Hol az igazság az egészséges táplálkozásról? Walter Willett és Igor Bukovský (2021. február).

gyümölcsagyak

A gyümölcslegyek felhasználásával Johns Hopkins kutatói azt állítják, hogy egy specifikus és nagyon kis agysejt-csoportot azonosítottak, az úgynevezett dopamin-ék neuronokat, amelyek felelősek az étkezési preferenciák fészkeléséért aszerint, amire szükségük van, nem pedig annak, amit szeretnek.

Amikor a kutatók étrendjükben megfosztották a fehérjéket a fehérjétől, ezek az idegsejtek kémiai szignált (dopamint) bocsátottak ki, amely úgy tűnik, hogy irányítja a légy vágyát a fő fehérjeforrás - az élesztő - iránt, és legyőzi a természetes cukorkeresési hajlamukat.

A tudományban online, május 5-én közzétett kísérletek összefoglalójában a kutatók azt állítják, hogy eredményeik támogathatják hasonló folyamatok felkutatását emlősökben (beleértve az embereket is), amelyek az éhség, a sóvárgás, végül a súlygyarapodás és az elhízás jobb megértéséhez vezethetnek.

Noha a szakértők azonosítottak szenzorokat és hormonokat a gyümölcslegyekben és az emlősökben, amelyek szabályozzák az általunk fogyasztott kalória mennyiségét, Johns Hopkins tudósok szerint ez az első alkalom, hogy minden állatban fehérjefüggő éhezési mechanizmust azonosítottak.

"Megmutattuk, hogy a gyümölcsagyban csak néhány kör, amely körforgást hoz létre, a tanulásban és a memóriában használt folyamatokat használja a tartós, motivált viselkedés, az étkezési preferenciák ellenőrzésére ebben az esetben" - mondta Dr. Mark Wu, Ph.D., munkatárs Neurológiai professzor az Egyetemi Orvostudományi Karon, Johns Hopkins. Tavaly a Wu kutatócsoport hasonló típusú áramkört talált a gyümölcsagyban, amely az álmosságot szabályozza, minél tovább marad egy gyümölcslégy.

Az étkezési magatartást kontrolláló idegsejtek kutatása során a kutatók nemrégiben párosított nőket használtak, akik hajlamosak magasabb fehérjeforrást táplálni, hogy a tojásaikban tápanyagokkal töltsék fel. Megvizsgálták a gyümölcslégy különféle vonalait, mindegyiket genetikai eszköz segítségével állították össze, amely megállította az agy bizonyos neuroncsoportjait. Minden vonalból megvizsgálták a nőstényeket azok számára, akik párzás után inkább magas fehérjetartalmú élesztőt fogyasztottak. Annak kiderítésére, hogy a fehérje élesztő mennyire repül, élesztőforrásba helyezték a festéket, majd lebontották a legyeket, és olyan eszközt használtak, amely érzékeli a bevitt festék mennyiségét.

Kezdetben a Wu-csoport dopaminneuronokat talált, amelyek szabályozták a fehérjepreferenciákat. De miközben folytatták az idegsejtek elemzését, azt mondják, hogy a rovaragy mindkét oldalán csak két idegsejthez rendelhetnek táplálékpreferencia-jeleket az éknek nevezett területen alakjuk miatt, ami arra készteti őket, hogy élelmiszer-preferencia sejteket állítsanak elő dopamin-ék neuronokba.

A kutatók ezután apró elektródákkal mérték meg ezeknek az idegsejteknek az elektromos kiváltó (jelző) viselkedését az étrendjükben fehérjében gazdag élesztőtől nélkülözött gyümölcslegyekben. Nyolc napos fehérjefosztás után a dopamin-ékkel rendelkező idegsejtjeik négyszer gyorsabban lőttek, mint a rendszeres fehérjetartalmú tápláléklegyek.

A természetben a fehérje nélkülözés után a legyek inkább a magas fehérjetartalmú élesztőt keresik táplálékként a gyümölcscukor helyett, amelyet általában a gyors energia-támogatás érdekében részesítenek előnyben, ezért a kutatók megkérdezték, hogy a dopamin-ék neuronok elnyomják-e a cukor utáni vágyat.

A kutatók géntechnológiával módosított hím mustot és elnémított dopamin klinikai idegsejteket használva megtisztították a fehérjetartalmú élesztő lisztjét, majd megmérték, hogy mennyi cukrot és élesztőt ettek. Ezek a legyek légyenként átlagosan körülbelül kétszer annyi cukrot ettek, mint azok, akiknek az étkezési idegsejtjeit nem hallgatták el.

Amikor a tudósok genetikailag előkészítették a dopamint az idegsejtek tüzelésére, a cukorfogyasztás a normális szintre csökkent, míg a fehérjefogyasztás nőtt.

Wu szerint a gyümölcslegyekben négy dopamin-receptor található, és a tudósok úgy vélik, hogy a többiek egyike részt vehetett az ételpreferenciák ellenőrzésében. Megvizsgálták az étkezési preferenciákat (élesztő és cukor) mind a négy gyümölcslégy sorban, amelyeket úgy neveltek, hogy hiányoznak ezek a receptorok.

Ha csak az ételt választják, akkor a DopR2 nélküli legyek az élesztő körülbelül felét ették meg, a DopR1 nélkül pedig a cukor mennyisége megduplázódott.

Wu csapata a fehérje nélkülözés után strukturális változásokat is keresett a dopamin-ék idegsejtjeiben. Bevezettek egy másik fehérjét, az úgynevezett zöld fluoreszcens fehérjét, amely az idegsejt szélén lógott, ahol jeleket küld más idegsejteknek - a szinapszisokban.

A normálisan táplált gyümölcslegyekben a dopamin-ék neuronok két ággal érintkeztek. De miután a legyektől megfosztották a magas fehérjetartalmú élesztőt, látták, hogy ezen ágak egyike megnövekszik, és ez a méretnövekedés több órán át fennmaradt, miután a legyek elkezdtek fehérjét fogyasztani.

"Megállapítottuk, hogy ezeknek az ételpreferencia-idegsejteknek mindegyikének két ága van, amelyek szabályozzák a fehérjetáplálást és az egyéb cukortáplálást" - mondja Wu.

"A legyeknek általában a cukorra van szükségük a kalóriák gyors forrásaként a repüléshez, ezért idegsejtjeik megkerülik a fehérje áramkört" - jegyzi meg Wu. A fehérje nélkülözés után megkerülik a cukor burkolatát, ami miatt fehérjét keresnek. "Amint az élesztő táplálásával oldja a fehérje oldali nyomást, a lisztek ismét fogyaszthatnak cukrot, de még mindig nagyon vágyakoznak a fehérje iránt, mert időbe telik a fehérje feltöltése a fehérjetárolókban, és idegi ágai visszatérnek eredeti állapotukhoz. "- teszi hozzá.

Wu szerint a következő lépések az éhségneuronok meggyújtásában résztvevő kémiai molekulák megértése lesznek, hogy hasonló molekulákat találhassanak emlősökben, például egerekben vagy patkányokban.