Ăn khi no: Trận chiến giữa hai tín hiệu não
Tại sao ham muốn tiếp tục ăn lại chế ngự tín hiệu cho biết chúng ta đã no? Nghiên cứu mới phát hiện ra rằng nó liên quan đến cuộc đấu tranh giữa hai nhóm tế bào não lân cận, trong đó hệ thống opioid của não cũng có vai trò.
Nó cũng phát hiện ra rằng thuốc naloxone, bằng cách ngăn chặn hệ thống opioid, đã ngăn chặn việc ăn quá nhiều.
Nghiên cứu, trong đó có Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, được thực hiện trên chuột, nhưng các nhà khoa học tin rằng phát hiện này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cơ chế tương tự ở người.
“Công trình nghiên cứu của chúng tôi”, GS Huda Akil, một nhà khoa học thần kinh thuộc Khoa Tâm thần học tại Viện Khoa học Thần kinh Phân tử và Hành vi của Đại học Michigan, giải thích, “cho thấy rằng các tín hiệu của cảm giác no - khi đã có đủ thức ăn - là không đủ mạnh để chống lại động vật ăn thịt mạnh mẽ, vốn có giá trị tiến hóa mạnh mẽ ”.
Thừa cân hoặc béo phì làm tăng nguy cơ mắc một số bệnh lâu dài, chẳng hạn như bệnh tim mạch và bệnh tiểu đường loại 2, cũng như ung thư.
Mang quá nhiều cân là một vấn đề sức khỏe cộng đồng trên toàn thế giới, ảnh hưởng đến các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình cũng như các quốc gia có thu nhập cao.
Ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) từ năm 2016 cho thấy 39% người trưởng thành trên toàn cầu bị thừa cân và 13% bị béo phì.
Cần hiểu các cơ chế của não
Áp lực để hiểu rõ hơn về các nguyên nhân gây béo phì - chẳng hạn như vai trò của não trong việc điều chỉnh việc ăn uống - chưa bao giờ lớn hơn thế. Trong số này, các tác giả nghiên cứu lưu ý rằng “các cơ chế điều chỉnh cả việc bắt đầu và ngừng cho ăn”.
Giáo sư Akil và các đồng nghiệp của cô đã tập trung vào hai nhóm nhỏ tế bào thần kinh liền kề, hoặc tế bào thần kinh, ở vùng dưới đồi, là một vùng não nhỏ có liên quan đến một số chức năng, chẳng hạn như kiểm soát “các hành vi có động cơ”.
Hai nhóm tế bào này được gọi là tế bào pro-opiomelanocortin (POMC) và tế bào peptide liên quan đến agouti (AgRP). Chúng cư trú trong một vùng của vùng dưới đồi được gọi là nhân vòng cung (Arc).
Các nhà khoa học đã biết rằng hai nhóm và Arc bằng cách nào đó đã tham gia vào việc “kiểm soát việc cho ăn”.
Thật vậy, trong nghiên cứu trước đây, một số nhóm nghiên cứu đã tiết lộ rằng khi nhận được một số tín hiệu nhất định, các tế bào thần kinh POMC hoạt động "giống như một cái phanh" đối với việc ăn uống và các tế bào thần kinh AgRP hoạt động giống như bàn đạp ga - đặc biệt là khi rất nhiều thời gian đã trôi qua kể từ lần cuối cùng cho ăn.
'Áp dụng bàn đạp ga và bàn đạp phanh cùng nhau'
Tuy nhiên, điều vẫn chưa rõ ràng là hai nhóm này tương tác với nhau như thế nào. Một công cụ được gọi là di truyền quang học đã giúp các nhà điều tra lập bản đồ các tín hiệu của cơ chế bằng cách sử dụng ánh sáng laser để kích hoạt và hủy kích hoạt các tế bào được chọn ở những con chuột ăn quá nhiều.
Họ tiết lộ rằng khi họ kích hoạt các tế bào POMC, điều này cũng kích hoạt các tế bào AgRP gần đó. Điều này có nghĩa là bàn đạp ga và phanh khi cho ăn được thực hiện cùng một lúc, và kết quả là bàn đạp ga thắng.
“Khi cả hai được kích thích cùng một lúc, AgRP sẽ đánh cắp chương trình,” GS Akil giải thích.
Với một phương pháp di truyền quang học khác, các nhà khoa học thấy rằng chúng có thể kích hoạt các tế bào POMC mà không cần kích hoạt các tế bào AgRP gần đó. Điều này dẫn đến sự ăn uống của những con chuột "giảm đáng kể" và nhanh chóng.
Sử dụng công cụ trực quan hóa, họ cũng lập bản đồ chi tiết về các con đường liên quan. Họ đã tạo ra một bản đồ 3-D về các con đường bắt đầu trong POMC và AgRP. Sau khi hoạt động, các tuyến tín hiệu này sẽ kích hoạt cảm giác no hoặc thèm ăn.
Trong các thử nghiệm sâu hơn, các nhà nghiên cứu đã khám phá các tín hiệu “hạ nguồn” của quá trình kích hoạt tế bào POMC và AgRP, tiết lộ rằng ảnh hưởng của chúng lan rộng trong não, bao gồm cả các vùng trong vỏ não kiểm soát nhận thức, trí nhớ và sự chú ý.
Hệ thống opioid có một vai trò
Trong một loạt thí nghiệm cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã tiết lộ rằng việc kích hoạt AgRP cũng sẽ kích hoạt hệ thống opioid của não. Cho các loài gặm nhấm sử dụng naloxone chẹn thụ thể opioid để ngăn chặn hành vi kiếm ăn.
“Điều này cho thấy rằng hệ thống opioid nội sinh của não có thể đóng một vai trò trong việc muốn ăn vượt quá những gì cần thiết,” GS Akil lưu ý.
Thông thường, các nghiên cứu về các yếu tố thúc đẩy trao đổi chất của việc ăn uống và ăn quá nhiều có xu hướng tập trung vào các hormone như ghrelin và leptin.
Tuy nhiên, những phát hiện này cho thấy rằng các mạch não, hoặc “hệ thống thần kinh”, dường như cũng đóng một vai trò quan trọng.
Chúng có thể phản ứng với các tín hiệu cảm xúc, xã hội và tri giác. Giáo sư Akil kêu gọi nghiên cứu sâu hơn về khía cạnh này của việc ăn quá nhiều.
“Có cả một ngành công nghiệp được xây dựng dựa trên việc lôi kéo bạn ăn, cho dù bạn có cần hay không, thông qua các dấu hiệu thị giác, bao bì, mùi, liên tưởng cảm xúc. Mọi người cảm thấy đói khi chỉ nhìn vào chúng, và chúng ta cần nghiên cứu các tín hiệu thần kinh liên quan đến các cơ chế đặc biệt, chú ý thúc đẩy chúng ta ăn. "
Giáo sư Huda Akil
