Κάποιος που κάνει δίαιτα και παλεύει με τις λιγούρες για λιπαρά τρόφιμα μπορεί να μπει στον πειρασμό να κατηγορήσει τη γλώσσα του: η νόστιμη γεύση του βουτύρου ή του παγωτού είναι δύσκολο να αντισταθεί. Αλλά μια νέα έρευνα που διερευνά την πηγή των ορέξεών μας αποκάλυψε μια εντελώς νέα σύνδεση μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου που καθοδηγεί την επιθυμία μας για λίπος.
Στο Ινστιτούτο Zuckerman του Πανεπιστημίου Κολούμπια, επιστήμονες που μελετούσαν ποντίκια βρήκαν ότι το λίπος που εισέρχεται στα έντερα πυροδοτεί ένα σήμα. Μεταφερόμενο κατά μήκος νεύρων προς τον εγκέφαλο, αυτό το σήμα καθοδηγεί την επιθυμία για λιπαρά τρόφιμα. Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 7 Σεπτεμβρίου 2022 στο περιοδικό Nature, εγείρει την πιθανότητα παρέμβασης σε αυτή τη σύνδεση εντέρου-εγκεφάλου για την αποφυγή ανθυγιεινών επιλογών και την αντιμετώπιση της αυξανόμενης παγκόσμιας κρίσης υγείας που προκαλείται από την υπερκατανάλωση τροφής.
«Ζούμε σε πρωτόγνωρες εποχές, στις οποίες η υπερκατανάλωση λιπαρών και ζαχάρων προκαλεί επιδημία παχυσαρκίας και μεταβολικών διαταραχών», δήλωσε η πρώτη συγγραφέας Mengtong Li, Ph.D., μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο του Charles Zuker, του Ινστιτούτου Zuckerman, με υποστήριξη από το Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών Howard Hughes. «Αν θέλουμε να ελέγξουμε την ακόρεστη επιθυμία μας για λίπος, η επιστήμη μας δείχνει ότι ο βασικός αγωγός που καθοδηγεί αυτές τις λιγούρες είναι μια σύνδεση μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου».
Αυτή η νέα θεώρηση των διατροφικών επιλογών και της υγείας ξεκίνησε από προηγούμενη εργασία του εργαστηρίου Zuker για τη ζάχαρη. Οι ερευνητές βρήκαν ότι η γλυκόζη ενεργοποιεί ένα συγκεκριμένο κύκλωμα εντέρου-εγκεφάλου που επικοινωνεί με τον εγκέφαλο παρουσία ζάχαρης στο έντερο. Τα τεχνητά γλυκαντικά χωρίς θερμίδες, αντίθετα, δεν έχουν αυτό το αποτέλεσμα, γεγονός που πιθανώς εξηγεί γιατί τα αναψυκτικά διαίτης μπορεί να μας αφήνουν με αίσθημα ανικανοποίητου.
«Η έρευνά μας δείχνει ότι η γλώσσα λέει στον εγκέφαλό μας τι μας αρέσει, όπως πράγματα που έχουν γλυκιά, αλμυρή ή λιπαρή γεύση», δήλωσε ο Δρ Zuker, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής βιοχημείας και μοριακής βιοφυσικής και νευροεπιστήμης στο Κολέγιο Ιατρών και Χειρουργών Vagelos του Πανεπιστημίου Κολούμπια. «Το έντερο, ωστόσο, λέει στον εγκέφαλό μας τι θέλουμε, τι χρειαζόμαστε».
Η Δρ Li ήθελε να διερευνήσει πώς τα ποντίκια ανταποκρίνονται στα διατροφικά λίπη: τα λιπίδια και τα λιπαρά οξέα που κάθε ζώο πρέπει να καταναλώνει για να παρέχει τα δομικά στοιχεία της ζωής. Πρόσφερε σε ποντίκια μπουκάλια νερού με διαλυμένα λίπη, συμπεριλαμβανομένου ενός συστατικού του σογιέλαιου, και μπουκάλια νερού που περιείχαν γλυκές ουσίες γνωστές ότι δεν επηρεάζουν το έντερο αλλά είναι αρχικά ελκυστικές. Τα τρωκτικά ανέπτυξαν ισχυρή προτίμηση, μέσα σε λίγες ημέρες, για το λιπαρό νερό. Δημιούργησαν αυτή την προτίμηση ακόμη και όταν οι επιστήμονες τροποποίησαν γενετικά τα ποντίκια για να αφαιρέσουν την ικανότητά τους να γεύονται το λίπος με τη γλώσσα τους.
«Παρόλο που τα ζώα δεν μπορούσαν να γευτούν το λίπος, εντούτοις οδηγήθηκαν να το καταναλώσουν», δήλωσε ο Δρ Zuker.
Οι ερευνητές συλλογίστηκαν ότι το λίπος πρέπει να ενεργοποιεί συγκεκριμένα εγκεφαλικά κυκλώματα που καθοδηγούν τη συμπεριφορική απόκριση των ζώων στο λίπος. Για να αναζητήσει αυτό το κύκλωμα, η Δρ Li μέτρησε τη δραστηριότητα του εγκεφάλου σε ποντίκια ενώ έδινε στα ζώα λίπος. Οι νευρώνες σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφαλικού στελέχους, τον ουραίο πυρήνα της μονήρους δεσμίδας (cNST), ενεργοποιήθηκαν. Αυτό ήταν ενδιαφέρον επειδή το cNST είχε επίσης εμπλακεί στην προηγούμενη ανακάλυψη του εργαστηρίου για τη νευρική βάση της προτίμησης στη ζάχαρη.
Στη συνέχεια, η Δρ Li βρήκε τις γραμμές επικοινωνίας που μετέφεραν το μήνυμα στο cNST. Οι νευρώνες στο πνευμονογαστρικό νεύρο, το οποίο συνδέει το έντερο με τον εγκέφαλο, επίσης κελαηδούσαν με δραστηριότητα όταν τα ποντίκια είχαν λίπος στα έντερά τους.
Έχοντας ταυτοποιήσει τον βιολογικό μηχανισμό που υποκρύπτει την προτίμηση ενός ποντικού για το λίπος, η Δρ Li στη συνέχεια κοίταξε προσεκτικά το ίδιο το έντερο: συγκεκριμένα τα ενδοθηλιακά κύτταρα που επενδύουν τα έντερα. Βρήκε δύο ομάδες κυττάρων που έστελναν σήματα στους πνευμονογαστρικούς νευρώνες ως απόκριση στο λίπος.
«Η μία ομάδα κυττάρων λειτουργεί ως γενικός αισθητήρας των απαραίτητων θρεπτικών συστατικών, ανταποκρινόμενη όχι μόνο στο λίπος, αλλά και στα σάκχαρα και τα αμινοξέα», δήλωσε η Δρ Li. «Η άλλη ομάδα ανταποκρίνεται μόνο στο λίπος, βοηθώντας δυνητικά τον εγκέφαλο να διακρίνει τα λίπη από άλλες ουσίες στο έντερο».
Η Δρ Li προχώρησε ένα σημαντικό βήμα παραπέρα, αποκλείοντας τη δραστηριότητα αυτών των κυττάρων με ένα φάρμακο. Η διακοπή της σηματοδότησης από οποιαδήποτε από τις δύο ομάδες κυττάρων εμπόδισε τους πνευμονογαστρικούς νευρώνες να ανταποκρίνονται στο λίπος στα έντερα. Στη συνέχεια, χρησιμοποίησε γενετικές τεχνικές για να απενεργοποιήσει είτε τους ίδιους τους πνευμονογαστρικούς νευρώνες είτε τους νευρώνες στο cNST. Και στις δύο περιπτώσεις, ένα ποντίκι έχασε την όρεξή του για λίπος.
«Αυτές οι παρεμβάσεις επιβεβαίωσαν ότι κάθε ένα από αυτά τα βιολογικά βήματα από το έντερο στον εγκέφαλο είναι κρίσιμο για την απόκριση ενός ζώου στο λίπος», δήλωσε η Δρ Li. «Αυτά τα πειράματα παρέχουν επίσης νέες στρατηγικές για την αλλαγή της απόκρισης του εγκεφάλου στο λίπος και πιθανώς της συμπεριφοράς απέναντι στο φαγητό».
Τα διακυβεύματα είναι υψηλά. Τα ποσοστά παχυσαρκίας έχουν σχεδόν διπλασιαστεί παγκοσμίως από το 1980. Σήμερα, σχεδόν μισό δισεκατομμύριο άνθρωποι πάσχουν από διαβήτη.
«Η υπερκατανάλωση φθηνών, υπερ-επεξεργασμένων τροφίμων πλούσιων σε ζάχαρη και λίπος έχει καταστροφικό αντίκτυπο στην ανθρώπινη υγεία, ειδικά μεταξύ ατόμων χαμηλού εισοδήματος και σε κοινότητες έγχρωμων», δήλωσε ο Δρ Zuker. «Όσο καλύτερα κατανοούμε πώς αυτά τα τρόφιμα καταλαμβάνουν τον βιολογικό μηχανισμό που υποκρύπτει τη γεύση και τον άξονα εντέρου-εγκεφάλου, τόσο περισσότερες ευκαιρίες θα έχουμε να παρέμβουμε».
Ο Scott Sternson, Ph.D., καθηγητής νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα, τόνισε τις δυνατότητές της για τη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας.
«Αυτή η συναρπαστική μελέτη προσφέρει εικόνα για τα μόρια και τα κύτταρα που εξαναγκάζουν τα ζώα να επιθυμούν το λίπος», δήλωσε ο Δρ Sternson, του οποίου η εργασία επικεντρώνεται στο πώς ο εγκέφαλος ελέγχει την όρεξη. «Η ικανότητα των ερευνητών να ελέγχουν αυτή την επιθυμία μπορεί τελικά να οδηγήσει σε θεραπείες που μπορεί να βοηθήσουν στην καταπολέμηση της παχυσαρκίας μειώνοντας την κατανάλωση τροφίμων υψηλών θερμίδων και λιπαρών».
Η εργασία, με τίτλο «Κυκλώματα εντέρου-εγκεφάλου για την προτίμηση στο λίπος», δημοσιεύθηκε στις 7 Σεπτεμβρίου 2022 στο περιοδικό Nature. Οι συγγραφείς της είναι οι Mengtong Li, Hwei-Ee Tan, Zhengyuan Lu, Katherine S. Tsang, Ashley J. Chung και Charles S. Zuker.
Περισσότερες πληροφορίες: Gut-brain circuits for fat preference, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05266-z.
