الخلايا العصبية التي تجعلنا نشعر بالجوع

ربما يبدأ الأمر بشعور بانخفاض الطاقة، أو ربما تصبح سريع الانفعال قليلًا. وقد تشعر بصداع أو تجد صعوبة في التركيز. يرسل دماغك رسالة واضحة: أنت جائع، ابحث عن الطعام.

حددت دراسات أُجريت على الفئران مجموعة من الخلايا تُعرف باسم الخلايا العصبية AgRP، تقع بالقرب من الجزء السفلي من الدماغ، وقد تكون مسؤولة عن توليد ذلك الشعور المزعج بالجوع، وحتى الشعور المعروف بالإنجليزية باسم «Hangry»، أي مزيج من الجوع والانفعال. تقع هذه الخلايا بالقرب من إمدادات الدم في الدماغ، ما يمنحها إمكانية الوصول إلى الهرمونات القادمة من المعدة والأنسجة الدهنية، والتي تشير إلى مستوى الطاقة في الجسم. وعندما تكون مستويات الطاقة منخفضة، تتفاعل هذه الخلايا مع مناطق مختلفة من الدماغ لتعزيز سلوك تناول الطعام.

ومن خلال مراقبة نشاط الخلايا العصبية AgRP لدى الفئران، بدأ العلماء في فهم الطريقة التي تنشط بها هذه الخلايا وتدفع الحيوانات إلى البحث عن الطعام عندما تعاني من نقص المغذيات، وكيف تستشعر وصول الطعام إلى الأمعاء فتتوقف عن النشاط. كما اكتشف الباحثون أن نشاط الخلايا العصبية AgRP يختل لدى الفئران التي تظهر عليها أعراض شبيهة بأعراض فقدان الشهية العصبي، وأن تنشيط هذه الخلايا يمكن أن يساعد على استعادة أنماط الأكل الطبيعية لدى تلك الحيوانات.

وقد يؤدي فهم الخلايا العصبية AgRP والتلاعب بنشاطها إلى تطوير علاجات جديدة لكل من فقدان الشهية والإفراط في تناول الطعام. تقول أمبر الحدف، وهي عالمة أعصاب في مركز مونيل للحواس الكيميائية في فيلادلفيا: «إذا استطعنا التحكم في هذا الشعور بالجوع والانفعال، فقد نتمكن من التحكم في أنظمتنا الغذائية بصورة أفضل».

أن نأكل أم لا نأكل

تبدو الخلايا العصبية AgRP من العناصر الأساسية في تنظيم الشهية. فعندما يعطل الباحثون هذه الخلايا لدى الفئران البالغة، تتوقف الحيوانات عن تناول الطعام، وقد تموت حتى جوعًا. وعلى العكس من ذلك، عندما ينشط الباحثون هذه الخلايا، تقفز الفئران إلى أوعية الطعام وتلتهم كميات كبيرة منه.

ساعدت تجارب أُجريت في عدة مختبرات عام 2015 على توضيح وظيفة الخلايا العصبية AgRP. فقد اكتشف الباحثون أنه عندما لا تحصل الفئران على ما يكفي من الطعام، تزداد وتيرة إطلاق هذه الخلايا للإشارات العصبية. لكن مجرد رؤية الطعام أو شم رائحته، وخصوصًا الأطعمة المحببة مثل زبدة الفول السوداني أو شوكولاتة هيرشي، كان كافيًا لخفض نشاط هذه الخلايا خلال ثوانٍ. ومن ذلك استنتج العلماء أن الخلايا العصبية AgRP تدفع الحيوانات إلى البحث عن الطعام. وبمجرد العثور عليه، يتراجع نشاطها.

كما أظهر فريق بحثي بقيادة عالم الأعصاب سكوت ستيرنسون في حرم جانيليا للأبحاث في أشبورن بولاية فرجينيا أن نشاط الخلايا العصبية AgRP يبدو أنه يجعل الفئران تشعر بالسوء. ولإثبات ذلك، عدل العلماء فئرانًا وراثيًا بحيث تبدأ الخلايا العصبية AgRP لديها في إطلاق الإشارات عندما يسلط الضوء على الدماغ عبر ألياف ضوئية، مع بقاء الفئران قادرة على الحركة بحرية. ثم وضعوا هذه الفئران المعدلة في صندوق يحتوي على منطقتين مختلفتين بوضوح، إحداهما سوداء ذات أرضية شبكية بلاستيكية، والأخرى بيضاء ذات أرضية ناعمة من المناديل الورقية. وعندما كان الباحثون ينشطون الخلايا العصبية AgRP كلما دخلت الفئران إحدى المنطقتين، بدأت الفئران في تجنب تلك المنطقة.

خلص ستيرنسون، الذي يعمل حاليًا في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، إلى أن تنشيط الخلايا العصبية AgRP كان شعورًا «مزعجًا بدرجة بسيطة». وهذا منطقي في الطبيعة، بحسب قوله، فكلما غادر الفأر عشه أصبح معرضًا لخطر الحيوانات المفترسة، لكنه مضطر إلى التغلب على هذا الخوف حتى يتمكن من البحث عن الطعام وتناوله. ويقول: «هذه الخلايا العصبية AgRP تشبه الدفعة التي تجعلك، رغم وجودك في بيئة خطرة، تخرج وتبحث عن الطعام حتى تبقى على قيد الحياة».

أظهرت دراسة ستيرنسون عام 2015 أن رؤية الطعام أو شم رائحته يؤدي إلى تهدئة الخلايا العصبية AgRP، لكن هذا التأثير مؤقت فقط. إذ يعود نشاطها إلى الارتفاع سريعًا إذا لم يتمكن الفأر من الوصول إلى الطعام وتناوله. ومن خلال تجارب إضافية، اكتشفت الحدف وزملاؤها أن ما يوقف نشاط الخلايا العصبية AgRP بصورة أكثر موثوقية هو وصول السعرات الحرارية إلى الأمعاء.

في البداية، أطعم فريق الحدف الفئران طعامًا خاليًا من السعرات الحرارية، وهو هلام يحتوي على مُحلي صناعي. وعندما تناولت الفئران الهلام، انخفض نشاط الخلايا العصبية AgRP كما كان متوقعًا، لكنه انخفض لفترة قصيرة فقط. ومع تعلم الفئران أن هذه الوجبة الخفيفة لا توفر أي مغذيات، أصبحت خلايا AgRP لديها تستجيب بدرجة أقل مع كل قضمة. وهكذا، بينما تتعلم الحيوانات ما إذا كان الطعام الذي تتناوله يوفر لها التغذية فعلًا، تعدل هذه الخلايا مستوى الشعور بالجوع وفقًا لذلك.

بعد ذلك، استخدم الفريق قسطرة زُرعت عبر البطن لإيصال السعرات الحرارية، في صورة مشروب غذائي من نوع Ensure، مباشرة إلى المعدة. وقد تجاوز هذا الأسلوب جميع الإشارات الحسية التي يمكن أن تدل على أن الطعام في طريقه إلى المعدة، ومع ذلك أدى إلى انخفاض أطول في نشاط الخلايا العصبية AgRP. وبعبارة أخرى، خلصت الحدف إلى أن المغذيات الموجودة في الطعام هي التي توقف نشاط هذه الخلايا لفترة ممتدة بعد تناول الوجبة.

ومنذ ذلك الحين، بدأت الحدف في فك شفرة الرسائل التي ترسلها المعدة إلى الخلايا العصبية AgRP، واكتشفت أن هذه العملية تختلف باختلاف نوع المغذيات. فالدهون الموجودة في الأمعاء تطلق إشارة تنتقل عبر العصب الحائر، الذي يمتد من الجهاز الهضمي إلى الدماغ. أما سكر الغلوكوز البسيط، فيرسل إشارة إلى الدماغ عبر الأعصاب الموجودة في الحبل الشوكي.

ويعمل فريقها حاليًا على معرفة سبب وجود هذه المسارات المتعددة. وتأمل أن يساعد فهم الطريقة التي تدفع بها الخلايا العصبية AgRP إلى البحث عن الطعام بصورة أفضل، العلماء في نهاية المطاف على ابتكار وسائل تساعد الناس على تجنب زيادة الوزن غير الصحية. وعلى الرغم من أن العلماء وأخصائيي الحميات الغذائية يبحثون عن مثل هذه العلاجات منذ أكثر من قرن، فقد كان من الصعب تحديد علاجات سهلة وآمنة وفعالة. أما أحدث فئة من أدوية إنقاص الوزن، مثل ويغوفي، فتعمل جزئيًا من خلال التأثير في الخلايا العصبية AgRP، لكنها قد تسبب آثارًا جانبية مزعجة مثل الغثيان والإسهال.

ويقول ستيرنسون، الذي راجع في عام 2017 أهم المنظومات المسؤولة عن التحكم في الشهية في مجلة Annual Review of Physiology، إن العلاجات التي تستهدف الخلايا العصبية AgRP وحدها لن تنجح على الأرجح في حل مشكلة الوزن بالكامل، لأن البحث عن الطعام ليس سوى عنصر واحد من عناصر التحكم في الشهية. فهناك مناطق أخرى في الدماغ تستشعر الشبع، كما تسهم في جعل الأطعمة الغنية بالسعرات الحرارية ممتعة، وهي تؤدي أيضًا أدوارًا مهمة. ولهذا، على سبيل المثال، قد تتناول قطعة من فطيرة اليقطين في نهاية وجبة عيد الشكر، رغم أنك شبعت بالفعل من الديك الرومي والبطاطس المهروسة.

التغلب على فقدان الشهية

الجانب الآخر من الإفراط في تناول الطعام هو فقدان الشهية العصبي، وهنا أيضًا يعتقد الباحثون أن دراسة الخلايا العصبية AgRP قد تقود إلى استراتيجيات علاجية جديدة. فالأشخاص المصابون بفقدان الشهية يتجنبون الطعام إلى درجة قد تؤدي إلى فقدان خطير للوزن. تقول أميس ساتون هيكي، وهي عالمة أعصاب في جامعة تمبل في فيلادلفيا: «إن تناول الطعام يصبح في الواقع أمرًا منفّرًا». ولا يوجد دواء مخصص لفقدان الشهية العصبي، وقد يشمل العلاج العلاج النفسي، وأدوية عامة مثل مضادات الاكتئاب، وفي الحالات الأكثر شدة إطعام المريض قسرًا عبر أنبوب يُمرر من الأنف. وغالبًا ما يكون الأشخاص المصابون بفقدان الشهية أيضًا كثيري الحركة أو يعانون من التململ، وقد يمارسون الرياضة بصورة مفرطة.

يستطيع الباحثون دراسة هذه الحالة باستخدام نموذج من الفئران يُعرف باسم فقدان الشهية المرتبط بالنشاط، أو ABA. فعندما يحد العلماء كمية الطعام المتاحة للفئران ويوفرون لها عجلة للجري، تدخل بعض الفئران في حالة شبيهة بفقدان الشهية، فتتناول كمية أقل من الطعام المتاح لها، وتستمر في الجري على العجلة حتى خلال ساعات النهار، وهي الفترة التي تكون فيها الفئران عادة غير نشطة. يقول تاماس هورفاث، عالم الأعصاب في كلية الطب بجامعة ييل: «إنه أمر إدماني مذهل يحدث لهذه الحيوانات. فهي في الأساس تحصل على شعور بالمتعة من عدم تناول الطعام وممارسة الرياضة».

ولا يمثل هذا النموذج صورة مثالية لفقدان الشهية. فمن المفترض أن الفئران لا تواجه الضغوط الاجتماعية نفسها التي تدفع البشر إلى محاولة الحفاظ على النحافة، وفي المقابل لا يكون لدى الأشخاص المصابين بفقدان الشهية عادة قيود على إمكانية الوصول إلى الطعام. ومع ذلك، تقول الحدف إنه أحد أفضل النماذج المتاحة لمحاكاة فقدان الشهية: «أعتقد أنه أفضل ما يمكننا الوصول إليه».

ولمعرفة الدور الذي قد تؤديه الخلايا العصبية AgRP في فقدان الشهية، راقبت ساتون هيكي بعناية كمية الطعام التي تتناولها الفئران المصابة بفقدان الشهية المرتبط بالنشاط. وقارنتها بفئران خضعت لنظام غذائي مقيد، لكن عجلة التمرين لديها كانت مغلقة، ولذلك لم تصب بحالة فقدان الشهية المرتبط بالنشاط. واكتشفت أن الفئران المصابة بهذه الحالة كانت تتناول وجبات أقل من الفئران الأخرى. وعندما كانت تتناول الطعام، لم ينخفض نشاط الخلايا العصبية AgRP لديها كما ينبغي بعد امتلاء بطونها. كان هناك خلل ما في الطريقة التي تستجيب بها هذه الخلايا لإشارات الجوع والطعام.

كما اكتشفت ساتون هيكي أنها تستطيع إصلاح هذا الخلل عندما عدلت الفئران المصابة بفقدان الشهية المرتبط بالنشاط بحيث تنشط الخلايا العصبية AgRP لديها عند حقنها بمادة كيميائية معينة. وعندما عولجت هذه الفئران بالمادة الكيميائية، تناولت عددًا أكبر من الوجبات وزاد وزنها. يقول هورفاث، الذي لم يشارك في الدراسة: «هذا يؤكد بدرجة كبيرة أهمية هذه الخلايا العصبية. فهو يظهر أن هذه الخلايا هي العناصر المفيدة وليست الضارة».

وتقول ساتون هيكي إن الخطوة التالية تتمثل في معرفة سبب استجابة الخلايا العصبية AgRP بصورة غير طبيعية لدى الفئران المصابة بفقدان الشهية المرتبط بالنشاط. وتأمل في اكتشاف جزيء رئيسي يمكن استهدافه بدواء لمساعدة الأشخاص المصابين بفقدان الشهية.

وبشكل عام، تمنح الأبحاث المتعلقة بالخلايا العصبية AgRP العلماء صورة أوضح بكثير عن أسباب تناولنا للطعام في الأوقات التي نتناوله فيها، كما تقدم لهم خيوطًا جديدة قد تقود إلى أدوية تساعد الأشخاص على تحويل أنماط الأكل المضطربة، سواء كان الإفراط في تناول الطعام أو الامتناع عنه، إلى عادات غذائية صحية.

المصدر