Brein wit materie uitbreiding in menslike vetsug en die herstel effek van dieet (2007)

J Clin Endokrinol Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.

Haltia LT, Viljanen A, Parkkola R, Kemppainen N, Rinne JO, Nuutila P, Kaasinen V.

Bron

Departement Neurologie, Universiteit van Turku, Posbus 52, FIN-20521 Turku, Finland. [e-pos beskerm]

Abstract

Abstract

Konteks en doelwit:

Vetsug word geassosieer met verskeie metaboliese abnormaliteite. Onlangse studies dui daarop dat vetsug ook breinfunksie beïnvloed en is 'n risikofaktor vir sommige degeneratiewe breinsiektes. Die doel van hierdie studie was om die gevolge van gewigstoename en gewigsverlies op die brein grys en wit materie struktuur te ondersoek. Ons het getuig dat moontlike verskille wat in die brein van vetsugtige vakke gesien word, na 'n intensiewe dieetperiode verdwyn of verminder.

Metodes te gebruik:

In deel I van die studie het ons gescanchroniseer met magnetiese resonansiebeeld 16-leun (gemiddelde liggaamsmassa-indeks, 22 kg / m2) en 30 vetsugtig (gemiddelde liggaamsmassa-indeks, 33 kg / m2) gesonde vakke. In deel II het 16 oorgewig vakke voortgegaan met 'n baie lae-kalorie dieet vir 6 wk, waarna hulle weer geskandeer is. Streekbrein wit en grys materie volumes is bereken deur gebruik te maak van voxel-gebaseerde morfometrie.

Results:

Witstofvolumes was groter in vetsugtige vakke, in vergelyking met maer vakke in verskeie basale breinstreke, en vetsugtige individue het 'n positiewe korrelasie tussen wit materievolume in basale breinstrukture en middellyf tot heupverhouding getoon. Die bespeurde witstofuitbreiding is gedeeltelik omgekeer deur dieet. Streek grys materie volumes verskil nie betekenisvol in vetsugtige en maer vakke nie, en dieet het nie grys materie beïnvloed nie.

Gevolgtrekkings:

Die presiese meganisme vir die ontdekte wit materie veranderinge bly onduidelik, maar die huidige studie toon dat vetsug en dieet verband hou met teenoorgestelde veranderinge in die breinstruktuur. Dit is nie uitgesluit dat die uitbreiding van wit materie in vetsug 'n rol speel in die neuropatogenese van degeneratiewe breinsiektes nie.

OBESITY IS ACCOMPANIED deur veranderinge in liggaamsamestelling en toename in viscerale en SC vet. Die ophoping van liggaamsvet is verbind tot verskeie metaboliese abnormaliteite, wat kan lei tot siektes soos tipe 2 diabetes, hipertensie, beroerte en kanker. Sentrale senuweestelsel veranderinge in vetsug is minder bekend, hoewel epidemiologiese studies dui op 'n verband tussen sekere degeneratiewe breinsiektes en vetsug. Verhoogde liggaamsgewig is bekend as 'n risikofaktor vir kognitiewe afname (1, 2) en Alzheimer se siekte (3), en die verband tussen vetsug en demensie is onafhanklik van ander comorbide toestande (4). Sentrale vetsug kan ook geassosieer word met 'n hoër risiko van ander neurologiese afwykings, soos Parkinson se siekte (5). Die patofisiologiese meganismes onderliggend aan hierdie komplekse verhoudings word nie goed verstaan ​​nie, maar een moontlike verband tussen vetsug en dementerende siektes is die ontwikkeling van insulienweerstand en / of diabetes mellitus wat kognisie beïnvloed (1).

Studie aangaande degeneratiewe breinsiektes ondersteun dus die idee dat vetsug 'n negatiewe impak op breinfunksie het, en daar is menslike studies wat funksionele verskille in die brein tussen gesonde, vetsugtige en maer individue aandui. Imaging studies met positron emissie tomografie (PET) en funksionele magnetiese resonansie beelding (fMRI) het bevind dat vetsug geassosieer word met veranderinge in die brein bloedvloei en neurochemie. 'N PET-studie met [11C] raklopride het aangedui dat die beskikbaarheid van breindopamien D2 reseptore van baie vetsugtige individue verminder is in verhouding tot hul liggaamsmassa-indeks (BMI) (6). Studies met behulp van PET en maatreëls van plaaslike serebrale bloedsvloei het getoon dat differensiële breinreaksies op versadiging in vetsugtige en maer individue (7, 8), en 'n fMRI studie het getoon dat orale glukose-inname 'n remming van die fMRI sein in die dele van hipotalamus veroorsaak en dat hierdie sentrale remmende reaksie aansienlik gedemp word by vetsugtige vakke (9). Nog 'n fMRI studie onthul die groter aantal breinaktivering areas in die oorgewig binge eters (in vergelyking met maer binge eters en maer en vetsugtige nonbinge eters) in reaksie op visuele en ouditiewe binge food stimuli (10). Daarbenewens het een vorige studie met enkelfotonemissie-tomografie getoon dat visuele blootstelling aan voedsel geassosieer word met toenames in die plaaslike serebrale bloedvloei van regte temporale en parietale kortikale by vetsugtige vroue, maar nie gewone vroue (11). 'N Onlangse strukturele studie met die magnetiese resonansiebeeldvorming (MRI) en voxel-gebaseerde morfometrie (VBM) het aangedui dat vetsugtige individue aansienlik laer breingrysstofvolume in die post-sentrale gyrus, frontale operculum, putamen en middelfrontale gyrus het, vergeleke met die groep van maer vakke, en dat BWI in vetsugtige (maar nie maer) vakke is negatief geassosieer met grys materie volume van die linker post-sentrale gyrus (12). Daar is ook 'n verskil in wit materie volume aangetref in die omgewing van die striatum, waarin vetsugtige vakke groter volume as maer vakke gehad het.

Mees obesiteit brein beeldvorming studies is statiese groep vergelykings. Dikwels is die groepe geskei volgens BWI, en 'n gekose sentrale senuweestelsel veranderlike, bv streeks bloedvloei, dopamienreseptore of grys materievolume, word op 'n deursnit bestudeer. Ons weet dat daar geen longitudinale ontledings van breinfunksie in vetsug is nie. In die huidige studie was ons geïnteresseerd in die gevolge van gewigstoename en -verlies op menslike brein grys en wit materie struktuur. Fosfolipiede is hoofkomponente van neuronale en gliale membrane, en neem deel aan membraanhervorming en sintese en seintransduksie (13). Die metabolisme van die brein fosfolipiede is 'n dinamiese proses, wat beïnvloed word deur byvoorbeeld die plasmakonsentrasie van vrye vetsure. Ongeveer 5% van nie-geïesterde vetsure word uit bloed ontgin terwyl dit deur rotbrein beweeg, en ekstraksie is onafhanklik van serebrale bloedvloei (13). Vetsug word vergesel deur die oormaat van vrye vetsure in die plasma wat lei tot vetakkumulasie in adiposiete sowel as in verskeie organe. Daarom het ons vermoed dat vetsugtige individue verskille in die breinvetmetabolisme en verhoogde vetakkumulasie in die wit saak kan hê, en dit kan 'n weerspieëling wees van die wit materie volume.

Die studie is ontwerp om uit twee dele te bestaan: 1) 'n konvensionele kruisverdeling brein vergelyking van vetsugtige en maer individue en korrelasie ontledings, en 2) 'n longitudinale opvolging van individuele brein na 'n groot vinnige liggaamsgewigsverlies. In deel I, het ons ondersoek ingestel na verskille in brein streeks grys en wit materie volumes tussen maer en vetsugtige individue. In deel II het 'n subpopulasie van vetsugtige individue (n = 16) vanaf die eerste deel 'n beheerde, baie lae-kalorie-dieet (VLCD) vir 6 wk begin en die tweede breinskandering gevolg nadat hulle hul gewig gemiddeld met 12 suksesvol verminder het. %. Dieet is bekend dat dit 'n positiewe uitwerking op byvoorbeeld insulien sensitiwiteit en plasma lipiede by vetsugtige individue het (14), en gewigsvermindering word ook geassosieer met 'n afname in plasma leptienvlak (15). Brein, as 'n lipiedryke weefsel, kan ook geraak word deur gewigsverlies. Ons het getoets of gewigsvermindering die brein volume in vetsugtige vakke kan verlaag in lyn met die vermindering van vet in die hele liggaam.

Vakke en metodes

Vakke en studieontwerp

Deel I.

Die studie sluit in 30-vetsugtige (12-mans en 18-vroue) en 16-leun (agt mans en agt vroue) vakke. Leun individue is gedefinieer as dié met 'n BWI van minder as 26 kg / m2 en vetsugtige individue diegene met 'n BMI groter as 27 kg / m2. Pasiënte met eetversteuring, metaboliese siektes, kardiovaskulêre siekte, vorige of huidige abnormale lewer- of nierfunksie, anemie of mondikortikosteroïedbehandeling is uitgesluit. Die hoof fisiese en metaboliese eienskappe van die vakke word in Tabel 1 aangebied. Vetsugtige individue het aansienlik hoër vastende plasma konsentrasies van glukose, insulien, leptien en vry vetsure (Tabel 1). Skriftelike ingeligte toestemming is verkry nadat die doel en potensiële risiko's van die studie aan die vakke verduidelik is. Die studie protokol is goedgekeur deur die etiese komitee van die Suidwes-Finland Healthcare Distrik en uitgevoer volgens die beginsels van die verklaring van Helsinki.

TABEL 1.

Belangrikste demografiese eienskappe en laboratoriumwaardes (na vasstelling) van die gestudeerde vakke

Deel II.

Sestien vetsugtige vakke (vier mans en 12-vroue) van deel I het deelgeneem aan deel II, waartydens hulle 'n VLCD voorgeskryf het (Tabel 2). Alle daaglikse maaltye is vervang deur VLCD-produkte vir 'n tydperk van 6 wk (Nutrifast, Leiras Finland, Helsinki, Finland) (2.3 MJ, 4.5 g vet, 59 g proteïen, en 72 g koolhidrate per dag). By Nutrifast, vakke het daagliks minstens 2 liter water of suikervrye koeldranke gedrink. Geen veranderinge in fisiese aktiwiteit is toegelaat nie. Die dieet is gereeld beheer deur 'n verpleegkundige met voedingskundigheid. Na die dieet was daar 'n 1-wk herstelperiode met normokororiese dieet om kataboliese toestand te voorkom. MRI, antropometriese metings en laboratorium assesserings is herhaal na die herstelperiode. Vetweefselmassas in die abdominale area is voor en na die dieet op die vlak van L2 / L3 intervertebrale skyf geassesseer met behulp van 'n gestandaardiseerde MRI-gebaseerde metode (16).

Imaging en data-analise

MRI's is verkry met Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual skandeerder (Philips, Best, Nederland). Hele brein T1-geweegde driedimensionele snelveld-echo (FFE) datastel is in dwarsvlak verkry (tyd herhaling = 25 msec, tyd echo = 5 msec, fliphoek = 30 °, aantal eksitasies (NEX) = 1, en sieningsveld = 256 × 256 mm2), wat ten minste 160 aangrensende skywe deur die kop gee. Prente is na 'n persoonlike rekenaar oorgedra en omskep om te analiseer met behulp van MRIconvert (MRIconvert)http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) en geanaliseer met behulp van SPM2 (Wellcome Departement van Kognitiewe Neurologie, Londen, VK; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / SPM) en Matlab 6.5 (The MathWorks, Natick, MA). Die geoptimaliseerde VBM protokol is toegepas op die beelde (17). Voor VBM-analise is 'n kliniese visuele evaluering van die MR-beelde uitgevoer deur 'n ervare neuroradioloog (RP). Een bejaarde maer onderwerp het 'n klein lacunar-infarct naby die linker-oorkoepelende korteks gehad; Geen ander klinies beduidende bevindings is in enige van die vakke waargeneem nie.

Templates

Gepasmaakte templates is geskep om optimale normalisering en segmentering van die MRI-skanderings van vetsugtige en maer vakke te fasiliteer. Template generasie is uitgevoer met behulp van 'n toolbox uitbreiding na die segmentasie algoritme van SPM2 (Christian Gaser, Universiteit van Jena, Jena, Duitsland; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Sjablone is opgestel omdat die kontras van die huidige MRI-skanderings van die bestaande sjabloon verskil, die demografie van die huidige onderwerp kan verskil van dié wat gebruik word om die bestaande sjabloon te genereer. Elke skandeerder stel spesifieke non-uniformities en inhomogeniteite bekend. Templates is dus saamgestel in 'n poging om die potensiaal vir vooroordeel teenoor een groep tydens ruimtelike normalisasie te verminder (18).

Geoptimaliseerde VBM

Na die stigting van studie-spesifieke templates, is die geoptimaliseerde protokol toegepas op die oorspronklike data (17). Die geoptimaliseerde VBM protokol verbeter ruimtelike normalisering deur die gebruik van grys materie beelde en 'n grys materie sjabloon eerder as anatomiese T1 beelde. Geoptimaliseerde protokol behels ook die opruiming van partisies deur morfologiese operasies en die opsionele modulasie van partisies toe te pas om die totale hoeveelheid sein te bewaar. Omdat ons veral geïnteresseerd was in die volumetriese verskille in vetsug eerder as die verskille in konsentrasies, het ons verkies om addisionele modulasie in ons VBM-protokol te gebruik. Afsny van ruimtelike normalisering was 25 mm, medium nie-lineêre regularisasie is gebruik, en die protokol het 16 nie-lineêre iterasies betrokke. Die gemoduleerde beelde is gladgemaak met 'n 12-mm volle wydte by half-maksimum (FWHM) isotropiese Gaussiese kern. In vorige studies is geoptimaliseerde VBM behoorlik gevalideer, en die weefselklassifikasietegniek wat in VBM gebruik word, het hoogs reproduceerbare resultate opgelewer (17).

Biochemiese ontledings

Plasma glukose konsentrasie is in duplikaat bepaal deur die glukos oksidase metode (Analox GM9 analiseerder, Analox Instruments, Londen, Verenigde Koninkryk). Glycosylated hemoglobine is gemeet deur vinnige proteïen vloeistofchromatografie (MonoS, Pharmacia, Uppsala, Swede). Plasma insulien konsentrasie is gemeet deur dubbele teenliggaampie fluorimmunoassays (Autodelfia, Wallac, Turku, Finland). Serum totale cholesterol en hoë-digtheid lipoproteïen cholesterol is gemeet met behulp van standaard ensimatiese metodes (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Duitsland) met 'n volledig geoutomatiseerde ontleder (Hitachi 704, Hitachi, Tokyo, Japan). Serum lae-digtheid lipoproteïen cholesterol is bereken volgens Friedewald vergelyking (19). Serumvrye vetsure is bepaal deur 'n ensimatiese metode (Acyl-CoA-sintase-asiel-CoA oksidase peroksidase metode, Wako Chemicals, Neuss, Duitsland). Plasma leptien is geanaliseer met RIA (Linco, St Charles, MO). In deel I was data van bloedtoetse, middellyf omtrek en middellyf tot heupverhouding nie beskikbaar by vier maer vakke nie en leptien data ontbreek van een vetsugtige vak.

Statistiese analise

Die gladde, gemoduleerde data is geanaliseer met behulp van statistiese parametriese kartering (SPM2) met behulp van die algemene lineêre model. Volumetriese veranderinge is getoets deur analise van die gemoduleerde data. Omdat ons gedurende die modulasie die korreksie vir volumeverandering geïnspireer deur ruimtelike normalisering inkorporeer, was dit gepas om die totale intrakraniale volume (TIV) as 'n kovariaat in te sluit om enige variansie te verwyder weens verskille in kopgrootte. TIV is bereken deur die get_globals funksie van SPM2 te gebruik. Die aantal voxels in elk van die weefselkompartemente is bereken en opgesom.

Vir die statistiese analise is voxels met 'n grys of wit materiewaarde minder as 0.1 uitgesluit om moontlike randreaksies rondom die grens tussen grys en wit materie te vermy. Die verskille tussen vetsugtige en maer vakke is getoets met analise van kovariansie met behulp van seks en TIV as verwarrende kovariate. Korrelasie analises tussen fisiese / metaboliese maatstawwe en breinwit / grys materievolumes is uitgevoer met meervoudige regressie-analise deur gebruik te maak van seks en TIV as confounding covariates. Die gevolge van dieet op wit en grys materiaal is getoets met gepaarde t toetse binne SPM2. Korrelasie ontledings vir deel II is uitgevoer met eenvoudige regressie deur delta beelde (scan 1 - scan 2) en delta waardes vir fisiese en metaboliese metings te bereken. Hoogte drempel in SPM ontledings is ingestel op P = 0.01 en omvang drempel 50 voxels. Die MNI-ruimte nut (Sergey Pakhomov, Russiese Akademie van Wetenskappe, St Petersburg, Rusland) uitbreiding van SPM is gebruik om SPM's te interpreteer en toepaslike anatomiese etikette te bepaal. Die vlak van statistiese betekenisvolheid is ingestel op voxelvlak-reggestel P <0.01 [reggestel vir veelvuldige vergelykings deur gebruik te maak van valse ontdekkingskoers (FDR)]. Data word as middele aangebied (sd), tensy anders aangedui.

Results

Streekbreinvolumes in maer en vetsugtige vakke (deel I)

Groter relatiewe brein wit materievolumes is waargeneem in vetsugtige vakke, in vergelyking met maer vakke, in verskeie streke: superior, middel- en minderwaardige tydelike gyri; fusiform gyrus; parahippokampale gyrus; breinstam; en serebellum (alle bevindinge bilateraal) (Fig. 1, A en B). In die SPM breinkaart word die bykomende voxels met 'n beduidende groepsverskil in die relatiewe wit materie volume gesmelt wat twee groepe vorm [35,901 voxels, peak voxel (by 6 mm, -23 mm, -29 mm), FDR reggestel P = 0.006; 16,228 voxels, peak voxel (by -52 mm, -18 mm, -28 mm), FDR reggestel P = 0.006] (Tabel 3). Leun vakke het nie groter wit materie volumes, in vergelyking met vetsugtige vakke, in enige brein streek. Die gemiddelde (sd) globale wit materie volume was 0.486 liter (0.063) in vetsugtige vakke en 0.458 liter (0.044) in maer vakke (TIV gekorrigeer P = 0.14).

Fig. 1.

A, Streke waarin vetsugtige vakke groter wit materievolumes het, in vergelyking met maer vakke. Statistiese parametriese kaarte word geteken op gemiddelde T1 MRI van die hele studiemonster (n = 46). Kleurstaaf dui T statistiese waardes aan. Let op die simmetriese verdeling van die klusters in die temporale lobbe en breinstam. Beduidende bevindings word aangebied, FDR reggestel P = 0.006. B, Wit materie volumes manlik (vierkante) en vroulik (sirkels) vakke in 'n groep wat dele van die linker temporale en limbiese lobbe (16,228 voxels) beklee het, verteenwoordig as 'n funksie van middellyf tot heupomtrekverhouding. Let op die laer wit materievolumes in die vakke met laer middellyf tot heupverhouding.

TABEL 3.

Plekke van beduidende streeksverskille in die wit materievolume in deel I en deel II van die studie

'N Positiewe korrelasie is waargeneem tussen wit materie volume en middellyf tot heup verhouding in die vetsugtige groep in temporale lobbe, breinstam, en serebellum (soos hierbo). Daarbenewens is dieselfde korrelasie gesien in dele van die limbiese en oksipitale lobbe (lentiforme kern en middel oksipitale gyrus). Hierdie gebiede het twee groepe gevorm met beduidende korrelasie [59,340 voxels, peak voxel (by -33 mm, -53 mm, -47 mm), FDR gekorrigeer P = 0.008; 7,269 voxels, peak voxel (by 43 mm, -48 mm, -21 mm), FDR reggestel P = 0.008]. Ouderdom het nie beduidend verband gehou met middellyf tot heupverhouding nie (r = 0.21, P = 0.28). Nog 'n positiewe vereniging in vetsugtige vakke is opgespoor tussen wit materie volume en serumvrye vetsuurkonsentrasie. Dit was beduidend in die groep wat dele van linkerkantse temporale en oksipitale lobbe besit (10,682 voxels, peak voxel (by -43 mm, -49 mm, -18 mm), FDR reggestel P = 0.004]. Geen beduidende korrelasies is tussen wit materie en BMI gesien nie. In die maer groep is geen beduidende korrelasies tussen fisiese of metaboliese maatreëls en streeksvolumes gesien nie.

Daar was geen statisties beduidende verskille in grys materie volumes tussen vetsugtige en maer vakke nie, hoewel maer vakke groter grys materie volumes in sekere breinstreke soos die cingulate gyri, superior en mediale frontale gyri, breinstam en die serebellum ( FDR gekorrigeer P = 0.025). Die gemiddelde (sd) globale grys materie volume was 0.752 liter (0.070) in vetsugtige vakke en 0.734 liter (0.074) in maer vakke (TIV gekorrigeer P = 0.79).

Effek van dieet (deel II)

Ses weke van die VLC-dieet het 'n baie belangrike gewigsvermindering in alle vetsugtige vakke [11 (3.4) kg, reeks 6.6-19 kg] en 'n afname in SC en viscerale vetmassas in die abdominale area (Table 2). Die gewigsverlies was geassosieer met afname in bloeddruk, cholesterol, leptien, en glikosileerde hemoglobien (Tabel 2), maar geen beduidende veranderinge is gesien in vas plasma glukose en insulien konsentrasies.

TABEL 2.

Effek van dieet op fisiese maatstawwe en laboratoriumwaardes (na vas)

Dieet verminderde globale wit materie volume: 0.498 liter (0.051) voor en 0.488 liter (0.048) na dieetP = 0.002). Streeks wit materie volumes het in die linker temporale lob (fusiform gyrus, parahippokampale gyrus, en minderwaardige, mediale en beter temporale gyri) [12,026 aangrensende voxels, piekvoxel (by -46, -6, en -31 mm), FDR reggestel P = 0.009] (Fig. 2, A en B, en Tabel 3). Daarbenewens het die witstofvermindering die tendensvlakke in verskeie ander groepe bereik (FDR reggestel P waarde tussen 0.03 en 0.07). Geen van die breinstrukture het toename in die wit materievolumes na dieet getoon nie. Veranderinge in globale of streeksgrys materie was onbeduidend (P > 0.28).

Fig. 2.

A, Brein streek waarin vetsugtige vakke beduidende verlagings in wit materievolumes toon na 6 wk van dieet. Statistiese parametriese kaarte word geteken op gemiddelde T1 MRI van die dieet subsample (n = 16). Kleurstaaf dui T statistiese waardes aan, FDR reggestel P = 0.009. B, Die effek van dieet op individuele wit materievolumes in die groep wat in A. Squares, Manlike vakke; sirkels, vroulike vakke.

Bespreking

Hierdie studie toon dat vetsugtige vakke groter wit materievolumes in verskeie basale breinstreke het, in vergelyking met maer vakke. Toe vetsugtige vakke met VLCD vir 6 wk behandel is, is daar 'n afname in die globale witstofvolume en die streekswitstofvolume in die linker temporale lob gevind. Globale en plaaslike grysstowwe was soortgelyk tussen die groepe en nie verander deur dieet.

Verhoogde wit materie volume is onlangs opgespoor in die omgewing van striatum van ernstig vetsugtige vakke (BMI 39.4) (12). In die studie was die hoeveelheid grys materie laer in vetsugtige vakke in verskeie breinstreke en 'n omgekeerde assosiasie is gesien tussen die BMI en grys materie volume in die linker post-sentrale gyrus in vetsugtige maar nie maer vakke nie. Ons het nie betekenisvolle grysstofverskille tussen maer en vetsugtige vakke opgespoor nie, hoewel daar verskeie breinareas was waarin vetsugtige vakke laer grysstofvolumes op neigingsvlak getoon het as kleiner individue (P = 0.025). Omdat vakke in die huidige studie minder vetsugtig was, in vergelyking met dié in die vorige studie (12), is dit moontlik dat meer ernstige chroniese vetsug die grys materie saam met wit materie beïnvloed.

In die huidige studie is groter wit materievolumes in die vetsugtige groep in basale bilaterale streke gesien, en die uitbreiding van die wit materie is geassosieer met verhoogde middel tot heupverhouding (geslagskorrekteer), maar nie BWI nie. Talle studies het getoon dat die verspreiding, eerder as die hoeveelheid liggaamsvet, verband hou met metaboliese veranderinge (20, 21, 22). Tand tot heup verhouding blyk beter te wees as BMI in die bepaling van die risiko vir kardiovaskulêre siektes en metaboliese afwykings by pre- en postmenopousale vroue (23). Daarbenewens is daar bewyse deur 'n onlangse groot studie (n = 27,007), dat die middellyf-heupverhouding prognostiese inligting bevat oor die kardiovaskulêre risiko by vroue op alle vlakke van BWI en mans met normale gewig24). In die huidige studie het ons 'n sterk geslagsgekorrigeerde positiewe korrelasie tussen middel tot heupverhouding en wit materievolume gesien. Dit dui daarop dat serebrale wit materie meer verband hou met die ophoping van abdominale vet eerder as liggaamsvet per se. Binne die brein stel die groot totale grootte van die groepe egter voor dat die verhouding meer algemeen en minder streekspesifiek kan wees. Een interpretasie kan wees dat die toename in viscerale vet verband hou met die ophoping van vet in sentrale myelin dwarsdeur die brein.

Die huidige studie het ook 'n positiewe verband getoon tussen die serumvrye vetsuurkonsentrasie en die breinwitstofvolume in die linker temporale en oksipitale lobbe in vetsugtige vakke, en vetsugtige vakke het aansienlik hoër konsentrasies serumvrye vetsure aangetoon. Daarom kan 'n verduideliking vir die wit materieverskille in vetsug abnormale lipiedmetabolisme en ophoping in die brein wees. Vorige studies met knaagdiere het getoon dat die hipotalamummetabolisme van vetsure die voedingsgedrag kan modifiseer en dat die hipotalamiese vlakke van langketting vetterige asieltransferase-koënsiem A verhoog kan word deur verbeterde verestering van sirkulerende of sentrale lipiede en / of deur die plaaslike remming van lipied oksidasie (25). Die bevindings van die huidige studie, tesame met die resultate van dierstudies, dui daarop dat vetsuuroormaat in vetsug kan lei tot patologiese lipiedmetabolisme in die brein, en dit kan 'n invloed hê op beide die breinwitmateriaal volume en breinfunksie in die regulering van voedsel inname. Aan die ander kant, hoewel die bespeurde volume verskille in ooreenstemming is met die studie hipotese, bewys hulle nie direk dat vetsug vergesel is van vetakkumulasie in die brein nie. Om die hipotese te bevestig, behoort toekomstige studies meer bewyse te lewer dat breinvetsuursmetabolisme verander in vetsug by mense.

Daar moet op gelet word dat, hoewel VBM akkuraat streeksvolumeveranderinge akkuraat kan opspoor, dit nie enige leidrade oor die veroorsakende agent verskaf nie. Die groei van wit materie volume in vetsug is dus nie noodwendig verwant aan vetweefsel of myelin nie. Teoreties kan individuele hidrateringsstatus die witstofvolume beïnvloed omdat die gebrek aan vloeistofinname vir 16 h gerapporteer is om die breinvolume te verlaag met 0.55% (26). Lean- en vetsugtige vakke volg egter dieselfde vasaanstruksies voor die MRI-skandering en het normale (en soortgelyke) bloedhematokritwaardes (gemiddelde 41% in die maer groep, 42% in die vetsugtige groep). Tweedens, die bevindinge was regionaal selektief en hoofsaaklik in basale breinstreke geleë. In die intervensie-afdeling het vetsugtige vakke 1-wk-normokorale dieet voor die tweede MRI-skandering ondergaan, wat vermoedelik die vloeibare ewewig genormaliseer het. Hulle het ook normale bloedhematokritwaardes voor en na dieetwerk (39 teen 37%, onderskeidelik), wat daarop dui dat daar geen beduidende veranderinge in hidrateringsstatus was nie.

Dieet is bekend om insulien sensitiwiteit en plasma lipied profiel te verbeter (14), dus voorkomende comorbiditeite wat verband hou met vetsug. Effekte van dieet op breinstruktuur is nie voorheen bestudeer nie. Die wit materie afneem word geïnduseer deur dieet in deel II van die huidige studie, gekombineer met die resultate van deel I, dui daarop dat beide chroniese gewigstoename en vinnige gewigsverlies gekoppel is aan breinwit materie. Dit was buite die omvang van hierdie studie om die kliniese betekenis van witstofvolumeveranderinge in vetsug te ondersoek. Ons kan nie antwoord of die gerapporteerde breinstruktuurveranderinge primêr of sekondêr is nie. Op grond van die lokalisering van die bevindings in die myelien-ryk wit materie (met die behoud van grys materie) spekuleer ons egter dat die gedemonstreerde veranderinge sekondêr is, wat vetakkumulasie weerspieël. Ons het nie die aanpassing van wit materie korrigeer in die dieet van veranderinge in fisiese of metaboliese maatreëls nie, alhoewel 'n tendensvlakverhouding tussen witstofvermindering en abdominale viscerale vetverlies (in verhouding tot SC-vet) gesien is. Die resultate dui egter nie aan dat die sentrale witmateriaalverandering 'n geïsoleerde gebeurtenis in gewigstoename en gewigsverlies is nie, maar eerder dat die bestudeerde subpopulasies van 30 vetsugtige vakke (deel I) en 16 vetsugtige vakke (deel II) dalk te klein gewees het vir korrelasie ontledings met die groot variasie. Ten slotte, as gevolg van moontlike registrasie foute en gladding, is dit denkbaar dat alhoewel die oorgrote meerderheid van die waargeneemde verskille weerspieël word van witstofveranderings, kan dit nie uitgesluit word dat 'n mate van grysstof in die totale sein ingesluit is nie.

Ter afsluiting het ons data voorgestel wat daarop dui dat vetsug geassosieer word met die uitbreiding van die brein wit materie. Die belangrikste verband is tussen middellyf en heupverhouding en wit materie. In die longitudinale analise het die resultate gedemonstreer dat die brein wit materie krimp het na korttermyn dieet. Alhoewel epidemiologiese studies het getoon dat die risiko van degeneratiewe breinsiektes in vetsugtige individue verhoog word, bly die kliniese betekenis van die witmateriaal wat hier aangebied word, verander in vetsug en dieet bly onduidelik. Toekomstige studies kan ontwerp word om die rol van sentrale vetakkumulasie en witmateriaalafwykings in die neuropatogenese van degenerasie te ondersoek.

 

Erkennings

Ons bedank dr Paul Maguire (Rijksuniversiteit Groningen, Groningen, Nederland) vir onskatbare hulp in beeldontleding. Ons bedank ook die personeel van die Turku PET-sentrum vir hul vaardige hulp in die eksamens.

voetnote

  • Hierdie werk is ondersteun deur die Akademie van Finland (Besluit 104334), die Turku Universiteit Sentrale Hospitaal, en die Universiteit van Turku.

  • Openbaarmaking Inligting: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN en VK het niks om te verklaar nie.

  • Eerste gepubliseer aanlyn Mei 29, 2007

  • Afkortings: BWI, liggaamsmassa-indeks; FDR, vals ontdekkingskoers; fMRI, funksionele MRI; MRI, magnetiese resonansie beelding; PET, positron emissie tomografie; TIV, totale intrakraniale volume; VBM, voxel-gebaseerde morfometrie; VLCD, baie lae-kalorie dieet.

  • Ontvang November 13, 2006.
  • aanvaar Mei 23, 2007.

Verwysings

Artikels wat verwys na hierdie artikel