Чтобы стимулировать нейроны, мозг посылает электрические сигналы или небольшие молекулы, называемые нейромодуляторами. Однако нейроны, которые управляют механизмами удовольствия, могут напрямую реагировать на жир! Это открытие физиологов Сержа Люке (Парижский университет), Хлои Берланд (Колумбийский университет) и Джузеппе Гангароссы (Парижский университет). Вот почему поглощение холодного мяса может быть таким приятным ...
Пища необходима для выживания, но также является источником удовольствия. Выделение дофамина на уровне так называемого «вознаграждения» нервной системы является ключевым механизмом удовольствия, связанного с едой. Эта схема также используется так называемыми наркотиками злоупотребления (такими как кокаин или морфин) для проявления их способности вызывать зависимость.
На поверхности нейронов, которые высвобождают дофамин или реагируют на него, присутствуют ферменты, способные использовать форму липидов (из жирной пищи), поступающих непосредственно с пищей: триглицериды. Это наблюдение удивительно тем, что мозг рассматривается как орган, который потребляет только сахар для своих энергетических потребностей. Таким образом, мы можем считать, что триглицериды могут действовать на эти нейроны не как энергетический субстрат, а как «сигнал» или информация и при этом непосредственно модулировать активность дофаминовых нейронов, чтобы модулировать мотивацию и удовольствие, связанные с едой например.
Когда жир достигает нейронов напрямую
В нашем исследовании мы впервые смогли подчеркнуть, что триглицериды, то есть липиды, которые обнаруживаются в крови после переваривания жиров нашим кишечником, способны достигать областей мозга. где находятся нейроны, которые в «цепи вознаграждения» реагируют на дофамин. В этих же нейронах мы показываем, что присутствуют молекулярные инструменты, необходимые для обнаружения и использования этих липидов. В частности, мы обнаруживаем, что нейроны, которые высвобождают дофамин или те, которые ниже по потоку получают и отвечают на дофамин, фермент, специализирующийся на разделении этих триглицеридов на липиды, проще и легче для использования клеткой: липопротеин липазы. Эти результаты позволяют предположить, что нейроны в цепи вознаграждения, следовательно, будут способны реагировать на триглицериды, как они это делают для нейромедиатора, такого как дофамин.
Чтобы проверить эту гипотезу, мы просто вызвали небольшое повышение уровня триглицеридов в крови, как и при приеме пищи, но путем направления этих липидов только в мозг. Таким образом, мы смогли наблюдать, какие последствия это повышение уровня липидов по отношению к мозгу может иметь с одной стороны для активности нейронов по отношению к дофамину, а также по поведению, которое, как у человека, так и у животного, свидетельствует о активность нейронов системы вознаграждения и их способность химически и электрически кодировать грани удовольствия и желания, связанные с пищей или другими веществами, такими как психотропные вещества.
Сначала мы смогли напрямую записать электрическую активность этих нейронов. Этот тип «электрофизиологического» опыта записи является очень классическим в области нейробиологии и состоит из имплантации электрода в нейрон для измерения электрической активности. Срединные остистые нейроны, которые находятся в области мозга, называемой стриатум, представляют собой одну из основных популяций нейронов, которые благодаря имеющемуся у них дофаминовому «рецептору» способны транслировать изменения в высвобождении допамин в сложное поведение у животных. Независимо от того, «ex vivo», на срезе мозга, содержащем эти нейроны, оставались активными, или «in vivo» с использованием метода визуализации для визуализации активности этих нейронов у свободного животного, мы наблюдали что добавление липидов снижало активность этих нейронов «отвечающих» на дофамин.
Этот первый результат подтвердил нашу идею, и поэтому мы предположили, что триглицериды могут, как и дофамин, непосредственно участвовать в развитии реакции удовольствия и желания, связанной со стимулом. Эта концепция определяется термином «арматура». Положительный энхансер (например, первая порция шоколада у детей) - это стимул, который благодаря выделению допамина, который он вызывает, будет восприниматься как приятный, приятный и воспроизводиться как можно быстрее.
Чтобы проверить, могут ли триглицериды воздействовать на мозг как положительные энхансеры, мы использовали тест поведения предпочтения места. Под этим сложным названием тест довольно прост. Мышь помещается в коробку, содержащую два совершенно разных отделения, которые животное может свободно исследовать. Два отсека имеют различный внешний вид (например, синий и зеленый), что позволяет мыши идеально их различать. В течение нескольких сеансов мышь получит небольшое количество липида к мозгу в одном отделении (синий) и физиологический раствор в другом отделении (зеленый).
В день теста мышь отпускают в середине отсеков с возможностью идти туда, куда она предпочитает. Если животное устремляется к синему отделу, который был связан с небольшим количеством липида к мозгу, это будет свидетельствовать о том, что этот опыт был воспринят как приятный и что животное хотело бы воспроизвести его. Это именно то, что мы наблюдали, и мы пришли к выводу, что триглицериды, когда они достигают мозга, могут поэтому действовать как положительный усилитель: приятный химический сигнал и воспроизводить, если это возможно. На уровне возможного механизма действия этих липидов на эти нейроны мы смогли продемонстрировать, что фермент липопротеинлипаза, присутствующий на поверхности нейронов, которые отвечают на дофамин, был очень важен. Действительно, когда мы используем генетическое устройство, чтобы «удалить» этот фермент только с этих нейронов, мы можем видеть, что у мыши теперь есть поведение, которое, с одной стороны, свидетельствует о нарушении активности этих нейронов ». дофамин ", а с другой стороны изменение в желании получить
Подобные результаты у животных и людей
Эти результаты были получены на грызуне, который является моделью, позволяющей более точно изучить некоторые клеточные и молекулярные механизмы. Однако, как и в случае с сахаром или белками, увеличение содержания липидов в крови после еды является очень консервативным физиологическим явлением, которое встречается у людей, как и у мышей. Итак, мы хотели посмотреть, может ли явление, которое мы наблюдали у наших мышей, иметь эквивалент у людей.
В этом эксперименте мы использовали функциональную визуализацию мозга (в сотрудничестве с нашими американскими коллегами из Йельского университета), технологию, которая позволяет нам визуализировать у людей изменения в активности в определенных областях мозга. Мы проверяли, как мозг реагирует на запах пищи (в данном случае это клубничное или шоколадное печенье), независимо от того, постимся ли мы или сразу после еды. Как и следовало ожидать, запах клубничного или шоколадного печенья, когда он голоден, вызывает активацию зон вознаграждения, и этот отклик уменьшается, когда вы только что поели. Посмотрев на параметры крови, которые непосредственно изменяются при приеме пищи (сахара, инсулин или триглицериды), мы обнаружили, что активность префронтальной коры (одна из областей цепи вознаграждения, которая делает связь между запахом пищи) его вкус и удовольствие, которое он вызывает, напрямую и конкретно связаны с увеличением количества триглицеридов, циркулирующих в крови после еды. Этот результат важен, поскольку он позволяет нам считать, что у людей, как и у триммера, циркулирующие триглицериды могут действовать «непосредственно» на участки мозга, участвующие в «награде», связанной с пищей.
Таким образом, в целом эта работа позволяет впервые подчеркнуть, что липиды, которые находятся в кровообращении после переваривания пищи, могут воздействовать непосредственно на нейроны системы вознаграждения дофамин »и тем самым модулировать компоненты желания и удовольствия, связанные с едой. В наших следующих исследованиях мы попытаемся понять, может ли этот механизм обнаружения липидов нейронами системы вознаграждения в определенных случаях оказаться недостаточным и привести к расстройствам аппетита или потере удовлетворения, связанным с приемом пищи. Действительно, концентрации циркулирующих триглицеридов варьируются в зависимости от приема пищи. Но когда эти приемы пищи являются слишком богатыми и слишком частыми или в условиях значительного избыточного веса (ожирение), уровни циркулирующего триглицерида остаются высокими, что в долгосрочной перспективе может нарушить их способ общения с нейронами системы вознаграждения.
Именно с учетом этого наше исследование предлагает новое понимание, которое потенциально объясняет, почему доступ к богатым продуктам и их потребление могут, нарушая систему поощрений, способствовать формированию компульсивного пищевого поведения и способствовать развитию. ожирение.
