Obezite ile Kan-Beyin Bariyeri Arasındaki Bağlantı

Kan-beyin bariyeri (BBB), beyni kan dolaşımımızda dolaşabilecek birden fazla kimyasaldan korumakla görevli önemli bir fizyolojik oluşumdur. BBB, çoğu molekül, hücre ve proteinin merkezi sinir sistemine (CNS) girip çıkmasını engeller. Bu beyni "serin" tutmaya ve ne yediğimizden ve karşılaştığımız enfeksiyon türlerinden etkilenmemesine yardımcı olur.

BBB, CNS'deki endotel hücreleri ile kaplı kan damarlarından oluşur. CNS'de metabolik ve immünoregülatör homeostazın korunmasını sağlayan karmaşık bir yapıdır. Sağlıklı bir beyinde bariyer, beyin omurilik sıvısı (BOS) moleküllerinin çoğunun periferde dolaşmasını ve periferik moleküllerin çoğunun BOS içine yayılmasını önler.

Bununla birlikte, sağlıklı beyinlerde bile, BBB tamamen geçirimsiz değildir. Hipotalamusun kavisli çekirdeği, dolaşımdaki hormonların beynin bu bölümünün düzenleyici sistemlerine etki etmesine izin veren eksik bir BBB'ye sahiptir. İnme, CNS enfeksiyonları ve nörodejeneratif hastalıklar dahil olmak üzere çeşitli nörolojik bozukluklar riskli bir BBB ile karakterize edilir.

Obezite ve BBB

Doymuş yağlar ve basit şekerler bakımından yüksek gıdaların aşırı tüketiminin BBB'nin bütünlüğünü bozduğu ve hipokampus gibi savunmasız beyin bölgelerinde ciddi hasara yol açabileceği gösterilmiştir. Dahası, obezite BBB'de kişinin genel sağlığını kötüleştirebilecek patolojik değişikliklere neden olur ve CNS'de nöroinflamasyon ve bilişsel gerileme gibi ek patolojik değişikliklere yol açar. Obezite ayrıca BBB bütünlüğünü değiştiren nörovasküler bir birimdeki hücre tiplerinin sayısında değişikliklere neden olur.

Bununla birlikte, çoğu fazla kilolu insanda aşırı vücut ağırlığı, ciddi patolojik süreçleri uyarmaz. Obezite tam olarak beyne zarar veren bir hastalık değildir ve aşırı vücut ağırlığı ile BBB'nin bütünlüğü bozulmaz. Bununla birlikte, obezite ile BBB arasında dikkate değer bir bağlantı vardır ve bu bağlantı, beynin normal şekilde nasıl çalıştığından dolayı mevcuttur.

Beslenme Davranışını Düzenleyen Beyin Sistemleri

Obezitenin gelişmesine dahil olan sistemler karmaşıktır ve hala tam olarak anlaşılamamıştır. Bununla birlikte, bozuk bir enerji homeostazının sorunun kökü olabileceğine inanılmaktadır. Beslenme davranışı metabolik, otonomik, endokrin ve çevresel faktörlerle düzenlenir. Her bireyde çok sayıda unsurdan etkilenmesine rağmen, “enerji homeostazı” enerji alımı ve harcaması arasında bir denge oluşturarak önemli bir rol oynar.

Hipotalamus, gıda alımı, vücut ağırlığı, enerji ve glikoz homeostazının düzenleyicisi olarak tanınan beyin bölgelerinden biridir. Çevreden gelen metabolik sinyali alır ve işler ve korteksten ödül ve duyusal girdileri alır. Buna karşılık, merkezi sinir sisteminin beslenme davranışını ve vücut ağırlığını düzenleyen bölümlerine çıkış sinyalleri gönderir.

Beslenme Hormonları ve Leptinin Rolü

Hipotalamus, bir iştah uyarıcı sinyal yolu ve bir iştah bastırıcı yol aracılığıyla iştahın düzenlenmesinde rol oynar. Bu yollar, kanda veya CSF'de bulunabilen spesifik hormonları ve nöropeptitleri içerir. Bu hormonların düzgün çalışabilmesi için, özel taşıma sistemleri aracılığıyla vasküler BBB'yi geçmeleri gerekir. İnsülin, leptin, adiponektin ve grelin dahil beslenme davranışını düzenleyen hormonların çoğu obezitede bozulur.

Obezitenin gelişiminde anahtar hormonlardan biri leptindir. Leptin, enerji homeostazına ve metabolizmanın düzenlenmesine katılır. Gıda tüketimi sırasında üretilen tokluk sinyallerine yanıt verir. Leptin, yağ dokusu tarafından salgılanır ve salgılanması, vücuttaki yağ miktarı ile pozitif olarak ilişkilidir. Salgılanması, beyne iştahı bastırmak ve şişmanlığı azaltmak için termojenezi artırmak için sinyaller gönderir. Vücut yağı arttıkça kan leptin seviyeleri yükselir. Vücut ağırlığının düştüğü açlık dönemlerinde leptin salgısı azalır. Genel olarak obez kişilerde kan leptin konsantrasyonunun zayıf bireylere göre önemli ölçüde daha yüksek olduğu ve bu yükselen seviyenin obez kişiler kilo verdikçe azaldığı gösterilmiştir. Kan dolaşımında yüksek düzeyde leptin olduğu için obez bireylerin kendilerini tok hissetmeleri gerektiğini varsaymak mantıklı olacaktır. Ancak durum bu değil. Kandaki leptin seviyeleri, CSF'deki leptin seviyelerini yansıtmamaktadır. Obez bireylerde CSF-serum leptin düzeylerinin oranının dört kat daha düşük olduğu gösterilmiştir.

Leptin Direnci

Kandaki leptin konsantrasyonu ile CSF arasındaki bu doğrusal olmayan korelasyon, leptin etkisine karşı merkezi direnç denen şeyden kaynaklanıyor olabilir. Leptinin merkezi direnci teorisi, obezitenin leptinin beyne sınırlı erişiminden kaynaklanabileceğini öne sürüyor. Bu, obezitenin yetersiz leptin üretiminden kaynaklanabileceğine dair eski önerilerle çelişir.

Dikkate alınması gereken önemli bir faktör, leptinin kan dolaşımından beyne BBB yoluyla taşınmasının doygunluğa eğilimli özel taşıyıcı proteinler aracılığıyla gerçekleştirilmesidir. Bu, taşıyıcıların seviyesinin yeterli leptin molekülünü beyne taşımak için yeterince yüksek olmadığı anlamına gelir. Bu klasik bir "trafik sıkışıklığı" durumudur: Kuyrukta kaç araba olursa olsun, yol darboğazından yalnızca belirli sayıda araba geçebilir. Sonuç olarak, beyin kandaki gerçek leptin konsantrasyonunu "hissetmez". Bu taşınmanın BBB yoluyla doygunluğundan dolayı, dolaşımdaki leptin seviyeleri her zaman leptinin CSF konsantrasyonuna karşılık gelmez. Bu taşıma sisteminin normal leptin konsantrasyonlarına sahip zayıf bireylerde benzer şekilde çalıştığı ve sistem zaten doygun hale geldiğinde daha yüksek leptin seviyelerinin biyolojik etkisinin olmadığı öne sürülmüştür. Obez hiperleptinemik deneklerin beyinleri, yüksek leptin seviyelerine bile maruz kalmaz.

BBB Obeziteye Neden Olabilir mi?

Taşıma sisteminin yağsız bireylerde de doymuş olması, BBB'nin leptin taşıma sisteminin sadece daha düşük yağ ve vücut ağırlığında düzgün şekilde işlev görecek şekilde evrimleştiğini göstermektedir. Düşük serum leptin seviyeleri beyne, yağ rezervlerinin, üreme ve bağışıklık sisteminin güçlendirilmesi gibi beslenme dışındaki işlevler için kalori harcamak için yeterli olduğunu bildirir. Ancak vücuttaki yağ seviyesi belirli bir seviyeyi aştığında, leptin sinyali yeterli şekilde çalışmaz ve böylece daha fazla kilo alımına katkıda bulunur.

Referanslar

Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. (2004) Kan-beyin bariyeri: genel bir bakış: yapı, düzenleme ve klinik çıkarımlar. Neurobiol Dis 16 (1): 1-13. doi: 10.1016 / j.nbd.2003.12.016

Rhea EM vd. (2017) Obezitede Kan-Beyin Engelleri. AAPS J. 19, 921-930. doi: 10.1208 / s12248-017-0079-3.

Obermeier B, Daneman R, Ransohoff RM (2013) Kan-beyin bariyerinin geliştirilmesi, bakımı ve bozulması. Doğa Tıbbı 19 (12): 1584-1596. doi: 10.1038 / nm.3407

Burguera B ve diğerleri. (2000) Obezite, sıçanlarda Kan-beyin bariyeri boyunca azalmış leptin taşınmasıyla ilişkilidir. Şeker hastalığı 49: 1219-1223. PMID: 10909981

Hsu TM, Kanoski SE (2014) Kan-beyin bariyeri bozulması: Batı diyet tüketimi ve demans arasındaki mekanik bağlantılar. Yaşlanma Nörobiliminde Sınırlar 6:88. doi: 10.3389 / fnagi.2014.00088

Banks W (2008) The Blood-Brain Barrier as a Why of Obesity. Güncel farmasötik tasarım 14. 1606-14. PMID: 18673202

Bu konuk makale ilk olarak ödüllü sağlık ve bilim blogu ve beyin temalı topluluk olan BrainBlogger: Obesity and the Blood-Brain Barrier: What is Connection?