Die Kartierung der Kontrolle des Hirnstamms über die Nahrungsaufnahme könnte zu einer besseren Behandlung von Fettleibigkeit führen
Ein Atlas der neuronalen Schaltkreise könnte helfen, Ziele für Medikamente zur Appetitkontrolle zu finden
Jede Mahlzeit, zu der man sich hinsetzt, hinterlässt einen Eindruck, wobei die Lebensmittel als etwas Leckeres abgespeichert werden, das man wieder sucht, oder das man angewidert meidet, wenn man den Geschmack mit Unwohlsein assoziiert.
Symbolisches Bild
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Die Art und Weise, wie diese Entscheidung getroffen wird, ist so grundlegend für unser Wohlbefinden, dass die Signale in den primitivsten Teilen unseres Gehirns, dem Stamm- oder Hinterhirn, koordiniert werden. Diese Hirnregion hilft uns auch zu entscheiden, wann wir "satt" sind und mit dem Essen aufhören sollten.
Bisher haben sich Wissenschaftler, die sich dafür interessieren, wie und warum Menschen an Gewicht zunehmen und welche Krankheiten durch Überessen und Fettleibigkeit entstehen können, auf einen Teil des Gehirns, den Hypothalamus, konzentriert, nachdem zwei miteinander verflochtene Systeme entdeckt wurden, die bei der Kontrolle des Energiehaushalts eine wichtige Rolle spielen: das Leptin- und das Melanocortin-System.
Eine in der Fachzeitschrift Nature Metabolism veröffentlichte Arbeit blickt über diese Hirnregion hinaus und untersucht die verschiedenen Hirnbahnen, die im Hirnstamm zusammentreffen, um das Ernährungsverhalten zu steuern, wobei eine Technik verwendet wird, die einen unvoreingenommenen Blick auf die beteiligten Neuronen ermöglicht.
"Alles, was der Hypothalamus tut, läuft schließlich im Hirnstamm zusammen. Der Hirnstamm ist für die Steuerung der Nahrungsaufnahme äußerst wichtig, da er alle möglichen Informationen aus dem Darm aufnimmt, einschließlich der Informationen darüber, ob der Magen gebläht ist und ob Nährstoffe aufgenommen wurden, und diese mit den Informationen des Hypothalamus über den Nährstoffbedarf integriert, bevor er alles an die Generatoren für rhythmische Muster weitergibt, die die Nahrungsaufnahme steuern", sagte Dr. Martin Myers Jr., Professor für Innere Medizin und Molekulare und Integrative Physiologie und Direktor des Elizabeth Weiser Caswell Diabetes Institute.
Die jüngste Studie stützt sich auf jüngste Erkenntnisse aus dem Labor von Myers, die bei Mäusen die Existenz von zwei verschiedenen Schaltkreisen zur Unterdrückung der Nahrungsaufnahme im Hirnstamm aufzeigten - einen, der Übelkeit und Ekel hervorruft, und einen, der dies nicht tut, sowie auf die Zusammenarbeit mit seinem Kollegen Dr. Tune Pers von der Universität Kopenhagen. Pers und seine Gruppe verwendeten Einzelzellkartierungen von Gehirnzellen innerhalb des dorsalen vagalen Komplexes, einer Region im Hirnstamm, die eine Vielzahl von unbewussten Prozessen vermittelt, einschließlich Sättigungsgefühlen (oder Übelkeit) nach dem Essen.
Die neue Übersichtsarbeit von Erstautor Wenwen Cheng, Ph.D., Myers, Pers, und ihren Kollegen integriert diese Erkenntnisse mit anderen aktuellen Entdeckungen, um ein neues Modell der neuronalen Schaltkreise im Hirnstamm zu erstellen und zu zeigen, wie sie Nahrungsaufnahme und Übelkeit kontrollieren.
"Wenn wir all diese Informationen zusammennehmen, können wir vorhersagen, welche Gruppe von Neuronen diese oder jene Funktion steuert", so Myers.
Er weist darauf hin, dass viele dieser Zellpopulationen Ziele für neue und wirksame Medikamente gegen Fettleibigkeit sind - zum Beispiel eine Klasse von Medikamenten gegen Diabetes, die so genannten GLP1-Rezeptor-Agonisten, die den Blutzucker senken und dazu beitragen können, dass man weniger isst.
"Es gibt eine Population von GLP1-Neuronen im Hirnstamm, die, wenn man sie anschaltet, die Nahrungsaufnahme stoppt, aber heftiges Unwohlsein hervorruft, aber es könnte eine andere Population von Neuronen geben, die das Essen stoppt, ohne dass man sich schlecht fühlt."
Eine detaillierte Karte dieser Neuronen und das Verständnis der Auswirkungen einer Veränderung dieser Zellziele, so Myers, können dazu beitragen, Medikamente mit weniger negativen Nebenwirkungen herzustellen.
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