Hoe lichaamsbeweging de hersenen vertelt om de eetlust te beteugelen
Als we sporten, wordt ons lichaam heet en beginnen we rood te worden. Maar er gebeurt iets anders: onze eetlust neemt af na de training. Onderzoekers gingen op zoek naar precies waarom en hoe dit gebeurt.
Ik leefde lange tijd in de overtuiging dat hoe meer ik lichamelijk actief was, hoe meer mijn eetlust zou toenemen. Klopt toch?
Ik zou zeker denken dat het lichaam een vervanging zal vragen van alle verbrande calorieën tijdens het joggen of dansen.
Maar mijn eetlust nam nooit toe en al mijn verwachtingen waren volkomen verkeerd geweest.
Studies hebben nu aangetoond dat aërobe oefeningen - zoals hardlopen, fietsen en zwemmen - de eetlust in feite verminderen door de hormoonspiegels die onze staat van honger stimuleren, te veranderen.
De onderliggende biologische mechanismen die daarom in gang worden gezet en die ons lichaam vertellen om minder hormonen af te scheiden die honger veroorzaken, zijn echter onzeker gebleven.
Maar onlangs besloot een onderzoeker stappen te ondernemen om te begrijpen wat er in het lichaam gebeurt na een behoorlijke training.
Young-Hwan Jo, van het Albert Einstein College of Medicine in de Bronx, NY, was geïntrigeerd door het feit dat zijn regelmatige hardloopsessies van 45 minuten hem altijd naar minder voedsel deden verlangen dan normaal.
Hij geloofde dat het feit dat de lichaamswarmte tijdens het sporten stijgt, een rol kan spelen bij het signaleren aan de hersenen dat de eetlust moet dalen. Hij dacht dat het proces vergelijkbaar zou kunnen zijn met wat er in het lichaam gebeurt als we erg gekruid voedsel eten.
Warmtesensaties verminderen de eetlust
Als we voedsel eten dat hete chilipepers bevat, lijkt onze lichaamstemperatuur te stijgen en neemt onze eetlust af. Dat komt doordat chilipepers een stof bevatten die "capsaïcine" wordt genoemd en die in wisselwerking staat met sensorische receptoren (TRPV1-receptoren) in het lichaam, waardoor het gevoel ontstaat dat je warm en rood wordt.
Van capsaïcine is ook aangetoond dat het een afname van de eetlust veroorzaakt, waardoor deze verbinding een doelwit van onderzoek is geworden voor behandelingen voor gewichtsverlies.
Na deze gedachtegang vroeg Jo zich af of de verhoogde lichaamswarmte die na het sporten werd gevoeld, mogelijk geen neuronen stimuleert in hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor homeostase, de regulering van fundamentele lichamelijke processen, waaronder eten.
"Ik ben een neurowetenschapper", zegt Jo, "die de hypothalamus bestudeert - het deel van de hersenen dat de centrale rol speelt bij het reguleren van metabolisme en gewicht", en voegt eraan toe:
"Ik vroeg me af of bepaalde hypothalamische neuronen temperatuurstijgingen waarnemen en reageren op door inspanning geïnduceerde opwarming door een 'stop met eten' -boodschap af te geven."
En ja hoor, de resultaten van het onderzoek dat volgde - die nu in het tijdschrift zijn gepubliceerd PLOS Biology - aangeven dat hij op de goede weg was.
Neurale receptoren 'reguleren de voeding'
Jo en team besloten in te zoomen op een reeks neuronen die de onderdrukking van de eetlust coördineren, de zogenaamde "proopiomelanocortine" (POMC) neuronen. Deze cellen worden aangetroffen in een gebied van de hypothalamus dat bekend staat als de "boogvormige kern", en sommige worden niet gescreend door de hersenbloedbarrière.
Dit is een membraan dat voorkomt dat de meeste cellen in de hersenen worden blootgesteld aan ernstige schommelingen in de samenstelling van het bloedplasma, waardoor de neurale functie wordt beschermd.
Maar aangezien sommige POMC-hersencellen directer communiceren met de rest van het systeem en interageren met hormonen die in het bloed vrijkomen, dacht Jo dat ze mogelijk ook zouden kunnen reageren op schommelingen in de lichaamstemperatuur.
Om deze hypothese te testen, experimenteerden de onderzoekers eerst met hypothalamusweefsel van muizen dat POMC-hersencellen bevatte. Ze stelden dit weefsel eerst bloot aan capsaïcine en vervolgens aan warmte om te zien of deze cellen op beide stimuli zouden kunnen reageren.
De onderzoekers waren niet teleurgesteld - zowel de aanwezigheid van hitte als die van de chilipeper-verbinding activeerde POMC-neuronen, wat betekent dat ze TRPV1-receptoren hadden. Tweederde van deze cellen reageerde op deze twee verschillende warmtestimuli, merkten de onderzoekers op.
In de volgende fase van hun onderzoek voerden de wetenschappers verschillende tests uit met muizen, om te begrijpen hoe POMC-neuronen de eetlust verminderden nadat hun TRPV1-receptoren waren geactiveerd.
Dus, Jo en collega's zagen dat wanneer ze de boogvormige kernen van muizen blootstelden aan capsaïcine, de dieren de neiging hadden om de volgende 12 uur minder voedsel te eten.
De wetenschappers waren echter in staat om het verlies van eetlust dat gepaard gaat met blootstelling aan capsaïcine te blokkeren door de TRPV1-receptoren van POMC-neuronen te blokkeren voordat de verbinding wordt toegediend, of door het gen uit te schakelen dat voor dergelijke receptoren bij muizen codeert.
Jo en team zetten ook enkele muizen op loopbanden, waardoor ze 40 minuten konden rennen. Op deze manier creëerden ze de condities die typerend zijn voor een reguliere trainingssessie.
Als resultaat van deze oefening schoten de lichaamstemperaturen van de dieren aanvankelijk omhoog en bereikten ze na 20 minuten een plateau. De lichaamswarmte bleef meer dan een uur hoog en de eetlust van de muizen nam zichtbaar af.
De sportende knaagdieren hadden na de training op de loopband een ongeveer 50 procent lagere voedselinname dan hun tegenhangers die niet aan de training hadden deelgenomen.
En ten slotte had blootstelling aan training op de loopband geen effect op de eetlust van de muizen van wie de TRPV1-receptoren waren onderdrukt. Dit suggereert dat verhoogde lichaamswarmte als gevolg van fysieke activiteit relevante receptoren in de hersenen stimuleert om het verlangen naar voedsel te verminderen.
"Onze studie levert het bewijs", concludeert Jo, "dat de lichaamstemperatuur kan werken als een biologisch signaal dat het voedingsgedrag reguleert, net zoals hormonen en voedingsstoffen dat doen."
Hij voegt eraan toe dat deze kennis uiteindelijk kan leiden tot verbeterde strategieën voor gewichtsverlies.
