Mối liên hệ giữa bệnh béo phì và rào cản máu não

Hàng rào máu não (BBB) ​​là một hình thành sinh lý quan trọng có nhiệm vụ bảo vệ não khỏi nhiều hóa chất có thể lưu thông trong máu của chúng ta. BBB cản trở sự trao đổi và di chuyển của hầu hết các phân tử, tế bào và protein trong và ngoài hệ thống thần kinh trung ương (CNS). Điều này giúp giữ cho não “mát” và không bị ảnh hưởng bởi bất cứ thứ gì chúng ta ăn và các loại bệnh nhiễm trùng mà chúng ta gặp phải.

BBB được hình thành bởi các mạch máu trong CNS được lót bởi các tế bào nội mô. Nó là một cấu trúc phức tạp đảm bảo duy trì cân bằng nội môi chuyển hóa và điều hòa miễn dịch trong thần kinh trung ương. Trong một bộ não khỏe mạnh, hàng rào ngăn cản hầu hết các phân tử dịch não tủy (CSF) lưu thông ở ngoại vi và hầu hết các phân tử ngoại vi khuếch tán vào CSF.

Tuy nhiên, ngay cả trong những bộ não khỏe mạnh, BBB không hoàn toàn không thấm. Nhân vòng cung của vùng dưới đồi có một BBB không hoàn chỉnh, cho phép các hormone tuần hoàn hoạt động trên các hệ thống điều tiết của phần này của não. Một số rối loạn thần kinh được đặc trưng bởi một BBB bị tổn thương, bao gồm đột quỵ, nhiễm trùng thần kinh trung ương và các bệnh thoái hóa thần kinh.

Béo phì và BBB

Nó đã được chứng minh rằng việc tiêu thụ quá nhiều thực phẩm giàu chất béo bão hòa và đường đơn làm suy giảm tính toàn vẹn của BBB và có thể dẫn đến tổn thương nghiêm trọng của các vùng não dễ bị tổn thương như hồi hải mã. Hơn nữa, béo phì gây ra những thay đổi bệnh lý đối với BBB có thể làm xấu đi sức khỏe chung của một người và dẫn đến những thay đổi bệnh lý khác trong thần kinh trung ương như viêm thần kinh và suy giảm nhận thức. Béo phì cũng gây ra những thay đổi về số lượng các loại tế bào trong một đơn vị mạch máu thần kinh làm thay đổi tính toàn vẹn của BBB.

Tuy nhiên, ở hầu hết những người thừa cân, trọng lượng cơ thể dư thừa không kích thích các quá trình bệnh lý nghiêm trọng. Béo phì không hẳn là một chứng rối loạn làm tổn thương não và tính toàn vẹn của BBB không bị ảnh hưởng bởi trọng lượng cơ thể dư thừa. Tuy nhiên, có một mối liên hệ đáng chú ý giữa béo phì và BBB, và mối liên hệ này tồn tại là do cách não hoạt động bình thường.

Hệ thống não điều chỉnh hành vi cho ăn

Các hệ thống liên quan đến sự phát triển của bệnh béo phì rất phức tạp và vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Tuy nhiên, người ta tin rằng sự cân bằng nội môi năng lượng bị gián đoạn có thể là gốc rễ của vấn đề. Hành vi cho ăn được điều chỉnh bởi các yếu tố trao đổi chất, tự chủ, nội tiết và môi trường. Mặc dù nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố trong mỗi cá nhân, “cân bằng nội môi năng lượng” đóng một vai trò quan trọng bằng cách tạo ra sự cân bằng giữa năng lượng thu vào và chi tiêu.

Vùng dưới đồi là một trong những vùng não đã được công nhận là cơ quan điều chỉnh lượng thức ăn, trọng lượng cơ thể, năng lượng và cân bằng nội môi glucose. Nó nhận và xử lý tín hiệu trao đổi chất từ ​​ngoại vi, và các đầu vào cảm giác và phần thưởng từ vỏ não. Đổi lại, nó gửi tín hiệu đầu ra đến các bộ phận của hệ thống thần kinh trung ương điều chỉnh hành vi ăn và trọng lượng cơ thể.

Hormone nuôi dưỡng và vai trò của Leptin

Vùng dưới đồi tham gia vào quá trình điều chỉnh sự thèm ăn thông qua một con đường tín hiệu kích thích sự thèm ăn và một con đường ức chế sự thèm ăn. Những con đường này liên quan đến các kích thích tố cụ thể và các peptit thần kinh, có thể được tìm thấy trong máu hoặc dịch não tủy. Để các hormone này hoạt động bình thường, chúng phải vượt qua hệ thống mạch máu BBB thông qua các hệ thống vận chuyển chuyên biệt. Nhiều hormone điều chỉnh hành vi cho ăn bị gián đoạn trong bệnh béo phì, bao gồm insulin, leptin, adiponectin và ghrelin.

Một trong những hormone quan trọng trong sự phát triển của bệnh béo phì là leptin. Leptin tham gia vào quá trình cân bằng nội môi năng lượng và điều hòa sự trao đổi chất. Nó phản ứng với các tín hiệu no được tạo ra trong quá trình tiêu thụ thực phẩm. Leptin được tiết ra bởi mô mỡ, và sự bài tiết của nó có tương quan thuận với lượng mỡ trong cơ thể. Sự tiết ra của nó sẽ gửi tín hiệu đến não để ngăn chặn sự thèm ăn và tăng sinh nhiệt, trong một nỗ lực để giảm mỡ. Khi chất béo trong cơ thể tăng lên, lượng leptin trong máu tăng lên. Trong thời gian nhịn ăn khi trọng lượng cơ thể giảm xuống, việc bài tiết leptin sẽ giảm. Nhìn chung, người ta đã chỉ ra rằng nồng độ leptin trong máu cao hơn đáng kể ở những người béo phì so với những người gầy hơn, và mức tăng này sẽ giảm khi những người béo phì giảm cân. Sẽ là hợp lý khi cho rằng với lượng leptin cao trong máu, những người béo phì sẽ cảm thấy no. Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp. Mức độ leptin trong máu không phản ánh mức độ leptin trong dịch não tủy. Nó đã được chứng minh rằng tỷ lệ giữa CSF-nồng độ leptin huyết thanh thấp hơn bốn lần ở những người béo phì.

Kháng Leptin

Mối tương quan phi tuyến tính này giữa nồng độ leptin trong máu và dịch não tủy có thể là do cái gọi là sức đề kháng trung tâm đối với hoạt động của leptin. Lý thuyết về sức đề kháng trung tâm của leptin cho thấy rằng béo phì có thể do khả năng tiếp cận của leptin đến não bị hạn chế. Điều này trái ngược với những gợi ý cũ rằng béo phì có thể do sản xuất không đủ leptin.

Một yếu tố quan trọng cần xem xét là việc vận chuyển leptin từ tuần hoàn máu đến não qua BBB được thực hiện thông qua các protein vận chuyển chuyên biệt dễ bị bão hòa. Điều này có nghĩa là mức độ chất vận chuyển không đủ cao để vận chuyển đủ các phân tử leptin vào não. Đây là một tình huống “tắc đường” cổ điển: chỉ có một lượng ô tô nhất định có thể đi qua nút cổ chai trên đường, bất kể có bao nhiêu ô tô đang xếp hàng. Kết quả là, não không "cảm nhận" được nồng độ thực sự của leptin trong máu. Do sự bão hòa của sự vận chuyển này qua BBB, mức độ lưu thông của leptin không phải lúc nào cũng tương ứng với nồng độ leptin trong dịch não tủy. Có ý kiến ​​cho rằng hệ thống vận chuyển này hoạt động tương tự ở những người gầy có nồng độ leptin bình thường và mức leptin cao hơn không có tác dụng sinh học khi hệ thống đã bão hòa. Bộ não của những đối tượng béo phì tăng cholesterol thậm chí không được tiếp xúc với mức độ cao của leptin.

BBB có thể gây béo phì không?

Thực tế là hệ thống vận chuyển cũng bão hòa ở những người gầy cho thấy rằng hệ thống vận chuyển leptin của BBB đã phát triển để chỉ hoạt động bình thường ở mức độ mỡ và trọng lượng cơ thể thấp hơn. Mức độ thấp của leptin huyết thanh thông báo cho não rằng dự trữ chất béo đủ để tiêu hao calo cho các chức năng khác ngoài việc cho ăn, chẳng hạn như sinh sản và tăng cường hệ thống miễn dịch. Nhưng khi mức chất béo trong cơ thể vượt quá một mức nhất định, tín hiệu leptin đơn giản là không hoạt động đầy đủ, do đó góp phần làm tăng cân thêm.

Người giới thiệu

Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. (2004) Hàng rào máu não: tổng quan: cấu trúc, quy định và ý nghĩa lâm sàng. Neurobiol Dis 16 (1): 1-13. doi: 10.1016 / j.nbd.2003.12.016

Rhea EM và cộng sự. (2017) Rào cản máu não trong bệnh béo phì. AAPS J. 19, 921-930. doi: 10.1208 / s12248-017-0079-3.

Obermeier B, Daneman R, Ransohoff RM (2013) Phát triển, duy trì và phá vỡ hàng rào máu não. Thuốc tự nhiên 19 (12): 1584-1596. doi: 10.1038 / nm.3407

Burguera B và cộng sự. (2000) Béo phì có liên quan đến việc giảm vận chuyển leptin qua hàng rào máu não ở chuột. Bệnh tiểu đường 49: 1219-1223. PMID: 10909981

Hsu TM, Kanoski SE (2014) Sự phá vỡ hàng rào máu não: mối liên hệ cơ học giữa chế độ ăn uống phương Tây và chứng sa sút trí tuệ. Biên giới trong khoa học thần kinh lão hóa 6:88. doi: 10.3389 / fnagi.2014.00088

Banks W (2008) Rào cản Máu-Não là Nguyên nhân Béo phì. Thiết kế dược phẩm hiện tại 14. 1606-14. PMID: 18673202

Bài viết của khách này ban đầu xuất hiện trên blog khoa học và sức khỏe từng đoạt giải thưởng và cộng đồng có chủ đề về não, BrainBlogger: Béo phì và Rào cản máu não: Kết nối là gì ?.