Beyinde iştahı etkileyen nöronlar yeme bozukluğu tedavisinde kullanılabilir

Fiziksel açlık genellikle düşük enerjili bir hisle başlar, huzursuzluk verir. Daha sonra baş ağrısı ve konsantrasyon zorluğu ile devam eder.

Fareler üzerinde yapılan çalışmalar, bu nahoş açlık hissini yaratabilecek beynin alt tarafına yakın AgRP nöronları adı verilen bir hücre kümesini saptamıştır. Bu hücreler beynin kan kaynağına yakın bir yerde bulunmakta ve mideden ve yağ dokusundan gelen ve enerji seviyelerini gösteren hormonlara erişim sağlamaktadır. Enerji düşük olduğunda, beslenmeyi teşvik etmek için çeşitli diğer beyin bölgelerine etki ederler.

Farelerdeki AgRP nöronlarını inceleyen bilim insanları, bu hücrelerin nasıl aktifleştiği, besin azaldığında hayvanları yiyecek aramaya nasıl teşvik ettiğini ve bağırsağa inen yiyecekleri nasıl algılayıp tekrar durduğunu çözmeye başladılar. Araştırmacılar ayrıca AgRP nöronlarının aktivitesinin anoreksiya semptomlarına benzer semptomları olan farelerde ters gittiğini ve bu nöronları aktive etmenin bu hayvanlarda normal yeme düzenini geri kazanmaya yardımcı olabileceğini bulmuşlardır.

AgRP nöronlarının anlaşılması ve manipüle edilmesi hem anoreksiya hem de aşırı yeme için yeni tedavilere yol açabilir. Philadelphia’daki Monell Kimyasal Duyular Merkezi’nde sinirbilimci olan Amber Alhadeff, “Eğer bu acıkma hissini kontrol edebilirsek, diyetlerimizi daha iyi kontrol edebiliriz” diyor.

Yemek ya da yememek

Araştırmalara gçre AgRP nöronları iştahın kilit oyuncuları gibi görünmektedir: Yetişkin farelerde bu nöronların devre dışı bırakılması hayvanların yemek yemeyi bırakmasına neden oluyor – hatta açlıktan ölebiliyorlar. Tersine, araştırmacılar nöronları aktive ederse, fareler yemek kaplarına atlar ve tıka basa yiyorlar.

Yiyecek arama nöronları yiyeceği görünce duruyor

2015’te çeşitli laboratuvarlarda yapılan deneyler AgRP nöronlarının ne işe yaradığını göstermeye yardımcı oldu. Araştırmacılar, fareler yeterince yemek yemediğinde, AgRP nöronlarının daha sık ateşlendiğini buldular. Ancak sadece yemek görüntüsü veya kokusu (özellikle fıstık ezmesi gibi lezzetli bir yiyecek) bu aktiviteyi saniyeler içinde azaltmak için yeterliydi. Bilim insanları buradan, AgRP nöronlarının hayvanların yiyecek aramasına neden olduğu sonucuna vardı. Yiyecek bulunduktan sonra, güçlü bir şekilde ateşlemeyi bırakıyorlar.

Kendilerinin kötü hissetmesine neden oluyor

Ashburn, Virginia’daki Janelia Araştırma Kampüsü’nde nörobilimci Scott Sternson liderliğindeki bir araştırma ekibi de AgRP nöron aktivitesinin farelerin kendilerini kötü hissetmelerine neden olduğunu gösterdi. Bunu göstermek için bilim insanları fareleri, beyne optik bir fiberle ışık tutulduğunda AgRP nöronlarının ateşlenmeye başlayacağı şekilde tasarladılar (fiber hala farelerin serbestçe hareket etmesine izin veriyordu). Bu mühendislik ürünü fareleri iki farklı alana sahip bir kutuya yerleştirdiler: biri plastik ızgara zeminli siyah renkli, diğeri yumuşak, kağıt mendil zeminli beyaz renkli. Araştırmacılar, fareler iki alandan birine girdiğinde AgRP nöronlarını aktive ederse, fareler o bölgeden kaçınmaya başladı.

Doğadaki anlamı

Şu anda California San Diego Üniversitesi’nde çalışan Sternson, AgRP aktivasyonunun “hafif tatsız” hissettirdiği sonucuna vardı. Bunun doğada mantıklı olduğunu söylüyor: Bir fare yuvasını her terk ettiğinde yırtıcı hayvan riski altındadır, ancak yiyecek aramak ve yemek için bu korkunun üstesinden gelmesi gerekir. “Bu AgRP nöronları, tehlikeli bir ortamda, hayatta kalmak için dışarı çıkıp yiyecek aramanız için bir tür itici güçtür.”

Yemediğinde tekrar aktifleşiyor

Sternson’un 2015 yılında yaptığı çalışma, yiyecek görüntüsü ya da kokusunun AgRP nöronlarını susturduğunu ancak bunun geçici olduğunu göstermişti: Fare atıştırmalığın peşinden gidip yiyemezse aktivite hemen geri dönüyor. Alhadeff ve meslektaşları ek deneyler yaparak AgRP nöronlarını daha güvenilir bir şekilde kapatan şeyin bağırsağa inen kaloriler olduğunu keşfetti.

Ancak gerçek besinlerle susuyor

İlk olarak, Alhadeff’in ekibi fareleri kalorisiz bir ikramla besledi: yapay tatlandırıcılı bir jel. Fareler jeli yediğinde, beklendiği gibi AgRP nöron aktivitesi düştü ama sadece geçici olarak. Fareler bu atıştırmalıktan elde edilecek hiçbir besin olmadığını öğrendikçe, AgRP nöronları her ısırığa daha az tepki verdi. Böylece, hayvanlar bir ikramın onları gerçekten besleyip beslemediğini öğrendikçe, nöronlar açlık kadranını buna göre ayarlıyor.

Ekip daha sonra, Ensure adlı besleyici içecek formundaki kalorileri doğrudan mideye iletmek için karın bölgesine yerleştirilen bir kateter kullandı. Böylece, yiyeceğin geldiğine dair herhangi bir duyusal ipucunu olmayacaktı. Bu şekilde beslenme, AgRP aktivitesinde daha uzun bir düşüşe neden oldu. Alhadeff, başka bir deyişle, AgRP nöronlarını yemekten sonra uzun bir süre boyunca kapatan şeyin yiyeceklerdeki besinler olduğu sonucuna vardı.

Alhadeff o zamandan beri midenin AgRP nöronlarına gönderdiği mesajları çözmeye başladı ve bunun besine bağlı olduğunu buldu. Bağırsaktaki yağ, sindirim sisteminden beyne ulaşan vagus siniri aracılığıyla bir sinyali tetikliyor. Basit şeker glikozu ise omurilikteki sinirler aracılığıyla beyne sinyal gönderiyor.

Kilo kontrolü için kullanılabilir mi?

Ekibi şimdi bu çoklu yolların neden var olduğunu araştırıyor. AgRP nöronlarının gıda arayışını nasıl yönlendirdiğini daha iyi anlayarak, bilim insanlarının sonunda insanların sağlıksız kilolarını vererek ideal kilolarını korumalarına yardımcı olacak yollar bulabileceğini umuyor. Bilim insanları ve diyet yapanlar yüzyılı aşkın bir süredir bu tür tedaviler arıyor olsa da, kolay, güvenli ve etkili tedavileri belirlemek zor olmuştur.

2017’de Annual Review of Physiology’de iştahın ana kontrolörlerini gözden geçiren Sternson, tek başına AgRP nöronlarını hedef alan tedavilerin kilo sorununu tam olarak çözemeyeceğini, çünkü yiyecek arayışının iştah kontrolünün sadece bir bileşeni olduğunu söylüyor. Tokluğu algılayan ve yüksek kalorili yiyecekleri zevkli hale getiren diğer beyin bölgelerinin de önemli roller oynadığını söylüyor. Örneğin, Şükran Günü yemeğinin sonunda, hindi ve patates püresiyle doymuş olmanıza rağmen o bir dilim balkabağı turtasını yemenizin nedeni budur.

Sonuç olarak, AgRP nöronları üzerinde yapılan çalışmalar bilim insanlarına neden yemek yediğimize dair çok daha iyi bir resim sunmanın yanı sıra, belki de insanların çok fazla ya da çok az tüketmek gibi yeme bozukluklarını sağlıklı alışkanlıklara dönüştürmelerine yardımcı olabilecek ilaçlar için yeni ipuçları veriyor.

KAYNAKÇA:
– Amber Dance (09.08.2023). Neuroscientists think a cluster of cells in the brain that stimulate appetite could be a target for eating disorder therapies. PsyPost.
– Betley, J., Xu, S., Cao, Z. et al. Neurons for hunger and thirst transmit a negative-valence teaching signal. Nature 521, 180–185 (2015). https://doi.org/10.1038/nature14416