Výživa závislá na jedle - spektrum vedy
Diéta: Závislá na jedle
Riskovala by potkan smrť len preto, aby zjedla kúsok čokolády? Nedavno som sa to dozvedela. V mojom laboratóriu sme dali potkanom plný prístup k ich normálnemu jedlu. Okrem toho sme im ponúkali aj mimoriadne chutné vysokokalorické jedlá: klobása, tvarohový koláč, čokoláda. Potkany potom odmietli svoje zdravé, ale „nudné“ štandardné jedlo a takmer výlučne používali kalorické bomby. Pribrali a nakoniec ochoreli.
Potom sme nainštalovali baterku, ktorá signalizovala požierajúcim potkanom, že dostanú veľmi nepríjemný elektrický šok na labkách. Zvieratá, ktoré mali plné ruky práce s konzumáciou normálneho jedla, po takomto blesku okamžite prestali jesť a utiekli. Obézne potkany, ktoré jedli klobásu, koláč alebo čokoládu, však varovný signál ignorovali. Jej túžba po tom bola silnejšia ako pud sebazáchovy. Neurológ Barry Everitt z University of Cambridge urobil podobné pozorovania už predtým - hoci jeho potkany nemali záujem o čokoládu, ale boli závislé od kokaínu.
Sú teda obézni hlodavci závislí od potravy? Spoločným znakom závislých je nemožnosť vyhnúť sa určitému správaniu, ak má predvídateľné škodlivé následky. Nachádza sa tiež u ľudí s nadváhou. Takmer všetci obézni ľudia tvrdia, že chcú jesť menej. Stále však konzumujú príliš veľa, aj keď sú si vedomí negatívnych dôsledkov na ich zdravie a spoločenský život. Štúdie preukázali, že požitie príliš veľkého množstva jedla aktivuje systémy odmien v našom mozgu - u niektorých ľudí toľko, že sa už necítia plní. Čím viac títo ľudia jedia, tým silnejšie rastie ich potreba väčšieho množstva jedla - podobne ako pri alkohole a drogovo závislých, ktorí po konzumácii drogy hladujú. Stimuluje teda prejedanie rovnaké oblasti mozgu ako užívanie drog? Ak je to tak, lieky, ktoré tlmia mozgový systém odmien, by mali obéznym ľuďom pomôcť znížiť ich kalorický príjem.
Až do začiatku 90. rokov 20. storočia bola obezita alebo „obezita“ v latinčine iba poruchou správania. Verilo sa, že ľuďom s nadváhou jednoducho chýbala vôľa a sebakontrola. Odvtedy sa uhol pohľadu dramaticky zmenil, prinajmenšom medzi vedcami. Dôvodom nie je v neposlednom rade to, že sa obezita šíri epidemicky (pozri SdW 7/2003, s. 86). Jedným z prvých, kto inicioval túto zmenu srdca, bol kanadský biochemik Douglas Coleman, ktorý predtým pracoval v Jacksonovom laboratóriu v Bar Harbor (Maine, USA). Už v 60. rokoch 20. storočia našiel dôkazy o tom, že patologická obezita a narušené stravovacie správanie sú okrem iného spôsobené genetickými faktormi. Americký molekulárny genetik Jeffrey Friedman z Rockefellerovej univerzity (New York) bol neskôr schopný potvrdiť mnohé zo svojich úvah. Obaja vedci uskutočnili experimenty s kmeňmi myší, ktoré majú dedičnú tendenciu k rozvoju obezity a diabetes mellitus.
Ukazuje sa, že jeden z týchto kmeňov má genetickú chybu, ktorá bráni tukovým bunkám v uvoľňovaní hormónu leptínu. U myší a ľudí sa signálna látka zvyčajne uvoľňuje po jedle, obmedzuje chuť do jedla a tým tlmí potrebu väčšieho množstva potravy. Ukázalo sa tiež, že nositeľom génovej mutácie bol aj ďalší kmeň myší so sklonom k obezite: bunky postihnutých zvierat už na leptín nereagujú správne. Spoločne tieto výsledky potvrdili, že hormóny regulujú chuť do jedla, a teda aj telesnú hmotnosť. Hormonálna nerovnováha môže preto viesť k narušeniu stravovacieho správania. V skutočnosti je obezita bežná v určitých rodinách s nedostatkom genetického leptínu.
Bolo by však príliš krátke pripisovať obezitu iba hormonálnej poruche. Po prvé, nie všetci ľudia s nadváhou trpia dedičnou disproporciou hormónov regulujúcich chuť do jedla. Po druhé, krvné testy na obéznych by potom museli pravidelne ukazovať buď príliš málo alebo príliš veľa hormónov potláčajúcich chuť do jedla. Opak je to však viac. Paradoxne sú obézni ľudia často badateľní kvôli zvýšenej hladine hormónov potláčajúcich chuť do jedla, vrátane leptínu a inzulínu.
Tu vstupuje do hry koncept závislosti na jedle. Hormóny ovládajúce chuť k jedlu ovplyvňujú nervové okruhy v hypotalame - úseku diencefalónu, ktorý reguluje autonómne funkcie tela. Interagujú tiež so systémami odmien v mozgu. Čím intenzívnejší je hlad, tým intenzívnejšia je spokojnosť, akonáhle niečo zjeme. Tento mechanizmus je zodpovedný za hormóny, ktoré zvyšujú odozvu centier odmien spojených s jedlom počas pôstu, najmä v corpus striatum (skrátene striatum). Táto oblasť mozgu je charakterizovaná vysokou hladinou endorfínov, telu vlastných zlúčenín, ktoré posilňujú pocity šťastia a odmeny. Keď si doprajeme dobré jedlo, žalúdok a črevá produkujú hormóny potláčajúce chuť do jedla, ktoré tlmia pocity šťastia vychádzajúce zo striata a ďalších častí systému odmien. Zároveň znižujú intenzitu pocitu radosti. Jedlo sa nám potom javí čoraz menej žiaduce, až nakoniec prestaneme jesť.
Keď už pocit sýtosti neprestáva
Moderné, mimoriadne kalorické jedlá, ktoré obsahujú veľa tukov a cukrov a často vyzerajú obzvlášť príťažlivo, stimulujú naše systémy odmien tak silno, že účinky leptínu a iných hormónov na potlačenie chuti do jedla už proti nim nepôsobia. Vďaka tomu stále jeme, aj keď už nemáme hlad. Tento efekt všetci poznáme: práve sme mali výdatnú večeru a nemôžeme sa zahryznúť. Hosteska podáva čokoládový koláč a zázračným spôsobom táto pochúťka - jedna z najkalorickejších dňa - akosi patrí do.
Náš mozog vyvinul efektívne mechanizmy na udržanie telesnej hmotnosti na stabilnej a zdravej úrovni. Hovorí nám, kedy je čas jesť a kedy nie. Potraviny, ktoré majú neprirodzene vysoký obsah kalórií, však môžu tieto signály zrušiť a priviesť nás k chorému stravovaniu. Krémový koláč, mousse au chocolat & Co. sú umelé pochúťky, s ktorými naši predkovia neboli konfrontovaní - preto sme nemali možnosť ich vývoja v priebehu evolúcie primerane využiť.
Telo reaguje na bombardovanie kalórií tak, že zvyšuje hladinu chuti do jedla potláčajúcich hormónov, ako je leptín a inzulín, so zvyšovaním telesnej hmotnosti. Tieto signalizačné látky však v určitom okamihu strácajú účinnosť, pretože si k nim telo vytvára toleranciu. Systémy odmien v mozgu ľudí s nadváhou navyše reagujú na konzumáciu jedla iba slabo, ako zistili výskumníci z Brookhavenského národného laboratória a Oregonského výskumného ústavu pomocou zobrazovacích metód. Toto otupenie vedie k nedostatku spokojnosti, a tým k depresívnej nálade. A čo s tým ľudia robia? Jedáva viac, aby dočasne odľahčil svoju náladu - čo robí začarovaný kruh dokonalým. Obézni ľudia pravdepodobne potrebujú na dosiahnutie rovnakej úrovne spokojnosti konzumovať podstatne viac ako štíhli ľudia.
Obezita zjavne nevzniká (iba) z nedostatku sily vôle. Hormonálne poruchy sú tiež zriedkavé ako spúšťač. Aspoň v niektorých prípadoch sa zdá, že je to spôsobené prepísaním systémov odmien v mozgu mimoriadne bohatými a chutnými jedlami. Rovnako ako návykové lieky môžu aj v mozgu vytvoriť slučku spätnej väzby - čím viac pochúťok človek požije, tým silnejšia je ich potreba a tým ťažšie je ich uspokojiť. Ale preto je ochutnávanie jedál závislosťou?
Návykové lieky, ako napríklad morfín, stimulujú systémy odmeňovania mozgu rovnakým spôsobom ako potraviny. Existujú však aj ďalšie podobnosti. Ak sa potkanom vstrekne morfín do striata, vyvolá to u zvierat nadmerné záchvaty kŕmenia, aj keď boli schopné sa krátko predtým najesť. Morfín a ďalšie opiáty napodobňujú účinky určitých neurotransmiterov - látok prenášajúcich signál, pomocou ktorých náš mozog reguluje stravovacie správanie.
Nemôžu lieky, ktoré inhibujú také látky prenášajúce látky, obmedziť tiež nadmernú túžbu po jedle? Podľa nedávnych štúdií blokátory endorfínov znižujú aktivitu centier odmien u ľudí a hlodavcov, ktorým sú podávané lákavé jedlá - výsledkom je, že ich postihnutí jedia menej. Ak sa s drogovo závislými zaobchádza takýmito látkami, potom užijú menej heroínu, alkoholu alebo kokaínu. To podporuje tézu, že nadmerné stravovanie a drogová závislosť sú založené na rovnakých mechanizmoch. Keď sa potkanom zvyknutým na každodenné obžerovanie podávajú blokátory endorfínov, správajú sa podobne ako abstinenčné príznaky pozorované u drogovo závislých. Prejedanie sa môže preto viesť k stavu podobnému drogovej závislosti.
Existujú podobnosti aj v súvislosti s ďalším dôležitým neurotransmiterom, dopamínom. Je známe, že návykové lieky spôsobujú uvoľňovanie dopamínu do striata. Nosná látka hrá zásadnú úlohu pri rozvoji motivácie a vedie závislých k získaniu drogy. Väčšina odborníkov sa domnieva, že to je mechanizmus, ktorý vytvára závislosť, aj keď presné procesy sú kontroverzné. Pokusy preukázali, že atraktívne jedlá tiež stimulujú uvoľňovanie dopamínu do striata. Neurotransmiter motivuje postihnutých, aby sa sústredili na jedlo. Zobrazovacie metódy teraz ukazujú, že striatum obéznych ľudí má zreteľne nízku hladinu receptorov dopamínu-2 (D2R) - dokovacích proteínov pre dopamín, ktoré spúšťajú signálne procesy v mozgových bunkách. Podobné nálezy sú známe u alkoholikov aj u ľudí so závislosťou od kokaínu, metamfetamínu alebo opiátov.
Okrem toho je pravdepodobnejšie, že u ľudí, ktorí kvôli genetickým vlastnostiam produkujú relatívne málo receptorov dopamínu-2, sa vyskytne obezita alebo drogová závislosť. Nedostatok týchto molekúl vedie k zníženej aktivite centier odmien v mozgu, takže postihnutí potrebujú intenzívnejšie podnety z potravy alebo omamných látok, aby dosiahli rovnakú úroveň spokojnosti ako normálni ľudia. Rovnako sa im ťažšie vyhýba činom, ktoré majú negatívne následky. Je zrejmé, že tu je narušená funkcia oblastí mozgu, ktoré potláčajú rizikové, ale potenciálne uspokojujúce správanie, ako je nadmerná konzumácia jedla alebo drog.
Naše laboratórne testy na potkanoch podporujú túto tézu. Obézne zvieratá, ktoré napriek nepríjemným elektrickým šokom neprestali jesť vysokokalorické pochúťky, mali v striate iba niekoľko receptorov dopamínu-2. Ďalšie štúdie tiež preukázali, že narkomani alebo obézne potkany neopúšťajú objekt svojej túžby, aj keď to má negatívne následky. Podobné javy pozorujeme aj u ľudí: mnoho obéznych ľudí trpí natoľko neschopnosťou ovládať svoje stravovacie správanie, že dobrovoľne podstupujú riskantné zákroky, ako je napríklad operácia bypassu žalúdka. Často sa relapsujú a opäť priberajú.
Veľká nadváha - duševné ochorenie? Odborníci nejdú až tak ďaleko
Deštruktívne zneužitie, ktoré spôsobuje krátkodobé šťastie, po ktorom nasleduje pokus o únik od neho - a nakoniec recidíva: tento model je nápadne podobný začarovanému kruhu drogovej závislosti. Podľa najnovších výskumov je obezita výsledkom silnej túžby aktivovať centrá odmien v mozgu a dosiahnuť uspokojenie. Hormonálne poruchy a metabolická nerovnováha preto môžu byť dôsledkami prírastku hmotnosti - a nie jeho príčinami.
Iní odborníci sa domnievajú, že obezita a drogová závislosť sa navzájom zásadne líšia. A teda žne dostatok odporu. Pretože ak obézni ľudia musia jesť viac a viac, aby dosiahli spokojnosť, potom je to veľmi podobné vývoju tolerancie, aký je známy u drogovo závislých. A ak dáte ľuďom s nadváhou diétu, aby chudli, môže to u nich viesť k náladovosti a depresii, čo sa zase blíži k abstinenčným príznakom.
Lieky s nebezpečnými vedľajšími účinkami
Vedci, ktorí popierajú, že obezita je návyková, majú oprávnené výhrady. Máte pravdu, že výraz „závislosť“ má konotácie, ktoré tu nie sú veľmi užitočné. Avšak prejedanie sa a závislosť od drog majú veľa spoločného, predovšetkým stratu kontroly. Musíme zistiť, či to nie sú len povrchné paralely. Ešte dôležitejšia je otázka, či nám zmenené chápanie obezity umožňuje vyvinúť nové prístupy k liečbe. Inak diskusia zostáva iba akademickým cvičením.
Prvé terapie, ktoré smerujú novým smerom, sú už k dispozícii. Farmaceutická spoločnosť Arena Pharmaceuticals nedávno získala schválenie FDA pre svoj lorcaserín potláčajúci chuť k jedlu. Má pomôcť pacientom s nadváhou schudnúť. Lorcaserín stimuluje takzvané serotonínové 2C receptory v mozgu. U laboratórnych potkanov sa preukázalo, že to môže tiež viesť k zníženiu túžby po nikotíne.
Ďalším liekom je rimonabant, ktorý bol v Európe schválený ako prostriedok na potlačenie chuti do jedla pri liečbe obéznych ľudí. Látka inhibuje kanabinoidný receptor 1, ktorý hrá dôležitú úlohu v chutiach po jedle, napríklad pri konzumácii kanabisu. Blokovanie receptora obmedzuje chamtivosť po jedle. Ale nielen to: Rimonabant tiež uľahčuje fajčiarom vzdať sa cigariet. U potkanov znižuje chuť na alkohol, opiáty a kokaín.
Avšak rimonabant spôsobuje u niektorých pacientov depresiu, u niektorých sa dokonca vyvinú samovražedné myšlienky. Európska agentúra pre lieky preto odporučila pozastavenie schválenia pred piatimi rokmi a FDA od začiatku zamietla uvedenie lieku na americký trh. Stále nie je jasné, prečo liek spôsobuje depresiu. Príklad však ukazuje, že je potrebné starostlivo preskúmať nové terapeutické prístupy, ktoré vychádzajú z konceptu obezity ako návykovej choroby.
Aby bolo možné definitívne objasniť, či je obezita návykovou chorobou, musia vedci najskôr podrobne odhaliť, ktoré neurónové siete a procesy bunkovej adaptácie spôsobujú drogovú závislosť - aby bolo možné skontrolovať, či rovnaké mechanizmy podporujú aj obžerstvo. Je možné a dokonca pravdepodobné, že neurónové siete, ktoré zohrávajú úlohu v závislosti od kokaínu alebo pri prejedaní, sa nachádzajú v rôznych mozgových oblastiach, fungujú však podobným spôsobom. Ďalšou dôležitou otázkou je, či genetické abnormality, ako napríklad nedostatok dopamínových receptorov, uprednostňujú drogovú závislosť aj obezitu. Možno, ak existujú bežné rizikové gény, mohli by slúžiť ako ciele pre lieky, ktoré zmierňujú obe poruchy.
Aj keď sa zistí, že obezita je spôsobená skutočnou závislosťou od potravy a že sa nájdu účinné lieky, obézni ľudia budú naďalej žiť s rodinnými príslušníkmi, priateľmi a kolegami, ktorí sa naopak prejedajú. Na ich často problematickom prostredí sa teda nič nezmení. Ako vieme od drogovo závislých a alkoholikov, ktorí sa zo závislosti dostali, stimuly prostredia sú veľmi častým dôvodom relapsov. Západné spoločnosti preto, že majú veľké množstvo pokušení bohatých na tuky a cukor, budú preto aj naďalej sťažovať každému človeku s nadváhou zbavenie sa svojej zlozvyku.