Ноември 2013 г. Пристрастен към храната - Спектър на науката
Ноември 2013: Пристрастен към храната
Би ли плъх рискувал смърт, само за да изяде парче шоколад? Наскоро разбрах. В моята лаборатория дадохме на плъховете пълен достъп до нормалната им храна. Освен това им предложихме и изключително апетитни, висококалорични храни: наденица, чийзкейк, шоколад. След това плъховете отхвърлиха здравословната си, но „скучна“ стандартна храна и почти използваха само калорийните бомби. Те напълняха и в крайна сметка затлъстяха.
След това инсталирахме фенерче, за да сигнализираме на ядещите плъхове, че им предстои много неприятен токов удар на лапите им. Животните, които бяха заети да ядат нормална храна, веднага спряха да ядат след такъв проблясък и избягаха. Плъховете с наднормено тегло, които са яли наденица, торта или шоколад, са игнорирали предупредителния сигнал. Желанието й за това беше по-силно от инстинкта за самосъхранение. Неврологът Бари Еверит от университета в Кеймбридж е правил подобни наблюдения и преди - въпреки че плъховете му не са запалени по шоколада, те са били пристрастени към кокаина.
Така че пристрастените гризачи са пристрастени към храната? Невъзможността да се избегне определено поведение, когато то има предвидими вредни последици, е често срещана черта на зависимите. Среща се и при хора с наднормено тегло. Почти всички затлъстели хора казват, че искат да ядат по-малко. Те обаче продължават да консумират твърде много, въпреки че са наясно с негативните последици за тяхното здраве и социален живот. Проучванията показват, че консумацията на твърде много храна активира системите за възнаграждение в мозъка ни - при някои хора толкова много, че вече не се чувстват сити. Колкото повече ядат тези хора, толкова по-силна нараства нуждата им от повече храна - подобно на начина, по който алкохолиците и наркоманите гладуват за наркотика с консумация. И така, преяждането стимулира ли същите области на мозъка като употребата на наркотици? Ако е така, лекарствата, които потискат системата за възнаграждение на мозъка, трябва да помогнат на хората със затлъстяване да намалят приема на калории.
До началото на 90-те години затлъстяването или „затлъстяването“ на латински е било просто поведенческо разстройство. Смятало се е, че хората с наднормено тегло просто са лишени от воля и самоконтрол. Оттогава гледната точка се промени драстично, поне сред учените. Причината за това е не на последно място, че затлъстяването се разпространява епидемично.
Един от първите, който инициира тази смяна на сърцето, беше канадският биохимик Дъглас Колман, който преди това работеше в лабораторията Джаксън в Бар Харбър (Мейн, САЩ). Още през 60-те години той открива доказателства, че патологичното затлъстяване и нарушеното хранително поведение се дължат наред с другото на генетични фактори. Американският молекулярен генетик Джефри Фридман от университета Рокфелер (Ню Йорк) по-късно успя да потвърди много от своите съображения. И двамата учени проведоха експерименти с щамове мишки, които имат наследствена склонност към развитие на затлъстяване и захарен диабет.
Оказва се, че един от тези щамове има генетичен дефект, който пречи на мастните клетки да отделят хормона лептин. При мишките и хората сигналното вещество обикновено се отделя след хранене, ограничава апетита и по този начин потиска желанието за по-нататъшна храна. Друг щам мишки с тенденция към затлъстяване също се оказа носител на генна мутация: клетките на засегнатите животни вече не реагират правилно на лептин. Взети заедно, тези резултати потвърждават, че хормоните регулират апетита и следователно телесното тегло. Следователно хормоналният дисбаланс може да доведе до нарушено хранително поведение. Всъщност затлъстяването е често срещано в някои семейства с генетичен дефицит на лептин.
Но би било твърде кратко, ако затлъстяването се припише само на хормонално разстройство. Първо, не всички хора с наднормено тегло страдат от наследствена диспропорция на хормоните, регулиращи апетита. Второ, кръвните тестове при затлъстели хора тогава трябва редовно да показват или твърде малко, или твърде много хормони, потискащи апетита. Обратното обаче е по-скоро. Парадоксално, но хората със затлъстяване често са забележими за повишени нива на потискащи апетита хормони, включително лептин и инсулин.
Тук влиза в действие концепцията за пристрастяване към храната. Контролиращите апетита хормони засягат нервните вериги в хипоталамуса - участъка на диенцефалона, който регулира автономните функции на организма. Те също така взаимодействат със системите за възнаграждение в мозъка. Колкото по-интензивен е гладът, толкова по-интензивно е удовлетворението веднага щом изядем нещо. Този механизъм е отговорен за хормоните, които повишават отзивчивостта на свързаните с храната центрове за възнаграждения по време на периоди на гладно, особено в корпусния стриатум (накратко стриатум). Тази област на мозъка се характеризира с високи нива на ендорфини, собствените съединения на тялото, които повишават чувството на щастие и награда.
Докато се отдаваме на добро хранене, стомахът и червата произвеждат хормони, потискащи апетита, които потискат чувството за щастие, произтичащо от стриатума и други части на системата за възнаграждение. В същото време те намаляват интензивността на усещането за наслада. Тогава храната ни се струва все по-малко желана, докато накрая спрем да ядем.
Когато усещането за ситост вече не прониква
Съвременните, изключително калорични храни, които обаче съдържат много мазнини и захар и често изглеждат особено привлекателни, стимулират нашите системи за възнаграждения толкова силно, че потискащите апетита ефекти на лептина и други хормони вече не работят срещу него. В резултат на това продължаваме да се храним, дори когато вече не сме гладни. Всички знаем този ефект: току-що вечеряхме обилно и не можем да хапнем. Домакинята сервира шоколадова торта и по чудодеен начин този деликатес - един от най-калоричните за деня - по някакъв начин влиза.
Нашият мозък е разработил ефективна техника, за да поддържа телесното тегло на стабилно, здравословно ниво. Казва ни кога е време за ядене и кога не. Храните, които са неестествено висококалорични обаче, могат да отменят тези сигнали и да ни подтикнат към поведение при болно хранене. Крем тортата, мусът на шоколад и Ко са изкуствени деликатеси, с които нашите предци не са се сблъсквали - ето защо не сме имали възможност да разработим подходящо използване от тях в хода на еволюцията.
Тялото реагира на бомбардирането на калории, като повишава кръвното ниво на апетита, потискащи хормони като лептин и инсулин, с увеличаване на телесното тегло. Тези сигнализиращи вещества обаче в даден момент губят своята ефективност, тъй като тялото развива толерантност към тях. Освен това системите за възнаграждения в мозъка на хората с наднормено тегло реагират слабо на консумацията на храна, както установиха изследователи от Националната лаборатория в Брукхейвън и Изследователския институт в Орегон, използващи образни методи. Това притъпяване води до липса на удовлетворение и по този начин до депресивно настроение. И какво правят хората по въпроса? Той яде повече, за да олекоти настроението си временно - което прави порочния кръг перфектен. Затлъстелите хора вероятно трябва да консумират значително повече от слабите хора, за да постигнат същото ниво на удовлетворение.
Затлъстяването очевидно не възниква (само) от липсата на воля. Хормоналните нарушения също са редки като отключващ фактор. Поне в някои случаи изглежда, че е причинено от заместване на системите за възнаграждение в мозъка от изключително богати и вкусни храни. Подобно на пристрастяващите лекарства, те могат да създадат верига за обратна връзка в мозъка - колкото повече лакомства човек поглъща, толкова по-силна е нуждата му от тях и по-трудно е да ги задоволи. Но затова удоволствието от яденето е пристрастяване?
Пристрастяващи лекарства, като морфин, стимулират системите за възнаграждение на мозъка по същия начин, по който го правят храните. Но има и други прилики. Ако плъховете се инжектират с морфин в стриатума, това предизвиква прекомерни атаки на хранене при животните, дори ако те са били в състояние да ядат засищане малко преди това. Морфинът и други опиати имитират ефектите на някои невротрансмитери - пратеници, с които мозъкът ни регулира хранителното поведение.
Не могат ли лекарствата, които инхибират такива пратеници, също да ограничат прекомерната жажда за храна? Според скорошни проучвания, ендорфиновите блокери понижават активността на центровете за възнаграждение при хора и гризачи, на които се предлагат изкусителни храни - в резултат засегнатите ядат по-малко от тях. Ако наркоманите се лекуват с такива средства, те ще използват по-малко хероин, алкохол или кокаин. Това подкрепя тезата, че прекомерното хранене и пристрастяването към наркотици се основават на едни и същи механизми. Когато плъховете, които са свикнали ежедневно с лакомия, получават ендорфинови блокери, те се държат подобно на симптомите на отнемане, наблюдавани при наркоманите. Преяждането може да доведе до състояние на наркомания.
Съществуват и прилики по отношение на друг важен невротрансмитер, допамин. Известно е, че пристрастяващите лекарства причиняват освобождаване на допамин в стриатума. Веществото играе важна роля в развитието на мотивацията и кара наркоманите да се снабдят с наркотиците. Повечето експерти смятат, че това е механизмът, който създава пристрастяването, въпреки че точните процеси са противоречиви. Експериментите показват, че атрактивните храни също стимулират отделянето на допамин в стриатума. Невротрансмитерът мотивира засегнатите да се съсредоточат върху храната. Образните методи сега показват, че стриатумът на затлъстелите хора има забележимо ниско ниво на допамин-2 рецептори (D2R) - докинг протеини за допамин, които задействат сигналните процеси в мозъчните клетки. Подобни открития са известни от алкохолици, както и от хора с пристрастяване към кокаин, метамфетамин или опиати.
В допълнение, хората, които поради генетични характеристики произвеждат относително малко допамин-2 рецептори, са по-склонни да развият затлъстяване или наркомания. Липсата на тези молекули води до намалена активност на центровете за възнаграждение на мозъка, така че засегнатите се нуждаят от по-интензивни стимули от храна или упойващи вещества, за да постигнат същото ниво на удовлетворение като нормалните хора. Освен това им е по-трудно да избягват действия, които имат негативни последици. Очевидно тук е нарушена функцията на мозъчните области, които потискат рисковото, но потенциално удовлетворяващо поведение, като прекомерна консумация на храна или лекарства.
Нашите лабораторни тестове върху плъхове подкрепят тази теза. Затлъстелите животни, които не спират да ядат висококалорични лакомства въпреки неприятните електрически удари, имат само няколко допамин-2 рецептора в стриатума. Други изследвания също показват, че наркоманите или затлъстелите плъхове не изоставят обекта на своето желание, дори ако това има отрицателни последици. Наблюдаваме подобни явления при хората: много затлъстели хора страдат толкова много от невъзможността да контролират хранителното си поведение, че доброволно се подлагат на рискови интервенции, като стомашна байпасна операция. Те често рецидивират и отново напълняват.
Много наднормено тегло - психично заболяване? Експертите не стигат толкова далеч
Деструктивно нарушение, което причинява краткосрочно щастие, последвано от опит да се избяга от него - и накрая рецидив: този модел е поразително подобен на порочния кръг на наркоманията. Според последните изследвания затлъстяването е резултат от непреодолимото желание да се активират центровете за възнаграждение в мозъка и да се постигне удовлетворение. Следователно хормоналните нарушения и метаболитните дисбаланси могат да бъдат последиците от напълняването - а не неговите причини.
Поради приликите между затлъстяването и пристрастяванията, някои експерти предлагат лечението и на двете с едни и същи методи. Някои дори препоръчват затлъстяването да бъде включено в последното издание на Диагностично-статистическия наръчник за психични разстройства, библията на психиатрите. Работата, известна под съкращението DSM-5, съдържа насоки за диагностика на психични заболявания. Това предложение предизвика оживени дебати сред експертите, но в крайна сметка беше отхвърлено - предимно с цел да не се заклеймяват хората със затлъстяване като психично болни.
Вниманието наистина изглежда подходящо, тъй като затлъстяването и пристрастяванията, въпреки всички прилики, са много различни. Ако храната може да причини пристрастяване, някои съставки трябва да са отговорни за това - „никотинът на нездравословната храна“, така да се каже. Всъщност работата на невролога Никол Авена от Университета на Флорида и други изследователи предполага, че това може да са мазнини или захари. Според малко проучване на лекар Дейвид Лудвиг от Детската болница в Бостън (САЩ), индустриално обработените, лесно смилаеми въглехидрати могат да предизвикат глад. Въпреки това, общите доказателства сочат, че не отделните съставки причиняват пристрастяването. По-скоро комбинацията от мазнини, захари и високо съдържание на калории изглежда увеличава максимално ефекта „щастие“.
Други експерти смятат, че затлъстяването и наркоманията са коренно различни помежду си. И по този начин жъне много опозиция. Защото, ако хората със затлъстяване трябва да ядат все повече и повече, за да получат удовлетворение, това е много подобно на развитието на толерантност, което е известно от наркоманите. И ако поставите хората с наднормено тегло на диета, така че да отслабнат, това може да доведе до настроение и депресия у тях, което от своя страна се доближава до симптомите на отнемане.
В края на краищата има експерти, които считат постулата на хранителната зависимост за безсмислен. В крайна сметка, твърдят те, всички сме някак пристрастени към храната. Ако не бяхме, нямаше да оцелеем. Този възглед обаче пренебрегва важен аспект на затлъстяването: съвременните, неестествено висококалорични ястия могат да отменят механизмите за биологична обратна връзка на нашето тяло толкова ефективно, колкото не е възможно с естествените храни. През милиони години еволюция най-голямата грижа на хората не е била да ограничат апетита си, а да ловуват, събират или отглеждат достатъчно храна.
Рискът от глад вероятно е бил далеч по-голям от този от преяждане. Изглежда правдоподобно, че нашият мозък оценява положително прекомерната консумация на висококалорична храна и я възнаграждава с чувство на удовлетворение - защото това ни кара да се храним с резерви. За нашите предци това поведение е имало смисъл, тъй като в живота им като ловци винаги е било несигурно кога ще получат нещо между зъбите си следващия път. Днес обаче, с изобилието от храна, налична в западните страни, това поведение има вредни последици.
Лекарства с опасни странични ефекти
Учените, които отричат, че затлъстяването води до пристрастяване, имат разумни възражения. Прав си, че терминът „пристрастяване“ има конотации, които тук не са много полезни. Преяждането и пристрастяването към наркотици обаче имат много общи черти, преди всичко загуба на контрол. Трябва да разберем дали това са повече от повърхностни паралели. Още по-важен е въпросът дали промененото разбиране за затлъстяването ни позволява да разработим нови подходи за лечение. В противен случай дискусията остава само академично упражнение.