Прийом їжі - це не лише питання волі! Швейцарський медичний журнал
резюме
Протягом багатьох років споживання їжі вважалося суто силою волі. Тим не менше, у другій половині 20 століття було виявлено багато гормонів, які регулюють споживання їжі та витрати енергії. Крім того, ці гормони, як видається, беруть участь у патогенезі ожиріння та втраті ваги після баріатричної операції. Цей огляд висвітлює основні механізми регулювання споживання їжі та витрат енергії, а також їх роль у ожирінні та баріатричній хірургії.
Вступ
Дуже довго вважалося, що споживання їжі - це лише питання волі, і що люди з ожирінням можуть схуднути, докладаючи зусиль, щоб контролювати споживання їжі.
Тим не менше, протягом останнього століття ця концепція була широко переглянута з поступовим відкриттям багатьох гормонів, що беруть участь у контролі надходження їжі та витрат енергії. Дійсно, вже на початку минулого століття концепція секретину була введена, показавши, що ін'єкція слизової оболонки кишечника щурів стимулює секрецію підшлункової залози. У другій половині ХХ століття завдяки розвитку нових біохімічних технологій ці відкриття прискорилися. Наприклад, у 1973 р. Коулман 1 припустив існування фактора ситості, що циркулює, який був ідентифікований у 1994 р. - лептин 2, який представляв революцію у розумінні механізмів, що регулюють споживання їжі та витрати енергії.
Як і в будь-якому ендокринному механізмі, регулювання прийому їжі включає механізми зворотного зв'язку. Насправді мозок постійно інформується гормонами про енергетичний стан організму, а потім може змінювати споживання їжі та витрати енергії залежно від отриманих сигналів. Ці взаємодії створюють справжню адипотропну вісь, порівнянну з іншими ендокринними осями. Отже, ця адипотропна вісь складається з месенджерів, що сприяють споживанню їжі, та інших, які її зменшують. Більше того, ці сигнали часто класифікуються на елементи, що діють у довгостроковій перспективі, такі як лептин, або на короткий термін, такі як шлунково-кишкові гормони; перші інформують організм про стан запасів енергії, а другі - в основному про насичення. Нарешті, оскільки споживання їжі є життєво важливим для виживання організму, система складається з елементів з часто зайвими ефектами.
Тому ми пропонуємо переглянути орган за органом основних гравців цього регулювання та їх наслідки для ожиріння та розладів харчування (Таблиця 1).
Основні гравці в регулюванні споживання їжі
Центральна нервова система
Мозок, звичайно, є головним у регулюванні споживання їжі. В даний час вважається, що в цій регуляції в основному беруть участь два регіони мозку: дугоподібне ядро гіпоталамуса і стовбур мозку.
Дугоподібне ядро отримує інформацію з інших областей мозку, кишково-кишкової нервової системи та безпосередньо від циркулюючих факторів крові. По суті, він містить дві популяції взаємопов’язаних нейронів із протилежними ефектами. По-перше, нейрони, що експресують нейропептид Y (NPY) та пов’язаний з агуті пептид (AgRP), мають стимулюючий ефект для збільшення їжі та ваги, ініціюючи та підтримуючи споживання їжі (рис. 1). І навпаки, друга популяція нейронів, що експресує про-опіомеланокортин (POMC), має інгібуючий ефект на споживання їжі та накопичення енергії. POMC є попередником аноректичного пептиду, альфа-меланоцитостимулюючого гормону (α-MSH), який інгібує споживання їжі та накопичення енергії завдяки своїй дії на центральну нервову систему. Дійсно, трансгенні тварини з дефіцитом POMC є гіперфагічними та страждають ожирінням.
У стовбурі мозку задіяні кілька областей, зокрема, через активацію блукаючого нерва деякими гормонами, що виділяються травною системою. Механізми, за допомогою яких ці два регіони здійснюють свій контроль, ще не повністю зрозумілі. Тим не менше, очевидно, що вони тісно взаємопов'язані між собою, а також з іншими областями мозку, впливаючи, наприклад, на симпатичну нервову систему або вісь щитовидної залози. 3.4
Шлунок
Грелін
Грелін - єдиний орексигенний гормон, виявлений на сьогодні. В основному він виділяється шлунком, його рівень підвищується під час голодування і падає під час їжі. Крім того, введення греліну гризунам стимулює споживання їжі. Тому його прозвали гормоном голоду. Нарешті, було показано, що його рівні обернено пропорційні вазі обстежуваного та зростають після втрати ваги. 5 Таким чином, грелін мав би протилежний ефект лептину, повідомляючи мозок про запаси жиру в організмі.
Грелін здійснює свої ефекти централізовано, активуючи секрецію NPY та AgRP, тим самим стимулюючи споживання їжі. Крім того, дослідження на гризунах показують, що грелін може також відігравати певну роль у довгостроковій регуляції ваги, сприяючи адипогенезу. 6 Логічно, що блокування його рецепторів або пригнічення його секреції розглядаються як терапевтичний спосіб ожиріння. Але, хоча показано, що антагоніст цих рецепторів або вакцина проти хайререліну впливає на вагу гризунів, такий підхід ще не розглядався у людей. 4
Тонка кишка
Холецистокінін
Хоча вплив холецистокініну (CCK) на жовчний міхур був відомий дуже давно, його роль у регулюванні споживання їжі була продемонстрована лише у другій половині 20 століття. Виділяється, головним чином, клітинами дванадцятипалої кишки та клубової кишки, здається, CCK зменшує споживання їжі через рецептори, розташовані на закінченнях блукаючих нервів.
Пептид YY (PYY)
З того ж сімейства, що і NPY, PYY зв’язується з тими ж рецепторами. Секретуючись у тонкому кишечнику, PYY зменшує споживання їжі, можливо, пригнічуючи секрецію NPY в дугоподібному ядрі. Крім того, кілька років тому було показано, що рівень PYY нижчий у людей із ожирінням порівняно з людьми із нормальною вагою, що свідчить про можливу роль PYY у патогенезі ожиріння. 5
Глюкагоноподібний пептид-1 секретується тонким кишечником у відповідь на їжу. По суті відомий своїм дуже сильним впливом секретагогів на інсулін, GLP-1 також має інгібуючий ефект на споживання їжі. Знову ж таки, рецептори GLP-1 виявляються в дугоподібному ядрі, а також у стовбурі мозку, і периферичне або центральне введення GLP-1 гризунам різко зменшує споживання їжі. Інтерес до GLP-1 ще більше зріс із розвитком нових пероральних антидіабетиків з агоністичним ефектом на рецептори GLP-1 (ексенатид), що також призводить до втрати ваги.
Крім того, тепер чітко продемонстровано значні зміни в схемі секреції шлунково-кишкових гормонів і, зокрема, GLP-1 після шлункового шунтування7, що вказує на те, що ці гормони можуть також сприяти зниженню ваги після такої операції.
Жирова тканина
Лептин
Концепція лептину була остаточно визначена в 1994 р. Існування цього гормону передбачалося вже в 1970-х рр. Дійсно, на той час Коулмену вдалося продемонструвати існування циркулюючих факторів ситості, що регулюють споживання їжі, завдяки експериментам з парабіозом, тобто, пов’язуючи системи кровообігу двох різних мишей: шляхом прив’язки генетично ожирілої (ob/ob) миші до звичайної миші приріст ваги ожирілої миші помітно зменшується. Крім того, пара, що складається з ожирілої (ob/ob) миші та ожирілої, діабетичної (db/db) миші, призводить до швидкої втрати ваги тварини ob/ob. Тому Коулмен робить висновок, що миша ob/ob не виробляє достатньо факторів насичення, але що вона чутлива до них, тоді як миша db/db виробляє, але не чутлива до них. 1
Зараз ми знаємо, що лептин виробляється адипоцитами і що швидкість його циркуляції пропорційна жировій масі. Периферичне або центральне введення лептину зменшує споживання їжі та збільшує витрати енергії, знову модулюючи секрецію NPY та POMC на рівні гіпоталамусу. Крім того, здається, що лептин відіграє роль у пластиці нейронів мозкових областей, що беруть участь у контролі над вживанням їжі. Справді, лептин здається необхідним для нейронів NPY та POMC для отримання правильних зв’язків у розвитку гіпоталамуса. Нарешті, рівень лептину підвищений у людей із ожирінням, що свідчить про те, що вони можуть страждати певною формою стійкості до цього гормону. 9
Більше того, цікаво відзначити, що сам інсулін, схоже, відіграє роль сигналу ожиріння, порівнянний із сигналом лептину. Дійсно, його рівні також пропорційні ожирінню, а також впливає на транскрипцію нейронів центрів регуляції споживання їжі.
Роль регуляторних гормонів у харчових розладах
Зміни секреції гормонів, що регулюють прийом їжі, можуть зіграти певну роль у патогенезі харчових розладів (ADD). Однак, хоча різниці спостерігаються у пацієнтів з АСТ, незрозуміло, чи є ці відмінності причиною чи наслідком харчових змін.
Наприклад, було показано, що рівень лептину нижчий у пацієнтів з нервовою анорексією. Крім того, під час занадто швидкого повторного харчування рівні лептину надто значно зростають, що може сприяти труднощам, з якими стикаються ці пацієнти при підтримці відновленої ваги. Крім того, деякі дослідження показали, що реакція греліну після їжі змінюється у пацієнтів, які страждають на булімію, потенційно беручи участь у порушеному почутті ситості, яке відчувають ці пацієнти. Нарешті, поліморфізм деяких центральних рецепторів, зокрема певного типу рецепторів меланокортину, був пов’язаний з наявністю розладів харчування. 11
Роль регуляторних гормонів у баріатричній хірургії
Ще однією важливою областю, в якій все частіше вивчаються гормони, що регулюють споживання їжі, є хірургічне втручання для схуднення. Дійсно, внаслідок епідемії ожиріння, яка зараз зустрічається в промислово розвинутих країнах, кількість цих процедур постійно збільшується.
Якщо втрата ваги в основному пов’язана зі змінами анатомії травлення, що призводять до обмеження шлункового шунтування, а також порушенням всмоктування, багато досліджень показали значні зміни у профілях секреції шлунково-кишкових гормонів. Наприклад, суттєве підвищення піку GLP-1 після їжі спостерігалося у пацієнтів, які перенесли шлунковий шунтування Y згідно з Ру. Крім того, грелін в більшій мірі пригнічується після баріатричної операції. Крім того, у гризунів було показано, що транспозиція клубової кишки в проксимальній частині тонкої кишки спричиняє втрату ваги та змінює секрецію шлунково-кишкових гормонів, підтверджуючи їх незалежну роль як мальабсорбції у втраті ваги після шлункового шунтування. 13 Усі ці зміни, отже, можуть сприяти зменшенню споживання їжі у пацієнтів, які перенесли баріатричну операцію.
Висновок
Зараз стало зрозуміло, що прийом їжі регулюється багатьма факторами, що включають складні нейро-ендокринні механізми, знання яких лише часткові. Крім того, якщо порушення цих регуляторних механізмів безумовно беруть участь у патогенезі ожиріння та розладів харчування, здається важким розглядати їх як мішень простого терапевтичного засобу через їх дуже часто надлишкові характеристики. характер споживання їжі та накопичення енергії.
Практичні наслідки
> Споживання їжі та витрата енергії регулюються багатьма гормонами, що виділяються кишечником, підшлунковою залозою, жировою тканиною
> Порушення цих регуляторних механізмів можуть бути причетними до патогенезу ожиріння та розладів харчування
> Зміни в схемі секреції шлунково-кишкових гормонів спричинені втратою ваги після баріатричної операції
Бібліографія
Анотація
Протягом багатьох років ми думали, що споживання їжі - це лише питання волі. Тим не менше, у другій частині XX століття ми виявили кілька гормонів, що регулюють споживання їжі та витрату енергії. Крім того, ці гормони, здається, беруть участь у патогенезі ожиріння та втраті ваги після баріатричної хірургії. Цей короткий огляд висвітлює основні механізми, пов'язані з прийомом їжі та витратами енергії, а також їх наслідки для ожиріння та баріатричної хірургії.