دلیل جذب شدن به بوی غذا چیست؟

 به نقل از نوروساينس‌نيوز، حيوانات از حس بويايي خود براي يافتن غذا، بوييدن جفت و احساس خطر استفاده مي‌کنند. هنگامي که يک حيوان گرسنه، غذا يا جفت را بو مي‌کشد، چه چيزي شام را به يک گزينه جذاب‌تر تبديل مي‌کند؟ دقيقا چه چيزي در مورد بوي غذا وجود دارد که مي‌گويد مرا انتخاب کن؟

بررسي پژوهشگران "مدرسه پزشکي هاروارد"(HMS)، نوروبيولوژي وراي جذب غذا و نحوه توجه موش‌هاي زنده نسبت به يک ماده ديگر را نشان مي‌دهد. پژوهشگران در اين پروژه، مسيري را شناسايي کردند که باعث جذب شدن به بوي غذا مي‌شود.

اين گروه پژوهشي در بررسي‌هاي خود، بر يک مولکول سيگنال‌دهنده موسوم به "neuropeptide-Y" يا "NPY" تمرکز کردند که در ناحيه تالاموس مغز وجود دارد و طيفي از عملکردهاي فيزيولوژيک را انجام مي‌دهد.

"استفان ليبرلز"(Stephen Liberles)، از پژوهشگران اين پروژه گفت: اين پژوهش نشان مي‌دهد که نورون‌هاي خاص به واسطه انتشار يک انتقال‌دهنده عصبي موسوم به NPY در تالاموس، به حالت گرسنگي گوش مي‌دهند.
 

تصميم‌گيري ميان غذا و عشق
"نورا هوريو"(Nao Horio)، از پژوهشگران اين پروژه گفت: هم بوي غذا و هم فرومون‌هاي جنسي براي موش‌ها جذاب هستند اما با چرخه‌هاي فيزيولوژيکي متفاوتي ارتباط دارند. اين موضوع نشان مي‌دهد که بوها، مدارهاي عصبي موازي را که براساس نيازهاي فيزيولوژيکي شکل گرفته‌اند، فعال مي‌کنند.

هوريو براي تعيين دقيق مسيري که به موش‌ها توانايي مي‌دهد تا براساس نياز تصميم‌گيري کنند، آزمايشي انجام داد. او براي شروع، موش‌ها را در محفظه‌اي قرار داد که دو درگاه بو داشت؛ يکي از آنها بوي غذا و ديگري فرومون‌هاي جنس مخالف را منتشر مي‌کرد. هوريو، زماني که موش براي توقف در هر درگاه سپري کرده بود، يادداشت کرد. زمان توقف بيشتر، ترجيح دادن منبع بو را نشان مي‌داد.

پژوهشگران دريافتند که بوي غذا و فرومون‌ها براي موش‌هاي تغذيه شده، به صورت مشابهي جذاب هستند اما موش‌هاي گرسنه علاقه زيادي به بوي غذا دارند. موش‌هاي تغذيه شده که پيشتر در نزديکي جنس مخالف قرار گرفته بودند، ترجيح خود را در مورد فرومون‌هاي جنسي نشان دادند؛ در حالي که موش‌هاي گرسنه اين کار را نکردند. چرا گرسنگي، انتخاب را تغيير داد؟
 

واضح‌سازي شيمي جذب مواد غذايي 
نورون‌هاي موجود در هيپوتالاموس، مولکولي موسوم به "AGRP" را منتشر مي‌کنند. اين نورون‌ها محرک ميل به غذا هستند.

پژوهشگران براي بررسي نورون‌هاي ترشح‌کننده AGRP، از روش موسوم به "اپتوژنتيک"(Optogenetics) که به آنها امکان مي‌دهد تا نورون‌ها را با استفاده از نور، فعال و غيرفعال کنند. آزمايش‌ها نشان داد که فعال‌سازي نورون‌هاي ترشح‌کننده AGRP،  موش‌ها را به بررسي بوي مواد غذايي سوق مي‌دهد.

نورون‌هاي ترشح‌کننده AGRP، شاخه‌هايي دارند که گسترش مي‌يابند؛ به همين دليل اين سوال براي پژوهشگران ايجاد شد که کدام يک از نواحي مغز در اين فرآيند تحريک مي‌شوند. آزمايش‌هاي بيشتر نشان داد که چندين پايانه نوروني AGRP در سراسر مغز فعال شده‌اند اما فقط پايانه‌هاي واقع در تالاموس، ترجيح دادن بوي غذا را تغيير دادند.

پس از اين آزمايش، موش‌هايي که گرسنه نبودند نيز به سوي غذا جذب شدند. برعکس، خاموش کردن انتشار AGRP در اين ناحيه از تالاموس، جذب شدن به بوي غذا را در موش‌هاي گرسنه کاهش داد.

ليبرلز گفت: اين پژوهش موجب شد تا ما به اين باور برسيم که تحريک مداوم نورون‌هاي منتشرکننده AGRP، جذب شدن به بوي غذا به واسطه سيگنال‌دهي نورون‌ها را افزايش مي‌دهد.

مانع نهايي، درک اين موضوع بود که آيا سه انتقال‌دهنده عصبي AGRP، NPY و GABA، براي جذب بوي مرتبط با گرسنگي مورد نياز هستند و در صورت مثبت بودن پاسخ، کدام يک از آنها مورد نياز است.

ليبرلز و هوريو براي فهميدن اين موضوع، آزمايش‌ها را با سه گروه از موش‌ها تکرار کردند. همه موش‌ها از نظر ژنتيکي اصلاح شدند تا فاقد اين انتقال‌دهنده‌هاي عصبي باشند.

موش‌هاي گرسنه فاقد AGRP و GABA، همچنان جذب بوي غذا شدند اما موش‌هاي گرسنه فاقد NPY چه در حالت سيري و چه در حالت گرسنگي، بيش از بوي غذا به سوي فرومون‌ها جذب شدند.

علاوه بر اين، موش‌هاي فاقد گيرنده خاص NPY موسوم به NPY5R، جذب شدن ناشي از گرسنگي به بوي غذا را از دست دادند.

موش‌هاي فاقد NPY پس از قرار گرفتن در نزديکي جفت، بيش از غذا به سوي فرومون‌ها جذب شدند. اين يافته‌ها نشان مي‌دهند که مکانيسم‌هاي ديگري به غير از NPY نيز در تحريک واکنش بويايي نسبت به فرومون‌ها نقش دارند.

اين پژوهش نشان مي‌دهد که حالت گرسنگي، سيگنال‌دهي پيچيده‌اي را آغاز مي‌کند که با اشتهاآور کردن بوي مواد غذايي، حيوانات را به سوي تغذيه سوق مي‌دهد و غذا را به گزينه جذاب‌تري در مقايسه با ساير گزينه‌ها تبديل مي‌کند.

پژوهش‌هاي آينده، نحوه عملکرد NPY را در برخي از مدارهاي بويايي و اين که حيوانات چگونه ياد مي‌گيرند غذاها را با بوي خاصي مرتبط سازند، مورد بررسي قرار خواهند داد.

اين پژوهش، در مجله "Nature" به چاپ رسيد.