Az elhízás és a vér-agy gát közötti kapcsolat

A vér-agy gát (BBB) ​​fontos fiziológiai képződés, amelynek feladata az agy megvédése a véráramunkban esetlegesen keringő vegyi anyagoktól. A BBB akadályozza a legtöbb molekula, sejt és fehérje cseréjét és mozgását a központi idegrendszerbe (CNS). Ez segít abban, hogy az agy „hűvös” maradjon, és ne befolyásolja az, amit eszünk, és milyen típusú fertőzésekkel találkozunk.

A BBB-t a központi idegrendszerben lévő erek alkotják, amelyeket endothel sejtek szegélyeznek. Ez egy összetett szerkezet, amely biztosítja a központi idegrendszer metabolikus és immunszabályozó homeosztázisának fenntartását. Egészséges agyban a gát megakadályozza a cerebrospinalis folyadék (CSF) molekulák nagy részének keringését a periférián, és a perifériás molekulák többségének diffundálódását a CSF-be.

Egészséges agyban azonban a BBB nem teljesen áthatolhatatlan. A hipotalamusz íves magjának hiányos BBB-je van, így a keringő hormonok az agy ezen részének szabályozó rendszerére hathatnak. Számos idegrendszeri rendellenességre jellemző a sérült BBB, beleértve agyvérzést, a központi idegrendszeri fertőzéseket és a neurodegeneratív betegségeket.

Elhízás és BBB

Bebizonyosodott, hogy a telített zsírokban és egyszerű cukrokban gazdag élelmiszerek túlfogyasztása rontja a BBB integritását, és a sérülékeny agyi régiók, például a hippocampus súlyos károsodásához vezethet. Sőt, az elhízás kóros változásokat okoz a BBB-ben, ami ronthatja az ember általános egészségi állapotát, és további kóros változásokhoz vezethet a központi idegrendszerben, például neuroinflammation és kognitív hanyatlás. Az elhízás a neurovaszkuláris egység sejttípusainak számában is megváltoztatja a BBB integritását.

A túlsúlyos emberek többségében azonban a túlsúly nem serkenti a súlyos kóros folyamatokat. Az elhízás nem éppen olyan rendellenesség, amely károsítja az agyat, és a BBB integritását nem veszélyezteti a túlsúly. Az elhízás és a BBB között azonban figyelemre méltó kapcsolat van, és ez a kapcsolat azért létezik, mert az agy normálisan működik.

A takarmányozási magatartást szabályozó agyi rendszerek

Az elhízás kialakulásában részt vevő rendszerek összetettek és még mindig nem teljesen értettek. Úgy gondolják azonban, hogy a megzavart energiaháztartás okozhatja a probléma gyökerét. Az etetési magatartást metabolikus, autonóm, endokrin és környezeti tényezők szabályozzák. Noha az egyénben számos elem befolyásolja, az „energiaháztartás” fontos szerepet játszik az energiafogyasztás és a ráfordítás egyensúlyának megteremtésében.

A hipotalamusz az agyi területek egyike, amelyet az élelmiszer-bevitel, a testsúly, az energia és a glükóz homeosztázis szabályozójaként ismertek el. Megkapja és feldolgozza a periféria anyagcsere jelét, a jutalom és az érzékszervek pedig a kéregből. Viszont kimeneti jeleket küld a központi idegrendszer táplálkozási magatartását és testtömegét szabályozó részeinek.

Hormonok táplálása és a leptin szerepe

A hipotalamusz egy étvágystimuláló jelátviteli útvonalon és egy étvágycsökkentő útvonalon vesz részt az étvágy szabályozásában. Ezek az utak specifikus hormonokat és neuropeptideket tartalmaznak, amelyek megtalálhatók a vérben vagy a CSF-ben. Annak érdekében, hogy ezek a hormonok megfelelően működjenek, speciális transzportrendszereken keresztül kell átjutniuk a vaszkuláris BBB-n. A táplálkozási magatartást szabályozó hormonok közül sokan megzavarják az elhízást, beleértve az inzulint, a leptint, az adiponektint és a ghrelint.

Az elhízás kialakulásának egyik legfontosabb hormonja a leptin. A leptin részt vesz az energia homeosztázisában és az anyagcsere szabályozásában. Válaszol az ételfogyasztás során kialakult jóllakottsági jelekre. A leptint a zsírszövet választja ki, és szekréciója pozitívan korrelál a testzsír mennyiségével. Szekréciója jeleket küld az agynak, hogy elnyomja az étvágyat és fokozza a termogenezist, megkísérelve ezzel csökkenteni az adipozitást. A testzsír emelkedésével nő a vér leptinszintje. A böjt időszakaiban, amikor a testtömeg csökken, a leptin szekréciója csökken. Általánosságban kimutatták, hogy az elhízott embereknél a vér leptin koncentrációja szignifikánsan magasabb, mint a karcsúbb személyeké, és ez az emelkedett szint csökken, amikor az elhízott emberek fogynak. Logikus lenne azt feltételezni, hogy a véráramban magas leptinszint mellett az elhízott egyének jóllakottaknak érezzék magukat. Ez azonban nem így van. A vér leptinszintje nem tükrözi a leptin szintjét a CSF-ben. Kimutatták, hogy az elhízott egyéneknél a CSF és a szérum leptin szintje négyszer alacsonyabb volt.

Leptin rezisztencia

Ez a nemlineáris összefüggés a leptin vérkoncentrációja és a CSF között az úgynevezett központi ellenállásnak tudható be a leptin működésével szemben. A leptin központi ellenállásának elmélete azt sugallja, hogy az elhízást a leptin agyhoz való korlátozott hozzáférése okozhatja. Ez ellentétben áll a régebbi javaslatokkal, miszerint az elhízást a leptin nem megfelelő termelése okozhatja.

Fontos szempont, amelyet figyelembe kell venni, hogy a leptin a vérkeringésből az agyba a BBB-n keresztül speciális transzporterfehérjéken keresztül jut el, amelyek hajlamosak a telítettségre. Ez azt jelenti, hogy a transzporterek szintje nem elég magas ahhoz, hogy elegendő leptinmolekulát szállítson az agyba. Ez egy klasszikus „forgalmi dugó” helyzet: csak bizonyos mennyiségű autó jöhet át az útszűkületen, függetlenül attól, hogy hány autó van a sorban. Ennek eredményeként az agy nem "érzi" a leptin valódi koncentrációját a vérben. Ennek a BBB-n keresztüli transzportjának a telítettsége miatt a keringő leptin szintek nem mindig felelnek meg a leptin CSF-koncentrációjának. Feltételezték, hogy ez a szállítási rendszer hasonlóan működik a normál leptin koncentrációjú sovány egyéneknél, és hogy a magasabb leptin szintnek nincs biológiai hatása, ha a rendszer már telített. Az elhízott hiperleptinémiás alanyok agya még ki sincs téve a megnövekedett leptinszintnek.

Okozhat-e elhízást a BBB?

Az a tény, hogy a szállítási rendszer sovány egyéneknél is telített, azt mutatja, hogy a BBB leptin transzport rendszere úgy fejlődött, hogy megfelelően működjön csak alacsonyabb zsírtartalomnál és testtömegnél. Az alacsony szérum leptinszint tájékoztatja az agyat arról, hogy a zsírtartalékok elegendőek ahhoz, hogy kalóriákat költsenek az etetésen kívüli egyéb funkciókra, például a szaporodásra és az immunrendszer megerősítésére. De amikor a test zsírszintje meghaladja egy bizonyos szintet, a leptin jelátvitel egyszerűen nem működik megfelelően, így hozzájárul a további súlygyarapodáshoz.

Hivatkozások

Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. (2004) A vér-agy gát: áttekintés: szerkezet, szabályozás és klinikai vonatkozások. Neurobiol Dis 16 (1): 1-13. doi: 10.1016 / j.nbd.2003.12.016

Rhea EM és mtsai. (2017) Vér-agy gátak az elhízásban. AAPS J. 19, 921-930. doi: 10.1208 / s12248-017-0079-3.

Obermeier B, Daneman R, Ransohoff RM (2013) A vér-agy gát fejlesztése, fenntartása és megzavarása. Természetgyógyászat 19 (12): 1584-1596. doi: 10,1038 / nm, 3407

Burguera B és mtsai. (2000) Az elhízás a leptin transzportjának csökkenésével jár együtt a vér-agy gáton patkányokban. Cukorbetegség 49: 1219-1223. PMID: 10909981

Hsu TM, Kanoski SE (2014) Vér-agy gát megszakadása: mechanikus összefüggések a nyugati étrend-fogyasztás és a demencia között. Határok az idősödő idegtudományban 6:88. doi: 10.3389 / fnagi.2014.00088

Banks W (2008) A vér-agy gát, mint az elhízás oka. Jelenlegi gyógyszerészeti tervezés 14. 1606-14. PMID: 18673202

Ez a vendégcikk eredetileg a díjnyertes egészségügyi és tudományos blogon és agy témájú közösségen jelent meg, a BrainBlogger: Elhízás és a vér-agy gátja: Mi a kapcsolat?