Пищевое поведение является результатом взаимодействия множества нейромедиаторов. В конце 20 века был выделен лептин – пептидный гормон, вырабатываемый жировой тканью и регулирующий энергетический обмен. При снижении жировых запасов также снижается циркуляция лептина в организме, соответственно, уровень лептина в организме повышается при повышении жировых запасов. Первые эксперименты на крысах показали, что инъекции лептина крысам, страдающим от ожирения, приводят к нормализации их веса. Данные эксперименты давали надежду на то, что скоро будут созданы медикаментозные способы лечения человеческого ожирения. Но позже выяснилось, что у страдающих ожирением людей и так высокий уровень данного гормона и дополнительное повышение его не приводит к снижению веса.
Лептин взаимодействует с нейронами дугообразного ядра гипоталамуса. Когда уровень лептина снижается, клетки дугообразного ядра начинают использовать нейропептид Y (NPY) для коммуникации с гипоталамическими центрами насыщения, вызывая тем самым чувство голода. Эксперименты доказали, что нейропептид Y напрямую вызывает чувство голода, а повышенная секреция приводит к ожирению. При блокировке NPY-рецепторов в гипоталамусе животные переставали есть. Кроме того, нейропептид Y понижает симпатический и повышает парасимпатический тонус, а также нарушает половую функцию. В дополнение к активации парасимпатической нервной системы и стимулирования пищевого поведения выброс NPY подавляет секрецию тиреотропного (TSH) и адренокортикотропного (ACTH) гормонов, которые влияют на метаболизм. Подавление секреции данных гормонов снижает расход энергии и позволяет организму сделать больше запасов в жировых хранилищах. Грелин – пептидный гормон, синтезируемый клетками в желудочно-кишечном тракте. Уровень грелина перед приемами пищи увеличивается, а после приемов пищи уменьшается. Считается, что он взаимно дополняет гормон лептин, производимый в жировой ткани, который вызывает насыщение, когда присутствует в более высоких концентрациях.
Некоторые нейроны в латеральной части гипоталамуса взаимодействуют с другим очень важным нейротрансмиттером – меланиноконцентрирующим гормоном (MCH). Этот гормон широко распространен в церебральном кортексе, и считается, что выполняет связующую роль между восприятием голода в гипоталамусе и высокофункциональным мотивированным пищевым поведением. В дополнение гормон орексин, который выделяется в латеральной части гипоталамуса, увеличивает потребление пищи. Повышенный уровень NPY и орексина наблюдается во время нехватки пищи. Когда уровень лептина поднимается, сигнализируя о достаточном сохранении энергии в жировых клетках, то уровень орексина и чувство голода снижаются. Орексиновые клетки также стимулируют грелином, что приводит к повышению чувства голода. Орексин также играет ключевую роль в поддержании функции бодрствования. Эндогенная нехватка орексинов приводит к нарколепсии – заболеванию, характеризующемуся нарушениями циклов сна – бодрствования. Орексины занимают центральное место в мезолимбическом и мезокортикальном путях (цепочках) в мозге, отвечающих за выработку мотивированного поведения и появление психологической зависимости. Известно о взаимодействии орексинных нейронов с областью ствола головного мозга, которая также отвечает за такие важнейшие функции, как дыхание и сердцебиение, а также эта область отвечает за нейронную пластичность, связанную с формированием зависимостей. Активация этой системы может возобновить поведение, направленное на получение удовольствия от наркотика через долгое время после прекращения его приема.
Насыщение наступает намного раньше, чем существенное количество питательных веществ достигает своей конечной цели в клетках. Ощущение полного желудка дает первые предварительные сигналы о том, что мы поели достаточно. Следующий сигнал о насыщении поступает от глюкорецепторов, расположенных в тонком кишечнике и реагирующих на сахар. Прохождение еды, особенно жирной еды, через кишечник вызывает выделение холецистокинина (CCK), который в свою очередь стимулирует секрецию инсулина в поджелудочной железе и выделение желчи, которая нужна для расщепления тяжелой жирной пищи. CCK принимает непосредственное участие в формировании чувства сытости и насыщения, хотя точный механизм до сих пор не очень понятен.
Когда уровень жира в теле высокий, в крови наблюдается достаточно высокая концентрация лептина. Лептин также взаимодействует с другой группой нейронов дугообразного ядра. В отличие от нейронов, реагирующих на низкий уровень лептина, нейроны дугообразного ядра являются источником следующих двух нейропептидов: альфа-меланоцитстимулирующий гормон (aMSH) и кокаин-амфетамин-регулируемый транскрипт (CART). Выброс этих гормонов проходит еще раз через паравентрикулярное ядро гипоталамуса, латеральный гипоталамус, контрольные центры автономной нервной системы в стволе мозга и позвоночника. aMSH и CART вызывают выброс тиреостимулирующего гормона и адренокортикотропина, которые в свою очередь поднимают метаболизм, также активируют симпатический раздел автономной нервной системы, повышают температуру, обмен веществ и подавляют чувство голода.
В связи со сложностью механизмов голода и насыщения на сегодняшний день так и не получилось создать препарат, имеющий достаточную эффективность и не влияющий на связанные механизмы, такие, как регуляцию сна, температуру тела, стимуляцию нервной системы. В 50—60-ые годы применяли препараты амфетаминового ряда для лечения ожирения, но на сегодняшний день они повсеместно запрещены и отнесены по действию к наркотикам. В большинстве стран запрещен также и препарат Редукс (Redux) phenteramine за большое количество побочных эффектов и за эффект, сходный с психостимуляторами. Существуют препараты, снижающие усвоение жира из пищи, например Орлистат (Xenical), но реальный эффект на снижение веса он оказывает очень умеренный.
Домашнее задание
Попробуйте поймать момент, когда ощущается не аппетит, а чувство голода, когда желудок начинает характерно урчать. Это может быть утром, особенно если случайно пропустили ужин или он был досрочно рано. В современном мире мы редко ощущаем истинное чувство голода, может быть, после болезни, когда долго не хотелось есть. Простое голодание будет вызывать аппетит, и вы вряд ли почувствуете голод.
Ощутив сильное чувство голода, попробуйте съесть что-то сладкое. Попробуйте отметить, как быстро пришло чувство насыщения и какое оно. Как сработала инсулиновая система: пришло первое чувство насыщения, а потом сработал инсулиновый механизм, сахар достиг клеток, освободилось место, и опять может возникнуть аппетит.
Попробуйте съесть что-то жирное на голодный желудок. Проследите, когда придет чувство насыщения. Насколько дольше это будет в отличие от предыдущего варианта, появится ли повторное ощущение голода.
Психологические аспекты диеты
Что проще: похудеть или бросить курить? Вопрос нетривиальный, но если попробовать провести умственный эксперимент, то мы придем к пониманию, что курение – это просто одна из вредных привычек. Да, курение вызывает зависимость, но эта привычка держится на том, что человек через какое-то время начинает страстно хотеть выкурить новую сигарету и если он не может удовлетворить это желание моментально, то начинается дискомфорт, который достаточно тяжело терпеть. Заядлым курильщикам тяжело бывает досидеть до конца фильма в кинотеатре, так как в середине фильма захотелось курить и всю вторую половину фильма мозг был занят не фильмом, а ожиданием окончания сеанса, для того чтобы выйти на улицу и наконец покурить. Часто поведение людей с избыточным весом похоже на поведение заядлых курильщиков. Через некоторое время после еды опять засосало под ложечкой и нужно срочно что-то съесть или попить, а если это сделать сейчас нельзя, то человек начинает страстно ожидать время, когда наконец он может пойти поесть. В отличие от курения, еда относится к базовым потребностям человека и, как все базовые потребности, – щедро вознаграждается в центрах удовольствия в нашем мозге.
Сигареты не вызывают удовольствия от того, что их выкурили, а есть удовлетворение от выполненного действия, от восполнения уровня никотина и нормализации уровня гормона дофамина, который отвечает за мотивацию, за то, как мы желаем чего-то, в данном случае покурить. Никотин вызывает мышечную релаксацию и немного стимулирует сознание (бдительность), но он не вызывает чувство эйфории, т. е. напрямую не затрагивает центры удовольствия, только через механизм действия дофамина – через ожидание удовлетворения. Кокаин и опиаты дают чувство эйфории, поэтому от них так тяжело отказаться, так как они помимо дофаминовой зависимости дают еще и ощущение наслаждения, сравнимое с сексом, вкусной едой, приятными впечатлениями и т. д.