Savienojums starp aptaukošanos un asins-smadzeņu barjeru

Asins-smadzeņu barjera (BBB) ​​ir svarīgs fizioloģisks veidojums, kura uzdevums ir aizsargāt smadzenes no vairākām ķīmiskām vielām, kas varētu cirkulēt mūsu asinsritē. BBB kavē lielākās daļas molekulu, šūnu un olbaltumvielu apmaiņu un kustību centrālajā nervu sistēmā (CNS) un ārpus tās. Tas palīdz uzturēt smadzenes “vēsas” un neietekmētas no visa, ko mēs ēdam, un ar infekcijām, ar kurām mēs sastopamies.

BBB veido CNS asinsvadi, kurus izklāj endotēlija šūnas. Tā ir sarežģīta struktūra, kas nodrošina vielmaiņas un imūnregulācijas homeostāzes uzturēšanu CNS. Veselās smadzenēs barjera neļauj lielākajai daļai cerebrospināla šķidruma (CSF) molekulu cirkulēt perifērijā, un lielākā daļa perifēro molekulu difundē CSF.

Tomēr pat veselās smadzenēs BBB nav pilnīgi necaurlaidīgs. Hipotalāmu lokveida kodolam ir nepilnīgs BBB, kas ļauj cirkulējošajiem hormoniem iedarboties uz šīs smadzeņu daļas regulējošajām sistēmām. Vairākiem neiroloģiskiem traucējumiem ir raksturīgs traucēts BBB, ieskaitot insultu, CNS infekcijas un neirodeģeneratīvas slimības.

Aptaukošanās un BBB

Ir pierādīts, ka pārtiku, kas satur daudz piesātināto tauku un vienkāršo cukuru, pārtēriņš pasliktina BBB integritāti un var nopietni kaitēt neaizsargātiem smadzeņu reģioniem, piemēram, hipokampam. Turklāt aptaukošanās izraisa patoloģiskas izmaiņas BBB, kas var pasliktināt cilvēka vispārējo veselību un izraisīt papildu patoloģiskas izmaiņas CNS, piemēram, neiroinflammation un kognitīvā pasliktināšanās. Aptaukošanās izraisa arī šūnu tipu skaita izmaiņas neirovaskulārā vienībā, kas maina BBB integritāti.

Tomēr lielākajai daļai cilvēku ar lieko svaru liekais ķermeņa svars nestimulē nopietnus patoloģiskus procesus. Aptaukošanās nav tieši traucējums, kas kaitē smadzenēm, un liekā ķermeņa masa neapdraud BBB integritāti. Tomēr ir ievērojama saikne starp aptaukošanos un BBB, un šī saikne pastāv tāpēc, ka smadzenes darbojas normāli.

Smadzeņu sistēmas, kas regulē barošanas uzvedību

Aptaukošanās attīstībā iesaistītās sistēmas ir sarežģītas un joprojām nav pilnībā izprastas. Tomēr tiek uzskatīts, ka traucēta enerģijas homeostāze varētu būt problēmas pamatā. Barošanas uzvedību regulē vielmaiņas, autonomie, endokrīnie un vides faktori. Lai gan to ietekmē daudzi indivīdu elementi, “enerģijas homeostāzei” ir svarīga loma, radot līdzsvaru starp enerģijas uzņemšanu un tēriņiem.

Hipotalāms ir viena no smadzeņu zonām, kas ir atzīta par uztura, ķermeņa svara, enerģijas un glikozes homeostāzes regulatoru. Tas saņem un apstrādā vielmaiņas signālu no perifērijas, kā arī atlīdzību un maņu ievadi no garozas. Savukārt tas nosūta izejas signālus centrālās nervu sistēmas daļām, kas regulē barošanas uzvedību un ķermeņa svaru.

Hormonu barošana un leptīna loma

Hipotalāms ir iesaistīts apetītes regulēšanā, izmantojot vienu apetīti stimulējošu signālu ceļu un vienu apetīti nomācošu ceļu. Šie ceļi ietver specifiskus hormonus un neiropeptīdus, kurus var atrast vai nu asinīs, vai CSF. Lai šie hormoni darbotos pareizi, tiem ir jāšķērso asinsvadu BBB, izmantojot specializētas transporta sistēmas. Daudziem hormoniem, kas regulē barošanas uzvedību, ir traucēta aptaukošanās, ieskaitot insulīnu, leptīnu, adiponektīnu un grelīnu.

Viens no galvenajiem hormoniem aptaukošanās attīstībā ir leptīns. Leptīns piedalās enerģijas homeostāzē un vielmaiņas regulēšanā. Tas reaģē uz sāta signāliem, kas rodas pārtikas patēriņa laikā. Leptīnu izdalās taukaudi, un tā sekrēcija pozitīvi korelē ar ķermeņa tauku daudzumu. Tās sekrēcija nosūta smadzenēm signālus, lai nomāktu apetīti un palielinātu termoģenēzi, mēģinot samazināt taukainību. Pieaugot ķermeņa tauku līmenim, palielinās leptīna līmenis asinīs. Gavēšanas periodos, kad ķermeņa masa samazinās, leptīna sekrēcija samazinās. Kopumā ir pierādīts, ka cilvēkiem ar aptaukošanos ir ievērojami augstāka leptīna koncentrācija asinīs, salīdzinot ar liesākiem cilvēkiem, un šis paaugstinātais līmenis samazinās, kad cilvēki ar aptaukošanos zaudē svaru. Būtu loģiski pieņemt, ka ar paaugstinātu leptīna līmeni asinīs cilvēkiem ar aptaukošanos vajadzētu justies piesātinātam. Tomēr tas tā nav. Leptīna līmenis asinīs neatspoguļo leptīna līmeni CSF. Ir pierādīts, ka CSF un leptīna līmeņa serumā attiecība pret aptaukošanos bija četras reizes mazāka.

Leptīna pretestība

Šī nelineārā korelācija starp leptīna koncentrāciju asinīs un CSF varētu būt saistīta ar tā saukto centrālo rezistenci pret leptīna darbību. Leptīna centrālās pretestības teorija liecina, ka aptaukošanos var izraisīt ierobežota leptīna piekļuve smadzenēm. Tas ir pretrunā ar vecākiem ieteikumiem, ka aptaukošanos var izraisīt nepietiekama leptīna ražošana.

Svarīgs faktors, kas jāņem vērā, ir tas, ka leptīna transportēšana no asinsrites uz smadzenēm caur BBB tiek panākta, izmantojot specializētus transporta olbaltumvielas, kurām ir nosliece uz piesātinājumu. Tas nozīmē, ka transportieru līmenis nav pietiekami augsts, lai smadzenēs pārvadātu pietiekami daudz leptīna molekulu. Šī ir klasiska “sastrēguma” situācija: caur ceļa sastrēgumu var nonākt tikai noteikts skaits automašīnu neatkarīgi no tā, cik daudz automašīnu ir rindā. Tā rezultātā smadzenes "nejūt" reālo leptīna koncentrāciju asinīs. Sakarā ar šī transporta piesātinājumu caur BBB, cirkulējošais leptīna līmenis ne vienmēr atbilst leptīna CSF koncentrācijai. Ir ierosināts, ka šī transporta sistēma darbojas līdzīgi liesiem indivīdiem ar normālu leptīna koncentrāciju un ka augstākajam leptīna līmenim nav bioloģiskas ietekmes, kad sistēma jau ir piesātināta. Aptaukošanās hiperleptinēmisko personu smadzenes pat netiek pakļautas paaugstinātam leptīna līmenim.

Vai BBB var izraisīt aptaukošanos?

Fakts, ka transporta sistēma ir piesātināta arī liesiem indivīdiem, parāda, ka BBB leptīna transporta sistēma ir attīstījusies, lai pareizi darbotos tikai ar zemāku tauku saturu un ķermeņa svaru. Zems seruma leptīna līmenis informē smadzenes, ka tauku rezerves ir pietiekamas, lai iztērētu kalorijas citām funkcijām, nevis barošanai, piemēram, reprodukcijai un imūnsistēmas stiprināšanai. Bet, kad tauku līmenis organismā pārsniedz noteiktu līmeni, leptīna signalizācija vienkārši nedarbojas atbilstoši, tādējādi veicinot turpmāku svara pieaugumu.

Atsauces

Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. (2004) Asins-smadzeņu barjera: pārskats: struktūra, regulējums un klīniskās sekas. Neurobiol Dis 16 (1): 1-13. doi: 10.1016 / j.nbd.2003.12.016

Rhea EM un citi. (2017) Asins-smadzeņu barjeras aptaukošanās gadījumā. AAPS J. 19, 921-930. doi: 10.1208 / s12248-017-0079-3.

Obermeier B, Daneman R, Ransohoff RM (2013) Asins-smadzeņu barjeras izstrāde, uzturēšana un pārtraukšana. Dabas medicīna 19 (12): 1584-1596. doi: 10.1038 / nm.3407

Burguera B et al. (2000) Aptaukošanās ir saistīta ar samazinātu leptīna transportu caur asins-smadzeņu barjeru žurkām. Diabēts 49: 1219-1223. PMID: 10909981

Hsu TM, Kanoski SE (2014) Asins-smadzeņu barjeras traucējumi: mehāniskas saiknes starp rietumu diētas patēriņu un demenci. Novecojošās neirozinātnes robežas 6:88. doi: 10.3389 / fnagi.2014.00088

Banks W (2008) Asins un smadzeņu barjera kā aptaukošanās cēlonis. Pašreizējais farmācijas dizains 14. 1606.-14. PMID: 18673202

Šis viesu raksts sākotnēji tika parādīts godalgotajā veselības un zinātnes emuārā un smadzeņu tēmu kopienā BrainBlogger: Aptaukošanās un asins-smadzeņu barjera: kāda ir saikne ?.