Az agy válaszai a magas fehérjetartalmú étrendre 1, 2

Marion Journel

3 AgroParisTech és

4 INRA, CRNH-IdF, UMR914 Táplálkozási élettan és befogadó magatartás, Párizs, Franciaország

Catherine Chaumontet

4 INRA, CRNH-IdF, UMR914 Táplálkozási élettan és befogadó magatartás, Párizs, Franciaország

Nicolas Darcel

3 AgroParisTech és

Gilles Fromentin

4 INRA, CRNH-IdF, UMR914 Táplálkozási élettan és befogadó magatartás, Párizs, Franciaország

Daniel Tomé

3 AgroParisTech és

Absztrakt

Bevezetés

A táplálékbevitel érzékeny az étrend fehérjetartalmára

Az emberi test szabályozza a fehérje lenyelését étkezés közben. Bár az étrendben a fehérjéből bevitt energia aránya az állatokban és az emberekben viszonylag állandó, az is látszik, hogy a fehérjebevitel a fehérjeszükséglethez igazodik. A nagyon alacsony fehérjetartalmú (2%) étrend idegenkedik a rágcsálóknál (5, 6), az alacsony fehérjetartalmú étrend hajlamos növelni az élelmiszer-bevitelt, hogy megfeleljen a fehérjeszükségletnek (7, 8), és az étrend fehérjetartalmának növekedése általában csökkenti energiafelvétel (8–12). Érdekes módon az emberben előforduló fehérjehiány után az étkezés és az étkezési preferenciák adaptív változásokat mutatnak (magasabb fehérjebevitel ugyanahhoz az összes energiafogyasztáshoz és fokozott preferenciák a sós, magas fehérjetartalmú ételekhez), ami arra utal, hogy kompenzációs mechanizmusok indukálódnak a megfelelő fehérjeszint helyreállításához ( 13.) Ez azt jelzi, hogy az állatok és az emberek viselkedési stratégiákkal rendelkeznek a fehérjehiány elkerülése érdekében.

ASZTAL 1

Fehérjebevitel és jóllakottság emberben

A jóllakottságra gyakorolt hatás	Referencia	Népesség	Macronutrient	Időtartam
Fehérjék> szénhidrátok	Porrini és mtsai, 1995 (24)	12 normális hím	56% fehérje, 25% zsír, 19% szénhidrát	2 óra
Fehérjék> szénhidrátok> lipidek	Johnstone és mtsai, 1996 (25)	6 normális hím	60% fehérje, 20% zsír, 20% szénhidrát	15 d
Fehérjék> szénhidrátok = lipidek	Poppitt és mtsai, 1998 (26)	12 normális nőstény	37% fehérje, 29% zsír, 34% szénhidrát	90 perc
Stubbs és mtsai, 1999 (27)	16 normális hím	60% fehérje, 20% zsír, 20% szénhidrát	24 óra
Fehérjék = szénhidrátok> lipidek	Potier és mtsai, 2010 (28)	56 normális alany	kizárólag fehérjét tartalmazó ital	Előtöltés
Westerterp-Plantenga és mtsai, 1999 (29)	8 normális nőstény	29% fehérje, 10% zsír, 61% szénhidrát	24 óra
Fehérjék> lipidek	Porrini és mtsai, 1997 (30)	14 normális hím	54% fehérje, 45% zsír, 1% szénhidrát	2 óra
Weigle és mtsai, 2005 (31)	19 normál alany	30% fehérje, 20% zsír, 50% szénhidrát	4 hét
Fehérjék> lipidek> szénhidrátok	Batterham et al., 2006 (32)	10 normális hím	65,3% fehérje, 17,4% zsír, 17,3% szénhidrát	25 perc
Tejsavó = szója> tojás = szacharóz	Anderson és mtsai, 2004 (33)	13 normális hím	tojás, tejsavó, szója, szacharóz italokban	1 óra
Tejsavó> szója = kazein (10% fehérje)	Veldhorst és mtsai, 2009 (34)	25 normális alany	10% fehérje, 35% zsír, 55% szénhidrát	20 perc
Tejsavó = szója = kazein (25% fehérje)	Veldhorst és mtsai, 2009 (34)	25 normális alany	25% fehérje, 20% zsír, 55% szénhidrát	20 perc
Szója = kazein> tejsavó	Acheson és mtsai, 2011 (22)	23 normális alany	50% fehérje, 10% zsír, 40% szénhidrát	330 perc

A magas fehérjetartalmú étrend csökkenti az energiafogyasztást anélkül, hogy patkányokban kondicionált ízléstől lenne szükség. A normál fehérjetartalmú étrendben (P14) és ezt követően a magas fehérjetartalmú étrendben (P50) részesülő patkányok napi energiafogyasztása 14 napig. A bemutatott eredmények ± SEM. A 11. referenciától engedélyezéssel adaptálva.

A magas fehérjetartalmú étrend olyan jeleket generál, amelyek aktiválják a nucleus tractus solitarius-t

A fehérjék és aminosavak által okozott vagális jelzés neuronaktivációt vált ki a nucleus tractus solitariusban (NTS). Fotomikrográf az NTS rostralis részéről. Kettős jelölésű Fos/GLP-1 neuronok (barna magok és kék/szürke citoplazma, nagyítás × 20). A nagyítás (nagyítás × 40) 1 kettősen jelölt neuront mutat. 5-HT, szerotonin; AP, területi postrema; CCK, kolecisztokinin; GLP-1, glükagonszerű részecske 1; PYY, YY peptid. Az 53. referenciától engedéllyel adaptálva.

A fehérje modulálja a jóllakottság hipotalamusz útjának aktivitását

A fehérjék felfelé szabályozzák a pro-opiomelanokortint (POMC) és lefelé szabályozzák az Y neuropeptidet (NPY) és az agoutival kapcsolatos fehérjét (AgRP) a patkány hipotalamuszában, a rapamicin (mTOR) és foszforilezett AMP-aktivált protein kináz foszforilezett emlős célpontja révén ( AMPK) –függő mechanizmus.

A fehérje modulálja az agy jutalmazási rendszerének aktivitását

Bár számos tanulmány megvizsgálta a különféle étkezési fehérjék hatását az ételbevitel homeosztatikus hormonális szabályozására, az újabb megközelítések a befogadó magatartás alapjául szolgáló nem homeosztatikus mechanizmusokat vizsgálták. Ezen nem homeosztatikus étvágyközpontok egyike a központi mezolimbikus jutalmazási rendszer, amelynek stimulálása örömérzetet és fokozott motivációt vált ki az ételért. Ezzel szemben ennek az idegsejt-rendszernek a gátlása csökkenti az étel iránti motivációt. A jutalom mechanizmusait nemcsak az étel íze, illata és textúrája, hanem az energia összetétele és főleg a fehérjetartalma is befolyásolja. A nagyon alacsony fehérjetartalmú étrend averzív választ vált ki, és a magas fehérjetartalmú étrend kevésbé hasznos, mint a normál fehérjetartalmú étrend patkányokban (59, 60). Valójában a patkányok összehasonlítható preferenciákat szereznek a kazein és a polikóz oldatok izokalorikus oldatainak fogyasztásával párosított ízek tekintetében. Ezeknek a tápanyagoknak ekvivalens posztesztesztív hatása van, és ugyanolyan energiaelőnyt biztosítanak az állatok számára (61). Ebben az esetben az ízpreferencia leginkább a tápanyag energiaértékének és nem annak oroszenzoros tulajdonságainak köszönhető.

Következtetések

A táplálékfelvétel fehérje okozta csökkentéséért felelős mechanizmusok. A fehérjebevitel olyan specifikus hormonok termeléséhez vezet, amelyek a vagus idegen vagy a véráramon keresztül jutnak el az agyba. Középpontban a hormonális jelátvitel az agy különböző régióiba jut: a nucleus tractus solitarius és az arcuate nucleus (ARC) felelősek lennének a fokozott jóllakottságért, a fehérjebevitel pedig csökkentené az étkezési motivációt a mezolimbikus jutalmazási rendszerben (beleértve a nucleus accumbens-t is). A döntéshozatali területek szerepe még nem teljesen ismert. CCK, kolecisztokinin; GLP-1, glukagonszerű peptid 1; PYY, YY peptid.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak Nachiket Nadkarninak a kézirat szerkesztéséért, Wahiba Nefti és Mylène Potier pedig az laterális hipotalamusz orexin aktivitásával kapcsolatos kísérletek elvégzéséért (lásd 3. ábra). Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a végleges kéziratot.

Lábjegyzetek

1 Támogatja az AgroParisTech - INRA.

2 A szerző közzététele: M. Journel, C. Chaumontet, N. Darcel, G. Fromentin és D. Tomé, nincsenek összeférhetetlenségek.

5 Használt rövidítések: 5-HT, szerotonin; AMP-APK, AMP-aktivált protein-kináz;, ARC, ívelt mag; CCK, kolecisztokinin; GLP-1, glukagon-szerű 1. peptid; mTOR, a rapamicin emlős célpontja; NPY, Y neuropeptid; NTS, nucleus tractus solitarius; POMC, pro-opiomelanokortin; PYY, YY peptid.