Hormonijärjestelmä ja nälkä
Nälkä jaetaan pitkäaikaiseen ja lyhytaikaiseen säätelyyn, joista kumpikin stimuloi hypotalamuksen eri hormonivasteet.
Oppimistavoitteet
Vertaile pitkäaikaiseen ja lyhytaikaiseen nälänsäätelyyn osallistuvia tekijöitä
Keskeiset opintojaksot
Keskeiset kohdat
- Nälkä on fyysinen aistimus siitä, että ihminen kaipaa ruokaa, ja se näyttäisikin lisäävän aktiviteettiä ja liikehdintää monilla eläimillä.
- Nälän tunnetta säätelevät hypotalamus ja hormonit, ja se jakautuu pitkäaikaiseen ja lyhytaikaiseen säätelyyn.
- Nälän pitkäaikainen säätely ehkäisee energiavajetta. Leptiini, hormoni, jota erittävät yksinomaan rasvasolut vastauksena kehon rasvamassan lisääntymiseen, on tärkeä osa pitkän aikavälin nälän ja ruoan saannin säätelyä.
- Nälän lyhytaikainen säätely käsittelee ruokahalua ja kylläisyyttä. Siihen osallistuvat ruoansulatuskanavan hermosignaalit, veren ravintoainepitoisuudet ja ruoansulatuskanavan hormonit.
- Nälänhätä on vakava puute kalorisen energian, ravintoaineiden ja vitamiinien saannissa. Se on aliravitsemuksen äärimmäisin muoto. Pitkittynyt nälkiintyminen voi aiheuttaa pysyviä elinvaurioita ja johtaa lopulta kuolemaan.
Avainsanat
- kylläisyys: Tila, jossa ollaan miellyttävän tyytyväisiä tai kylläisiä, kuten ruoasta.
- hypotalamus: Etuaivojen alue talamuksen alapuolella, joka muodostaa välikarsinan tyviosuuden; säätelee ruumiinlämpöä ja joitakin aineenvaihduntaprosesseja sekä ohjaa autonomista hermostoa.
- fysiologinen: Liittyy fysikaalisiin ja kemiallisiin ilmiöihin, jotka liittyvät elämän tai elävän aineen (kuten elinten, kudosten tai solujen) toimintaan ja toimintaan.
- Nälkä: Aliravitsemuksen äärimmäisin muoto; vakava puute kalorisen energian, ravintoaineiden ja vitamiinien saannissa.
Nälkä on fyysisten ja psyykkisten tuntemusten kokonaisuus, joka syntyy, kun elimistö tarvitsee ruokaa. Se näyttää lisäävän aktiivisuutta ja liikettä monilla eläimillä; tämä reaktio saattaa lisätä eläimen mahdollisuuksia löytää ruokaa. Ruoan kulutus (erityisesti ylikulutus) voi johtaa painonnousuun, kun taas riittämätön kulutus tai aliravitsemus aiheuttaa merkittävää painon ja motivaatioenergian menetystä. Nälkää säätelevät hypotalamus ja hormonit. Sitä säädellään sekä pitkällä että lyhyellä aikavälillä.
Hormonit
Fyysinen nälän tunne tulee vatsalihasten supistumisesta. Näiden supistusten uskotaan käynnistyvän korkeista greliinihormonipitoisuuksista. Kaksi muuta hormonia, peptidi YY ja leptiini, aiheuttavat fyysisen kylläisyyden tunteen. Greliiniä vapautuu, jos verensokeritaso laskee, mikä voi johtua siitä, että ollaan pitkään syömättä.
Hypotalamus
Hypotalamus säätelee elimistön fysiologista homeostaasia. Kun olet kuivunut, palelet tai uupunut, sopivat biologiset vasteet aktivoituvat automaattisesti: kehon rasvavarastot hyödynnetään, virtsaneritys estetään ja veri ohjataan pois kehon pinnalta. Tarve syödä tai juoda vettä tai hakea lämpöä aktivoituu.
1940-luvulla oli suosittu ”kahden keskuksen” malli, jossa hypotalamus jaettiin nälkä- (lateraalinen hypotalamus) ja kylläisyyskeskuksiin (ventromediaalinen hypotalamus). Tämä teoria kehittyi havainnoista, joiden mukaan lateraalisen hypotalamuksen kahdenväliset vauriot voivat aiheuttaa anoreksiaa, vakavasti vähentynyttä ruokahalua, kun taas ventromediaalisen hypotalamuksen kahdenväliset vauriot voivat aiheuttaa ylensyöntiä ja lihavuutta. Viime aikoina lisätutkimukset ovat kyseenalaistaneet kaksoiskeskusmallin, mutta hypotalamuksella on varmasti rooli nälässä.
Hypotalamus: Hypotalamus on talamuksen alapuolella oleva etuaivojen alue, joka muodostaa välikehon tyviosuuden. Se säätelee ruumiinlämpöä ja joitakin aineenvaihduntaprosesseja sekä ohjaa autonomista hermostoa.
Pitkäaikainen nälänsäätely
Pitkäaikainen nälänsäätely ehkäisee energiavajetta ja liittyy kehon rasvan säätelyyn. Leptiini, hormoni, jota erittävät yksinomaan rasvasolut vastauksena kehon rasvamassan lisääntymiseen, auttaa säätelemään pitkäaikaista nälkää ja ruoan saantia. Leptiini toimii aivojen indikaattorina kehon kokonaisenergiavarastoista. Leptiinin tehtävänä on estää neuropeptidi Y:n (NPY) vapautumista, mikä puolestaan estää ruokahalua lisäävien oreksiinien vapautumista lateraalisesta hypotalamuksesta. Tämä vähentää ruokahalua ja ruoan saantia, mikä edistää laihtumista. Vaikka veren leptiinipitoisuuden nousu edistää jossain määrin painonpudotusta, sen päätehtävä on suojata elimistöä painonpudotukselta ravinnon puutteen aikana.
Lyhytaikainen nälänsäätely
Nälän lyhytaikainen säätely käsittelee ruokahalua ja kylläisyyttä. Siihen osallistuvat ruoansulatuskanavan hermosignaalit, veren ravintoainepitoisuudet ja ruoansulatuskanavan hormonit.
Aivot voivat arvioida suoliston sisältöä vagushermosäikeiden kautta, jotka kuljettavat signaaleja aivojen ja ruoansulatuskanavan (GI-kanavan) välillä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että aivot voivat aistia makroravintoaineiden välisiä eroja näiden vagushermosäikeiden kautta. Venytysreseptorit (mekanoreseptorit, jotka reagoivat elimen venyttämiseen tai laajentamiseen) estävät ruokahalua, kun ruoansulatuskanava laajenee. Ne lähettävät signaaleja vagushermon afferenttia reittiä pitkin ja lopulta estävät hypotalamuksen nälkäkeskuksia.
Ravintoaineiden signaalit
Veressä olevien glukoosin, aminohappojen ja rasvahappojen pitoisuudet tuottavat aivoihin jatkuvaa informaatiovirtaa, joka voi liittyä nälän ja energiansaannin säätelyyn. Ravintosignaalit ilmoittavat kylläisyydestä. Ne estävät nälkää nostamalla veren glukoosipitoisuutta, kohottamalla veren aminohappotasoja ja vaikuttamalla veren rasvahappopitoisuuksiin.
Hormonaaliset signaalit
Hormoneilla voi olla monenlaisia vaikutuksia nälkään. Hormonit insuliini ja kolekystokiniini (CCK) vapautuvat ruoansulatuskanavasta ruoan imeytymisen aikana ja vaikuttavat nälän tunteen tukahduttamiseen. Paaston aikana glukagonin ja epinefriinin pitoisuudet kuitenkin nousevat ja stimuloivat näläntunnetta. Kun verensokeri laskee, hypotalamus stimuloituu. Mahalaukun tuottama hormoni greliini laukaisee oreksiinin vapautumisen hypotalamuksesta ja viestii elimistölle, että se on nälkäinen.
Nälänhätä
Nälänhätä on vakava puute kalorisen energian, ravintoaineiden ja vitamiinien saannissa. Se on aliravitsemuksen äärimmäisin muoto. Pitkäaikainen nälänhätä voi aiheuttaa pysyviä elinvaurioita ja johtaa hoitamattomana kuolemaan. Nälkiintyneet henkilöt menettävät merkittävästi rasva- ja lihasmassaa, jota kutsutaan katabolyysihäiriöksi, kun elimistö hajottaa omaa rasva- ja lihasmassaansa energian saamiseksi. Vitamiinipuutos, ripuli, ihottumat, turvotus ja sydämen vajaatoiminta ovat myös yleisiä nälänhädän seurauksia. Nälkiintyneenä muut motivaattorit – kuten halu nukkua, harrastaa seksiä ja sosiaalisia aktiviteetteja – vähenevät. Nälänhädästä kärsivät henkilöt voivat kokea ajan mittaan ärtyneisyyttä, letargiaa, impulsiivisuutta, hyperaktiivisuutta ja enemmän apatiaa.