Dieta bogată în grăsimi modifică efectele dopaminei și ale opioidelor asupra dezvoltării
T M Reyes
1 Departamentul de farmacologie, Institutul de Medicină Translațională și Terapeutică, Universitatea din Pennsylvania, Școala de Medicină, Philadelphia, PA, SUA
Abstract
Consumul unei diete bogate în grăsimi a fost legat de obezitate, dislipidemie și boli cardiovasculare. Mai puțin bine apreciate sunt efectele adverse asupra creierului și comportamentului. Cercetări recente au arătat că consumul unei diete bogate în grăsimi poate modifica expresia genelor în creier, iar sistemele de dopamină și neurotransmițătoare opioide par a fi vulnerabile la dereglare. Această revizuire se va concentra asupra rapoartelor recente, atât la om, cât și la modele animale, care descriu efectele adverse ale consumului de diete bogate în grăsimi asupra circuitelor centrale de recompensare. În plus, se va discuta despre importanța diferitelor ferestre de dezvoltare, cu efecte observate atât în perioada prenatală/perinatală, cât și cu consumul cronic de dietă bogată în grăsimi la vârsta adultă.
Introducere
Riscul pentru obezitate este semnificativ crescut atunci când o persoană mănâncă o dietă calorică, bogată în grăsimi. Consecințele negative asupra obezității asupra sănătății sunt bine descrise și includ un risc crescut de diabet, boli cardiovasculare, dislipidemie, hipertensiune arterială și probleme articulare și de somn. Mai recent, au fost documentate efectele adverse asupra creierului și comportamentului, care vor fi în centrul acestei revizuiri, în special modul în care consumul unei diete bogate în grăsimi în diferite perioade de timp de dezvoltare poate afecta funcția sistemului de recompensă în sistemul nervos central. sistem (SNC).
Circuite de recompensă
În plus față de sistemul DA, opioidele sunt, de asemenea, critice pentru codificarea proprietăților satisfăcătoare ale unui stimul. 10, 11 Sistemul opioid are trei liganzi endogeni, codificați de precursori precum preproenkefalina (PENK), prodinorfina și pro-opiomelanocortina. În mod similar, există trei receptori opioizi endogeni, delta, kappa și mu. În ceea ce privește consumul unei diete bogate în grăsimi, PENK și receptorul μ-opioid (MOR) au fost implicați ca factori critici. Stimularea directă a MOR de către un agonist, cum ar fi PENK, stimulează în mod specific consumul de alimente bogate în grăsimi. 12
Vulnerabilitate prenatală/perinatală
Modele animale
La animale, consumul matern al unei diete bogate în grăsimi a fost legat de o serie de rezultate negative ale SNC, inclusiv comportamente crescute asemănătoare anxietății, 31, 32 scăderea arborizării dendritice a hipocampului, 33 creșterea neurogenezei hipotalamice a neuronilor orexigenici (care pot determina supraalimentarea și crește riscul de obezitate) 34 și modificări ale expresiei genelor serotoninergice, genelor dopaminergice, genelor legate de inflamație și neuropeptidelor legate de aportul/metabolismul alimentelor. 31, 32, 34, 35 Nu toate zonele creierului par a fi la fel de sensibile la efectele consumului matern al unei diete bogate în grăsimi, deoarece proiecțiile arcuate până la paraventriculare nu sunt afectate de dieta maternă, 36, însă aceste proiecții sunt afectate de starea insulinei materne, 37 subliniind complexitatea interacțiunilor dintre mediul matern (dietă, obezitate, diabet) și rezultatul descendenților.
Consumul matern al unei diete bogate în grăsimi în timpul sarcinii și alăptării poate modifica expresia genelor în creierul descendenților, ducând la comportamente care cresc riscul de obezitate. Modificările sistemelor implicate în reglarea homeostatică a hrănirii au fost documentate. De exemplu, consumul matern al unei diete bogate în grăsimi din ziua embrionară 6 până în ziua 15 postnatală la șobolani a dus la o expresie crescută a peptidelor orexigenice în hipotalamusul lateral 34, care a fost atribuită creșterii neurogenezei acestor populații neuronale. Important, acești autori au inclus, de asemenea, un grup de descendenți de la barajele bogate în grăsimi crescute la barajele controlate la naștere, care au dus la constatări similare, subliniind importanța mediului prenatal în conducerea fenotipului observat. Dieta maternă bogată în grăsimi poate modifica, de asemenea, funcția neuronilor din nucleul hipotalamic ventromedial, care demonstrează răspunsuri diferențiate la glucoză și acizi grași cu lanț lung la descendenții de la barajele hrănite cu o dietă bogată în grăsimi. 38 Modificări în expresia genică a neuropeptidelor care controlează aportul homeostatic de hrană (de exemplu, melanocortine și neuropeptidă Y) în nucleul arcuit au fost, de asemenea, documentate la descendenții barajelor alimentate cu o dietă bogată în grăsimi. 35, 39, 40
Foarte important, un număr de laboratoare au identificat modificări ale circuitului de recompensă la descendenții din barajele hrănite cu o dietă bogată în grăsimi, ducând la o preferință crescută pentru alimentele bogate în grăsimi sau bogate în zahăr la descendenții din sarcinile afectate; cu alte cuvinte hrănirea alimentată hedonic. S-a demonstrat că atunci când barajele de șobolani însărcinate sunt hrănite cu o „dietă cu junk-food” (de exemplu, biscuiți, clătite, ciocolată și brânză (conținut ridicat de grăsimi/zahăr bogat)), descendenții au o preferință semnificativ crescută pentru grăsimi, zaharuri și alimente sărate. 41, 42 În plus, descendenții șobolanilor de la baraje hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi în ultima jumătate a sarcinii și prin alăptare și-au crescut reacția pentru peletele bogate în grăsimi, în esență lucrând mai mult decât animalele de control pentru peleta grasă. 43 În mod similar, expunerea timpurie la o dietă bogată în grăsimi (în a treia săptămână postnatală) a programat, de asemenea, o preferință mai mare pentru grăsime ca adult. 44