Perspektiv

Information om socker och näring

Aptitreglering: ett komplext system

Av Birgitte Sloth, adjunkt, Institut for Human Ernæring, Det Biovidenskabelige Fakultet for Fødevarer, Veterinærmedicin og Naturressourcer och Jens Juul Holst, professor, Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Biomedicinsk Institut, Københavns Universitet.

Det är välkänt att övervikt är resultatet av en obalans mellan energiintag och energiförbrukning, och vi vet att ett överskjutande energiintag på bara 100 kcal/dag räcker för att ge upphov till viktökning(1). Orsakerna till obalansen mellan energiintag och energiförbrukning och till den bristande framgången med att försöka vända den olyckliga utvecklingen med ökande fetmaprevalens är många, och fetma kan därför inte tillskrivas en enskild faktor, utan bör uppfattas som ett tillstånd som utvecklats på grund av ett flertal faktorer.

Samhällets utveckling mot en livsstil med mindre fysisk aktivitet till följd av mer stillasittande arbete och mer fritid, i förhållande till forna tiders långvariga manuella arbete, anses allmänt vara en viktig faktor i utvecklingen av fetma. Den lägre fysiska aktiviteten kräver ett lägre energiintag för att stabil vikt ska upprätthållas, men med den ökade och förenklade tillgången till mat, bland annat en mängd energitäta och välsmakande livsmedel som snabbmat, snacks och läskedrycker, är det svårt att sänka energiintaget, också på grund av att vår aptitreglering i högre grad är inriktad på att säkerställa att vi behåller vår kroppsvikt, och i lägre grad för att skydda mot övervikt i ett samhälle med överflöd av mat.

Utöver ovannämnda miljöfaktorer är ärftliga faktorer troligen också en del av förklaringen till den ökade fetmaprevalensen, eftersom den evolutionära utvecklingen med all sannolikhet har favoriserat förmågan att motstå hungersnöd och svält(2).

Därför skulle sänkt energiintag och medföljande viktnedgång resultera i en rad fysiologiska respons som genom att öka aptiten och nedsätta energiomsättningen försöker återställa den ursprungliga kroppsvikten3. Att en person med ärftligt påbrå för fetma utvecklar övervikt beror dock i hög grad på faktorer i den omgivande miljön, t.ex. matens näringsmässiga kvalitet och möjligheter till och behovet av fysisk utmaning(3-5).

Aptitreglering
Aptitreglering är en term som används för att beskriva regleringen av energiintaget i förhållande till energiförbrukningen. Aptitreglering bör betraktas som ett redundant system, på det sätt att det är ett system som består av en mängd överlappande undersystem som inte behöver vara på plats samtidigt eller fungera optimalt för att säkra att det överordnade systemet ska fungera6. Den fysiologiska delen av aptitregleringen består av en rad centra i centrala nervsystemet som via neurologiska signalvägar och en rad blodburna signalämnen kommunicerar med det perifera nervsystemet och vice versa(6,7).

Det betyder att även om kognitiva, sociala och kulturella faktorer till en viss del kontrollerar när, vad och hur mycket vi äter, så styrs en stor del av vår aptitreglering av komplexa fysiologiska system. Med andra ord styrs vårt energiintag av ett samspel mellan interna (genetiska, fysiologiska och neurokemiska) och externa (miljömässiga och psykosociala) faktorer(8).

Det komplexa aptitreglerande systemet har ofta illustrerats med hjälp av mättnadskaskaden, som introducerades av John Blundell vid Leeds universitet(7). Mättnadskaskaden beskriver fyra olika men överlappande kategorier mekanismer som är inblandade i dels den akuta mättnaden som uppstår under en måltid (på engelska: satiation), samt mättnadskänslan mellan två måltider (på engelska: satiety)

Figur 1 »

De fyra kategorierna mekanismer är sensoriska, kognitiva, efter intag och efter absorption. Den sensoriska fasen inkluderar stimuli som går via de sensoriska fibrerna i kranialnerverna och relaterar till den intagna måltidens palatabilitet, det vill säga lukt, smak, temperatur och konsistens(8). Den kognitiva fasen i mättnadskaskaden inbegriper erfarenheter från våra vanemässiga födointag och den grad av mättnad som vi normalt upplever i samband med intag av ett givet livsmedel, samt sociala normer, personlig inställning och psykologiska faktorer gällande födointaget(8). I fasen efter intag är mag-tarmkanalen ansvarig för att en mängd mättnadssignaler skickas ut, de utlöses via både kemiska och mekaniska receptorer och förmedlas dels av sensoriska nerver och dels av en rad aptitreglerande hormoner som frigörs från mag-tarmkanal och bukspottskörtel som via cirkulationen kommer i direkt kontakt med aptitreglerande center i hjärnan, eller som via vagusnerven kan påverka centren. Den sista kategorin mekanismer i mättnadskaskaden, efter absorption, anses inbegripa nivån på upptagna näringsämnen (såsom blodglukoskoncentrationen) och signaler som uppstår till följd av skillnader i energiomsättning, substratoxidation. Precis som för fasen efter intag ingår också olika neurohormonella faktorer(7,9).

Perifera signaler i aptitregleringen När vi intar föda utvidgas magsäcken, och en vagusförmedlad signal skickas via mekanoreceptorer till det centrala nervsystemet om att magen är full(10). Matens energitäthet kan i det sammanhanget påverka vår känsla av mättnad, eftersom mat med högre energitäthet fyller ut magen mindre. Från magsäcken kommer också det enda aptitfrämjande hormonet, ghrelin. Koncentrationen av ghrelin i blodet är stigande upp till dess att måltiden intas och fallande efter att man ätit, och ghrelin anses bl.a. mot bakgrund av detta vara ett så kallat måltidsinitierande hormon. Man har i flera studier visat att tillskott av ghrelin kan öka energiintaget hos t.ex. cancerpatienter(11).

Utöver utvidgning av magsäcken och koncentrationerna av ghrelin vet man att hastigheten på magsäckstömningen är av betydelse för vår förnimmelse av hunger. En långsammare magsäckstömning ger en ökad känsla av mättnad jämfört med en snabbare tömning av magsäcken. Det har betydelse för exempelvis flytande födoämnen, som läskedrycker, som anses mätta mindre än en motsvarande energimängd från en fast måltid(12). Både fiber, protein och fett kan också sänka hastigheten på magsäckstömningen och på så vis främja en långsammare upptagning av måltiden.

Sedan 1990-talet då forskarna upptäckte hormonet leptin, som utsöndras i fettvävnaden, och att möss utan leptin utvecklade en markant övervikt på grund av ökad hunger och energiintag, har forskningen fokuserat mycket på perifera aptitreglerande hormoner(13,14).

De olika aptitreglerande hormonerna delas generellt upp i två breda kategorier: 1) De så kallade adipositassignalerna som anses leverera signaler till det centrala nervsystemet om kroppens fettlager, och 2) mättnadssignalerna som frigörs som respons på en måltid, och anses vara inblandade i korttidsregleringen av energiintaget(15,16). De adipositassignaler som man känner till inkluderar insulin och leptin, och deras utsöndring ökar i takt med graden av övervikt, och de anses vara långtidsverkande signaler om reduktion av energiintaget. Bland de korttidsreglerande aptitreglerande hormonerna finns utöver det redan nämnda aptitstimulerande ghrelinet en rad korttidsreglerande mättnadssignaler som utsöndras från tarmen och bukspottkörteln.

Redan när maten når tolvfingertarmen utsöndras hormonet cholecystokinin (CCK) som via vagusnerven signalerar mättnad till de aptitreglerande centren i hjärnan. Längre ner i tarmen utsöndras de så kallade L-cellerna mättnadshormonerna peptid YY (PYY), Glucagon-lika peptid-1 (GLP-1) och oxyntomodulin (OXM), som alla tre verkar via vagusnerverna eller direkt på receptorer i hjärnan. Från bukspottskörteln utsöndras som respons på en måltid både insulin, pankreatiska polypeptider (PP) och amylin, som alla kan inverka på aptiten(17).

Figur 2 »

Tillskott av ovan nämnda mättnadshormoner har i en rad försök visat sig kunna öka mättnaden och sänka energiintaget vid en måltid som serveras efter tillskottet. Det är med det som bakgrund som vi kallar dem mättnadshormoner, och de är i högsta grad intressanta i kampen mot fetma, eftersom en ökad koncentration av de här mättnadshormonerna i blodet kan hjälpa till att sänka energiintaget. Man arbetar därför med de här hormonerna som kandidater för farmakologisk behandling av fetma, men det finns också ett stort intresse för forskning kring de faktorer som styr den naturliga utsöndringen av mättnadssignalerna.

Man vet att faktorer som energiinnehåll, makronäringsämnessammansättningen och fiberinnehållet i en måltid kan ha betydelse för den utsöndrade mängden hormoner, och det är inte otänkbart att olika bioaktiva komponenterna i kosten kan påverka utsöndringen på samma sätt. Genom att utveckla livsmedel och måltider med den rätta sammansättningen kan man i högre grad påverka de endogena mättnadssignalerna och på så vis undvika att äta för mycket.

Den centrala aptitregleringen
De ovan beskrivna perifera signalerna påverkar för många de aptitreglerande centra i hypothalamus, där nucleus arcuatus anses vara ett centralt centrum i den fysiologiska aptitregleringen. Förutom nucleus arcuatus (ARC) tar hjärnstammens nucleus tractus solitarius (NTS) samt area postrema (AP) emot input från vagala afferenter samt en rad cirkulerande faktorer, och dessa centra samspelar med hypotalamus(15,18). Hypotalamus är på samma sätt i samspel med nucleus accumbens, och aptitregleringen interagerar då med hjärnans belöningscentrum. Här vet man att påverkan av de så kallade cannabinoid-receptorerna (receptorer för cannabis, men också för endocannabinoider, cannabis-liknande ämnen som produceras i kroppen) påverkar aptiten(19).

Upptäckten av det aptithämmande hormonet leptin och påvisandet av receptorer för leptin i arcuatuskärnan har betytt ett genombrott för forskningen inom de mekanismer som ingår i den centrala aptitregleringen. Till exempel vet man att vissa mutationer i gener som kodar för vissa av de aktuella receptorerna, är ansvariga för en hel del fall av tidigt utvecklad fetma.

Ökad kunskap om signalämnen som bidrar har därför skapat förväntningar om att det skulle vara möjligt att framställa läkemedel som via påverkan av de här mekanismerna kan reglera födointaget.


Referenser

1. Hill JO, Wyatt HR, Reed GW, Peters JC. Obesity and the environment: where do we go from here? Science 2003;299:853-5.

2.Neel JV. The "thrifty genotype" in 1998. Nutr Rev 1999;57:S2-S9.

3.Bouchard C, Savard R, Despres JP, Tremblay A, Leblanc C. Body composition in adopted and biological siblings. Hum Biol 1985;57:61-75.

4.Bouchard C, Tremblay A. Genetic influences on the response of body fat and fat distribution to positive and negative energy balances in human identical twins. J Nutr 1997;127:943S-7S.

5.De Castro JM. Heritability of hunger relationships with food intake in free-living humans. Physiol Behav 1999;67:249-58.

6.Blundell J, Stubbs J. Diet composition and the control of food intake in humans. In: Bray GA, Bouchard C, eds. Handbook of obesity. New York, Basel: Marcel Dekker Inc. 2004:427-60.

7. Blundell JE, Halford JC. Regulation of nutrient supply: the brain and appetite control. Proc Nutr Soc 1994;53:407-18.

8. Smith GP. The direct and indirect controls of meal size. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 1996;20:41-6.

9. Blundell JE. Appetite disturbance and the problems of overweight. Drugs 1990;39 Suppl 3:1-19.

10. Geliebter A. Gastric distension and gastric capacity in relation to food intake in humans. Physiol Behav 1988;44:665-8.

11. Higgins SC, Gueorguiev M, Korbonits M. Ghrelin, the peripheral hunger hormone. Ann Med 2007;39:116-36.

12. Tieken SM, Leidy HJ, Stull AJ, Mattes RD, Schuster RA, Campbell WW. Effects of solid versus liquid meal-replacement products of similar energy content on hunger, satiety, and appetite-regulating hormones in older adults. Horm Metab Res 2007;39:389-94.

13. Lee GH, Proenca R, Montez JM et al. Abnormal splicing of the leptin receptor in diabetic mice. Nature 1996;379:632-5.

14. Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold L, Friedman JM. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature 1994;372:425-32. 15. Schwartz MW, Woods SC. Central nervous system control of food intake. Nature 2000;404:661.

16. Woods SC. Signals that influence food intake and body weight. Physiology & Behavior 2005;86:709-16.

17. Chaudhri O, Small C, Bloom S. Gastrointestinal hormones regulating appetite. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2006;361:1187-209.

18. Wren AM, Bloom SR. Gut hormones and appetite control. Gastroenterology 2007;132:2116-30.

19. Arias HF. Cannabinoids in eating disorders and obesity. Mol Neurobiol 2007;36:113-28.