Hur feta dieter hindrar hjärnan från att säga nej till mat
Människor med fetma har ofta svårigheter när det gäller att reglera sina matvanor, eftersom deras kroppar inte längre vet när de är och inte är hungriga. Forskare frågar varför detta händer.
Hur vet vi när man ska äta och när man ska sluta äta? Enkelt: vi känner oss hungriga, så vi vet att det är dags för en måltid.
När vi känner oss metta vet vi att det är dags att lägga ner besticket och fortsätta med vår dag.
Dessa tillstånd av hunger och mättnad uppstår på grund av hjärnans förmåga att "avkoda" signalerna från två viktiga hormoner: det så kallade "hungerhormonet", ghrelin och "energiförbrukningshormonet", leptin, som frigörs när det är dags att sluta äta och börja bränna kalorierna.
Fetma, påpekar forskare, kännetecknas ofta av leptinresistens, vilket innebär att kroppen inte kan "läsa" signalerna från hormonet som vanligtvis begränsar aptiten.
Vad som förblir oklart är hur leptinresistens utvecklas och vilka element i leptin-hjärnkretsarna påverkas.
En ny studie från University of California, San Diego och ett antal internationella forskningsinstitutioner har avslöjat att dieter med högt fettinnehåll kan försämra hjärnans förmåga att ”känna” leptin, vilket leder till leptinresistens.
Forskarna har publicerat sina resultat i tidskriften Vetenskaplig translationell medicin.
Enzymet som skadar leptinreceptorer
"Vår hypotes", säger den första studieförfattaren Rafi Mazor, "var att ett enzym som bryter ner proteiner i aminosyror och polypeptider kan klyva membranreceptorer och leda till dysfunktionell aktivitet."
Det vill säga forskarna ville testa huruvida, i processen att metabolisera feta livsmedel, skapar kroppen en typ av molekyl som "skär av" leptinreceptorerna som finns på nervcellerna i hypotalamus, som är regionen i hjärnan som vanligtvis tar emot leptinsignalerna.
De testade denna hypotes i en musmodell av fetma där djuren regelbundet matades med en fettrik diet.
Ja, Mazor och kollegor fann att deras förutsättningar hade varit korrekta. Hjärnan hos möss som hade ätit en fet diet producerade ett proteas - en typ av enzym - kallad “metalloproteinase-2” (Mmp-2).
Aktiverad Mmp-2 skär sedan leptinreceptorerna som finns på membranet i neuronala celler i hypotalamus och försämrar därmed hjärnans förmåga att berätta när det är dags att sluta äta.
Forskarna kunde identifiera Mmp-2 och bekräfta dess inverkan på leptinreceptorer genom att bedöma proteasaktivitet i hjärnan hos möss med fetma. Genom att titta på svaret från leptinreceptorer märkte de att Mmp-2-aktivitet hindrade dem från att binda till leptin.
Dessutom observerade Mazor och team i laboratoriekulturer av hjärnceller med leptinreceptorer samma effekt: Mmp-2-exponering försämrade cellernas svar på hormonet.
Omvänt, när forskargruppen konstruerade en grupp möss för att inte producera Mmp-2, fick djuren inte mycket extra vikt - även när de åt en fet diet - och leptinreceptorerna i hjärnan förblev intakta.
”Ett nytt studieområde för metabolisk sjukdom”
Genom att observera denna mekanism i spel har forskarna också börjat utveckla en strategi som de hoppas skulle kunna blockera den. Därför frågar de om användning av Mmp-2-hämmare kan motverka leptinresistens och hjälpa individer att tappa extra vikt.
"När du blockerar proteaset som leder till att receptorerna inte signalerar kan du behandla frågan", tror studiens medförfattare professor Geert Schmid-Schönbein.
Forskarna syftar till att så småningom själva utveckla en sådan hämmare; under tiden planerar de att genomföra en studie med mänskliga deltagare för att verifiera om samma leptinblockerande mekanism gäller.
"I framtiden", tillägger Mazor, "kommer vi att försöka ta reda på varför proteaser aktiveras, vad som aktiverar dem, och hur man kan stoppa det," och tillägger, "Det finns fortfarande mycket arbete att göra för att bättre förstå receptorklyvning och förlusten av cellfunktion när man är på en fettrik diet. ”
”Vi öppnade ett nytt fält för metabolisk sjukdom. Vi måste fråga vilka andra vägar, förutom leptin och dess receptorer, som genomgår en liknande destruktiv process och vilka konsekvenser det kan få. ”
Rafi Mazor
