مقاله کنترل عصبی و هورمون های موثر در تنظیم مصرف غذا

بخشی از مقاله

چکیده

دانش ما از سیستمهای فیزیولوژیکی برای کنترل هوموستازی انرژی در دهههای گذشته به طور چشمگیری افزایش یافته است. نقش سیگنالهای محیطی از بافت چربی، پانکراس و دستگاه گوارش که منعکس کنندهی وضعیت تغذیهای کوتاه مدت و بلند مدت است، شرح داده شده است. چنین سیگنالهایی مدارهای مرکزی در هیپوتالاموس، ساقه مغز و سیستم لیمبیک را تحت تأثیر قرار میدهند تا موجب آزاد سازی نوروپپتیدها در نتیجه مصرف غذا و انرژی شوند. این بررسی در باره هورمونهای محیطی و مسیرهای عصبی مرکزی که در کنترل اشتها دخیل هستند، بحث میکند .

مقدمه

صرف نظر از فرآیندهای شناختی، تغذیه یک کمپلکس رفتاری پیچیده در حیوانات درگیر میباشد. در مقایسه با سایر رفتارهای انگیزشی مثل تنظیم نوشیدن و تنظیم دما، محرکهای کنترل تغذیه به نظر میرسد که متنوع و ضعیف درک شدهاند

خوردن و مصرف انرژی در طول زمان برای پایدار باقی ماندن وزن بدن تنظیم می شود. در سالهای اخیر دانش ما در رابطه با سیستم هموستاتیک به طور چشمگیری افزایش پیدا کرده است. پیشرفت مهمی در مشخص سازی شبکه عصبی هیپوتالامیک و انتقال دهنده ی عصبی نوروپپتیدی، همراه با کشف پپتیدهای در حال گردش که سیگنالهایی را برای مغز با توجه به وضعیت تغذیه بدن می فرستند صورت گرفته است.

اختلالات مکانیسم های هموستاتیک منجر به چاقی و عوارض مرتبط با آن می شود. در حال حاضر شیوع چاقی در حال افزایش بوده و باعت افزایش مرگ ومیر ناشی از آن می شود. مشخص شده است که سیستم فیزیولوژیکی، مصرف غذا و وزن بدن را که اساس ایجاد درمان های موثر برای این بیماری همه گیر جهانی است را تنظیم می کند

تنظیم کنندههای مرکزی در اشتها

ساختمان هیپوتالاموس و مسیرهای عصبی در تنظیم اشتها، با وجود تنوع روزانه گسترده در مصرف خوراک و مصرف انرژی، برای بیشتر افراد در طول یک دوره زمانی ثابت باقی میماند. بدین ترتیب، مصرف خوراک و مصرف انرژی همواره بالانس میباشد. هیپوتالاموس برای تنظیم اشتها و بالانس انرژی ضروری میباشد

برخی هستههای هیپوتالاموسی شامل مجاور بطنی، شکمی میانی، پشتی میانی و هسته قوسی مؤثر در کنترل اخذ غذا دخیل هستند. علاوه بر پیامهای محیطی، نوروپپتیدها و نوروترانسمیترهایی که در نورونهای هیپوتالاموسی سنتز و آزاد میشوند، موجب تولید سیگنالهای اورکسیژنیک و آنورکسیژنیک میشوند. هسته قوسی هیپوتالاموس نقش مرکزی در برخی مدارهای نورونی هومئوستاتیک دارد و بویژه مکان مهمی برای تنظیم مرکزی اخذ غذا، مصرف انرژی و وزن بدن است. تجویز سیستماتیک آنالوگ گلوکز نوروتوکسیک، منجر به آسیب عصبی شدید در هسته قوسی میشود که با سندرمهای چاقی همراه با پرخوری مرتبط است

هورمون های بافت چربی

-لپتین: اگرچه در اصل به نظر می رسد که بافت چربی برای ذخیره انرژی است، اکنون مشخص شده است که بافت چربی یک اندام اندوکرین فعال است. یکی از هورمونهای مهم آن لپتین می باشد. لپتین و انسولین هورمونهایی هستند که از بافت چربی و سلولهای B پانکراس ترشح میشوند و از طریق سیستم اعصاب مرکزی مصرف غذا و وزن بدن را تنظیم میکنند

لپتین ژن چاقی که عمدتا در آدیپوسایت بیان شده است را تولید می کند اما در سطوح کم در اپیتلیوم معده و جفت نیز وجود دارد. سطح بالای لپتین در پلاسما با جرم بافت چربی ارتباط زیادی دارد اما محدودیت غذا باعث سرکوب گردش لپتین می شود. تزریق خارجی لپتین، هم به صورت مرکزی و محیطی باعث کاهش خودبه خودی و سریع پرخوری می شود در حالی که تزریق مزمن محیطی باعث کاهش مصرف غذا و از دست دادن چربی و وزن بدن می شود . - 6 - بیشتر یافتهها نشان میدهد که لپتین وسیلهای برای درمان چاقی است زیرا یک هورمون ضد چاقی است. با استفاده از لپتین دیابت، پرخوری و بیماریهای نظیر آن درمان میشود

-آدیپونکتین: آدیپونکتین به عنوان پروتئین مربوط به تکامل آدیپوسایت است که 244 اسید آمینه پروتتین از بافت چربی ترشح می شود. سطح گردش آن تا 1000 برابر بالاتر از سایر هورمونهای گردش خون مثل لپتین و انسولین است. آدیپونکتین دارای 4 دامنه می باشد. عملکرد آدیپونکتین عمدتا ناشناخته است اما برای هموستازی انرژی تنظیم شده است.

غلظت پلاسمایی آدیپونکتین به طور معکوس با چاقی در جوندگان و انسان ارتباط دارد. آدیپونکتین به طور قابل ملاحظهای بعد از محرومیت غذایی در جوندگان پس از کاهش وزن ناشی از یک رژیم محدود کالری یا جراحی پارتیشن معده در افراد چاق افزایش می یابد. تزریق محیطی از آدیپونکتین در جوندگان باعث کاهش وزن بدن بوسیله افزایش مصرف اکسیژن می شود بدون اینکه بر روی مصرف غذا اثر بگذارد. اثرات محیطی آدیپونکتین بر روی مصرف انرژی به نظر می رسد بوسیله مداخله هیپوتالاموس صورت می گیرد

-رزیستین: رزیستین بوسیله بافت چربی تولید می شود و به نظر میرسد که باعث افزایش مقاومت به انسولین می گردد. گردش رزیستین باعث چاقی در جوندگان میشود و پس از کاهش وزن در انسان مقدار آن افت می کند. مطالعات اخیرا نشان می دهد که رزیستین با افزایش تحمل گلوکز با چربی بالای جیره باعث حذف موش می شود. موشهای ترانس ژنیک بیش از حد بیان یک فرم منفی از مقاومت در برابر افزایش چربی با لپتین و آدیپونکتین و همچنین افزایش تحمل گلوکز و انسولین را نشان میدهد. اگرچه رزیستین ممکن است به عنوان ترکیبی باعث مقاومت انسولین و دیابت در چاقی باشد ولی نقش آن در پاتوژنز چاقی هنوز مشخص نشده است

هورمونهای پانکراس

-انسولین: انسولین هورمون پانکراسی یکی از اولین سیگنالهای چربی است و مانند لپتین همبستگی مثبتی با تعادل طولانی انرژی دارد. شواهد قابل توجهی وجود دارد که انسولین به عنوان یک سیگنال انحرافی در سیستم عصبی مرکزی عمل میکند. تزریق مرکزی انسولین مصرف غذا و وزن بدن را کاهش میدهد و بیان ژن هیپوتالاموس را که مصرف غذا را تنظیم میکند را تغییر میدهد. انسولین به مقدار هیچ و یا کم در مغز سنتز میشود. بنابراین انسولین محیطی نیز باید عملکردی مانند انسولین مرکزی داشته باشد

-پلی پپتید پانکراس - : - PPY پلی پپتید پانکراس عضوی از خانوادهی پپتیدهاست که شامل پپتید YYو NPY است. آنها دارای هم خوانی قابل توجهی از جمله چندین باقی مانده تیروزین هستند. آنها یک ساختار سه بعدی مشترک دارند که توسط سلولهای جزایر لانگرهاس ترشح می شوند و همچنین بوسیلهی بخش خارجی پانکراس و دستگاه گوارش هم ترشح میشوند. غلظتهای پلاسمایی پلی پپتید پانکراس تنوع روزانه را نشان میدهد. پایینترین سطح در ساعات اولیه صبح میباشد و بالاترین سطح آن در شب است. سطح گردش PP بوسیلهی موتیلین، گرلین، سکرتین و معده افزایش مییابد و با سوماتواستاتین کاهش مییابد

هورمونهای روده

-پپتید : - PYY - YY پپتید YY از سلولهای L دستگاه گوارش آزاد می شود. با افزایش غلظت بافت بیشتر در قسمتهای دفاعی مثل ایلئوم، کولون و رکتوم نیز یافت میشود. آزادسازی PYY در ارتباط با مصرف کالری، افزایش سطح آن 1 الی 2 ساعت بعد از مصرف غذا صورت میگیرد و باقی مانده آن برای 6 ساعت افزایش مییابد. جالب توجه است، قبل از اینکه مواد مغذی در تماس با سلولهای L در روده دیستال قرار بگیرند، افزایش غلظت PYY پلاسما به سرعت بعد از مصرف غذا مشاهده میشود. این امر نشان میدهد که انتشار اولیه PYY ممکن است به دنبال یک رفلکس عصبی باشد، اگرچه تماس مستقیم مواد مغذی بعدا ممکن است نقش داشته باشد. تزریق محیطی از PYY دارای چندین عمل میباشد: تاخیر تخلیه معده، تاخیر در ترشحات پانکراس و معده وجذب مایعات و الکترولیتها را افزایش میدهد

-گرلین: گرلین، پپتید هیپوتالاموسی/گوارشی و لیگاند اندوژن گیرندههای GHSR است و نقشهای بیولوژیکی متعددی از جمله تنظیم ترشح برخی هورمونها و تعدیل هومئوستازی انرژی را در بدن ایفا میکند. این پپتید از بافتهای مختلفی مانند هیپوتالاموس، هیپوفیز قدامی، غدد جنسی، کبد، روده و به ویژه در مواقع گرسنگی و بالانس منفی انرژی به میزان فراوان از سلولهای اکسینتیک معده ترشح می شود و با اثر بر گیرندههای خود در غشاء سلولهای عصبی و غدد، منجر به تحریک یا مهار بیوسنتز و رهایش میانجیهای عصبی می شود

-کوله سیستوکنین :CCK کوله سیستوکنین به طور گستردهای در دستگاه گوارش بیان میشود اما در دودنوم و ژژنوم نیز یافت میشود.کوله سیستوکنین همچنین در سیستم عصبی بیان میشود. فعالیت نوروترانسمیترها را در رفتار، اضطراب، حافظه و سیری تنظیم میکند. کوله سیستوکنین در هضم و اشتها نیز شناخته شده است و آزادسازی آنزیمهای کیسه صفرا و پانکراس را تحریک میکند، مانع تخلیه معده میشود و باعث افزایش حرکات روده میگردد. CCK به سرعت به موجب کاهش مدت و میزان اخذ غذا هم در انسان و هم درحیوانات می شود. با وجود اینکه نیمه عمر کوله سیستوکنین 1-2 دقیقه می باشد ولی اثرات کوتاهی در کبد داشته و فرکانس غذا را افزایش میدهد ولی هیچ تغییر کلی در مصرف غذا بوجود نمیآورد

-بومبزین: بومبزین تترادکا پپتیدی است که در اصل از زیر پوست دوزیستان جدا شده است. بومبزین مانند ایمنی فعال است که به طور گستردهای در روده پستانداران پراکنده شده است و سطح پلاسمای آن بعد از مصرف غذا به شدت افزایش مییابد. تزریق محیطی و مرکزی از بومبزین باعث کاهش مصرف میشود. اثرات آن عمیق تر از کولهسیستوکنین است

نتیجه گیری کلی

جمعبندی مطالعات نشان میدهد که هسته قوسی نقش محوری در تنظیم اخذ غذا از طریق دو گروه جمعیت نورونی خود دارد. این نورونها بواسطه میانجیهای خود و با اثرات تحریکی و مهاری بر روی یکدیگر و همچنین اثر بر گیرندههایی در سایر هستههای هیپوتالاموسی - مسیرهای پایین دست - موجب تنظیمات پیچیدهای بر رفتار تغذیهای موجودات زنده می گردند. در این راستا تشابهات فراوانی میان پستانداران و پرندگان وجود دارد. برخی میانجیها، واسطهها و یا پپتیدها مانند نوروپپتید Y و پپتید مربوط به آگوتی - - AgRP موجب افزایش اخذ غذا، و برخی دیگر مانند لپتین، انسولین، سروتونین، گلوتامات، MSH و هیستامین موجب کاهش مصرف غذا میشوند.