Hypotalamus, hormonit ja nälkä: muutokset ihmisen lihavuudessa ja sairauksissa

Lihavuus on merkittävä maailmanlaajuinen epidemia: maailmassa on yli 300 miljoonaa lihavaa ihmistä ja lähes miljardi ylipainoista aikuista. Ylipainoon liittyy merkittäviä terveysriskejä, heikentynyt elämänlaatu ja heikentynyt sosioekonominen menestys, millä on syvällisiä seurauksia terveydenhuoltomenoihin. Lihavuuden menestyksekkäin hoitomuoto on mahalaukun ohitusleikkaus, joka vaikuttaa osittain vähentämällä ruokahalua suolistohormonien muutosten kautta. Kiertävät suolistohormonit, jotka erittyvät tai tukahdutetaan ruoan syömisen jälkeen, vaikuttavat aivoissa, erityisesti hypotalamuksessa, muuttaen nälkää ja kylläisyyttä. Mahalaukusta peräisin oleva greliini lisää ruoan saantia jopa niillä, joilla on kroonisesta sairaudesta johtuva anoreksia, kun taas haiman polypeptidi (PP), suoliston peptidi YY 3-36 (PYY), oksyntomoduliini ja muut hormonit vähentävät ruoan saantia ja ruokahalua. Vaikka lihavilla henkilöillä on asianmukaisia vähennyksiä oreksigeenisessä greliinissä, muut suolistohormonihäiriöt voivat vaikuttaa lihavuuteen, kuten vähentynyt anoreksigeeninen PYY ja PP. Prader-Willin oireyhtymä (PWS) johtuu isältä periytyvien geenien menetyksestä kromosomissa 15q11-13, mikä johtaa hengenvaaralliseen kyltymättömään nälkään ja lihavuuteen varhaislapsuudesta lähtien aivojen ja erityisesti hypotalamuksen kehityshäiriöiden kautta. Epänormaalin ruokailukäyttäytymisen geneettisesti homogeenisten syiden tutkiminen auttaa ymmärtämään ruokahalun säätelyä. PWS-henkilöiden plasman greliinipitoisuus on liikalihavuuteen nähden epätarkoituksenmukaisesti koholla, mikä selittyy ainakin osittain säilyneellä insuliiniherkkyydellä. Vielä ei ole todistettu, aiheuttavatko heidän hypergrielinemiansa tai muut suolistohormonipoikkeavuudet aivovikojen lisäksi PWS:n hyperfagiaa. Postmortem-hypotalamustutkimukset ihmisillä ja PWS:n eläinmallien luominen voivat myös antaa tietoa epänormaalin syömiskäyttäytymisen patofysiologiasta. Sairaudessa ja PWS:ssä on havaittu muutoksia oreksigeenisissä NPY- ja AGRP-hypotalamuksen neuroneissa tai anoreksigeenisissä oksitosiinineuroneissa. Toiminnalliset neurokuvantamistutkimukset PET:n ja fMRI:n avulla mahdollistavat myös sen, että voimme erottaa toisistaan hormonaaliset ja aivoradat, jotka ovat vastuussa ihmisen ruokahalun säätelystä, ja niiden puutteet liikalihavuudessa.