Túl azon, hogy "Te vagy, amit eszel"

A Purdue kutatói az elhízás biológiájának és viselkedésének megfejtésén dolgoznak, meglepő eredménnyel

Eric Bender története, fotók: Brian Powell

Az elhízás világjárvány, és a járvány egyik központja az Egyesült Államok, ahol a felnőttek mintegy 40% -a, a 12-19 éves korú serdülők több mint 20% -a elhízott - írja a Betegségmegelőzési és Megelőzési Központ. A rendellenesség hozzájárul a szívbetegségekhez, agyvérzéshez, a 2-es típusú cukorbetegséghez, a rák bizonyos formáihoz és sok más betegséghez. "Ez egy hatalmas teher a közegészségügyre és az egészségügyi rendszerünkre" - mondja Richard Mattes, a táplálkozástudomány jeles professzora és a Közegészségügyi Tanszék vezetője.

A túlsúly és az elhízás mozgatórugója egyszerű: rendszeresen több energiát fogyaszt, mint amennyire szükségünk van az egészséges testtömeg fenntartásához. A mögöttes biológiai mechanizmusok és megoldások azonban sokkal kevésbé egyértelműek. "Nem tudjuk, miért eszik valaki egyfajta étrendet és jól érezheti magát, míg valaki más ugyanazt az étrendet fogyasztja és túlsúlyossá válik" - mondja Kimberly Kinzig, a pszichológiai tudományok docense. „Az elhízásnak nemcsak egyetlen oka van; vannak környezeti, biológiai és genetikai összetevők. ”

A Purdue kutatói az elhízással kapcsolatos tanulmányok széles körét folytatják a táplálkozástudománytól és a pszichológiától a biológiáig és az élelmiszer-tudományig terjedő területeken. Az egyik legfontosabb interdiszciplináris iránymutatás az étkezési magatartás és annak eredményeinek megértése. A Purdue Discovery Parkban található Ingestive Behavior Research Center (IBRC) hivatalosan 2005-ben indult, ezzel a céllal több tucat oktatót hoz össze a purduei nyolc kollégiumból. Az IBRC nyomozói igyekeznek megérteni azokat a mechanizmusokat, amelyek meghatározzák az emberek miért, mikor, mit és mennyit esznek, valamint az egészségünkre gyakorolt hatásokat. Arra is törekednek, hogy meghatározzák az étkezési magatartás javításának módjait, és megvizsgálják azokat a lehetséges klinikai kezeléseket, amelyek segíthetnek a segítségre szorulóknak.

A dió, a magas zsírtartalmú étel, valóban segítséget nyújthat azoknak az embereknek, akik küzdenek a testsúlyukért.

Helyes reagálás az ételek nyomára

Az étkezés összetett tevékenység, különösen az olyan mindenevőknek, mint az emberek. Ahogy Mattes megjegyzi: „Minden alkalommal, amikor eszünk, különböző vegyszereket teszünk a szájunkba, és a testünknek meg kell határoznia, hogyan kell kezelni őket. Ki kell nyernie a szükséges tápanyagokat, ki kell választania a méreganyagokat és más anyagokat, amelyeket nem akarunk, és minden alkalommal más a keverék. "

Laboratóriumának egyik fókusza annak feltárása, hogyan módosítják az étvágy érzéseit mind az ételek és italok tulajdonságai, mind az emberi jellemzők, például az elhízás szintje és a fizikai aktivitás. "Az élelem bevitelében, az emésztésben és a tápanyagok anyagcseréjében szerepet játszó fiziológiai folyamatokat az ételek érzékszervi tulajdonságai indítják el" - mondja. "Következésképpen különösen érdekelnek minket az orális szenzoros stimuláció mechanizmusai és funkciói" - mondja.

Néhány szembeszökő eredmény származott klinikai kutatásaiból, amelyek összehasonlították a folyadékfogyasztás és a szilárd anyag hatásait. "A kezdeti gondolkodásunk a következő lehet: A kalória egy kalória, ezért az energiaforrásnak kevés következménye lehet" - mondja Mattes. - De minden arról szól, hogy hogyan kezeljük ezt a két ételformát, egészen más. Számos klinikai vizsgálat alapján ezen a ponton az az értelmezésünk, hogy az italok általában energiát adnak az étrendhez, nem pedig más energiaforrások kiszorításához, így különösen problémásak a testsúly kezelésében. "

Világosabb, hogy az emberi megfigyelési tanulmányok már régóta meglehetősen értő módon azt sugallják, hogy a dió, a magas zsírtartalmú étel valóban segíthet az embereknek, akik küzdenek a súlyuk kezelésével. A Mattes és mások által vezetett klinikai vizsgálatok igazolták ezt a megállapítást a megfigyelési vizsgálatokból. Emberi kísérleteket hajtottak végre, amelyek három fő okra mutattak rá: A diónak kielégítő hatása van, a dióból származó energia nem szívódik fel hatékonyan, következetes fogyasztásuk pedig növelheti az energiafelhasználást. Kollégáival azt vizsgálják, hogy a különböző dióféléket hogyan rágják (ami befolyásolhatja az általuk leadott energia mennyiségét), és hogy a dió bizonyos típusai hogyan változtathatják meg a test különböző helyeken történő raktározását (ami különböző egészségügyi kockázatokat jelenthet).

Édes, szomorú saga

Mattes rávilágít az alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek, például az aszpartám, a szacharin, a sztevia és a szukralóz néhány korábban váratlan hatására. "Úgy beszélünk ezekről az édesítőszerekről, mintha egyformák lennének, de ezek a vegyületek mindegyike egyedi vegyi anyag" - jegyzi meg. „Nagyjából minden más (például érzékszervi tulajdonságok, emésztés, felszívódás és a hormonokra gyakorolt hatás) más. Legfrissebb munkánk az volt, hogy szembeállítsuk e különféle alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek hatását az étvágyra, az étel bevitelére és a testsúlyra. "

A kezdeti megállapítások szerint ezeknek az édesítőszereknek változatos hatása volt a testtömegre. "Úgy tűnik, hogy a szacharin, legalábbis eddig a kezünkben, elősegíti a megnövekedett testsúlyt, míg a szukralóz általában a fogyáshoz kapcsolódik" - mondja Mattes.

Susan Swithers, a pszichológiai tudományok professzora rágcsálókon bebizonyította, hogy az alacsony kalóriatartalmú édesítőszerek a súlyproblémák helyett inkább ronthatnak, mert az édesítőszerek megzavarhatják a rendszeres cukrokkal való bánásmód képességét. "Az állatmodelljeinkben végzett munka biztosította az első biológiailag elfogadható mechanizmust, amely révén a mesterséges édesítőszerek fogyasztása ezt az ellentmondó hatást eredményezheti" - mondja.

Általában az édes ízű dolgok nagyon jó előrejelzők számíthatnak egy bejövő energiaadagra - magyarázza. A tested megtanulja várni ezt az adagot és megfelelően reagálni - például az inzulin felszabadításával, amely hormon segít a vércukorszint egészséges szinten tartásában.

"De amikor mesterséges édesítőszert vezet be, a tested megtanulja, hogy az édes íz már nem megbízható előrejelző" - mondja Swithers. "És ez problematikussá válik, ha valódi cukrot kap, mert most a tested nem tudja megjósolni, hogy ennek ugyanolyan anyagcsere-következményei lesznek-e."

Hosszú távú megfigyelési vizsgálatok során többször kiderült, hogy a diétás üdítők napi fogyasztása 2-es típusú cukorbetegséghez, stroke-hoz, magas vérnyomáshoz, kardiovaszkuláris betegségekhez és demenciához társul. Ezek az embereken végzett vizsgálatok azonban nem tudják tisztázni, hogy a diétás üdítők legalább részben felelősek-e.

"Lehet, hogy az egészségtelen vagy súlyuk miatt aggódó emberek úgy döntenek, hogy fogyasztják ezeket a szódákat, de az is előfordulhat, hogy ezek a termékek megnehezítik az emberek számára az egészséges eredmények elérését" - mondja. "És ezek nem zárják ki egymást."

Nem praktikus megoldani ezt a problémát klinikai kutatásban, az egyik oka az, hogy az emberek a legjobb szándékkal is egyszerűen nem jelentik pontosan a fogyasztásukat. De Swithers állatmodellekkel végzett munkája segített tisztázni, mi az oka és mi az oka. "Nincsenek olyan állataink, akik azt mondták volna:" aggódom a súlyom miatt, áttérek a diétás szódára "- jegyzi meg a nő. "Ha tapasztalatokat adunk az állatoknak a mesterséges édesítőszerekkel kapcsolatban, hajlamosak vagyunk megállapítani, hogy túlsúlyosak lesznek azokhoz az állatokhoz képest, amelyek rendszeres cukrot kapnak, és hogy a vércukorszintjük szabályozásának képessége romlik."

Az egyik projektben Swithers laboratóriuma nyomon követi az emberi vizsgálatokat, amelyek azt találták, hogy azoknak az anyáknak a csecsemőinél, akik terhes állapotukban diétás szódát fogyasztottak, az élet egy évében fokozott a túlsúly és az elhízás kockázata. Swithers az állatkísérleteket vezeti a működő mechanizmusok vizsgálatára.

Addig a Swithers egyszerű diétás tanácsokat ad: „Csökkentse az elfogyasztott édesítőszerek mennyiségét, függetlenül attól, hogy van-e benne kalória vagy sem. És nincs semmi baj a vízivással! ”

"Kiderült, hogy az elhízás és az étkezés szinte minden más rendellenessége megváltoztatja az étkezés méretét."
-Edward Fox, docens pszichológiai tudományok

Bélreakciókból tanulva

Edward Fox, a pszichológiai tudományok docense megvizsgálja, hogy a gyomor-bél rendszer hogyan küld üzeneteket vissza az agyba, hogy segítsen az etetési viselkedés szabályozásában. Ezt a munkát PhD hallgatóként kezdte Terry Powley-nál, a pszichológiai tudományok jeles professzoránál, majd évekkel később folytatta küldetését, miután visszatért Purdue-ra mint kar.

Fox munkája elsősorban a vagus idegre összpontosul, amely az autonóm idegrendszer leghosszabb idege. Úgy gondolják, hogy a vagus ideg a legtöbb olyan üzenetet viszi vissza a gyomor-bél traktusból, amely azt mondja az agynak, hogy hagyja abba az evést, amikor elegen van. "Amikor leül enni, ez nagyban meghatározza, hogy mennyit eszel" - mondja. "És kiderült, hogy az elhízás és az étkezés szinte minden más rendellenessége megváltoztatja az étkezés méretét."

Az egyik projekt annak vizsgálata, hogy pontosan hogyan van beágyazva a vagus és más idegrendszer a gyomor-bél traktusba. "Mindezek a bélbe kusza idegvégződések zavaróak, és nehéz megfejteni, hogy mi történik" - mondja Fox. „De nagyon fontos, mert a tápanyagok felszívódnak ott. És nem értjük, hogy az idegek hogyan ízlik (úgymond) ezeket a tápanyagokat, vagy hogyan jelzik vagy dolgozzák fel ezeket az információkat. "

Fox és munkatársai elkészítik az idegek eloszlásának első térképét a vékonybél hosszában. Ezeknek az új képességeknek az biztosítása az idegterminálok címkézésére és feltérképezésére számos vizsgálatot segít - például a mikrobák szerepének elemzésében a bélben.

Másik fő kutatási területe azt vizsgálja, hogy miként kezelik a bélből származó szaturációt az agytörzs azon részén, ahol az belép az agyba. "Megpróbáljuk azonosítani azokat a specifikus sejteket, amelyeket ezek a jelek aktiválnak, és tanulmányozzuk kapcsolataikat, és hogyan befolyásolják az etetést, mert nem igazán tudjuk, milyen áramkörök alakulnak ki az agyban" - mondja Fox. "Ezt tudnunk kell ahhoz, hogy tudjuk, milyen kérdéseket tegyünk fel azzal kapcsolatban, hogy a rendszer hogyan ellenőrzi az élelmiszer-bevitelt."

Diéta agykárosodás ellen

Kinzig megvizsgálja, hogy a különböző zsírösszetételű diéták hogyan befolyásolhatják az agyat, ami viszont megváltoztathatja az általános táplálkozási magatartást.

Egyik hír sem nyugtatja a „nyugati étrendet”, a magas telített zsír- és cukortartalmat, amely tipikus étrend, amelyet az Egyesült Államokban fogyasztanak az emberek. Kockázatai között kimutatták, hogy az étrend károsítja a kognitív funkciókat és megváltoztatja az etetési viselkedést.

Rágcsálókkal kapcsolatos kutatásai segítenek elemezni a munka mechanizmusait. Kinzig szerint az állatok egy nap alatt, miután ilyen étrendet tartanak, gyulladást mutatnak az agyban. A nyugati étrendről kimutatták, hogy szivárgást okoz a vér-agy gátban - az agy egyedülálló erekhálózatában, amely a méreganyagok elzárására szolgál.

Néhány tanulmánya a hippocampusra összpontosít, egy agyi régióra, amelynek számos feladata van az etetés során. A nyugati étrendet folytató rágcsálóknál „a gyulladás erősen eléri a hippokampuszt” - mondja Kinzig. A válasz fázisokban érkezik: a gyulladás 10 nap múlva szárnyal, 40 nappal enyhül, majd 90 nap múlva újra emelkedik. Ez a válasz arra utal, hogy létezik egy korai biológiai jel, amely egy ideig ellenőrzi a gyulladást, de az ellenőrzés nem fenntartható.

Meglepően hasonló minta van a kognitív feladatokban, amelyek a hippokampuszt érintik - mondja Kinzig. A 10. napnál a rágcsálók rosszabbul teljesítenek, a 40. napon nem, majd 90. napon ismét.

Laboratóriuma most azt vizsgálja, hogy a vér-agy gát károsodása hogyan járulhat hozzá az agy gyulladásához és a kognitív hanyatláshoz. Az ilyen ellenőrzési mechanizmusok meghatározása végül hasznosnak bizonyulhat annak megértésében, hogyan lehet megvédeni az agyat a nyugati étrend támadásaival szemben - mondja.

Hasonlóképpen, a Swithers laboratóriumi kutatók állatokon végzett munkája rámutat az agy ezen részének kockázataira. "Meggyőző bizonyíték van arra, hogy a nyugati étrend elfogyasztása károsíthatja a hippokampuszt, ami általában azt mondhatja, hogy ne egyen, még akkor sem, ha vannak olyan jelek, amelyek azt mondják, hogy étel áll rendelkezésre" - mondja Swithers. - Tehát többet eszel, ami több kárt okoz. Ez egy ördögi kör. ”

Az elhízással számos fronton szembesülni

Az elhízás kutatásának számos területén komoly előrelépés történt, de a csata hosszú lesz - állítják a kutatók.

"A jelenlegi ismeretek alapján nem állunk elő varázslatos golyóval az elhízás vagy más étkezési rendellenességek kezelésére, csak azért, mert az agy táplálékrendszere annyira bonyolult" - mondja Fox. "Azóta fejlődik, mióta létezik egysejtű szervezet, amelynek ennie kellett."

"Az elhízás nem egy betegség" - teszi hozzá Mattes. „Az elhízás sok tényező eredménye, és mindegyikünknek más és más kombinációja van ezeknek a tényezőknek. Néhány ember számára ez inkább az energiafogyasztás problémája. Másoknak ez inkább egy energiafogyasztási probléma. Egyesek számára ez egy ételforma probléma. Mások számára ez egy étkezési gyakoriságú probléma. Másoknak ez egy adagméretű probléma. "

Végül az elhízással, akárcsak a rákkal, úgy lehet foglalkozni, hogy a terápiákat az egyes betegségekre szabjuk, Mattes azt jósolja: „Egyénre kell szabnunk az elhízás kezelését, hogy kezeljük az egyes emberek problémájának kiváltó okát.”