Profesorul Dr. Kerstin M Oltmanns de la Universitatea din Lübeck deschide o nouă perspectivă asupra epidemiei a 2,2 miliarde de persoane supraponderale

Obezitatea este o problemă de sănătate globală în creștere, cu o dimensiune epidemică. În timp ce subalimentarea în lume a scăzut ușor în ultimele două decenii, numărul persoanelor supraponderale a explodat aproape în aceeași perioadă.

university

Potrivit Institutului pentru Metrică și Evaluare a Sănătății din Seattle (IHME), SUA, se estimează că 2,2 miliarde de persoane sunt supraponderale sau suferă de forma sa extremă - obezitatea. Acest număr provine din 2015. De atunci epidemia continuă să se răspândească. În general, problemele de sănătate ale populației supraponderale cuprind multe boli secundare, cum ar fi diabetul zaharat, bolile cardiovasculare, anumite forme de cancer sau bolile mintale. La rândul său, numeroasele boli secundare duc la cheltuieli economice considerabile și duc la una dintre cele mai extinse plăți în numerar din bugetele naționale de asistență medicală.

În ciuda cercetărilor intensive și a sumelor considerabile de finanțare publică cheltuite pentru a dezlega motivele de bază ale obezității și, de preferință, pentru a identifica o strategie eficientă de combatere a problemei, motivele care stau la baza pentru care oamenii mănâncă în exces până când afișează un indice de masă corporală de cel puțin 25 kg/m 2 sunt încă necunoscute.

Numeroase studii la nivel organismic, celular sau molecular nu au condus la o descoperire în acest context. De fapt, din cauza motivelor inexplicabile pentru supraalimentarea excesivă, tratamentul obezității clinice stagnează de zeci de ani fără nicio inovație adevărată și este plin de dezamăgire pentru medicii curenți, precum și pentru persoanele în cauză.

Viziune biologică

La prima vedere, explicația biologică a modului în care se dezvoltă obezitatea este simplă: o absorbție și o cheltuială de energie dezechilibrată duce la „supra-nutriție” și face să crească depozitele de grăsime ale unei persoane. În consecință, acest lucru ar trebui inversat cu ușurință prin restricție calorică sub formă de diete și exerciții fizice.

Cu toate acestea, rezultatele dezamăgitoare ale studiilor clinice pe termen lung bazate pe această strategie concluzionează că problema este mult mai complexă decât aceasta. 1 Inițial, dietele reprezintă un tratament eficient pentru scăderea în greutate, dar în majoritatea cazurilor recâștigarea greutății corporale are loc după încetarea restricției calorice, ducând în cel mai rău caz la un record mai mare la scară decât înainte de dietă - așa-numitul „yo-yo” efect '.

Chiar și mai supărător este faptul dovedit că activitatea fizică crescută nu provoacă pierderi semnificative în greutate decât dacă este combinată cu un aport redus de calorii. Acest lucru se datorează faptului că exercițiile fizice determină apetitul și, spre deosebire de presupunerea generală, arde câteva calorii. O alternativă, care devine din ce în ce mai atractivă, în special pentru persoanele cu o formă extremă de obezitate, este chirurgia bariatrică.

Cu toate acestea, în ciuda beneficiului neîndoielnic al acestui tratament în unele cazuri grave, chirurgia bariatrică prezintă riscul multor complicații severe, ceea ce îl împiedică să fie considerat o metodă de rutină adecvată în acest context. Întrebarea rămâne de ce oamenii mănâncă în exces până ajung la o greutate corporală nesănătoasă - în ciuda cunoștințelor de bază cuprinzătoare despre consecințele dezastruoase ale comportamentului lor. În acest context, cercetările actuale constată că reglarea apetitului nervos central și neurocircuitele specifice sunt integrate etiologic în patomecanism.

Aceste date par să aprecieze obezitatea mai mult ca o boală neurobiologică, mai degrabă decât ca o consecință a obiceiurilor dăunătoare de consum alimentar.

Vedere neurobiologică

Toate funcțiile biologice ale organismului sunt controlate și reglementate de structuri anatomice specifice din creier. În ceea ce privește aportul alimentar și controlul apetitului, hipotalamusul lateral - o regiune din creier - este responsabil pentru percepția foametei și inițiază mâncarea, în timp ce partea ventromedială a hipotalamusului dă semnalul de a opri consumul de alimente atunci când apare satietatea. Dar controlul apetitului nu se limitează la reglarea hipotalamică izolată, deoarece toate structurile din creier interacționează continuu între ele. Prin urmare, reglementarea apetitului stă la baza unei influențe considerabile, provenind, de exemplu, din zonele creierului atribuite procesării emoționale și percepției recompensei. Prin urmare, creierul este un domeniu științific extrem de interesant și complex pentru cercetarea obezității.

Pentru a focaliza creierul ca un regulator suprem al controlului aportului de alimente și pentru a aborda rolul reglării apetitului nervos central și tulburările sale, acum 15 ani, un grup de oameni de știință de la Universitatea din Lübeck, Germania, au dezvoltat un model care explică patogeneza supraponderalității și a obezității.

Cercetările privind așa-numitul model „Creier egoist” au fost finanțate ca grup de cercetare clinică de către Fundația Germană pentru Cercetare (DFG, 2004-2010). Modelul postulează că creierul indivizilor supraponderali este fundamental insuficient de energie (adică trifosfat de adenozină (ATP), care este esențial pentru o funcționare corectă a tuturor celulelor din organism). 2

Consecința este că „centrul foamei” al creierului, localizat în interiorul hipotalamusului lateral, percepe această insuficiență, interpretează această stare ca fiind o criză a foamei care pune viața în pericol și determină apetitul și consumul de alimente, indiferent de greutatea corporală în creștere din cauza consumului excesiv de mâncare cronică. 3

În ultimii zece ani, laboratorul nostru de la Secția de psihoneurobiologie de la Centrul de Creier, Comportament și Metabolism al Universității din Lübeck a acordat o atenție specifică acestei ipoteze de bază a modelului, adică starea neuro-energetică insuficientă în obezitate.

Într-adevăr, confirmând această ipoteză, cercetările noastre experimentale au arătat în mod repetat că indivizii cu greutate corporală mai mare prezintă un nivel neuro-energetic scăzut decât cei cu greutate „normală”. 4-6

Mai mult, indicele de masă corporală și conținutul de energie al creierului se corelează negativ într-un grup de bărbați cu o masă corporală cuprinsă între subponderalitate, slabă și obeză.4 În acest context, am constatat că indivizii obezi prezintă un consum de energie creier contundent care se referă la o atrofie în unele structuri cerebrale specifice responsabile de procesarea nervoasă centrală a poftei de mâncare și a gustului. 6

Și mai izbitor, am demonstrat că conținutul de energie al creierului prezice cantitatea de consum ulterior de alimente, adică cu cât starea neuro-energetică este mai scăzută, cu atât consumă mai mulți calorii și invers, 7 care stă la baza conexiunii strânse dintre homeostazia energiei creierului și controlul consumului de alimente.

Bazându-ne pe ideea că scăderea stării energiei creierului și supraponderabilitatea sunt interconectate, în etapa următoare ne-am concentrat asupra întrebării dacă metabolismul energiei cerebrale poate fi influențat experimental și, de preferință, ridicat. Ipoteza noastră simplă a fost că o stare crescută a energiei cerebrale ar scădea pofta de mâncare și consumul de alimente.

Prima idee a fost aplicarea hormonului anorexigenic insulină pe calea intranazală, adică ca un spray. Această aplicație prezintă avantajul că doza completă de insulină pătrunde direct în creier, care altfel ar fi împiedicată de o barieră fiziologică pentru a proteja creierul împotriva substanțelor nocive - bariera hematoencefalică - dacă este aplicată pe cale orală sau ca perfuzie intravenoasă.

Mai mult, sa demonstrat anterior că aplicarea insulinei intranasale reduce consumul de alimente la om.

Cu toate acestea, mecanismul de bază al acestui efect a fost complet neclar. Am emis ipoteza că insulina facilitează absorbția neuronală a glucozei prin intermediul transportorului de glucoză dependent de insulină (GLUT4). Ulterior, glucoza este metabolizată intracelular pentru a câștiga energie, adică ATP și, prin urmare, mărește starea energetică.

De fapt, spray-ul de insulină nazală a indus o creștere imediată la nivel neuro-energetic și a suprimat concomitent consumul de alimente așa cum era de așteptat. 7 Conținutul de energie cerebrală s-a corelat negativ cu aportul de calorii ulterior (adică cu cât este mai scăzut starea neuro-energetică cu cât mănâncă mai mulți oameni) și creșterea neuro-energetică la administrarea insulinei corelată cu reducerea consecutivă a consumului de calorii (adică cu cât creșterea energiei este mai mare după aplicarea insulinei, consumul alimentar ulterior scăzut).

Nivelurile de energie a creierului pot constitui, prin urmare, o valoare predictivă utilă pentru consumul de alimente.

Cu toate acestea, în afară de aplicarea insulinei intranasale, am descoperit o altă metodă eficientă de creștere a stării energetice a creierului uman și, prin urmare, suprimarea consumului de alimente: stimularea transcraniană a curentului direct (tDCS) - adică stimularea electrică a creierului.

De câțiva ani, stimularea electrică transcraniană controlată a creierului a făcut parte din strategiile de tratament în mai multe boli neuropsihiatrice, dar manipularea activității creierului influențează inevitabil multe funcții corporale care stau la baza controlului nervos central.

Am putut demonstra că tDCS promovează absorbția sistemică a glucozei și îmbunătățește metabolismul glucozei umane, un efect care persistă după aplicarea zilnică repetată timp de opt zile. 8 Această constatare poate deschide viziunea tDCS ca o opțiune promițătoare de terapie non-farmacologică pentru pacienții diabetici în viitor. Dar efectele benefice ale tDCS nu se limitează la homeostazia glucozei.

De asemenea, am descoperit că stimularea repetitivă a curentului continuu a creierului, adică aplicarea zilnică timp de o săptămână, a suprimat inconștient consumul de alimente cu un considerabil 14%, în principal datorită aportului mai mic de carbohidrați. 9

Această lucrare - finanțată de Fundația Germană pentru Cercetare (DFG, TCRC 134) - a atras o mulțime de atenție publică, deoarece oferă speranță milioane de oameni obezi care disperează tentativele nereușite de dietă.

Așadar, efectul surprinzător de clar ne-a motivat să explorăm în continuare această abordare tradițională inovatoare într-o serie de studii ulterioare, care sunt parțial încă în curs. Primele rezultate sunt promițătoare.

Vedere psihoneurobiologică

În ciuda acestei perspective plăcute, punctul de vedere neurobiologic pur neglijează un aspect, care este, de asemenea, bine cunoscut ca relevant, dar subestimat în cercetarea obezității până în prezent: psihicul. 1 Cu siguranță, toată lumea știe că stresul psihologic exercită o influență puternică asupra comportamentului consumului de alimente.

În acest context, există dovezi că activarea axei hipotalamus-hipofiză-suprarenală (HPA) și a sistemului nervos simpatic (SNS) - ambele constituie sistemul de stres al organismului - poate contribui la geneza supraponderalității.

Datele experimentale au arătat că administrarea de glucocorticoizi mărește aportul de alimente și creșterea indusă de stres a concentrațiilor de cortizol din sânge se referă la aportul caloric mai mare, precum și la supraalimentare și la creșterea greutății corporale la om.

Atât activarea axelor de stres, cât și reglarea comportamentului consumului de alimente sunt sub control nervos central, interacționând în interiorul hipotalamusului.

Stresul acut îmbunătățește activitatea neuronală în principal în regiunile hipotalamice și amigdale responsabile de reglarea apetitului și experiența emoțională, care este asociată cu hiperfagia și obezitatea.

În ceea ce privește metabolismul cerebral, s-ar putea arăta că activarea neuronală la stres psihologic crește rata metabolică cerebrală a glucozei cu 12%, efect care persistă mai mult de 40 de minute după intervenția la oameni sănătoși. La șobolani, stresul de imobilizare reduce energia cerebrală, adică Nivelurile de ATP, care - după cum știm din studiile noastre - prezic creșterea consumului de alimente și se referă la greutatea corporală mai mare.

Dar influența psihicului asupra comportamentului consumului de alimente nu se limitează la stres, ci este mai degrabă un fenomen comun în ceea ce privește multe stări de dispoziție diferite.

Cunoscuta similitudine neuro-energetica dintre nivelurile suprimate de ATP creier atat in obezitate cat si in depresia diagnosticata clinic nu este cu siguranta o pura coincidenta. În general, consumul de alimente în societățile industriale nu mai este condus de sentimentele de foame fiziologice și se termină după ce cineva se simte sătul. Dimpotrivă, foamea și consumul de alimente sunt din ce în ce mai deconectate în perioadele de acces permanent la produse alimentare pentru toată lumea.

De fapt, consumul de alimente este utilizat în principal de către individ pentru a regla stările emoționale. Adică oamenii nu mănâncă pentru că le este foame (această percepție se pierde mai ales în obezitate, precum și în sentimentele de sațietate), ci din cauza stresului, frustrării, tristeții sau chiar pur și simplu a plictiselii etc. Mâncarea calmează și reduce sentimentele rele, după cum au demonstrat în mod repetat studiile științifice. Acest comportament se numește „alimentație emoțională”, iar regimul pentru pierderea în greutate chiar înrăutățește problema foamei disfuncționale și a percepției de sațietate, deoarece prescrie strict ce și cât trebuie să mănânci. În aceste condiții de pre-setare externă, nu este posibil să se dezvolte din nou o reglare a apetitului fiziologic.

Nici o surpriză că după dietă oamenii își recapătă rapid greutatea. Între timp, un număr considerabil de studii au confirmat că dietele, sportul și metodele farmacologice pentru scăderea în greutate sunt pur și simplu ineficiente pe termen lung. 1

Deci, după 20 de ani de cercetare internațională intensă în materie de obezitate și miliarde de euro cheltuiți pentru finanțarea cercetării, terapiile standard pentru pierderea în greutate cuprind încă diete și programe sportive.

În ceea ce privește estimarea actuală de 2,2 miliarde de persoane supraponderale la nivel mondial, această persistență în recomandările clinice puțin eficiente se ridică la o capitulare. Prin urmare, sunt necesare noi strategii de urgență.

Noua abordare a obezității - o dietă practică

Pentru a rezolva această problemă, a apărut ideea de a dezvolta o abordare nouă care are ca scop schimbarea comportamentului în sine al consumului de alimente, în loc să prescrie alegerea produselor alimentare așa cum fac dietele. Persoanele obeze ar trebui să învețe să facă distincția între nevoile psihologice și foamea fiziologică pentru a evita consumul de mâncare „emoțională” și, prin urmare, supraalimentarea.

Metodele terapeutice comportamentale dovedite aplicate de un program de calculator interactiv ar trebui să ajute la perceperea din nou a sentimentelor de sațietate/foamete și la normalizarea obiceiurilor alimentare - și, prin urmare, a greutății corporale pe termen lung.

Foarte important, conceptul renunță la orice dietă, instrucțiuni privind produsele alimentare și la numărarea caloriilor, care împiedică nutriția fiziologică determinată de reglarea hipotalamică naturală. Deoarece studiile au arătat că consumul de alimente este strâns legat de activarea structurilor neuro-anatomice alocate recompensării percepției, conceptul nou stimulează această parte a creierului sub forma unui joc care servește, de asemenea, pentru a distrage atenția individului în situații de iminență. atac binge eating.

Mai mult, strategiile de combatere a stresului sunt o parte esențială a programului, deoarece stresul este cunoscut drept cel mai important motiv pentru a iniția „alimentația emoțională”.

Între timp, conceptul premiat a fost dezvoltat și este disponibil ca produs comercial sub forma unei aplicații mobile în germană și engleză (www.nupp.de). În prezent, examinăm eficacitatea strategiei de bază pentru a pierde greutatea corporală și a normaliza obiceiurile de consum alimentar într-un studiu științific.

Primele date sunt promițătoare și arată o pierdere semnificativă în greutate după o lună de utilizare a sistemului. Prin urmare, este planificată explorarea efectelor programului asupra unui număr de aspecte psihologice, neurobiologice și neuro-energetice despre care se știe că sunt perturbate în obezitate. În orice caz, cel mai valoros slogan în prezent pentru strategii de succes pentru combaterea epidemiei de obezitate pare să fie „opriți dietele, învățați să percepeți din nou foamea și apetitul și nu mâncați din motive emoționale”. Trebuie să împiedicăm epidemia.

Referințe

  1. Jauch-Chara K și Oltmanns KM: Obezitatea - o boală neuropsihologică? Revizuirea sistematică și modelul neuropsihologic. Prog Neurobiol 114: 84-101, 2014

2. Peters A, Schweiger U, Pellerin L, Hubold C, Oltmanns KM, Conrad M, Schultes B, Born J, Fehm HL: Creierul egoist: competiție pentru resursele energetice. Neurosci Biobehav Rev 28: 143-180, 2004

3. Peters A, Pellerin L, Dallman MF, Oltmanns KM, Schweiger U, Born J, Fehm HL: Cauze ale obezității: Privind dincolo de hipotalamus. Prog Neurobiol 81: 61-88, 2007

4. Schmoller A, Hass T, Strugovshchikova O, Melchert UH, Scholand-Engler HG, Peters A, Schweiger U, Hohagen F, Oltmanns KM: Dovezi pentru o relație între masa corporală și metabolismul energetic din creierul uman. J Cereb Blood Flow Metab 30: 1403-1410, 2010 (Premiul Ernst und Berta Scharrer, Societatea Germană de Endocrinologie 2009)

5. Binkofski F, Loebig M, Jauch-Chara K, Bergmann S, Melchert UH, Scholand-Engler HG, Schweiger U, Pellerin L, Oltmanns KM: Consumul de energie cerebrală indus de stimularea electrică promovează absorbția sistemică a glucozei. Biol Psychiatry 70: 690-695, 2011

6. Jauch-Chara K, Binkofski F, Loebig M, Reetz K, Jahn G, Melchert UH, Schweiger U și Oltmanns KM: consumul de energie creier tocit se referă la atrofia insulei și toleranța la glucoză afectată în obezitate. Diabet 64: 2082-91, 2015

7. Jauch-Chara K, Friedrich A, Rezmer M, Melchert UH, Scholand-Engler HG, Hallschmid M, Oltmanns KM: Insulina intranazală suprimă consumul de alimente prin îmbunătățirea nivelurilor de energie a creierului la oameni. Diabet 61: 2261-2268, 2012

8. Kistenmacher A, Manneck S, Wardzinski EK, Martens JC, Gohla G, Melchert UH, Jauch-Chara K și Oltmanns KM: Reducerea persistentă a glicemiei la stimularea electrică transcraniană repetată la bărbați. Brain Stimulus 10: 780-86, 2017

9. Jauch-Chara K, Kistenmacher A, Herzog N, Schwarz M, Schweiger U și Oltmanns KM: Stimularea electrică repetitivă a creierului reduce consumul de alimente la om. Am J Clin Nutr 100: 1003-9, 2014