Forfattere
Som mennesker kan vi bruge ord som “sulten” og “mæt” til at kommunikere, hvornår vi har brug for at spise i løbet af dagen. Men mus, som ofte bruges til at studere spiseadfærd i laboratoriet, kan ikke fortælle os, hvad de føler. Vi trænede mus til at fortælle os, om de var sultne eller mætte. Derefter tændte og slukkede vi for bestemte celler i et hjerneområde kaldet hypothalamus for at se, om disse specifikke celletyper kunne få en mus til at føle sig sulten eller mæt. Vores forskning viste, at når vi tændte for bestemte hjerneceller i et område kaldet hypothalamus’ bueformede kerne, fik det musene til at rapportere, at de var sultne, selv om de lige havde spist, og deres maver burde føles fyldte. Disse resultater giver os et fingerpeg om, hvordan hjernen arbejder med at kontrollere sult.
De fleste af os har oplevet sult på et eller andet tidspunkt i vores liv – den irriterende, ubehagelige følelse i maven efter at have sprunget et måltid over eller trænet. Du har det sådan, fordi din mave sender hormonet signaler til hjernen om, at din krop har brug for flere næringsstoffer og mere energi. For at eliminere denne følelse kan du række ud efter en snack eller spise et måltid. Så signalerer dine sanser og flere hormoner fra tarmen tilbage til hjernen, når det er tid til at stoppe med at spise, og du føler dig mæt. Dette kaldes homeostatisk spisning-spiser, fordi din krop har brug for mere energi for at fortsætte med at fungere ordentligt.
Du er sikkert enig i, at det er en anden grund til at spise, end hvis du f.eks. ser din yndlingsdessert foran dig efter middagen. Du føler dig måske ikke sulten efter middagen, men du spiser måske desserten alligevel, fordi du ved, at den vil smage godt. Dette kaldes hedonisk spisning-At spise, fordi det smager godt eller får dig til at føle dig godt tilpas, ikke på grund af sult. Dette illustrerer, at der er forskellige grunde til, at mennesker spiser. I vores forskningsprojekt forsøgte vi at forstå, hvordan hjernen kontrollerer sult.
Fodring og hjernen er et hjerneområde, der er nødvendigt for at regulere mange vigtige funktioner som spisning, søvn og kropstemperatur. Vi studerer hjerneområder og celler, der regulerer spisning. Forskellige populationer af neuroner i hypothalamus er blevet identificeret på baggrund af de gener, de udtrykker; vi kalder disse genetisk identificerede neuroner. Desuden kan vi kategorisere neuroner efter den specifikke region i hypothalamus, hvor de findes. Når vi kender regionen og neuronernes genetiske identitet, kan vi specifikt tænde for disse celler (aktivere dem) eller slukke for dem (hæmme dem) (læs denne artikel fra Frontiers for Young Minds for at få mere at vide om den teknik, der bruges til at gøre dette). Vi kan gøre dette, fordi vi arbejder med mus i stedet for mennesker. En mus’ neuroner kan modificeres ved hjælp af særlige vira, som ikke skader dyr. Ved at manipulere genetisk identificerede neuroner på denne måde kan vi lære, hvordan specifikke neuroner og hjerneområder påvirker spiseadfærden.
Mange neuronpopulationer i hypothalamus er vigtige for fødeindtagelse. Vi vil fokusere på tre af disse populationer (figur 1A). Den første er i den bueformede kerne i hypothalamus (ARC), som udtrykker et gen kaldet Agrp. Vi kalder disse ARC(AGRP)-neuroner. I en anden subregion kaldet den laterale hypothalamus (LH) er der to grupper af neuroner, som udtrykker gener kaldet Vgat eller Vglut2. Vi kalder disse for LH(VGAT)- og LH(VGLUT2)-neuroner. Forskere har vist, at aktivering eller hæmning af disse tre cellepopulationer kan få mus til at spise eller ikke spise. Specielt aktivering af ARC(AGRP)- og LHVGAT-neuroner i mættede (fulde) mus får dem til at spise meget mere end normalt, selv om de ikke burde være sultne (figur 1B) [1-3. ]Hæmning af disse neuroner, når musene er fastende (sulten) får dem til at spise meget mindre end normalt, selv om de burde være sultne [2, 3]. Interessant nok gør LHVGLUT2-neuroner det modsatte. Aktivering afLHVGLUT2-neuroner reducerer den mængde mad, som fastende mus spiser, mens hæmning af LHVGLUT2-neuroner øger den mængde mad, som mætte mus spiser [4].
Du undrer dig måske over, hvorfor vi arbejder med mus, der enten er mætte eller fastede. Det gør vi for at maksimere de effekter, vi ser, når vi aktiverer eller hæmmer neuroner. Hvis en mus er fastende, og den spiser, ved vi ikke, om det skyldes vores manipulation, eller om musen bare var sulten. På samme måde, hvis en mus er mæt og ikke spiser, kan vi ikke afgøre, om det var vores manipulation, eller om musen simpelthen ikke var sulten. Men hvis vi kan få en fastende mus til at fortsætte med at berøve sig selv mad eller få en mæt mus til at spise endnu mere mad, kan vi med større sikkerhed sige, at vores manipulationer var ansvarlige for disse effekter. Så for at teste, om neuroner får en mus til at spise mere mad, starter vi med en mæt mus. For at teste, om neuroner får en mus til at spise mindre mad, sørger vi for, at musen først er fastende.
Som vi diskuterede tidligere, er der forskellige grunde til, at mennesker (og mus!) spiser. Vi bør ikke antage, at et dyr er sultent, fordi det spiser, eller at et dyr ikke spiser, fordi det er mæt. Hvordan kan en mus fortælle os, om den føler sig sulten eller mæt?
For at løse det spørgsmål trænede vi først mus til at trykke på et håndtag, når de var faste, og et andet håndtag, når de følte sig mætte (figur 2A, B) [5]. Ligesom mennesker nyder mus også en sød godbid. Så vi gav musene sukkerpiller som belønning for at trykke på det rigtige håndtag. Musene lærte at trykke på “mæt”-håndtaget, når maden blev fjernet i 1 time. Musene lærte at trykke på “fastende”-håndtaget, når vi fjernede maden i 22 timer. Vi tænkte, at hvis vi forhindrede musene i at spise i 22 timer (næsten 1 dag!), ville det sikre, at de var sultne. Det ville føles meget anderledes for musene end kun 1 time uden mad, hvor det var usandsynligt, at de ville føle sult.
Efter mange ugers træning kunne musene pålideligt trykke på det rigtige håndtag for både fastende og mættede forhold. Derefter testede vi dem for at bekræfte, at de var fuldt trænet. Under testen fik musene en sukkerbelønning, uanset hvilket håndtag de trykkede på (figur 2C). Vi testede musene en gang efter den faste tilstand og en gang efter den mættede tilstand. Ved at udføre denne test under begge fodringsforhold kunne vi sikre os, at musene kunne se forskel på, hvordan de følte sig – enten sultne eller mætte – uden kun at være afhængige af sukkerbelønningen for at lede dem til det rigtige håndtag. Med andre ord vidste vi, at musene var trænet, når de endelig kunne rapportere præcist, om de var sultne eller ej.
Tidligere eksperimenter viste, hvordan aktivering eller hæmning af forskellige typer genetisk identificerede neuroner påvirker spiseadfærden (figur 1B). Med vores trænede mus kunne vi afgøre, om nogen af disse aktiveringer eller hæmninger fik musene til at føle sult eller mæthed. Før testen bestemte vi de fodringsbetingelser (mæt vs. fastende), der var nødvendige for at teste hver type genetisk identificerede neuroner. Derefter testede vi vores trænede mus, mens vi aktiverede eller hæmmede hver neuronpopulation (figur 2D).
Vi fandt ud af, at under en fastende tilstand fik hæmning af ARC(AGRP)-neuroner ikke mus til at trykke på det mættede håndtag, hvilket betyder, at hæmning ikke havde nogen effekt på musenes følelse af sult. Aktivering af LHVGLUT2-neuroner og hæmning af LHVGAT-neuroner fik dog fastende mus til at trykke på det mættede håndtag (figur 3). Med andre ord, selv om musene ikke havde spist i næsten et døgn, rapporterede de, at de følte sig mætte! Så disse to typer neuroner kan få en mus til at føle sig mæt, men hvad med at forårsage sult?
Vi fandt ud af, at under mættede forhold fik hæmning af LHVGLUT2-neuroner ikke musene til at trykke på det faste håndtag, hvilket betyder, at de stadig følte sig mætte. Interessant nok fik aktivering af LH(VGAT)-neuroner ikke de mættede mus til at trykke på det faste håndtag, selv om det fik dem til at spise mere. Vi konkluderede, at selvom aktivering af LHVGAT-neuroner fik musene til at spise mere, spiste de ikke på grund af sult – det vil sige, at det ikke var homeostatisk spisning. LH(VGAT)-neuroner kan i stedet være involveret i hedonisk spisning. Endelig fik aktivering af ARC(AGRP)-neuroner mætte mus til at trykke på den faste håndtag. Derfor fik aktivering af ARCAGRP-neuroner musene til at reagere, som om de var sultne, selv om de var mætte. Vi kan nu sige, at ARC(AGRP)-neuroner er sultneuroner.
Mange af os tænker ikke på hjernen, når vi taler om sult. Vi er langt mere tilbøjelige til at forbinde sult med maven, fordi det er der, vi føler den. Men det er vigtigt at huske, at din hjerne arbejder sammen med resten af din krop om at koordinere alt, hvad du gør og føler. De forskellige populationer af neuroner, der er beskrevet i denne artikel (sammen med mange andre neuronpopulationer, som vi ikke har diskuteret), regulerer, hvornår vi skal spise, og hvornår vi skal holde op med at spise. Nogle gange ændrer sygdomme og psykiske lidelser de normale spisevaner og hjernens funktion. Spiseforstyrrelser er meget alvorlige psykiske sygdomme, der kan føre til ekstrem madrestriktion, overspisning eller ekstrem overspisning. Desuden er fedme anerkendt over hele verden som et stort sundhedsproblem, fordi det kan føre til mange sundhedsproblemer, herunder diabetes, forhøjet blodtryk og hjertesygdomme. At forstå, hvordan hjernen regulerer spiseadfærd, vil hjælpe os med at forstå, hvordan hjernen kan fungere anderledes under sygdom og psykisk lidelse. Forhåbentlig vil denne viden en dag hjælpe forskere og læger med at udvikle behandlinger mod spiseforstyrrelser og fedme.
Hormoner: Kemikalier, der bevæger sig i blodet for at sende beskeder, der koordinerer kroppens funktioner.
Homeostatisk spisning: Vi spiser, fordi vi er sultne, og kroppen har brug for energi for at fungere ordentligt.
Hedonisk spisning: At spise, fordi maden får os til at føle os godt tilpas eller smager godt, ikke fordi vi er sultne.
Hypothalamus: Et hjerneområde, der styrer mange vigtige funktioner som sult, tørst, søvn og kropstemperatur.
Neuroner: Celler i nervesystemet, som kommunikerer med andre celler ved hjælp af kemiske eller elektriske signaler. Neuroner arbejder sammen om at koordinere kropslige funktioner og adfærd, herunder bevægelse, sult, syn og hukommelse.
Genetisk identificerede neuroner: Nerveceller, der er identificeret ved hjælp af de gener, de udtrykker.
Mæt: Tilstanden, hvor man føler sig mæt efter at have spist nok mad til at tilfredsstille kroppens behov.
Faste: Tilstanden af at være uden mad i en længere periode. Dyr (inklusive mennesker) føler sig normalt sultne, hvis de går uden mad i for lang tid.
[1] Aponte, Y., Atasoy, D., og Sternson, S. M. 2011. Agrp-neuroner er tilstrækkelige til at orkestrere spiseadfærd hurtigt og uden træning. Nat. Neurosci. 14:351-5. doi: 10.1038/nn.2739
[2] Krashes, M.J., Koda, S., Ye, C., Rogan, S.C., Adams, A.C., Cusher, D.S., et al. Rapid, reversible activation of agrp neurons drives feeding behavior in mice. J. Clin. Invest. (2011) 121:1424-8. doi: 10.1172/JCI46229
[3] Jennings, J.H., Rizzi, G., Stamatakis, A.M., Ung, R.L. og Stuber, G.D. Den hæmmende kredsløbsarkitektur i den laterale hypothalamus orkestrerer fodring. Science (2013) 341:1517-21. doi: 10.1126/science.1241812
[4] Stamatakis, A. M., Van Swieten, M., Basiri, M. L., Blair, G. A., Kantak, P. og Stuber, G. D. Lateral hypothalamisk område glutamatergiske neuroner og deres fremspring til den laterale habenula regulerer fodring og belønning. J. Neurosci (2016) 36:302-11. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1202-15.2016
[5] Siemian, J. N., Arenivar, M. A., Sarsfield, S. og Aponte, Y. Hypotalamisk kontrol af interceptiv sult. Curr. Biol. (2021) 31:3797-3809.e5. doi: 10.1016/j.cub.2021.06.048
Du ser bolden flyve mod dig, kun en halv meter væk. Du sprinter for at gribe den, mens du pumper dine ben så hårdt, du kan. Du griber bolden og holder fast i den med fingrene. Så hører du pludselig din mors stemme kalde på dig. Det går op for dig, at det er tid til aftensmad, så du skynder dig hjem igen. Hvordan kan alt dette ske? Du ved selvfølgelig, at din hjerne styrer din krop, men hvordan ved den, hvad dine øjne ser, eller hvordan får den dine ben til at løbe? Din hjerne består af milliarder af celler, der kaldes neuroner. Dine neuroner bærer information i form af elektriske impulser. Neuronerne kommunikerer med hinanden og resten af din krop ved særlige mødepunkter, der kaldes synapser.
…
Vores hjerner er som utroligt komplekse puslespil med milliarder af brikker, der har vokset og udviklet sig, siden før vi blev født. Men vidste du, at små, hårlignende strukturer på vores celler kaldet primære cilier spiller en stor rolle i denne proces? Primære cilier fungerer som antenner, der hjælper vores hjerneceller med at kommunikere, rejse og endda opbygge forbindelser ved at styre samlingen af dette store puslespil. Men når de primære fimrehår ikke kan dannes ordentligt eller ikke kan fungere problemfrit, kan det påvirke udviklingen af mange organer, herunder hjernen. Forskere har fundet ud af, at kortere eller færre primære cilier er forbundet med tilstande, der kan påvirke hjernens udvikling, herunder en gruppe lidelser, der kaldes ciliopatier. Ved at forstå betydningen af primære cilier kan vi finde ud af mere om hjernens udvikling og den rolle, cilier spiller i samlingen af dette store puslespil.
… Som mennesker kan vi bruge ord som “sulten” og “mæt” til at kommunikere, hvornår vi har brug for at spise i løbet af dagen. Men mus, som ofte bruges til at studere spiseadfærd i laboratoriet, kan ikke fortælle os, hvad de føler. Vi trænede mus til at fortælle os, om de var sultne eller mætte. Derefter tændte og slukkede vi for bestemte celler i et hjerneområde kaldet hypothalamus for at se, om disse specifikke celletyper kunne få en mus til at føle sig sulten eller mæt. Vores forskning viste, at når vi tændte for bestemte hjerneceller i et område kaldet hypothalamus’ bueformede kerne, fik det musene til at rapportere, at de var sultne, selv om de lige havde spist, og deres maver burde føles fyldte. Disse resultater giver os et fingerpeg om, hvordan hjernen arbejder med at kontrollere sult.
…
Nogle gange kan børn ikke bo hos deres biologiske (biologiske) forældre. Det kan være, fordi forældrene er syge eller ude af stand til at tage sig af deres børn på grund af de udfordringer, forældrene står over for. I sådanne tilfælde kan plejefamilier træde til og hjælpe. En plejefamilie er som en anden familie, hvor børn kan bo midlertidigt, eller indtil de bliver voksne. Plejeforældrenes opgaver er de samme som alle andre forældres: De leger med børnene, tilbyder følelsesmæssig støtte, hjælper med lektier, sørger for mad og drikke, og sørger for et trygt hjemmemiljø. Ikke desto mindre er det en stor forandring at flytte til en ny familie, og det kan være en udfordring. Nogle børn kan være vrede eller kede af det, have svært ved at stole på nye mennesker eller have oplevet slemme ting. Det vigtigste er dog, at børn og plejeforældre ikke er alene i disse situationer. Der er et stort team, kaldet familieplejesystemet, som sørger for, at børn og forældre har det bedst muligt.
…Få inspiration og viden om praksis og cases, evidens og forskning, kurser, netværksmøder og vores Læringsplatform – alt sammen til at styrke din faglige udvikling.
Du kan til enhver tid trække dit samtykke tilbage ved at afmelde dig nyhedsmailen.
Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.
Med venlig hilsen
MiLife
