Ülekaalulisuse ja vere-aju barjääri seos

Vere-aju barjäär (BBB) ​​on oluline füsioloogiline moodustis, mille ülesandeks on kaitsta aju mitmete kemikaalide eest, mis võivad meie vereringes ringelda. BBB takistab enamiku molekulide, rakkude ja valkude vahetust ja liikumist kesknärvisüsteemis (CNS) ja keskusest välja. See aitab hoida aju jahedas ja mõjutatud kõigest, mida me sööme, ning sellistest nakkustest, millega kokku puutume.

BBB moodustavad kesknärvisüsteemi veresooned, mis on vooderdatud endoteelirakkudega. See on keeruline struktuur, mis tagab kesknärvisüsteemi metaboolse ja immunoreguleeriva homöostaasi säilimise. Terves ajus takistab barjäär enamiku tserebrospinaalvedeliku (CSF) molekulide ringlust perifeerias ja enamiku perifeersete molekulide difundeerumist CSF-is.

Kuid isegi terves ajus pole BBB täiesti läbimatu. Hüpotalamuse kaarekujulisel tuumal on puudulik BBB, mis võimaldab ringlevatel hormoonidel toimida selle ajuosa regulatsioonisüsteemides. Paljusid neuroloogilisi häireid iseloomustab kahjustatud BBB, sealhulgas insult, kesknärvisüsteemi nakkused ja neurodegeneratiivsed haigused.

Rasvumine ja BBB

On tõestatud, et küllastunud rasvade ja lihtsuhkrute rohke toidu tarbimine halvendab BBB terviklikkust ja võib põhjustada tõsiseid kahjustusi haavatavates ajupiirkondades, näiteks hipokampuses. Veelgi enam, rasvumine põhjustab BBB-s patoloogilisi muutusi, mis võivad halvendada inimese üldist tervist ja viia kesknärvisüsteemi täiendavate patoloogiliste muutusteni nagu neuroinflammation ja kognitiivne langus. Rasvumine põhjustab ka rakutüüpide arvu muutusi neurovaskulaarses üksuses, mis muudab BBB terviklikkust.

Kuid enamikul ülekaalulistel inimestel ei stimuleeri liigne kehakaal tõsiseid patoloogilisi protsesse. Rasvumine pole just aju kahjustav häire ja BBB terviklikkust ei kahjusta liigne kehakaal. Rasvumise ja BBB vahel on siiski märkimisväärne seos ja see seos on olemas tänu sellele, kuidas aju normaalselt toimib.

Toitumiskäitumist reguleerivad ajusüsteemid

Rasvumise tekkega seotud süsteemid on keerukad ja neid ei mõisteta siiani täielikult. Kuid arvatakse, et häiritud energia homöostaas võib olla probleemi põhjus. Toitumiskäitumist reguleerivad metaboolsed, autonoomsed, endokriinsed ja keskkonnategurid. Ehkki seda mõjutavad iga inimese arvukad elemendid, on „energia homöostaasil” oluline roll, luues tasakaalu energia tarbimise ja kulutamise vahel.

Hüpotalamus on üks ajupiirkondadest, mis on tunnistatud toidu tarbimise, kehakaalu, energia ja glükoosi homöostaasi reguleerijaks. See võtab vastu ja töötleb metaboolset signaali perifeeriast ning tasu ja sensoorseid sisendeid ajukoorest. Omakorda saadab see väljundsignaale kesknärvisüsteemi osadele, mis reguleerivad toitumiskäitumist ja kehakaalu.

Hormoonide toitmine ja leptiini roll

Hüpotalamus osaleb söögiisu reguleerimisel ühe söögiisu stimuleeriva signaaliraja ja ühe söögiisu pärssiva raja kaudu. Need teed hõlmavad spetsiifilisi hormoone ja neuropeptiide, mida leidub kas veres või CSF-s. Nende hormoonide korralikuks toimimiseks peavad nad spetsiaalse transpordisüsteemi kaudu läbima vaskulaarse BBB. Paljudel toitumiskäitumist reguleerivatel hormoonidel on rasvumine häiritud, sealhulgas insuliin, leptiin, adiponektiin ja greliin.

Üks rasvumise tekkimise võtmehormoone on leptiin. Leptiin osaleb energia homöostaasis ja ainevahetuse reguleerimises. See reageerib toidu tarbimisel tekkivatele küllastumissignaalidele. Leptiin sekreteeritakse rasvkoes ja selle sekretsioon on positiivses korrelatsioonis keha rasva kogusega. Selle sekretsioon saadab ajule signaale söögiisu pärssimiseks ja termogeneesi suurendamiseks, püüdes rasvumist vähendada. Keharasva tõustes suureneb vere leptiini tase. Paastumise perioodil, kui kehakaal langeb, väheneb leptiini sekretsioon. Üldiselt on näidatud, et vere leptiini kontsentratsioon on rasvunud inimestel võrreldes kõhnemate inimestega oluliselt kõrgem ja see kõrgenenud tase väheneb, kui rasvunud inimesed kaalust alla võtavad. Loogiline oleks eeldada, et kui vereringes on palju leptiini, peaksid rasvunud inimesed end küllastatuna tundma. Kuid see pole nii. Leptiini tase veres ei peegelda leptiini taset CSF-is. On näidatud, et CSF-i ja seerumi leptiini taseme suhe oli rasvunud inimestel neli korda madalam.

Leptiiniresistentsus

See mittelineaarne korrelatsioon leptiini kontsentratsiooni veres ja CSF vahel võib olla tingitud nn tsentraalsest resistentsusest leptiini toimele. Leptiini keskse resistentsuse teooria viitab sellele, et rasvumise võib põhjustada leptiini piiratud juurdepääs ajule. See on vastuolus vanemate ettepanekutega, mille kohaselt rasvumise võib põhjustada leptiini ebapiisav tootmine.

Oluline tegur, mida arvestada, on see, et leptiini transport vereringest ajusse BBB kaudu toimub spetsiaalsete transportervalkude kaudu, millel on kalduvus küllastuda. See tähendab, et transporterite tase ei ole piisavalt leptiini molekulide ajusse transportimiseks piisavalt kõrge. See on klassikaline “liiklusummiku” olukord: tee kitsaskohast võib läbi tulla vaid teatud hulk autosid, olenemata sellest, kui palju autosid järjekorras on. Selle tulemusena ei tunne aju leptiini tegelikku kontsentratsiooni veres. BBB kaudu toimuva transpordi küllastumise tõttu ei vasta leptiini ringlevad tasemed alati leptiini CSF kontsentratsioonile. On oletatud, et see transpordisüsteem toimib sarnaselt normaalse leptiini kontsentratsiooniga lahjadel inimestel ja kõrgemal leptiini tasemel pole bioloogilist mõju, kui süsteem on juba küllastunud. Rasvunud hüperleptineemiliste subjektide aju ei puutu isegi kokku leptiini kõrgenenud tasemega.

Kas BBB võib põhjustada rasvumist?

Asjaolu, et transpordisüsteem on küllastunud ka lahjatel inimestel, näitab, et BBB leptiini transpordisüsteem on arenenud nii, et see toimiks korralikult ainult madalama rasvumise ja kehakaalu korral. Seerumi leptiini madal tase annab ajule teada, et rasvavarud on piisavad, et kulutada kaloreid muudele funktsioonidele kui toitmisele, näiteks paljunemisele ja immuunsüsteemi tugevdamisele. Kuid kui rasva tase kehas ületab teatud taset, ei toimi leptiini signaalide edastamine lihtsalt piisavalt, aidates sellega kaasa täiendavale kaalutõusule.

Viited

Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. (2004) Vere-aju barjäär: ülevaade: struktuur, regulatsioon ja kliinilised tagajärjed. Neurobiol Dis 16 (1): 1-13. doi: 10.1016 / j.nbd.2003.12.016

Rhea EM jt. (2017) Vere-aju barjäärid rasvumises. AAPS J. 19, 921-930. doi: 10.1208 / s12248-017-0079-3.

Obermeier B, Daneman R, Ransohoff RM (2013) Vere-aju barjääri väljatöötamine, hooldamine ja rikkumine. Loodusmeditsiin 19 (12): 1584-1596. doi: 10.1038 / nm.3407

Burguera B jt. (2000) Rasvumist seostatakse rottidel leptiini vähenenud transpordiga läbi vere-aju barjääri. Diabeet 49: 1219-1223. PMID: 10909981

Hsu TM, Kanoski SE (2014) Vere-aju barjääri rikkumine: mehaanilised seosed lääne dieedi tarbimise ja dementsuse vahel. Vananeva neuroteaduse piirid 6:88. doi: 10.3389 / fnagi.2014.00088

Banks W (2008) vere-aju barjäär rasvumise põhjusena. Praegune farmatseutiline disain 14. 1606-14. PMID: 18673202

See külalisartikkel ilmus algselt auhinnatud tervise- ja teadusblogis ning ajuteemalises kogukonnas BrainBlogger: Ülekaalulisus ja vere-aju tõke: mis on ühendus ?.