Ga je sporten of sprint je toch liever naar de snackbar voor een milkshake? Wat er precies in ons brein gebeurt bij het maken van dit soort afwegingen was lange tijd een mysterie. Maar Zwitserse onderzoekers hebben nu ontdekt hoe het zit: het draait allemaal om de relatief onbekende neurotransmitter orexine.
We kennen allemaal wel de tweestrijd die soms in ons hoofd opdoemt: gaan we braaf naar de sportschool of slaan we de sportsessie over en geven we toe aan zoete en vette verleidingen? Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie krijgt 80 procent van de jongeren en 27 procent van de volwassenen onvoldoende beweging. Het aantal gevallen van obesitas neemt ondertussen hard toe, zowel bij volwassenen als bij kinderen.
De rol van orexine
“Ondanks deze statistieken slagen veel mensen erin om de voortdurende verleidingen wel te weerstaan en voldoende te bewegen”, zegt Denis Burdakov, hoogleraar neurowetenschappen aan ETH Zürich. “We wilden weten wat er nu precies in hun brein gebeurt dat helpt deze beslissingen te nemen.”
In hun experimenten met muizen hebben de onderzoekers aangetoond dat de boodschapperstof orexine een cruciale rol speelt. Orexine is een van de meer dan honderd neurotransmitters die actief is in de hersenen. Andere chemische signaalstoffen, zoals serotonine en dopamine, zijn al lang geleden ontdekt. Ze zijn een stuk bekender bij het grote publiek en hun rol is grotendeels ontcijferd. Voor orexine ligt dit anders: deze stof werd pas 25 jaar geleden voor het eerst beschreven en wetenschappers zijn nu stap voor stap bezig de functies ervan te ontrafelen.
Dopamine verklaart niet alles
“In de neurowetenschappen is dopamine een populaire verklaring voor de vraag waarom we sommige dingen doen en andere vermijden”, legt Burdakov uit. Deze stof is essentieel voor onze algemene motivatie. “Onze huidige kennis over dopamine verklaart echter niet waarom we besluiten te gaan sporten in plaats van te eten”, vervolgt hij. “Onze hersenen geven dopamine vrij bij eten, maar ook bij sporten. Er is geen duidelijke verklaring waarom we het ene boven het andere verkiezen.”
Om te achterhalen wat deze beslissingen nu precies stuurt, bedachten de onderzoekers een ingenieus gedragsexperiment met muizen. De muizen konden tijdens de tien minuten durende proeven vrij kiezen uit acht verschillende opties, waaronder een looprad en een ‘milkshakebar’ waar ze een smakelijke aardbeienmilkshake konden drinken. “Muizen houden net zoveel van milkshakes als mensen: ze zitten vol met suiker en vet, en smaken uitstekend”, weet Burdakov.
Tredmolen of milkshakebar
In het experiment vergeleken de wetenschappers verschillende groepen muizen: een groep met een intact orexinesysteem en een groep waarbij het systeem met een medicijn of via genetische modificatie was geblokkeerd. De muizen met een intact orexinesysteem besteedden tweemaal zoveel tijd in het looprad en slechts de helft van de tijd in de milkshakebar, vergeleken met de muizen met een geblokkeerd orexinesysteem.
Opzienbarend is dat er geen enkel verschil in gedrag was tussen de groepen in experimenten waarbij de muizen geen keuze hadden: ze gingen even fanatiek bezig in de tredmolen of de milkshakebar. “Dit betekent dat de primaire rol van het orexinesysteem niet is om te controleren hoeveel de muizen bewegen of eten”, maakt Burdakov duidelijk. “Het lijkt eerder van belang voor het maken van de keuze tussen beiden, als beide opties beschikbaar zijn.” Zonder orexine viel de beslissing sterk uit in het voordeel van de milkshake en gaven de muizen het sporten op ten gunste van het eten.
Narcolepsie
De onderzoekers verwachten dat orexine ook bij mensen verantwoordelijk is voor deze beslissing. De hersenfuncties die hierbij zijn betrokken, zijn namelijk vrijwel hetzelfde. “Het is nu zaak om onze resultaten bij mensen te verifiëren”, zegt onderzoeker Daria Peleg-Raibstein. Dit kan door patiënten te onderzoeken die een beperkt orexinesysteem hebben door hun genetische achtergrond. Dit is het geval bij de ongeveer een op de tweeduizend mensen, die aan slaapstoornis narcolepsie lijden. Een andere mogelijkheid is om mensen te observeren die een medicijn krijgen dat orexine blokkeert. Dergelijke medicijnen zijn goedgekeurd voor patiënten met slapeloosheid.
“Als we begrijpen hoe onze hersenen de keuze maken tussen voedselconsumptie en fysieke activiteit, kunnen we effectievere strategieën ontwikkelen om de wereldwijde obesitasepidemie en gerelateerde stofwisselingsstoornissen aan te pakken”, zegt Peleg-Raibstein. Burdakov geeft het stokje hierbij graag over aan wetenschappers die zich bezighouden met klinisch onderzoek bij mensen. Zijn volgende stap is om te onderzoeken hoe orexineneuronen samenwerken met de rest van de hersenen bij het nemen van ‘sport-of-snack-beslissingen’.
