Что вызывает ожирение? Больше научных данных указывают на мозг

Причины ожирения растущее количество научных исследований свидетельствует о роли мозга

15 декабря 2023 года – в течение большей части своей жизни 32-летний Майкл Смит вел войну в своей голове.

После большого приема пищи, он знал, что должен быть сыт. Но непостижимый голод толкал его снова взять вилку в руки.

Страстные желания к жареному курице или медвежьему мармеладу подавляли его и побуждали совершать ночные заказы через DoorDash, которые, несмотря на свою огромную жирность и содержание сахара, никогда не удовлетворяли его.

Он помнит, как просыпался на диване с наполовину съеденным заказом на руках, чувствуя себя вялым и неконтролируемым.

“Мне казалось, что я пьян от еды”, вспоминает Смит, житель Бостона. “Как-то раз я посмотрел на себя в зеркало. Мне было около 380 фунтов, и я сказал: ‘Хорошо, что-то должно измениться'”.

• Один способ повысить уровень проведения маммограмм позволить женщин...
• Святочные блюда означают, что в вашей кухне безопасность на первом ...
• Нерегулярный сон связан с повышенной вероятностью развития деменции

Смит – один из 42% взрослого населения США, страдающего ожирением, недооцениваемым и упрямым заболеванием, которое врачи недавно начали называть болезнью. Его корни обсуждались десятилетиями, исследования предлагали все от генетики до образа жизни и изменения снабжения пищей, полной углеводов и ультра-переработанных продуктов. Решения долгое время концентрировались на самоконтроле и простой стратегии “едь меньше, двигайся больше” со зловеще ужасными результатами. Те, кто успешно снижает вес, обычно восстанавливают 50% этого веса в течение 2 лет и 80% в течение 5 лет. Тем временем, эпидемия ожирения продолжает нарастать.

Но новая область лечения, основанная на мозге – от препаратов-агонистов GLP-1, оказывающих влияние на центры вознаграждения и аппетита, до глубокой стимуляции мозга, нацеленной на сброс нейронных цепей – подогревает надежду среди пациентов, подобных Смиту, и врачей, лечащих их. Лечение и теории, лежащие в их основе, вызывают контроверзии. Они дороги и имеют побочные эффекты, и, по мнению критиков, отвлекают от рациона и физических упражнений.

Но большинство согласны в том, что в борьбе с ожирением один важный орган остался незамеченным.

“Ожирение почти во всех случаях, вероятно, является нарушением функций мозга”, – говорит Кэйси Халперн, профессор нейрохирургии университета Пенсильвании. “Этим людям необходимо не просто больше силы воли, но и то, что можно назвать терапевтическим эквивалентом электрика, который может восстановить правильность связей внутри их мозга”.

Сбой в машине

Весь день мозг, который является нашей машиной, постоянно работает, воспринимая тонкие сигналы от нашего желудка, гормонов и окружающей среды, чтобы определить, когда мы голодны, как пища нас влияет и получаем ли мы достаточно энергии или затрачиваем слишком много для выживания.

“Мы любим думать, что мы контролируем то, что мы едим, но мозг также объединяет все эти факторы, которые мы не полностью понимаем, и влияет на наши решения”, – говорит Кевин Холл, исследователь ожирения из Национального института диабета и болезней пищеварения и почек. “Я сравниваю это с задержкой дыхания. Я могу сделать это некоторое время и у меня есть некоторый сознательный контроль. Но в конечном счете, физиология побеждает”.

Существуют все больше доказательств того, что у людей с ожирением что-то сломано внутри их мозга.

Одна важная статья 2001 года в The Lancet предполагала, что, как люди, зависимые от кокаина или алкоголя, они имеют недостаток рецепторов к допамину – позитивному химическому веществу для мозга, и избыточно питаются в погоне за приятными ощущениями, которых у них не хватает.

Недавнее исследование, еще не опубликованное, из лаборатории Холла пришло к немного другому заключению, считая, что у людей с ожирением на самом деле слишком много допамина, забивая рецепторы, чтобы удовольствие от еды не казалось сильным.

«Это похоже на попытку кричать в шумной комнате. Вам придется кричать громче, чтобы достичь такого же эффекта», – сказал Холл.

Путь от кишечника к мозгу, который сообщает нам, что мы сыты, также может быть нарушен.

В другом исследовании исследователи из Йельского университета насильно погрузили 500 калорий сахара или жира в желудки 28 худых людей и 30 людей с ожирением. Затем они наблюдали активность мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (fMRI).

У худых людей после приема пищи примерно 30 областей мозга успокаивались, включая части стриатума (связанные с желаниями).

У людей с ожирением мозг почти не реагировал вообще.

«В моей клинике пациенты часто говорят ‘Я только что пообедал, но почему-то не чувствую себя сытым’», – сказала старший автор Мирей Жерли, доктор медицинских наук, исследователь ожирения в Йельской медицинской школе. – «Возможно, это взаимодействие между желудком и мозгом, связанное с обнаружением питательных веществ, менее выражено или происходит слишком поздно для них после приема пищи».

Недавно Халперн обнаружил мозговую цепь, связывающую центр памяти (гиппокамп) с областью контроля аппетита (гипоталамусом). У людей с ожирением и психическим расстройством связь заблокирована. Это может заставить их, в некотором смысле, забыть, что они только что поели.

«Некоторые их едят в состоянии почти диссоциации – они не осознают, сколько они едят и не могут вести учет», – сказал он.

Другая мозговая система работает на поддержание долгосрочной гомеостазы – или стабильности веса. Как программируемый термостат, она включается, чтобы вызвать голод и усталость, когда она определяет, что у нас мало жира.

Гормон лептин, обнаруженный в жировых клетках, посылает сигналы в гипоталамус, чтобы он знал, сколько энергии у нас есть в запасе.

«Если уровни лептина повышаются, они сигнализируют мозгу, что у вас слишком много жира и вы должны есть меньше, чтобы вернуться к исходной точке», – сказал Джеффри Фридман, доктор медицинских наук, генетик из Университета Рокфеллера, который открыл гормон в 1994 году. – «Если у вас мало жира и уровень лептина низок, это стимулирует аппетит, вернуть вас к исходной точке».

У людей с ожирением, сказал он, термостат – или точка равновесия, к которой стремится организм – слишком высокая.

Все это возвышает важный вопрос: как эти цепи и пути перестают функционировать в первую очередь?

Что ломает мозг?

Ученые соглашаются, что гены играют роль.

Исследования показывают, что генетика лежит в основе до 75% различий в индексе массы тела (ИМТ) у людей, а определенные комбинации генов повышают риск ожирения в определенных средах.

Хотя считается, что сотни генов оказывают небольшое влияние, около дюжины одиночных генов считается имеющими сильное воздействие. (Особенно большое влияние они оказывают на функционирование мозга.) Например, около 6% людей с тяжелым ожирением с детства имеют мутации в гене, называемом MC4R (меланокортиновый 4-рецептор), который оказывает влияние на сигнализацию лептина.

Тем не менее, гены в одиночку не могут объяснить всплеск ожирения в США за последние 50 лет, говорит эпидемиолог Дейрдра Тобиас, доктор наук, старший преподаватель медицины в Гарвардской медицинской школе.

На популяционном уровне, «наши гены не меняются так сильно за время менее чем поколение», – сказала она.

Но наша пищевая продукция изменилась.

Ультрапереработанные продукты – те, которые содержат гидрогенизированные масла, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, ароматизаторы, эмульгаторы и другие искусственные ингредиенты – теперь составляют около 60% пищевого рациона.

«Доказательства достаточно последовательно указывают на то, что в этих продуктах что-то, возможно, вызывает ожирение», – сказала Тобиас.

В одном наглядном исследовании 2019 года Холл и его коллеги привели 20 мужчин и женщин в исследовательский центр, чтобы прожить месяц и тщательно контролировать их потребление пищи и активность. Одной группе предоставлялись блюда, в которых 80% калорий составляли ультрапереработанные продукты. Другой группе предлагались блюда без переработанной пищи.

Три ежедневных приема пищи содержали одинаковое количество калорий, сахаров, жиров, клетчатки и углеводов, и людям говорили есть сколько они хотят.

Те, кто употреблял сильно-переработанную пищу, употребляли примерно на 500 калорий больше в день, ели быстрее и набирали вес. Те, кто употреблял необработанную пищу, теряли вес.

“Это яркий пример того, как, меняя пищевую среду, можно вызвать действительно замечательные изменения в потреблении пищи, даже не осознавая, что ты переедаешь”, – сказал Холл.

Неясно, что именно в этих относительно новых продуктах может вызвать переедание. Могут быть это хруст, недостаток содержания воды, настроенное соотношение сахара/соли/жира, легкоусвояемая текстура или что-то еще.

Некоторые исследования предлагают, что эти продукты могут нарушать сигнализацию мозга и кишечника, говорящую мозгу, что вы насытились.

“Накапливаются доказательства того, что пищевая ценность переработанных продуктов недостаточно точно передается мозгу”, – написала Дана Смолл, доктор философии, нейрофизиолог из Йельского университета, в недавней перспективной статье в журнале Science.

Что еще более тревожно: некоторые исследования на животных показывают, что переработанная пища перепрограммирует мозг так, чтобы он не любил здоровую пищу.

И как только эти изменения в мозге происходят, их трудно изменить.

“Проблема в том, что наш мозг не предназначен для этого”, – сказал Халперн. “Мы не приспособлены есть ту пищу, которую мы едим, поэтому наш мозг адаптируется, но адаптируется отрицательным образом, что ставит нас под угрозу”.

Поэтому в борьбе с ожирением, считает Тобиас, изменение пищевой среды с помощью государственной политики должно стать частью решения.

Новая эра решений, основанных на мозге

Весной 2021 года, после нескольких лет безуспешных попыток похудеть по модели “больше двигаться, меньше есть”, Майкл Смит начал принимать препарат под названием Виванс. Этот препарат был утвержден в 2008 году для лечения расстройств дефицита внимания и гиперактивности, но поскольку он также влияет на уровень гормонов дофамина и норэпинефрина для снижения желания к пище, его часто прописывают при обжорстве.

“Вот как я избавился от своих первых 60-70 фунтов”, – сказал Смит.

Через несколько месяцев, после достижения плато, он сделал операцию по уменьшению размера желудка – решение, которое он сейчас сомневается. Поскольку это помешало ему переедать на какое-то время, через несколько месяцев вернулись страсти к жареному курице и мишке Гамми.

Его врач, Фатима Коди Стэнфорд, поставила его на второе лекарство: семаглютид, или Вегови, еженедельный укол, утвержденный для похудения в 2021 году. Он действует, по части, путем имитации глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1), ключевого гормона кишечника, который информирует мозг о том, что вы насытились.

Вес начал снова снижаться.

История успеха Смита – только одна из многих, которые услышала Стэнфорд, доктор медицины и ученый по вопросам ожирения в Гарварде, в своей консультации в последние годы.

“Я не считаю, что эти препараты – панацея”, – сказала она. “Есть пациенты, не отзывающиеся, и это те пациенты, с которых я снимаю лекарства. Но для людей, откликающихся на эти препараты, и их много, они говорят мне: ‘О, Боже! Впервые в жизни я не всегда думаю о еде. Моя жизнь изменилась'”.

Многопроблемный подход

Халперн в Пеннсильвании также слышал истории успеха.

В последние годы он установил постоянные электроды в мозгах трех людей с третьей стадией, или тяжелой, ожирением и нарушением пищевого поведения.

Все они попробовали занятия спортом, диеты, группы поддержки, лекарства и операции по снижению веса безуспешно.

Электроды модулируют область в центре мозга, называемую ядром аккумбенса, которая, по результатам исследований на мышах, показала снижение желания, когда ее стимулировали.

До сих пор все трое видят обнадеживающие результаты.

“Я не говорю, что перестал думать о еде вообще”, – сказал один из них, Робин Болдуин, рассказавший “The New York Times”. “Но я уже не тот человек, который постоянно испытывает влечение”.

Халперн сейчас продолжает исследование на большем количестве пациентов и надеется в конечном итоге включить в него другие области мозга, включая те, которые связаны с памятью.

Он представляет себе день, когда люди с тяжелым ожирением, не смогшие добиться успеха с помощью обычных методов, смогут прийти в клинику и оценить работу своих мозговых цепей, чтобы выявить те, которые могут давать неправильные сигналы.

Многие смогут получить облегчение с помощью неинвазивной стимуляции мозга, например, с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (уже применяемой при депрессии). Другим может понадобиться более радикальный подход, например, метод глубокой стимуляции головного мозга, которым пользуется Халперн.

“Очевидно, что это сложно масштабировать, поэтому применение данного метода будет ограничено крайне тяжелыми пациентами”, – сказал он.

Однако не все считают, что лекарства и хирургические вмешательства, связанные с мозгом, являются ответом.

Дэвид Людвиг, доктор медицины, профессор питания в Гарвардской школе общественного здоровья, сыграл ключевую роль в открытии GLP-1 и признает, что “конечно, мозг влияет на состав тела”. Однако, по его мнению, объяснение ожирению как болезни мозга слишком упрощено и игнорирует метаболические факторы, такие как склонность к накоплению излишнего количества жира.

Он отметил, что трудно получить финансирование крупных клинических исследований от фармацевтических компаний или других организаций для изучения простых вещей, таких как диеты с низким содержанием углеводов или программы упражнений.

“Нам нужны все инструменты в борьбе с эпидемией ожирения, и новые технологии стоит исследовать”, – сказал он. “Однако успех этих лекарств не должен заставлять нас приоритетизировать диету и изменение образа жизни”.

Стэнфорд, который получал консультационные гонорары от Wegovy, считает, что будущее лечения заключается в комплексном подходе, включающем хирургическое вмешательство, лекарства и изменение образа жизни, совместно влияющие на длительную, но хрупкую ремиссию.

“К сожалению, нет лекарства от ожирения”, – сказал Стэнфорд, у пациентов которого часто возникают преграды, и им приходится пробовать новые стратегии. “Существуют методы лечения, которые работают некоторое время, но они постоянно сталкиваются с этим первопричиной в мозгу”.

Смит говорит, что понимание этого является важной частью его успеха.

Сейчас он стал более стройным и здоровым, его рост 5 футов 6 дюймов, а вес 204 фунта. Помимо приема лекарств, он ходит на работу пешком, ходит в спортзал два раза в неделю, ограничивает порции и пытается изменить свое отношение к еде, рассматривая ее как топливо, а не позволение себе награды.

Иногда, когда он смотрит в зеркало, ему напоминают о его теле с весом 380 фунтов, и это его пугает. Он не хочет вернуться туда. Он уверен, что больше не будет.

“Существует такое заблуждение, что нужно просто положить вилку и перестать есть, но я понимаю, что все сложнее”, – сказал он. “Я намерен относиться к этому как к болезни и делать все, чтобы справиться с ней и сохранить эту новую реальность, которую я построил для себя”.