Hur överätning förändrar hjärnan

Undrar du om cheesecake i eftermiddag kommer att förändra din kropp? Medan de flesta av oss föreställer oss att det ändrar midjan är det få som undrar om det också förändrar hjärnan. Men det gör det, och en nyligen publicerad studie (Rossi, 2019) visar oss hur.

Tanken att hjärnan påverkar nästan allt vi gör borde inte vara förvånande; vem vi gillar, hur vi mår och till och med vad vi äter påverkas av hjärnaktivitet. Ligger djupt vid basen av vår hjärna bor en grupp celler som utgör hypotalamus. Hypothalamus orkestrerar kontroll över flera beteenden relaterade till artens överlevnad; beteenden som, som jag ofta säger till mina elever, består av de fyra F: erna av hypotalamisk reglering - slåss, fly, mata och para sig.

Liksom de flesta hjärnregioner är hypotalamus uppdelad i mindre strukturer; dessa namnges ofta med ord som pekar på riktning. Tänk till exempel på lateral hypotalamus. Dess namn antyder att det ligger i den laterala delen av hypotalamus, eller bort från mitten. De av oss som är intresserade av motiverade beteenden vet att för att studera hjärnans inflytande över utfodring kommer du oundvikligen att korsa vägar med lateral hypotalamus. Detta beror på att strukturen är avgörande för att underlätta eller öka ätningen. Det gör det genom att modulera ämnesomsättning, matsmältning, insulinsekretion och smakupplevelse, för att nämna några faktorer. Den laterala hypotalamusen är också mycket konserverad över arter och är därför lämplig för modellering av olika aspekter av mänskligt ätbeteende. Så när du tänker ökad ätning, tänk på ökad aktivitet i din laterala hypotalamus.

Detta förhållande bevisades först i tidiga icke-humana djurstudier, som visade att gnagare med skador på sin laterala hypotalamus ofta vägrade att äta och omvänt, som man kan förvänta sig, stimulerar eller aktiverar denna region framkallade omättlig ätning. Idiosynkrasierna i sambandet mellan att äta och lateral hypotalamus har sedan dess studerats ingående och dessa detaljer ligger utanför ramen för vår diskussion. Var dock säker på att många utmärkta beteendevetenskapsmän har ägnat ett omätligt antal timmar till att informera vår förståelse för hur lateral hypotalamus förmedlar ätning och matbelöning. Artikeln av Rossi och kollegor gör just det genom att visa hur överätande omformar lateral hypotalamus och hur dessa förändringar sedan påverkar hur vi äter.

Genom att kombinera en mängd olika cellulära tekniker undersökte experimenterna om en fettrik diet förändrade genuttryck av celler i lateral hypotalamus. Experimentet utformades för att jämföra genuttryck av celler hos möss som fick en fettrik diet kontra de som fick en normal diet. De upptäckte förändrat genuttryck som ett resultat av fetma i en mängd celler i lateral hypotalamus. De starkaste fetmainducerade genetiska förändringarna inträffade emellertid i celler som innehåller ett protein som kallas vesikulär glutamattransportör typ-2. Generellt använder dessa celler en snabbverkande excitatorisk hjärnkemikalie som kallas glutamat. De undersökte dessa celler ytterligare och upptäckte att de är lyhörda för sockerförbrukning; svarets omfattning berodde dock på djurens motivationsstatus: Hur mycket mat djuret ville ha påverkade hur lyhörda cellerna var på socker.

Förmatning av mössen (lågt motiverande tillstånd) eller införande av ett 24-timmars fasta tillstånd (högt motiverande tillstånd) innan experimentet kontrollerade motivationen för mat. De exciterande cellerna i lateral hypotalamus hos djur i lågt motiverat tillstånd (inte hungrig) upplevde större aktivering efter sockerkonsumtion än hos djur som fastade. Detta visar att matmättnad påverkar belöningskodningen för mat som förekommer i lateral hypotalamus.

Det som var mest intressant med kodningsprofilen för dessa excitatoriska celler var att en fettrik diet också förändrade deras svarsfrekvens. Djurceller på en vanlig diet bibehöll nämligen sin förmåga att detektera sockerkonsumtion, men celler i möss på en fettrik diet blev gradvis mindre lyhörda för socker; alltså förändringen i hjärnan.

Dessa resultat är nya och spännande, eftersom de visar att en fet fet diet förändrar kodning för en matbelöning i enskilda celler i lateral hypotalamus. Dessutom ser vi nu att en kronisk diet med hög fetthalt modifierar lateral hypotalamus genom att avskräcka deras neurala respons och därmed försvaga en endogen "broms" på ätningen. Med andra ord kan en fettrik diet förändra din hjärna för att främja överätning.