Beyin Obezite Kilo Kaybı

Sanat ve Bilim Okulu’ndan J. Nicholas Betley liderliğindeki bir araştırma ekibi, beynin yemek yedikten sonra tokluk sinyali verdiği tamamen yeni bir yol keşfetti. Bulgular, aşırı yemeyi önemli ölçüde engelleyebilecek tedaviler için yeni bir hedef sunuyor.

Genetik bir bozukluk olan Prader Willi sendromu olan kişilerin doyumsuz bir iştahı vardır. Doyurucu bir yemekten sonra bile asla tok hissetmezler. Sonuç, yaşamı tehdit eden aşırı yeme ve obezite olabilir.

Yeni bir araştırmaya göre, sürekli açlıkları, kısmen, beynin aynı zamanda motor kontrol ve öğrenmeden sorumlu bir bölgesi olan beyincikteki düzensiz sinyalleşmeyle sonuçlanıyor. Penn’s School of Arts & Sciences’da biyoloji alanında yardımcı doçent olan J. Nicholas Betley ve San Diego’daki Scintillion Enstitüsü’nde doçent olan Albert I. Chen tarafından yönetilen 12 kurumu kapsayan uluslararası bir araştırma ekibi, Prader’den gelen ipuçlarını kullandı. Willi hastaları, yemekten sonra doyma sinyali veren bir serebellar nöron alt kümesini ortaya çıkaran farelerdeki araştırmalara rehberlik edecek.

Betley’e göre, araştırmacılar bu nöronları aktive ettiğinde, etkinin büyüklüğü “muazzamdı”. Hayvanlar tipik fareler kadar sık ​​yediler, ancak öğünlerinin her biri %50-75 daha küçüktü.

Beyin ve Mide

Beyin ve mide arasındaki sinyaller, hayvanların ne zaman ve ne kadar yiyeceğine karar vermelerine yardımcı olur. Penn sinirbilimcilerini içeren bir araştırma işbirliği, beynin daha önce hiç doyma ile ilişkilendirilmemiş bir bölgesinde bir dolgunluk sensörünü ortaya çıkardı: beyincik. Kredi: Betley laboratuvarının izniyle

“Bu akıllara durgunluk veriyordu” diyor. “Aslında o kadar akıllara durgunluk veriyordu ki yanlış olması gerektiğini düşündüm.” Betley, laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın ilk yazarı olan Aloysius Low’u, etkinin gerçek olduğundan emin olmak için bir dizi başka deney yapmaya teşvik etti. Neredeyse bir yıl içinde ikna oldular.

Betley, “Beynin daha önce hiç dahil etmediğimiz temel hayatta kalma davranışları için önemli olan alanlarını hala bulabilmeniz şaşırtıcı” diyor. “Ve bu beyin bölgeleri sağlam şekillerde önemlidir.”

Dergide paylaşılan çalışma Doğa, Beyinciğin ön derin serebellar çekirdeklerindeki (aDCN) nöronların, hayvanların yemek boyutlarını düzenlemelerine yardım etmede rol oynadığını öne sürüyor.

Yeni bir bölge

Betley’in laboratuvarı, başlangıcından bu yana, beynin gıda alımını nasıl düzenlediğiyle ilgili çeşitli nöral devreleri çözdü. Bu çalışma ve diğer araştırmalar, bu kontrolde arka beyin ve hipotalamusun alanlarını içeriyor. Betley, “Fakat hipotalamus ve arka beyni hedef alan ilaçların gerçekten iyi bir obezite tedavisi olmadığını da biliyoruz” diyor.

Boston’daki Beth Israel Deaconess Tıp Merkezi’nden Roscoe Brady ve Massachusetts, Belmont’taki McLean Hastanesi’nden Mark Halko, insan beyinciği üzerinde çalışan işbirlikçilerle birlikte, beyinciğin açlığın bastırılmasında rol oynayabileceği olasılığını tartıştılar. İkili, Prader Willi hastalarından beyindeki kan akışını izlemenin bir yolu olan işlevsel MRI taramalarını içeren nadir bir veri setine sahip olan Boston Brigham ve Kadın Hastanesi’nden Laura Holsen’e ulaştı. Holsen, verileri, bozukluğun nöral devreleriyle ilgili diğer soruları takip etmek için kullanmıştı, ancak araştırmacılar, etkilenmeyen bir grupla karşılaştırıldığında, bu hastaların beyinlerinin yiyeceğe nasıl tepki verdiğindeki farklılıkları araştırarak, verilere yeni bir bakış attı.

Betley, “Beyincik dışarı fırlıyor,” diyor, “ve hepimiz buna bakıp ‘Bu gerçek mi?’ diyorduk.”

Nöronlar aDCN

Ekibin araştırmalarına göre, beyinciğin bir bölgesi olan aDCN’de belirli bir nöron popülasyonunu aktive etmek, gıda alımını önemli ölçüde azalttı. Kredi: Betley laboratuvarının izniyle

Farelere dönersek, tek hücreli transkriptomik analiz, aDCN’deki küçük bir glutamaterjik nöron alt kümesinin yemek yedikten sonra aktive olanlar olduğunu doğruladı. Sadece bu aDCN nöronlarını aktive etmek, hayvanların yemekten mahrum bırakılmış veya daha önce istedikleri kadar yiyecek verilmiş olmasına bakılmaksızın yemek boyutlarını önemli ölçüde kısıtlamasına neden oldu. Araştırmacılar, aynı nöronları inhibe ederek tersini yaptığında, fareler normalden daha büyük öğünler yediler. Gıda alımını azaltmak genellikle insanların ve hayvanların daha sonra daha fazla yemek yiyerek telafi etmesine yol açsa da, aDCN ile uyarılan hayvanlar bunu yapmadı ve metabolik aktivite ölçümleri sabit kaldı.

Bulgular dikkat çekiciydi ancak nöronların tam olarak ne yaptığını ortaya çıkarmadı. Sadece hayvanların daha az yemesine mi neden oluyorlardı, yoksa ne kadar yiyeceklerini tahmin etmelerine veya diğer geri bildirimlere dayanarak yemeyi düzenlemelerine yardımcı oldular mı?

Bir ipucu, aktive edilmiş aDCN nöronlarına sahip farelere normal diyetlerinden daha az kalorili bir yiyecek verildiğinde, eşit sayıda kalori elde etmek için normalden daha fazla yedikleri gerçeğinden geldi. Betley, “Bu bize, bu hayvanın aldığı kalori miktarını hesapladığını ve yeterli olduğunu düşündüğünde durduğunu söyledi” diyor.

Beslenmeyle aktive olduğu gösterilen aDCN nöronlarının bir alt kümesine odaklanan araştırma ekibi, nöronların açlığı ve tokluğu düzenlemedeki rolünü daha da derinleştirdi. Aç hayvanlarda, bu nöronlar yiyecek verildiğinde hızlı ve güçlü bir şekilde devreye girer; beslenen hayvanlarda nöronlar sessiz kaldı.

Bulmacada bir parça

Son bir dizi araştırmada, araştırmacılar aDCN aktivitesinin beyindeki açlık ve doyma devreleri hakkında halihazırda bilinenlere nasıl uyduğunu anlamaya çalıştılar. Betley’nin laboratuvarı daha önce, hayvanlar kalori açığındayken aktive olan ve artan beslenmeyi sağlamaktan sorumlu olan, AgRP nöronları adı verilen hipotalmusta bir grup nöron üzerinde çalışmıştı. Ekip, bu nöronları aDCN nöronları ile aynı anda aktive ettiğinde, farelerin gıda alımında hala dramatik bir azalma vardı, bu da beyinciğin hipotalamik bağımsız bir yolda sinyal verdiğini gösteriyor.

Betley, Low ve meslektaşları, daha sonra, beynin ventral striatrumundaki – nöral “ödül” yollarıyla ilişkili dopamin sinyalinin aDCN aktivasyonundan etkilenip etkilenmediğini araştırdı. Azaltılmış beslenme ile ilişkili aDCN nöronları aktive edildiğinde dopaminin ventral striatumu sular altında bıraktığını buldular. Artan dopamin sinyali genellikle hayvanları daha fazla ödül aramaya ittiğinden, bu şaşırtıcıydı.

Dopamin sinyali ile aDCN aktivitesi arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamak için araştırmacılar, farelerin aDSC nöronlarını beslemeden bir saat önce aktive ettiler. Farelere normalde yiyecek verildiğinde dopamin seviyelerinde bir artış olurken, aDCN ile aktive olan farelerde ciddi şekilde engellenmiş bir dopamin artışı vardı.

Betley, “Diğer insanlar, dopaminerjik nöronları dopamin ile aktive ettiğinizde veya dopamini aldığınızda, hayvanın daha az yiyeceğini gördü” diyor. “Yeterince yediğinizden emin olmak için bir Goldilocks ilkesi olabilir.” Çok fazla dopamin, müteakip dopamin artışını ödüllere bloke ederek nihayetinde davranışı değiştirdiğini söylüyor.

Betley, “Hayvanın yemek yemeyi bu yüzden bıraktığını düşünüyoruz” diyor. “Artık devam etmek için yeterince ödüllendirici değil.”

Bu bulgular, Prader Willi sendromu hastalarının yemek yemekten aldıkları “ödülü” köreltmeye yönelik terapötik stratejilere rehberlik edebilir ve kontrol edilemeyen açlıklarını yönetmeye yardımcı olabilir. Betley, “Bu sonuçları Holsen, Halko ve Brady ile non-invaziv beyin stimülasyonu kullanarak insanlara dönüştürmekten heyecan duyuyoruz” diyor. Böyle bir yaklaşım, obeziteyi tedavi etmek için de bir yol sunabilir.

Devam eden çalışmalarda, Betley ve meslektaşları açlığın düzenleyici kontrolüyle ilgili ayrıntıları doldurmaya devam etmeyi ve beyinde açlığın ve tokluğun nasıl düzenlendiğine dair daha eksiksiz bir genel tabloya katkıda bulunmayı hedefliyor.

Referans: Aloysius YT Low, Nitsan Goldstein, Jessica R. Gaunt, Kuei-Pin Huang, Norliyana Zainolabidin, Alaric KK Yip, Jamie RE Carty, Ju Y. Choi, Alekso M. Miller, Helen ST Ho, Clara Lenherr, Nicholas Baltar, Eiman Azim, Ekim M. Sessions, Toh Hean Ch’ng, Amanda S. Bruce, Laura E. Martin, Mark A. Halko, Roscoe O. Brady Jr, Laura M. Holsen, Amber L. Alhadeff, Albert I. Chen ve J. Nicholas Betley, 17 Kasım 2021, Doğa.
DOI: 10.1038 / s41586-021-04143-5

Betley, Low, Chen, Brady, Halko ve Holsen’e ek olarak, makalenin ortak yazarları Penn’den Nitsan Goldstein, Jamie RE Carty, Ju Y. Choi, Alekso M. Miller ve Clara Lenherr; Nanyan Teknoloji Üniversitesi’nden Jessica R. Gaunt, Norliyana Zainolabidin, Helen ST Ho, Alaric KK Yip ve Toh Hean Ch’ng; Monell Chemical Senses Center’dan Kuei-Pin Huang ve Amber L. Alhadeff; Salk Enstitüsü’nden Nicholas Baltar ve Eiman Azim; Singapur Ulusal Üniversitesi’nin Ekim M. Oturumları; ve Kansas Üniversitesi Tıp Merkezi’nden Amanda S. Bruce ve Laura E. Martin. Low ilk yazar ve Chen ve Betley ortak yazarlardır.

Çalışma kısmen Ulusal Bilim Vakfı (Grant 1845298), Ulusal Sağlık Enstitüleri (NS105555, NS111479, NS112959, MH111868, MH125995, MH116170, DK104772, DK119574, DK114104 ve DK124801) tarafından desteklenmiştir, Searle Scholars Program, Pew Tröstler, McKnight Vakfı, Klingenstein Simons Burs Ödülü, Amerikan Kalp Derneği (857082 ve 17SDG33400158 hibeleri), Amerikan Diyabet Derneği (118IBS116), Whitehall Vakfı, Warwick-NTU Sinirbilim Programı ve Singapur Eğitim Bakanlığı (MOE2018-T2-1-065 ve MOE2017-T3-1-002).





#Bilim #adamları #Açlığı #Bastırmak #İçin #Yeni #Bir #Hedef #Belirlediler #Beyin #Beyinciğinde