Szénhidrát vágy - nem minden édes

Yue Ma

az Endokrinológiai és Nyomozó Orvostudományi Szak, Orvosi Tanszék, Imperial College London, London, Egyesült Királyság

minden

Risheka Ratnasabapathy

az Endokrinológiai és Nyomozó Orvostudományi Szak, Orvosi Tanszék, Imperial College London, London, Egyesült Királyság

Dr. James Gardiner

az Endokrinológiai és Nyomozó Orvostudományi Szak, Orvosi Tanszék, Imperial College London, London, Egyesült Királyság

Absztrakt

A felülvizsgálat célja

A szénhidrát utáni vágy évszázadok óta ismert, de a mögöttes mechanizmusok nem voltak világosak. Ez az áttekintés kiemeli az étrendben a szénhidrátok kimutatására szolgáló mechanizmusok ismereteinek legújabb fejleményeit.

Legfrissebb megállapítások

A közelmúltban elkezdődött a szénhidrátok és a glükóz kimutatásának fiziológiai mechanizmusainak meghatározása, és ez hogyan befolyásolja a bevitelüket. Nemrégiben bizonyítékokat találtak olyan rendszerekre, amelyek ízlés, hedonikus és homeosztatikus úton szabályozzák a szénhidrát- és glükózbevitelt.

Összegzés

A szénhidrátbevitelt szabályozó élettani mechanizmusok azonosítása lehetővé teszi a bevitel szabályozásának és az étrendi bevitel változásainak jobb megértését. Ez a megértés kulcsfontosságú lesz a sikeres fogyókúrás étrend fejlesztésének racionálisabb megközelítésében.

Bevezetés

Az ételből származó energia három makrotápanyag formájában jelenik meg: zsír, fehérje és szénhidrát. A szénhidrátok az energia fő forrása az étrendben, és több alapvető fiziológiai folyamathoz szükségesek. A szénhidrátokat kémiai szerkezetük szerint osztják el, amelyek nagyrészt cukrok (monoszacharidok és diszacharidok), poliolok, oligoszacharidok (maltooligoszacharidok és nem emészthető oligoszacharidok) és poliszacharidok (keményítő és nem keményítő poliszacharidok) (UK Nutrition tudományos tanácsadó bizottság). Az angliai Public Health szerint a teljes szénhidrát étrendi referenciaértékének a teljes mennyiség 50% -ának kell lennie. A szénhidrát utáni sóvárgás tudománya még nem teljesen ismert, azonban vannak kényszerítő tanulmányok, amelyek az idegi áramkörök változását, a génexpressziót és a központi receptorok módosulásait, valamint a hormonális hatásokat és a jutalomhoz és függőséghez kapcsolódó viselkedési változásokat vizsgálják. Az ezen a területen végzett első munka nagy része az édes íz hatására és az egyszerű cukrok elfogyasztására irányult. Ennek a felülvizsgálatnak a célja azonban a szénhidrát utáni vágy élettanának legfrissebb bizonyítékainak bemutatása, a komplex szénhidrátokra és a glükóz lenyelés utáni hatásaira összpontosítva.

Az íz szerepe

Az állatok fiziológiai szükségleteik kielégítése érdekében az anyagcsere-üzemanyagokat, például glükózt tartalmazó ételek kimutatására a kemoreceptor-rendszerekre támaszkodnak.

Az emberben az íz fontos tényező az étkezési magatartásban, mivel hozzájárul az ételpreferáláshoz, és úgy gondolják, hogy modulálja az étvágyat és a kalóriabevitelt [1]. Az elhízott betegek nagyobb élvezetet élveznek az édesség iránt, mint a normál testsúlyú alanyok [2].

Az emlősök ízét klasszikusan úgy gondolják, hogy édes, savanyú, sós, keserű és umami-ra korlátozódik.

Így a szénhidrátbevitel terén az ízléssel kapcsolatos munka nagy része az egyszerű cukrokra és az édes ízre összpontosult, amely az ételbevitel mozgatórugója, és amelyet édes ízesítők széles skálája aktivál, beleértve a cukrokat és a nem tápláló édesítőszereket.

A rágcsálóknál először több mint harminc évvel ezelőtt javasolták a poliszacharid ízmechanizmusának létezését, és számos bizonyíték támasztja alá annak létezését, bár továbbra is ellentmondásos [3]. Ez részben annak tudható be, hogy az emberen kívül más fajok esetében is nehézséget okoz az ízkutatás. A legújabb kutatások szerint az emberek képesek glükóz-oligomerek formájában megízlelni a szénhidrátokat, az édes íz-receptoroktól független mechanizmus révén [4]. A kísérletben résztvevők 7-14 monomer közötti rövid glükóz-oligomerek ízét tudták kimutatni, de átlagosan 44 monomert tartalmazó polimerek nem. A résztvevők ezt olyan szerek jelenlétében tudták megtenni, amelyek blokkolják mind az amiláz aktivitást, mind a T1R3-ot, amely az édes ízreceptor kulcsfontosságú eleme [4]. Ezenkívül a résztvevők úgy ismertették a megoldást, hogy keményítőnek kóstolják, olyan kifejezésekkel, mint a kenyérszerű, a rizs és az édes helyett, ami további támogatást nyújt egy nem édes alapú ízléshez.

Azonban ennek a „szénhidrát” íznek a mechanizmusa, hogy más cukrok oligomerjei is aktiválják-e ezt a rendszert, és relatív jelentősége a szénhidrátbevitel szabályozásában jelenleg nem világos.

A szénhidrátbevitel utólagos abszorpciós szabályozása

Míg az íz fontos hajtóereje a szénhidrátbevitelnek az abszorpciós detektálás után, a szénhidrátbevitelre adott válaszok fontos szabályozói annak fogyasztásának. Ennek a rendszernek a fontosságát hangsúlyozza az a megállapítás, hogy az egereknek, amelyekből hiányzik az SGLT1, egy cukorszállító és -receptor, a bevitel édes íze reagál, de hiányzik a glükóz gyomorinfúziójának bevitelnövelő hatása [5]. Úgy gondolják, hogy két fő út létezik, amelyek révén a glükóz fokozza a saját bevitelét, a hedonikus vagy jutalmazási és homeosztatikus hatásokat. Noha ezeket a felülvizsgálatban külön megvizsgáljuk, a valóságban jelentős átfedés van a két út és valóban az ízlés útjai között, így ezek együttesen működnének a glükózbevitel szabályozásában.

A hedonikus rendszer szabályozza a szénhidrátbevitelt

Az ezen a területen végzett úttörő munka nagy része a cukorbevitel és a hedonikus utak akut változásainak kölcsönhatásán alapult. Néhány újabb munka összehasonlította a különféle cukrok vagy a magas szénhidráttartalmú étrend hatását a jutalomra és a hedonikus utakra.

Ezen adatok egy része azonban úgy is értelmezhető, hogy azt sugallnák, hogy a glükóz bevitele kevésbé kifizetődő, mint a fruktóz bevitele, valóban ezt értelmezik a humán önkénteseken végzett tanulmány hasonló adatain [9]. Ebben a tanulmányban az egészséges önkéntesek két funkcionális mágneses rezonancia képalkotáson (fMRI) estek át fruktóz vagy glükóz bevitelével. A fruktóz bevitele a glükózhoz képest nagyobb agyi reaktivitást eredményezett az ízletes ételjelekkel szemben a vizuális kéregben (az egész agy elemzésében) és a bal orbitális frontális kéregben (az érdekes régió elemzésében). A fruktóz fogyasztása nagyobb éhséghez és étkezési vágyhoz vezetett, és nagyobb hajlandóság volt lemondani a hosszú távú pénzbeli jutalmakról azonnali, magas kalóriatartalmú ételek megszerzéséhez, mint a glükóz fogyasztása. A szerzők ezeket az eredményeket úgy értelmezték, hogy a fruktóz nagyobb mértékben aktiválja a figyelem és a jutalom feldolgozásában részt vevő agyi régiókat, mint a glükóz, és így elősegítheti az élelmiszer-fogyasztást. Az adatok ezen két értelmezése közül egyelőre nem világos, hogy a glükóz a jutalomköröket kisebb vagy nagyobb mértékben aktiválja-e, mint a glükóz, és ennek tisztázására további munkára lesz szükség.

A homeosztatikus út szabályozza a szénhidrátbevitelt

Az íz és az étel hedonikus értéke mellett régóta javasolnak homeosztatikus eljárást a glükózbevitel szabályozására. A legutóbbi munka arra összpontosított, hogy megpróbálja azonosítani a hipotalamusz mechanizmusát vagy áramkörét, amely szabályozhatja ezt a folyamatot. Történelmileg nehéz volt teljesen elkülöníteni az élelmiszerek hedonikus hatásait a homeosztatikus hatásoktól, különösen a rágcsálókon végzett vizsgálatok során, és valószínû, hogy ezek nem különálló rendszerek, hanem szorosan kapcsolódnak egymáshoz.

Az agy egyik fő régiója, amely a homeosztatikusan vezérelt táplálékfelvételt szabályozza, a hipotalamusz. Számos hipotalamusz mag vesz részt a folyamatban, ezek közül a legjellemzőbb az íves mag. Nemrégiben beszámoltunk arról a rágcsálók íves magjában lévő mechanizmusról, amely specifikusan szabályozza a glükózbevitelt, és nem reagál a fruktózra vagy a szacharinra [11]. Az íves magban expresszált glükokináz a glükóz-érzékelő rendszer részeként működik, analóg módon a β sejtben, egy központi makrotápanyag szabályozó rendszer részeként. A glükokináz aktivitás növekedése, kifejezetten az íves magban, növelte a glükóz bevitelét a patkányok normál szarvasmarhája helyett. Míg a glükokináz aktivitás csökkenése az arcuátban éppen ellenkezőleg, csökkentette a glükózbevitelt. Közvetett támogatottsága van ennek a megállapításnak, mivel a glükokinázt expresszáló sejtek aktiválása a hipotalamuszban, szelektív elektromágneses aktivációval, megnövekedett táplálékfelvétel [12].

Azonban az íves glükokináz nem az egyetlen rendszer, amely szabályozza a homeosztatikus glükózbevitelt. A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy a ghrelin a glükózbevitel fontos szabályozója. Azok az egerek, akiknek a ghrelin O-aciltranszferáz, az oktanilációért és így a ghrelin aktiválásáért felelős enzimének célzott deléciója történt, kevesebb üveg glükózt és maltodextrint fogyasztottak, mint a vad típusú alomtársak egy két üveges szelekciós teszt során, miközben a fruktóz és a szacharin bevitele nem változott [13]. Ezzel szemben az acetilezett ghrelin normál egereknek történő beadása növelte mind a glükóz, mind a maltodextin oldat bevitelét, de nem befolyásolta sem a fruktóz, sem a szacharin bevitelét. Ez arra utal, hogy a ghrelin fontos szerepet játszik a glükózbevitel szabályozásában, azonban az ezt szabályozó mechanizmus részletei jelenleg hiányoznak. Lehetséges, hogy a ghrelin kölcsönhatásba lép az íves magban lévő glükokinázt expresszáló neuronokkal a glükózbevitel szabályozására, jelenleg nincs erre közvetlen bizonyíték, azonban a ghrelin receptorok a megfelelő neuronokon expresszálódnak.

Az étrendi szénhidrátok egészségre gyakorolt ​​hatása

Következtetések

A szénhidrát ízmechanizmusának nemrégiben történt azonosítása az emberekben segítene megoldani a szénhidrátok nem édes ízével kapcsolatos vita némelyikét, bár a mögöttes mechanizmus azonosítása valószínűleg teljes mértékben szükséges, és lehetővé teheti a keményítő ízét utánzó szerek kifejlesztését kevesebb kalóriával. Ami még megoldandó, az az étrendi szénhidrát egészségre gyakorolt ​​hatása. Bár már számos tanulmány készült erről, egyelőre nem alakult ki egyértelmű konszenzus. Ennek oka valószínűleg az étrend különböző típusú szénhidrátjainak zavaró tényezői és az egyéni reakció. Végül egyedi étrendre vonatkozó ajánlásokra lehet szükség, nem pedig széles népességalapú ajánlásokra. De ezekhez az ajánlásokhoz meg kell érteni az étrendi szénhidrát, valamint a genetikai és egyéb tényezők közötti kölcsönhatást.

Főbb pontok

Szénhidrát ízmechanizmus az emberben azonosított édes ízreceptoroktól függetlenül.

A glükóz kalóriatartalma külön jutalom útvonalat aktivál az édes íz által kiváltott út felé.

A glükózbevitelt szabályozó homeosztatikus utakat azonosítottak

Köszönetnyilvánítás

Pénzügyi támogatás és szponzorálás.

Az Endocrinology and Investigative Medicine szekciót az MRC, BBSRC, NIHR támogatásai, az Integratív Emlősök Biológiai (IMB) kapacitásépítési díja, az FP7- EGÉSZSÉG- 2009- 241592 EuroCHIP támogatása és az NIHR Biomedical Research Center támogatása finanszírozza. Rendszer. A kifejtett nézetek a szerző (k) és nem feltétlenül a (finanszírozó neve), az NHS, az NIHR vagy az Egészségügyi Minisztérium véleményei.

Lábjegyzetek

Összeférhetetlenség: Egyik sem