Мозок теж їсть - космос у голові

Калорії необхідні для виживання. Співпраця між кишечником та головним мозком, які є нашими природними харчовими посібниками, добре встановлена. Але сучасна їжа може збити їх з дороги.

Калорії мали важливе значення для виживання в процесі еволюції. Кишечник і мозок, які перебувають в інтенсивному обміні між собою, спільно контролюють прийом їжі.
Нейрони, які вимірюють, чи голодні ми, знаходяться в певних областях гіпоталамуса. На них впливають кишкові гормони.
Кишечник і мозок спілкуються по-різному. Обмін відбувається через блукаючий нерв. Крім того, кишкові гормони також надходять до мозку через кров.
На додаток до гіпоталамуса, система винагороди та дофамін також контролюють споживання їжі.
Сильно оброблені продукти, такі як готові страви, можуть ввести в оману сіру речовину. І підсолоджувачі теж. Результат: ми їмо більше, ніж корисно для нас.

Мікробіом також впливає на мозок та нашу харчову поведінку. Наприклад, мікроорганізми в кишечнику здатні розщеплювати рослинні вуглеводи, які не засвоюються людиною, завдяки чому коротколанцюгові жирні кислоти утворюються як найважливіші кінцеві продукти. "Вивільняючи певні кишкові гормони, коротколанцюгові жирні кислоти забезпечують відчуття ситості", - говорить нейрогастроентеролог Пітер Холцер з Медичного університету Граца. Гормони ситості можуть потрапляти в мозок і повідомляти про стан ситості. Крім того, мікробіом може суттєво змінюватися в процесі надмірної ваги. "Потім він забирає ще більше енергії з їжі і робить її доступною для організму господаря, завдяки чому збільшення жиру продовжується" (Докладніше про мікробіом: Впливні крихітні істоти)

Білкові відкладення, характерні для хвороби Паркінсона, виявляються не тільки в головному мозку, але часто в кишечнику постраждалих. Ще в 2003 році німецький нейроанатом Хайко Браак підозрював, що хвороба Паркінсона почалася в шлунково-кишковому тракті, а потім мігрувала до мозку через блукаючий нерв. Американські дослідники знайшли докази цієї гіпотези в ході дослідження. Вони вводили патологічно змінені білки в шлунок і кишечник мишей. Через кілька місяців вони виявили неправильно складені білки в чорній речовині. Крім того, там також була очевидна характерна втрата нервових клітин, що продукують дофамін. Однак, якщо дослідники перервали блукаючий нерв, патологічних змін у мозку не виявлено.

Substantia nigra

Субстанція чорна/Substantia nigra/субстанція нігра

Ядерний комплекс у довгастому мозку, який відіграє важливу роль у ініціюванні руху. Він темного кольору і лежить у тегментумі; нейрони з'єднані з базальними гангліями, путаменом і хвостатим ядром. Невдача призводить до симптомів хвороби Паркінсона (хвороба Паркінсона).

Нейрон - це клітина в організмі, яка спеціалізується на передачі сигналу. Характеризується прийомом і передачею електричних або хімічних сигналів.

Важко уявити: Але в ході еволюції були часи, коли наша тяга до жирів, вуглеводів і калорій не відразу задовольнялася повсюдною присутністю випираючих холодильників, супермаркетів та ресторанів швидкого харчування. На їжу ще треба було чесно полювати. Кожна калорія була життєво важливою. Врешті-решт, нам потрібна енергія, щоб підтримувати дихання, обмін речовин та серцево-судинну систему, а особливо мозок, на правильному шляху. Крім того, кожен рух коштує енергії. Відповідно, важливим було не лише точний контроль енергетичного балансу та своєчасне попередження про запаси їжі. З огляду на постійну боротьбу за продовольчі ресурси, також важливо було нарощувати запаси енергії на час потреби.

Тож не дивно, що не лише кишечник, а й мозок мають право брати участь у цьому делікатному завданні. Уся наша харчова поведінка також контролюється мозку. Нейрони знаходяться в певних ділянках гіпоталамуса, які вимірюють, чи голодні ми, чи не балансує наш енергетичний вміст чи ні. І ці нейрони кажуть нам, чи слід їсти. Важливу роль відіграє так званий білок, пов’язаний з гуті (AgRP), який стимулює апетит.

Він виробляється певними нейронами в гіпоталамусі, і коли ви голодні, нейрони AgRP активніші. У 2017 році дослідники на чолі з біологом Дж. Ніколасом Бетлі з Університету Пенсільванії розглядали мишей, щоб визначити, що впливає на активність цих нейронів. Це правда, що вигляд, запах і смак безкалорійного гелю призвели до зниження активності нейронів AgRP у своїх тварин. Однак ефект був нетривалим. Насправді, лише коли нюхали висококалорійний гель, нервові клітини довго скорочувались. Чим більше калорій споживали гризуни, тим більше знижувалася активність нейронів. Таким чином, реєстрація поживних речовин мозку є надзвичайно важливою для контролю над споживанням їжі.

Але звідки сірі клітини знають, які калорії досягли шлунку та кишечника? Насправді, коли мова заходить про їжу, між травною системою та центральною нервовою системою існує жваве і впливове спілкування. Як тільки їжа споживається, її поживні речовини вже реєструються в шлунково-кишковому тракті. Це, а також розтягнення стінок шлунка, призводить до виділення гормонів ситості. Голод втамований, їжа закінчена.

Зв'язок між кишечником та мозку відбувається частково через блукаючий нерв. Він має дуже велику частку аферентних нервів, тобто тих нервових клітин, які несуть інформацію з периферії тіла в мозок. І ці аферентні нервові клітини активуються різними кишковими гормонами, оскільки вони мають рецептори для цих гормонів кишечника. "Це один із способів впливу гормонів кишечника на мозок", - каже нейрогастроентеролог Пітер Холцер з Медичного університету Граца. "Але кишкові гормони також надходять до мозку безпосередньо через кров і впливають на регулювання апетиту", - говорить Хольцер.

"Крім того, нейрони в гіпоталамусі сприйнятливі до багатьох інших периферійних сигналів, таких як лептин, метаболічний гормон, який все частіше виробляється жировими клітинами при збільшенні жирової тканини". Лептин потрапляє до мозку через кров, а потім інгібує нейрони AgRP.

Подвійна винагорода

"Якби наш організм покладався лише на цю систему в гіпоталамусі, ми б їли лише стільки, скільки нам потрібно", - говорить Марк Тіттгемайер з Інституту метаболізму Макса Планка в Кельні. «Проте в ході еволюції було важливо також нарощувати запаси енергії. І щоб з’їсти більше калорій, ніж потрібно, вам потрібна винагорода ». Тут тут грають такі гормони, як« гормон нагороди »дофамін. У дослідженні 2019 року Тіттгемайер та його колеги вводили молочні коктейлі для тестування в сканері fMRI та в ПЕТ-сканері.

Як виявилося, прийом їжі призводить до вивільнення дофаміну двічі: один раз у момент відчуття смаку, після того, як сигнали з рота, горла та області горла передаються в області мозку, які відповідають за сенсорну систему. "Серед іншого, вони повідомляють про те, що щось смачне, а не отруйне, щоб його можна було проковтнути", - каже Тіттгейєєр. Якщо молочний коктейль потрапляє в шлунок і тонкий кишечник, це забезпечує подальше збільшення вивільнення дофаміну приблизно через 12-15 хвилин. Затримка в часі вказує на те, що викид дофаміну викликається сигналами з кишечника після їжі.

Важливість системи винагород за споживання їжі може бути зрозуміла, коли вона вже не працює належним чином. Вже в 1999 році молекулярний біолог Річард Пальмітер з Університету Вашингтона виявив, що генетично модифіковані миші, нейрони яких не могли виробляти дофамін, не їли жодної їжі і померли через кілька тижнів після народження. Висновок Пальмітера в оглядовій статті за 2008 рік: Миші без дофаміну не мотивовані демонструвати цілеспрямовану поведінку, таку як їжа.