Vetsug en verslawing: Neurobiologiese oorvleueling. (2012) Nora Volkow

Obes Eerw. 2012 Sep 27. doi: 10.1111 / j.1467-789X.2012.01031.x.

Volkow ND, Wang GJ, Tomasi D, Baler RD.

sleutelwoorde:

  • Verslawing;
  • dopamien;
  • vetsug;
  • prefrontale korteks

Opsomming

Dit lyk asof dwelmverslawing en vetsug verskeie eienskappe het. Albei kan gedefinieer word as versteurings waarin die belangrikheid van 'n spesifieke soort beloning (voedsel of dwelm) oordrewe raak in vergelyking met, en ten koste van ander belonings. Beide middels en voedsel het kragtige versterkende effekte, wat gedeeltelik bemiddel word deur skielike toenames van dopamien in die breinbeloningsentrums. Die skielike toename van dopamien, by kwesbare individue, kan die brein se homeostatiese beheermeganismes oorheers. Hierdie parallelle het belangstelling gewek in die begrip van die gedeelde kwesbaarhede tussen verslawing en vetsug.

Voorspelbaar het hulle ook 'n warm debat opgedoen. Spesifiek, breinbeeldstudies begin gemeenskaplike eienskappe tussen hierdie twee toestande ontbloot en sommige van die oorvleuelende breinbane afwyk waarvan die disfunksies die waargenome tekorte kan begryp.

Die gesamentlike resultate dui daarop dat beide vetsugtige en dwelmverslaafde individue ly aan gestremdhede in dopaminerge stappe wat neuronale sisteme reguleer wat nie net met sensitiwiteit van beloning en aansporingsmotivering verband hou nie, maar ook met kondisionering, selfbeheersing, stresreaktiwiteit en interceptiewe bewustheid.

Terselfdertyd ondersoek studies ook verskille tussen hulle wat op die sleutelrol fokus wat perifere seine betrokke by homeostatiese beheer op voedselinname uitoefen. Hier fokus ons op die gedeelde neurobiologiese substrate van vetsug en verslawing.

Afkortings 

  • D2R
  • dopamien 2 reseptor
  • DA
  • dopamien
  • NAC
  • kern accumbens

agtergrond

Misbruikmiddels klop in die neuronale meganismes wat die motivering moduleer om voedsel te verbruik. Dit is dus nie verbasend dat daar 'n oorvleueling in die neuronale meganismes is wat in die verlies aan beheer en oorverbruik van voedselinname in vetsug en in die kompulsiewe inname geïmpliseer word nie. van dwelms gesien in verslawing.

Sentraal in hierdie twee patologieë is die ontwrigting van breindopamien (DA) paaie, wat die gedragsreaksies op die omgewingstimulasie moduleeri. Die dopamienneurone woon in midbrein-kerne (ventrale tegmentale area of ​​VTA, en substantia nigra pars compacta of SN) wat straling (nucleus accumbens of NAc en die dorsale striatum), limbiese (amygdala en hippokampus) en kortikale streke (prefrontale korteks, cirulate gyrus, temporale pool) en moduleer die motivering en volhoubaarheid van die poging wat nodig is om die gedrag wat nodig is vir oorlewing te bereik. To bereik sy funksies, ontvang DA neurone projeksies uit breinstreke betrokke by outonome response (dws hipotalamus, breinstam), geheue (hippokampus), emosionele reaktiwiteit (amigdala), opwinding (thalamus) en kognitiewe beheer (prefrontale korteks en cingulaat) deur 'n groot verskeidenheid neurotransmitters en peptiede.

Dit is dus nie verbasend dat neurotransmittors wat betrokke is by dwelm-soekende gedrag ook by voedsel inname betrokke is nie en dat peptiede wat voedselinname reguleer, ook die versterkende effekte van dwelms beïnvloed (Tabelle 1 en 2). In teenstelling met dwelms waarvan die optrede veroorsaak word deur hul direkte farmakologiese effekte in die breinbeloning van DA (NAc en ventrale pallidum), word die regulering van eetgedrag en dus die reaksies op voedsel egter gemoduleer deur verskeie perifere en sentrale meganismes wat inligting direk of indirek oor te dra na die DA-beloningsroete van die brein met 'n bepaalde prominente rol van die hipotalamus (Fig. 1).

figuur    

Figuur 1. Skematiese voorstelling van die sterk onderling gekoppelde stelsel wat die inname van voedsel en dwelms beïnvloed. Dit bevat peptiede en hormone wat reageer op voedsel, homeostatiese energie-strukture in die hipotalamus, die kern van die dopamienreaktiewe stelsel in die ventrale tegmentale area en die striatum, en verskillende kortikale areas wat verantwoordelik is vir die verwerking van invloed op motoriese en kognitiewe inligting. In teenstelling met dwelms waarvan die effekte direk op die vlak van die brein beloon, is dit dopamienweg, kos beïnvloed die eerste veelvuldige perifere en sentrale meganismes wat direk en indirek inligting aan die DA-beloningsroete van die brein oordra. Die hipotalamus speel 'n besonder prominente rol in hierdie verband, hoewel dit ook sterk betrokke is by dwelmbeloning [225].

Tabel 1. Peptiede wat voedselinname reguleer, kan ook die versterkende effekte van dwelmmiddels beïnvloed
Endokriene hormoneOorsprongNie-hipotalamiese meganismeDwelms / beloning verbinding
orexigenic
ghrelinMaagAmygdala, OFC, anterior insula, striatum [161]. Deur die GHS-reseptor 1a beïnvloed ghrelin ook geheue, leer en neuroproteksie [162].Sentrale ghrelin word benodig vir alkoholbeloning [163]
orexineLaterale hipotalamusFasiliteer glutamaat-afhanklike langtermyn potensiering in VTA DA neurone [164]Rol in kokaïen-geïnduceerde herinstelling [165] en in morfine-gekondisioneerde plek voorkeur [166]
melanocortinehipotalamusMC4R word mede uitgedruk met die dopamien 1-reseptor (D1R) in die ventrale striatum [167].Melanokortienreseptortipe 2-variante is geassosieer met 'n beskermende effek van heroïenverslawing in Hispanics [168]
Neuropeptide Y (NPY)hipotalamusNPY-reseptore (Y1, Y2, Y4 en Y5) is gevind in verskeie limbiese strukture, wat in ooreenstemming is met sy betrokkenheid by obesiteit en in die regulering van emosionele toestande [169, 170].Speel 'n rol in alkoholonderdrukking, onttrekking en afhanklikheid. NPY moduleer alkoholafhanklikheid [163, 171].
anorexigenic
LeptienFat

Hipotalamiese projeksies na VTA.

Ook in insulêre korteks [172], NAc [173], laterale septal-kern, mediale pre-optiese area en rostrale lineêre kern [38, 174].

Alkohol [175]

Leptien blyk 'n kritiese rol in mesoaccumbens DA sein te speel, wat ook bydra tot die integrasie van nie-voeding gemotiveerde gedrag [176]. Chroniese ICV leptien infusie in ad libitum gevoed rotte omkeer die potensiële effekte van d-AMP [177].

InsulienpankreasHipotalamiese projeksies na VTA. Kognitiewe regulering in die hippokampus [178].Stimulante het insulienvlakke verhoog in 'n PCP-geïnduseerde skisofrenie-model [179]
Glukagonagtige peptied-1 (GLP-1) [180]

Dunderm

Mondelinge smaakpapies

Sommige anorexische effekte blyk te wees uitgeoefend op die vlak van die mesolimbic beloning stelsel [181]Exendin, 'n GLP-1-reseptoragonist moduleer gedragsaktivering deur amfetamien [182]
Cholecystokinin (CCK)Dunderm (duodenale en ileale selle).CCK-reseptor verspreiding blyk aansienlik oorvleuel met dié van die opioïed [183] en dopamien [184] stelsels in die limbiese stelsel.DA - CCK interaksies in die Nucleus accumbens dra by tot psigostimulerende beloningsverwante gedrag [185, 186] [184]. Volwasse OLETF rotte (CCK-1 KO) toon gewysigde D2R sein (NAc-dop), soortgelyk aan dwelm-geïnduceerde sensibilisering, wat 'n verband toon met hul aviditeit vir sukrose en abnormale drangrespons [187].
Peptide JJ (PYY)Endokriene selle van die ileum en dikdermCaudolaterale OFC, ACC en ventrale striatum. Hoë plasma PYY naboots die gevoed toestand: veranderinge in neurale aktiwiteit binne die kaaksydige OFC voorspel voedingsgedrag onafhanklik van etensverwante sensoriese ervarings. Onder lae PYY voorspel hipotalamiese aktivering voedselinname. Na 'n maaltyd skakel PPY voedselinname regulasie van homeostatiese na hedoniese [188],(Geen gevind nie)
Galanien (GAL)CNS

Antinociceptive effekte van galanien in die nucleus accumbens [189] amigdala [190].

Potente modulator van serotonienneurotransmissie in die brein [191].

Alkohol, nikotien [192]. GAL verhoog die verbruik van vet of alkohol wat die uitdrukking van GAL stimuleer, wat lei tot oorverbruik [193].
Kokaïen- en amfetamien-gereguleerde transkripsie (CART) [194]Wyd uitgedruk in die sentrale senuweestelselNAc dop. akkumulale projeksies tot laterale hipotalamus [195]Modulasie van opioïde-mesolimbiese-dopamien kringe en of antwoorde op kokaïen en amfetamien [196]
Cortikotropien-vrystelling hormoon (CRH)Paraventrikulêre kern (PVN)Amygdalar-uitdrukking van CRH in die rat word deur akute spanning gemoduleer [197] en cannabis afhanklikheid [198].CRF reseptore en stres-geïnduseerde terugval na kokaïen [199] en alkohol [200].
OksitosienParaventrikulêre kern (PVN)Oksitosien kan amigdalêre ontwikkeling en volume moduleer [201]Oksitosien moduleer metamfetamien geïnduseerde CPP: af (tydens uitsterwing) of op (tydens herinstelling) [202].
 
Tabel 2. Neurotransmitters wat betrokke is by dwelmversoekende gedrag wat ook gevind is dat dit voedselinname beïnvloed
neurotransmitterOorsprongMeganismeDwelms en kos
dopamienVTA, SN, hipotalamusVerbeter aansporingsvermoë, kondisionering

Alle dwelms

Verhoogde voorkoms van DRD2 Taq1A A1-allel in vetsugtige pasiënte met ander dwelmafhanklikhede in vergelyking met nie-misbruikende vetsugtige pasiënte [203]

opioïedeDwarsdeur die brein

Hedoniese response, pyn modulasie.

Interaksie met ghrelin en NPY1 om voedselbeloning te moduleer [204]

Alle dwelms mees prominente heroïen en opiate analgetika

Endogene opioïede vergemaklik die inname van soet en vet-smaak [205]. In 'n geteikende studie van voedselverslawing, was die funksionele A118G polimorfisme van die mu-opioïede reseptormeen geassosieer met binge-eetversteurings [206]

CannabinoïdenDwarsdeur die breinBeloning en homeostatiese regulering, korttermyn- en langtermyn-sinaptiese plastisiteit in die brein [207]

Alle dwelms mees prominente marihuana

Endokannabinoïede interaksie met perifere seine, soos leptien-, insulien-, ghrelien- en versadigingshormone wat energiebalans en adipositeit beïnvloed [208]

serotonienRaphe nucleiBeheer van gedrags-, perseptuele (bv. Verveling) en regulatoriese stelsels, insluitende bui, honger, liggaamstemperatuur. Seksuele gedrag, spierbeheer en sensoriese persepsie. Hipotalamiese beheer van voedselinname [209]

Ecstasy, hallucinogenen (LSD, mescaline, psilocybin)

5-HT-middels verminder voedselinname by knaagdiere op 'n manier wat in ooreenstemming is met die versadiging van versadiging [210].

histamienTuberomamillêre kern (TMN) van die posterior hipotalamusRegulering van die slaapwakkersiklus, eetlus, endokriene homeostase, liggaamstemperatuur, pynpersepsie, leer, geheue en emosie. [211].

Alkohol en nikotien [212, 213] [214].

Volgehoue ​​histaminerge blokkade by rotte word geassosieer met verminderde liggaamsgewig [215].

cholinergiese [216]Nikotienreseptore in VTA en hipotalamus

Reguleer aktiwiteit in DA neurone en in MCH neurone.

Nikotienadministrasie in die laterale hipotalamus verminder voedselinname aansienlik [217]

Nikotien.

Hiperfagie: 'n belangrike afskrikmiddel vir rookstaking [218]

glutamaatDwarsdeur die breinPersepsie van pyn, reaksies op die omgewing en geheue. Die inspuiting van glutamaat in die laterale hipotalamus veroorsaak 'n intense voeding in versadigde rotte [219]

Alle dwelms mees prominente PCP en ketamien

Selektiewe stimulering van AMPAR in die LH is voldoende om voeding te verkry [220].

GABADwarsdeur die breinModuleer striatale signalering vanaf D1R en D2R wat neurone uitdruk en modulere reaktiwiteit van DA neurone in middelbrein

Alkohol, opiate, inhalante, bensodiasepiene [171].

Wanneer dit vrygestel word van leptien-geïnhibeerde neurone, kan GABA gewigstoename bevorder [221].

norepinefrienLocus coeruleusNE (soos NPY en AGRP) het gerapporteer om die stroombane van verbruikende inname-reaksies te moduleer via sy aksies in beide hipotalamiese en agterbreinsterreine [222].

Geheue vir dwelms [223]

Herinneringe aan voedsel eienskappe [224]

 

Die perifere seine sluit in peptiede en hormone (bv. Leptien, insulien, cholecystokinien of CCK, tumornekrosefaktor-α), maar ook voedingstowwe (bv. Suikers en lipiede) wat vervoer word. via afferente van die vagus-senuwee na die nierkanaal van die kern en direk deur reseptore in die hipotalamus en ander outonome en limbiese breinstreke. Hierdie meervoudige seinroetes verseker dat voedsel verbruik word wanneer dit nodig is, selfs as enige van hierdie oortollige meganismes misluk. Met herhaalde toegang tot hoogs smaaklike kos, kan sommige individue (beide mense sowel as laboratoriumdiere) uiteindelik die inhibitiewe prosesse wat versadiging aandui en begin om kompulsief groot hoeveelhede kos te verbruik, ondanks voedingsoorlading en selfs afstoting by hierdie gedrag in die geval van mense. Hierdie verlies van beheer en kompulsiewe patroon van voedselinname herinner aan die dwelminnamepatrone wat in verslawing gesien word en het gelei tot die beskrywing van vetsug as 'n vorm van 'voedselverslawing' [1].

Die brein DA-beloningskring, wat die respons op die omgewing moduleer, verhoog die waarskynlikheid dat gedrag wat dit aktiveer (voedselverbruik of dwelminname) herhaal sal word wanneer dieselfde versterker (spesifieke voedsel of medisyne) voorkom. Ontwrigting van die DA-beloningskring is betrek by die verlies aan beheer wat in beide verslawing en vetsug gesien word [2], alhoewel die fisiologiese meganismes wat die funksie van die DA-striatale bane versteur, insluitende diegene wat belemmer word in beloning (ventrale striatum) en in gewoontevorming (dorsale striatum), duidelike verskille toon [3]. Daarbenewens vind selfbeheersing en kompulsiewe inname (of van voedsel of dwelms) plaas in 'n dimensionele kontinuum, sterk beïnvloed deur die konteks, wat van totale beheer tot glad nie beheer kan word nie. Die feit dat dieselfde individu onder sekere omstandighede beter beheer kan gee as in ander, dui daarop dat dit dinamiese en buigsame prosesse in die brein is. Dit is wanneer hierdie patrone (verlies van beheer en kompulsiewe inname) rigied word en die gedrag en keuses van die individu dikteer, ondanks die negatiewe gevolge daarvan, dat 'n patologiese toestand verwant aan die konsep van verslawing aangevoer kan word. Net soos die meeste individue wat dwelms gebruik, nie verslaaf is nie, bly die meeste individue wat eet, in sommige gevalle oormatig beheer oor hul voedselinname, maar nie in ander nie.

Die debat oor of vetsug egter 'voedselverslawing' weerspieël, versuim om die dimensionele aard van hierdie twee afwykings te oorweeg.

Daar is ook voorstelle gedoen om dwelmverslawing as 'n aansteeklike siekte te modelleer [4, 5], wat nuttig is vir die ontleding van sy sosiale, epidemiologiese en ekonomiese komponente [4, 6] maar lei tot die idee dat dwelms soos aansteeklike middels is en dat verslawing opgelos kan word deur dwelms uit te roei. 'N uitvloeisel is die oortuiging dat ontslae te raak van smaaklike kosse sal kosverslawing oplos. Maar hierdie agentgesentreerde konseptuele raamwerk vlieg in die lig van ons huidige begrip van dwelms (en ander gedragspatrone, insluitende wanordelike eet) as deel van 'n groot en heterogene familie van 'triggers', met die vermoë om bloot te stel onder die geskikte ( omgewings) omstandighede, 'n onderliggende (biologiese) kwesbaarheid.

Ten slotte word hierdie debat verder belemmer deur die woord 'verslawing', wat die stigma verbind met 'n karakterfout, wat dit moeilik maak om verby sy negatiewe konnotasies te kry. Hier stel ons 'n posisie voor wat erken dat die twee siektes neurobiologiese prosesse deel wat, as dit ontwrig word, kompulsiewe verbruik en verlies aan beheer in 'n dimensionele kontinuum kan veroorsaak, terwyl dit ook unieke neurobiologiese prosesse behels (Fig. 2). Ons bied belangrike bewyse, op verskillende fenomenologiese vlakke, van gedeelde neurobiologiese substrate aan.  

 

Figuur 2. Vetsug en verslawing is komplekse bio-gedragsafwykings wat bestaan ​​uit verskillende etiologiese, patologiese en fisiologiese dimensies, wat waarskynlik enige ooreenkomste en verskille toon.

Die oorweldigende drang om 'n dwelm te soek en te verbruik, is een van die kenmerke van verslawing. Multidissiplinêre navorsing het so 'n kragtige drang gekoppel aan aanpassings in die breinbane wat in beheer is van beloning en assessering van beloning en leer-gekondisioneerde verenigings wat gewoontes en outomatiese gedrag dryf [7]. Daarbenewens is daar gestremdhede in kringe betrokke by selfbeheersing en besluitneming, interoepsie en stemming en stresregulering [8]. Hierdie funksionele model van verslawing kan ook gebruik word om te verstaan ​​hoekom sommige vetsugtige individue vind dit so moeilik om hul kalorie-inname behoorlik te reguleer en energie homeostase te handhaaf. Dit is belangrik om te noem dat ons "vetsug" gebruik ter wille van eenvoud, want hierdie dimensionele analise sluit ook nie-vetsugtige individue wat aan ander eetversteurings ly (bv. Binge eating disorder [BED] en anorexia nervosa) [9, 10], wat ook waarskynlik onbalans in beloning en selfbeheerkringe sal betrek.

Die evolusie van eetgedrag is gedryf deur die behoefte om die energie-homeostase wat vir oorlewing benodig word, te bereik en gevorm deur komplekse regulatoriese meganismes wat sentrale (bv. Hipotalamus) en perifere (bv. Maag-, spysverteringskanaal-, vetweefselstrukture) behels. Die meeste van die verskille tussen verslawing en vetsugpatofisiologieë kom voort uit disfunksies op hierdie vlak van regulering, naamlik energie homeostase. Maar voer gedrag word ook beïnvloed deur 'n ander laag van regulering wat behels die verwerking van belonings deur DA sein en die vermoë om voedselverwante stimuli te benadeel, wat dan die begeerte vir die gepaardgaande voedsel sal veroorsaak. Navorsing toon 'n hoë vlak van kommunikasie tussen hierdie twee regulatoriese prosesse, sodat die lyn tussen die homeostatiese en die hedoniese beheer van voedingsgedrag toenemend vervaag word. (Tabelle 1 en 2). 'N Goeie voorbeeld is die nuwe genetiese, farmakologiese en neuroimaging-bewyse wat direkte invloede van sekere peptiedhormone toon (bv. Peptied YY [PYY], ghrelin en leptien) op DA gemoduleerde streke, insluitende diegene wat betrokke is by beloning (VTA, NAc en ventrale pallidum). selfbeheersing (prefrontale kortikale), interoepsie (cingulate, insula), emosies (amygdala), gewoontes en roetines (dorsale striatum) en leergedeelte (hippokampus) [11].

Dopamien in die middel van breinnetwerke wat die reaktiwiteit van omgewingsprikkels bemiddel

Feitlik elke komplekse stelsel maak staat op 'n hoogs georganiseerde netwerk wat effektiewe afwykings bemiddel onder doeltreffendheid, robuustheid en evolusie. Daar is opgemerk dat die bestudering van die voorspelbare fragilities van sulke netwerke sommige van die beste weë bied om siektepatogenese te verstaan. [12]. In die meeste gevalle word hierdie netwerke gereël in 'n gelaagde argitektuur wat dikwels na verwys word as 'n 'strik' [12], waardeur 'n vernederingstragnel van baie potensiële insette konvergeer op 'n relatief klein aantal prosesse voordat dit weer in 'n verskeidenheid van uitsette uitgaan.. Eetgedrag is 'n uitstekende voorbeeld van hierdie argitektuur waar die hipotalamus die 'knoop' van die metaboliese strikdas onderwerp (Fig. 3a) en die DA-weë die 'knoop' dien vir reaktiwiteit op opvallende eksterne stimuli (dwelms en voedsel ingesluit) en interne seine (insluitend hipotalamus sein en hormone soos leptien en insulien; Fig. 3b). Aangesien middelbrein DA neurone (beide VTA en SN) die gepaste gedragsreaksies orkestreer op 'n magdom eksterne en interne stimuli, verteenwoordig hulle 'n kritiese 'knoop' wie se broosheid gebind is om dysfunksionele reaksies aan 'n wye verskeidenheid insette te onderliggend, insluitend dwelm- en kos beloning.

figuur    

Figuur 3. Die geneste boogstyl-argitekture van komplekse stelsels maak voorsiening vir die insette van 'n wye verskeidenheid elemente, hetsy nutriënte (a) of belonende stimuli (b), en produseer 'n groot verskeidenheid produkte / makromolekules (a) of doelgerigte gedrag ( b) die gebruik van 'n relatief paar intermediêre gemeenskaplike geldeenhede. In hierdie geval is die algemene orexigeniese / anorexigeniese seine (a) en dopamien (b) die gemeenskaplike geldeenhede wat die knoop van die strik vorm, [12] (effens gewysig met toestemming van 'n oorspronklike voorlegging deur dr. John Doyle).

Die rol van dopamien in akute beloning vir dwelms en kos

Dwelmmiddels handel oor die beloning en bykomende kringe deur verskillende meganismes; Hulle lei egter tot skerp DA-toenames in die NAc. Interessant genoeg is daar bewyse dat vergelykbare dopaminerge reaksies met voedselbeloning verband hou en dat hierdie meganismes waarskynlik 'n rol speel in oormatige voedselverbruik en vetsug. Dit is welbekend dat sekere kosse, veral dié wat ryk is aan suikers en vet, sterk lonend is [13] and kan verslawend-agtige gedrag in laboratoriumdiere aanjaer [14, 15]. Die reaksie op voedsel in die mens is egter baie meer kompleks, en word nie net deur sy smaaklikheid beïnvloed nie, maar ook deur sy beskikbaarheidty (die patrone van beperking plus ooreet, verwys na as die eettopografie [16]), sy visuele aantrekkingskrag, ekonomie en aansporings (dws 'super sizing'-aanbiedinge, koeldrankkombinasies), sosiale roetines vir eet, alternatiewe versterking en advertensies [17].

Hoëkalorievoedsel kan oor-eet (bevordering eet wat ontkoppel is van energieke behoeftes) bevorder en geleerde assosiasies tussen die stimulus en die beloning veroorsaak (kondisionering). In evolusionêre terme, was hierdie eienskap van smaaklike kosse voordelig in omgewings waar voedselbronne skaars en / of onbetroubaar was omdat dit verseker het dat voedsel geëet is wanneer dit beskikbaar was, sodat energie in die liggaam (soos vet) gestoor kan word vir toekomstige gebruik. In samelewings soos ons s'n, waar kos volop en alomteenwoordig is, het hierdie aanpassing 'n gevaarlike aanspreeklikheid geword.

Verskeie neuro-oordragstowwe, waaronder DA, cannabinoïede, opioïede, gamma-aminosmoorzuur (GABA) en serotonien, sowel as hormone en neuropeptiede wat betrokke is by homeostatiese regulering van voedselinname, soos insulien, orexien, leptien, ghreline, PYY, glukagonagtige peptied -1 (GLP-1) is betrek by die lonende effekte van voedsel en dwelms (Tabelle 1 en 2) [18-21]. Van hierdie is DA die mees deeglik ondersoek en is die beste gekenmerk. Eksperimente in knaagdiere het getoon dat by die eerste blootstelling aan 'n voedselbeloning die afname van DA neurone in die VTA toeneem met 'n toename in DA-vrystelling in NAc [22]. Thier is ook uitgebreide bewyse dat perifere seine wat voedselinname moduleer, hul aksies deels uitoefen deur hipotalamiese sein na VTA, maar ook deur hulle direkte effekte op die VTA DA meso-accumbens en meso-limbiese weë. Orexigeniese peptiede / hormone verhoog die aktiwiteit van VTA DA-selle en verhoog DA-vrylating in NAc (hoof teiken van VTA DA neurone) wanneer dit blootgestel word aan voedselstimuli, terwyl anorexigeniene DA-afskeiding inhibeer en DA-vrylating verminder [23]. Verder, neurone in die VTA en / of NAc druk GLP-1 [24, 25], ghrelin [26, 27], leptin [28, 29], insulien [30], orexin [31] en melanokortienreseptore [32]. Dit is dus nie verbasend dat toenemend aantal studies rapporteer dat hierdie hormoon / peptiede die lonende gevolge van dwelmmiddels kan moduleer nie (Tabel 1), wat ook in ooreenstemming is met bevindinge van verswakte reaksies op dwelmbelonings in diermodelle van vetsug [33, 34]. Ekn mens, is daar berigte van 'n omgekeerde verhouding tussen liggaamsmassa-indeks (BMI) en onlangse onwettige dwelmgebruik [35] en van 'n verband tussen vetsug en 'n laer risiko vir substansgebruiksversteurings [36]. Inderdaad, vetsugtige individue toon laer dosisse nikotien [37] en marihuana misbruik [38] as nie-vetsugtige individue. Daarbenewens het die teenoorgestelde intervensies wat BMI verlaag en plasma-vlakke van insulien en leptien verminder, die sensitiwiteit vir psigostimulerende middels verbeter. [39]. Dit is in ooreenstemming met prekliniese [40] en klinies [41] studies wat dinamiese assosiasies toon tussen die veranderinge in neuro-endokriene hormone (bv. insulien, leptien, ghrelien) wat veroorsaak word deur voedselbeperking en brein DA-sein en diegene wat onlangse verslae van 'n verhouding tussen verslawende persoonlikheid en wanadaptiewe eetgedrag na bariatriese chirurgie [42, 43]. Saam met hierdie resultate word die moontlikheid gestel dat voedsel en dwelms meeding vir oorvleuelende beloningsmeganismes.

Breinbeeldstudies begin belangrike leidrade oor sulke oorvleuelende funksionele stroombane gee. Byvoorbeeld, in gesonde, normale gewig menslike vakke, inname van smaaklike kos, stel DA in die striatum vry in verhouding tot die graderings van ete lekkerheid [44], terwyl kosstimulasies breinstreke aktiveer wat deel is van die beloningskring van die brein [45]. Dit is ook onlangs aangemeld, dat gesonde menslike vrywilligers robuuste striatale aktivering toon by ontvangs van 'n milkshake, en dat gereelde ysverbruik die striatale reaksies ontbloot [46]. Ander beeldingstudies het ook getoon dat, ooreenkomstig die bevindings in laboratoriumdiere, anorexigeniese peptiede (bv. Insulien, leptien, PYY) die sensitiwiteit van die breinbeloningsisteem tot voedselbeloning verminder, terwyl orexigeniese (bv. Ghrelien) dit verhoog (sien oorsig [47]).

Egter Soos die geval is vir dwelms en verslawing, kan voedselgeïnduceerde toenames in striatale DA alleen die verskil tussen normale voedselinname en oormatige kompulsiewe voedselverbruik verklaar, aangesien hierdie antwoorde teen gesonde individue voorkom wat nie oormatig eet nie.. Dus, afwaartse aanpassings sal waarskynlik betrokke wees by die verlies aan beheer oor voedselinname, net soos dit die geval is vir dwelm inname.

Die oorgang na kompulsiewe verbruik

Dopamien se rol in versterking is ingewikkelder as net kodering vir hedoniese plesier. Spesifiek, stimuli wat vinnige en groot toenames in DA veroorsaak, veroorsaak gekondisioneerde reaksies en lok motivering om dit aan te skaf [48]. Dit is belangrik omdat, as gevolg van kondisionering, neutrale stimuli wat gekoppel is aan die versterker (of 'n natuurlike of dwelmversterker) die vermoë verkry om DA in striatum (insluitend NAc) te verhoog in afwagting van die beloning, sodoende 'n sterk motivering skep om die gedrag wat nodig is om die dwelm te soek of in stand te hou, te onderhou en te onderhou [48]. So, sodra kondisionering plaasgevind het, doen DA seine as 'n voorspeller van beloning [49], wat die dier aanspoor om die gedrag uit te voer wat tot gevolg sal hê dat die verwagte beloning (dwelm of voedsel) verteer word. Uit prekliniese studies is daar ook bewyse van 'n geleidelike verskuiwing in DA-toeneem van NAc tot dorsale striatum, wat vir beide kos en dwelms voorkom. Spesifiek, terwyl die inherent belonende nuwe stimuli ventrale streke van die striatum (NAc) betrek, met herhaalde blootstelling, die leidrade wat met die beloning geassosieer word, sneller dan DA-stygings in dorsale streke van die striatum [50]. Hierdie oorgang is in ooreenstemming met 'n aanvanklike betrokkenheid van die VTA en toenemende betrokkenheid van SN en sy geassosieerde dorso-striatal-kortikale netwerk, met gekonsolideerde response en roetines.

Die uitgebreide glutamatergiese afferente vir DA neurone uit gebiede wat betrokke is by die verwerking van sensoriese (insula of primêre gustatoriese korteks), homeostatiese (hipotalamus), beloning (NAc en ventrale pallidum), emosionele (amygdala en hippocampus) en multimodale (orbitofrontale korteks [OFC] vir die toewysing van inligting) inligting, moduleer hul aktiwiteit in reaksie op belonings en gekondisioneerde leidrade [51]. Net so is glutamatergiese projeksies na die hipotalamus betrokke by die neuroplastiese veranderinge wat vas volg en dit fasiliteer voeding [52]. Vir die beloningsnetwerk is projeksies vanaf die amygdala en die OFC na DA neurone en NAc betrokke by gekondisioneerde reaksies op voedsel [53] en dwelms [54, 55]. Ekndeed, imaging studies het getoon dat wanneer nie-vetsugtige manlike vakke gevra word om hul drang na voedsel te inhibeer terwyl hulle aan voedselwyses blootgestel word, het hulle 'n afname in metaboliese aktiwiteit in amygdala en OFC (sowel as in hippokampus), insula en striatum, en dat die afname in OFC is geassosieer met verminderings in voedselvergt [56]. 'N Soortgelyke remming van die metaboliese aktiwiteit in die OFC (en ook in NAc) is waargeneem in kokaïen-misbruikers toe hulle gevra is om hul dwelm-drang te inhibeer as hulle blootgestel word aan kokaïen leidrade [57].

Daar moet in hierdie konteks genoem word dat dwelmstrokies in vergelyking met voedselwyses kragtiger triggers is van versterkende soekgedrag na 'n tydperk van onthouding, ten minste in die geval van diere wat nie voedsel ontneem is nie. [58]. Ook, eens gedoof, dwelmversterkte gedrag is baie meer vatbaar vir stres-geïnduseerde herinstelling as voedselversterkte gedrag [58].

Die verskil blyk egter een van die graad eerder as die beginsel te wees. Stres word nie net geassosieer met verhoogde verbruik van smaaklike kosse en gewigstoename nie, maar akute spanning ontbloot ook 'n sterk verband tussen BMI en 'n potensiële aktivering in reaksie op milkshake verbruik in die OFC [59], 'n brein streek wat bydra tot die kodering van saligheid en motivering. Die afhanklikheid van die reaksies op voedselwyses op die voedingsstatus [60, 61] beklemtoon die rol van die homeostatiese netwerk in die beheer van die beloningsnetwerk, wat weer beïnvloed word deur neuronale weë wat stres verwerk.

Die impak van disfunksie by selfbeheersing

Die opkoms van cue-conditioning drange sou nie so skadelik wees as dit nie gepaard gaan met groeiende tekorte in die vermoë van die brein om wanadaptiewe gedrag te inhibeer nie. Inderdaad, die vermoë om prepotente reaksies te inhibeer en selfbeheersing uit te oefen, dra waarskynlik by tot die vermoë van 'n individu om te verhoed dat hy oormatig optree, soos om dwelms te neem of verby die versadigingspunt te eet, en sodoende sy / haar kwesbaarheid vir verslawing verhoog ( of vetsug) [62, 63].

Positron-emissie-tomografie (PET) studies het beduidende afname in dopamien 2-reseptor (D2R) beskikbaarheid in die striatum van verslaafde vakke gevind wat maande na uitgerekte ontgifting voortduur. (hersien in [64]). Net so het prekliniese studies in knaagdiere en nie-menslike primate getoon dat herhaalde dwelm blootstelling geassosieer word met verminderings in striatale D2R vlakke en in D2R sein [65-67]. In die striatum bemiddel D2R sein in die striatale indirekte weg wat modulêre frontale kortikale streke; en hul afregulering verhoog sensitiwiteit vir die effekte van dwelms in diermodelle [68], terwyl hul opregulasie inmeng met dwelmverbruik [69, 70]. Verder, inhibisie van striatale D2R of aktivering van D1R-uitdrukkende striatale neurone (wat mediasie in die striatale direkte weg bemiddel) verhoog die sensitiwiteit vir die lonende effekte van dwelms [71-73]. Die mate waarin daar soortgelyke teenoorgestelde regulatoriese prosesse vir die direkte en indirekte weë in voedsel-eetgedrag is, bly egter ondersoek.

In mens verslaaf aan dwelms, word die vermindering in striatale D2R geassosieer met verminderde aktiwiteit van prefrontale streke, OFC, anterior cingulate gyrus (ACC) en dorsolaterale prefrontale korteks (DLPFC) [67, 74, 75]. In soverre OFC, ACC en DLPFC betrokke is by die toeskrywing van toeskouers, inhibitiewe beheer / emosie regulering en besluitneming, onderskeidelik, Dit is gepostuleer dat hul onbehoorlike regulering deur D2R-gemedieerde DA seine in verslaafde vakke die verhoogde motiveringswaarde van dwelms in hul gedrag en die verlies aan beheer oor dwelminname kan onderliggend maak. [62]. Daarbenewens, omdat gebreke in OFC en ACC geassosieer word met kompulsiewe gedrag en impulsiwiteit, sal die gebrekkige modulering van DA van hierdie streke waarskynlik bydra tot die kompulsiewe en impulsiewe dwelminname wat gesien word in verslawing. [76].

'N Omgekeerde scenario sal afhang van 'n reeds bestaande kwesbaarheid vir dwelmgebruik in prefrontale streke, wat moontlik vererger word deur verdere afname in striatale D2R wat veroorsaak word deur herhaalde dwelmgebruik. Inderdaad, 'n studie uitgevoer in vakke wat ondanks 'n hoë risiko vir alkoholisme (positiewe familiegeskiedenis van alkoholisme) nie alkoholiste was nie, het 'n hoër as normale striatale D2R-beskikbaarheid geopenbaar wat geassosieer was met normale metabolisme in OFC, ACC en DLPFC [77]. Dit dui daarop dat die normale prefrontale funksie in hierdie vakke aan die risiko van alkoholisme gekoppel is aan verbeterde striatale D2R-sein, wat op sy beurt hulle van alkoholmisbruik beskerm het.. Interessant genoeg is 'n onlangse studie van broers en susters onenigbaar vir hul verslawing aan stimulante middels [78] het breinverskille getoon in die morfologie van die OFC, wat aansienlik kleiner was in die verslaafde broers en susters as in kontroles, terwyl die OFC nie in die nieverslaafde broers en susters verskil van dié van kontroles nie [79].

Bewyse van gedisreguleerde D2R striatal signalering is ook opgespoor onder vetsugtige individue. Beide prekliniese en kliniese studies het bewys gelewer van afname in striatale D2R, wat deur die NAc gekoppel is aan beloning en deur die dorsale striatum met die vestiging van gewoontes en roetines in vetsug [80-82]. Tot dusver het die een gestudeer wat versuim het om 'n statisties beduidende afname in striatale D2R tussen vetsugtige individue en nie-vetsugtige beheermaatreëls op te spoor [83], mag geraak word deur sy lae statistiese krag (n  = 5 / groep). Dit is belangrik om te beklemtoon dat, hoewel hierdie studies nie die vraag kan bespreek of die opkomende verband tussen lae D2R en hoë BMI op oorsaaklikheid dui nie, is die verminderde beskikbaarheid van striatale D2R gekoppel aan dwangvoedselinname by vetsugtige knaagdiere. [84] en met verminderde metaboliese aktiwiteit in OFC en ACC in vetsugtige mense [63]. Gegewe dat disfunksie in OFC en ACC in kompulsiwiteit lei (sien oorsig [85]), kan dit deel wees van die meganisme waardeur laestraal-D2R-seinverligting hipofagie fasiliteer [86, 87]. Daarbenewens, aangesien verminderde striatale D2R-verwante sein waarskynlik ook die sensitiwiteit vir ander natuurlike belonings sal verminder, kan hierdie tekort aan vetsugtige individue ook bydra tot kompenserende ooreet [88]. Dit is belangrik om te noem dat die relatiewe wanbalans tussen breinbeloning en inhibitoriese bane verskil tussen pasiënte wat aan Prader-Willi sindroom ly (wat gekenmerk word deur hipofagie en hipergrelinemie) en bloot vetsugtige pasiënte [87], wat die komplekse dimensionaliteit van hierdie versteurings en hul diversiteit beklemtoon.

Die hipotese van kompenserende ooreet is in ooreenstemming met prekliniese bewyse wat toon dat verminderde DA-aktiwiteit in VTA 'n dramatiese toename in die verbruik van vetvleisvoedsel tot gevolg het [89]. Net so, in vergelyking met gewone gewigspersone, het vetsugtige individue wat prente van hoëkalorie-kos aangebied het (stimuli waaraan hulle gekondisioneer is) verhoogde neurale aktivering in gebiede wat deel van beloning en motiveringskringe is (NAc, dorsale striatum, OFC , ACC, amygdala, hippocampus en insula) [90]. In kontras met normale gewigskontroles, het die aktivering van die ACC en OFC (streke wat betrokke is by die toewysing van die salience wat tydens die voorkoms van hoëkalorie-voedsel in die NAc voorkom) egter negatief gekorreleer met hul BMI [91]. Dit dui op 'n dinamiese interaksie tussen die hoeveelheid voedsel wat geëet word (gedeeltelik weerspieël in die BWI) en die reaktiwiteit van beloningstreke vir hoëkalorie-voedsel (weerspieël in die aktivering van OFC en ACC) by normale gewigspersone maar wat nie waargeneem is nie by vetsugtige individue.

Verrassend genoeg het vetsugtige individue minder aktivering van beloningskringe uit werklike voedselverbruik vertoon (consummatory voedselbeloning) as maer individue, terwyl hulle groter aktivering van somatosensoriese kortikale streke toon wat smaaklikheid verwerk wanneer hulle verbruik verwag het [91]. Laasgenoemde waarneming het ooreenstem met streke waar 'n vorige studie 'n verhoogde aktiwiteit aan die lig gebring het in vetsugtige vakke wat sonder enige stimulasie getoets is [92]. 'N Verhoogde aktiwiteit in breingebiede wat smaaklikheid verwerk, kan vetsugtige vakke bevorder vir ander natuurlike versterkers, terwyl verminderde aktivering van dopaminerge teikens deur die werklike voedselverbruik kan lei tot oorverbruik as 'n middel om te vergoed vir swak D2R-gemedieerde sein [93]. Hierdie stompe reaksie op voedselverbruik in die beloningsketting van vetsugtige individue, herinner aan die verminderde DA-toenames wat veroorsaak word deur dwelmverbruik in verslaafde individue in vergelyking met nieverslaafde vakke [94]. Soos gesien in verslawing, is dit ook moontlik dat sommige eetversteurings eintlik kan voortspruit uit hipersensitiwiteit vir gekondisioneerde voedselwyses. Trouens, in nie-vetsugtige individue met BED, het ons hoër as normale vrystelling van DA in dorsale striatum (caudate) gedokumenteer wanneer dit aan voedselwyses blootgestel is en hierdie toename het die erns van die eetgewoontes voorspel. [95].

Die prefrontale korteks (PFC) speel 'n belangrike rol in die uitvoerende funksie, insluitende selfbeheersing. Hierdie prosesse word gemoduleer deur D1R en D2R (vermoedelik ook D4R) en dus sal die verminderde aktiwiteit in PFC, beide in verslawing en in vetsug, bydra tot swak selfbeheersing, impulsiwiteit en hoë kompulsiwiteit. Die laer as normale beskikbaarheid van D2R in die striatum van vetsugtige individue, wat gepaard gegaan het met verminderde aktiwiteit in PFC en ACC [63] is dus geneig om by te dra tot hul gebrekkige beheer oor voedselinname. Inderdaad, die negatiewe korrelasie tussen BMI en striatal D2R gerapporteer in vetsugtig [81] en in oorgewig [96] individue, sowel as die verband tussen BMI en verminderde bloedvloei in prefrontale streke by gesonde individue [97, 98] en verminderde prefrontale metabolisme in vetsugtige vakke [63] ondersteun dit. 'N Beter begrip van die meganismes wat tot 'n gestremde PFC-funksie in vetsug (of verslawing) lei, kan die ontwikkeling van strategieë vergemaklik om spesifieke gestremdhede in belangrike kognitiewe domeine te verbeter, of dalk selfs terug te keer. Byvoorbeeld, vertraag verdiskontering, wat die neiging is om 'n beloning te devalueer as 'n funksie van die tydelike vertraging van sy aflewering, is een van die mees omvattende kognitiewe bewerkings in verband met versteurings wat met impulsiwiteit en kompulsiwiteit verband hou. Vertraging verdiskontering is die grootste uitdaging ondersoek in dwelmmisbruikers wat 'n oordrewe voorkoms van klein maar onmiddellike oor groot, maar vertraagde belonings toon. [99]. Studies wat uitgevoer word met vetsugtige individue het egter begin om bewyse te toon van 'n voorkeur vir hoë, onmiddellike belonings, ten spyte van 'n groter kans om hoër toekomstige verliese te ly. [100, 101]. 'N Onlangse funksionele magnetiese resonansiebeeldvorming (fMRI) studie van uitvoerende funksie in vetsugtige vroue, byvoorbeeld, geïdentifiseer streeksverskille in breinaktivering tydens vertraagde diskonteringstake wat voorspelbaar was van toekomstige gewigstoename [102]. Tog het 'n ander studie 'n positiewe verband tussen BMI en hiperboliese verdiskontering, waardeur die toekoms negatiewe Uitbetalings word minder as toekomstige positiewe uitbetalings verdiskonteer [103]. Interessant genoeg, vertraag verdiskontering afhang van die funksie van die ventrale striatum [104] en van die PFC, insluitende OFC [105] en sy verbindings met die NAc [106], en is sensitief vir DA manipulasies [107].

Oorvleuelende disfunksie in die motiveringskringe

Dopaminerge sein moduleer ook motivering. Gedragstrekke soos krag, volharding en 'n volgehoue ​​poging om 'n doel te bereik, is almal onderhewig aan modulasie deur DA wat deur verskeie teikengebiede waargeneem word, insluitende NAc, ACC, OFC, DLPFC, amygdala, dorsale striatum en ventrale pallidum. [108]. Ongeïdentifiseerde DA seinseienskappe word geassosieer met verhoogde motivering om dwelms te verkry, 'n kenmerk van verslawing. Daarom is dwelmverslaafde individue dikwels betrokke by uiterste gedrag om dwelms te verkry, selfs as dit ernstige en nadelige gevolge ondervind en kan volgehoue ​​en komplekse gedrag vereis verkry hulle [109]. Omdat dwelmopname die hoofmotiveringstasie in dwelmverslawing word [110]verslaafde vakke word gewek en gemotiveer deur die proses om die geneesmiddel te verkry, maar is geneig om onttrek en apaties te wees wanneer dit blootgestel word aan nie-medisyneverwante aktiwiteite. Hierdie verskuiwing is bestudeer deur die breinaktiwiteitspatrone te vergelyk wat voorkom as gevolg van blootstelling aan gekondisioneerde leidrade met diegene wat in die afwesigheid van sulke leidrade voorkom. In teenstelling met die afname in prefrontale aktiwiteit wat gerapporteer word in ontgiftige kokaïen-misbruikers wanneer dit nie met dwelm- of dwelmmiddels gestimuleer word nie (sien oorsig [64]) word hierdie prefrontale streke geaktiveer wanneer kokaïen misbruikers blootgestel word aan drang-inducerende stimuli (of dwelms of leidrade) [111-113]. Verder, wanneer die antwoorde op iv-metielfenidaat vergelyk word tussen kokaïenverslaafde en nieverslaafde individue, het die voormalige gereageer met verhoogde metabolisme in ventrale ACC en mediale OFC ('n effek wat verband hou met drang), terwyl laasgenoemde verminderde metabolisme in hierdie streke toon [114]. Dit dui daarop dat die aktivering van hierdie prefrontale gebiede met geneesmiddelblootstelling spesifiek kan wees vir verslawing en geassosieer word met die verhoogde begeerte vir die geneesmiddel. Daarbenewens het 'n studie wat daartoe lei dat kokaïenverslaafde vakke doelbewus inhibeer wanneer hulle blootgestel is aan dwelmtoestande, dat die vakke wat suksesvol was om te begeer, 'n verminderde metabolisme in mediale OFC (wat die motiveringswaarde van 'n versterker verwerk) en NAc (wat voorspel beloning) [57]. Hierdie bevindinge bevestig verder die betrokkenheid van OFC, ACC en striatum in die groter motivering om die medisyne wat in verslawing voorkom, te verkry.

Die OVK is ook betrokke by die toeskryfbaarheid van saligheidswaarde vir voedsel [115, 116], wat help om sy verwagte aangename en smaaklikheid as 'n funksie van sy konteks te evalueer. PET studies met FDG om brein glukose metabolisme in pasiënte met normale gewig te meet, het gerapporteer dat blootstelling aan voedselwyses verhoogde metaboliese aktiwiteit in OFC, wat verband hou met die begeerte na die voedsel [117]. Die verbeterde OFC-aktivering deur voedselstimulasie sal waarskynlik dopaminerge effekte stroomaf weerspieël en deelneem aan die DA se betrokkenheid by die strewe na voedselverbruik. Die OFC speel 'n rol in die aanleer van stimulusversterkingsassosiasie en kondisionering [118, 119], ondersteun gekondisioneerde-cue-elicited voeding [120] en dra waarskynlik by tot ooreet ongeag honger seine [121]. Inderdaad, skade aan die OFC kan lei tot hipofagie [122, 123].

Dit is duidelik dat sommige van die individuele verskille in uitvoerende funksies 'n prodromale risiko vir later vetsug kan wees in sommige individue, soos onthul deur 'n onlangse latente klasontleding van 997 vierde skrapers in 'n skoolgebaseerde obesitasvoorkomingsprogram [124]. Dit is interessant dat, hoewel voorspelbaar, 'n deursnee-ondersoek na die vermoë van kinders om self te reguleer, probleme op te los en doelgerigte gesondheidsgedrag te beoefen, die vaardigheid van uitvoerende funksies toon dat dit nie net met dwelmgebruik verband hou nie, maar ook met die verbruik van kalorieë. peuselkos, en met sittende gedrag [125].

Ten spyte van sommige teenstrydighede tussen studies, ondersteun breinbeelddata ook die idee dat strukturele en funksionele veranderinge in breinstreke wat in die uitvoerende funksie betrokke is (insluitende inhibitiewe beheer) met hoë BMI in ander gesonde individue geassosieer kan word. Byvoorbeeld, 'n MRI-studie wat in ouer vroue gedoen is, met behulp van voxel-gebaseerde morfometrie, het 'n negatiewe korrelasie tussen BMI en grysstofvolumes (insluitend frontale streke) aangetref, wat in die OFC geassosieer was met verswakte uitvoerende funksie [126]. Met behulp van PET om breinglukosemetabolisme in gesonde kontroles te meet, het ons 'n negatiewe korrelasie gerapporteer tussen BMI en metaboliese aktiwiteit in DLPFC, OFC en ACC. In hierdie studie het die metaboliese aktiwiteit in prefrontale streke die prestasies van die proefpersone in toetse van uitvoerende funksies voorspel [98]. Net so het 'n kernmagnetiese resonansspektroskopiese studie in gesonde middeljarige ouderdom en ouer beheermaatreëls getoon dat BWI negatief geassosieer is met die vlakke van N-asetiel-aspartaat ('n merker van neuronale integriteit) in die voorste korteks en ACC [98, 127].

Breinbeeldstudies wat vetsugtige en maer individue vergelyk, het ook laer grys materiaaldigtheid in frontale streke (frontale operculum en middelfrontale gyrus) en in sentrale gyrus en putamen aangemeld. [128]. Nog 'n studie het geen verskille in grys materie volumes tussen vetsugtige en maer vakke gevind nie; Dit het egter 'n positiewe verband tussen wit materie volume in basale breinstrukture en middellyf tot heupverhoudings aangeteken, 'n tendens wat gedeeltelik omgekeer is deur dieet [129]. Interessant genoeg, is kortikale areas, soos die DPFC en OFC wat betrokke is by inhibitoriese beheer, ook in suksesvolle dieetstowwe geaktiveer in reaksie op maaltydverbruik [130], wat 'n potensiële teiken vir gedragshandeling in die behandeling van vetsug (en ook in verslawing) voorstel.

Die betrokkenheid van interceptiewe kringe

Neuroimaging studies het aan die lig gebring dat die middel-insula 'n kritieke rol speel in die cravings vir kos, kokaïen en sigarette [131-133]. Die belangrikheid van die insula is uitgelig deur 'n studie wat gerapporteer het dat rokers met skade aan hierdie streek (maar nie rokers wat ekstra-insulêre letsels gely het nie) in staat was om op te hou om maklik te rook en sonder teistering of terugval te ervaar [134]. Die insula, veral sy meer anterior streke, is wederkerig verbind aan verskeie limbiese streke (bv. Ventromediale prefrontale korteks, amygdala en ventrale striatum) en blyk 'n interceptiewe funksie te hê, wat die outonome en viscerale inligting met emosie en motivering integreer en sodoende bewuste bewustheid van hierdie aansprake [135]. Inderdaad, breinskade studies dui daarop dat die ventromediale PFC en insula noodsaaklike komponente van die verspreide stroombane is wat emosionele besluitneming ondersteun [136]. In ooreenstemming met hierdie hipotese toon baie beeldstudies differensiële aktivering van die insula tydens drang [135]. Gevolglik is die reaktiwiteit van hierdie breingebied voorgestel om as 'n biomerker te dien om terugval te help voorspel [137].

Die insula is ook 'n primêre gustatoriese area, wat deelneem aan baie aspekte van eetgedrag, soos smaak. Daarbenewens verskaf die rostral-insula (gekoppel aan primêre smaak korteks) inligting aan die OFC wat sy multimodale voorstelling beïnvloed van die aangename of beloningswaarde van inkomende kos [138]. Vanweë die betrokkenheid van die insula in die interceptiewe sin van die liggaam, by emosionele bewustheid [139] en in motivering en emosie [138], 'n bydrae van insulêre inkorting in vetsug moet nie verbasend wees nie. En inderdaad, gastriese distensie lei tot aktivering van die posterior insula, in ooreenstemming met sy rol in die bewustheid van liggaamstoestande (in hierdie geval van volheid) [140]. Verder, in maer, maar nie in vetsugtige vakke nie, het gastriese distensie gelei tot aktivering van die amygdala en deaktivering van die anterior insula [141]. Die gebrek aan amygdalêre respons in vetsugtige vakke kan weerspieël 'n gestampte interceptiewe bewustheid van liggaamlike toestande wat verband hou met versadiging (vol maag). Alhoewel die modulasie van insulêre aktiwiteit deur DA swak ondersoek is, word erken dat DA betrokke is by die reaksies op proe van smaaklike kosse wat deur die insula bemiddel word. [142]. Menslike beeldingstudies het getoon dat smaaklike smaaklike kosse die insula- en middelbreinareas geaktiveer het [143, 144]. DA sein kan ook nodig wees om die kalorie-inhoud van voedsel te bepaal. Byvoorbeeld, wanneer normale gewig-vroue 'n versoeter met kalorieë (sukrose) geproe het, het beide die insula- en dopaminerge middelbreinareas geaktiveer, terwyl proe van 'n kalorie-vrye versoeter (sukralose) slegs die insula geaktiveer het. [144]. Vetsugtige vakke vertoon groter insulêre aktivering as normale beheermaatreëls wanneer 'n vloeibare ete wat uit suiker en vet bestaan, proe [143]. In teenstelling hiermee, wanneer prokrose suikrose produseer, het vakke wat herstel het van anorexia nervosa minder insulêre aktivering en geen verband met gevoelens van aangename waarnemings soos in kontroles waargeneem nie. [145]. Verder, 'n onlangse fMRI studie wat vergelyk brein reaksies op herhaalde aanbiedings van lekker en blat kos foto's in morbide vetsugtige vs nie-vetsugtige individue [146] funksionele veranderinge gevind in die responsiwiteit en interkonneksiwiteit onder sleutelstreke van die beloningskring wat die oorskotbaarheid van voedselwyses by vetsugtige individue kan verduidelik. Die waargenome veranderings dui op oormatige insette van die amygdala en insula; Dit kan op sy beurt oordrewe stimulus-respons-leer en aansporingsmotivering tot voedselwyses in die dorsale caudaat-kern veroorsaak. Dit kan oorweldigend word in die lig van swak inhibitiewe beheer deur frontokortikale streke.

Die stroombaan van afkeer en stresreaktiwiteit

Soos voorheen genoem, lei opleiding (kondisionering) op 'n leidraad wat beloning voorspel, aan dat dopaminerge selle geskiet word in reaksie op beloningvoorspelling, en nie op die beloning self nie. Aan die ander kant, en in ooreenstemming met hierdie logika, is daar waargeneem dat dopaminerge selle sal brand minder as normaal indien die verwagte beloning versuim om te materialiseer [147]. Kumulatiewe bewyse [148-151] wys op die habenula as een van die streke wat die afname in dopaminergiese selle in VTA beheer wat die gevolg is van die versuim om 'n verwagte beloning te ontvang [152]. Dus, 'n verhoogde sensitiwiteit van die habenula, as gevolg van chroniese dwelm blootstelling, kan 'n groter reaktiwiteit vir dwelmtekens onderlê wanneer dit nie gevolg word deur die gebruik van die dwelm of wanneer die geneesmiddel-effekte nie die verwagte beloninguitkoms bereik nie. Inderdaad, die aktivering van die habenula, in diermodelle van kokaïenverslawing, is geassosieer met terugval na dwelmopname [153, 154]. In die geval van nikotien, blyk dit dat α5 nikotiniese reseptore in die habenula die afkeerlike antwoorde op groot dosisse nikotien moduleer. [155], en α5 en α2 reseptore om nikotien-onttrekking te moduleer [156]. Vanweë die teenoorgestelde reaksie van die habenula op die van DA-neurone met blootstelling aan beloning (deaktivering teen aktivering) en die aktivering daarvan met blootstelling aan aversiewe stimuli, verwys ons hier na die sein van die habenula as 'n 'antireward'-inset.

Die habenula blyk 'n soortgelyke rol te speel met betrekking tot voedselbeloning. 'N Hoogs smaaklike voedsel dieet kan vetsug in rotte veroorsaak, met die gewigstoename wat verband hou met toenames in μ-opioïede peptiedbinding in die basolaterale en basomediale amygdala. Interessant genoeg het die mediale habenula aansienlik hoër μ-opioïede peptiedbinding (by ongeveer 40%) getoon na blootstelling aan die smaklike kos in die rotte wat gewig gekry het (diegene wat meer kos verbruik het), maar nie in diegene wat nie [157]. Dit dui daarop dat die habenula betrokke kan wees by oormatige eet wanneer daar spysbare kos beskikbaar is. Verder, neurone in die rostromediale tegmentale kern, wat 'n belangrike inset van die laterale habenula ontvang, projekteer na VTA DA neurone en word geaktiveer na voedsel ontneming. [158]. Hierdie bevindinge is in ooreenstemming met 'n rol vir die habenula (beide mediale en laterale) om bemiddelende antwoorde op aversive stimuli of tot ontberingsstatus, soos tydens dieet of dwelmontrekking.

Die betrokkenheid van die habenula as 'n antirewante hub binne emosionele netwerke is in ooreenstemming met vorige teoretiese modelle van verslawing wat gepostuleer het dat sensitiewe stresreaktiwiteit en negatiewe bui (gemedieer deur verhoogde sensitiwiteit van die amygdala en verhoogde sein alhoewel die kortikotrofien-vrystelling faktor) dwelm inname dryf in verslawing [159]. Soortgelyke antirewante reaksies (insluitende verhoogde stresreaktiwiteit, negatiewe bui en ongemak) kan ook bydra tot oormatige voedselverbruik in vetsug en die hoë geneigdheid om terug te val wanneer dieet na blootstelling aan 'n stresvolle of frustrerende gebeurtenis.

Ter afsluiting

Die vermoë om die drang te weerstaan ​​om 'n dwelm te gebruik of om verby die punt van versadiging te eet, vereis die behoorlike funksionering van neuronale bane wat by top-down beheer betrokke is om die gekondisioneerde response te weerstaan ​​wat die begeerte om die kos / dwelm in te neem, teenwerk. Of sekere tipes vetsug gedefinieer moet word as gedragsverslawing [160], daar is verskeie identifiseerbare stroombane in die brein [2], wie se disfunksies werklike en klinies betekenisvolle parallelle tussen die twee afwykings ontbloot. Die prentjie wat na vore kom, is dat vetsug, soortgelyk aan dwelmverslawing [226], blyk te wyte aan ongebalanseerde prosessering in 'n verskeidenheid streke wat betrokke is by beloning / versadiging, motivering / ry, emosie / stresreaktiwiteit, geheue / kondisionering, uitvoerende funksie / selfbeheersing en interoepsie, benewens moontlike wanbalanse in die homeostatiese regulering van voedselinname.

Die data wat tot dusver opgehoop is, dui daarop dat dit die verskil is tussen die verwagting vir die dwelm- / voedsel-effekte (gekondisioneerde reaksies) en die gestremde beloning-ervaring wat dwelmopname / voedsel-oorverbruiksgedrag onderhou in 'n poging om die verwagte beloning te bereik. Ook, indien getoets tydens vroeë of uitgerekte periodes van onthouding / dieet, verslaafde / vetsugtige vakke, toon laer D2R in striatum (insluitende NAc), wat geassosieer word met afname in basislynaktiwiteit in frontale breinstreke wat betrokke is by salience-toeskrywing (OFC) en inhibitiewe beheer (ACC en DLPFC), waarvan die ontwrigting kompulsiwiteit en impulsiwiteit tot gevolg het. Laastens het bewyse ook die rol van interceptiewe en aversiewe kringe in die sistemiese wanbalanse wat lei tot die kompulsiewe inname van dwelms of voedsel, opgevolg. As gevolg van opeenvolgende ontwrigtings in hierdie kringe, kan individue (i) 'n verhoogde motiveringswaarde van die geneesmiddel / voedsel (sekondêr tot geleerde assosiasies deur kondisionering en gewoontes) ervaar ten koste van ander versterkers (sekondêr tot verminderde sensitiwiteit van die beloningskring ), (ii) 'n verswakte vermoë om die doelbewuste (doelgerigte) aksies te aktiveer wat veroorsaak word deur die sterk begeerte om die dwelm / voedsel te neem (sekondêr vir verswakte uitvoerende funksie) wat tot kompulsiewe medisyne / voedselopname lei en (iii) verbeterde stres en 'antirewante reaktiwiteit' wat impulsiewe dwelmopname tot gevolg het om die afgryslike toestand te ontsnap.

Die baie meganistiese en gedragsparale wat tussen verslawing en vetsug geïdentifiseer word, dui op die waarde van veelvuldige parallelle terapeutiese benaderings vir albei hierdie afwykings. Sulke benaderings moet poog om die versterkende eienskappe van dwelm / voedsel te verminder, die bevredigende eienskappe van alternatiewe versterkers te herstel, gekondisioneerde geleerde assosiasies te inhibeer, motivering vir nie-geneesmiddel- en voedselverwante aktiwiteite te bevorder, stresreaktiwiteit te verminder, stemming te verbeter en versterk algemene-selfbeheersing.

Konflik van belangstelling

Geen konflik van belangstelling nie.

Verwysings