Mycket forskning har pekat på hur en ohälsosam kost korrelerar med fetma, men har inte utforskat hur kosten kan åstadkomma neurologiska förändringar i hjärnan. En nyligen genomförd Yale-studie har upptäckt att dieter med hög fetthalt bidrar till oregelbundenheter i hypotalamusregionen i hjärnan, som reglerar kroppsviktshomeostas och metabolism.
Ledd av Sabrina Diano, Richard Sackler-familjens professor i cellulär &molekylär fysiologi och professor i neurovetenskap och jämförande medicin, utvärderade studien hur konsumtionen av en diet med hög fetthalt - speciellt dieter som innehåller höga mängder fett och kolhydrater - stimulerar hypotalamusinflammation , ett fysiologiskt svar på fetma och undernäring.
Forskarna bekräftade att inflammation uppstår i hypotalamus så tidigt som tre dagar efter konsumtion av en fettrik kost, även innan kroppen börjar visa tecken på fetma. "Vi var fascinerade av det faktum att det här är mycket snabba förändringar som inträffar redan innan kroppsvikten förändras, och vi ville förstå den underliggande cellulära mekanismen", säger Diano som också är medlem i Yale-programmet i Integrative Cell Signaling and Neurobiology av metabolism.
Forskarna observerade hypotalamusinflammation hos djur på en diet med hög fetthalt och upptäckte att förändringar i fysisk struktur inträffade bland djurs mikrogliaceller. Dessa celler fungerar som den första försvarslinjen i det centrala nervsystemet som reglerar inflammation. Dianos labb fann att aktiveringen av mikroglia berodde på förändringar i deras mitokondrier, organeller som hjälper våra kroppar att hämta energi från maten vi konsumerar. Mitokondrierna var betydligt mindre hos djuren på en diet med hög fetthalt. Mitokondriernas förändring i storlek berodde på ett protein, Uncoupling Protein 2 (UCP2), som reglerar mitokondriernas energianvändning, vilket påverkar hypotalamus kontroll av energi och glukoshomeostas.
Den UCP2-medierade aktiveringen av mikroglia påverkade neuroner i hjärnan som, när de fick en inflammatorisk signal på grund av den fettrika dieten, stimulerade djuren i dietgruppen med hög fetthalt att äta mer och bli feta. Men när denna mekanism blockerades genom att ta bort UCP2-proteinet från mikroglia, åt djur som exponerades för en fettrik kost mindre och var resistenta mot att gå upp i vikt.
Studien illustrerar inte bara hur fettrik kost påverkar oss fysiskt, utan förmedlar hur en ohälsosam kost kan förändra vårt matintag neurologiskt. "Det finns specifika hjärnmekanismer som aktiveras när vi utsätter oss för en viss typ av mat. Detta är en mekanism som kan vara viktig ur en evolutionär synvinkel. Men när mat rik på fett och kolhydrater är ständigt tillgänglig är det skadligt.”
Dianos långvariga mål är att förstå de fysiologiska mekanismerna som reglerar hur mycket mat vi konsumerar, och hon fortsätter att forska om hur aktiverad mikroglia kan påverka olika sjukdomar i hjärnan, inklusive Alzheimers sjukdom, en neurologisk störning som är förknippad med förändringar i hjärnans mikrogliaceller och har visat sig ha högre förekomst bland överviktiga individer.
Referens:"Microglial UCP2 medierar inflammation och fetma inducerad av högfettsmatning" av Jung Dae Kim, Nal Ae Yoon, Sungho Jin och Sabrina Diano, 5 september 2019, Cellmetabolism .
DOI:10.1016/j.cmet.2019.08.010
