Foarfetul unui sac de cartofi. Mirosul de pizza din sala de pauză. Zărirea unei învelitoare pentru biscuiți în spatele dulapului.
Jingle-ul radio pentru o bomboană. Indiciile legate de alimente vin la noi de dimineață până seara, iar unii dintre noi par neputincioși să reziste tentației. Cu toate acestea, alții îi pot ignora - sau cel puțin se pot opri din a răspunde.

poate

Acum, un nou studiu la șobolani poate ajuta la explicarea acestor diferențe la oameni - și la modul în care acestea se raportează la epidemia de obezitate care afectează o treime din toți oamenii din întreaga lume. Realizat la Universitatea din Michigan Medical School, studiul este publicat online în Neuropharmacology.

Studiul a implicat atât șobolani care provin dintr-o linie care a fost special crescută pentru tendința de a deveni obezi, cât și șobolani dintr-o linie cu tendințe normale de greutate. Șobolanii predispuși la obezitate din studiu au fost hrăniți cu diete care nu le-au permis să devină obezi. Dar chiar și așa, au arătat comportamente mult mai puternice în căutarea hranei ca răspuns la indicii legate de alimente pe care au învățat să le asocieze cu un tratament alimentar comparativ cu șobolanii ai căror arbori genealogici erau slabi.

Aceste diferențe, au descoperit cercetătorii, s-au extins adânc în creierul rozătoarelor, în celulele „centrului de recompensă” numit nucleul accumbens. Când șobolanii predispuși la obezitate au învățat să recunoască un anumit sunet drept indiciu pentru disponibilitatea alimentelor, un receptor cheie a apărut mai frecvent pe suprafața anumitor celule din centrul de recompensă. Dar modificări similare ale acestui receptor nu au fost observate la șobolanii rezistenți la obezitate.

Mai mult, atunci când cercetătorii au folosit un medicament pentru a bloca receptorii, numiți receptori CP-AMPA sau CP-AMPAR, tacul alimentar nu a mai declanșat șobolanii predispuși la obezitate să caute alimente - chiar dacă au arătat încă semne că au recunoscut tacul. . Parcă ar fi trecut de la încercarea nerăbdătoare de a urmări mirosul de pizza și de a-și găsi sursa pentru a o mirosi și nici măcar nu se ridicară pentru a o găsi.

Deși un medicament care ar putea face același lucru pentru oameni nu este încă disponibil, cercetătorii U-M speră că munca lor va contribui la baza unei noi înțelegeri a rădăcinilor obezității umane în genele noastre, comportamentele învățate și creierul.

„Un pas uriaș” pentru a înțelege obezitatea

Modelul de șobolan ar putea oferi indicii importante pentru depășirea obezității, spune Carrie Ferrario, dr., Profesor asistent de farmacologie.

„Știm că oamenii care sunt cu adevărat atenți la indicațiile alimentare din mediul lor ajung să mănânce mai mult și să aibă mai multe pofte de mâncare”, spune ea. „Dar acești șobolani predispuși la obezitate ne oferă un model științific de bază pentru a afla diferențele neuronale și psihologice care determină alimentația excesivă, chiar înainte de apariția obezității.

Intelegerea acestui lucru ar fi un pas urias pentru imbunatatirea prevenirii obezitatii.

Ferrario, care a publicat o serie de lucrări cu privire la răspunsurile animalelor la indicațiile alimentare, este autor principal al noii lucrări de neurofarmacologie alături de Rifka Derman, student absolvent al studiului în neurologie al U-M. Ferrario este, de asemenea, membru al Centrului de Cercetare Diabet din Michigan, membru extern al Centrului de Cercetare Dieta Modernă și Fiziologie de la Universitatea Yale și colaborator cu mai mulți cercetători U-M și Universitatea Wyoming.

Noua cercetare se bazează pe studiile anterioare din laboratorul ei, care arată că hrănirea șobolanilor predispuși la obezitate o dietă echivalentă cu o dietă umană grea cu hrană nesatisfăcătoare a dus la o creștere a numărului de CP-AMPAR în nucleul lor accumbens.

În plus, în colaborare cu Kent Berridge, Ph.D. și Michael Robinson, Ph.D., de la UM Department of Psychology and, respectiv, Wesleyan University, Ferrario a constatat, de asemenea, că șobolanii care au prezentat cele mai puternice răspunsuri la indicii pe care le mâncărurile gustoase deveneau disponibile, fiind cele care au continuat să câștige în greutate.

Noul studiu este pentru prima dată când neurologii au arătat că cele două sunt legate: Modificările receptorilor CP-AMPA din nucleul accumbens sunt implicate în căutarea alimentelor ca răspuns la un indiciu.

Șobolanii lui Pavlov

Oricine a luat un curs de psihologie introductivă își amintește povestea omului de știință rus Ivan Pavlov și a câinilor săi care au început să saliveze când a intrat în cameră, deoarece i-au asociat sosirea cu timpul lor de cină. Ferrario și Derman au folosit aceeași premisă de bază pentru a antrena șobolanii în noul studiu. În primul rând, i-au instruit să apese o pârghie pentru a obține pelete alimentare - deși au restricționat șobolanii predispuși la obezitate la un aport caloric care i-a împiedicat să câștige prea mult în greutate.

Apoi, au antrenat șobolanii folosind două sunete diferite, dintre care unul a fost jucat chiar înainte ca șobolanii să primească mâncare fără să apese o pârghie, celălalt a jucat fără nici o asociere cu mâncarea.

Ambele tipuri de șobolani au învățat să apese pârghiile pentru a obține alimente și să se aștepte să apară alimente în tava lor de mâncare atunci când a apărut tacul. Dar atunci când cercetătorii au comparat șobolanii predispuși la obezitate și rezistenți la obezitate în răspunsul lor la indiciu, au descoperit că cei predispuși la obezitate erau mai predispuși să apese pârghia ca răspuns la „sunetul alimentelor” - chiar dacă nu au venit alimente când continuau să apese.

Tradus în comportamentul uman, este ca și cum ar fi mirosit pizza și s-au ridicat să o caute și au continuat să caute, chiar și atunci când nu a fost găsită nicio pizza.

Căutarea hranei ca răspuns la un indiciu învățat se numește transfer pavlovian-instrumental sau PIT. Dar șobolanii predispuși la obezitate au arătat mult mai multă motivație pentru a căuta mâncarea atunci când au auzit reperul.

Singura diferență este interesantă, spune Ferrario. Totuși, ceea ce s-a întâmplat în regiunile nucleului accumbens al șobolanilor a fost și mai interesant: creierul șobolanilor predispuși la obezitate s-a schimbat astfel încât să aibă mai mulți receptori CP-AMPA pe suprafața celulelor lor din nucleul accumbens.

Deoarece CP-AMPAR acționează ca pori pentru a permite ionilor de calciu să treacă în și din celule, această schimbare este semnificativă pentru comunicarea celulă-celulă, spune Ferrario. Deși experimentele sale au analizat în mod specific nucleul accumbens, ea lucrează cu alți cercetători, inclusiv Travis Brown de la Universitatea din Wyoming, pentru a înțelege dacă același receptor joacă un rol în alte regiuni ale creierului în raport cu comportamentele legate de obezitate și cum alte sunt implicate regiuni precum cortexul prefrontal.

Faptul că blocarea acestui canal de calciu cu un medicament a determinat șobolanii predispuși la obezitate să nu mai caute alimente ca răspuns la indiciu este o dovadă suplimentară a importanței sale.

Mai mult decât este necesară intervenția medicamentului

Aceiași receptori s-au dovedit a fi legați de dependența de cocaină, o descoperire găsită în lucrarea condusă de mentorul lui Ferrario, Marina Wolf de la Universitatea de Medicină și Știință Rosalind Franklin. Și nucleul accumbens este cunoscut de mult timp pentru a fi implicat în ciclul pervers al dependenței de cocaină și alte droguri de abuz, deturnând importanța regiunii în sentimentul de recompensă dintr-un comportament precum mâncarea și motivația de a căuta recompense suplimentare pentru acelasi tip.

Rolul CP-AMPAR în nucleul accumbens și în circuitele care se alimentează în acea regiune, în contextul alimentelor și al obezității, necesită mult mai multe cercetări, spune Ferrario. Întrucât aceste experimente inițiale au fost făcute cu o dietă sănătoasă și cu restricții de calorii, ea este interesată de impactul unei diete cu „mâncare junk” asupra comportamentului și a receptorilor. De asemenea, este interesată de impactul creșterii în greutate și al scăderii în greutate în raport cu ciclurile hormonale feminine, deoarece toți șobolanii din lucrarea actuală au fost bărbați.

Modificarea comportamentelor ca răspuns la indicii alimentare la oameni nu va fi la fel de simplă ca administrarea unui medicament direct în creier. Aceasta nu este doar o soluție fezabilă, spune Ferrario.

„O parte din provocarea obezității este că oamenii pot avea succes în a pierde în greutate, dar este provocarea de a-l menține și de a avea un stil de viață sănătos”, spune ea. „O parte din aceasta este aspectul psihologic; trebuie să depună mai mult efort și să ia măsuri suplimentare pentru a evita comportamentele nesănătoase. Și asta poate explica de ce poate fi atât de greu să schimbi aceste comportamente. ”

O mare problemă pentru persoanele predispuse la obezitate - și pentru animale - este mediul înconjurător.

„Această căutare alimentară declanșată de indicii care a evoluat în timp funcționează în detrimentul nostru, deoarece ne aflăm într-un mediu alimentar nesănătos”, spune Ferrario. „Nu spunem că acest lucru înseamnă că soarta celor care sunt predispuși la obezitate este predeterminată și pusă în piatră. Dar trebuie să înțelegem cum diferențele individuale pot contribui la alimentația provocată de indicii, cum interacționează cu creșterea în greutate și cum ar putea influența intervențiile comportamentale care ar funcționa cel mai bine.

"Și o parte din această înțelegere ar putea ajuta de fapt persoanele să își folosească controlul cognitiv pentru a suprima activ poftele declanșate de indicii alimentare."

Această lucrare a fost susținută de Institutul Național pentru Diabet și Boli Digestive și Rinice și Institutul Național pentru Abuzul de Droguri, ambele făcând parte din Institutele Naționale de Sănătate (DK106188, DA007281, DK111194-01).

Această poveste a fost publicată inițial de blogul Michigan Health Lab pe 2 februarie 2018.