饥饿激素与食物的无所不在

真的很难在这个国家旅行一英里而不会被暴露在试图吸引你吃的东西。广告牌,迷你博物馆和餐馆已经通过视觉提示饱和了我们的环境,提醒我们喂养的重要性。当在家里电视,收音机或互联网可能会有所帮助,如果有人忘记食物的必要性 - 特别是油炸,滴水或俗气。所有这些提醒背后的广告商都希望当您遇到它们时,您的胃将巧合泛滥下丘脑用ghrelin。

生长激素释放多肽是一种由肠道产生的激素。你可能听说过饥饿素的对应物:瘦素这是一种让大脑知道你已经吃饱了的激素。这一点很重要,通过观察导致瘦素无法产生的基因突变小鼠可以看出:

肥胖的老鼠

胃饥饿素的作用似乎与瘦素相反,它让你知道胃正在变空,是时候吃东西了。胃饥饿素水平在饭前最高,餐后最低。当在实验中,胃饥饿素水平升高在美国,人们比服用安慰剂的人吃得更多。

Ghrelin受体(和瘦素受体)特别普遍下丘脑但最近的一项神经成像实验表明,胃饥饿素可能对大脑有更广泛的影响。

本周发表在细胞新陈代谢描述了这一点使用功能磁共振成像(fMRI)来研究与胃饥饿素相关的大脑活动.参与者在观看食物和非食物图像时进行扫描。一些受试者在功能磁共振成像前接受了胃饥饿素的注射。

注射胃饥饿素导致大脑中与评估刺激的享乐价值相关的区域的激活增加。奖励中心“大脑,以及一个包括视觉和内存区域的大型网络。这些是一些相同的地区认为负责寻求药物和其他类型的上瘾行为。

因此,高水平的Ghrelin可以使我们的广告和食品可用环境成为一个危险的环境。但激素还可以代表一种治疗肥胖症的合理方法。提高针对Ghrelin的免疫应答的疫苗已被证明有效减轻体重增加在老鼠身上。它们在人类身上的使用目前正在研究中。

除非(如果)它们被发现是有效的,最好是试着忽略我们周围不断的“吃,吃,吃”的敦促。

有苦必有甜

人和许多其他动物一样,都偏爱甜食。这是温和的说法,因为我们对含糖食物的喜爱极大地影响了我们的文化、经济和健康。甚至我们的词汇也受到了对糖的喜爱的影响,因为在英语和其他语言中,“sweet”这个词本身就有积极的含义(例如la dolce vita)。

但是,我们对甜蜜的偏爱是有代价的,正如一个全世界肥胖患病率超过3亿.肥胖不是,如有时暗示的那样,突然出现在过去五十年内的条件。然而,肥胖率不断增长以惊人的速度,并已经几十年了。这导致了与肥胖相关的疾病相似的增加,如2型糖尿病高血压, 和心脏病

为什么进化会让我们偏好甜食,当这些非常相同的食物时,让我们胖和不健康?部分答案可能位于我们的进化祖先生活的环境没有64盎司。喷泉苏打水,糖霜覆盖的甜甜圈和糖果过道。在他们的猎人会员社团中,食物更加稀缺,所以虽然我们花了我们的日子数量,但他们花了他们的搜索。甜食食品通常是高热量含量的指示。他们也是通常无毒,使它们对原始食品采集者倍增。因此,对它们的偏好是一次自适应,并且可能是一种进化的机制。在大部分性质中,通过广泛的偏袒偏袒地增强了这一假设。

一种杜克大学医学中心的一组研究人员进行了一项研究然而,呼吁质疑一个人对高糖食物的敏捷是基于品尝他们甜味的能力。该组织遗传设计了一系列小鼠,缺乏品尝甜味的能力。然后它们将小鼠暴露于含糖水和含有蔗糖的水,甜酸甜味剂。“甜盲”小鼠展示了对实际糖水的偏好。偏好似乎不是基于甜味,而是卡路里的内容。

这仍然符合一种观点,即对高热量食物的偏好是一种适应特征,但如果没有品尝甜味作为水的卡路里含量指标的能力,老鼠如何知道喝哪种水呢?研究人员检查了老鼠的大脑,发现它们的奖励系统是由水的热量水平激活的,与味道无关。高热量的糖水升高了多巴胺水平和受刺激的神经元伏隔核,大脑的一个区域认为是加强有益经验的价值的一体化。

这种奖励系统的激活似乎与快乐的享乐方面是分离的。甜味盲鼠对高热量水的亲和性可能代表了奖赏系统中代谢意识的参与。这意味着大脑对“奖励”的理解比我们通常认为的“奖励”一词更深的生物学层次。它也进一步表明了奖赏系统的享乐和强化方面的分离(见之前关于多巴胺的文章).

这一发现可能对帮助抗击肥胖流行病具有现实意义。如果高卡路里的食物本身就令人满意,这也许可以解释为什么我们的国家对含有高热量添加剂的食物上瘾,比如高果糖玉米糖浆.减少这些添加剂的流行可能会降低它们所含食品的价值,从而减少消费。

当务之急是尽快采取措施控制不断上升的肥胖率。我们的体重倾向可能部分是由于一种曾经的进化适应特性,在我们的现代环境中变得不适应。因此,我们做出调整的困难说明了遗传和进化的力量。但它也应该提醒我们,进化可能正在产生强大的影响。如果是这样的话,快餐、小型超市、数十亿美元的广告,以及一个可能过于自满而不注意后果的社会,都在帮助它。

多巴胺的多面性

多巴胺的历史充满了实验的惊喜和范式的偏移。在发现后多年来,它被认为是多巴胺在大脑中的作用是在合成中去甲肾上腺素它是在酶的帮助下由多巴胺制成的多巴胺B-羟化酶.然而,大约在20世纪中叶,人们开始认识到它本身具有重要的生理效应,到20世纪60年代中期,人们发现低水平的皮质醇与帕金森病.对多巴胺的持续研究使我们认识到它是一种神经递质,有自己的受体和通路,它对大脑活动的影响是深远的。

当多巴胺传递和奖励体验(如饮食、性、药物)之间的联系建立起来时,许多人就理所当然地假设多巴胺是我们的主观愉悦体验的罪魁祸首。这可能是多巴胺达到其明星地位的高度,因为它开始获得媒体的关注,作为“快乐发射机“。它的作用很容易被一名急于发现他们有说服力的冲动背后潜在的巧克力,追求一夜情,或沉迷于娱乐药物使用的人的作用。

当研究人员开始注意到多巴胺没有完全愉快地相关时,科学最终陷入炒作.一件事,燕恩反应即使在使用多巴胺拮抗剂后也能维持吗(抑制多巴胺的作用)。此外,多巴胺传递似乎是在玩家享受奖励时发生的,但并不总是在此期间发生。例如,多巴胺能神经元可能会在一个人拿起一块巧克力时被激活,但不是在它还在他们嘴里的时候,这表明更多的是预期作用,而不是享乐作用。

最终表明多巴胺的作用不足以经历乐趣而是在外部刺激和有益体验之间建立联系。在这种情况下,多巴胺可以作为一种强化物,促进联想学习,允许有机体记住那些在过去被证明是有益的刺激,属性的重要性,或突出,给他们。多巴胺可能与“想要”快乐的东西有关,但不一定与“喜欢”它们有关。

那么是什么导致了快乐呢?Leknes和Tracey,在四月的神经系统科学自然评论,总结愉悦的神经生物学基础的当前观点和痛苦。根据这种观点,多巴胺负责在内源时寻求奖励所需的动机阿片样物质系统负责我们的主观快乐体验。“想要”需要多巴胺,而“喜欢”则需要阿片类物质。

这两种物质在奖励和痛苦经验的综合模型中互动,称为动机决策模型。根据这一范式,行动伴随着主要基于1)的无意识决策过程稳态2)环境中的威胁;3)奖励的可获得性。在动机-决策模型中,生存的重要性与可能的疼痛相权衡,然后决定是否追求刺激。阿片类药物不仅涉及到奖励的体验,还涉及到抑制疼痛以实现奖励(如果它被认为足够有价值的话)。

因此,多巴胺同时提请注意奖励和提示阿片类药物释放以允许采购它。获得奖励还导致阿片类药物作为一种乐趣的基材。似乎这两种神经递质系统具有复杂的互动,可能是我们的快乐经验,我们的动机来获得它,以及承受一些痛苦以实现它的能力。

多巴胺甚至可能在帮助我们记住厌恶刺激方面具有作用,尽管这仍然是为了辩论。纹状体在暴露于厌血刺激期间,已发现多巴胺神经元抑制低于基线水平。然而,目前尚不清楚多巴胺在疼痛处理中的作用涉及对疼痛或痛苦学习的看法。

阿片类药物和多巴胺能系统密切相关,但尚未完全理解哪个地区介导疼痛和快乐反应。整体系统似乎包括伏隔核(NAc),Pallidum., 和Amygdala..这三个区域都被证明在处理奖励和/或疼痛时是活跃的。

虽然多巴胺的历史尚未完成,但其作用基本上从卑熟的前体生长到去甲肾上腺素到其中一个主要的神经递质,这些主要神经递质参与疼痛和快乐的经验,我们发现远离我们对生命的理解不可分割的经验。对该系统的更深入理解将对成瘾等地区具有很大的影响。它还可能证明有益于治疗抑郁症或慢性疼痛等疾病,在那里持续的痛苦导致患有愉悦的能力减少。而且,它可能会揭示多巴胺在大脑的活动中成为一个极其多样化的部分,从神经递质前体的一个远远哭泣,甚至是大脑的“愉快发射机”。

Leknes,S.,Tracey,I.(2008)。痛苦和愉快的常见神经学。自然评论神经科学,9(4),314-320。DOI:10.1038 / nrn2333

纹状体被发现与老鼠成瘾有关

一组特定的大脑结构,通常被称为奖励系统,长期以来被科学家认为对成瘾有重要作用。奖励系统的结构是相关的,因为它们都是主要的组成部分多巴胺网络,介性多巴胺系统。来自的多巴胺神经元腹侧被盖区(vta),中脑中的核,并项目伏隔核(NAC)被认为是瘾的最大部分。NAC是的一部分纹章,一个解剖区域,从它的白色和灰色物质的组合获得其名称,其给它带来条纹或横向的外观。

大卫·贝林和巴里·埃弗里特剑桥大学一直在大鼠研究这个系统。他们的目标是阐明导致药物早期经验的机制转变成瘾的强迫药物行为。以前的研究研究表明,当对药物寻求的行为控制从腹侧纹状体转移到背侧纹状体时,成瘾就发生了。

Belin和Everitt教授一群老鼠以按下杠杆接收可卡因。当他们的行为变得强迫时,研究人员在两个纹纹版之间切断了联系。这导致强迫行为减少。在第二个实验中,研究人员仍然可以培训与断开连接的大鼠,以便推动杠杆以获得奖励。似乎断开连接仅影响与成瘾相关的强制性。被切断的纹状体扰乱了贝林和常常感觉的主要系多巴胺传播,对成瘾是必不可少的。

毒品,爱和战争:大脑都一样?

当然,在很多方面,大脑处理毒品、爱情和暴力的方式截然不同。然而,研究人员已经意识到,爱情和药物在大脑处理它们的方式上也有许多相似之处。一种叫做多巴胺的神经递质被发现是参与这一过程所必需的寻求药物love-seeking行为。事实上,它在几乎每一个经验都涉及奖励,例如爱情,毒品,饮食和性别。这引起了大脑的原代多巴胺能系统,叶椰药多巴胺途径(以及其他伴随结构以及其他伴随结构)被称为奖励系统的大脑。最初人们认为,这个系统肯定是负责的欣快效果,一个人在吸毒或经历浪漫爱情。然而,后来的实验表明,多巴胺更有可能是加强作用所必需的——帮助大脑记住哪些经历是值得的,以及为了促进这些经历的再次发生而在环境中寻找什么线索。例如,一个曾经吸烟的人可能从一个路人那里闻到烟味,就想抽烟。这种联想记忆体验可能是由多巴胺引起的。

现在,研究人员首次发现了多巴胺和攻击性之间的直接联系。我们中的许多人在观看拳击比赛或曲棍球比赛时都感受到了能量的激增,有些人甚至在克服这种“原始”情绪时感到尴尬。玛丽亚CouppisVanderbilt大学的其他研究人员对小鼠进行了实验,以进一步探索这种暴力相关的欣快感。在实验中,将雄性和雌性小鼠保持在笼子里,并在单独的笼中保持其他几只小鼠。除去雌性小鼠并用一个入侵小鼠替换,取代了“家”男性小鼠的侵略性反应。返回雌性老鼠并移除入侵者。然后训练了家用老鼠以推动目标,以便将入侵者鼠标放回笼子,当它再次对其进行行为时。小鼠不断推动目标的事实表明,有机会参与侵略性的防御可能是奖励鼠标。然后用多巴胺拮抗剂处理小鼠,其阻断多巴胺的活性。这显着降低了鼠标的目标推动行为。用多种不同的小鼠重复该实验,并且环境变化,结果相似。

这个实验首次证明了暴力和其他寻求奖励行为之间的明显相似性。为什么我们的大脑会把暴力和性归为一类?对于任何奖励行为的共识是,为了让它成为我们奖励系统的一部分,追求这种类型的行为必然具有进化优势。例如,吃的进化优势是显而易见的(这是生存的必要条件),所以我们应该进化到吃对我们来说是快乐的。性也是如此。没有它,我们就无法实现繁殖的进化目标,所以它应该是我们想要追求的东西。攻击性有它自己的进化优势。对我们的祖先来说,为了保护后代、配偶、领地和食物,这是必要的。所以,也许我们许多人对暴力的迷恋来自于一个进化的大脑系统,在那个时候,攻击性是生存的必要组成部分。然而,值得一提的是,仅仅因为暴力可能是我们过去进化过程中的自然组成部分,并不意味着它在今天的环境或行为中仍然占有一席之地。