Гомеостатичний та гедонічний сигнали взаємодіють у регулюванні споживання їжі
Анотація
Вступ
У галузі медицини термін наркоманія застосовується лише до таких наркотиків, як зловживання алкоголем та кокаїном. Незважаючи на те, що останнім часом поняття харчової залежності приділяється значній увазі популярних засобів масової інформації, насправді в медичній науці немає діагнозу харчової залежності. На відміну від залежності від зловживання наркотиками, набагато менше відомо про поведінкові та нейробіологічні наслідки багаторазового впливу дуже смачних продуктів. Враховуючи потребу в їжі для життя, багато дискусій було зосереджено на визначенні терміна харчова залежність. Для цілей цієї дискусії ми використовуємо спрощене, але корисне визначення харчової залежності як «втрату контролю над споживанням їжі». [Для повного обговорення визначення харчової залежності читача направляють на чудовий огляд Роджерса та Сміта (1).] Використовуючи зловживання наркотиками як модель, ми порівнюємо нейрональну регуляцію споживання їжі зі споживанням наркотиків та обговорюємо потенціал для того, щоб їжа сприймала звикання.
Гедонічні аспекти залежності від речовин та споживання їжі
Численні докази у гризунів та людей зараз підтримують теорію, згідно з якою як зловживання наркотиками, так і споживання смачної їжі сходяться на спільному шляху в лімбічній системі для опосередкування мотивованої поведінки (2,3). Значна частина цієї роботи зосереджена на мезолімбічному дофаміновому шляху, оскільки всі поширені наркотики зловживають посиленням передачі сигналів дофаміну з нервових кінцівок, що беруть початок у вентральній тегментальній ділянці (VTA) 5, на нейрони в ядерному нагромадженні (також званий вентральним стриатумом) ( Рис. 1 ). Вважається, що посилена передача дофамінергічних засобів відбувається або безпосередньою дією на дофамінергічні нейрони (стимулятори, нікотин), або опосередковано через інгібування GABAergic інтернейронів у VTA (алкоголь, опіати) (2,3). Також до участі в опосередкуванні медикаментозної активації нейронів дофаміну VTA є пептидний нейромедіатор орексин, який експресується популяцією бічних нейронів гіпоталамуса, які широко іннервують більшу частину мозку, включаючи VTA (4–6).
Схематичне зображення нейронних ланцюгів, які регулюють харчування. Дофамінергічні нейрони, що беруть початок у проекті VTA, до нейронів в ядрі акуменсу вентрального смугастого тіла. Латеральний гіпоталамус отримує вхідні дані від GABAergic проекцій з nucleus accumbens, а також меланокортинергічних нейронів від Arc гіпоталамуса. Крім того, меланокортинові рецептори знаходяться також на нейронах VTA та в ядрі акумулятора.
Природні винагороди, такі як їжа, стимулюють подібні реакції в межах мезолімбічного шляху дофаміну. Презентація смачної їжі індукує потужне вивільнення дофаміну в ядро акумен (3). Вважається, що цей викид дофаміну координує багато аспектів спроб тварини отримати їжу, включаючи посилене збудження, психомоторну активацію та умовне навчання (запам'ятовуючи пов'язані з їжею стимули). Механізм, за допомогою якого їжа стимулює передачу сигналів дофаміну, незрозумілий; однак, схоже, рецептори смаку не потрібні, оскільки миші, у яких відсутні рецептори солодкого, все ще здатні розвивати сильну перевагу до розчинів сахарози (7). Одна з можливостей полягає в тому, що нейрони орексину можуть активуватися під час годування, з подальшим вивільненням орексину безпосередньо стимулюючи дофамінові нейрони VTA (8).
Нещодавно було підтверджено значення мезолімбічного шляху дофаміну в захворюваннях людини. Stoeckel та співавт. повідомлялося, що у жінок з нормальною вагою фотографії енергетично щільної їжі стимулювали значне збільшення активності спинного хвоста, області спинного смугастого тіла. Навпаки, жінки з ожирінням, представлені знімками високоенергетичної їжі, продемонстрували підвищену активацію в декількох лімбічних регіонах, включаючи орбітофронтальну та префронтальну кори, мигдалини, спинну та черевну смугасту тканину, інсулу, передню зону кори головного мозку та гіпокамп (9). Ця різниця в активації свідчить про те, що особи, що страждають ожирінням, могли змінити оцінку харчової винагороди, що призвело до відхиленої мотивації споживати високоенергетичну їжу.