Πώς οι χαμηλές θερμοκρασίες αυξάνουν την όρεξη – νέα ανακάλυψη μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένες θεραπείες απώλειας βάρους

Επιστήμονες από το Scripps Research έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για νέες θεραπείες απώλειας βάρους και μεταβολικής υγείας.

Όταν εκτίθενται σε χαμηλές θερμοκρασίες, τα θηλαστικά καίνε ενστικτωδώς περισσότερη ενέργεια για να διατηρήσουν τη θερμοκρασία του σώματός τους σταθερή. Αυτή η αύξηση στη χρήση ενέργειας οδηγεί σε αυξημένη όρεξη και σίτιση, αν και ο συγκεκριμένος μηχανισμός που το ελέγχει είναι άγνωστος.

Οι νευροεπιστήμονες της Scripps Research έχουν τώρα εντοπίσει τα κυκλώματα του εγκεφάλου που ευθύνονται για την αυξημένη όρεξη κατά τη διάρκεια χαμηλών θερμοκρασιών.

Στη νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό φύσηΟι ερευνητές εντόπισαν μια ομάδα νευρώνων που λειτουργούν ως «διακόπτης» σε αυτή τη συμπεριφορά που σχετίζεται με το κρύο και την αναζήτηση τροφής σε ποντίκια. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιθανές θεραπείες για τη μεταβολική υγεία και την απώλεια βάρους.

«Αυτός είναι ένας θεμελιώδης προσαρμοστικός μηχανισμός στα θηλαστικά και η στόχευσή του με μελλοντικές θεραπείες μπορεί να επιτρέψει την ενίσχυση των μεταβολικών οφελών του κρυολογήματος ή άλλων μορφών καύσης λίπους», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Li Yi, Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής και Abide-Vividion. Έδρα Χημείας και Χημικής Βιολογίας στο Scripps Research.

Ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης ήταν ο μεταδιδακτορικός ερευνητής του Ye Lab Neeraj Lal, Ph.D.

Επειδή η έκθεση στο κρύο προάγει την καύση ενέργειας για να παραμείνει ζεστή, η βύθιση σε κρύο νερό και άλλες μορφές «κρύας θεραπείας» έχουν διερευνηθεί ως τρόποι απώλειας βάρους και βελτίωσης της μεταβολικής υγείας. Ένα μειονέκτημα των θεραπειών για το κρύο είναι ότι οι εξελιγμένες αντιδράσεις των ανθρώπων στο κρύο δεν έχουν σχεδιαστεί για να προκαλούν απώλεια βάρους (ένα αποτέλεσμα που θα ήταν θανατηφόρο σε συχνές περιόδους έλλειψης τροφής στην προ-μοντέρνα εποχή). Το κρύο, όπως η δίαιτα και η άσκηση, αυξάνει την όρεξη για να εξουδετερώσει οποιοδήποτε αποτέλεσμα απώλειας βάρους. Στη μελέτη, ο Ye και η ομάδα του ξεκίνησαν να εντοπίσουν τα κυκλώματα του εγκεφάλου που μεσολαβούν στην αύξηση της όρεξης που προκαλείται από το κρύο.

Οι νευρώνες στον πυρήνα Xiphoid ενεργοποιούνται από το κρύο (πράσινο). Ένα υποσύνολο αυτής της ομάδας (κόκκινο) ενθαρρύνει το ζώο να τρώει περισσότερο στο κρύο. Credit: Scripps Research

Μία από τις πρώτες τους παρατηρήσεις ήταν ότι με την έναρξη των χαμηλών θερμοκρασιών (από 73°F έως 39°F), τα ποντίκια αύξησαν την αναζήτηση τροφής μόνο μετά από καθυστέρηση περίπου έξι ωρών, υποδηλώνοντας ότι αυτή η αλλαγή συμπεριφοράς δεν είναι απλώς ένα άμεσο αποτέλεσμα της αίσθησης κρύο.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές που ονομάζονται σάρωση ολόκληρου του εγκεφάλου και μικροσκοπία φωτός, οι ερευνητές συνέκριναν τη νευρωνική δραστηριότητα σε όλο τον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια κρύων και θερμών συνθηκών. Σύντομα έκαναν μια βασική παρατήρηση: Ενώ η περισσότερη νευρωνική δραστηριότητα στον εγκέφαλο ήταν πολύ χαμηλότερη στο κρύο, τμήματα μιας περιοχής που ονομάζεται θάλαμος παρουσίαζαν υψηλότερη δραστηριότητα.

Τελικά, η ομάδα εστίασε σε μια συγκεκριμένη ομάδα νευρώνων που ονομάζεται xiphoid πυρήνας του μεσοθάλαμου, δείχνοντας ότι η δραστηριότητα σε αυτούς τους νευρώνες αυξήθηκε κάτω από ψυχρές συνθήκες πριν τα ποντίκια μετακινηθούν από το κρύο τους για να αναζητήσουν τροφή. Όταν η τροφή ήταν λιγότερο διαθέσιμη κατά την έναρξη του κρύου, η αυξημένη δραστηριότητα στον πυρήνα του xiphoid ήταν μεγαλύτερη, υποδηλώνοντας ότι αυτοί οι νευρώνες ανταποκρίνονταν στην ανεπάρκεια ενέργειας που προκλήθηκε από το κρύο παρά στο ίδιο το κρύο.

Όταν οι ερευνητές ενεργοποίησαν τεχνητά αυτούς τους νευρώνες, τα ποντίκια αύξησαν την αναζήτηση τροφής, αλλά όχι τις άλλες δραστηριότητές τους. Ομοίως, όταν η ομάδα ανέστειλε τη δραστηριότητα αυτών των νευρώνων, τα ποντίκια μείωσαν την αναζήτηση τροφής. Αυτά τα φαινόμενα εμφανίστηκαν μόνο σε κρύες συνθήκες, πράγμα που σημαίνει ότι οι χαμηλές θερμοκρασίες παρέχουν ένα ξεχωριστό σήμα που πρέπει επίσης να υπάρχει για να συμβούν αλλαγές στην όρεξη.

Στο τελευταίο σετ πειραμάτων, η ομάδα έδειξε ότι αυτοί οι νευρώνες του πυρήνα xiphoid προβάλλουν σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται επικλινής πυρήνας, μια περιοχή γνωστή από καιρό για τον ρόλο της στην ενσωμάτωση σημάτων ανταμοιβής και αποστροφής για την καθοδήγηση της συμπεριφοράς, συμπεριλαμβανομένης της συμπεριφοράς διατροφής.

Τελικά, αυτά τα ευρήματα μπορεί να έχουν κλινική σημασία, λέει ο Yee, επειδή προτείνουν τη δυνατότητα πρόληψης της συνήθους αύξησης της όρεξης που προκαλείται από το κρύο, επιτρέποντας σχετικά απλά σχήματα έκθεσης στο κρύο να διεγείρουν την απώλεια βάρους πιο αποτελεσματικά.

«Ένας από τους κύριους στόχους μας τώρα είναι να καταλάβουμε πώς να αποσυνδέσουμε την αυξημένη όρεξη από την αυξημένη ενεργειακή δαπάνη», λέει. «Θέλουμε επίσης να μάθουμε αν ο μηχανισμός της αυξημένης όρεξης που προκαλείται από το κρύο είναι μέρος ενός ευρύτερου μηχανισμού που χρησιμοποιεί το σώμα για να αντισταθμίσει την επιπλέον ενεργειακή δαπάνη, για παράδειγμα μετά την άσκηση».

Παραπομπή: «Ο πυρήνας xiphoid του θαλάμου στη μέση γραμμή ελέγχει την ψυχροεπαγόμενη τροφή» Από Neeraj K. Lal, Phuong Le, Samarth Aggarwal, Alan Zhang, Kristina Wang, Tianbo Qi, Zhengyuan Pang, Dong Yang, Victoria Nudell, Gene W Yeo. , Αλέξανδρος Σ. Banks and Lee Yee, 16 Αυγούστου 2023, φύση.
doi: 10.1038/s41586-023-06430-9