Wanneer ratten een vetrijk dieet krijgen, verstoort dit de biologische klok in hun hersenen die normaal gesproken de verzadiging regelt, wat leidt tot overeten en obesitas. Dat blijkt uit nieuw onderzoek gepubliceerd in The Journal of Physiology.
Het aantal mensen met obesitas is sinds 1975 wereldwijd bijna verdrievoudigd (1). Alleen al in Engeland heeft 28% van de volwassenen obesitas en nog eens 36% heeft overgewicht (2). Obesitas kan leiden tot verschillende andere ziekten, zoals diabetes type 2, hartaandoeningen, beroertes en sommige soorten kanker (3).
Dit nieuwe onderzoek kan een hoeksteen zijn voor toekomstige klinische onderzoeken die de goede werking van de biologische klok in de hersenen kunnen herstellen, om overeten te voorkomen.
Historisch werd aangenomen dat de hoofdklok zich alleen in een deel van de hersenen bevond dat de hypothalamus wordt genoemd. Verder onderzoek door de jaren heen heeft echter duidelijk gemaakt dat enige controle over de dagelijkse ritmes van ons lichaam (hormoonniveaus, eetlust enz.) in verschillende andere delen van de hersenen en het lichaam ligt, waaronder een groep neuronen in de evolutionaire oude hersenstam, de dorsale vagale complex (DVC).
In het bijzonder is aangetoond dat de DVC de voedselinname controleert door verzadiging te induceren.
Onderzoek heeft ook aangetoond dat bij obesitas de dagelijkse ritmes in de voedselinname en de afgifte van hormonen die verband houden met eten, worden afgestompt of geëlimineerd.
Het is echter niet duidelijk of het niet goed functioneren van hersencentra die de eetlust beheersen een oorzaak of gevolg is van obesitas.
Dit nieuwe onderzoek, uitgevoerd aan de Jagiellonische Universiteit in Krakau in samenwerking met de Universiteit van Bristol, toonde aan dat ratten die een vetrijk dieet kregen, voordat ze begonnen aan te komen, veranderingen lieten zien in de dagelijkse neuronale ritmes van de DVC en de reactie van deze neuronen op eetlusthormonen. .
De onderzoekers stellen dus voor dat verstoring in de tijdwaarneming van de DVC leidt tot obesitas, in plaats van het gevolg te zijn van overmatig lichaamsgewicht.
Het onderzoek is uitgevoerd op twee groepen ratten: die kregen een uitgebalanceerd controledieet (10% kcal uit vet) en een vetrijk dieet (70% kcal uit vet).
Om de impact van ongezonde voeding op mensen na te bootsen, introduceerden de onderzoekers het nieuwe dieet bij adolescente ratten (4 weken oud) en volgden ze hun voedselinname gedurende 24 uur gedurende vier opeenvolgende weken.
Elektrofysiologische opnames werden uitgevoerd om te meten hoe de neuronale activiteit van DVC gedurende 24 uur verandert. Het gebruik van arrays met meerdere elektroden maakte gelijktijdige monitoring van ongeveer honderd DVC-neuronen van elk hersenstamplakje mogelijk. Dit stelde de onderzoekers in staat om circadiane veranderingen van neuronale activiteit te beoordelen, evenals neuronale reacties op metabolisch relevante hormonen in elk van de dieetgroepen.
Hoewel de hersenstam van de mens en de muis gemeenschappelijke kenmerken hebben, is de belangrijkste beperking van de studie voor de onmiddellijke vertaling naar de mens dat deze werd uitgevoerd op nachtdieren (ratten). De piek van de DVC-activiteit werd waargenomen aan het einde van de dag, wat de rustfase is voor knaagdieren, maar een actieve fase voor mensen. Het moet dus nog worden vastgesteld of de fase van de hersenstamklok is ingesteld op dag en nacht, of afhangt van patronen van rust en activiteit.
Deze studie opent nieuwe onderzoeksmogelijkheden om te proberen de strategie vast te stellen om de lichaamsklokfunctie van de DVC te herstellen en zo obesitas aan te pakken.
Dr. Lukasz Chrobok, eerste auteur van de studie zei:
“Ik ben erg enthousiast over dit onderzoek vanwege de mogelijkheden die het biedt om het groeiende gezondheidsprobleem van obesitas aan te pakken. We weten nog steeds niet wat de tijdsignalen zijn die de hersenstamklok kunnen resetten of synchroniseren. Hopelijk kan het herstel van het dagelijkse ritme in dit verzadigingscentrum voor of na het ontstaan van obesitas nieuwe therapeutische mogelijkheden bieden.”