Подсчёт калорий – удел не одних лишь спортсменов и вечно находящихся на диете девушек. Оказывается, наш собственный мозг всё-таки способен на это занятие. А обман его сахарозаменителями чреват последствиями, прямо противоположными желаемым.
Португало-американская команда исследователей нашла у мышей механизм, отвечающий за восприятие калорийности пищи. Нейрофизиологи доказали, что система поощрения в мозге напрямую зависит от этого «шестого чувства» и дисбаланс продуктов, нередко приводящий к тучности, как раз обманывает эту систему.
Физиологи еще с начала прошлого века предполагают наличие двух систем «насыщения». Одна из них заключается в чувстве «наполненности» желудка и кишечника и зависит от растяжения стенок, в которых находятся механорецепторы. Это приводит не только к уменьшению выработки пищеварительных ферментов, но и, видимо, к чувству сытости. На описанных эффектах основаны некоторые достаточно негуманные, методы лечения ожирения, в частности установка баллона в желудок или балластные лекарственные препараты, «раздувающиеся» в кишечнике.
Вторая система куда более интересная. Она непосредственно связана с анализом самой пищи. Например, высвобождающиеся при разрушении белков аминокислоты влияют на хеморецепторы стенки кишечника, а затем и на нервную систему. И хотя центральный эффект достоверно не описан, предполагается, что это тоже вносит свой вклад в чувство насыщения.
По аналогии длительное время предполагалось, что таким же образом влияет и чувство сладкого во рту, а потому низкокалорийные сахарозаменители для желающих похудеть хороши ещё и тем, что притупляют чувство голода. Авторы работы, опубликованной в последнем выпуске журнала Neuron, утверждают обратное.
В своем эксперименте они создали мышей, полностью нокаутных по гену trm5, отвечающему за ключевой компонент рецепторов сладкого. Такие мыши теоретически должны оставаться безразличными к любым сахарам.
Сам вкус сладкого, один из пяти «базовых» вкусов, обеспечивается взаимодействием рецепторных G-белков с гидроксильными группами, входящими в молекулы сахаров. На этом, кстати, основана работа некоторых сахарозаменителей, о которых в последней работе также идёт речь.
Нормальных и «дефектных» trm5-/-мышей испытали в традиционных поведенческих тестах. Им давали на выбор воду с раствором сахара (сахарозы) и некалорийного сахарозаменителя сукралозы.
В этих экспериментах мыши, естественно, предпочли питательный раствор сахара, но их выбор был основан не на чувстве сладкого, а на калорийности, независимо оцениваемой мозгом.
Микроэлектроды, предварительно вживленные в мозг грызунов, регистрировали активность в дофаминэргических нервных сетях системы поощрения при приеме калорийной пищи. Хотя достаточно было простых наблюдений: через десять минут количество «лизаний в секунду», как и активных нейронов, многократно возрастало в случае сахарозной воды и уменьшалось в опытах с сукралозой, где мыши понимали, что их «обманули».
Кроме деятельности отдельных нейронов, ученые зарегистрировали общую калорий-зависимую и сахар-независимую активацию зоны мозга nucleus accumbens, отвечающей за чувство приема пищи.
Несмотря на самые совершенные эксперименты по изучению нейрофизиологии и поведения, истинный механизм чувствительности остался не раскрыт учеными.
Единственное возможное объяснение кроется в уровне глюкозы в крови. Он постепенно нарастает в первые десять минут приема пищи, и затем относительно стабилизируется на некоторое время. Такая же тенденция наблюдалась и в возрастании «медиатора удовольствия» – дофамина в центральной нервной системе, а также электрической активности нейронов и количестве «лизаний в секунду».
Уровень глюкозы (А) и концентрация дофамина в отвечающей за насыщение области мозга (B) в крови нокаутных (KO) и диких (WT) мышей при приеме сахарозы. Сходные тенденции прослеживаются и в количестве лизаний в секунду при приеме сахарозы, но не при приеме сукралозы.//Neuron
Это еще одно доказательство преобладания «желудочной и кишечной» составляющей чувства насыщения.
Рецензенты этой работы Зейн Эндрюс и Тамас Хорват в том же выпуске Neuron добавляют, что это исследование очень важно в понимании патогенеза и социологии эпидемии ожирения.
В частности, распространенный в США фруктозный сироп, используемый в качестве источника сахара, не настолько эффективен, как сахароза, в качестве сигнала для остановки пищи. Возможно даже, что он действует в качестве нейростимулятора, вызывая привыкание к содержащим его продуктам, безусловно более калорийным, чем остальные.
Физиологи еще с начала прошлого века предполагают наличие двух систем «насыщения». Одна из них заключается в чувстве «наполненности» желудка и кишечника и зависит от растяжения стенок, в которых находятся механорецепторы. Это приводит не только к уменьшению выработки пищеварительных ферментов, но и, видимо, к чувству сытости. На описанных эффектах основаны некоторые достаточно негуманные, методы лечения ожирения, в частности установка баллона в желудок или балластные лекарственные препараты, «раздувающиеся» в кишечнике.
Вторая система куда более интересная. Она непосредственно связана с анализом самой пищи. Например, высвобождающиеся при разрушении белков аминокислоты влияют на хеморецепторы стенки кишечника, а затем и на нервную систему. И хотя центральный эффект достоверно не описан, предполагается, что это тоже вносит свой вклад в чувство насыщения.
По аналогии длительное время предполагалось, что таким же образом влияет и чувство сладкого во рту, а потому низкокалорийные сахарозаменители для желающих похудеть хороши ещё и тем, что притупляют чувство голода. Авторы работы, опубликованной в последнем выпуске журнала Neuron, утверждают обратное.
В своем эксперименте они создали мышей, полностью нокаутных по гену trm5, отвечающему за ключевой компонент рецепторов сладкого. Такие мыши теоретически должны оставаться безразличными к любым сахарам.
Сам вкус сладкого, один из пяти «базовых» вкусов, обеспечивается взаимодействием рецепторных G-белков с гидроксильными группами, входящими в молекулы сахаров. На этом, кстати, основана работа некоторых сахарозаменителей, о которых в последней работе также идёт речь.
Нормальных и «дефектных» trm5-/-мышей испытали в традиционных поведенческих тестах. Им давали на выбор воду с раствором сахара (сахарозы) и некалорийного сахарозаменителя сукралозы.
В этих экспериментах мыши, естественно, предпочли питательный раствор сахара, но их выбор был основан не на чувстве сладкого, а на калорийности, независимо оцениваемой мозгом.
Микроэлектроды, предварительно вживленные в мозг грызунов, регистрировали активность в дофаминэргических нервных сетях системы поощрения при приеме калорийной пищи. Хотя достаточно было простых наблюдений: через десять минут количество «лизаний в секунду», как и активных нейронов, многократно возрастало в случае сахарозной воды и уменьшалось в опытах с сукралозой, где мыши понимали, что их «обманули».
Кроме деятельности отдельных нейронов, ученые зарегистрировали общую калорий-зависимую и сахар-независимую активацию зоны мозга nucleus accumbens, отвечающей за чувство приема пищи.
Несмотря на самые совершенные эксперименты по изучению нейрофизиологии и поведения, истинный механизм чувствительности остался не раскрыт учеными.
Единственное возможное объяснение кроется в уровне глюкозы в крови. Он постепенно нарастает в первые десять минут приема пищи, и затем относительно стабилизируется на некоторое время. Такая же тенденция наблюдалась и в возрастании «медиатора удовольствия» – дофамина в центральной нервной системе, а также электрической активности нейронов и количестве «лизаний в секунду».
Уровень глюкозы (А) и концентрация дофамина в отвечающей за насыщение области мозга (B) в крови нокаутных (KO) и диких (WT) мышей при приеме сахарозы. Сходные тенденции прослеживаются и в количестве лизаний в секунду при приеме сахарозы, но не при приеме сукралозы.//Neuron
Это еще одно доказательство преобладания «желудочной и кишечной» составляющей чувства насыщения.
Рецензенты этой работы Зейн Эндрюс и Тамас Хорват в том же выпуске Neuron добавляют, что это исследование очень важно в понимании патогенеза и социологии эпидемии ожирения.
В частности, распространенный в США фруктозный сироп, используемый в качестве источника сахара, не настолько эффективен, как сахароза, в качестве сигнала для остановки пищи. Возможно даже, что он действует в качестве нейростимулятора, вызывая привыкание к содержащим его продуктам, безусловно более калорийным, чем остальные.
Обсуждения Восприятие калорийности пищи