Vetsug (Silwer Lente). 2011 Aug; 19 (8): 1601-8. doi: 10.1038 / oby.2011.27. Epub 2011 Feb 24.
Wang GJ, Geliebter A, Volkow ND, Telang FW, Logan J, Jayne MC, Galanti K, Selig PA, Han H, Zhu W, Wong CT, Fowler JS.
Bron
Mediese Departement, Brookhaven Nasionale Laboratorium, Upton, New York, VSA. [e-pos beskerm]
Abstract
Vakke met binge eetversteuring (BED) eet gereeld groot hoeveelhede voedsel in kort tydperke. Die neurobiologie van BED is swak verstaan. Breindopamien, wat die motivering vir voedselinname reguleer, sal waarskynlik betrokke wees. Ons het die betrokkenheid van breindopamien in die motivering vir voedselverbruik in binge eters beoordeel. Positron-emissie tomografie (PET) skanderings met [11C] raklopride is gedoen in 10 vetsugtige BED en 8 vetsugtige vakke sonder BED.
Veranderinge in ekstrasellulêre dopamien in die striatum in reaksie op voedselstimulasie by voedsel-beroofde vakke is geëvalueer na placebo en na orale metielfenidaat (MPH), 'n geneesmiddel wat die dopamien heropname vervoerder blokkeer en sodoende dopamien seine versterk. Nóg die neutrale stimuli (met of sonder MPH) of die voedselstimuli wanneer dit met placebo gegee word, het nie ekstracellulêre dopamien toegeneem nie.
Die voedselstimuli wanneer dit met MPH gegee is, het dopamien in die caudaat en putamen in die binge eters aansienlik verhoog, maar nie in die nonbinge eter nie.s.
Dopamienverhogings in die caudaat was aansienlik gekorreleer met die binge eet tellings, maar nie met BMI nie. Hierdie resultate identifiseer dopamien-neurotransmissie in die caudaat as relevant vir die neurobiologie van BED.
Die gebrek aan korrelasie tussen BMI en dopamien veranderinge dui daarop dat dopamien vrylating per se voorspel nie BWI binne 'n groep vetsugtige individue nie, maar dit voorspel binge eet.
INLEIDING
Binge eating disorder (BED) word gekenmerk deur episodes van 'n objektiewe groot hoeveelheid kos en gevoelens van verlies aan beheer. Dit kom voor in ongeveer 0.7-4% van algemene bevolking en ongeveer 30% van vetsugtige vakke wat gewigbeheerprogramme bywoon (1). Vetsugtige binge eters eet aansienlik meer kalorieë as vetsugtige bitter eters wanneer hulle gevra word om te eet totdat dit baie vol is, om te eet, of om normaal te eet (2). Obese binge eters het hoë terugval pryse tydens gewig beheer programme en ervaar hul siekte vir lang tydperke.
Veelvuldige faktore reguleer voedselinname, insluitende kaloriebehoeftes en versterking van reaksies op voedsel, wat smaaklikheid sowel as gekondisioneerde response insluit (3). Dopamien is een van die neurotransmitters wat betrokke is by voedingsgedrag, en die farmakologiese manipulasie het gemerkte effekte op voedselinname (4). Breinbeeldstudies met positronemissie-tomografie (PET) en [11C] raclopride het getoon dat die behoefte aan voedsel tydens die aanbieding van smaaklike voedselstimuli, sonder verbruik, geassosieer was met striatale dopamien vrystelling (5). Die hoeveelheid vrystelling van dopamien is ook gekorreleer met die gradering van ete aangenaamheid na aanleiding van die gebruik van 'n gunsteling kos (6). Hierdie beeldvormingstudies stem ooreen met dopamien se rol in die regulering van voedselverbruik deur modulering van die beloonende eienskappe van kos en die motivering en begeerte vir voedselverbruik (4). Daar is gepostuleer dat mense by lae dopamienaktiwiteite 'n persoon kan voorspel om patologiese ooreet te word as 'n manier om te vergoed vir verminderde dopaminerge aktiwiteit (7). Trouens, in 'n studie wat in siektes oor vetsugtige vakke gedoen is, het ons afgeneem vlakke van striatale dopamien D2-reseptore, wat voorspel word dat dit 'n demping van dopamien seine sal veroorsaak (8). Abnormale dopaminerge aktiwiteit is ook in geneties ingevoerde knaagdiere vir vetsug gedemonstreer en is gepostuleer om te ooreet te eet. (9). Dopamine modulateer motivering en beloningskringe, en gevolglik kan dopamientekort in vetsugtige vakke patologiese eet as 'n manier vergemaklik vir verlaagde aktivering van hierdie stroombane.
Individue met BED word gekenmerk deur kompulsiewe ooreet en impulsiwiteit (10), wat ooreenkomste met kompulsiewe en impulsiewe dwelmgebruikende gedrag in substansmisbruiker deels (11). FOod is 'n kragtige natuurlike versterker, en vas kan sy belonende effekte verder verbeter (12). Dopamien speel 'n belangrike rol in die aanduiding van die salience vir 'n verskeidenheid potensiële leidrade wat die keuse van belonings voorspel tydens vinnigeg (13). Sommige bestanddele in smaaklike kos soos suiker en mielieolie kan impulsiewe inname in patrone tot gevolg hê wat herinner aan dwelminnames in verslawing (4,14). Soos in die geval van dwelmmisbruik van misbruik, neem die inname van suiker dopamien in die kernkloppers toe (14). Byvoorbeeld, wanneer rotte intermitterende toegang tot suikeroplossings gegee word, drink hulle op 'n binge-manier manier, wat dopamien in die nucleus accumbens vrystel, soortgelyk aan dié wat in diermodelle van dwelmafhanklikheid waargeneem word. (14). Die soet smaak van suiker, sonder die voedingskomponent, kan ook die vrystelling van dopamien veroorsaak (15).
Met behulp van PET en [11C] raklopride, het ons getoon dat visuele en olfaktoriese blootstelling aan smaaklike kos ekstracellulêre dopamien in die dorsale striatum toegeneem het in normale gewig gesonde beheermaatreëls wat voedsel ontneem het vir 16 h (5). Die dopamienvrystellings was aansienlik gekorreleer met die toename in selfverslae van honger en begeerte vir voedsel. Hierdie resultate het bewys gelewer van 'n gekondisioneerde-cue respons in die dorsale striatum.
Hier evalueer ons die hipotese dat vetsugtige vakke met BED sterker gekondisioneerde reaksies op voedselstimuli sal toon in vergelyking met nie-BED vetsugtige vakke. Om veranderinge in dopamien wat deur voedselgekondisioneerde stimuli geïmplementeer is, te meet, het ons PET en [11C] raclopride met die beeldparadigma wat ons voorheen gerapporteer het (5). Om die neurobiologiese meganismes onderliggend aan voedselstimulasie te verstaan, kan doelwitte vir intervensies bied om individue te help om hul abnormale eetgedrag te reguleer.
METODES EN PROSEDURES
Deelnemers
Die institusionele hersieningsrade by die Stony Brook Universiteit (Stony Brook, NY) / Brookhaven Nasionale Laboratorium (Upton, NY) en die St. Luke's-Roosevelt-hospitaal (New York, NY) het die protokol goedgekeur. Skriftelike ingeligte toestemming is verkry nadat die eksperimentele prosedure verduidelik is. Tien gesonde vakke met BWI (kg / m2)> 30 en DSM IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder-Fourth Edition) diagnose vir BED is vir die studie gewerf. Die kontrolegroep (n = 8) bestaan uit vetsugtige vakke (BMI> 30) wat nie in die kriteria vir BED pas nie. Uitsluitingskriteria vir beide groepe was: geskiedenis van chirurgiese / mediese behandeling vir gewigsbeheer, afhanklikheid van alkohol of ander dwelmmiddels (behalwe kafeïen <5 koppies / dag of nikotien <1 pak / dag), neurologiese of psigiatriese afwyking (anders as eetgewoontes vir die BED-groep), die gebruik van voorskrif (nie-psigiatriese) medisyne (s) wat die breinfunksie kan beïnvloed, gedurende die afgelope twee weke, mediese toestande wat serebrale funksie kan verander, kardiovaskulêre siektes en diabetes, koptrauma met verlies van bewussyn van > 2 min. Urinesiftingstoetse vir psigo-aktiewe middels (insluitend fensyklidien, kokaïen, amfetamien, opiate, barbiturate, bensodiasepien en tetrahidrokannabinol) is uitgevoer om die gebrek aan dwelmgebruik te bevestig.
Sielkundige diagnose
Kandidate is sielkundig by die St Luke's-Roosevelt-hospitaal vir BED gekeur en gebruik om die Eating Disorder Examination te gebruik, 'n gestruktureerde kliniese onderhoud wat vir BED (mod16). Hulle het ook die Zung Depression Scale voltooi (17,18), en die Gormally Binge Eating Scale (19), wat binge-eetverwante gedrag en houdings weerspieël.
Bestudeer ontwerp
Die vakke is gevra om 'n vraelys in te vul wat die volgende inligting bevat op die dag van ondersoek: 'n beoordeling van algemene belangstelling in kos; lys van gunsteling kosse; Lys van voedsel ruik wat die eetlus gestimuleer het; Lys van kos reuke wat verminderde eetlus en 'n beoordeling van 'n lys kosse vir hul voorkeure op 'n skaal van 1 tot 10, 10 is die hoogste. Die voedselprodukte met die hoogste graderings is tydens die voedselstimulasievoorwaarde vir die vak aangebied.
Vakke is vier keer geskandeer met [11C] raclopride op twee verskillende dae onder die volgende toestande (Figuur 1): Op die eerste dag van die studie, die eerste [11C] raclopride scan is begin 70 min na orale placebo (dicalcium fosfaat tablet) met neutrale ingryping (neutraalplacebo). Die tweede [11C] raclopride scan is begin 70 min na orale toediening van metielfenidaat (MPH: 20 mg) met voedselintervensie (voedselMPH) oor 2 h en 20 min na die radiotracer inspuiting van die eerste een. Op die tweede dag van die studie het die eerste [11C] raclopride scan is begin 70 min na orale placebo (dicalcium fosfaat tablet) met voedsel ingryping (voedselplacebo). Die tweede [11C] raclopride scan is begin 70 min na orale toediening van MPH (20 mg) met neutrale ingryping (neutraalMPH) oor 2 hs en 20 min na die radiotracer inspuiting van die eerste een. Ons het 'n dosis MPH (20 mg orale) gekies, wat ons voorheen getoon het om belangrike stygings in die stralingdopamienvlak in normale gewigspesies tydens voedselstimulasie te veroorsaak (5). Beide die voedsel- en neutrale ingrypings het ongeveer 10 min voor die radiotracer-inspuiting begin en vir 'n totaal van ongeveer 40 min voortgesit. Die vakke het nie geweet of hulle die placebo of MPH ontvang het nie. Daarbenewens is die volgorde van die studietyds gevarieerd en teenwaarts oor vakke gekompenseer.
Vloeidiagram van die studie. PET, positron emissie tomografie.
Vir die voedselstimulasievoorwaarde is die kos verhit om die reuk te verbeter, en die vakke is daarvoor aangebied sodat hulle dit kon sien en ruik. 'N Katoenpoeier wat met die kos geïmpregneer is, is op hul tong geplaas, sodat hulle dit kon proe. 'N Gegewe kositem is vir 4 min aangebied en dan vir 'n nuwe een uitgeruil. Die smaak, reuk en voedselbeskouing het deur die stimulasies voortgesit. Die vakke is gevra om hul gunsteling kosse te beskryf en hoe hulle daarvan hou om hulle te eet terwyl hulle met kosse aangebied word wat hulle as hul gunsteling aangemeld het. Vir die neutrale stimulasie is vakke aangebied met prente, speelgoed en klere, sodat hulle dit kon sien en ruik en bespreek tydens die stimulasie. Ons het ook 'n katoen swab geïmpregneer met 'n neutrale smaak (soos metaal of plastiek), wat op hul tong geplaas is. Die voedsel- en neutrale intervensies is 10 min voor radiotracer inspuiting begin en vir 'n totaal van 40 min voortgesit. Vir albei studie dae is die vakke gevra om hul laaste ete op 7: 00 pm die aand voor die studietyd te ontvang en by die beeldingsentrum by 8: 30 am aangemeld.
Gedrags- en kardiovaskulêre maatreëls
Tydens die PET-studies is deelnemers opdrag gegee om mondeling te reageer op elke beskrywer deur 'n hele getal tussen 1 en 10 te gebruik vir die selfverslag van "honger" en "begeerte van voedsel" wat voor die voedsel / neutrale stimulasie verkry is en dan by 4-min tussenposes vir 'n totaal van 40 min. Daarbenewens is polsslag en bloeddruk verkry voor placebo / MPH, 30 min, 60 min (voor die neutrale / voedselstimulasie), dan is elke 3 min tydens voedsel / neutrale stimulasie vir 'n totaal van 42 min.
PET skanderings
Vakke is geskandeer met [11C] raclopride met behulp van 'n Siemens HR + PET-skandeerder. Besonderhede oor prosedures vir die posisionering van die vakke se arteriële en veneuse kateterisasie, kwantifisering van radiotracer- en transmissie- en emissieskanderings is gepubliseer (5). Kortliks is dinamiese beelde onmiddellik geneem ná 'n bolus intraveneuse inspuiting van 3-7 mCi van [11C] raclopride vir 'n totaal van 60 min. Bloedmonsters is verkry om plasma-MPH-konsentrasie voor en by 30, 60, 90 en 120 min na MPH te meet. Die plasmakonsentrasie van MPH is ontleed by dr Thomas Cooper se laboratorium (Nathan Kline Institute, Orangeburg, NY).
Beeldontleding
Die streke van belangstelling in dorsale striatum (caudate, putamen), ventrale striatum en serebellum is uiteengesit deur grense van 'n neuroanatomiese atlas te oorbrug deur 'n sjabloon te gebruik, wat ons voorheen gepubliseer het (5). Kortliks, streke van belang is aanvanklik uiteengesit op die individu se opgesomde basislyn [11C] raclopride beeld (beelde verkry tussen 15 en 54 min) en is dan geprojekteer in die dinamiese [11C] raclopride beelde om tydaktiwiteitskurwes vir die striatale streke (caudate, putamen en ventrale striatum) en serebellum te genereer. Hierdie tydaktiwiteitskurwes vir weefselkonsentrasie, tesame met die tydaktiwiteitskurwes vir onveranderde spore in plasma, is gebruik om [11C] raklopried se oordragskonstante van plasma na brein (K1) en die totale weefselverspreidingsvolume (VT), wat ooreenstem met die ewewigsmeting van die verhouding van weefselkonsentrasie tot plasmakonsentrasie, in striatum en serebellum, deur gebruik te maak van 'n grafiese analise tegniek vir omkeerbare stelsels (20). Die verhouding van VT in striatum tot dié van VT in serebellum stem ooreen met nie-verplaasbare bindingspotensiaal (BPND) + 1 waar BPND is die in vivo bindende potensiaal wat eweredig is aan die aantal beskikbare bindingsplekke Bavail / Kd. Dit is onwaarskynlik dat BPND vir raklopride word beïnvloed deur veranderinge in bloedvloei tydens die skandering, maar om na hierdie moontlikheid te kyk. K1 (wat 'n funksie van bloedvloei is) is beraam vir die basislyn- en MPH-studies wat arteriële bloedmonsterneming gehad het deur die data by 'n een-kompartementmodel te pas (21). 'N Een-kompartementmodel is gebruik vir beide serebellum en die D2-streke van belang.
Die reaksie op voedselstimulasie (met placebo of met MPH) is gekwantifiseer as die verskil in BMax/Kd met betrekking tot die neutraleplacebo toestand, wat die toestand was as basislyn. Net so is die respons op MPH met die neutrale stimulasie (gebruik as 'n mate van MPH se effekte) gekwantifiseer as die verskil in BPND met die neutrale / placebo toestand.
Data-analise
Verskil in K1 waardes tussen placebo en MPH is getoets met behulp van gepaarde tToets. Verskille in BPND tussen toestande is getoets met behulp van 'n 2 × 2 fakulteit ontwerp (dwelm × cue tipe) en die groep vergelyking met 'n gemengde ontwerp ANOVA. Die relatiewe bydraes van geslag sowel as ouderdom en BWI is in die ANOVA-model in ag geneem. Post hoc t-toetse is dan gebruik om te bepaal vir watter toestande die effekte verskil van die basislyntoestand (neutraalplacebo). Post hoc kragontledings vir gepaarde monsters t-toetse met meervoudige toetsregstelling en vir herhaalde maatreëls is ANOVA uitgevoer. Die effekte van die voedselstimulasie op die gedragsverslae is getoets deur die telling wat verkry is voor stimulasie te vergelyk, en die gemiddeldes wat tussen 15 en 40 min verkry is, na die inisiatief van die intervensie met behulp van herhaalde maatreëls ANOVA. Die effekte van die voedselstimulasie op kardiovaskulêre response is getoets deur die maatstawwe voor placebo / MPH te vergelyk, voor stimulasie (60 min na placebo / MPH) en die gemiddelde maatreëls wat tussen 3 en 42 min verkry is na die aanvang van die stimulasie met herhaling. meet ANOVA. Pearson produk moment korrelasies is gebruik om die verhouding tussen die voedsel stimulasie-geïnduceerde veranderinge in BP te bepaalND en parameters soos die gedragseffekte van die voedselstimulasie, kardiovaskulêre response (polsslag en bloeddruk), tellings op die binge-skaal, ouderdom en BWI, sowel as tussen MPH-geïnduceerde veranderinge in BPND en parameters soos kardiovaskulêre response, ouderdom en BMI. Pearson-produk-oomblik-korrelasies is ook uitgevoer tussen die veranderinge in dopamien wat deur MPH geïnduksie is, wanneer dit met die neutrale stimulasie gegee word, teenoor die veranderinge wanneer dit gegee word met die voedselstimulasie en parameters soos die gedragseffekte van die voedselstimulasie, tellings op die binge-skaal, kardiovaskulêre response, ouderdom en BMI.
RESULTATE
Tien binge eters en agt nonbinge eters is vir die studie gewerf. Beide groepe was soortgelyk in ouderdom, BMI, Zung depressie tellings, jare van onderwys en sosiale ekonomiese agtergrond (Tabel 1). Die binge eters het aansienlik hoër tellings vir die Gormally Binge Eating Scale gehad (P <0.000001).
Eienskappe van deelnemers aan die studie
Voedselstimulasie het honger en begeerte vir kos in binge eters toegeneem (P <0.001, P <0.001, onderskeidelik) en nie-binge eters (P <0.05, onderskeidelik nie beduidend nie) in placebo sowel as in mondelinge MPH (binge eters: P <0.05, nie betekenisvol nie; nonbinge eters: P <0.05, P <0.05) toestande, onderskeidelik (Tabel 2). Die toenames in selfverslagparameters tydens voedselstimulasie (met of sonder MPH) verskil egter nie tussen binge eters en nonbinge eters nie.
Selfverslag gevoelens van honger en begeerte na kos na voedselstimulasie (FS) in die binge eters en nonbinge eters
Voedselstimulasie verhoog die sistoliese druk in binge eters (+ 6 ± 7%, P = 0.04) en nonbinge eters (+ 2 ± 2%, P = 0.02) in plekbo toestand (Tabel 3). Vergelykings tussen sistoliese drukveranderinge tydens voedselstimulasie en neutrale stimulasie het nie verskil in binge eters en in nonbinge eters (gemeet deur stimulasie interaksie). Tydens voedselstimulasie het die polsslag verminder in nonbinge eters (P = 0.02) in placebo, maar nie in binge eters nie. Bloeddruk gemeet by 60 min (voor neutrale stimulasie) na orale MPH in niebinge eters het sistoliese drukstygings getoon (P = 0.002), wat voortgeduur het tydens neutrale stimulasie (P = 0.004). Die sistoliese druk in nonbinge eters het egter nie verander toe dit voor voedselstimulasie (60 min na orale MPH) gemeet is nie, en die sistoliese druk was nie beduidend verskillend tussen die studies nie (gemeet aan studie interaksie).
Groep beteken maatreëls van polsslag en bloeddruk vir die vier toetstoestande vir die basislyn, voor neutrale / voedselstimulasie en tydens neutrale / voedselstimulasie
Die gemiddelde MPH konsentrasie van die bloed het nie tussen die twee groepe vakke gedurende die neutrale verskil nieMPH (binge eters: 6.75 ± 2.33, nonbinge eters: 6.07 ± 2.72) en kosMPH (binge eters: 6.6 ± 2.83, nonbinge eters: 6.03 ± 2.48) toestande.
K1 waardes van gemiddelde streatale streke vir die placebo- en MPH-toestande was 0.101 ± 0.02 en 0.11 ± 0.026 (binge eters-voedsel), 0.09 ± 0.014 en 0.0927 ± 0.02 (binge eters-neutraal), 0.107 ± 0.029 en 0.106 ± 0.03 (nonbinge eaters -Voedsel), 0.093 ± 0.012 en 0.098 ± 0.011 (nonbinge eters-neutraal). Die gemiddelde% veranderinge vir die groepe was onderskeidelik + 8%, + 4%, -0.6% en + 5%. Die verskille van K1 waardes was beduidend vir binge eters: voedselplacebo vs. kosMPH (P <0.01) en nie-vretende eters: neutraal placebo vs. neutraalMPH (P <0.03).
Die basislyn (neutraalplacebo) beskikbaarheid van dopamien D2-reseptore verskil nie tussen binge eters en nonbinge eters nie en was nie gekoppel aan BMI of Zung depressie tellings nie. Nóg die neutrale stimuli of die voedselstimulasie wanneer dit met placebo gegee is, het nie ekstracellulêre dopamien by niebinge eters toegeneem nie. Die neutrale stimulasie gegee met MPH (neutraalMPH, dwelm deur cue interaksie, P = 0.003; die beraamde effekgrootte Cohen se d = 1.63 met krag = 99.99% by signifikante vlak van 0.05, en krag = 99.96% by betekenisvlak van 0.05 / 3 met meervoudige toetsregstelling), maar nie die voedselstimulus wat met MPH gegee word nieMPH), het dopamien vrystelling in caudaat in nonbinge eters aansienlik toegeneem. In binge eters, neutrale stimulasie nie met of sonder MPH (neutraalMPH) het dopamien vrystelling aansienlik toegeneem. Die voedselstimulasies wat met MPH (voedselMPH) in vergelyking met basislyn (neutraalplacebo) het beduidende dopamien vrystelling in binge eters in caudate getoon (P = 0.003; die beraamde effekgrootte, Cohen's d = 1.30) en putamen (P = 0.05; die beraamde effekgrootte = 0.74). Die voedselstimulasie wat gegee word met placebo (kosplacebo) het nie beduidende verskille tussen binge eters en nonbinge eters veroorsaak nie (scan deur stimuli interaksie). Alhoewel MPH met neutrale stimulasie (neutraalMPH) het beduidende Caudate dopamien vrystelling in nonbinge eters veroorsaak, maar nie in binge eters nie, die interaksie was nie beduidend nie (scan deur diagnose interaksie). Vir die vergelyking van die voedselstimulasies wat met MPH (voedselMPH) vs die basislyn (neutraalplacebo), het binge eters aansienlik meer dopamien vrystelling as nonbinge eter in caudate gehad (scan deur diagnose interaksie, P = 0.026, Tabel 4 en Figuur 2 die beraamde effekgrootte = 0.79). Die verskille in putamen of in ventrale striatum was egter nie betekenisvol nie.
Verdeling volume verhouding beeld [11C] raklopride op vlak van striatum vir een van die binge eters en een van die nonbinge eters vir vier skanderingstoestande: neutrale stimulasie met orale placebo, neutrale stimulasie met orale methylfenidaat (MPH), voedsel ...
Groep beteken maatreëls van bindende potensiaal (BPND) vir die vier toetstoestande en persentasie verander na die neutraleplacebo toestand vir die caudaat-kern, putamen en ventrale striatum
Daar was geen korrelasies tussen kos nieplacebo toestand en selfverslag parameters, kardiovaskulêre reaksies, tellings op die binge eetskaal, ouderdom of BWI. In vergelyking met alle vakke het die vakke met groter BMI laer plasma MPH konsentrasie gehad (n = 18, r = 0.57, P <0.01). Die toename in striatale vrystelling van dopamien in alle vakke vir die neutraleMPH toestand was nie gekoppel aan self-verslag tellings, kardiovaskulêre response, tellings op die binge eet skaal, plasma MPH konsentrasie, ouderdom en BMI. Die toenames van dopamien vrystelling oor alle vakke in caudaat onder kosMPH toestand was korreleer met erns in die Gormally Binge Eating Scale (n = 18, r = 0.49, P <0.03, Figuur 3), maar nie met BMI, plasma MPH konsentrasie, selfverslag parameters, kardiovaskulêre response, en ouderdom. Geen geslagseffekte is in hierdie parameters waargeneem nie.
Korrelasie tussen dopamien vrystelling (veranderinge in onvervulbare bindingspotensiaal (BPND)) in die caudaat-kern van alle vakke onder kosMPH toestand met tellings van die Gormally Binge Eating Scale (n = 18, r = 0.49, P <0.03). MPH, metielfenidaat. ...
BESPREKING
Hierdie studie het getoon dat vetsugtige binge eters groter toenames van ekstracellulêre dopamienvlakke in die caudaatkern gehad het tydens die voedselstimulasie wanneer dopamien-transporters deur die toediening van MPH geblokkeer is as die nonbinge-eters. In teenstelling hiermee is die ventrale striatum waar die kernakkapsel geleë is, nie tussen die groep verskil nies. Dopamien in die nucleus accumbens is gevind om die motivering vir gedragsuitset na dwelms en dwelmverwante stimuli te beïnvloed (22). Diere studies het getoon dat die verwagting van 'n dreigende beloning van voedselinname geaktiveer mesotelenfale dopamienneurone en die dopamienaktivering in die kernklemmer was groter in die teenwoordigheid van gekondisioneerde stimuli wat voedselkwitansie aangedui het as na die werklike aflewering van 'n onverwagte maaltyd (23). Die nukleus accumbens integreer konvergerende insette van limbiese webwerwe wat verband hou met eetlus en belonings om gedragswyse te beginr (24). Sy aktivering voorspel 'n onmiddellike beloning. In teenstelling hiermee is die dorsale striatum belangrik vir die vorming van gedragsgewoontes en is getoon dat dit 'n belangrike mediator is in dwelmmisbruik (25). Die dorsale striatum dra by tot die stimulus-reaksie gewoonte leer, waar gedrag outomaties word en nie meer gedryf word deur 'n aksie-uitkoms verhouding nie (26). Wanneer gekondisioneerde stimuli 'n opkomende beloning voorspel, vind die afname van dopamienneurone plaas na beloning-voorspellende stimulus, eerder as na die beloning self (27). Elektrofisiologiese opnames in ape in die caudate-kern, dui daarop dat die aktiwiteit daarvan afhanklik kan wees van die verwagte gevolg van prestasie (28). Die caudate-kern word egter geglo dat dit betrokke is by die versterking van aksie wat potensieel lei tot beloning, maar nie in die verwerking van die beloning nie. per se (29).
In hierdie studie het die BWI nie verskil tussen die nonbinge eters en binge eters nie. Tellings op die binge-skaal was egter hoër as wat verwag is. Die Gormally Binge Eating Scale tellings is geassosieer met ekstracellulêre dopamienverhogings in die caudaat tydens voedselstimulasie. Vakke met hoër binge eet tellings het groter ekstracellulêre dopamien toenames in caudate tydens die voedsel stimulasie as diegene met laer tellings. Voorafbeeldstudie het getoon dat vetsugtige binge eters meer aktivering in die frontale en prefrontale kortikale areas gehad het as vetsugtige bitterteters tydens voedselstimulasie (30,31). Binge eters het groter reaksies in mediale orbitofrontale korteks gehad terwyl hulle kosfoto's gekyk het, wat met hul beloningsensitiwiteit gekorreleer was (30). In 'n vorige studie met behulp van PET-18F-fluodeoksiglukose en dieselfde voedselstimulasieparadigma, het ons getoon dat in normale gewigvastende vakke orbitofrontale aktivering geassosieer is met 'n verhoogde behoefte aan voedsel (32). Die mesoaccumbens / mesokortiese dopamienvesels, wat meestal ontstaan in die ventrale tegmentale area, inheemse limbiese en kortikale streke, insluitende prefrontale en orbitofrontale kortikse (33). Dus, die aktivering in hierdie frontale streke kan afwaartse effekte van dopaminerge striatale aktivering weerspieël.
In teenstelling met die vetsugtige binge eters, het die vetsugtige nonbinge eters nie ekstracellulêre dopamienvlakke in striatum verhoog tydens voedselstimulasie nie. Met behulp van PET- [11C] raclopride met dieselfde voedselstimulasieparadigma om veranderinge in striatale ekstrasellulêre dopamien in voedsel-beroofde normale gewigvakke te evalueer, het ons beduidende toenames (+ 12%) in ekstrasellulêre dopamien in die dorsale striatum getoon (5). Dit is moontlik dat vetsugtige vakke 'n afgereguleerde dopamienstelsel (+ 8% in vetsugtige binge eters en + 1% in vetsugtige non-eaters) kan hê. Imaging studies in mense en diere uit ons laboratorium en ander, het verbeterde aktivering in breinstreke wat verband hou met sensoriese verwerking van voedsel by vetsugtige individue. Spesifiek met behulp van PET en 18F-fluorodeksiglukose, het ons getoon dat morbiede vetsugtige vakke hoër as normale baseline glukosemetabolisme (sonder stimulasie) in die gustatoriese somatosensoriese korteks as nieobese vakke gehad het (34). 'N Funksionele magnetiese resonansiebeeldstudie van adolessente meisies het getoon dat vetsugtige meisies groter aktivering in insula en gustatoriese somatosensoriese korteks gehad het in reaksie op verwagte voedselinname en werklike verbruik van voedsel as maer meisies (35). Prekliniese studies van ons groep het getoon dat voedselstimulasie (kyk en ruik sonder verbruik) verhoogde talamiese aktivering in vetsugtige Zucker-rotte meer as in maer rommelmaats36). Hierdie geaktiveerde / verbeterde streke is betrokke by sensoriese (somatosensoriese, visuele kortikale, thalamus) en hedoniese (insula) aspekte van voedselwyses. Dopamien stimuleer seine saligheid en fasiliteer kondisionering (37). Dopamien se modulasie van neurale prosessering van voedselwyses in die sensoriese kortikale en thalamus tot voedselstimulasies kan hul saligheid verbeter, wat waarskynlik 'n rol speel in die vorming van gekondisioneerde assosiasies tussen kos en voedselverwante omgewingswyses. Die funksionele magnetiese resonansiebeeldstudie van adolessente meisies (35) het getoon dat vetsugtige meisies groter aktivering in die breinstreke gehad het wat verband hou met sensoriese en hedoniese aspekte van die kos. Hierdie vetsugtige meisies het egter ook 'n afname in aktivering in die caudaat getoon in reaksie op voedselverbruik, wat 'n disfunksionele dopamienstelsel kan aandui wat hul risiko van ooreet kan verhoog (35).
Hier wys ons dat 'n terapeutiese dosis orale MPH (20 mg) ekstrasellulêre dopamien in kaudaat in nonbinge eters aansienlik verhoog het, maar nie in binge eters nie. Die dopamienverhogings was egter nie beduidend verskillend tussen die groepe nie. Ons vorige bevindings in gesonde normale gewigvakke het getoon dat MPH nie betekenisvolle kardiovaskulêre effekte gehad het nie, soortgelyk aan die bevindinge van hierdie studie, en MPH-geïnduceerde striatale dopamienverhogings was groter as MPH met 'n belangrike stimulasie gegee is (visuele voedselstimulasie wanneer voedsel ontneem, geld) as wanneer dit met 'n neutrale stimulus gegee word (5,38). Hierdie resultate kan die konteks-afhanklike effekte van MPH weerspieël (dopamienverhogings as gevolg van dopamien-vervoerderblokkade en spontane dopamienvrystellings). Die groter dopamienverhogings het plaasgevind toe dit blootgestel is aan 'n belangrike stimulus wat vermoedelik dopamien-selontsteking in die binge-eters toeneem. Die bevinding is soortgelyk aan ons studie in die kokaïen afhanklike vakke waarin MPH-geïnduseerde drang slegs wanneer dit gegee word met blootstelling aan kokaïenwyses (39). Die rede waarom ons nie dopamien waargeneem het nie, styg toe MPH met belangrike stimuli (voedsel leidrade) gegee word in nonbinge eters is nie duidelik nie. Dit is moontlik dat wanneer MPH die effekte van relatief swak versterkende stimuli versterk (soos in binge eters), mag dit nie vir sterker (soos in normale gewigvakke) nie. Dit is ook moontlik dat die stadige en klein dopamienverhogings wat deur MPH geïnduksie is, voldoende sal wees om dopamien vrystelling te inhibeer via dopamien D2-autoreceptors en die fasiese dopamien-selontbranding wat verband hou met voedselstimulasie, verswak.
Die gebruik van MPH stel die moontlikheid voor dat die bloedvloei veranderinge tydens die skandering plaasvind. Dit is slegs 'n moontlike probleem in die raming van BPND indien die veranderinge na die mondelinge MPH plaasvind. As die vloei groter is as konstant tydens die skandering, sal daar geen effek op die V wees nieT. Slifstein et al. het getoon dat die grootste fout in VT beraming sal plaasvind met groot vinnige veranderinge in vloei gedurende die eerste paar minute na spore-inspuiting (21). Hulle het egter getoon dat vir kinetiese parameters wat kenmerkend is van fallypride, 'n 60% verandering in vloei wat skielik voorkom, slegs klein verskille in V tot gevolg het.T. Sedert die K1 want raklopride is kleiner as vir die spoedprong, vloei veranderinge sal minder effek op opname hê. Ook die dosis MPH word oraal gegee en nie deur inspuiting nie, sodat enige verandering in vloei verwag word om deurlopend te wees. Sedert die verandering in K1 was in binge eters, vergelyk kosplacebo en kosMPH, sou ons aflei dat die verandering in K1 het geen effek op die V gehad nieT aangesien dit nie verander het nie. Vir nonbinge eters, vergelyk neutraalplacebo en neutraalMPH, die gemiddelde verandering in K1 was 5%, wat onwaarskynlik is om verantwoordelik te wees vir enige verandering wat in V voorkomT. Gegewe die klein verskille in K1 waargeneem in hierdie studie, ons aflei dat enige veranderinge in BPND was nie te wyte aan veranderinge in bloedvloei nie.
Hierdie studie het 'n paar beperkings. Eerstens was die uitwerking van voedselstimulasie op sigself onvoldoende om antwoorde op te spoor wat met die PET- [11C] raclopride metode. Ons moes 'n lae dosis MPH gebruik wat dopamien-transporters blokkeer om die opsporing van dopamien te verbeter (5). Ons kan dus nie die moontlikheid van 'n farmakologiese interaksie tussen MPH en die reaksie op voedselstimulasie uitsluit nie. Die versuim om 'n verband te sien tussen die dopamienveranderinge wat deur MPH tussen die twee groepe veroorsaak word wanneer dit met die neutrale stimulasie gegee word, toon aan dat die MPH-effekte deur die voedselstimulasievoorwaarde gedryf word. Tweedens, aangesien al die vakke dieselfde orale dosis MPH ontvang het, het die vakke met groter BMI laer plasma MPH konsentrasies gehad. Die vakke met 'n groter BMI het egter nie laer dopamien vrystelling getoon nie, ook nie vir die neutrale MPH of vir die voedsel-MPH toestande nie, wat bewys lewer dat MPH-effekte deur die voedselstimulasie gedryf word. Derdens, om bykomende arteriële lyne in te voeg, is die studies voltooi in 2 dae, wat potensiële verwarring van bestendige effekte bekendstel. Vierde, die veranderinge in die ventrale striatum verskil nie onder die toestande nie, wat die afname in die reaktiwiteit van hierdie vakke kan weerspieël na die voedselwyses wat hulle geweet het dat hulle nie kon eet nie. Die grootte van veranderinge in ventrale striatale streke het egter groot veranderlikheid gehad, wat kan voortspruit uit beweging tydens voedsel / MPH stimulasie en die struktuur van die streek buite die ruimtelike resolusie van die PET-skandeerder. Sedert die studie in 'n klein aantal heterogene vakke (verskillend in ouderdom, geslag en BMI) gedoen is, kan ons nie die moontlikheid uitsluit dat die gebrek aan 'n groepseffek in die reaktiwiteit van die ventrale striatum te wyte was aan lae statistiese krag nie. Nog 'n beperking was dat ons ook nie beheer het oor die tyd van die menstruele siklus waartydens die studies uitgevoer is nie, en het ons ook nie gonadale hormone gemeet nie. Die menstruele siklus kan die breinreaksies op voedsel beïnvloed, aangesien die patroon van estradiolafskeiding gedurende die eierstoksiklus aangetoon word dat dit eetgedrag beïnvloed; Byvoorbeeld, vroue eet meer tydens die luteale en menstruele fases as die follikulêre en periovulatoriese fases (40).
Samevattend is dit die eerste studie met PET om breindopamienveranderinge tydens voedselstimulasie by binge eters te meet. Hierdie resultate bied bewys van betrokkenheid van die caudaat-kern in die patofisiologie van BED. Aangesien binge eet nie uitsluitlik by vetsugtige individue voorkom nie, is verdere studies geregverdig om die neurobiologiese faktore wat obese en nieobese binge eters kan differensieer, te assesseer.
Bedankings
Die studie van positron-emissie tomografie (PET) is uitgevoer by die Brookhaven Nasionale Laboratorium met infrastruktuurondersteuning van die Amerikaanse Departement van Energie OBER (DE-ACO2-76CH00016) en onder steun van die Nasionale Instituut vir Gesondheid: R01DA6278 (G.-JW ), R01DA06891 (G.-JW), Intramurale Navorsingsprogram van die Nasionale Instituut vir Alkoholisme en Alkoholmisbruik, Z01AA000550 (NDV, FT, MJ) en M01RR10710 (die Algemene Kliniese Navorsingsentrum van Stony Brook University). Die studiekomponente by St Luke's-Roosevelt-hospitaal is gedeeltelik ondersteun deur R01DK068603 (AG) en R001DK074046 (AG). Die werwing en sielkundige vertoning was by die St Luke's-Roosevelt-hospitaal. Ons bedank Dawid Schlyer en Michael Schueller vir siklotron bedrywighede; Donald Warner, David Alexoff en Paul Vaska vir PET-bedrywighede; Richard Ferrieri, Colleen Shea, Youwen Xu, Lisa Muench en Payton King vir die voorbereiding en analise van radiotracer, Karen Apelskog-Torres vir studieprotokolvoorbereiding, en Barbara Hubbard en Pauline Carter vir pasiëntsorg.
voetnote
Openbaarmaking
G.-JW verslae ontvang lesing fooie van en navorsing befondsing van Orexigen Therapeutics Inc .; JSF, AG, KG, HH, MJ, JL, PS, FT, NDV, CTW, WZ verklaar geen belangebotsing nie.
Verwysings
1. Dymek-Valentine M, Rienecke-Hoste R, Alverdy J. Evaluering van binge-eetversteuring by morbiede vetsugtige pasiënte wat geëvalueer word vir maag-omseil: SCID versus QEWP-R. Eet Gewig Disord. 2004; 9: 211-216. [PubMed]
2. Geliebter A, Hassid G, Hashim SA. Toets ete-inname in vetsugtige binge eters in verhouding tot bui en geslag. Int J Eat Disord. 2001; 29: 488-494. [PubMed]
3. Mietus-Snyder ML, Lustig RH. Kindervetsug: in die "limbiese driehoek" beweeg. Annu Rev Med. 2008; 59: 147-162. [PubMed]
4. Bello NT, Hajnal A. Dopamien- en binge-eetgedrag. Pharmacol Biochem Behav. 2010; 97: 25-33. [PMC gratis artikel] [PubMed]
5. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, et al. "Nonhedonic" voedselmotivering in mense behels dopamien in die dorsale striatum en metielfenidaat versterk hierdie effek. Sinaps. 2002; 44: 175-180. [PubMed]
6. Klein DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Voedingsgeïnduceerde dopamien-vrystelling in dorsale striatum korreleer met maaltydvriendelikheidsgraderings by gesonde menslike vrywilligers. Neuro Image. 2003; 19: 1709-1715. [PubMed]
7. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, et al. Die D2 dopamien-receptor-geen as 'n determinant van beloningsgebreksindroom. JR Soc Med. 1996; 89: 396-400. [PMC gratis artikel] [PubMed]
8. Volkow ND, Chang L, Wang GJ, et al. Lae vlak van brein dopamien D2 reseptore in metamfetamien misbruik: assosiasie met metabolisme in die orbitofrontale korteks. Is J Psigiatrie. 2001; 158: 2015-2021. [PubMed]
9. Thanos PK, Michaelides M, Piyis YK, Wang GJ, Volkow ND. Voedselbeperking verhoog die dopamien D2-reseptor (D2R) aansienlik in 'n rotsmodel van vetsug, soos beoordeel met in vivo muPET-beeldvorming ([11C] raclopride) en in vitro ([3H] spiperon) autoradiografie. Sinaps. 2008; 62: 50-61. [PubMed]
10. Galanti K, Gluck ME, Geliebter A. Toets ete-inname in vetsugtige binge eters in verhouding tot impulsiwiteit en kompulsiwiteit. Int J Eat Disord. 2007; 40: 727-732. [PubMed]
11. Wang GJ, Volkow ND, Thanos PK, Fowler JS. Gelykvormigheid tussen vetsug en dwelmverslawing soos beoordeel deur neurofunksionele beelding: 'n konsepoorsig. J Addict Dis. 2004; 23: 39-53. [PubMed]
12. Cameron JD, Goldfield GS, Cyr MJ, Doucet E. Die effekte van langdurige kalorie beperking wat lei tot gewigsverlies op voedsel hedonika en versterking. Physiol Behav. 2008; 94: 474-480. [PubMed]
13. Carr KD. Chroniese voedselbeperking: verbeterde effekte op dwelmbeloning en straling van die selle. Physiol Behav. 2007; 91: 459-472. [PubMed]
14. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Suiker- en vetversperring het merkwaardige verskille in verslawend-agtige gedrag. J Nutr. 2009; 139: 623-628. [PMC gratis artikel] [PubMed]
15. Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. Sucrose sham voer op 'n binge skedule vrylating dopamine herhaaldelik en elimineer die asetielcholien versadiging reaksie. Neuroscience. 2006; 139: 813-820. [PubMed]
16. Cooper Z, Cooper PJ, Fairburn CG. Die geldigheid van die eetafwykingsondersoek en sy subskripsies. Br J Psigiatrie. 1989; 154: 807-812. [PubMed]
17. Zung WW, Richards CB, Kort MJ. Self-gradering depressie skaal in 'n buitepasiënt kliniek. Verdere validering van die SDS. Arch Gen Psychiatry. 1965; 13: 508-515. [PubMed]
18. Schaefer A, Brown J, Watson CG, et al. Vergelyking van die geldigheid van die Beck, Zung, en MMPI Depressie Skale. J Raadpleeg Clin Psychol. 1985; 53: 415-418. [PubMed]
19. Gormally J, Black S, Daston S, Rardin D. Die beoordeling van binge-eiersoortigheid onder vetsugtige persone. Verslaafde Behav. 1982; 7: 47-55. [PubMed]
20. Logan J, Fowler JS, Volkow ND, et al. Grafiese analise van omkeerbare radioligand binding uit tyd-aktiwiteit metings toegepas op [N-11C-methyl] - (-) - kokaïen PET studies in menslike vakke. J Cereb Bloedvloeistof Metab. 1990; 10: 740-747. [PubMed]
21. Slifstein M, Narendran R, Hwang DR, et al. Effek van amfetamien op [(18) F] fallypride in vivo bindend aan D (2) reseptore in striatale en ekstrastriatale streke van die primaatbrein: Enkelbolus en bolus plus konstante infusiestudies. Sinaps. 2004; 54: 46-63. [PubMed]
22. Peciña S, Smith KS, Berridge KC. Hedoniese warmpunte in die brein. Neurowetenskaplike. 2006; 12: 500-511. [PubMed]
23. Schultz W. Neurale kodering van basiese beloningsvoorwaardes van dierleerteorie, spelteorie, mikro-ekonomie en gedragsekologie. Curr Opin Neurobiol. 2004; 14: 139-147. [PubMed]
24. Weiss F. Neurobiologie van drang, gekondisioneerde beloning en terugval. Curr Opin Pharmacol. 2005; 5: 9-19. [PubMed]
25. Gerdeman GL, Partridge JG, Lupica CR, Lovinger DM. Dit kan gewoonte vorm: dwelmmiddels en striatale sinaptiese plastisiteit. Neigings Neurosci. 2003; 26: 184-192. [PubMed]
26. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Betrokkenheid van die dorsale striatum in cue-controlled cocaine soek. J Neurosci. 2005; 25: 8665-8670. [PubMed]
27. Schultz W, Preuschoff K, Camerer C, et al. Expliciete neurale seine wat beloning onsekerheid weerspieël. Philos Trans R Sos Lond, B, Biol Sci. 2008; 363: 3801-3811. [PMC gratis artikel] [PubMed]
28. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Beloningsverwerking in primaat-orbitofrontale korteks en basale ganglia. Cereb Cortex. 2000; 10: 272-284. [PubMed]
29. Tricomi EM, Delgado MR, Fiez JA. Modulasie van caudate aktiwiteit deur aksie gebeurlikheid. Neuron. 2004; 41: 281-292. [PubMed]
30. Schienle A, Schäfer A, Hermann A, Vaitl D. Binge-eetversteuring: beloning sensitiwiteit en breinaktivering na beelde van kos. Biolpsigiatrie. 2009; 65: 654-661. [PubMed]
31. Geliebter A, Ladell T, Logan M, et al. Verantwoordelikheid vir voedselstimuli in vetsugtige en maer binge eters wat funksionele MRI gebruik. Aptyt. 2006; 46: 31-35. [PubMed]
32. Wang GJ, Volkow ND, Telang F, et al. Blootstelling aan aptytvoedselstimulasies aktiveer die menslike brein merkbaar. Neuro Image. 2004; 21: 1790-1797. [PubMed]
33. Swanson LW. Die projeksies van die ventrale tegmentale area en aangrensende streke: 'n gekombineerde fluorescerende retrograde-spore en immunofluorescensstudie in die rot. Brein Res Bull. 1982; 9: 321-353. [PubMed]
34. Wang GJ, Volkow ND, Felder C, et al. Verbeterde rusaktiwiteit van die mondelinge somatosensoriese korteks in vetsugtige vakke. Neuroreport. 2002; 13: 1151-1155. [PubMed]
35. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Klein DM. Verhouding van beloning van voedselinname en verwagte voedselinname tot vetsug: 'n funksionele magnetiese resonansiebeeldstudie. J Abnormale Psychol. 2008; 117: 924-935. [PMC gratis artikel] [PubMed]
36. Thanos PK, Michaelides M, Gispert JD, et al. Verskille in reaksie op voedselstimuli in 'n rotsmodel van vetsug: In-vivo assessering van brein glukosemetabolisme. Int J Obes (Lond) 2008; 32: 1171-1179. [PMC gratis artikel] [PubMed]
37. Zink CF, Pagnoni G, Martin ME, Dhamala M, Berns GS. Menslike striatale reaksie op opvallende, nie-lonende stimuli. J Neurosci. 2003; 23: 8092-8097. [PubMed]
38. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, et al. Bewys dat metielfenidaat die bevrediging van 'n wiskundige taak verhoog deur dopamien in die menslike brein te verhoog. Is J Psigiatrie. 2004; 161: 1173-1180. [PubMed]
39. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, et al. Dopamienverhogings in striatum veroorsaak nie verlange in kokaïen-misbruik nie, tensy dit gekoppel word aan kokaïenwyses. Neuro Image. 2008; 39: 1266-1273. [PMC gratis artikel] [PubMed]
40. Reed SC, Levin FR, Evans SM. Veranderinge in bui, kognitiewe prestasie en eetlus in die laat luteale en follikulêre fases van die menstruele siklus by vroue met en sonder PMDD (premenstruele disfororiese versteuring). Horm Behav. 2008; 54: 185-193. [PMC gratis artikel] [PubMed]
;
