Голодный_мозг_Как_перехитрить_инстинкты. Стефан Дж. Гийанэй Голодный мозг. Как перехитрить инстинкты, которые заставляют нас переедать
 Скачать 4.42 Mb.
|
|
7 Голодный нейрон 103 «Я начал стажировку в 1987 году, – вспоминает исследователь проблемы ожирения Майк Шварц годы работы в Вашингтонском университете. – И сразу же заразился идеей о том, что существует система контроля адипозности». Шварц стал частью команды, которая вела необычный исследовательский проект под руководством специалистов в области ожирения и диабета Дэна Порте и Стива Вудса. «Я работал над проектом, который выделялся на фоне общепринятых концепций об ожирении того времени», – рассказывает Шварц. – Считалось, что ожирением страдают люди, которые много едят. Если они смогут себя контролировать и меньше есть, то избавятся от своей проблемы». В то время только некоторые ученые признавали возможность естественного контроля адипозности, большинство не находили эту идею состоятельной. Когда Шварц начал свою исследовательскую деятельность, Лайбел и Фридман еще не открыли лептин, и в целом про липостат было известно очень мало. Шварц поставил цель доказать, что адипозность находится под биологическим контролем, и подвергнуть систему контроля терапевтическому воздействию. Шварц мог достичь намеченных целей, только изучив работу мозга и его систем. Исследование этого и многих других ученых пролили свет на принцип работы мозга по регулированию полноты тела. Они выяснили, каким изменениям подвергается липостатическая система в мозге человека, страдающего от ожирения, и почему некоторые люди склонны к перееданию и накапливанию лишнего жира. За три года до начала стажировки Шварца исследователь Сатья Карла обнаружила, что инъекция белка под названием нейропептид Y (NPY) в мозг крысы вызывает приступ переедания. Кроме того, ученые выяснили, что NPY производят нейроны дугообразного ядра, которое находится в гипоталамусе рядом с вентромедиальным ядром гипоталамуса, или центром сытости. Концентрация нейропептида Y возрастает после голодания, поэтому ученые предположили, что NPY отвечает за чувство голода (рис. 34). Эти сведения позволили Шварцу, Порте и Вудсу выдвинуть теорию о существовании в мозге некоего аппарата, который контролирует объем потребляемой пищи и состояние адипозности. 104 Рис. 34. Дугообразное ядро гипоталамуса. В то время в центре внимания Шварца был гормон инсулин, который играет важную роль в регуляции сахара и жира в крови. [113] Уровень инсулина в крови повышается, когда человек переедает и набирает лишний вес, и снижается, если человек недоедает и худеет. По этой причине Шварц стал рассматривать инсулин как сигнал, идущий в мозг, с целью запустить механизм регуляции адипозной ткани. Совместно с коллегами Шварц сумел доказать, что инъекция инсулина в мозг крысы уменьшает темп производства NPY в гипоталамусе и снижает аппетит. Тогда впервые ученым удалось нарисовать биологическую карту, ведущую от потребления пищи к гормону крови, затем – к мозгу и снова к потреблению пищи. Однако, по словам Шварца: «Мы знали, что дело не только в инсулине». Он и его коллеги хорошо были знакомы с результатами работы Коулмэна, который проводил опыты с парабиозом мышей с геном Жирдяя. Они понимали, что инсулином нельзя объяснить выводы Коулмэна. За этим стояло нечто большее. Когда Фридман опубликовал статью о гене ob, Шварц, Порте и Вудс сразу же поняли, что лептин как раз и является тем недостающим звеном, которое они пытались отыскать. «Нам казалось логичным подозревать, что лептин, как и инсулин, функционирует схожим образом, то есть угнетает деятельность нейронов, стимулирующих голод», – вспоминает Шварц. После четырех месяцев изнурительной работы и спустя тысячи использованных микроскопических слайд-планшетов подозрения ученых оправдались. Лептин снижает концентрацию «голодного» NPY. Таким образом, можно утверждать, что лептин контролирует объемы потребляемой пищи (отчасти) посредством снижения уровня концентрации NPY в головном мозге. Это открытие стало первым шагом на пути истинному пониманию работы липостата. Шварц отправил работу своей исследовательской группы в журнал Science – самое влиятельное периодическое издание в мире науки. «Я тогда только получил звание профессора и 105 приступил к серьезной исследовательской деятельности, – вспоминает Шварц. – Меня еще никто не знал, так что мне выпала хорошая возможность себя проявить». Через месяц после отправки работы в журнал он получил письмо от редактора Science, текст которого навсегда запечатался в памяти Шварца. «До нашего сведения дошло, что статья была принята для публикации в другом месте, что в значительной степени ставит под угрозу новизну вашего открытия». Группа конкурентов под руководством Марка Хеймана из фармацевтической компании EliLilly присвоила себе его открытие. Шварцу пришлось опубликовать новую версию статьи в журнале Diabetes, что тоже было неплохо, но, конечно, не настолько престижно, как в Science. Неудача возмутила ученых. «Мы знали, что впереди нас ждет еще много состязаний и почти из всех мы вышли победителями, так как на карту было поставлено все». Следом обрушилась настоящая информационная лавина. Шварц, Порте, Вудс, молодой ученый Рэнди Сили из лаборатории Вудса и несколько других конкурирующих между собой ученых начали публиковать данные своих исследований. Вскоре после исследования NPY Шварц опубликовал работу, где доказал, что гипоталамус, а конкретно дугообразное ядро, содержит высокую концентрацию лептиновых рецепторов. Кроме того, росло количество свидетельств о новой группе белков под названием меланокортины, которые выполняют функцию, обратную воздействию нейропептидов Y, или NPY. Инъекции меланокортинов в мозг грызунов способствовали снижению объемов потребляемой пищи. [114] Так же как и NPY, меланокортины содержатся в определенных нейронах в одном из участков дугообразного ядра. Нейроны получили название проопимеланокортин-нейрон (ПОМК-нейрон), или кортикотропинподобный иммунный пептид. Ученые из группы Шварца обнаружили, что уровень меланокортина регулируется лептином, который также регулирует уровень NPY, но только противоположным образом. С помощью меланокортина и NPY, содержащихся в мозге, лептин на клеточном уровне обеспечивает контроль над потреблением пищи и состоянием адипозности. Результаты этих исследований позволили сделать весьма очевидный вывод о работе лептина и его месте в липостатической системе: он выключает работу нейронов, вызывающих чувство голода, и включает нейроны, которые его подавляют. Когда уровень лептина снижается, «голодные» нейроны начинают активно работать, а «сытые» прекращают свою деятельность. В результате возникает сильная тяга к пище. Эта двухтактная система возникла очень давно и обладает огромной силой. Только действительно серьезные повреждения основных узлов системы могут нарушить порядок ее работы. Повреждение основных узлов системы – именно это сделали Гетерингтон и Рансон, когда физически повредили центр сытости в вентромедиальном ядре гипоталамуса. Об их опытах с крысами вы прочли в предыдущей главе. В ядре гипоталамуса располагаются нейроны, которые стимулируют работу ПОМК-нейронов. Когда исследователи их уничтожили, то ПОМК-нейроны стали работать менее активно и не могли подавить растущий аппетит крыс. Как показали эксперименты Гетерингтона и Рансона, эти нарушения в работе нейронов заставили крыс страшно переедать и полнеть до невероятных размеров. Но для достижения такого эффекта не обязательно причинять механические повреждения мозгу. Можно еще полностью удалить из организма лептин и, как мы с вами убедились на примерах, результаты будут точно такими же. Идеи Шварца о функции лептина выдержали проверку временем. Нейроны NPY и ПОМК до сих пор остаются главными героями истории переедания. Однако сегодня мы располагаем более точной информацией о работе всей системы. Например, нейроны NPY в дугообразном ядре секретируют не только NPY. Они производят как минимум еще две другие субстанции, которые стимулируют желание поесть. [115] Все стимулирующие аппетит субстанции находятся в синергетической связи и совокупно воздействуют на нижестоящие участки мозга. Ученые определили, что нейроны NPY являются колыбелью пищевого инстинкта. Если в мозге и существует «голодный нейрон», то это, без сомнения, нейрон NPY. [116] Нейробиолог Скотт Стернсон, научный сотрудник Национального института здоровья Джанелия, знает об этом не понаслышке. Команда ученых под его руководством впервые провели эксперимент по стимуляции нейронов NPY у бодрствующих здоровых мышей. [117] Когда исследователи оказывали воздействие на нейрон NPY, мыши принимались есть, и много. Я повторял этот эксперимент в своей лаборатории и результат меня действительно изумил. 106 Достаточно всего один раз повернуть выключатель – и животное, не помня себя, уже набивает рот всем подряд. Оно могло съесть в десять раз больше, чем обычно. Кроме того, ученым удалось выяснить, как именно нейрон NPY заставляет мышь искать и потреблять пищу – животное испытывает неприятные ощущения до тех пор, пока не начинает есть. [118] Мышам так же, как и людям, неприятно терпеть чувство голода. Болезненные ощущения пропадают, когда в рот попадает еда или, в случае Стренсона, когда прекращается стимуляция нейронов NPY. Таким образом, отсутствие неприятного чувства само по себе становится вознаграждением. Если мы дополним этой информацией те знания, которые получили в третьей главе, то обнаружим, что акт принятия пищи характеризуется двумя особенностями, которые взаимно подкрепляют друг друга: голодный нейрон успокаивается, и нейроны пищевого вознаграждения приходят в действие. Исследователь из Вашингтонского университета Ричард Пальмитер, имя которого уже появлялось на страницах этой книги, наконец достал туз из рукава. Пальмитер может уничтожить практически любую популяцию нейронов, при этом он имеет возможность воздействовать на необходимую область с высокой точностью, чтобы не причинить вреда соседним нейронам. [119] Когда он воспользовался своим умением, чтобы истребить нейроны NPY у мышей, страдающих ожирением, то заметил, что аппетит животных пришел в норму, они начали худеть и в конечном итоге стали выглядеть так же, как другие здоровые мыши. «Мне удалось скорректировать все главные симптомы», – сообщил Пальмитер. Можно говорить о том, что основной причиной, которая побуждала животных с генетической предрасположенностью к ожирению чрезмерно потреблять пищу, была гиперактивация нейронов NPY. Организм мышей не производил лептин, который мог бы контролировать секрецию NPY и других субстанций. Стоило ученому избавиться от NPY-нейронов, как мыши похудели даже без лептина. Отсюда можно сделать еще более общий вывод: голод, одержимость едой и другие физиологические и психологические нарушения, с которыми вынуждены бороться люди, сидящие на диете, голодающие или родившиеся без лептина, возникают на фоне работы гиперактивных NPY-нейронов. Их популяция настолько мала, что может уместиться на кончике иголки. После этих открытий исследователи взялись за изучение систем мозга, отвечающих за регуляцию аппетита и адипозноть. Результаты их работы крайне обширны и разнообразны, сейчас я не стану рассказать о них подробно. Но в общих чертах могу сказать, что были найдены и другие гормоны и нейроны, которые оказывают свое влияние на работу этих систем головного мозга. На самом деле этой информации достаточно для того, чтобы разобраться в основах работы липостата. Представьте себе песочные часы, в узкой части которых располагаются NPY- и ПОМК-нейроны (рис. 35). В верхнюю часть песочных часов поступают сигналы, которые сообщают мозгу о текущем уровне энергии в теле. Среди них есть лептин и инсулин. NPY- и ПОМК-нейроны конвергируют разносторонние сигналы, и на основании полученных данных активность нейронов изменяется. В основании песочных часов находятся продукты NPY и ПОМК-нейронов, то есть ответные реакции, которыми пользуется мозг, чтобы управлять энергетическими запасами тела. То есть регулировать голод, пищевое вознаграждение, скорость обмена веществ и степень физической активности. 107 Рис. 35. Регуляция адипозности нейронами дугообразного ядра головного мозга. Вверху – входящие сигналы, которые воспринимают NPY- и ПОМК-нейроны. Внизу выходной сигнал NPY- и ПОМК-нейронов. Как показано на изображении, NPY- и ПОМК-нейроны взаимодействуют. В момент активации NPY ингибирует ПОМК, и вместе они прекращают работу механизма насыщения. Насколько нам известно, NPY- и ПОМК-нейроны являются самыми важными точками конвергенции, где входящие сигналы регуляции адипозности превращаются в выходные сигналы мозга. Поэтому они привлекли к себе повышенное внимание целого сообщества исследователей. Многие ученые, среди которых Стернсон, Пальмитер и Брэд Лоуэлл, нейробиолог из Гарвардской медицинской школы, занимаются расшифровкой входящий и выходных сигналов NPY- и ПОМК-нейронов. Надо сказать, что они успели добиться значительного прогресса. «Возможность идентифицировать отдельные нейроны и затем отображать нейронные сети позволит поднять нашу научную отрасль на новый уровень», – считает Шварц. В широком смысле мы уже вышли на тот новый уровень, о котором говорит Шварц. Нам удалось вылечить от ожирения бесчисленное количество грызунов. Сегодня мы имеем возможность извлечь гены любого биологического вида и преобразовать их так, как нам захочется. Затем ввести новые гены в геном мыши, чтобы они проявились в определенной популяции клеток мозга. Измененные клетки можно использовать для регуляции пищевого поведения, адипозности и многих других функций организма. Мы можем активировать, заглушить или истребить популяцию нейронов в мозге мыши, очень точно воздействуя на определенную область. Мышь буквально превращается в марионетку ученых. Они могут контролировать объем потребляемой пищи и адипозность животного. Современная 108 нейробиология оперирует такими понятиями, которые несколько десятилетий назад казались чистой научной фантастикой. Исходя из результатов исследований Мора, Лайбела, Фридмана, О’Райли, Фаруки и других ученых мы знаем, что нейронные сети, которые контролируют пищевое поведение и адипозность у человека, схожи с теми, которые выполняют эти функции в мозге грызунов. Со временем, я уверен, мы сможем адаптировать все вышеописанные процессы для человеческого мозга. Так что же удерживает нас от лечения ожирения? Только одно: этика. Сегодня технически возможно модифицировать организм человека на генетическом уровне и, возможно, даже напрямую воздействовать на нейронные сети, которые контролируют пищевое поведение, но эти манипуляции невыполнимы с точки зрения этики. И на это есть и более веские причины, например недостаточно изученные последствия и безопасность подобных процедур. Но наше общество считает этически приемлемым использование лекарственных средств, которые воздействуют на области мозга, отвечающие за пищевые инстинкты. Ученые создали множество медицинских препаратов для похудения, которые вмешиваются в работу мозга. К сожалению, лекарства – это очень ненадежный метод. Они едва ли могут оказывать должное влияние на работу такого сложного органа, как мозг. Когда мы выпиваем таблетку или делаем инъекцию, то мозг полностью погружается в активные компоненты лекарственного средства: все 86 миллиардов нейронов, триллионы связей между ними и бесчисленное множество операций, которые они контролируют, попадают под действие лекарства. Также следует принять во внимание, что химические сигналы, которые контролируют пищевое поведение и адипозность, используются в других отделах мозга и тела для выполнения иных задач. В этой связи очень сложно воздействовать на определенную нейронную сеть и не нанести сопутствующий ущерб другим частям организма. Представьте, что вы забиваете в стену гвоздь кувалдой. Гвоздь забить получится, но в стене останутся огромные вмятины. Таким же образом действие большинства лекарств для похудения сопровождается неприемлемыми побочными эффектами, как, например, опасные психологические нарушения, которые вызывает препарат римонабант (так называемая «реверсивная» марихуана). На сегодняшний день существует очень мало лекарств, которые обладают приемлемыми побочными эффектами. Но и они не настолько хорошо решают проблему ожирения, как нам того бы хотелось. Но поиски продолжаются и есть надежда на счастливый прорыв. Очень вероятно, что новые знания однажды помогут нам создать хороший препарат. Шварц считает, что современные научные открытия помогли ему добиться одной из своих целей: повышение уровня осведомленности общественности о функциях энергетического гомеостаза. Некоторые ученые и даже врачи до сих пор сомневаются, что аппетит и полноту тела контролируют бессознательные системы мозга. Шварц надеется, что благодаря дальнейшему изучению липостата он сможет достичь второй своей цели, а именно вылечить ожирение у людей и предотвратить его появление в дальнейшем. Мне кажется, что его цель уже близка. Но, по словам Шварца, он «думал, что этот момент уже наступил, когда ученые обнаружили NPY». Мы знаем многое о работе липостата при нормальных условиях, но не можем сказать, какие изменения происходят в мозгу человека, страдающего ожирением, когда его организм начинает защищать высокий уровень адипозности. Также неизвестно, каким образом можно запустить обратный процесс и вернуть организму нормальное состояние. Чтобы сдвинуться с места, наша научная отрасль нуждается в ином походе. Страшные выводы Лисио Веллозу, бразильский исследователь проблем ожирения из Университета Кампинаса, решил изучить изменения головного мозга, которые лежат в основе развития ожирения. В начале 2000-х годов он взялся за проблему с иной точки зрения, которая не основывалась на уже имеющихся теориях о работе мозга в этом направлении. Он применил технологию РНК-микрочипов, с помощью которой ученые изучают активные и неактивные гены, а также степень интенсивности их работы. Глядя на карту экспрессии генов, мы можем глубоко заглянуть во внутренние процессы, протекающие в клетках и до некоторой степени понять, что с ней происходит в данный момент. 109 Веллозу искал ответ на один простой вопрос: «Что делают клетки гипоталамуса, когда животное начинает обрастать лишним жиром?» Чтобы ответить на него, он использовал РНК-микрочип. Он сравнил экспрессию генов в гипоталамусе худой крысы и крысы, страдавшей от ожирения в результате перекармливания. Когда команда Веллозу сравнила показатели чипов, их удивила интересная тенденция – большинство генов, которые проявляли активность у крыс с ожирением, относились к иммунной системе. Если сказать точнее, к иммунной реакции, которая отвечает за воспалительный процесс. В своей работе 2005 года Веллозу доказывает, почему это было ожидаемо. Ранние исследования уже подтвердили возникновение хронического воспаления при инсулинорезистентности – нарушению, при котором печень и мышцы не могут взаимодействовать с инсулином, который регулирует уровень сахара в крови. Данный симптом повышает риск развития диабета. Небезосновательным будет предположение о том, что воспалительный процесс в гипоталамусе может привести к резистентности к лептину и инсулину, изменению настроек адипозности и развитию ожирения. Чтобы проверить свою теорию, Веллозу и его помощники заблокировали основные пути распространения воспалительных процессов в мозге у крыс с ожирением. [120] Они посчитали возможным, что воспаление гипоталамуса может приводить к ожирению. Таким образом, блокировка воспалительного процесса должна привести к уменьшению объемов потребляемой пищи и снижению веса. Все получилось так, как и предполагали исследователи. После открытия Веллозу несколько ученых провели свои исследования и подтвердили, что воспаление в гипоталамусе блокирует сигналы лептина, из-за чего развивается резистентность к лептину и чрезмерная полнота. [121] Но воспаление – это не единственная неприятность, которая происходит в мозге ожиревших грызунов. В 2012 году я и мои коллеги Джош Талер и Майк Шварц опубликовали исследование, в рамках которого подробно изучили клеточные изменения в гипоталамусе в период развития ожирения. [122] Большая часть нашей работы была посвящена клеткам двух типов: астроцитам и микроглии. Нейроны – это клетки, которые занимаются обработкой и передачей информации, а астроциты и микроглия оказывают поддержку хрупким нейронам и следят за их комфортом. Они защищают их от угроз, помогают восстанавливаться, дают энергию и наводят чистоту. [123] При повреждениях мозга эти клетки начинают работать с утроенной силой. Они увеличиваются в размере и численности, чтобы побороть противника и способствовать процессу восстановления. «Любые повреждения мозга, в том числе травмы, инсульты, нейродегенеративные заболевания и даже инфекции вызывают активность этих клеток», – объясняет Талер. В здоровом мозге клетки астроцитов не обладают большими размерами. От них в разные стороны отходят тонкие как паутина волокна, с помощью которых астроциты наблюдают за состоянием ближайших к ним клеток. При этом волокна разных астроцитов не пересекаются друг с другом. При повреждениях мозга клетки астроцитов размножаются и сильно разрастаются. Тонкие чувствительные волокна сплетаются с волокнами соседних астроцитов (см. рис. 36). В микроглии протекают схожие процессы. Возбужденное состояние астроцитов и микроглии указывает на повреждения мозга. Активность клеток хорошо видна в микроскоп. Поэтому мы решили поискать их в гипоталамусе крыс и мышей, страдающих ожирением. 110 Рис. 36. Астроциты и микроглия в спокойном (слева) и возбужденном (справа) состояниях. И мы их нашли. В гипоталамусе толстых крыс и мышей астроциты достигали крупных размеров, их нитевидные отростки были спутаны в плотную массу. Клетки микроглии также были увеличены в размерах, кроме того, их число превышало норму. Описанные изменения обнаружились рядом с нейронами NPY- и ПОМК-нейронами (дугообразное ядро). Больше подобной активности клеток нигде не наблюдалось. Исходя из результатов исследования, мы заключили, что грызуны с ожирением страдали от слабого повреждения мозга в области центра регуляции пищевого поведения и адипозности. Кроме того, когда грызунов перевели на высококалорийную диету, ответная реакция на повреждение мозга и воспалительный процесс возникли прежде, чем развилось ожирение. В этой связи можно предположить, что повреждение мозга повлекло за собой процесс накопления лишнего жира. С крысами все стало до некоторой степени ясно. Но какое отношение наши открытия имеют к человеческому организму? Чтобы выяснить, поврежден ли гипоталамус у людей, страдающих ожирением, мы обратились за помощью к нашей коллеге Элен Щур – специалисту в области борьбы с ожирением из Вашингтонского университета. Она специализируется на магнитно-резонансной томографии (МРТ). С помощью МРТ исследователи и врачи могут заглянуть в живой мозг без риска нанести ему повреждения. Это своего рода рентген, на котором появляется высокоточное изображение мягких тканей. Врачи назначают исследование МРТ, чтобы диагностировать повреждения мозга в результате инсультов и травм. В поврежденном мозге астроциты приходят в возбужденное состояние и начинают активно поддерживать процесс восстановления тканей. В результате появляется «шрам», который виден на МРТ-снимке даже спустя много лет после травмы. Аналогичным образом клетки кожи выращивают рубцовую ткань, чтобы закрыть порезы. 111 Хотя мы не рассчитывали увидеть настоящие рубцы в гипоталамусе людей, страдающих от избыточного веса, но все равно решили проверить, не найдутся ли там схожие изменения. Нам показалось возможным обнаружить такие же разросшиеся клетки, как в мозге грызунов. На снимке мы нашли то, что искали. Исследования Щур показали, что чем ярче выражены повреждения в гипоталамусе, тем больше вероятность того, что у человека проблемы с избыточным весом. Кроме того, в основном поврежденные ткани локализовывались вокруг NPY- и ПОМК-нейронов. «Из этого открытия можно сделать страшный вывод, – говорит Щур. Наша еда разрушает отдел мозга, который контролирует полноту тела, аппетит, сахар крови и даже репродуктивное здоровье». [124] Опухоль в гипоталамусе у Элизы Мозер спровоцировала развитие ожирения. Легкие повреждения в той же области можно считать причиной постепенного перехода на одежду все большего и большего размера. Пришло время раз и навсегда разобраться, как взаимосвязаны повреждения гипоталамуса и развитие ожирения. Повреждения мозга вызывают ожирение или, напротив, являются следствием его развития? Или, возможно, эти два процесса протекают параллельно? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо провести больше исследований. Сегодня мы можем заключить, что гипоталамус при ожирении находится в нездоровом состоянии. Это явление хотя бы отчасти может быть результатом потребления вредных продуктов питания. Гипоталамус активирует клетки, которые помогают ему справиться с неблагоприятной ситуацией. Активность некоторых клеток теоретически блокирует сигнал лептина и таким образом запускает процесс накопления лишнего жира. [125] Этот процесс протекает параллельно с изменением заданного значения липостата, который мы изучили в прошлой главе. Термин «повреждение мозга» отдает безысходностью, поэтому у людей, которые стремятся сбросить лишний вес, могут сейчас опуститься руки. Но наши исследования показывают, что этот процесс обратим. Во всяком случае, у мышей. Мы перевели своих мышей на здоровую диету, при этом не стали сокращать количество потребляемых калорий. Они начали терять лишний вес, астроциты и микроглия вернулись в нормальное состояние. Выздоравливали даже мыши, длительно страдавшие от ожирения. Пока мы не можем доказать, что люди реагируют на изменение питания таким же образом, но есть все основания на это надеяться. Какие же особенности имела диета грызунов, от которой они толстели? И как эта пища смогла нанести вред гипоталамусу? В основном питание мышей напоминало рацион современного человека, живущего в развитом государстве. Иными словами, они питались рафинированными, высококалорийными продуктами с повышенным содержанием жиров и сахара, которые сильно воздействовали на центр пищевого вознаграждения (у грызунов). Шварц и я давали своим грызунам голубой корм, по текстуре напоминавший жирное тесто для выпечки [126] (123). Мышам он нравился гораздо больше, чем обычный нерафинированный и обезжиренный корм. Когда грызуны получали неограниченный доступ к голубому тесту, то не переставая пожирали его в течение недели. Многие исследователи поставили перед собой задачу отыскать ключевой механизм воздействия вредных продуктов на гипоталамус и появление ожирения. В результате возникло несколько гипотез, и в поддержку каждой из них выступают различные доказательства. Некоторые ученые считают, что низкое содержание клетчатки в рационе неблагоприятно воздействует на популяцию бактерий в кишечнике (кишечная микробиота), что ускоряет воспалительные процессы и способствует ожирению. Другие видят в качестве главного подозреваемого насыщенные жиры. С этой точки зрения ненасыщенные жиры, например оливковое масло, в меньше степени способствует ожирению. Еще одна группа ученых рассматривает негативные последствия переедания, включая воспалительные процессы, которые возникают из-за повышенной концентрации жиров и сахара в крови. Они оказывают влияние на работу гипоталамуса и завышают установленное значение липостата. В совокупности эти процессы приводят к развитию ожирения. Мы пока не знаем всех тонкостей этого явления, но можем с уверенность говорить о том, что легкий доступ к рафинированным, высококалорийным продуктам с сильными подкрепляющими свойствами влечет увеличение жировых запасов. Этот процесс схож в организме животных и человека. Особенно опасен рацион, который характеризуется широким разнообразием вкусовых восторгов. Яркий пример такого питания – «диета из супермаркета», то есть вся магазинная пища в фабричной упаковке, о которой мы говорили в первой главе. 112 Я считаю, что само по себе переедание играет немаловажную роль в том, что отметка на липостате неуклонно ползет вверх. Другими словами, систематическое обжорство не только добавляет нам лишний жир, оно заставляет наши тела стремиться сохранить его навсегда. Обратимся к фактам. Несложно заметить, что Соединенных Штатах ежегодный прирост лишнего веса приходится на шестинедельный период праздничных пиршеств. Этот фестиваль начинается со Дня Благодарения и длится до Нового года. Праздники заканчиваются, а лишние килограммы остаются при нас. Ужин в честь Дня Благодарения – это красивый синоним слову «переедание». Канун Рождества, Рождество и канун Нового года обычно тоже отмечаются широко. В течение этого долгого праздничного марафона родственники и друзья от всего сердца засыпают нас домашним печеньем, пирогами и другими высококалорийными угощениями, от которых невозможно отказаться. Как правило, они предпочитают следить за тем, чтобы все было съедено до конца. В результате благоприятной комбинации количества и качества пищи на праздничных застольях у восприимчивой группы людей расстраивается липостатическая система. Отметка «нормы» ползет понемногу вверх каждый год, и мы со временем обнаруживаем у себя внушительные жировые отложения, которые наш организм серьезно настроен защищать. По данным статистики, в течение остального года мы медленно, но уверенно продолжаем подкапливать жир. Это говорит о том, что случайные вспышки невоздержанности к пище происходят не только по праздникам. Почему это происходит? Точного ответа пока нет. Но некоторые ученые, среди которых Джефф Фридман, дают весьма убедительное объяснение: переизбыток лептина приводит к резистентности. Чтобы объяснить, как это работает, мне необходимо сначала предоставить вам важную информацию. Лептин не только коррелирует с объемом жировой ткани, он также реагирует на кратковременное изменение количества потребляемых калорий. Таким образом, если вы переедаете в течение нескольких дней, то уровень лептина в организме сильно повышается, даже если не произошло никаких видимых изменений с адипозностью. (После того, как вы снова возвращаетесь к обычной диете, то концентрация лептина в крови снижается). Чтобы была понятнее связь этого процесса с резистентностью к лептину, представьте, что вы слушаете очень громкую музыку. Сначала музыка просто оглушает, но через некоторое время органы слуха повреждаются, и она не кажется больше такой громкой. Таким же образом, если вы бесконтрольно наедаетесь в течение нескольких дней, то уровень лептина в крови резко повышается. Нейронные цепи, которые распознают лептин, оказываются десенсибилизированными (десенсибилизация – снижение повышенной чувствительности). Однако в исследованиях Руди Лайбела показано, что одной только повышенной концентрации лептина недостаточно. Гипоталамусу нужен еще один «пинок», чтобы поменять заданное значение липостата. Эту роль берет на себя процесс ликвидации повреждений мозга, который мы наблюдаем у грызунов и людей, страдающих от избыточного веса. Давайте резюмируем все, что уже успели обсудить. Мы переедаем, потому что окружены соблазнительными высококалорийными продуктами, которые наш мозг расценивает как выгодное предложение. Качество продуктов сильно действует на центр пищевого вознаграждения и переставляет заданное значение липостата, но не обязательно перманентно. Это приводит к последующему систематическому перееданию. В то же время повторяющиеся акты переедания сильно повышают уровень лептина в крови и наносят повреждение гипоталамусу, однако мы пока не можем сказать, каким именно образом (скорее всего, ответ кроется в качестве и количестве съедаемой пищи). Под натиском двух фронтов гипоталамус теряет чувствительность к лептину. То есть ему теперь требуется больше лептина, а значит, больше жира, чтобы успокоить реакцию на голод, которая, в свою очередь, заставляет нас переедать снова и снова. При таких условиях заданное значение липостата превращается в перманентное или во всяком случае тяжело преодолимое препятствие. Нижняя граница оптимального веса все время повышается. На самом деле все вышесказанное представляет собой рабочую версию происходящего. Эта теория требует дальнейших проверок прежде, чем мы сможем ручаться за нее. Процесс развития и поддержания ожирения все еще до конца не изучен, но с каждым годом мы еще на шаг ближе подходим к разгадке этой тайны. |