Механізми винагороди при ожирінні Нові уявлення та подальші напрямки
Пол Дж. Кенні
1 Лабораторія поведінкової та молекулярної нейронауки, Відділ молекулярної терапії, Науково-дослідний інститут Скриппса, Юпітер, Флорида 33458, США
Анотація
Їжа вживається для того, щоб підтримувати енергетичний баланс на гомеостатичному рівні. Крім того, смачна їжа також споживається за її гедонічні властивості, незалежно від енергетичного стану. Таке споживання, пов'язане з винагородою, може призвести до того, що споживання калорій перевищує потреби, і вважається головним винуватцем швидко зростаючих показників ожиріння в розвинених країнах. Порівняно з гомеостатичними механізмами харчування, набагато менше відомо про те, як гедонічні системи мозку впливають на споживання їжі. Що цікаво, надмірне споживання смачної їжі може спричинити нейроадаптивні реакції у схемах винагороди мозку, подібних до зловживання наркотиками. Крім того, подібні генетичні вразливості в системах винагороди мозку можуть збільшити схильність до наркоманії та ожиріння. Тут будуть розглянуті останні досягнення в нашому розумінні мозкових схем, що регулюють гедоністичні аспекти харчової поведінки. Також будуть розглянуті нові докази, що ожиріння та наркоманія можуть поділяти загальні гедоністичні механізми.
"Не існує щирішої любові, ніж любов до їжі".
Вступ
Ожиріння, що визначається як індекс маси тіла (ІМТ)> 30, - це стан, при якому ожиріння є аномально високим і може бути наслідком гіперфагії або зниження швидкості метаболізму (O’Rahilly, 2009). Надмірна ожиріння є основним фактором ризику серцево-судинних захворювань, раку, діабету 2 типу та розладів, пов’язаних з настроєм, оскільки люди з ожирінням часто страждають від соціальної стигматизації (Bean et al., 2008; Центри контролю та профілактики захворювань, 2009; Luppino et al ., 2010). За даними Центру контролю за захворюваннями (CDC), витрати на охорону здоров’я, пов’язані з ожирінням, у США між 1998 і 2000 рр. Становили приблизно 213 млрд. Доларів. Крім того, 300 000 смертей у Сполучених Штатах щороку можна віднести до захворювань, пов’язаних із надмірною вагою та ожирінням (Allison et al., 1999), при цьому ожиріння є другою провідною причиною смерті, яку можна запобігти вживанню тютюну. Тим не менше, поширеність ожиріння в західних суспільствах продовжує різко зростати, і, за сучасними підрахунками, понад 30% дорослих людей у Сполучених Штатах страждають ожирінням (Flegal et al., 2010).
Більшість концептуалізацій регулювання годівлі передбачають взаємодію двох паралельних систем, що впливають на споживання їжі (Hommel et al., 2006; Lutter and Nestler, 2009; Morton et al., 2006). Гомеостатична система включає гормональні регулятори голоду, ситості та ожиріння, такі як лептин, грелін та інсулін, які діють на схеми гіпоталамусу та стовбура мозку для стимулювання або гальмування харчування для підтримки належного рівня енергетичного балансу. Порушення функціонування компонентів гомеостатичної системи, наприклад, вроджений дефіцит лептину, може призвести до стійкого стану позитивного енергетичного балансу та розвитку ожиріння (Campfield et al., 1995; Halaas et al., 1995; Pelleymounter et al., 1995 ). Механізми, за допомогою яких гормональні регулятори голоду та ситості діють на схеми гіпоталамусу та стовбура мозку для підтримки енергетичного гомеостазу, були детально описані в інших місцях, і читачів, зацікавлених у цій темі, посилаються на безліч чудових оглядів на цю тему (наприклад, Abizaid et al., 2006a; Gao and Horvath, 2007).
Активація систем винагороди мозку у відповідь на смачну їжу: взаємодія з гормональними регуляторами енергетичного балансу
Вважається, що орбітофронтальна кора і мигдалина кодують інформацію, що стосується винагородної вартості їжі (Baxter and Murray, 2002; Holland and Gallagher, 2004; Kringelbach et al., 2003; O'Doherty et al., 2002; Rolls, 2010) . Інсула обробляє інформацію, що стосується смаку їжі та її гедонічної оцінки (Balleine and Dickinson, 2000; Small, 2010). Nucleus accumbens і дорсальний смугастий вузол, які отримують дофамінергічний вхід з вентральної ділянки ділянки та чорної субстанції, регулюють мотиваційні та стимулюючі властивості їжі (Baicy et al., 2007; Berridge, 1996, 2009; Farooqi et al., 2007; Malik та ін., 2008; Söderpalm and Berridge, 2000). Бічний гіпоталамус може регулювати корисні реакції на смачну їжу та стимулювати поведінку, яка шукає їжу (Kelley et al., 1996). Ці мозкові структури діють узгоджено, щоб регулювати вивчення гедоністичних властивостей їжі, спрямовуючи увагу та зусилля на отримання продовольчих винагород та регулюючи стимулюючу цінність екологічних стимулів, які передбачають наявність харчових винагород (Dagher, 2009). Для наочності показано не всі взаємозв'язки між цими структурами.