corp și mai multe tipuri de neuroni sunt dedicate asigurării faptului că un animal mănâncă atunci când stocurile de energie sunt scăzute. Dar Sternson spune că până acum, ceea ce învățaseră oamenii de știință despre acești neuroni nu se potriveau complet cu ceva ce știm deja: foamea este neplăcută.

„A existat o predicție timpurie că ar exista neuroni care te vor face să te simți rău când ți-a fost foame sau sete. Acest lucru a avut sens dintr-un punct de vedere intuitiv, dar toți neuronii care au fost priviți par să aibă efectul opus, "el spune. În studiile anterioare, cercetătorii au descoperit că neuronii care promovează alimentația au făcut acest lucru prin creșterea sentimentelor pozitive asociate cu alimentele. Cu alte cuvinte - deloc surprinzător - foamea îmbunătățește gustul mâncării.

Unii oameni de știință au fugit pentru a-și suspecta ideile despre un semnal negativ în creier care motivează foamea să fie greșite. Dar cunoștințele lor despre sistem erau incomplete. Neuronii AGRP, localizați într-o zonă de reglare a creierului cunoscută sub numele de hipotalamus, au fost implicați în mod clar în comportamentele de hrănire: Când organismul nu are energie, neuronii AGRP devin activi, iar când neuronii AGRP sunt activi, animalele mănâncă. Dar nimeni nu investigase încă strategia acelor celule pentru generarea acestei motivații.

Cercetătorul postdoctoral Nicholas Betley și studentul absolvent Zhen Fang Huang Cao au început să abordeze întrebarea cu o serie de experimente comportamentale. În primul, au oferit șoareci bine hrăniți, două geluri aromate - unul cu căpșuni și celălalt portocaliu. Niciun gel nu conținea substanțe nutritive, dar șoarecii flămânzi i-au prelevat pe amândoi. Apoi oamenii de știință au manipulat semnalele de foame din creierul animalelor prin pornirea neuronilor AGRP în timp ce consumau una dintre cele două arome. În testele ulterioare, animalele au evitat aroma asociată cu semnalul foamei false.

Într-un experiment invers, oamenii de știință au oprit neuronii AGRP în timp ce animalele flămânde consumau o anumită aromă. Animalele au dezvoltat o preferință pentru alegerea aromei care a dus la reducerea la tăcere a neuronilor AGRP, sugerând că erau motivați să oprească semnalul neplăcut al celulelor. În alte experimente, oamenii de știință au descoperit că șoarecii învață, de asemenea, să caute locuri din mediul lor în care neuronii AGRP fuseseră reduși la tăcere și să evite locurile în care acele celule erau active.

Apoi, cercetătorul postdoctoral Shengjin Xu a folosit un mic microscop mobil pentru a privi în creierul șoarecilor flămânzi și pentru a monitoriza activitatea neuronilor AGRP. Așa cum era de așteptat, celulele au fost active până când șoarecii au găsit hrană. Ceea ce a fost surprinzător, spune Sternson, este că șoarecii nu au trebuit să mănânce de fapt pentru a liniști neuronii. În schimb, celulele au încetat activitatea de îndată ce un animal a văzut alimente - sau chiar un semnal care prezicea hrana. Și activitatea lor a rămas scăzută în timp ce animalul mânca.

Acest lucru nu ar avea sens dacă sarcina neuronilor AGRP ar fi aceea de a face mâncarea să aibă un gust mai bun sau dacă ar controla în mod direct acțiunile individuale care intră în alimentație, care erau două posibilități, spune Sternson. Dar pentru a încuraja consumul, un semnal negativ ar trebui să se oprească atunci când un animal a consumat alimente. Așadar, experimentele lor de imagistică au susținut în continuare ceea ce învățaseră în experimentele lor anterioare.

Echipa a efectuat ulterior experimente similare în care au manipulat neuroni sensibili la sete în loc de neuroni AGRP. Acești neuroni găsiți într-o parte a creierului cunoscută sub numele de organ subfornical (SFO) s-au comportat în mod similar: animalele au evitat locurile în care neuronii SFO au fost activi, indicând faptul că celulele au generat un sentiment negativ. Din nou, descoperirile au fost în concordanță cu experiența de zi cu zi: „Există o calitate motivațională similară cu foamea și setea”, spune Sternson. - Vrei să se termine. Dar, deși neuronii AGRP și SFO motivează comportamente similare, obiectivele lor sunt foarte specifice: neuronii AGRP conduc animalele doar să mănânce și neuronii SFO conduc animalele doar să bea. Lucrările recente independente ale cercetătorului HHMI Charles Zuker de la Universitatea Columbia au arătat, de asemenea, că un circuit din OFS reglează setea.

În alte experimente, echipa lui Sternson va investiga similitudinile și diferențele dintre cele două grupuri de celule. În plus, grupul său este interesat să înțeleagă mai multe despre cum să interfereze cu funcțiile neuronilor AGRP, care, în viitor, ar putea face mai ușor să păstrezi acele kilograme în plus la următoarea intrare în dietă.