Dulcele divide: zahărul este procesat diferit în creierele predispuse la obezitate

Michigan Medicine - Universitatea din Michigan, 20 aprilie 2023

Cercetătorii investighează rolul nuc leului accumbens al creierului în stimularea supraalimentării și a obezității. Un studiu recent, folosind modele pe șobolani, a găsit diferențe ale nucleului accumbens între șobolanii predispuși la obezitate și cei rezistenți la obezitate, arătând că a durat mai mult ca  glucoza să pătrundă în nucleul accumbens la animalele predispuse la obezitate.

În plus, la acești șobolani au fost găsite niveluri de glutamat în exces, un neurotransmițător excitator, ceea ce sugerează un defect în procesul de reciclare a  neurotransmițătorului. Cercetătorii își propun să exploreze rolul inflamației în dezvoltarea obezității și modul în care diferențele în funcțiile creierului contribuie atât la susceptibilitatea la obezitate cât și la rezistența la obezitate.

Perspectivele moleculare indică bazele neuronale ale obezității

Oamenii de știință care studiază nucleul accumbens la șobolani au descoperit diferențe între animalele predispuse la obezitate și cele rezistente la obezitate, primele arătând intrarea întârziată a glucozei și niveluri în exces de glutamat. Aceste descoperiri sugerează un defect în reciclarea neurotransmițătorilor, iar echipa de cercetare intenționează să investigheze rolul inflamației în dezvoltarea obezității.

Dietă? Poate că evităm cu totul dulciurile sau carbohidrații sau reducem mesele târzii de noapte. Acestea sunt exemple de modificare a  comportamentului și, totodată, atunci când vine vorba de alimente, evitarea acestor factori declanșatori ai dietei poate fi destul de greu de făcut.

Pentru a înțelege ce îi determină pe oameni să mănânce în exces, oamenii de știință se uită mai atent la o structură a creierului implicată în motivație, numită nucleus accumbens. Această regiune mică determină comportamente de căutare a recompenselor care stau la baza urmăririi sexuale, a drogurilor recreative precum nicotina și alcoolul dar și a alimentelor.

 „Acești centri de motivare a creierului au evoluat pentru a ne ajuta să supraviețuim; atât găsirea hranei cât și a face sex sunt activități esențiale pentru supraviețuirea unui individ și a unei specii”, a spus Carrie Ferrario, Ph.D., profesor asociat la Departamentul de Farmacologie de la Universitatea din Michigan Medical School.

 „Ceea ce era avantajos atunci când mâncarea era greu de găsit a devenit un dezavantaj și ceva nesănătos în mediul actual, dens alimentar. Acest lucru este agravat de supraabundența de alimente supraprocesate, cu nutriție scăzută, care ne pot satisface gustul, dar ne lasă corpul nehrănit.

Oamenilor nu le este greu să refuze o porție suplimentară de broccoli sau încă doar o porție de cartofi prajiți sau încearcă să mai facă loc pentru încă un pic de desert cu ciocolată... dar asta este o altă poveste. Adevărata provocare este să depășim aceste îndemnuri și să ne schimbăm comportamentul când vine vorba de mâncare”, a adăugat Ferrario.

Având în vedere că obezitatea asumă practic toate sistemele corporale, Ferrario, Peter Vollbrecht, Ph.D., de la Universitatea Western Michigan, și colegii lor folosesc modele de șobolani pentru a înțelege potențialele diferențe ale creierului dintre animalele care sunt predispuse la supraalimentare și obezitate și animalele care nu sunt predispuse.

Cercetări anterioare din laboratorul lui Ferrario au evidențiat diferențe în nucleul accumbens la șobolanii predispuși la obezitate și cei rezistenți la obezitate.

Cel mai recent studiu al lor, publicat în Journal of Neurochemistry[1], a urmărit ceea ce se întâmplă în timp real în creier atunci când acestor animale li s-a administrat glucoză, un tip de zahăr, etichetat cu un trasor. Trasorul a permis cercetătorilor să măsoare acest nou zahăr din creier.

Zahărul este principala sursă de combustibil a creierului și, odată acolo, molecula este descompusă și folosită pentru a crea noi molecule precum glutamina, glutamatul și GABA, fiecare cu un rol important în influențarea activării neuronilor din creier și din sistemul nervos.

„Glucoza consumată este descompusă și apoi carbonii săi sunt încorporați în neurotransmițători. Vedem acei carboni marcați care apar în acele molecule - glutamat, glutamină și GABA - în timp”, a explicat Vollbrecht.

Ei au descoperit că glucoza durează mai mult pentru a ajunge în nucleul accumbens al animalelor predispuse la obezitate. În plus, la măsurarea concentrației de glutamat, glutamină și GABA, au descoperit niveluri în exces de glutamat, un neurotransmițător excitator. Acest lucru, a spus echipa, a implicat un defect în procesul de reciclare a neurotransmițătorilor, menținut de obicei în sistemul nervos de celule în formă de stea numite astrocite. În mod normal, astrocitele vor scoate glutamatul din spațiul dintre neuroni, numit sinapsă, îl vor transforma în glutamină și apoi îl vor transporta înapoi la celulele care produc GABA sau glutamat. Această secvență este crucială pentru pornirea și oprirea neuronilor.

 „Descoperirile sugerează că primim prea mult glutamat iar acesta nu este scos din sinapsă”, a spus Vollbrecht. Ferrario a adăugat: „Echilibrul dintre glutamat și GABA (principalul transmițător inhibitor) este cu adevărat important pentru funcția creierului și va influența activitatea neuronilor din nucleul accumbens”.

Acest echilibru, și, prin urmare, activitatea creierului, este diferit la șobolanii predispuși la obezitate față de cei rezistenți la obezitate. Faptul că acești șobolani sunt fie predispuși la obezitate, fie nu,  este important pentru a dezlega cauza și efectul, spune Vollbrecht. „Ne permite să eliminăm dieta ca una dintre variabile.”

Echipa speră să studieze în continuare rolul inflamației în dezvoltarea obezității și modul în care diferențele în funcția creierului contribuie la susceptibilitatea și rezistența la obezitate.

Referință: „Reglarea diferențială a glutamatului nucleului accumbens și a GABA la șobolanii predispuși la obezitate și rezistenți la obezitate” de Peter J. Vollbrecht, Kathryn M. Nesbitt, Victoria M. Addis, Keenan M. Boulnemour, Daniel A. Micheli, Kendall B. Smith, Darleen A. Sandoval, Robert T. Kennedy, Carrie R. Ferrario, 6 noiembrie 2022, The Journal of Neurochemistry.

DOI: 10.1111/jnc.15720

Alți autori ai lucrării includ Kathryn M. Nesbitt, Victoria M. Addis, Keenan M. Boulnemour, Daniel A. Micheli, Kendall B. Smith, Darleen A. Sandoval și Robert T. Kennedy.

………………………………………..

Articolul

The Sweet Divide: Sugar Is Processed Differently in the Brains of Obesity-Prone , By Michigan Medicine - University of Michigan April 20, 2023

https://scitechdaily.com/the-sweet-divide-sugar-is-processed-differently-in-the-brains-of-obesity-prone/?utm_content=cmp-true

[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jnc.15720