Можем ли мы как-то бороться с нашим естественным желанием испортить себе жизнь в будущем? Группа исследователей под руководством Леонарда Эпштейна пришла к выводу, что можем. Мы можем помочь рациональной части мозга.
Есть упражнение, которое называется эпизодическое размышление о будущем. Под сложным названием скрывается очень простое действие: прежде чем принять решение, представьте себя в будущем. Когда вы сталкиваетесь с необходимостью принять решение, в которое вовлечено настоящее и будущее, например съесть или не съесть пирожное, сначала представьте позитивную ситуацию в будущем. Пусть это будет ваш день рождения или предстоящий отпуск. Поместите себя в воображаемое будущее и представьте, как вы с удовольствием едите пирожное. Чем ярче будет картинка перед глазами, тем лучше. Этот процесс активирует участки префронтальной коры, которые осознают понятие «будущее». Таким образом, вы получаете возможность интуитивно оценивать важность грядущих событий и учитывать их во время принятия решения. Этот прием ослабляет эффект отложенного дисконтирования. Эксперименты Эпштейна выявили, что эпизодическое размышление о будущем помогло женщинам с избыточным весом на треть снизить потребление соблазнительной высококалорийной пищи. Этот метод оказывает положительное воздействие также на детей, страдающих ожирением.
6Фактор сытости
В возрасте 57 лет Элиза Мозер поступила в больницу немецкого города Вюрцбург с целым набором тревожных симптомов. Члены семьи рассказали докторам, что последние три года она постоянно страдала от головных болей, потери памяти, плохого зрения и инфантильного поведения. Но больше всего удивляло то, что за это время у Мозер развилось «необыкновенное сильное ожирение».
Состояние Мозер продолжало ухудшаться, и через четыре недели женщина скончалась в больнице. Возможно, из-за того, что случай был нетривиальным, вскрытие тела решил провести профессор Бернард Мор. В записях вскрытия Мор отметил «крайне огромный размер живота» Мозер и «необычно обильные отложения жира».
Затем Мор приступил к изучению мозга покойной. Он извлек мозг из черепа и перевернул его, чтобы осмотреть нижнюю часть. Он заметил опухоль, которая повредила гипофиз и гипоталамус – участок мозга над гипофизом (рис. 26). Это случилось в 1839 году.
Рис. 26. Гипоталамус и гипофиз
В то время Мор не мог знать, что его открытие стало первым шагом на пути к разгадке тайны переедания и положило начало новым исследованиям. Теперь мы можем узнать, почему одни люди весят больше, чем другие, и почему снижение веса дается так тяжело, а эффект длится совсем недолго.
Поиск центра сытости
В начале XX века открытие Мора повторили еще несколько исследователей. В 1902 году австро-американский фармаколог Альфред Фрёлих обнаружил у пациента набор симптомов, в числе которых было ожирение и половая дисфункция. Симптомы развились на фоне опухолей мозга, которые располагались в том же месте, где их ранее описал Мор. Позже это расстройство мозга и связанные с ним симптомы получили название синдром Фрёлиха.
Первоначально ученые связывали развитие ожирения при синдроме Фрёлиха с расстройством гипофиза. В те времена уже было известно, что гипофиз играет важную роль в поддержании гармоничного роста и развития.[90]
В течение последующих 30 лет эти воззрения казались актуальными, однако в целом идея начала ползти по швам сразу после опубликования работы Фрёлиха. В 1904 году австрийский патологоанатом Якоб Эрдхайм писал, что обнаружил у некоторых пациентов, страдавших ожирением, опухоли в гипоталамусе, над гипофизом. При этом гипофиз не был поврежден. После того как разные исследовательские группы провели эксперименты над собаками и крысами, а затем представили общественности результаты, то гипотеза о том, что опухоли в гипоталамусе становятся причиной ожирения, снова подтвердилась. На этом вопрос был закрыт. Ожирение при синдроме Фрёлиха возникает из-за опухоли в гипоталамусе, а не в гипофизе.
Однако научная одиссея к тайнам регуляции ожирения только началась. В 1940-х годах Альберт Гетерингтон и Стефан Рансон провели ряд экспериментов, положивших начало новым, современным нейробиологическим исследованиям причин ожирения. Ученые проводили опыты при использовании стереотаксической рамы – замечательного приспособления, которое подарили миру британские нейрохирурги в начале XX века. Стереотаксическая рама (рис. 27) удерживает череп неподвижно в определенном положении. Таким образом исследователи (и нейрохирурги) получают возможность проводить очень точные операции на мозге по принципу воспроизводимости результатов. Усовершенствованная модель рамы используется в медицине по сей день. Гетерингтон и Рансон подогнали аппарат под размер крысы, провели исследования и быстро выяснили, что критическим центром развития ожирения был не весь гипоталамус, а его малая часть – вентромедиальное ядро гипоталамуса.
Рис. 27. Первая стереотаксическая рама. Аппарат был запатентован американцем Робертом Кларком в 1914 году. Череп фиксируется в центре рамы при помощи дужек и «удила». Зонд в правой части использовался для проведения операций. Патент # US1093112-8.
Рис. 28. Вентромедиальное ядро гипоталамуса
Рис. 29 убедительно доказывает, что крысы с патологией ядра гипоталамуса находились на серьезной стадии ожирения, некоторые весили почти килограмм.[91] В начале 1940-х годов физиолог Джон Бробек из Йельского университета стал первым, кто провел всестороннее исследование пищевого поведения мышей с патологией ядра. Он писал, что крысы были «чудовищно прожорливы». После операции им настолько хотелось есть, что они принимались набивать рот еще до того, как проходило действие анестезии. Обжорство продолжалось несколько часов без остановки, затем крысы стабильно съедали в два и в три раза больше обычной суточной нормы в течение месяца. Бробек заметил, что количество излишней пищи соотносится с количеством набранного веса. После того как крысам принудительно ограничивали питание до нормы, набор лишнего веса прекращался.
Рис. 29. Крыса с патологией ядра гипоталамуса (справа) рядом со здоровой крысой (слева). Цифра показывают вес крыс в граммах. Взято из работы П. Тетельбаума «Материалы Американского философского общества» 108 (1964): 464 с разрешения Американского философского общества.
Из этого следует, что крысы с патологией ядра гипоталамуса страдали от ожирения по причине чрезмерного потребления пищи.[92]
Ученые стали считать вентромедиальное ядро гипоталамуса центром сытости. Животные с поврежденным ядром теряли возможность чувствовать насыщение и быстро накапливали лишний жир. Угнетенное состояние этого отдела мозга погубило Элизу Мозер, пациентов Флёриха и крыс Гетерингтона и Бробека.[93] Ученые обнаружили центр сытости, но им еще предстояло выяснить, как он работает.
Поиск фактора сытости
В 1949 году, всего через четыре года после выхода в свет оригинальной работы Гетерингтона по исследованию патологий ядра, ученые из лаборатории Джексона в городе Бар Харбор заинтересовались мышью, которая, кажется, была беременна. Мышь была интересна тем, что всегда все съедала подчистую, а при внимательном изучении вдобавок оказалась самцом. Ученые столкнулись с разновидностью ожирения у мышей, которое развивается в результате спонтанной генетической мутации. Зверька назвали Жирдяем, потому что он был очень толстым и ел за пятерых (рис. 30). Для своих габаритов он обладал низким уровнем расхода энергии и страдал от метаболических нарушений, совсем как человек с избыточным весом. В этом случае ожирение оказалось наследуемым признаком. Ученые определили, что за тучность фигуры отвечает определенный ген,[94] который они назвали ob-ген.
Рис. 30. Мышь Жирдяй. Рядом с ним обыкновенная мышь.
Так началась эра генетических исследований причин ожирения. В 1969 году Лоис и Теодор Цукер обнаружили вид ожирения у крыс, очень напоминавший случай Жирдяя. Ген ожирения крыс тоже передавался по наследству, как и ob-ген. Крысы невероятно полнели, в основном потому, что имели непомерный аппетит (но не только по этой причине). Некоторые особи весили больше одного килограмма и очень напоминали крыс с патологией ядра гипоталамуса. Толстые грызуны получили название тучные крысы Цукера. В следующие десятилетия возникли новые генетические модели развития ожирения у грызунов, в том числе диабет у агути. Ученые описывали генетические мутации, но не могли определить функции мутировавших генов и установить их взаимосвязь.
В 1959 году, через 10 лет после того, как был описан случай Жирдяя, физиолог из Университета Лидса Ромэйн Херви провел серию опытов, результаты которых пролили свет на тайну ожирения крыс с патологией ядра, разжиревшей мыши Жирдяя и тучных крыс Цукера. Он провел парабиоз – хирургическую операцию, суть которой в том, что двух мышей соединяют друг с другом хирургическим путем вдоль боковых поверхностей тела и превращают их в сиамских близнецов.[95] Парабиоз необходим для того, чтобы системы циркуляции крови двух мышей соединились в одну. В этом состоянии мыши медленно обмениваются кровью, в результате чего гормоны, которые производит одна из мышей, попадают в организм второй. Такая экспериментальная модель позволяет выяснить, возникает ли интересующая их особенность – в данном случае ожирение – под воздействием гормона, находящегося в кровеносной системе.
Херви решил проверить, развивается ли ожирение у крыс с патологией ядра гипоталамуса при участии гормона. Ученый повредил вентромедиальное ядро одной крысы, при этом парабиозная крыса-близнец не подвергалась хирургическому вмешательству. Результат эксперимента был просто поразительным. Как и ожидалось, крыса с поврежденным ядром стала объедаться и быстро набрала излишний вес. Совершенно неожиданным было то, что вторая крыса-близнец со здоровым гипоталамусом потеряла интерес к пище, сильно похудела и умерла от голода.