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
Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.
…
Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.
…
Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.
…
Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.
…