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Gewichtsverlust Chirurgie reduziert Gehirn Zuckerabhängigkeit

Bariatrische Verfahren haben bei vielen adipösen Patienten deutliche Erfolge gezeigt. Nun zeigen neue Forschungen, wie diese Operationen das Verlangen nach Zucker im Gehirn reduzieren könnten.
Die neue Studie untersucht die Beziehung zwischen Rezeptoren im Darm und Dopamin-Schaltkreisen im Gehirn.

Zur Behandlung der Adipositas stehen derzeit vier Arten der bariatrischen Chirurgie zur Verfügung, die alle eine starke Erfolgsbilanz aufweisen.

In den meisten Berichten werden mehr als 80% der Verfahren als Erfolg angesehen. Die genauen Wege, die die Verfahren zum Erreichen ihrer Ergebnisse nutzen, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden.

Es gibt eine Reihe von Mechanismen, die zusammenarbeiten, um positive Ergebnisse bei diesen Operationen zu erzielen. Malabsorption und Restriktion sind die zwei offensichtlichsten Anwärter.

Malabsorption (eine Verringerung der Nährstoffaufnahme) und eine Beschränkung der Gesamtmenge an Nahrung, die konsumiert werden kann, sind beide gültige Wirkungsmechanismen, aber allein können sie die beeindruckenden Leistungen der bariatrischen Chirurgie nicht erklären.

Anekdotisch haben Patienten Veränderungen bei den Arten von Nahrungsmitteln beschrieben, die sie nach der Operation anziehen, aber bis jetzt wurden die Mechanismen, die diese Veränderungen in den Ernährungsgewohnheiten hervorrufen, zur Diskussion gestellt.

Neue Forschungen, durchgeführt von Ivan de Araujo von der Yale University School of Medicine, haben zumindest einen Teil der Lösung enthüllt.

Dopamin und Anziehung zu Zucker

Frühere Studien haben gezeigt, dass die Kalorienzufuhr teilweise durch ein Dopaminbelohnungssystem im dorsalen Striatum vermittelt wird. Dieses Dopaminsystem ist im Verdauungstrakt (GI-Trakt) zuckerempfindlich.

Wegen der süchtig machenden Natur von Süßigkeiten lecken Mäuse, die ihre Mägen künstlich mit süßer Lösung gefüllt hatten, an einer Tülle, die zuckerhaltiges Wasser produziert, obwohl sie gesättigt sind.

Es wird angenommen, dass dieses kontraintuitive Verhalten durch die Aktivierung von Zuckerrezeptoren im Zwölffingerdarm vermittelt wird, wodurch eine süchtig machende Schleife entsteht, indem Dopaminwege im dorsalen Striatum aktiviert werden.

Die Rolle des dorsalen Striatums in der motorischen Koordination wurde gut beschrieben, aber das ist nicht die einzige Funktion des Hirnareals. Die moderne Forschung hat auch subtilere Rollen aufgedeckt. Es scheint, dass das dorsale Striatum auch an der Entscheidungsfindung beteiligt ist. Insbesondere wählt und initiiert es Aktionen, indem es motivierende und emotionale Informationen kombiniert.

Experimentelle bariatrische Chirurgie

De Araujos Studie, veröffentlicht in Zellstoffwechsel, involvierte komplizierte bariatric Verfahren in Mäusen - eine Operation, die der allgemein verwendeten Roux-en-Y Intervention ähnlich ist.

Das experimentelle Verfahren bestand darin, den ersten Darmabschnitt (der den Magen verlässt) zu umgehen und den Magen direkt an eine untere Region des Gastrointestinaltrakts zu binden. Diese Operation unterschied sich nur insofern von der menschlichen Version, als kein Magenbeutel konstruiert wurde, um die Nahrungsaufnahme des Nagetiers zu begrenzen.

Mäuse, die sich der Operation unterzogen und künstlich mit gesüßtem Wasser gesättigt worden waren, widmeten dem Zuckerbrunnen deutlich weniger Aufmerksamkeit. Die Naschkatzen des Nagetiers waren durch den Eingriff deutlich geschrumpft.

Die Forscher vermuten, dass die GI-Umleitung die Zucker-induzierte Dopaminfreisetzung im dorsalen Striatum reduziert, was die belohnende Wirkung von Zucker wesentlich verringert.

Um diese Beziehung weiter zu demonstrieren, verfestigte das Team seine Ergebnisse mithilfe der Optogenetik.

Optogenetik

Als zusätzlicher Arm zur Forschung nutzte das Team Optogenetik, eine fortschrittliche Neurowissenschaftstechnik. Bei der Optogenetik werden Neuronen so modifiziert, dass sie lichtempfindliche Ionenkanäle exprimieren.

Dieses Verfahren ermöglicht es Wissenschaftlern, einen vorbestimmten Satz von Neuronen ein- und auszuschalten, ohne dass eine invasive Elektrodeninsertion erforderlich ist.

Dopamin-neurale Schaltkreise in den modifizierten Mäusen wurden spezifisch stimuliert. Diese Reaktivierung der Belohnungszentren überwog effektiv die durch die Operation induzierten Veränderungen, da die Mäuse zu ihren präoperativen Raten des Springbrunnenleckens zurückkehrten.

De Araujo kommentierte:

"Unsere Ergebnisse liefern den ersten Beweis für einen kausalen Zusammenhang zwischen striatalen Dopamin-Signalwegen und den Ergebnissen bariatrischer Interventionen.

Wir wollen jedoch nicht den Eindruck erwecken, dass wir eine Antwort darauf haben, wie und warum die Adipositaschirurgie funktioniert. In diesem Bereich ist viel mehr Forschung nötig. "

Sein Team plant, diese Forschung durch die Untersuchung ähnlicher Effekte in allen vier derzeit verfügbaren bariatrischen Operationen auszuweiten. De Araujo fügt hinzu, dass das langfristige Ziel darin besteht, Lösungen für Fettleibigkeit und Diabetes-Progression zu finden, ohne dass eine Operation erforderlich ist.

Medizinische Nachrichten heute kürzlich durchgeführte Forschung, die eine Verbindung zwischen bariatric Chirurgie, Selbstverletzung und Selbstmord zeigte.

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