Hongerige muizen zouden toch altijd voor eten kiezen in plaats van voor seks, als ze de keus hadden? Niet als je ze een shot leptine geeft.
Duitse onderzoekers hebben zich verdiept in de werking van bepaalde hormonen en neurotransmitters in het muizenbrein die de eetlust reguleren. Ze keken via een piepkleine microscoop live mee in de hersenen van zich ‘vrij gedragende’ dieren in het lab.
Het leven van een labmuis is simpel en overzichtelijk. Hij scharrelt wat rond in de beperkte ruimte die hij heeft, eet en drinkt, en als hij de kans krijgt, om te paren dan doet hij dat. Maar wat als je een hongerige muis de keuze geeft tussen seks en voedsel? Duitse onderzoekers keken naar de neurologische werking van het eetlustremmende hormoon leptine. De conclusie is dat de aandacht van vrij hongerige (maar niet extreem hongerige) muizen verschuift van eten en drinken naar paren als hun hersenen worden gestimuleerd met leptine.
Maar één ding tegelijk
“We kunnen gedragsmatig maar één ding tegelijk doen, dus moet ons brein op de een of andere manier berekenen wat het meest lonende gedrag is, of wat onze meest dringende behoefte is”, zegt hoofdonderzoeker Tatiana Korotkova van de Universiteit van Keulen. Haar team prikkelde neuronen in de laterale hypothalamus, een van de belangrijkste ‘voedingscentra’ in de hersenen. Hierbij lag de focus op neuronen met leptine-receptoren en neuronen die de neurotransmitter neurotensine (ook betrokken bij honger- en dorstprikkels) produceren. Zij ontdekten tot hun verbazing dat deze neuronen ook betrokken waren bij het sturen van sociaal gedrag en bij de balans tussen de behoefte aan sociaal contact en de behoefte aan eten en drinken.
“We waren verbaasd toen we ontdekten dat de laterale hypothalamus eten en drinken koppelt aan sociaal gedrag”, zegt de Duitse onderzoeker Anne Petzold. “Het activeren van leptine-receptorneuronen zorgt ervoor dat muizen prioriteit geven aan sociale interactie, ook al hebben ze acute honger of dorst. Dit is een nuttig biologisch mechanisme omdat een sekspartner niet op elk moment van de dag voorhanden is. De muizen negeren hun honger of dorst om te kunnen paren.”
Nuttig biologisch mechanisme
Het team gebruikte heel kleine microscopen om de activiteit van individuele hersenneuronen in beeld te krijgen en op te nemen, terwijl de muizen een afgesloten ruimte verkenden. “Het was ideaal dat we de werking konden vastleggen van neuronen in een dier dat zich vrij kon gedragen”, legt Korotkova uit. “We konden prachtig zien hoe de neuronale activiteit verandert tijdens bepaald gedrag, en we konden heel nauwkeurig de activiteit van individuele cellen volgen en manipuleren.”
Interesse in andere geslacht
Er was een groep ‘acuut hongerige’ muizen, waarvan het voedsel van de ene op de andere dag opeens op was, en een groep ‘chronisch hongerige’ muizen, die al vijf dagen lang weinig tot niets te eten hadden. De situatie waarin de acute en de chronisch hongerige muizen zich bevonden, komt volgens de onderzoekers ook regelmatig in het wild voor, omdat voedsel niet altijd beschikbaar is. Het team keek hoe de prioriteiten van de muizen veranderden al naar gelang hun hongerniveau en vergeleek de beide groepen met een controlegroep van muizen die hun buikje elke dag rond konden eten. Ze ontdekten dat leptine-receptorneuronen minder actief waren tijdens het eten en actiever werden tijdens interactie met muizen van het andere geslacht, maar niet wanneer ze met muizen van hetzelfde geslacht omgingen. Daarna stimuleerden de onderzoekers specifieke neuronen met lichtpatronen en chemische stofjes om te kijken of en hoe dit het gedrag van de muizen veranderde.
Werken diëten daarom niet?
Stimulatie met leptine had weinig effect op het gedrag van de volgevreten muizen – die over het algemeen meer interesse hadden in gezelligheid dan in eten – maar toen de onderzoekers de leptine-receptorneuronen van acuut hongerige muizen activeerden, zagen zij iets verrassends: ze bewogen zich opeens een stuk langzamer in de richting van het voedsel, aten minder, en brachten meer tijd door met potentiële partners. De chronisch hongerige muizen bleven echter ook na leptine-stimulatie gefocust op eten. De eetlust bleef onveranderd groot en ze zagen hun soortgenoten van het andere geslacht ook na een een shot leptine niet staan. “We hebben blijkbaar te maken met een neurologisch systeem wat alleen lichte tot matige honger kan reguleren, maar niet werkt als je honger als een beer hebt, zegt Korotkova. “Dit hersencircuit kan een reden zijn waarom diëten niet werken: het lukt prima om je voedselinname voor een korte tijd te verminderen, maar het werkt niet als je de lage calorie-inname voor langere tijd wilt vasthouden.”
Minder sociaal
Na het activeren van neurotensine-neuronen werden de muizen minder sociaal en kregen ze meer dorst. Ze dronken een stuk meer en zagen zowel hun potentiële partners als muizen van hetzelfde geslacht niet meer staan. “We gaan er vaak van uit dat een hersencel één bepaalde functie heeft, maar we hebben ontdekt dat één neuron meerdere stimuli kan verwerken en dus verschillend gedrag kan coördineren. Dat is veel efficiënter dan verschillende celtypen die op een of andere manier met elkaar communiceren om dezelfde taak uit te voeren”, legt Korotkova uit. “We willen op deze nieuwe kennis voortbouwen en beter gaan begrijpen op wat voor manier de werking van deze hersencellen verandert bij patiënten die lijden aan eetstoornissen of (morbide) obesitas.”
