Als minder energie wordt ingenomen, geven de neuronen in de hypothalamus de opdracht om minder calorieën te verbruiken. Dat verklaart waarom restrictieve diëten meestal niet doeltreffend zijn wanneer gestreefd wordt naar gewichtsverlies.
De meeste adaptieve energie gaat naar de thermogenese in het bruine vetweefsel. Het was tot op heden niet duidelijk welke mechanismen de hersenen in staat stellen om veranderingen in de energievoorziening op te sporen en de homeostase te handhaven. Voor een beter begrip van deze fenomenen bestudeerden onderzoekers van de Universiteit van Cambridge de kunstmatige activatie en inhibitie van AgPR-neuronen in muizen.
De hersenen, het centrum van verzadiging
De orexigene neuronen NPY/AgPR (neuropeptide Y/agouti-related neuropeptide) in de hypothalamus reageren op veranderingen in de beschikbaarheid van energie. Ze worden geactiveerd door vasten, hypoglykemie en ghreline, vandaar het gevoel van honger. Omgekeerd worden deze neuronen geremd door leptine, insuline, hyperglycemie en bijvoeding. Ze geven dan een verzadigd gevoel, tot zelfs anorexia.
Als de AgPR-neuronen kunstmatig geactiveerd worden bij knaagdieren, vermindert de snelheid waarmee de dieren calorieën verbranden. De dieren blijven dan op gewicht. Dat is wat er gebeurt als we de muizen geen voer meer geven. Als de muizen wel voer krijgen, en zelfs als ze het voer enkel mogen zien en ruiken, wordt dit effect tenietgedaan en wordt het energieverbruik weer normaal.
Krijgen de muizen een vetrijk dieet, dan worden de AgPR-neuronen geremd. Dit leidt tot een snellere thermogenese in het vetweefsel. De dieren blijven dan op gewicht, ondanks het overschot aan calorieën.
Caloriearme diëten worden tegengegaan door mTORC1
Via de mTORC1-eiwitten krijgen de neuronen informatie over de hoeveelheid vetcellen en de beschikbaarheid van calorieën uit voedsel. In geval van een caloriearm dieet signaleert mTORC1 een gebrek aan evenwicht tussen de reserves en de energie geleverd door de voedselinname. Om de energieniveaus in evenwicht te houden zullen de AgPR-neuronen de thermogenese verminderen.
