Ο Zachary Knight είναι καθηγητής Φυσιολογίας στο University of California, San Francisco και μελετά την πείνα και τον έλεγχο του βάρους. Τον ενδιαφέρει ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλος μας ενημερώνει ότι έχουμε χορτάσει. Καθώς αρχίζουμε να νιώθουμε χορτάτοι, επιβραδύνουμε το πόσο γρήγορα τρώμε. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτή η αλλαγή στον ρυθμό οδηγούνταν αποκλειστικά από σήματα που έστελνε το στομάχι και τα έντερα στον εγκέφαλο. Αλλά μια νέα μελέτη δείχνει ότι υπάρχει και μια άλλη διαδικασία χόρτασης που ξεκινά μόλις δοκιμάσουμε το φαγητό μας, από την πρώτη μπουκιά.
Αυτή η διαδικασία παρέμενε άγνωστη μέχρι τώρα, επειδή δεν μπορούσε να παρατηρηθεί η σχετική εγκεφαλική δραστηριότητα σε ένα ζώο την ώρα που έτρωγε. Οι νευρώνες που εμπλέκονται βρίσκονται βαθιά στο εγκεφαλικό στέλεχος. Ένας μεταπτυχιακός φοιτητής στο εργαστήριό του Knight, ο Truong Ly, ανέπτυξε νέες τεχνικές που επέτρεψαν στους επιστήμονες να δουν τη δραστηριότητα αυτών των νευρώνων για πρώτη φορά, σε ποντίκια. Έτσι ανακάλυψαν ότι υπάρχουν δύο παράλληλες οδοί που ρυθμίζουν το φαγητό που τρώμε -η μια περιορίζει το πόσο γρήγορα τρώμε και η άλλη περιορίζει την ποσότητα που τρώμε.
Το εγκεφαλικό στέλεχος ελέγχει το πόσο γρήγορα και το πόσο τρώμε, χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά είδη σημάτων, ένα άμεσα από το στόμα και ένα πολύ αργότερα από το έντερο. Το πρώτο μονοπάτι εμπλέκει νευρώνες που σχετίζονται με τη γεύση. Συνήθως θέλουμε να τρώμε περισσότερο φαγητό όσο πιο γευστικό είναι, αλλά έστω και αν δεν το συνειδητοποιούμε, η αίσθηση της γεύσης περιορίζει το φαγητό μας. Τα σήματα από το έντερο, μπορούν να παρακαμφθούν όταν ο εγκέφαλος λαμβάνει σήματα από τους υποδοχείς γεύσης στο στόμα, λέγοντας, «Υπάρχει φαγητό εδώ». Οι νευρώνες που εμπλέκονται στο δεύτερο μονοπάτι, που είναι υπεύθυνο για τον περιορισμό της ποσότητας του φαγητού, το κάνουν απελευθερώνοντας την ορμόνη GLP-1, η οποία δημιουργεί μια μακροχρόνια αίσθηση κορεσμού. Τα νέα φάρμακα για την παχυσαρκία, όπως το Ozempic και το Mounjaro, μιμούνται τη δράση της GLP-1. Οι ερευνητές προσπαθούν να κατανοήσουν πώς λειτουργεί αυτός ο διαρκής κορεσμός, για να αποκτήσουν μια βαθύτερη κατανόηση των νέων φαρμάκων και πιθανώς να εντοπίσουν νέους δρόμους για τον έλεγχο του βάρους.
Όταν αρχίζετε να τρώτε με ανυπομονησία ένα πολυαναμενόμενο δείπνο, τα σήματα από το στομάχι προς τον εγκέφαλό σας, θα σάς εμποδίσουν να φάτε τόσο πολύ που να το μετανιώσετε. Ή έτσι νομίζετε. Αυτή η θεωρία δεν είχε δοκιμαστεί ποτέ αυστηρά και φαίνεται πως τα πράγματα είναι λίγο διαφορετικά. Η ομάδα, με επικεφαλής τον Knight ανακάλυψε ότι είναι η αίσθηση της γεύσης μπορεί να ρυθμίσει την κατάποση της τροφής σε μια πεινασμένη μέρα. Ένα σύνολο νευρώνων διεγείρεται από την αντίληψη της γεύσης, για να αρχίσει να περιορίζει την πρόσληψη της τροφής.
Ο ρόλος της γεύσης
Πρώτος ο Ρώσος φυσιολόγος Pavlov πρότεινε πριν από έναν αιώνα ότι η όραση, η μυρωδιά και η γεύση του φαγητού είναι σημαντικά για τη ρύθμιση της πέψης. Στις δεκαετίες του 1970 και του 1980, μελέτες πρότειναν ότι η γεύση του φαγητού μπορεί να σχετίζεται με το πόσο γρήγορα τρώμε, αλλά οι νευρώνες που ελέγχουν αυτή τη διαδικασία βρίσκονται βαθιά στο εγκεφαλικό στέλεχος και ήταν αδύνατο να μελετηθεί η σχετική εγκεφαλική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια του φαγητού.
Με τα χρόνια, η ιδέα ξεχάστηκε, αλλά οι νέες τεχνικές που αναπτύχθηκαν από τον Truong Ly επέτρεψαν την απεικόνιση της δομής του εγκεφαλικού στελέχους που είναι κρίσιμη για την αίσθηση της πληρότητας και ονομάζεται πυρήνας μοναχικού σωλήνα ή NTS (nucleus of the solitary tract) σε ποντίκια την ώρα που έτρωγαν. Έτσι εξετάστηκαν οι δύο τύποι νευρώνων που είναι γνωστό εδώ και δεκαετίες ότι παίζουν ρόλο στην πρόσληψη τροφής.
Όταν οι ερευνητές έβαλαν τροφή απευθείας στο στομάχι των ποντικιών, τα εγκεφαλικά κύτταρα που ονομάζονται PRLH (prolactin-releasing hormone: ορμόνη απελευθέρωσης της προλακτίνης) ενεργοποιήθηκαν από σήματα που αποστέλλονταν από το γαστρεντερικό σωλήνα -αυτή ήταν η παραδοσιακή σκέψη. Ωστόσο, όταν επέτρεψαν στα ποντίκια να φάνε το φαγητό τους ως συνήθως, αυτά τα σήματα από το έντερο δεν εμφανίστηκαν. Τα εγκεφαλικά κύτταρα PRLH άλλαξαν δραστηριότητα η οποία ελεγχόταν εξ ολοκλήρου από σήματα από το στόμα. Αυτό ήταν μια απόλυτη έκπληξη.
Το εύρημα σημαίνει ότι η αντίληψη της γεύσης ελέγχει επίσης την όρεξη. Από τη μια μεριά, όταν κάτι έχει ωραία γεύση, ένα μέρος του εγκεφάλου μας λέει να φάμε περισσότερο και από την άλλη λέει “σιγά, καθυστέρησε”. Η ισορροπία μεταξύ αυτών είναι το πόσο γρήγορα τρώμε.
Η δραστηριότητα των νευρώνων PRLH επηρέαζε το πόσο εύγευστη έβρισκαν την τροφή τους τα ποντίκια. Είναι αυτό που ξέρουμε, ότι το φαγητό μας γίνεται λιγότερο νόστιμο όσο χορταίνουμε. Η επιβράδυνση που προκαλείται από τους νευρώνες PRLH έχει νόημα γιατί κάποια στιγμή πρέπει να σταματήσουμε να τρώμε. Η γεύση ενεργοποιεί αυτούς τους νευρώνες μέσα σε δευτερόλεπτα.
Εν τω μεταξύ, χρειάζονται πολλά λεπτά για μια διαφορετική ομάδα νευρώνων -ονομάζονται CGC- για να αρχίσουν να αποκρίνονται σε σήματα από το στομάχι και τα έντερα. Αλλά αυτοί οι νευρώνες μπορούν να συγκρατήσουν την πείνα μας για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Μαζί, αυτά τα δύο σύνολα νευρώνων δημιουργούν έναν βρόχο ανατροφοδότησης. Ο ένας χρησιμοποιεί τη γεύση για να επιβραδύνει το φαγητό και ο άλλος ένα εντερικό σήμα για να πει, «χόρτασες τώρα».
Οι νευρώνες CGC αποκρίνονται σε σήματα τεντώματος του εντέρου με αποτέλεσμα να απλευθερώνεται η ορμόνη GLP-1 -την οποία μιμούνται τα νέα φάρμακα για την απώλεια βάρους. Αυτά τα φάρμακα δρουν στην ίδια περιοχή του εγκεφαλικού στελέχους που η τεχνολογία του Ly επέτρεψε στους ερευνητές να μελετήσουν. Μια βαθύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα σήματα από διαφορετικά μέρη του σώματος ελέγχουν την όρεξη θα άνοιγαν τις πόρτες για νέες μεθόδους απώλειας βάρους, σχεδιασμένους για συγκεκριμένους τρόπους με τους οποίους τρώνε οι άνθρωποι προκειμένου να βελτιώσουν την επίδραση των σημάτων από τα δύο σετ νευρώνων. Οι ερευνητές θέλουν να μελετήσουν αυτές τις αλληλεπιδράσεις, επιδιώκοντας να κατανοήσουν καλύτερα πώς τα γευστικά σήματα και η ανατροφοδότηση από το έντερο ρυθμίζουν την ποσότητα του φαγητού που τρώμε.
Περισσότερες πληροφορίες: Zachary Knight, Sequential appetite suppression by oral and visceral feedback to the brainstem, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06758-2. www.nature.com/articles/s41586-023-06758-2.
