Ключевые позиции:

• Ежедневные перекусы с высоким содержанием жиров/сахара перестраивают нейронные цепи “вознаграждения” в головном мозге
• Стремление к употреблению низкокалорийной пищи снижается по мере того, как повышается реакция мозга на употребление [сладких] молочных коктейлей
• Наблюдается усиление мозговой активности, соответствующей ассоциативному обучению
• Эффекты наблюдаются в том числе при стабильной массе тела и здоровом метаболизме

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Западная диета, богатая жирами и сахарами, сама по себе способствует избыточному потреблению калорий и увеличению массы тела; однако точные механизмы этого процесса неясны. Несмотря на четкую связь между ожирением и изменением в дофаминергической системе мозга, остается неясным, являются ли эти изменения первичными, предрасполагающими к набору веса (1), вторичными по отношению к ожирению (2) или непосредственно связанными с регулярным злоупотреблением западной диетой (3). Чтобы изучить этот вопрос, авторы провели рандомизированное контролируемое исследование (NCT05574660), в котором участвовали люди с нормальной массой тела. Участники в течение 8 недель вдобавок к своему обычному рациону получали перекусы с высоким содержанием жира/сахара или с низким содержанием жира/сахара. Употребление продуктов с высоким содержанием жиров/сахаров снизило предпочтение низкокалорийной пищи, в то же время усилилась реакция мозга на пищу и ассоциативное обучение, не зависящее от пищевых сигналов или вознаграждения. Эти изменения не зависели от колебаний массы тела или метаболических параметров, что указывает на прямую взаимосвязь употребления продуктов с высоким содержанием жиров и сахара с нейроповеденческими адаптациями, которые могут повышать риск переедания и набора веса.

ВВЕДЕНИЕ

Всем организмам необходимо получать энергию, чтобы выжить. Следовательно, в процессе эволюции выработалось множество стратегий по поиску, добыче, использованию и хранению источников энергии. Например, сигналы, поступающие извне, ассоциируются с получением/неполучением пищи и впоследствии используются как индикаторы, предвосхищающие будущее потребление пищи и восстановление энергетического баланса [1-8]. Например, раньше вы были равнодушны к вывеске любимой кондитерской, но со временем она стала ассоциироваться с употреблением пончиков. Эта вывеска – сигнал (или «подсказка» для мозга) обрела способность инициировать сложные модели поведения, направленные на то, чтобы съесть еще один пончик даже при отсутствии голода.

Ключевые внутренние сигналы сенсорного ассоциативного обучения возникают во время приема пищи и подсознательно передаются в центральную нервную систему, так мозг учится узнавать питательную ценность продуктов по внешним сигналам [9]. Например, когда энтероциты распознают молекулы жира, генерируется импульс, который передается по блуждающему нерву в мозг и регулирует дофаминергическую функцию, кодирование пищевой ценности и мотивационное поведение [10,11]. Аналогично, прием сахара вовлекает в работу чувствительные к дофамину стриарные нейронные цепи и формирует мотивационное поведение, которое зависит от сигналов, возникающих, когда клетки используют глюкозу в качестве топлива, т.е. при окислении глюкозы [12]. Соответственно, у людей величина ответа на фМРТ (функциональной МРТ) на пищевой сигнал, предсказывающий калорийность продукта, пропорциональна метаболическим сигналам, генерируемым при употреблении этой пищи или напитка [13–15]. Например, де Арауджо с соавт.[14] продемонстрировали, что немедленная реакция мозга на употребление низкокалорийного коктейля была связана с повышением уровня глюкозы в плазме при употреблении [напротив] высококалорийного напитка в прошлом; другими словами, более сильный ответ нейронов отражает подсознательное ожидание большого количества энергии в пище.

Эта фундаментальная связь между сенсорной обратной связью и энергетическими свойствами пищи важна для понимания процессов, по которым современные пищевые привычки способствуют развитию ожирения. Во-первых, существует множество доказательств того, что ассоциативное обучение и, как следствие, способность стимула контролировать поведение (т.е. реактивность на пищевой сигнал) значительно различаются у разных людей и отражают риск увеличения массы тела [16,17]. Во-вторых, многие современные полуфабрикаты обладают высокой удельной калорийностью и часто содержат как жир, так и сахар, которые вместе усиливают подкрепление [условного рефлекса] сверх энергетической ценности [18,19]. Таким образом, современные полуфабрикаты – это мощные подкрепляющие стимулы. По аналогии с употреблением наркотиков, в экспериментальных моделях на животных частое употребление пищи с высоким содержанием жиров (ПСВЖ) матерями во время лактакии приводило к перестройке нейронных цепей [11,20–27] у их потомства [28].

Как и в случае с наркотиками, вызывающими привыкание, есть данные о том, что такая перестройка способствует дальнейшему потреблению очень вкусной, но очень высококалорийной пищи. У крыс возможность почти неограниченно потреблять ПВСЖ приводит не только к увеличению массы тела, но и к адаптации дофаминовой сигнализации, а также к стойкому снижению предпочтения обычного корма после исключения ПВСЖ из рациона [25]. Аналогичным образом, содержание мышей на высококалорийной пище ослабляет чувствительный (афферентный) сигнал обратной связи по блуждающему нерву, возникающий при приеме жиров [11,29]. В результате снижается выброс дофамина в полосатом теле в ответ на поступление липидов в желудок и уменьшается приверженность низкокалорийной пище [11]. Высококалорийные диеты также могут притупить реакцию гипоталамуса на пищевые стимулы, что связано с длительным исключением из рациона сбалансированной, с точки зрения нутриентов, пищи (даже в условиях дефицита калорий) [27]. Примечательно, что эффекты смещения предпочтения продуктов с низким содержанием жира на “нездоровую пищу” проявляются уже через 24 часа после начала приема высококалорийной пищи и могут возникать в отсутствие увеличения веса или изменения метаболических маркеров [27]. Аналогичным образом, содержание мышей на диете с насыщенными (пальмовое масло) жирами притупляет дофаминергическую сигнализацию в полосатом теле и усиливает эффекты амфетамина. Мыши этой группы сравнивались с грызунами, которых содержали на низкокалорийной диете с мононенасыщенными жирами (оливковое масло). Оба перечисленных выше эффекта не связаны с потреблением калорий, увеличением массы тела и концентрацией лептина, инсулина и глюкозы в плазме [24]. В совокупности эти доклинические исследования убедительно подтверждают идею о том, что что высококалорийная диета смещает предпочтение с продуктов с низким содержанием жира на “нездоровую” пищу.

Поразительно, что употребление ПВСЖ, даже при нормальной массе тела, может усиливать реакции-мотивации на сигналы о калорийной пище при снижении мотивации к поиску пищи как таковой [30]. Один прием пищи с высоким содержанием жиров также может усилить возбуждающую синаптическую передачу на дофаминовые нейроны у мышей (на длительный срок) [26], что согласуется с критической ролью дофамина в ассоциативном обучении пищевым сигналам, способствующем потреблению пищи и “побудительной” сенсибилизации [1, 31-34]. Таким образом, как и в случае с препаратами, вызывающими зависимость, существуют доказательства причинной роли диеты (т.е. жиров/сахаров) в перестройке нейронных цепей, способствующей поиску таких же высококалорийных продуктов в будущем.

Неизвестно, так ли работает подобная регуляция и людей, как и у животных. Это по-настоящему важный вопрос, поскольку он расширяет существующее понимание механизмов развития ожирения, согласно которым определенные генетические или средовые факторы предрасполагают к развитию ожирения [35]. В частности, если употребление ПВСЖ перестраивает нейронные цепи, влияя на вкусовые предпочтения и ассоциативное обучение, то “порочный круг” переедания может начинаться с внешнего фактора – диеты, а не с генетической предрасположенности.

Проспективные исследования на людях показывают, что ПВСЖ могут повышать порог вкусового ощущения жирной пищи, то есть снижать чувствительность [36,37], что, вероятно, связано с изменением транскриптома и эпигенома вкусовых клеток после потребления ПВСЖ [38]. Также существуют данные нейровизуализации о том, что употребление сладких напитков может воздействовать на реакцию коры и полосатого тела [39], в то время как увеличение соотношения насыщенных и мононенасыщенных жиров может изменять реакцию полосатого тела во время выполнения тестов на рабочую память [40]. Помимо этого, существуют доказательства того, что ожирение связано с измененной реакцией полосатого тела на пищевые стимулы [41], а также с изменениями в ассоциативном обучении [42]. Кроме того, более выраженное адаптивное кодирование во время обучения с методом вознаграждения служит предиктором увеличения массы тела в будущем [43]. Связаны ли эти эффекты с рационом питания, ожирением, генетической предрасположенностью и/или метаболической дисфункцией – неизвестно.

Чтобы пролить свет на вышеобозначенные вопросы, в ходе настоящего исследования авторы стремились определить, влияет ли частое употребление продуктов с высоким содержанием жиров/высоким содержанием сахара (ПВСЖ/ПВСС) у людей с нормальным индексом массы тела в течение 8 недель на:

(1) смещение вкусовых предпочтений в сторону жиров;

(2) изменение нервной реакции при воздействии вкусной пищи;

(3) усиленное нейронное кодирование во время ассоциативного обучения итоговых ошибок прогноза (ИОП). ИОП – критически важные обучающие сигналы в вычислительных моделях адаптивного поведения [44,45], представленные в мозге дофаминергическими сигналами [46], которые регулируют мотивацию и подкрепляют действия [47,48] посредством механизма дофамин-зависимой пластичности [49,50]. Поэтому авторы заключили, что если ПВСЖ изменяет нейронное кодирование ИОП, то это – убедительное доказательство того, что ПВСЖ являются причиной изменения ассоциативного обучения у людей. Примечательно, что такое обучение не подкрепляется явным вознаграждением (т.е., пищей), поэтому изменения в кодировании ИОП свидетельствуют о фундаментальных и глобальных изменениях в нейронных цепях обучения. Наконец, единственным требованием к диетическим манипуляциям было то, что у участников было по два перекуса в день (в дополнение к их обычному рациону), в которых либо преобладали “сладости” или жирная пища, либо калорийность этих продуктов была примерно одинакова, однако содержание жиров и сахаров было низким (НЖ/НС; и, при этом, с высоким содержанием белка), следовательно минимизировалась возможность того, что употребление ПВСЖ может привести к ожирению или изменениям метаболических маркеров.

Авторы выяснили, что употребление жирной пищи/сладостей, но не с НЖ/НС, снижает предпочтение к продуктам с низким содержанием жира, не влияя на сверхпороговую вкусовую восприимчивость к жирной пище. Также в ответ на сигналы-предикторы употребления пищи наблюдались устойчивые усиленные нейронные реакции. Наконец, было выявлено усиленное нейронное кодирование ИОП в группе лиц, потреблявших жирные закуски/сладости, по сравнению с группой, которые ели продукты с НЖ/НС. Это демонстрирует способность ПВСЖ влиять на формирование предпочтений и ход процесса обобщенного обучения сенсорным ассоциациям вне зависимости от присутствия пищевых сигналов или вознаграждений. Эти эффекты наблюдались даже несмотря на отсутствие изменений процента подкожного жира или маркеров функции метаболизма. Эффекты сохранялись и когда вышеобозначенные маркеры включались в анализ в качестве ковариантов. Вместе, эти результаты свидетельствуют, что частое употребление пищи с высоким содержанием калорий, жиров или же сладостей даже при отсутствии изменений массы тела или скорости метаболизма может перенастроить мозговые цепи и изменить ассоциативное обучение, зависящее от дофаминергической стимуляции, и пищевые предпочтения.

ОБСУЖДЕНИЕ

Данное исследование демонстрирует, что ежедневное потребление жирной или сладкой пищи в качестве закусок снижает предпочтение к здоровой (нежирной) пище, одновременно усиливая реакцию мозга на аппетитный молочный коктейль (в котором высоко содержание жиров и сахара) и усиливая такую нейрональную обработку сигналов, которая поддерживает адаптивное ассоциативное обучение. Более того, согласно и недавним доклиническим данным [11,27], эти эффекты наблюдаются при отсутствии изменений состава подкожного жира и метаболических маркеров у людей со здоровым индексом массы тела, что указывает на прямое влияние пищи на перенастройку мозговых цепей вознаграждения. Хотя механизмы, лежащие в основе этих процессов, пока еще неизвестны, результаты свидетельствуют, что, как и прием наркотических средств, употребление на регулярной основе пищи с высоким содержанием жиров и сладостей является критическим фактором поведенческой адаптации, которая вполне способна повысить риск переедания в будущем и набора массы тела еще до начала метаболических изменений, сопровождающих ожирение.

Питание, работа мозга и патофизиология ожирения

Широко распространено мнение, что обычное (т.е., полигенное) ожирение – это результат взаимодействия генов с окружающей средой [35]. Предполагается, что генетические особенности и/или образ жизни, который человек ведет с ранних лет, приводят к крайне уязвимому фенотипу, при котором усиленная органолептическая обработка вкусовых стимулов подавляет гомеостатические сигналы и когнитивный контроль. Это способствует перееданию и, следовательно, набору веса. Далее, согласно этой теории, увеличение массы тела и алиментарное ожирение еще больше увеличивают риск переедания, оказывая влияние на нейронные цепочки вознаграждения в коре. Таким образом создается порочный круг [60]. Это формирует модель поведения, в которой изначально существующий риск приводит к ожирению и метаболической дисфункции, что еще больше повышает риск переедания, и т.д.

Результаты настоящего исследования еще больше углубляют вышеописанную теорию: частое употребление жирной и сладкой пищи формирует риск ожирения еще до его начала и независимо от генетических факторов. В исследуемой выборке людей со здоровым ИМТ и метаболизмом ежедневное употребление (в течение 8 недель) продуктов с высоким содержанием жиров и/или сладостей в качестве перекусов, по сравнению с низкокалорийными продуктами с низким содержанием жиров и быстрых углеводов, не оказало специфического влияния на ожирение и маркеры метаболизма. Однако, тем не менее, предпочтение с низкокалорийных продуктов сместилось в противоположную сторону. Также, в ходе эксперимента выяснилось, что повысилась чувствительность нейронных цепочек вознаграждения к пищевым сигналам и непредвиденным обстоятельствам по типу «стимул-стимул». По всей видимости, вмешательство в диету привело к потреблению дополнительного объема калорий, что нашло выражение в небольшом увеличении массы тела и жировой массы в обеих группах. Однако важно отметить, что группы (т.е., те, кто употребляли жирную пищу и сладости, по сравнению с теми, кто ел “здоровую пищу”) не различались по такому параметру, как прибавка массы тела или самооценка пищевого поведения, что не менялось в зависимости от вида употребляемых продуктов и не коррелировало с изменениями восприятия или работы нейронных цепочек. Авторы также отмечают, что, несмотря на то, что в “здоровых продуктах” содержалось повышенное количество белка, нейронные реакции усилились после употребления жирной пищи/сладостей, а не снижались после употребления “здоровых продуктов”. Следовательно, мы можем предположить, что воздействие на поведенческий и нейронный уровень связано исключительно с повторным воздействием жирной/сладкой пищи.

Эти данные, полученные в ходе работ с людьми, согласуются с экспериментами на грызунах, подчеркивая влияние рациона (при отсутствии увеличения массы тела) на торможение дофаминергической сигнализации [11,20] и на те же дофаминзависимые функции, которые, как считается, связаны с изначальным риском, такие как импульсивность [20], пищевые предпочтения [11,27] и реакция на пищевые сигналы [26]. Также, результаты авторов согласуются с более ранними нейровизуализационными исследованиями, демонстрирующими, что употребление на постоянной основе подслащенных напитков может влиять на реакции лобной доли коры и полосатого тела на пищевые сигналы [39], а увеличение соотношения насыщенных и мононенасыщенных жиров изменяет реакцию полосатого тела в ходе дофаминзависимых процессов кратковременной памяти [40].

Особого внимания заслуживает то, как влияет употребление жирных продуктов/сладостей в виде перекусов на предпочтение низкожирного пудинга. Это лишний раз доказывает, что употребление ПВСЖ приводит к “обесцениванию” человеком продуктов с низким содержанием жира. У грызунов ПВСЖ снижают предпочтение к обезжиренным эмульсиям [11] и вызывают в долгосрочной перспективе игнорирование стандартного корма, что связано со сниженной способностью нивелировать сигнал о “необходимости потребления пищи в отсутствие непосредственно голода”. Такой сигнал вырабатывается нейронами, синтезирующими агути-родственные пептиды (AgRP). Как выяснилось, снижение предпочтения к “здоровому корму” у мышей связано и с изменением мезолимбической дофаминовой сигнализации [27]. Аналогично долгосрочное исследование (проводившееся в течение 4 лет) вкусовой чувствительности и вкусовых предпочтений у людей-подростков показало, что между количеством ежедневно потребляемого жира [из продуктов питания] и предпочтением молочных коктейлей (с высоким содержанием жиров и сахара) наблюдается положительная корреляция. При этом зарегистрирована отрицательная корреляция между количеством жиров и употреблением “диетических” молочных коктейлей (с низким содержанием жиров и сахара) [61]. Поскольку считается, что дофаминовая сигнализация мезолимбической системы не влияет на вкусовые предпочтения, авторы предполагают, что этот сдвиг в предпочтениях отражает снижение чувствительности к пищевому вознаграждению (конкретно – жирной пищей) по оси молекулярной коммуникации “кишечник – головной мозг”. В качестве альтернативы удалось показать, что употребление жирной пищи влияет на вкусовую чувствительность к жирам. При этом потребление пищи с высоким содержанием жиров вызывает снижение чувствительности, связанное с пониженной экспрессией вкусовых рецепторов, тропных к жирам [62]. Эти данные свидетельствуют, что снижение чувствительности вкусовых рецепторов во рту может влиять на изменение предпочтений от пищи с низким содержанием жиров к жирным продуктам [63]. В ходе настоящего исследования авторы определяли вкусовую чувствительность к жирам путем опроса испытуемых на предмет органолептической оценки жирности пудинга (пудинги были с разным содержанием жиров). Диетическое экспериментальное вмешательство не повлияло на оценку. Однако оценка пороговой чувствительности к вкусу жира не производилась. Возможно, наблюдаемый эффект был обусловлен изменениями во вкусовых рецепторах или протеоме тканей языка [38], вызванными употреблением ПВСЖ.

Обобщая вышесказанное, новая работа предполагает, что частое воздействие одних только жирных/сладких закусок может изменить физиологические нейронные цепочки вознаграждения, уменьшая степень предпочтения от более здоровой пищи в пользу “аппетитной”. Т.о. создается риск для людей, которые не соблюдают особых диет, придерживаются привычного рациона питания, однако у которых поддерживаются здоровый ИМТ и показатели обмена веществ. Это важно потому, что становится понятно, что частично вина лежит не столько на человеке и его действиях, а естественных механизмах, запускаемых внешним воздействием. Например, согласно этим результатам, повышается вероятность того, что даже люди со здоровым ИМТ с минимальным уровнем риска или без него, придерживающиеся нездорового питания из-за отсутствия доступа к здоровой пище, испытывают поведенческую адаптацию, которая лишь стимулирует переедание. Из этого также следует, что люди с генетическим риском могут быть даже более восприимчивы к такого рода изменениям в работе нейронных цепей. В ходе недавнего исследования генетики человека было показано, что полигенетический риск ожирения частично был опосредован плохим питанием, что согласуется с вышеуказанными выводами [64]. Следовательно, диетические вмешательства и адаптации ЦНС, развивающиеся вследствие таковых, играют важную роль в развитии сильной связи между социоэкономическим положением человека и его ИМТ. Особенно с учетом уже установленной обратной связи между ценой на продукты питания и удельной калорийностью пищи [65].

Нейронные цепи

Как и предполагалось, употребление жирных продуктов/сладостей в качестве перекусов, по сравнению со “здоровой пищей” вызывало изменения в нервной реакции на ожидание пищи и потребление пищи. Усиленная реакция в среднем мозге и префронтальной коре на прогностические сигналы о еде после эксперимента по употреблению жирной пищи/сладостей согласуется с обширной базой доклинических данных, свидетельствующей, что потребление калорийной вкусной пищи, богатой жирами и сахаром, перестраивает эту цепочку вознаграждения для усиления побудительной мотивации [19,26,30,66,67]. Данный эффект может передаваться даже потомству от самок, которых кормили ПВСЖ [28,68].

Также были выявлены усиленные ответные реакции после употребления жирной пищи и сладостей по сравнению со здоровой пищей в сенсорных областях, в том числе в зрительной коре, таламусе, островковой коре, являющиеся проекциями вкусового восприятия пищи в слизистой ротовой полости [69,70]. По всей видимости, эти эффекты отражают повышенную значимость сенсорных сигналов [1,71]. Тем не менее, реакция островковой доли распространяется от оральных сенсорных областей к задней части островковой коры, которая соответствует первичной интероцептивной коре [72–74]. Эта область – ключевая в интеграции сигналов организма о “необходимости потребления пищи” [75]. Например, это позволяет интегрировать сигналы сытости (растяжение стенки желудка) и сенсорную информацию от слизистой рта [76]. Островковая доля также участвует в прогнозировании на основании интероцептивных данных [77]. В ходе исследований на мышах с использованием двухфотонной визуализации были выявлены паттерны спонтанной активности в островковой доле, отражающие эволюцию внутреннего состояния организма от жажды и голода к насыщению [4]. В ходе демонстрации признаков наличия воды/еды было обнаружено смещение этих паттернов активности в короткие сроки для имитации будущего состояния утоления жажды или насыщения (что соответствовало конкретному признаку и состоянию организма). По причине того, что временные рамки были намного меньше, чем физиологический переход от одного состояния к другому (секунды, по сравнению с минутами), эти результаты свидетельствуют, что информация, полученная на основании сигнала, использовалась для предсказания будущего интероцептивного состояния [5, 78, 79]. Следовательно, возможно, что повышение ответных реакций островковой доли на употребление молочного коктейля отражает сочетание повышенной сенсорной значимости и сигнализации между кишечником и мозгом; эту гипотезу необходимо проверить в ходе будущих исследований.

Помимо изменения реакции мозга на стимулы, связанные с продуктами, употребление жирной пищи/сладостей также улучшило отслеживание ИОП во время обучающего теста на сенсорные ассоциации, в котором не демонстрировались изображения пищи или же не употреблялись продукты непосредственно [58,80]. Задание было разработано для оценки фундаментального дофаминзависимого сенсорного ассоциативного обучения. Усиленные ответные реакции, которые наблюдали авторы в ключевых нейронных цепях, указывают на то, что вследствие употребления жирной пищи и сладостей происходит перестройка работы этих цепей, что влияет на формирование сенсорных ассоциаций вне контекста пищевого поведения.

Механизмы

Хорошо известно, что алиментарное ожирение связано с адаптацией дофаминовых нейронов и их сигнальной активностью в корково-лимбических проекционных зонах [81,82].Однако только недавно начались исследования, направленные на разделение эффектов диеты, ожирения и метаболической функции. Эта работа, выполненная в основном на моделях грызунов, свидетельствует о наличии нескольких механизмов, которые могут объяснять наблюдаемые результаты. Длительное употребление ПВСЖ ведет к снижению обратного захвата дофамина [83] и подавлению D2-рецепторов дофамина (DRD2) [25]. При этом, по крайней мере в одной работе демонстрируется снижение экспрессии DRD2 у животных, которых держали на низкокалорийной диете (но с высоким процентным содержанием жиров). Масса тела животных не увеличивалась, равно как не наблюдалось изменений у них метаболических маркеров [20]. Снижение экспрессии DRD2 может сопровождаться усилением компульсивных [25,84] и импульсивных [20] ответных реакций с усиленной “тягой” к сахарозе [85], что согласуется с усиленными реакциями на пищевые стимулы, наблюдаемыми после употребления жирной пищи/сладостей по сравнению со “здоровой” пищей. Кроме того, было показано, что употребление ПВСЖ в узких временных рамках (в течение 24 часов) усиливает возбуждающую синаптическую передачу на дофаминовые нейроны [26].

Даже при стабильной массе тела употребление ПВСЖ способствует истощению пула липидных мессенджеров, таких как олеоилэтаноламид (ОЭА) [86,87], что приводит к уменьшению выделения дофамина, индуцируемого липидными молекулами[-мессенджерами], и снижению предпочтения обезжиренной пищи посредством сигнализации по блуждающему нерву [11]. Соответственно, однократное введение OЭA “спасает” сигнализацию между кишечником и мозгом, что восстанавливает выделение дофамина и предпочтение обезжиренной пищи. Авторы наблюдали снижение предпочтения низкожирного пудинга после употребления продуктов с высоким содержанием жира/сладостей. При употреблении низокалорийной пищи НЖ/НС такого не наблюдалось. Авторы предполагают, что этот эффект распространяется и на людей. Если это так, то усиленные нейронные реакции, зависящие от содержания кислорода в крови (BOLD), наблюдаемые в ответ на прогностические сигналы [упоотребления] молочного коктейля в среднем мозге, префронтальной коре, таламусе и затылочной коре, а также усиленные реакции на непосредственно потребление молочного коктейля в островковой коре, могут отражать усиленные фазовые реакции на подобные сенсорные стимулы в контексте сниженной концентрации дофамина в результате длительного употребления жирной/сладкой пищи [88]. Эта интерпретация также согласуется с наблюдением усиленной нейронной активации во время ассоциативного обучения, которое основано на фазическом возбуждении дофаминовых нейронов в ответ на ИОП [89,90]. Этот вывод также согласуется с усиленным нейронным отслеживанием адаптивных ИОП, наблюдаемых в настоящем исследовании.

Независимо от механизма, из результатов работы возникает важный вопрос: каково значение в эволюционном масштабе наблюдаемых эффектов в ключе адаптационных реакций? А также приводит ли регулярное употребление “вкусняшек” к серьезным нарушениям обмена веществ [19]? Учитывая, что в ходе эксперимента употребление жирной пищи/сладостей было минимальным с точки зрения как количества этих продуктов, так и длительности самого эксперимента, вполне вероятно, что наблюдаемые изменения являются отражением адаптивного ответа метаболически здорового организма. С эволюционной точки зрения при столкновении с пищевой средой, в которой в изобилии представлены аппетитные и высококалорийные продукты, происходит адаптация нейронных цепей, ответственных за повышение степени осведомленности о доступной пище (ассоциативное обучение и усиление реакции на вкусовые ощущения). В то же время это способствует потреблению более калорийной пищи (что проявляется в снижении предпочтения “диетических продуктов”). Разумно предполагать, что подобное изменение работы нейронных цепей может привести к адаптивному преимуществу, учитывая временный характер такой особенности. Однако чем дольше человек употребляет такую пищу, тем более долгосрочные изменения в нейронных цепях формируются, что может играть роль в развитии дисфункциональных поведенческих реакций, ведущих к набору веса тела и нарушениям метаболизма. Это предположение согласуется с сообщениями о продолжающемся снижении предпочтения “здоровой” пищи после длительного употребления ПВСЖ. Подобное снижение предпочтения формируется и при повторении эксперимента после периода “отмены” потребления ПВСЖ: происходит еще более сильное торможение гипоталамических цепей, еще более сильная “тяга” к “нездоровой” пище, что способствует перееданию [27]. Даже при ограниченном во времени эксперименте (21 день), когда мышам давали ПВСЖ в количествах, которые не приводили к набору массы тела, в префронтальной коре животных наблюдалось выраженное снижение интенсивности перинейрональной сети (ПНС) [91]. ПНС – это специализированный внеклеточный матрикс, окружающий, в первую очередь, ГАМК-ергические вставочные нейроны. Поскольку ПНС способствуют стабилизации и целостности структуры синапсов, такое снижение активности может быть связано с персистирующей во времени дисфункцией цепи. В будущем необходимо и дальше проводить работу (как доклинические испытания, так и на людях) для более углубленного изучения адаптационных механизмов, протекающих в мозге, к различным рационам питания.

Выводы

На примере интервенционного исследования на здоровых испытуемых с нормальной массой тела, авторы продемонстрировали, что, независимо от увеличения массы тела и изменений метаболических маркеров, воздействие продуктов с высоким содержанием жиров и сахара (1) снижает предпочтение продуктов с низким содержанием жира (2). Это играет решающую роль в усилении реакции мозга на ожидание и непосредственно потребление аппетитной, высококалорийной пищи (3), а также оказывает общее влияние на нейронное кодирование ИОП в контексте ассоциативного обучения и независимо от пищевого вознаграждения. В итоге, частое употребление жирной пищи/сладостей по сравнению с низокалорийной НЖ/НС пищей и при отсутствии изменений массы тела или метаболического состояния может перенастроить мозговые цепи и, таким образом, запускать определенные нейроповеденческие адаптации. Следовательно, изменение продовольственных условий и сокращение доступности высококалорийных пищевых продуктов с высоким содержанием жира/сахара имеют решающее значение для борьбы с ожирением, которое уже давно приобрело характер пандемии.

источник