במחקר שפורסם לאחרונה ב מטבוליזם של תאיםחוקרים מזהים מסלולי חישה נרתיק עצמאיים לזיהוי שומן וסוכר.
לימוד: מעגלי מעיים-מוח נפרדים לחיזוק שומן וסוכר משתלבים כדי לקדם אכילת יתר. קרדיט תמונה: Flotsam / Shutterstock.com
כיצד סוכר ושומן משפיעים על התנהגויות עיכול?
שינויים בסביבת המזון העלו משמעותית את שיעורי ההשמנה העולמיים. מחקרים בבעלי חיים גילו כי הטעימה מנחה את בחירת המזון; עם זאת, גורם זה לבדו אינו מספיק כדי להגביר את הצריכה.
במקום זאת, העדפות הטעם נוצרות כתגובה מותנית לרמזים תזונתיים לאחר הבליעה. לכן, המאפיינים האורוסנסוריים של מזונות הם משניים לערך התזונתי שלהם.
הערך המחזק של חליטות סוכר תוך קיבה או שומן משפר את צריכת הטעמים הנלווים. לפיכך, צריכת סוכרים ושומנים עלולה להוביל לאכילת יתר באמצעות מנגנונים הכוללים איתות לאחר בליעה.
נוירונים תחושתיים ואגליים זוהו כמרכיבים חיוניים במעגל רב-סינפטי המקשר את המעי לשחרור דופמין ניגרוסטריאטלי. עירוי של סוכרים או שומנים במערכת העיכול מפעיל את עצב הוואגוס וגורם לפלחת דופמין ברצועה הגבית (DS).
ממצאי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים מעריכים האם סוכרים ושומנים מגייסים נוירונים תחושתיים ואגליים ואם הם מעורבים במעגלים נפרדים או חופפים. עד לכאן, in vivo בוצעה הדמיה של נוירונים של נוירונים נוירונים בעכברים המבטאים מחוון סידן (GCaMP6s) תחת פרוטור חלבון 25 (Snap25) הקשור לסינפטוזום. מיקרוסקופיה דו-פוטונים שימשה כדי לתעד תגובות לעירוי התריסריון של שומן או סוכר.
תת-קבוצות מוגדרות במרחב של נוירונים ואגליים הופעלו בתגובה לגירויים. נוירונים NG הופיעו תגובה חזקה לשומן או לסוכר; עם זאת, רק לכמה נוירונים הייתה תגובה לשניהם.
לאחר מכן, פעילות נוירון חושי נרתיק מה-NG הימני הוערכה בעקבות עירוי שומן תוך קיבה או סוכרוז. נוירונים NG היו פעילים במשך יותר מ-15 דקות בתגובה לשומן או סוכרוז.
יש לציין כי היו פחות נוירונים המגיבים לחומרים מזינים ב-NG השמאלי בהשוואה ל-NG הימני. עירוי תוך קיבה עיכב את שיא הפעילות העצבית של NG בהשוואה לעירוי תוך תריסריון.
עכברים המבטאים Cre recombinase שניתן להשרות (iCreERT2) תחת מקדם Fos (Fosמַלכּוֹדֶת) הוצלבו עם Ai14, קו עיתונאי tdTomato תלוי ב-Cre. בעכברים אלה, רוב הנוירונים מסוג סוכר-TRAP NG הגבירו את הקרינה של סידן בתגובה לעירוי סוכרוז בקיבה. לעומת זאת, הנוירונים של סוכר-TRAP הפגינו פעילות מועטה בתגובה לעירוי שומן בקיבה שווה קלוריות.
TdTomato+ נוירונים NG גדלו לאחר עירוי סוכר תוך קיבה או עירוי שומן שווה קלוריות בהשוואה לתמיסת מלח איזוסמוטית. השוואות של פעילות עצבית הצביעו על תגובה תלוית מינון בתוך ה-NG ו-nucleus tractus solitarius (NTS), ובכך הצביעו על כך שסוכרים ושומנים מגייסים מעגלים ואגאלים היקפיים עצמאיים.
לאחר מכן, בוצעה מטלת מיזוג טעם-חומר תזונתי, שבה בעלי חיים אומנו להעדיף טעם חדש בשילוב עם חליטות תזונתיות תוך קיבה. צם קל פוסמַלכּוֹדֶת עכברים חולקו לקבוצות כדי לקבל עירוי תוך קיבה של סוכר, שומן או מי מלח, ולאחר מכן הזרקה תוך צפקית של 4-hydroxytamoxifen (4-OHT).
הליך זה ביטל באופן סלקטיבי נוירונים תחושתיים ואגליים בהתבסס על פרופיל התגובה התזונתי שלהם, והותיר נוירונים אחרים שלמים. שמןמַלכּוֹדֶת לעכברים ללא נוירונים NG שחושי שומן הייתה העדפה נורמלית לטעם בשילוב עם סוכר ולא הצליחו לחזק את הטעם בשילוב עם שומן.
סוכרמַלכּוֹדֶת עכברים ללא נוירונים NG שחושי סוכרוז ביטלו באופן סלקטיבי את חיזוק הסוכר. באופן השוואתי, שולט (מלוחמַלכּוֹדֶת) הפגינו העדפות חזקות לטעמים לא תזונתיים וחדשים בשילוב עם שומן או סוכר.
ממצאים אלו מצביעים על כך שאוכלוסיות נוירונים חושיות נרתיקיות נפרדות וסותרות זו את זו מניעות באופן עצמאי חיזוק שומן או סוכר. ניסויים נוספים גילו שמעגלים נפרדים היו נחוצים ומספיקים לחיזוק ספציפי למקרו-נוטריינטים.
בתריסריון, העצבים של הקצוות הריריים בשרירי המעי הייתה נרחבת בשומןמַלכּוֹדֶת וסוכרמַלכּוֹדֶת עכברים, ובכך מצביע על כך שהתריסריון הוא אתר חישה מרכזי. עצבוב נרתיק של וריד שער הכבד (HPV) על ידי סוכרמַלכּוֹדֶת נצפו גם נוירונים.
החוקרים גם כימתו 30 דקות באופן חופשי צריכת עכברים מסוג פרא באמצעות ליקמטר כמו חיות ליקקו תמיסות של סוכרוז, שומן או תערובת שלהם. בעלי חיים הכפילו את הליקוקים עבור התמיסה המכילה גם שומן וגם סוכרוז בהשוואה לתמיסות בודדות בלבד.
החוקרים גם העריכו האם עכברים יציגו את אותו דפוס צריכה אם ההיבטים התזונתיים היו מבודדים מהמרכיב הפה. עכברים מסוג בר מוגבלים במזון שהושתלו בצנתר קיבה ליקקו תמיסה בטעמים לא תזונתית יחד עם חליטות של שומן, סוכר או תערובת שלהם.
עכברים הפגינו דפוס ליקוק מוגבר לתערובת, ובכך הצביעו על כך שההעדפה המוגברת לתערובת הייתה בלתי תלויה בטעם ונובעת מאותות לאחר בליעה. יתרה מכך, עירוי תוך קיבה של התערובת הניב מספר על-תוסף של נוירוני TRAP ב-DS, NTS, גרעין פרברכיאלי ו-substantia nigra pars compacta. עירוי של התערובת גם העלה את רמות הדופמין.
מסקנות
ממצאי המחקר מרמזים על נוכחות של מעגלים נפרדים לסוכרים ושומנים. לשם כך זוהו שתי אוכלוסיות חושיות נרתיקיות שונות המגיבות באופן עצמאי לסוכרים ושומנים לאחר בליעה.
ביחד, הנתונים תומכים ברעיון שצריכה קלורית גבוהה יותר של דיאטות מערביות נובעת מחטיפת מעגלים אינטרוספציפיים, אשר מחזקים בנפרד סוכרים ושומנים.
המוטיבציה לאכילת מזונות השמנת יתר עלולה להתרחש ללא תפיסה קוגניטיבית, שכן איתות אינטרוספטיבי מתרחש מתחת לרמת התודעה, שבה מאמץ דיאטה מודע מוגבר על ידי הדחף התת מודע לאכול מזונות עשירים בשומן ובסוכר. לפיכך, ניתן לכוון מניפולציה של מעגל תגמול במעיים לטיפול בהשמנת יתר על ידי הגבלת צריכה מרצון של דיאטות השמנת יתר.
