Regulacja głodu i sytości - Fizjologia odżywiania się - cz. 2

W poprzednim wpisie (link) wspominałam o istocie odczuć i zmysłów w regulacji odżywiania się. Przyszła więc kolej na następny krok, mianowicie - regulacja głodu i sytości.  
Z punktu widzenia fizjologii, akt jedzenia to bardzo skomplikowany proces. Akt ten, tak niepozorny dla nas, pociąga za sobą całą masę różnych reakcji, które zachodzą w naszym organizmie, a te z kolei w fundamentalny sposób wpływają na regulację procesu jedzenia. Dla nas to tylko kilkanaście minut przyjemności, a dla organizmu jest to bardzo trudne zadanie do wykonania, w które musi włożyć wiele pracy i wysiłku.

Temat szeroki jak rzeka. Dlatego pokrótce postaram się przedstawić najważniejsze rzeczy tak, aby w jak najbardziej przyswajalnej formie przybliżyć Wam na czym to wszystko polega.
Tak więc zaczynamy! :)

START!

____________________________________________________________

LOKALIZACJA

Ośrodkowy układ nerwowy

Proces jedzenia jest regulowany przez wiele mechanizmów. Jednak najbardziej kluczową rolę przypisujemy ośrodkowemu układowi nerwowemu (OUN). Do zadań OUN należy stałe monitorowanie procesów odpowiadających za m.in. przemianę materii, trawienie, wchłanianie. Do OUN trafiają również informacje odnośnie aktywności fizycznej, składu krwi, jak i ciepłoty ciała. 

Podwzgórze

Wszystkie te informacje przekazywane są dalej. Muszą jeszcze ulec przetworzeniu i analizie. Za to wszystko odpowiada już podwzgórze. Jest to swoiste centrum dowodzenia regulacji procesu jedzenia. To właśnie w podwzgórzu znajdują się ośrodki głodu i sytości. Działają one na takiej zasadzie, że pobudzenie jednego z tych ośrodków, hamuje drugi z nich.

________________________________________________

SYGNAŁY

Rozróżniamy cztery rodzaje sygnałów, które przesyłają wszystkie informacje o aktualnym stanie organizmu, z ośrodkowego układu nerwowego do ośrodków głodu i sytości:

1. Motoryczne - odbierane przez mechanoreceptory ścian żołądka; związane są z rozszerzaniem i obkurczaniem ścian żołądka.

   Spożywanie pokarmu ---> ściany żołądka rozciągają się ---> odczucie pełności ---> sygnał hamujący dalsze spożycie pokarmów

   Niewystarczająca ilość pokarmu ---> ściany żołądka obkurczają się ---> burczenie w brzuchu ---> sygnał pobudzający do poszukiwania pożywienia i rozpoczęcia jedzenia 

2. Metaboliczne - odbierane bezpośrednio przez neurony podwzgórza; związane są ze stężeniem we krwi: glukozy, wolnych kwasów tłuszczowych, aminokwasów.
   Wykazano, że istnieje ścisły związek pomiędzy poziomem danego składnika we krwi a odczuciem głodu i sytości. Mechanizmy te wyjaśniają trzy teorie:
   
   Teoria glukostatyczna opisuje jak stężenie glukozy we krwi wpływa na regulację ośrodków podwzgórza.
   

   Spożywanie pokarmu ---> wzrost poziomu glukozy we krwi ---> odczucie sytości ---> sygnał hamujący i utrata chęci jedzenia

   Niewystarczająca ilość pokarmu ---> spadek poziomu glukozy we krwi ---> odczucie głodu ---> sygnał pobudzający do poszukiwania pożywienia i rozpoczęcia jedzenia

   Regulacja ośrodków głodu i sytości a poziom glukozy we krwi

   
   Teoria lipostatyczna opisuje jak stężenie kwasów tłuszczowych we krwi wpływa na regulację ośrodków podwzgórza. Kwasy tłuszczowe są zastępczym źródłem energii, w sytuacji gdy istnieją trudności z dostarczeniem glukozy do komórek.
   

   Spożywanie pokarmu ---> wzrost poziomu glukozy we krwi + spadek stężenia kwasów tłuszczowych we krwi ---> odczucie sytości ---> sygnał hamujący i utrata chęci jedzenia

   Niewystarczająca ilość pokarmu ---> spadek poziomu glukozy we krwi + wzrost stężenia kwasów tłuszczowych we krwi ---> odczucie głodu ---> sygnał pobudzający do poszukiwania pożywienia i rozpoczęcia jedzenia

   Teoria aminostatyczna opisuje jak stężenie aminokwasów we krwi wpływa na regulację ośrodków podwzgórza. Regulacja ta opiera się na zdolności mózgu do monitorowania tego stężenia. Aminokwasy maja wpływ na regulację spożycia, ponieważ to właśnie z nich powstają różnego rodzaju neuroprzekaźniki (neurotransmitery), które uczestniczą w przekazywaniu pobudzenia z jednej komórki nerwowej do drugiej. Wyróżniamy dwie grupy neuroprzekaźników:
   

   Oreksygeny - stymulują pobieranie pokarmu; są nimi: neuropeptyd Y (NPY), noradrenalina, galanina, kwas gamma-aminomasłowy (GABA), beta-endorfina.

   Anoreksygeny - hamują spożycie pokarmu; są nimi: serotonina, hormon alfa-melanotropowy, hormon uwalniający kortykotropinę (CRH), neurotensyna, glukagonopodobny peptyd I.

3. Hormonalne - krótkoterminowo związane z substancjami wytwarzanymi przez przewód pokarmowy i trzustkę. Są nimi:
   
   Cholecystokinina (CCK) - hormon wydzielany przez ścianę jelita

   Spożywanie pokarmu ---> wydzielanie CCK ---> skurcz pęcherzyka żółciowego ---> rozszerzenie ścian żołądka --->  sygnał hamujący i utrata chęci jedzenia

   Insulina - hormon wydzielany przez trzustkę

   Spożywanie pokarmu ---> wzrost poziomu glukozy we krwi ---> wydzielanie insuliny ---> hamowanie syntezy NPY w mózgu ---> odczucie sytości ---> sygnał hamujący i utrata chęci jedzenia

   Grelina - hormon wytwarzany głównie w żołądku i stamtąd trafia do krwi; maksymalny poziom greliny we krwi jest obserwowalny bezpośrednio przed posiłkiem.

   Spożywanie pokarmu ---> spadek poziomu greliny ---> odczucie sytości ---> sygnał hamujący i utrata chęci jedzenia

   Niewystarczająca ilość pokarmu ---> wzrost poziomu greliny ---> odczucie głodu ---> sygnał pobudzający do poszukiwania pożywienia i rozpoczęcia jedzenia

   długoterminowo związane z wewnątrzwydzielniczą czynnością tkanki tłuszczowej. Jest to:
   
   
   Leptyna - hormon wytwarzany przez komórki tłuszczowe (adipocyty); reguluje zasoby tłuszczowe organizmu; informuje OUN o stanie tkanki tłuszczowej. 
   W dłuższej perspektywie czasowej ogranicza spożywanie pokarmów; wpływa na jego pobór oraz wydatkowanie energii, a to z kolei wpływa na masę ciała.
   Po posiłku poziom leptyny we krwi nie ulega znaczącym zmianom.
   
   (!) Wszystkie wyżej wymienione w tym punkcie substancje (hormony) docierają z krwią do mózgu i oddziaływają na podwzgórze.
   
   
4. Termiczne - związane z termoreceptorami znajdującymi się na powierzchni i wewnątrz ciała. Sygnały termiczne wraz z hormonem tyreotropowym (TSH) mają wpływ na powstawanie odczuć głodu i sytości. Wspólnie dostosowują ilość spożycia pokarmu do potrzeb energetycznych organizmu, związanych z utrzymaniem stałej ciepłoty ciała.
   Wyjaśnia to, dlaczego zimą oraz kiedy jest nam zimno, bardziej odczuwamy głód i chce nam się bardziej jeść, zwłaszcza tłuste i wysokokaloryczne potrawy. Natomiast kiedy jest lato, jest nam gorąco lub mamy gorączkę, tracimy wówczas ochotę na jedzenie.
   

   Spożywanie pokarmu ---> wzrost produkcji ciepła w organizmie ---> sygnał dla ośrodka sytości

   (!) Wzrost  produkcji ciepła w organizmie zależy od składu pożywienia oraz ilości spożytego pożywienia.

________________________________________________

Wszystkie cztery, wyżej wymienione rodzaje sygnałów mają swoje miejsce regulacji procesu jedzenia (mechanizm głód - sytość). Wpływają one w większym bądź mniejszym stopniu na ilość spożywanych przez nas pokarmów. Niestety, jak dotąd niewiele jeszcze wiadomo, w jaki sposób nasz mózg integruje te wszystkie sygnały i wykorzystuje je w celu zaspokojenia zapotrzebowania organizmu na energie i określone składniki odżywcze.
Natomiast wiedza na temat tych sygnałów, może być dla nas pomocna w ustaleniu, który z nich odgrywa kluczową rolę u poszczególnych jednostek.