Bedrading van hersenen, niet gebrek aan wilskracht, kan obesitas veroorzaken: Studie

Door Nick Tate

6 juni 2022 - "Wil je daar frietjes bij?"

Hoe je die vraag beantwoordt heeft misschien minder te maken met wilskracht dan je zou denken.

Wetenschappers van Virginia Tech nemen een diepe duik in de hersenchemie die het verlangen naar ongezond vet voedsel stimuleert. Hun doel: uitzoeken of de steeds groter wordende taille van het land evenveel te maken heeft met wat er in ons hoofd zit als met wat we in onze buik stoppen.

Gewapend met een nieuwe subsidie van 2 miljoen dollar van het National Institutes of Health zijn de onderzoekers een nieuwe studie begonnen om inzicht te krijgen in de hersencircuits die een belangrijke oorzaak kunnen zijn van de obesitascrisis in het land. De wetenschappers kijken met name naar de bedrading in onze hersenen die maakt dat we te veel vetrijk voedsel eten na een periode van het vermijden ervan.

Hoofdonderzoeker Sora Shin, PhD, zegt te hopen dat het werk een belangrijke reden zal verklaren waarom zoveel lijners falen. De bevindingen kunnen duidelijk maken waarom het schrappen van je favoriete lekkernijen uit je dieet je er zelfs meer naar doet verlangen - en de weg wijzen naar mogelijke nieuwe benaderingen om overeten tegen te gaan.

"Overmatige consumptie van smakelijk voedsel ... zoals cake, chips en ijs is een belangrijk volksgezondheidsprobleem dat leidt tot obesitas," zegt Shin, assistent-professor aan het Fralin Biomedical Research Institute van Virginia Tech. "Hoewel talloze strategieën voor eetlustbeheersing zijn ontwikkeld voor de behandeling van obesitas, vertonen de meeste personen die een succesvol dieet hebben bereikt, hoge percentages van terugval naar overconsumptie van HFD [vetrijk dieet]."

"Inzicht in neurale [hersen]circuitmechanismen die leiden tot HFD overconsumptie na onthouding is aantoonbaar het kernpunt bij het ontwikkelen van therapeutische strategieën voor de langetermijnbehandeling van obesitas," zegt ze.

Shin en haar collega's hopen voort te bouwen op tientallen jaren onderzoek - waaronder haar eigen eerdere studies met muizen - waaruit blijkt dat bepaalde hormonen, zoals leptine, een grote invloed hebben op eetlust en overeten. De Virginia Tech studie zal zich richten op het "leptine-respons circuit" in de hersenen "in de hoop de ontwikkeling van nieuwe therapeutische strategieën voor de behandeling van onaangepaste eetstoornissen en obesitas te versnellen," zegt ze.

Op lange termijn zou het onderzoek van Shin volgens deskundigen kunnen leiden tot baanbrekende medicijnen om de obesitascrisis te bestrijden. Maar op de korte termijn kan het werk volgens gezondheidsspecialisten het idee onderuit halen dat zwaarlijvige mensen de enige schuldigen zijn van hun gewichtsproblemen.

"Ik denk dat studies als deze nodig zijn, want [wanneer] we een zwaarlijvige persoon zien, geef je die persoon waarschijnlijk gewoon de schuld omdat hij niet genoeg actie onderneemt om zwaarlijvigheid te bestrijden," merkt Dipali Sharma, PhD, een hoogleraar oncologie aan de Johns Hopkins University School of Medicine en een expert in zwaarlijvigheid en kanker, op.

"Maar we hebben in onze eigen proeven gezien dat sommige mensen de neiging hebben om aan te komen [zelfs] wanneer ze de bewegingsroutines en voedingsschema's volgen die aan iedereen worden aanbevolen. We moeten dus de feiten onder ogen zien - dat dit niet alleen wilskracht is en stoppen met het schuldgevoel - en dan kunnen we klinisch kijken naar andere benaderingen."

Leptine: de sleutel tot obesitas?

Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie zijn wereldwijd meer dan een miljard mensen zwaarlijvig, wat het risico op hartziekten, beroertes, diabetes, bepaalde vormen van kanker en andere belangrijke oorzaken van vermijdbare sterfte verhoogt.

Alleen al in de VS zijn volgens de CDC meer dan vier op de tien volwassenen klinisch zwaarlijvig. En die aantallen stijgen - 30,5% in de afgelopen twee decennia, schat het agentschap.

Een belangrijke oorzaak? Toegang tot zo veel goedkope, calorierijke, vetrijke lekkernijen waar onze hersenen naar hunkeren, zeggen deskundigen. Maar een andere belangrijke factor is het onderwerp van veel wetenschappelijk onderzoek: leptine, het "hongerhormoon".

Leptine is een van de hormonen die door vetcellen worden aangemaakt en die de eetlust kunnen verminderen door de hersenen te laten weten dat je "vol" zit na het eten en dat je lichaam voldoende energievoorraden heeft (zoals lichaamsvet). Een deel wordt ook geproduceerd door je maag wanneer je eet; het circuleert in je bloed en gaat naar je hersenen.

Leptine helpt een gezond lichaamsgewicht te handhaven gedurende lange perioden door zijn interactie met je hersenstam en hypothalamus, het gebied van de hersenen dat verantwoordelijk is voor zelfregulerende processen, zoals lichaamstemperatuur, dorst en honger.

Leptine lijkt ook de stofwisseling, de regulering van het endocriene systeem, het immuunsysteem en de groei van kanker te beïnvloeden, aldus Sharma.

In het algemeen zijn de bloedspiegels van het hormoon lager bij dunne mensen en hoger bij mensen met overgewicht of obesitas, zo blijkt uit studies. Maar de leptineniveaus kunnen variëren afhankelijk van vele factoren, zoals wanneer je voor het laatst hebt gegeten en je slaappatroon.

Leptine heeft een groter effect als je gewicht verliest. Als je lichaamsvet verliest, daalt je leptinespiegel, waardoor je hersenen denken dat je honger hebt. Dit stimuleert intense honger en eetlust en kan leiden tot overeten.

Het vermijden van vetrijk voedsel kan uw eetlust en trek verminderen door het leptineniveau te beïnvloeden. Maar vet voedsel eten kan de calorie-inname, gewichtstoename en vetopslag verhogen - allemaal factoren die bijdragen tot overgewicht.

Bovendien reageren veel zwaarlijvige mensen niet goed op de eetlustremmende signalen van leptine, ook al hebben ze hogere leptineniveaus, legt Sharma uit. Uit sommige onderzoeken blijkt dat obesitas kan leiden tot een soort weerstand tegen de eetlustremmende effecten van leptine, waardoor mensen met obesitas moeilijker weerstand kunnen bieden aan het verlangen naar vet voedsel.

Als je leptineresistentie hebt, reageren je hersenen niet zo goed op leptine, dus krijg je niet het gevoel vol te zitten, en eet je meer, ook al heeft je lichaam genoeg vet opgeslagen. Leptineresistentie zorgt er ook voor dat je lichaam in de hongermodus komt, waardoor je hersenen je energieniveau verlagen en je minder calorieën gebruikt om de vetreserves te behouden.

Jarenlang hebben onderzoekers gewerkt aan de ontwikkeling van therapeutica die hongerhormonen zoals leptine kunnen controleren om zwaarlijvigheid en leptineresistentie te bestrijden. De eerste resultaten van dat onderzoek zijn veelbelovend:

• Wetenschappers van de Mayo Clinic hebben ontdekt dat het injecteren van een hongerremmend hormoon bij muizen de typische gewichtstoename na een dieet stopt en rebound obesitas helpt voorkomen. "Wij denken dat deze aanpak - gecombineerde vermindering van calorieën en hormoon - een zeer succesvolle strategie kan zijn voor gewichtsbeheersing op lange termijn," zegt W. Stephen Brimijoin, PhD, een Mayo Clinic farmacoloog en co-auteur van de studie, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences. "Gezien de groeiende obesitascrisis wereldwijd, werken we er hard aan om onze bevindingen te valideren voor medische interventie."

• Heike Muenzberg-Gruening, PhD, directeur van het Central Leptin Signaling Laboratory van het Pennington Biomedical Research Center in Louisiana, heeft net een van de zeven nieuwe, door de National Institutes of Health gesteunde studies gelanceerd om uit te zoeken hoe de hersenen en het vetweefsel "communiceren" om de afgifte van leptine en andere hormonen te regelen. "Vetweefsel speelt een belangrijke rol in onze gezondheid", zegt ze, en het onderzoek zou kunnen leiden tot nieuwe therapieën. "Het slaat vet op en breekt het af, maar scheidt ook hormonen als leptine af om het energieverbruik, de voedselinname en de bloedsuikerspiegel te beïnvloeden."

• En wetenschappers van het Baylor College of Medicine hebben ontdekt dat leptine wellicht slechts één onderdeel is van het verband tussen darm en hersenen en obesitas. In een studie, gepubliceerd in het Journal of Clinical Investigation, ontdekten onderzoekers dat vetrijke diëten de productie verhogen van een darmhormoon (bekend als GIP) dat de effecten van leptine blokkeert - mogelijk een verklaring voor leptineresistentie. "We hebben een nieuw stukje van de complexe puzzel blootgelegd over hoe het lichaam de energiebalans beheert en het gewicht beïnvloedt", zegt co-auteur Makoto Fukuda, PhD, assistent-professor aan Baylor. "We wisten niet hoe een vetrijk dieet of overeten leidt tot leptineresistentie. Mijn collega's en ik gingen op zoek naar wat leptineresistentie in de hersenen veroorzaakt als we vet eten, [en] we ontdekten een verband tussen het darmhormoon GIP en leptine."

Het decoderen van de darm-hersenverbinding

Wetenschappers die leptine bestuderen sinds de ontdekking ervan in 1994, zijn er niet helemaal zeker van hoe en waarom deze complexe interactie van vet, hormonen en hersencircuits obesitas aanstuurt.

"Toen leptine werd ontdekt, dacht iedereen dat we het wondermiddel tegen obesitas hadden gevonden," zegt Sharma. "Maar het is ingewikkelder dan dat. We weten nu dat het niet zo eenvoudig is dat leptine alleen werkt - dat is niet het geval. Leptine induceert een heleboel circuits in onze cellen en in een heleboel paden die een heleboel reacties teweegbrengen ... niet alleen in de hersenen, maar ook in verschillende soorten cellen, waaronder kankercellen."

Dat is waar Shin en haar team van onderzoekers om de hoek komen kijken - om de complexe maar ongrijpbare darm-hersencircuits te begrijpen die leptine beïnvloedt.

Het team van Virginia Tech richt zich op dit hiaat in de wetenschappelijke kennis om de hersenpaden te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de terugval in een vetrijk dieet.

In het laboratoriumonderzoek ontdekten Shin en haar collega's dat muizen die aan een vetrijk dieet waren blootgesteld, de neiging hadden om vetrijk voedsel te kiezen wanneer zij de keuze kregen boven hun normale dieet. Maar ze ontdekten ook dat de knaagdieren te veel aten na een periode zonder vet voedsel.

En dat doen niet alleen muizen, zegt ze. Iedereen die wel eens een vetbeperkt dieet heeft gevolgd, weet dat je in het begin gewicht verliest, maar een sterke drang voelt naar zulke voedingsmiddelen. Uiteindelijk vallen de meeste lijners terug in hun oude vetrijke eetgewoonten, net als de muizen van Shin, en eten ze te veel.

Wat dat patroon veroorzaakt, zegt ze, heeft minder te maken met wilskracht dan met de reactie van de hersenen op leptine.

"Onze studie is belangrijk, omdat we voor het eerst een belangrijk kader hebben om te verduidelijken hoe het leptine-responsieve hersencircuit reageert op blootstelling aan vetrijk voedsel, en hoe die interactie het risico op emotioneel overeten na een periode van onthouding verhoogt," zegt Shin, een assistent-professor bij de afdeling Humane Voeding, Voeding en Oefening in het College of Agriculture and Life Sciences van Virginia Tech.

Haar studie is de eerste in haar soort die dieper ingaat op de verschillende hersengebieden die een centrale rol spelen bij de regulering van voedselinname en lichaamsgewicht, en die de kennis over hormonen die verband houden met obesitas vergroot.

"Het moet leiden tot een conceptuele vooruitgang in hoe we denken over de centrale werking van leptine en de gevoeligheid ervan, van het cellulaire niveau, één hersenlocatie, naar een meer holistisch, gedistribueerd netwerkniveau," zegt ze. "Vanuit praktisch oogpunt kunnen we ook verwachten dat een succesvolle afronding van deze studie belangrijke inzichten zal opleveren voor de ontwikkeling van precieze, op hersencircuits gebaseerde doelen die richting zullen geven aan translationeel werk om nieuwe circuittherapieën te creëren voor de behandeling van pathologische eetbuien of terugval naar obesitas."

Het grote plaatje: Shin zegt dat het bewijs aantoont dat obesitas, althans gedeeltelijk, het resultaat is van een "probleem van disfunctie van het hersencircuit op moleculair en neuronaal niveau, in plaats van [een] individuele wilskrachtkwestie."

Dus wat is de praktische boodschap van de opkomende wetenschap over leptine, obesitashormonen en gewichtstoename?

Hoewel toekomstige therapieën kunnen helpen om hoge leptinespiegels of leptineresistentie aan te pakken, zeggen Sharma en andere deskundigen dat het beste wat u nu kunt doen het beproefde advies is om een gezond lichaamsgewicht te handhaven.

• Eet voedingsrijke, evenwichtige maaltijden en beperk vetrijke voedingsmiddelen en snacks.

• Zorg voor regelmatige lichaamsbeweging - streef naar ongeveer 30 minuten op de meeste dagen van de week.

• Beheers het stressniveau en streef naar minstens 7 uur slaap per nacht. (Slechte slaapgewoonten en veel stress houden beide verband met gewichtstoename).

Volgens Sharma is er nog een andere belangrijke conclusie van de opkomende wetenschap over leptine en obesitas.

"Ik denk zeker dat dit soort onderzoek veel nieuwe circuits aan het licht zal brengen, zodat we in de toekomst misschien nieuwe instrumenten hebben om deze mensen te helpen," zegt ze. "Maar vanaf het begin zal dit onderzoek in ieder geval leiden tot meer begrip, in de zin van waarom mensen van hun dieet afvallen, want dat is een heel groot probleem, en hoe we ze niet alleen de schuld moeten geven dat ze geen wilskracht hebben."