Voedingstowwe. 2014 Nov; 6 (11): 5153-5183.
Gepubliseer aanlyn 2014 Nov 18. doi: 10.3390 / nu6115153
PMCID: PMC4245585
Yi Zhang,1,2,* Ju Liu,1 Jianliang Yao,1 Gang Ji,3 Lang Qian,4 Jing Wang,1 Guansheng Zhang,1 Jie Tian,1 Yongzhan Nie,3 Yi Edi. Zhang,2,5 Mark S. Gold,2 en Yijun Liu2,4,6,*
Abstract
Vetsug bied 'n groot gesondheidsgevaar van die 21ste eeu. Dit bevorder mede-morbiede siektes soos hartsiektes, tipe 2-diabetes, obstruktiewe slaapapnee, sekere soorte kanker, en osteoartritis. Oormatige energie-inname, fisiese onaktiwiteit en genetiese vatbaarheid is hoofoorsakende faktore vir vetsug, terwyl gene mutasies, endokriene versteurings, medikasie of psigiatriese siektes in sommige gevalle onderliggende oorsake kan wees. Die ontwikkeling en instandhouding van vetsug kan sentrale patofisiologiese meganismes insluit, soos gestremde breinbaanregulering en neuroendokriene hormoon disfunksie. Dieet en fisiese oefening bied die hoofpunte van vetsug behandeling, en anti-vetsug dwelms kan saam geneem word om eetlus of vetabsorpsie te verminder. Bariatriese operasies kan uitgevoer word in oormatig vetsugtige pasiënte om maagvolume en nutriëntabsorpsie te verminder en vinniger versadiging te veroorsaak. Hierdie resensie bied 'n opsomming van literatuur oor die patofisiologiese studies van obesiteit en bespreek relevante terapeutiese strategieë vir die bestuur van vetsug.
1. Inleiding
Vetsug is 'n ernstige wêreldwye epidemie en vorm 'n beduidende gesondheidsgevaar vir die mens. Die voorkoms van vetsug verhoog nie net by volwassenes nie, maar ook by kinders en adolessente [1]. Vetsug word geassosieer met verhoogde risiko's vir aterosklerotiese serebrovaskulêre siekte, koronêre hartsiekte, kolorektale kanker, hiperlipidemie, hipertensie, galblaas siekte en diabetes mellitus, asook 'n hoër sterftesyfer [2]. Dit plaas 'n merkwaardige las op maatskaplike gesondheidsuitgawes [3]. Oorsake van vetsug is menigte, en die etiologie is nie bekend nie. Vetsug is ten minste gedeeltelik toeskryfbaar aan oor-verbruik van kalorie-digte kosse en fisiese onaktiwiteit [1,2,4]. Ander faktore soos persoonlikheidseienskappe, depressie, newe-effekte van farmaseutiese middels, voedselverslawing of genetiese aanleg kan ook bydra.
Hierdie artikel bied 'n breë oorsig van die literatuur oor vetsug vanuit verskeie perspektiewe, insluitend epidemiologiese ondersoek, voedselverslawing, endokriene en neuroimaging studies op breinbane wat verband hou met eet en vetsug. Dit bied die huidige betwyfel van voedselverslawing in vetsug aan en hoop om meer besprekings en navorsingspogings te genereer om hierdie idee te bevestig. Die resensie bied ook 'n gedetailleerde opdatering oor baie van die mees onlangse neuroimaging ondersoeke op sekere kritiese neurale stroombane wat by eetlus en verslawing beheer betrokke is. Hierdie opdatering sal help om lesers 'n beter begrip van die CNS-regulering van eetgedrag en vetsug te verkry, en die oorvleuelende neuropatofisiologiese basisse vir verslawing en vetsug. Laaste maar nie die minste, die einde gedeelte van die vraestel som die relevante terapeutiese benaderings vir die hantering van vetsug op en stel opwindende nuwe behandelingstrategieë bekend.
2. Epidemiologiese Studies
Die voorkoms van vetsug het oor die afgelope 30-jare in die meeste Westerse lande gegroei [5]. Die Verenigde State en die Verenigde Koninkryk het sedert die 1980s groot toenames gesien, terwyl baie ander Europese lande kleiner stygings gerapporteer het [3]. Die WGO beraam dat ongeveer 1.5 miljard volwassenes oor die ouderdom van 20 jaar oud oorgewig was, en 200 miljoen mans en 300 miljoen vroue was vetsugtig in 2008 [6]. Die WGO projekteer ook dat ongeveer 2.3 miljard volwassenes oorgewig sal wees en meer as 700 miljoen vetsugtig teen die jaar 2015 [6]. Die statistieke in kinders toon 'n ontstellende opwaartse neiging. In 2003 was 17.1% van kinders en adolessente oorgewig, en 32.2% van volwassenes was oorgewig in die Verenigde State alleen [2,7]. Daar word beraam dat 86.3% van Amerikaners oorgewig of vetsugtig kan wees deur 2030 [8]. Wêreldwyd was byna 43 miljoen kinders onder die ouderdom van vyf jaar oorgewig in 2010 [9]. Die vetsug verskynsel trek ook aandag in ontwikkelende lande [6]. Die Chinese regering het onthul dat die totale vetsugtige bevolking meer as 90 miljoen was en die oorgewig meer as 200 miljoen in 2008. Hierdie getal kan styg tot meer as 200 miljoen vetsugtig en 650 miljoen oorgewig in die volgende 10 jaar [3].
Vetsug veroorsaak en vererger medies-morbiede siektes, verlaag lewenskwaliteit en verhoog die risiko van dood. Byvoorbeeld, oor 111,000 sterftes elke jaar in die Verenigde State is vetsugverwante [10]. Epidemiologiese studies dui aan dat vetsug bydra tot die hoër voorkoms van en / of die dood van kankers van die dikderm, bors (in postmenopousale vroue), endometrium, nier (renale sel), esofagus (adenokarcinoom), maagkardium, pankreas, galblaas en lewer , en moontlik ander tipes. Ongeveer 15% -20% van alle kankersterftes in die VSA is gekoppel aan oorgewig en vetsug [11]. Adams et al. [12] ondersoek die risiko van dood in 'n voornemende kohort van meer as 500,000 Amerikaanse mans en vroue met 'n 10-jaar-opvolg. Onder pasiënte wat nog nooit gerook het nie, is die risiko van dood met 20% -40% in die oorgewig en deur twee tot drie keer in die oorgewig vergeleke met die normale gewigsvakke [12].
Onder talle faktore wat vetsug beïnvloed, is die oormaat van kalorie-digte kosse een van die belangrikste skuldiges. Tans, in ontwikkelde lande en ontwikkelende lande, is die voedselbedryf nogal suksesvol in die massaproduksie en bemarking van kalorie-digte kosse [13]. Sulke kosse word geredelik beskikbaar in kruidenierswinkels, winkels, skole, restaurante en huise [14]. Daar was 'n toename van 42% per capita in die verbruik van bygevoegde vette en 'n 162% toename vir kaas in die Verenigde State van 1970 tot 2000. In teenstelling, verbruik van vrugte en groente het slegs toegeneem met 20% [15]. Hoë-kalorie kosse bied motiverende en beloningskaarte wat waarskynlik oorverbruik veroorsaak [16]. Breinbeeldstudies demonstreer hiperaktivering in die gustatoriese korteks (insula / frontale operculum) en mondelinge somatosensoriese streke (parietale en rolandiese operculum) in die vetsugtig relatief tot normale gewigsvakke in reaksie op verwagte inname en verbruik van smaaklike kosse en hipoaktivering in die dorsale striatum en verminderde striatale D2 dopamienreseptiedigtheid in reaksie op verbruik van smaaklike kosse [17]. Hierdie bevindinge [17] het 'n verband getoon tussen abnormaliteite in voedselbeloning en 'n verhoogde risiko vir toekomstige gewigstoename, wat groter gewigstoename vir deelnemers in 'n ongesonde voedselomgewing aandui [4].
3. Binge Eating and Food Addiction
3.1. Binge Eating
Versteurde eetgewoontes en ongesonde gewigsbeheerpraktyke is wydverspreid onder adolessente, wat hulle in gevaar stel vir 'n eetversteuring. Eetversteurings word geassosieer met 'n chroniese kursus, hoë herhalende dosisse, en talle mediese en sielkundige comorbiditeite. Daarom word die behoefte aan vroeë identifisering en voorkoming van eetversteurings 'n belangrike kwessie wat meer aandag van primêre sorg benodig [18,19].
Binge-eating disorder (BED) is die mees algemene eetversteuring by volwassenes. Die wanorde beïnvloed 'n individu se emosionele en fisiese gesondheid en is 'n belangrike openbare gesondheidsprobleem [20,21]. Omtrent 2.0% van mans en 3.5% van vroue dra hierdie siekte lewenslange statistiek hoër as vir die algemeen erkende eetversteurings anorexia nervosa en bulimia nervosa [20]. BED word gekenmerk deur binge-eet sonder daaropvolgende suiwering-episodes en 'n assosiasie met die ontwikkeling van ernstige vetsug [22]. Mense wat vetsugtig is en BED het, het dikwels op 'n vroeë ouderdom oorgewig geraak as dié sonder die wanorde [23]. Hulle kan ook meer gewig verloor of gewig kry, of wees hipervigant om gewig te kry [23]. Binging episodes sluit gewoonlik kos wat hoog is in vet, suiker en / of sout, maar lae vitamiene en minerale, en swak voeding is algemeen by mense met BED [21,23]. Individue is dikwels ontsteld oor hul eetgewoontes en kan depressief raak. Vetsugtige individue met BED is in gevaar vir algemene comorbiditeite wat verband hou met vetsug, soos tipe 2 diabetes mellitus, kardiovaskulêre siekte (dws, hoë bloeddruk en hartsiektes), gastro-intestinale probleme (bv. galblaas siekte), hoë cholesterolvlakke, muskuloskeletale probleme en obstruktiewe slaapapnee [20,21]. Hulle het dikwels 'n laer algehele lewensgehalte en ervaar gewoonlik sosiale probleme [21]. Die meeste mense met binge eetstoornis het dit self probeer beheer, maar misluk vir 'n lang tydperk.
3.2. Voedselverslawing
BED uitstallings eienskappe tipies gesien met verslawende gedrag (bv. Verminderde beheer en voortgesette gebruik van stowwe ten spyte van negatiewe gevolge). Bewyse word opgehoop ter ondersteuning van verslawingskonseptualisasies van problematiese eetgewoontes [24]. Diere modelle dui op 'n verhouding tussen binge-eet en verslawing-agtige voedselverbruik. Ratte wat voedsel bevat wat ryk is aan hoogs smaaklike of verwerkte bestanddele (bv. Suiker en vet), toon gedragsaanwysers van binge-eet, soos om verhoogde hoeveelhede kos in kort tydperke te gebruik en hoogs verwerkte kosse te soek, ongeag negatiewe gevolge.dws., elektriese voet skokke) [25,26]. Behalwe gedragsveranderinge, toon die rotte ook neurale veranderinge wat betrokke is by dwelmverslawing, soos verminderde dopamien D2-reseptor beskikbaarheid [26]. Hierdie data dui daarop dat BED een manifestasie van voedselverslawing kan wees [24].
Of vetsug ook voedselverslawing in sommige vetsugtige mense behels, is nog steeds betwisbaar. Groeiende data bevoordeel die idee dat oortollige voedselinname verslawende gedrag kan dryf [27]. Sekere verslawende gedrag, soos mislukte pogings om voedselinname te verminder of voortgesette voeding ten spyte van negatiewe uitval, manifesteer in ontsteld eetpatrone [27]. Die brein blyk ook te reageer op hoogs smaaklike kosse in sommige soortgelyke modes soos dit met verslawende middels [28]. Die huidige hipotese is dat sekere kosse of bestanddele wat by voedsel gevoeg word, die verslawende proses in vatbare mense kan veroorsaak [29]. Die verslawende proses word min of meer beskou as 'n chroniese herhalende probleem wat afhanklik is van faktore wat op soek na kos of voedselverwante stowwe verhef en die toestand van plesier, emosie en motivering verhoog [30,31,32,33,34].
Die Yale Rudd-sentrum vir voedselbeleid en vetsug, 'n nie-winsgewende navorsing en openbare beleidsorganisasie, het in 2007 opvallende ooreenkomste in die gebruiks- en onttrekkingspatrone van suiker en klassieke misbruikmiddels, asook wederkerige korrelasies tussen voedselinname en dwelmmisbruik gerapporteer. (bv. mense is geneig om gewig te kry wanneer hulle ophou rook of drink). Dit laat die moontlikheid dat smaaklike kosse en klassieke verslawende middels kan meeding vir soortgelyke neurofisiologiese paaie [35,36]. Die Rudd-sentrum het gehelp om die Yale Food Addiction Scale (YFAS) te skep, wat ontwerp is om tekens van verslawing uit te wys wat na sekere soorte kos met hoë vet en suikerinhoud verwys word [37,38]. Gearhardt en haar kollega [39] het onlangs breinaktivering na voedselaanwysings ondersoek by pasiënte met verskillende tellings op die voedselverslawingskaal. Die pasiënte is óf aangedui vir die naderende aflewering van 'n sjokolade-milkshake of 'n smaaklose beheersoplossing, of 'n sjokolade-milkshake of 'n smaaklose oplossing gegee [39]. Die resultate het 'n verband getoon tussen hoër voedselverslawingstellings en verhoogde aktivering van breinstreke wat kodering motiveer in reaksie op voedselwyses, soos die amygdala (AMY), anterior cingulêre korteks (ACC) en orbitofrontale korteks (OFC). Daar is tot die gevolgtrekking gekom dat verslawende individue meer geneig is om te reageer op substans leidrade, en dat die afwagting van 'n beloning wanneer 'n leidraad opgemerk word, kan bydra tot kompulsiewe eetgewoontes [39]. In die algemeen is voedselverslawing nie goed gedefinieer nie en kan dit verband hou met substansgebruiksversteurings [40] en eetversteurings. Dit is opmerklik dat die DSM-5 hersienings voorgestel het wat binge-eetstoornis erken [41] as 'n vrystaande diagnose en die naam van die kategorie eetstoornisse as eet- en voedingsafwykings.
3.3. Prader-Willi Sindroom (PWS)
Prader-Willi-sindroom (PWS) is 'n genetiese imprintingsversteuring wat lei tot diepgaande hiperfagie en vroeë kinderjare aanvangs vetsug [42]. PWS pasiënte vertoon baie verslawende eetgewoontes [43]. Neuroimaging studies in hierdie natuurlik voorkomende menslike eetversteuringsmodel kan neurofisiologiese meganismes oor voedselverslawing of verlies aan beheer van eet in die algemeen ontbloot. Een kenmerk van die siekte is 'n merkwaardige obsessiewe ry om nie net kos, maar ook neutrale nie-voedsel voorwerpe te ooreet. Oormatige en patologiese versterking wat deur die ingediende items self geproduseer word, kan bydra tot hierdie verskynsel [42,43,44,45,46,47,48,49,50]. Funksionele neuroimaging studies het die abnormaliteite van eetverwante neurale kringe ondersoek deur visuele leidrade in PWS-pasiënte te gebruik [44]. In reaksie op visuele hoë- teenoor lae-kalorie-voedselstimulasie na glukose-toediening het die PWS-pasiënte 'n vertraagde seinverlaging in die hipotalamus (HPAL), insula, ventromediale prefrontale korteks (VMPFC) en nucleus accumbens (NAc) vertoon [44], maar hiperaktiwiteit in limbiese en paralimbiese streke soos die AMY wat eetgedrag dryf en in streke soos die mediale prefrontale korteks (MPFC) wat voedselinname onderdruk [47,51]. Verhoogde aktivering in die HPAL, OFC [46,51,52], VMPFC [49], bilaterale middel frontale, regter inferior frontale, links superior frontale, en bilaterale ACC gebiede is ook waargeneem [48,52,53]. Ons groep het 'n rustende toestand fMRI-studie (RS-fMRI) gekombineer met funksionele konneksie (FC) -analise uitgevoer en die veranderinge van FC-sterkte onder die breinstreke in die verstekmodusnetwerk, kernnetwerk, sensoriese netwerk en prefrontale korteksnetwerk geïdentifiseer. , onderskeidelik [53]. Ons het onlangs RS-fMRI en Granger-oorsaaklikheidsanalise-tegnieke gebruik om die interaktiewe oorsaaklike invloede onder sleutel neurale bane onderliggende ooreet in PWS te ondersoek. Ons data het aansienlike verbeterde oorsaaklike invloede van die AMY tot die HPAL en van beide die MPFC en ACC tot die AMY onthul. Samevattend is PWS die uiterste einde van menslike gevalle van vetsug en onbeheerbare eetgedrag. Ondersoek na die neurofisiologiese onderbou van PWS en sy assosiasie met substansafhanklikheid kan beter begrip van eetlusbeheer en voedselverslawing help [39,43].
4. Hormone en Gut Peptides
Baie perifere hormone neem deel aan sentrale senuweestelsel (CNS) beheer van eetlus en voedselinname, voedselbeloning of verslawing. Beide smaaklike kosse en dwelms is in staat om die mesolimbiese dopamien (DA) beloningstelsel te aktiveer wat noodsaaklik is vir verslawing regulering by mense en diere [43,54,55,56,57,58]. Honger- en versadigingsseine van vetweefsel (leptien), die pankreas (insulien) en die spysverteringskanaal (cholecystokinin (CCK), glukagonagtige peptied-l (GLP-1), peptied YY3-36 (PYY3-36) ghrelin) is betrokke by die heruitreiking van inligting oor die energiestatus deur die neurale hormonale dermbrein-as wat hoofsaaklik op die hipotalamus (HPAL) en breinstam fokus [58], en kan direk of indirek met die middelbrein-DA-paaie inwerk om 'n impak te voer [59,60,61].
4.1. leptien
'N Anorexigeniese hormoon gesintetiseer uit vetweefsel, leptien reguleer lipiedmetabolisme deur lipolise te stimuleer en lipogenese te inhibeer [62]. Leptien kruis die bloedbreinversperring via 'n versadigende vervoersisteem en kommunikeer die perifere metaboliese status (energieopslag) na die hipotalamiese regulatoriese sentrums [63]. Eenmaal gebind aan die sentrale reseptor, reageer leptien appetietstimulerende neuropeptiede (bv. NPY, AgRP), terwyl die up-regulering van anorexigeniese alfa-melanosietstimulerende hormoon, kokaïen- en amfetamienreguleerde transkripsie en kortikotropien-vrystelling hormoon [63]. Genetiese afwykings in leptien- en leptienreseptore lei tot ernstige vetsugtigheid by kinders vroeg in die begin [64]. Leptienkonsentrasie in die bloed word verhoog in vetsug, wat 'n leptienweerstand bevorder wat die verhoogde leptien nutteloos maak om eetlus en vetsug te beperk. Die teenwoordigheid van leptienweerstand kan 'n gedeeltelike verduideliking bied vir ernstige hipofagie in PWS-pasiënte wie se serumleptienvlakke redelik hoog is [64]. Mense in die proses om verslaaf te raak aan voedsel kan ook leptienweerstand hê, wat kan lei tot ooreising [65]. Leptien invloed op verslawende en nie-verslawende eetgedrag kan gedeeltelik bemiddel word deur die regulering van die mesolimbiese en / of nigrostriatale DA-paaie. Soos een fMRI-studie gedemonstreer het, het aangevulde leptien verminderde voedselbeloning en verhoogde versadiging tydens voedselverbruik deur die modulering van neuronale aktiwiteit in die striatum in leptien-gebrek aan menslike vakke [66]. Leptien monoterapie was egter nie suksesvol in die vermindering van voedselinname en gewigstoename in vetsugtige mense soos oorspronklik gehoop nie, moontlik as gevolg van voorafgaande leptienweerstand in vetsug [67]. Aan die ander kant kan 'n lae dosis leptienaanvulling nuttig wees vir die tempering van die beloningswaarde van kos [68] en help om gewig te behou.
4.2. insulien
Insulien is 'n pankreas hormoon wat noodsaaklik is vir die instandhouding van glukose homeostase. Insulienvlakke styg na 'n maaltyd om bloedglukose in die gaten te hou. Die oortollige glukose word omgeskakel en in die lewer en spiere gestoor as glykogeen, en as vet in vetweefsel. Insulien konsentrasies wissel met adiposity, en die hoeveelheid viscerale vet is negatief gekorreleer met insulien sensitiwiteit [69]. Vaste en postprandiale insulien is hoër in vetsugtig as in maer individue [70]. Insulien kan die bloedbreinversperring binnedring en bind aan reseptore in die geboë kerne van die hipotalamus om voedselinname te verminder [71]. Sentrale insulienweerstand kan voorkom in vetsug, soortgelyk aan die sentrale leptienweerstand wat vermoedelik gevolglik is vir hoë vetverbruik of vetsugontwikkeling [72,73]. 'N Positiewe-emissie-tomografie (PET) studie het insulienweerstand in die striatum- en insula-areas van die brein geïdentifiseer en het voorgestel dat so 'n weerstand dalk hoër breinsinsulienvlakke benodig om die beloning en die interceptiewe sensasies van eet te ervaar [74]. Soos leptien, is insulien in staat om die DA-pad en die gepaardgaande eetgedrag te modulerende. Leptien- en insulienweerstand in die brein DA-paaie kan lei tot 'n verhoogde inname van smaaklike voedsel in vergelyking met leptien- en insulien-sensitiewe toestande ten einde 'n voldoende beloningsreaksie te genereer [75].
Die wisselwerking tussen die sentrale en perifere hormonale seinweë is kompleks. Byvoorbeeld, ghrelin stimuleer dopaminerge beloningspaaie, terwyl leptien en insulien hierdie stroombane inhibeer. Daarbenewens ontvang seinstroombane in beide die HPLA en die LNR afferente perifere sensoriese seine en projekteer en herlei die inligting na ander streke van die brein, insluitende die middelbrein dopaminerge beloning sentrum [31].
4.3. ghrelin
Hoofsaaklik deur die maag afgeskei, is ghrelin 'n orexigeniese peptied wat op hipotalamiese neurone wat ghrelienreseptore bevat, uitoefen om sentrale metaboliese effekte uit te oefen [76]. Ghrelin verhoog voedselinname by mense deur beide perifere en sentrale meganismes waarby wisselwerking tussen die maag, die HPAL en die hipofise betrokke is [77,78]. Ghrelin blyk te wees 'n inisieerder van voeding met piek serum vlakke voor voedsel inname en verminderde vlakke daarna [79]. Ghrelin kan chronies die energie-ewewig beïnvloed, aangesien langdurige ghrelienadministrasie adiposity vergroot [77,80]. Serum ghrelienvlakke is laer in die vetsugtig relatief tot normale gewig individue en verhoog kenmerkend met vetsugreduksie, wat 'n negatiewe korrelasie met hoë BWI's toon [81,82]. Ghrelin aktiveer die breinstreke wat belangrik is vir hedoniese en aansporingsreaksies op voedselwyses [83]. Dit sluit in die aktivering van dopamienneurone in die VTA en verhoogde dopamienomset in die NAc van die ventrale striatum [84]. Die uitwerking op beloningverwerking in die mesolimbiese dopaminerge pad kan 'n integrale deel van ghrelin se orexigeniese aksie wees [83], ondersteun deur bewyse dat die blokkeer van ghrelienreseptore in die VTA verminder voedselinname [84].
4.4. Peptide JJ (PYY)
PYY is 'n kort, 36-aminosuurpeptied wat in die ileum en dikderm gemaak word in reaksie op voeding. Na voedsel inname word PYY vrygestel van die L-selle in die distale segment van die klein maag. Dit verminder die tempo van intestinale motiliteit en galblaas en maaglewering en verminder dus eetlus en verhoogde versadiging [85,86]. PYY tree op via die vagale afferente senuwees, die NTS in die breinstam, en die anorexinergiese siklus in die hipotalamus wat proopiomelanokortien (POMC) neurone insluit [87]. Vetsugtige mense skei minder PYY as nie-vetsugtige mense en het relatief laer vlakke van serum ghrelien [88]. So, PYY vervanging kan gebruik word om oorgewig en vetsug te behandel [88,89]. Trouens, kalorie-inname tydens 'n buffet middagete het twee ure aangebied nadat PYY-infusie met 30% in vetsugtige vakke afgeneem is (p <0.001) en 31% in maer proefpersone (p <0.001) [89]. Die mate van vermindering was nogal indrukwekkend in die vorige geval. Alhoewel vetsugtige persone aangetoon word om laer sirkulerende vlakke van PYY postprandiaal te hê, blyk dit ook dat hulle normale sensitiwiteit vir die anorektiese effek van PYY3-36 toon. Terselfdertyd kan vetsug die PYY sensitiwiteit probleem vooroordeel en die anorektiese effek van PYY kan dien as 'n terapeutiese meganisme vir die ontwikkeling van anti-obesitas dwelms [90].
4.5. Glukagon-Like Peptide 1 (GLP-1)
GLP-1 is 'n sleutelhormoon wat saam met PYY vrygestel word van die distale derms L-selle van die derm na 'n maaltyd. Dit word geskei in twee ewe sterk vorms, GLP-1 (7-37) en GLP-1 (7-36) [91]. GLP-1 funksioneer hoofsaaklik om glukose-afhanklike insulienafskeiding te stimuleer, ß-selgroei en oorlewing te bevorder, glukagon vrystelling te inhibeer en voedselinname te onderdruk [92]. Perifere toediening van GLP-1 verminder voedselinname en verhoog volheid in die mens, onder andere deur vertraagde maagaflewering en die bevordering van maagversterking [93]. Plasma vlakke van GLP-1 is hoër voor en na voedsel inname in maer in vergelyking met vetsugtige individue, terwyl laasgenoemde geassosieer word met 'n vinniger GLP-1 en 'n verswakte postprandiale vrystelling [94]. Beperkende bariatriese prosedures is 'n effektiewe middel om vetsug te verminder. Tans is data beperk ten opsigte van veranderinge in GLP-1 konsentrasies by vetsugtige pasiënte na operasies [95].
4.6. Cholecystokinin (CCK)
Cholecystokinin (CCK), 'n endogene peptiedhormoon teenwoordig in die ingewande en die brein, help beheer oor eetlus, ingewande gedrag en maagontlasting via beide perifere en sentrale meganismes. CCK beïnvloed ook fisiologiese prosesse wat verband hou met angs, seksuele gedrag, slaap-, geheue- en dermontsteking [95]. CCK verteenwoordig 'n versameling hormone wat gevarieer word deur die arbitrêre nommering van bepaalde aminosure (byvoorbeeld CCK 8 in die brein, en CCK 33 en CCK 36 in die ingewande). Hierdie verskillende hormone lyk nie baie verskil in fisiologiese funksies nie. CCK wat uit die ingewande ontstaan, word vinnig vrygestel van die duodenale en jejonganslemhak in reaksie op voedingstowwe se innamepieke by ongeveer 15-30 min postprandiaal en bly verhef tot 5 h [96]. Dit is 'n kragtige stimulator van pankreas spysverteringskanale en gal van die galblaas [63]. CCK vertraag gastriese leegmaak en bevorder intestinale motiliteit. As 'n neuropeptide aktiveer CCK reseptore op vagale afferente neurone wat versadigingseine na die dorsomediale hipotalamus oordra. Hierdie aksie onderdruk orexigeniese neuropeptide NPY en gee terugvoering om die etesgrootte en etensduur te verminder [97].
Samevattend is perifere hormonale seine wat vrygestel is van die GI-kanaal (ghrelin, PYY, GLP-1, en CCK), pankreas (insulien) en vetweefsel (leptien) 'n sleutelkomponent in die gutbrein-as-gemedieerde beheer van eetlus , energie uitgawes en vetsug. Terwyl leptien en insulien beskou kan word as meer langtermynreguleerders van energiebalans, is ghrelien, CCK, peptied YY en GLP-1 sensors wat verband hou met maaltydinisiasie en -beëindiging en beïnvloed dus eetlus en liggaamsgewig meer akuut. Hierdie hormone en peptiede verander eetlus en eetgedrag deur op hipotalamiese en breinstam kerne op te tree en miskien op die dopaminerge pad in die middellynbeloning sentrum; hulle het potensiaal as terapeutiese teikens vir anti-vetsug behandelings getoon.
5. Neuroimaging Studies
Neuroimaging is 'n algemene instrument om die neurologiese basis van eetlus en liggaamsgewigregulering by mense te ondersoek in terme van cue-geïnduceerde breinresponse en strukturele analises [98]. Neuroimaging studies word dikwels gebruik om veranderinge in breinreaksies te ondersoek na voedselinname en / of voedselwyses, dopamienfunksie en breinanatomie in vetsugtigheid relatief tot maer individue. Hiper- of hipo-aktivering in reaksie op voedselinname of voedselwyses in verskeie breinstreke wat beloon word (bv. Striatum, OFC en insula), emosie en geheue (bv. AMY en hippocampus (HIPP)), homeostatiese regulering van voedsel inname (bv. HPAL), sensoriese en motoriese verwerking (bv. insula en precentrale gyrus), en kognitiewe beheer en aandag (bv. prefrontale en cingulêre korteks) is gevind in vetsugtig teenoor normale gewig vakke [98].
5.1. Funksionele Neuroimaging
Deur breinreaksies te meet op prente van hoë-kalorie kosse (bv. Hamburgers), lae-kalorie kosse (bv. Groente), eetverwante eetgerei (bv. Lepels) en neutrale beelde (bv. Watervalle en velde), taak fMRI studies het groter breinaktivering tot hoë-kalorie-voedsel ontbloot teenoor neutrale beelde in die caudaat / putamen (beloning / motivering), anterior insula (smaak, onderskepping en emosie), HIPP (geheue) en pariëtale korteks (ruimtelike aandag) in vetsugtige vroulike vakke relatief tot dunne [99]. Daarbenewens vertoon die NAc, mediale en laterale OFC, AMY (emosie), HIPP en MPFC (motivering en uitvoerende funksie) en ACC (konflikmonitering / foutdeteksie, kognitiewe inhibisie en beloning-gebaseerde leer) ook verbeterde aktivering in reaksie op foto's van hoë-kalorie kosse teenoor nie-kosse en / of lae-kalorie kosfoto's [100]. Hierdie resultate verlig die verband tussen kortikale reaksies op voedselwyses en vetsug en verskaf belangrike insigte in die ontwikkeling en instandhouding van vetsug [101].
Disfunksionele voedselverwante breinaktiwiteit behels nie net die belonings- / motiveringareas nie, maar ook neurale stroombane wat in inhibitiewe beheer en in die limbiese area gepaard gaan. 'N PET-studie het gedaal verminderde afname in hipotalamiese, thalamiese en limbiese / paralimbiese aktiwiteit in vetsugtig (BMI ≥ 35) relatief tot maer (BMI ≤ 25) mans [101]. Soto-Montenegro et al. en Melega et al. [102,103] ondersoek veranderinge in brein glukose metabolisme na diep brein stimulasie (DBS) in die laterale hipotalamiese area (LHA) in 'n rotsmodel van vetsug deur gebruik te maak van PET-CT beelding. Hulle het gevind dat die gemiddelde voedselverbruik gedurende die eerste 15-dae laer was in DBS-behandelde diere as in nie-gestimuleerde diere. DBS het metabolisme in die mammillêre liggaam, subikulum-hippokampale gebied en AMY verhoog, terwyl 'n afname in metabolisme aangeteken is in die thalamus, caudate, temporale korteks en serebellum [102,104]. DBS het betekenisvolle veranderinge in breinstreke veroorsaak wat verband hou met die beheer van voedselinname en breinbeloning, vermoedelik deur die verswakte hippocampale funksionering wat in vetsugtige rotte voorkom, te verbeter. Die kleiner gewigstoename in die DBS-groep dui daarop dat hierdie tegniek beskou kan word as 'n opsie vir die behandeling van vetsug [102]. Beide PET en SPECT is gebruik om breinafwykings onder verskillende toestande te bestudeer [105,106,107,108,109,110,111].
Groter aktivering in die ventromediale, dorsomediale, anterolaterale en dorsolaterale PFC-gebiede (dlPFC; kognitiewe beheer) is gerapporteer na 'n voedingsvoltooi (50% van daaglikse Rustende Energie Uitgawes (REE) wat voorsien word), vloeibare maaltydadministrasie na 'n 36 h vinnig in 'n PET studeer [101], alhoewel verdere ontleding en insameling van addisionele data met behulp van 'n ander maaltydparadigma hierdie bevindings betwis het. Aan die ander kant, verminderde postprandiale aktivering in die dlPFC in vetsugtig (BMI ≥ 35) teenoor maer (BMI ≤ 25) volwassenes is konsekwent waargeneem in hierdie en ander studies [112]. 'N Studie van ouer volwassenes het 'n beduidende verband tussen hoër vlakke van abdominale vet / BWI en verminderde fMRI-aktivering tot sukrose in DA-verwante breinstreke ontdek en tussen hipo-beloning en vetsug by ouer volwassenes teenoor jong volwassenes [98]. Saamgestel, verminderde dopamienfunksie bied een aanneemlike verduideliking vir gewig en vetverlies by ouer volwassenes [113]. Die algemene implikasie van hierdie studies is dat vetsug konsekwent gekoppel is aan abnormale reaksies op visuele voedselwyses in 'n versteurde netwerk van breinstreke wat in beloning / motivering en emosie / geheuebeheer aangedui word. Oorgewig in vetsugtige individue kan verband hou met 'n kombinasie van trae homeostatiese response tot versadiging in die hipotalamus, en 'n vermindering in DA-padaktiwiteite en inhibitiewe respons in die dlPFC [98].
Ten spyte van die vordering in ons begrip van die neuro-stroombaanbeheer van ooreet en vetsug, bly dit onbekend of die tekorte in die beheermeganismes eintlik voorafgaan of volg ooreet of vetsug. Langdurige neuroimaging studies in knaagdier modelle van verwerf dieet-geïnduseerde vetsug (dws, vergelykende beeldresultate voor, gedurende en na die ontwikkeling van dieet-vetsug en / of die volgende kalorie-beperking na vetsug-vestiging) en in vetsugtige mense voor en na bariatriese chirurgie, wat suksesvol verminder eet en vetsug verminder, kan belangrike insigte verskaf in 'n oorsaaklike of gevolglike verband tussen ooreet (of vetsug) en disfunksionele neurale stroombaanregulering.
5.2. Strukturele Imaging
Onlangse bewyse dui op breinanatomiese strukturele veranderinge in verband met vetsugontwikkeling [114]. Byvoorbeeld, morfometriese analise van MRI het 'n verband getoon tussen groter liggaamsgewig en laer totale breinvolume by mense [115]. In die besonder, hoë BMI resultate in verminderde grys materie (GM) volumes in die frontale korteks, insluitend OFC, regter inferior en middel voorste korteks, en word negatief gekorreleer met frontale GM volumes [116,117,118] en 'n groter regter posterior streek wat die parahippocampal (PHIPP), fusiform en lingual gyri [114]. Een studie met 1428 volwassenes het ook 'n negatiewe korrelasie waargeneem in mans tussen BMI en algemene GM volume, sowel as in bilaterale mediale temporale lobbe, oksipitale lobbe, precuneus, putamen, postcentrale gyrus, middelbrein en anterior lobbe van die serebellum [116,118]. 'N Afsonderlike studie van kognitiewe normale bejaarde vakke wat oorgewig was (77 ± 3 jaar), oorgewig (77 ± 3 jaar) of maer (76 ± 4 jaar) het verminderde volume in die thalamus (sensoriese aflos en motorregulering), HIPP, ACC, en frontale korteks [119]. Hierdie gerapporteerde breinstruktuurveranderings was gebaseer op die deursnee-data by volwassenes, maar dit bly onduidelik of die veranderinge vetsug voorafgaan of volg. Nietemin kan die volumevermindering in areas wat met beloning en beheer geassosieer word, gevolglik wees vir gestremde funksionele aktivering in verhouding tot vetsug en kan help om die fenotipiese ooreet in vetsug te verduidelik. Verminderde volume in strukture soos die HIPP kan onder meer die hoër dosisse van demensie onderlê [120,121] en kognitiewe agteruitgang [122] by vetsugtige individue. Slaapapnee [123], verhoogde afskeiding van adipociet hormone soos leptien [124], of vrystelling van pro-inflammatoriese faktore as gevolg van hoë vet verbruik kan fisiologiese faktore wees wat die veranderinge in die brein bemiddel [125]. Hierdie bevindinge impliseer dat hedoniese herinneringe van die eet van sekere kosse krities belangrik kan wees in die regulering van voeding [98,126]. Purnell et al. [127] het bevind dat hiperfagie en vetsug verband hou met skade aan die hipotalamus by mense. Trouens, 'n vroulike pasiënt in hierdie studie met 'n breinstam cavernoom wat strukturele bane beskadig het, het 'n skielike aanvang gehad van hipofagie en gewigstoename van meer as 50 kg in die ruimte van minder as 'n jaar na chirurgiese dreinering via 'n middellyn-subokipipitale kraniotomie. Diffusie tensor beelding onthul verlies van senuwee vesel verbindings tussen haar breinstam, hipotalamus, en hoër brein sentrums, maar die behoud van die motor spoor. Karlsson et al. [128] studeer 23 morbide vetsugtige vakke en 22-nie-vetsugtige vrywilligers deur gebruik te maak van voxelgebaseerde analise van diffusie-tensor-beelding en van T1-geweegde MRI-beelde. Volumetriese statistiese parametriese kartering analise is gebruik om fraksionele anisotropie (FA) en gemiddelde diffusiwiteit (MD) waardes sowel as grys (GM) en wit materie (WM) digtheid tussen hierdie groepe te vergelyk [128]. Resultate het aangedui dat vetsugtige vakke laer FA- en MD-waardes en laer brandpunt- en globale GM- en WM-volumes het as beheervakke. Die fokale strukturele veranderinge is waargeneem in breinstreke wat beloning soek, inhibitiewe beheer en eetlus bepaal. Regressie-analise het getoon dat FA- en MD-waardes sowel as GM- en WM-digtheid negatief geassosieer word met liggaamsvetpersentasie. Verder was die volume van abdominale subkutane vet negatief geassosieer met GM-digtheid in die meeste streke [128].
6. Breinbane wat verband hou met vetsug
Breinbeeldstudies het genoeg bewyse gelewer vir 'n wanbalans tussen neurale stroombane wat gedrag modiveer (vanweë hul betrokkenheid by beloning en kondisionering) en die stroombane wat prepotte reaksies in ooreengestelde gevalle beheer en inhibeer. 'N Neurokringkunde-gebaseerde model vir vetsug het gevorm op grond van die studieuitslae [129]. Die model behels vier hoof geïdentifiseerde stroombane: (i) beloningsvermoë; (ii) motiveringstoerusting; (iii) leergeheue; en (iv) inhibitoriese beheer kring [130] (Figuur 1). In kwesbare individue kan die verbruik van smaaklike voedsel in groot hoeveelhede die normale gebalanseerde interaksie tussen hierdie stroombane versteur, wat lei tot 'n versterkte versterkingswaarde van voedsel en 'n verswakking van inhibitiewe beheer. Langdurige blootstelling aan hoë-kalorie dieet kan ook direk gekondisioneerde leer verander en dus beloningstremings in risiko-individue terugstel. Die uiteindelike veranderinge in kortikale top-down netwerke wat prepotente reaksies reguleer, lei tot impulsiwiteit en kompulsiewe voedselinname.
6.1. Beloning-Saligheid Circuit
Baie vetsugtige individue toon hiporesponsiwiteit van die beloningskring, wat kompenserende ooreet veroorsaak om voldoende beloning te behaal [58,63]. Verbruik van smaaklike voedsel aktiveer baie breinstreke wat reageer op voedselkwitansie en koördineer die relatiewe waarneembare genot van voedsel, soos die middelbrein, insula, dorsale striatum, subcallosale cingulate en PFC. Chroniese blootstelling aan smaaklike voedsel verminder versadiging en kosgevoelheid [92,131]. Dopamien is 'n neurotransmitter wat krities is vir beloningverwerking, motivering en positiewe gedragsversterking [31,61], en speel 'n belangrike rol in die beloningsversoeningskring. Die mesolimbiese DA projeksie van die ventrale tegmentale area (VTA) na die NAc koördineer versterking vir voeding [132,133]. DA-vrylating in die dorsale striatum kan direk voedsel inname beïnvloed, en die grootte van die vrystelling korreleer met graderings van ete aangenaamheid [99]. Volkow et al. [129] PET aangeneem en 'n veelvuldige tracer benadering om die DA-stelsel in gesonde beheermaatreëls te ondersoek, in vakke met dwelmverslawing en by morbiede vetsugtige individue, wat toon dat beide verslawing en vetsug geassosieer word met die verminderde DA dopamien 2 (D2) reseptor beskikbaarheid in die striatum . Die neiging om gedurende periodes van negatiewe emosies te eet, is negatief gekorreleer met die beskikbaarheid van D2-reseptore in die striatum in normale gewigsvakke - hoe laer die D2-reseptore, hoe groter is die waarskynlikheid dat die onderwerp sou eet indien emosioneel gestres [134]. In 'n ander studie het DA agonistiese toediening die portiegrootte van etes en lengte van voeding verhoog, terwyl langtermyn-DA-aanvullings liggaamsmassa en voedingsgedrag verhoog [135]. Morbide vetsugtige vakke het 'n hoër vlak van baseline metabolisme getoon as gewoonlik in die somatosensoriese korteks [136]. Dit is 'n breinarea wat direk DA-aktiwiteit beïnvloed [137,138,139]. D2 reseptore het belangrike funksies in beloning soek, voorspelling, verwagting, en motivering-verwante voeding en verslawende gedrag [140]. D2-reseptor antagoniste blokke voedsel-soekende gedrag wat afhanklik is van óf die smaaklike voedsel self óf die versterking van die leidrade-geïnduseerde afwagting van die belonings [141]. Volgens Stice et al. [35] individue mag ooreet om te vergoed vir 'n hipofunkserende dorsale striatum, veral dié met genetiese polimorfismes (TaqIA A1-allel) wat gedink het om dopamien sein in hierdie streek te verminder. Terselfdertyd is die neiging om te oorleef in die normale gewig individue met negatiewe emosies negatief gekorreleer met D2 reseptor vlakke [134]. Wang [142] en Haltia [143] ontdek dat die laer D2-reseptore korreleer met hoër BMI in onderskeidelik morbide vetsugtige (BMI> 40) en vetsugtige proefpersone. Hierdie bevindings stem ooreen met die idee dat verminderde D2-reseptoraktiwiteit voeding bevorder en die risiko vir vetsug [144]. Guo et al. [145] bevind dat vetsug en opportunistiese eetgewoontes positief geassosieer is met D2-like reseptor bindingspotensiaal (D2BP) in die dorsale en laterale striatum, die substreke wat gewoontevorming ondersteun. Daarenteen is 'n negatiewe verhouding tussen vetsug en D2BP waargeneem in die ventromediale striatum, 'n streek wat beloning en motivering ondersteun [145].
6.2. Motivering-Rybaan
Verskeie areas van die prefrontale korteks, insluitend die OFC en CG, is betrokke by die motivering van voedselverbruik [146]. Abnormaliteite in hierdie streke kan eetgedrag verbeter wat afhanklik is van sensitiwiteit vir die beloning en / of gevestigde gewoontes van die vak. Vetsugtige mense vertoon verhoogde aktivering van prefrontale streke by blootstelling aan 'n ete [101]. Daarbenewens reageer hulle ook op voedselaanwysings met die aktivering van die mediale prefrontale korteks en drange [49]. Sukrose verwelkom ook die OFC, 'n streek wat verantwoordelik is vir die waarde van 'n kos of enige ander stimulus wat die beloningswaarde van die fetus is. Die strukturele abnormaliteit van die OFC, wat vermoedelik die beloningverwerking en selfregulerende meganismes beïnvloed, kan 'n deurslaggewende rol speel in binge eating disorder en bulimia nervosa [147]. Nie verrassend nie, kan die afwykende eetgewoontes gemeenskaplike neurale stroombaanregulasie met dwelmverslawing deel. Byvoorbeeld, Volkow et al. [148] stel voor dat blootstelling aan dwelms of dwelmverwante stimuli in die onttrekkingsstaat die OFC heraktiveer en tot kompulsiewe medisyne inname lei. 'N Soortgelyke resultaat oor die OFC is in 'n aparte studie aangeteken. Verdere bewyse beklemtoon die OVK-invloed op kompulsiewe versteurings [149]. Byvoorbeeld, skade aan die OFC lei tot 'n gedrags dwang om die beloning te verkry, selfs wanneer dit nie meer versterk nie [149]. Dit is in ooreenstemming met die rekeninge van dwelmverslaafdes wat beweer dat sodra hulle die dwelm begin gebruik, hulle nie kan stop nie, selfs wanneer die dwelm nie meer aangenaam is nie [98].
6.3. Learning-Memory Circuit
'N Plek, 'n persoon of 'n leidraad kan herinneringe aan 'n dwelm of kos veroorsaak en die verslawende gedrag beïnvloed, wat die belangrikheid van leer en geheue in verslawing beklemtoon. Herinneringe kan 'n intense begeerte vir die dwelm of kos ('n drang) lewer en lei dikwels tot terugval. Veelvuldige geheuestelsels is voorgestel in dwelm- of voedselverslawing, insluitend gekondisioneerde aansporingstudie (gedeeltelik deur die NAc en die AMY gemedieer), gewoonte-leer (gedeeltelik deur die caudaat en die putamen bemiddel), en verklarende geheue (gedeeltelik bemiddel die HIPP) [150]. Voorwaardelike aansporing om te leer oor neutrale stimuli of oordrewe stimulasie deur ooreet te genereer versterkende eienskappe en motiverende saligheid selfs in die afwesigheid van kos. Deur gewoonte-leer word goed geleerde rye van gedrag outomaties uitgelok in reaksie op gepaste stimuli. Verklarende geheue handel meer oor die leer van affektiewe state in verhouding tot voedselinname [149]. Veelvuldige PET-, fMRI- en MRI-studies het breinreaksies ondersoek na voedselinname en voedselwyses met betrekking tot dopamienfunksie en breinvolume in maer teenoor vetsugtige individue en geïdentifiseerde onreëlmatighede in emosie- en geheuebane (bv. AMY en HIPP) [98]. Byvoorbeeld, 'n mate van versadigingssignaal wat gegenereer word van homeostatiese areas, word aangetas (bv. Vertraagde fMRI remmingsreaksie in die hipotalamus), terwyl hongersignale van emosie- / geheuegebiede en sensoriese / motoriese areas (bv. Groter aktivering in AMY, HIPP, insula en precentraal gyrus in reaksie op voedselwyses) word verhoog in vetsugtige individue [98]. Hippocampus funksie is betrokke by herinneringe aan voedsel of die lonende gevolge van eet by mense en knaagdiere. As hierdie funksie versteur word, kan herwinning van herinneringe en omgewingswyses meer kragtige aanvullende reaksies oproep wat noodsaaklik is vir die verkryging en verbruik van kosse [151]. In dwelmverwante verslawing het geheuebane die verwagtinge van die geneesmiddel se effekte bepaal en sodoende die effektiwiteit van dwelmvergiftiging beïnvloed. Aktivering van breinstreke gekoppel aan geheue is tydens dwelmvergiftiging aangedui [152,153] en drang veroorsaak deur dwelmblootstelling, video of herroeping [154,155,156]. Gewoonte-leer behels die dorsale striatum en DA-vrylating in hierdie area [157]. Dwelmmisbruikers het afgeneem D2 reseptor uitdrukking en verminder DA vrylating in die dorsale striatum tydens onttrekking [149]. By diere veroorsaak langdurige dwelmblootstelling veranderinge in die dorsale striatum wat meer aanhoudend is as dié in die NAc, wat as 'n verdere vordering in die verslaafde toestand geïnterpreteer word [158].
6.4. Inhibitory-Control Circuit
Die brein top-down beheer stelsel is 'n netwerk van frontale brein streke betrokke by uitvoerende beheer, doelgerigte gedrag, en reaksie inhibisie [159]. Die dlPFC en inferior frontale gyrus (IFG) is komponente van die stelsel wat beduidend geaktiveer word tydens 'n individu se bewuste poging om hulle begeerte om subjektief smaaklike maar realisties ongesonde kos te gebruik, aan te pas [160]. Sulke dlPFC- en IFG-aktiwiteite funksioneer om die begeerte om voedsel te verbruik, te inhibeer, soos blyk uit groter kortikale aktivering in die gebiede wat korreleer met beter selfbeheersing in die keuse tussen gesonde en ongesonde kosse [161]. Vetsugtige individue met PWS, 'n genetiese afwyking wat gekenmerk word deur diephiperfagie, toon verminderde aktiwiteit in die dLPFC na-maaltyd in vergelyking met nie-siek vetsugtige individue [162]. Gesamentlik blyk remmende beheer van voedselverbruik op die vermoë van die brein se top-down beheersisteme om die subjektiewe waardering van voedsel te moduleer. Individuele verskille in voedselinname regulasie kan voortspruit uit strukturele verskille van die dlPFC en / of konnektiwiteit met brein waardasie streke [161]. Inderdaad, terwyl vetsugtige vakke verminderde inhibitiewe respons in die dlPFC [98], het dwelmverslaafde individue ook abnormaliteite in die PFC getoon, insluitend die anterior CG [163]. Die PFC speel 'n rol in besluitneming en in inhibitiewe beheer [164]. Ontwrigting van die PFC kan lei tot onvoldoende besluite wat onmiddellike belonings bied oor vertraagde, maar meer bevredigende antwoorde. Dit kan ook bydra tot verswakte beheer oor dwelminname ten spyte van die verslaafde se begeerte om af te sien van die dwelm [163]. Dus, tekortkominge in selfmonitering en besluitnemingsprosesse in dwelmverslawing [165,166] word vermoedelik geassosieer met ontwrigte prefrontale funksies. Ter ondersteuning van hierdie gedagte onthul prekliniese studies 'n beduidende toename in dendritiese vertakking en die digtheid van dendritiese stekels in die PFC na chroniese toediening van kokaïen of amfetamien [167]. Die veranderinge in sinaptiese konnektiwiteit kan lei tot swak besluitneming, oordeel en kognitiewe beheer in dwelmverslawing. Hierdie soort verandering in prefrontale aktivering is in werklikheid waargeneem tydens 'n werkgeheue-taak in rokers in vergelyking met oud-rokers [168]. In hierdie verband, Goldstein et al. [163] voorheen voorgestel dat ontwrigting van die PFC kan lei tot verlies van selfgerigte / opsetlike gedrag ten gunste van outomatiese sensoriese gedrewe gedrag. Meer spesifiek, dwelmvergiftiging vererger waarskynlik ontsteld gedrag as gevolg van die verlies van die inhibitiewe beheer wat die prefrontale korteks oor die AMY uitoefen [169]. Disinhibisie van die top-down-beheer bevry gedrag wat normaalweg streng gehou word en simuleer stresagtige reaksies waarin beheer opgehef word en stimulusgedrewe gedrag gefasiliteer word [163].
7. Terapeutiese Intervensies
'N Aantal mediese en chirurgiese strategieë is beskikbaar om vetsug te behandel benewens die tipiese kombinasie van dieet, oefening en ander gedragsmodifikasies. Gewigsverlies dwelms kan in werking tree deur vetabsorpsie te voorkom of eetlus te onderdruk. Sekere chirurgiese gewigsverliesprosedures soos die Roux-en-Y-maagverbypassing (RYGB) verander brein-darm-interaksie en bemiddel gewigsverlies. Fekale mikrobiota-oorplanting (FMT), infusie van 'n fekale suspensie van 'n gesonde individu na die gastro-intestinale kanaal van 'n ander persoon, is suksesvol gebruik nie net om herhalende herhalende Clostridium difficile infeksie, maar ook vir GI en nie-GI-verwante siektes soos vetsug.
7.1. Dieet- en Lewenstylintervensies
Dieet- en leefstylintervensies wat daarop gemik is om energieverbruik te verminder en om energieverbruik te verhoog deur middel van 'n gebalanseerde dieet- en oefenprogram, is 'n noodsaaklike komponent van alle gewigbestuursprogramme [170]. Dieet is gebaseer op die beginsels van metabolisme en werk deur die inname van kalorieë (energie) te verminder om 'n negatiewe energiebalans te skep (dws, meer energie word gebruik as wat verbruik word). Dieetprogramme kan op kort termyn gewigsverlies produseer [171,172], maar die handhawing van hierdie gewigsverlies is dikwels moeilik en vereis dikwels oefening en 'n laer-energie dieet 'n permanente deel van 'n persoon se lewenstyl [173]. Fisiese oefening is 'n integrale deel van 'n gewigsbestuursprogram, veral vir die instandhouding van gewig. Met gebruik, spiere verbruik energie wat afkomstig is van beide vet en glikogeen. As gevolg van die groot grootte van die beenspiere, loop, hardloop en fietsry is die mees effektiewe manier van oefening om liggaamsvet te verminder [174]. Oefening beïnvloed makrovoedingstofbalans. Tydens matige oefening, gelykstaande aan 'n vinnige stap, is daar 'n verskuiwing na groter gebruik van vet as 'n brandstof [175,176]. Die American Heart Association beveel ten minste vyf dae per week 'n minimum van 30 min gematigde oefening aan om gesondheid te behou [177]. Soos met dieetbehandeling, het baie dokters nie die tyd of kundigheid om pasiënte te adviseer op 'n oefenprogram wat op individuele behoeftes en vermoëns pas nie. Die Cochrane Samewerking het bevind dat oefening alleen tot beperkte gewigsverlies gelei het. In kombinasie met dieet het dit egter 'n gewigverlies van 1 kilogram tot gevolg gehad. 'N 1.5 kilogram (3.3 lb) verlies is waargeneem met 'n groter mate van oefening [178,179]. Sukses pryse van langtermyn gewigsverlies instandhouding met lewenstyl veranderinge is laag, wissel van 2% tot 20% [180]. Dieet- en leefstylveranderinge is effektief om die oormatige gewigstoename in swangerskap te beperk en die uitkomste vir beide die moeder en die kind te verbeter [181]. Lewenstylintervensies bly die hoeksteen van vetsugbehandeling, maar die nakoming is arm en die langtermyn suksesse is beskeie weens beduidende hindernisse, sowel van diegene wat geraak word en gesondheidswerkers wat verantwoordelik is vir die behandeling.
7.2. Weight Loss Drugs
Tot op datum is vier gewigsverlies dwelms goedgekeur deur die Amerikaanse Food and Drug Association (FDA): Xenical, Contrave, Qsymia, en Lorcaserin [4]. Hierdie medisyne word in twee tipes verdeel. Xenical is die enigste vetabsorpsie inhibeerder. Xenical tree op as 'n lipase-inhibeerder, wat die absorpsie van vette verminder met die menslike dieet deur 30%. Dit is bedoel vir gebruik in samewerking met 'n gesondheidsorgverskaffer-onder toesig van kalorie beperking [182].
'N Ander tipe, wat die ander drie medikasie insluit, tree op as 'n "eetlusdempende middel" op die CNS. Die nuut goedgekeurde (in 2012) geneesmiddel Lorcaserin, byvoorbeeld, is 'n selektiewe klein molekule agonis van die 5HT2C reseptor. Dit is ontwikkel op grond van die anorexigeniese eienskap van die reseptor om gewigsverlies te bemiddel [183]. Aktivering van 5HT2C reseptore in die hipotalamus stimuleer pro-opiomelanokortien (POMC) produksie en bevorder versadiging. 'N 5-HT2C-reseptoragonist reguleer eetlusgedrag deur die serotonienstelsel [54]. Die gebruik van Lorcaserin word geassosieer met beduidende gewigsverlies en verbeterde glukemiese beheer by pasiënte met tipe 2 diabetes mellitus [183]. Die ander twee medikasie, Contrave en Quexa, is gerig op die DA-beloningstelsel. Contrave is 'n kombinasie van twee goedgekeurde dwelm-bupropion en naltreksoon. Dwelm alleen veroorsaak beskeie gewigsverlies, terwyl die kombinasie 'n sinergistiese effek uitoefen [184]. Qsymia (Quexa) bestaan uit twee voorskrifmiddels, fentermien en topiramaat. Fentermien is al jare effektief gebruik om vetsug te verminder. Topiramaat is gebruik as 'n anti-konvulsant by epilepsie pasiënte, maar het gewigsverlies in mense as 'n toevallige newe-effek veroorsaak [54]. Qsymia onderdruk eetlus deur mense vol te laat voel. Hierdie eiendom is veral nuttig vir vetsugtige pasiënte omdat dit die ooreet van 'n verstandige eetplan verhoed.
7.3. Bariatriese Chirurgie
Sommige vetsugtige pasiënte kan baat vind by die gewigsverlies dwelms met 'n beperkte doeltreffendheid, maar hulle word dikwels deur newe-effekte geteister. Bariatriese chirurgie (verstelbare maagbinding (AGB), Roux-en-Y-maag-omseil (RYGB), of laparoskopiese myl gastrektomie (LSG)) [185] verteenwoordig die enigste huidige vorm van behandeling vir duidelike vetsug met gevestigde langtermyn-effektiwiteit [186]. Bariatriese chirurgie verander die dermhormoonprofiel en neurale aktiwiteit. Verstaan die meganismes onderliggend aan neurofisiologiese en neuro-endokriene veranderinge met die operasie sal die ontwikkeling van nie-chirurgiese ingrepe bevorder om vetsug en verwante comorbiditeite te behandel. Dit kan 'n lewensvatbare alternatief wees vir vetsugtige individue wat nie toegang het of kwalifiseer vir die operasie nie. RYGB is die mees algemene bariatriese prosedure, wat beduidende en volgehoue gewigsverlies by langtermyn-opvolg bied [187]. Die werkingsmeganismes in RYGB wat tot gewigsverlies lei, word egter nie goed verstaan nie. 'N Beduidende deel van die gevolglike vermindering in kalorie-inname word nie deur die beperkende en malabsorptiewe meganismes geag nie en word vermoedelik bemiddel deur neuro-endokriene funksie [188]. RYGB is vermoedelik aansienlike en gelyktydige veranderinge in dermpeptides te veroorsaak [95,189], breinaktivering [95,190], die begeerte om te eet [190], en smaakvoorkeure. Byvoorbeeld, posturgiese reduksies in ghrelin en vroeër en verbeterde postprandiale aansigte van PYY en GLP-1 kan honger verminder en versadiging bevorder [191]. In verhouding tot veranderinge in darmpeptides, is baie min bekend oor veranderinge in breinaktivering na bariatriese prosedures. Ondersoeke van nie-chirurgiese gewigsverlies ondersteun 'n toename in beloningsverwante / hedoniese aktivering in reaksie op appetitiewe leidrade [95], wat help om gewig te herwin in dieetkundiges. In teenstelling hiermee, is die afwesigheid van 'n toename in begeerte om te eet na aanleiding van RYGB, selfs tydens blootstelling aan hoogs smaaklike voedselwyses, opvallend, en in ooreenstemming met sistemiese veranderinge in neurale responses op voedselwyses. Ochner et al. [188] gebruik fMRI en verbale graderingskale om breinaktivering te evalueer en begeerte om te eet in reaksie op hoë- en lae-kalorie voedselwyses by 10-vroulike pasiënte, een maand voor en na-RYGB-operasie. Die resultate het aangetoon posturgiese vermindering in die brein aktivering in sleutel areas binne die mesolimbic beloning pad [188]. Daar was ook 'n groter chirurgiese geïnduseerde vermindering in konjoint (visuele + ouditiewe) heelbreinaktivering as gevolg van hoëkosoriese voedsel as in reaksie op lae-kalorie-voedsel, veral in kortikolimbiese gebiede binne die mesolimbiese pad, insluitend die VTA, ventrale striatum , putamen, posterior cingulate en dorsale mediale prefrontale korteks (dmPFC) [188]. Dit is in teenstelling met verhoogde voedselreaksies op hoë kalorie-inhoud in gebiede soos die cingulate gyrus, thalamus, lentiforme kern en caudaat, ACC, mediale frontale gyrus, superieure frontale gyrus, inferior frontale gyrus en middelfrontale gyrus voor die operasie [188]. Hierdie veranderinge weerspieël gelyktydige posturgiese reduksies in die begeerte om te eet, wat groter was as gevolg van voedselwyses wat hoë kaloriedigtheid gehad het (p = 0.007). Hierdie RYGB-operasieverwante gebeure bied 'n potensiële meganisme vir die selektiewe verlaging van voorkeure vir hoë-kalorie-voedsel, en stel gedeeltelike neurale bemiddeling voor van veranderinge in kalorie-inname ná chirurgie [185,188]. Hierdie veranderinge kan gedeeltelik direk verband hou met 'n veranderde persepsie van beloning [192]. Halmi et al. [193] het 'n statisties beduidende afname in die inname van vetvetkos en hoë-kalorie koolhidrate aangeteken ses maande na die maag omseil. Pasiënte het gevind dat hierdie kosse nie meer lekker was nie. Sommige omseil pasiënte vermy selfs hoë vet kos [194], terwyl ander belangstelling in lekkergoed of nagereg na operasie verloor het [195,196,197,198]. Vermindering van smaakdrempels vir voedsel, soos stompe herkenning van soetheid of bitterheid, is na bariatriese chirurgie gerapporteer [192,199]. Daarbenewens is veranderde brein dopamien sein na bariatriese chirurgie ontdek. Terwyl D2-reseptore in die caudaat, putamen, ventrale thalamus, HPAL, substantianigra, mediale HPAL en AMY na RYGB en mou gastrectomie verminder is, is 'n toename in D2-reseptore gevind in die ventrale striatum, caudate en putamen wat eweredig was aan die gewig verloor [131,200,201]. Die teenstrydigheid in resultate kan wees as gevolg van die teenwoordigheid van comorbide toestande wat dopamien sein kan verander [192]. Algehele, bariatriese chirurgie, veral die RYGB-prosedure, is tans die doeltreffendste langtermynbehandeling vir vetsug en die gepaardgaande comorbiditeite. Meer ondersoeke is geregverdig om te ondersoek hoe die maag-brein as bemiddel die merkwaardige chirurgiese effekte op die beheer van beloning-gebaseerde eetgedrag [202].
7.4. Fekale Mikrobiota Transplantasie
Bevestigingsbewyse dui op 'n oënskynlike funksie van die derm mikrobiota in die regulering van energiebalans en gewig instandhouding by diere en mense. So 'n funksie beïnvloed die ontwikkeling en progressie van vetsug en ander metaboliese afwykings, insluitende tipe 2-diabetes. Manipulasie van die darmmikrobioom verteenwoordig 'n nuwe benadering tot die behandeling van vetsug bo en behalwe die dieet- en oefenstrategieë [203]. 'N nuwe vorm van ingryping, fekale mikrobiota oorplanting (FMT), is onlangs in kliniese behandeling vir vetsug ingestel [204]. Die intestinale mikrobiotas metaboliseer ingeneemde voedingstowwe in energie-ryk substrate vir gebruik deur die gasheer en kommensale flora [203,204] en metabolies aan te pas gebaseer op nutriënt beskikbaarheid. Na die vergelyking van die distale gut mikrobiota profiele van geneties vetsugtige muise en hul maervullismaats, en dié van vetsugtige mense en maer vrywilligers, is bevind dat vetsug wissel van die relatiewe oorvloed van die twee dominante bakteriële afdelings, die Bacteroidetes en die Firmicutes. Beide metagenomiese en biochemiese ontledings bied 'n begrip van die invloed van hierdie bakterieë op die metaboliese potensiaal van die muismut mikrobiota. Spesifiek, die oorgewig mikrobiome het 'n groter kapasiteit om energie van die dieet te oes. Verder is die eienskap oordraagbaar: kolonisasie van kiemvrye muise met 'n "vetsugtige mikrobiota" lei tot 'n beduidende vergrote totale liggaamsvetmassa as kolonisasie met 'n "lean microbiota". Hierdie bevindings identifiseer die derm mikrobiota as 'n belangrike bydraende faktor tot die patofisiologie van obesiteit [203,205]. Inderdaad, verskillende studies het 'n toename van 60% in liggaamsvet, insulienweerstand, en die algehele fetale fenotipe-oordrag na aanleiding van die bekendstelling van intestinale mikrobiota vanaf konvensionele opgewekte muise na kiemvrye muise gerapporteer [206]. Data in hierdie verband is tot dusver yl in die mens. Een dubbelblinde, gekontroleerde proef-gerandomiseerde 18-man met metaboliese sindroom om FMT te ondergaan. Hulle het óf hul eie ontlasting óf ontlasting geskenk van maer mans [207]. Die nege manne wat ontlasting van maer donateurs ontvang het, het merkbaar verminderde vasgestelde triglyceriedvlakke en verhoogde perifere insulien sensitiwiteit vergeleke met diegene wat met hul eie (placebo) stoel oorgeplant is [207].
8. gevolgtrekkings
Baie vordering is gemaak in die afgelope jare na die begrip van vetsug vanuit die perspektiewe van epidemiologie, voedselverslawing, neurohormonale en endokriene regulering, neuroimaging, patologiese neurochemiese beheer en terapeutiese intervensies. Oorverbruik van kalorie-digte voedsel is een belangrike oorsaaklike faktor in vetsug, wat die voedselverslawing meganisme kan uitlok. Vetsug kan voortspruit uit 'n kombinasie van disfunksie van breinbane en neuroendokriene hormone wat verband hou met patologiese ooreet, fisiese onaktiwiteit en ander patofisiologiese toestande. Nuwe terapeutiese strategieë is beskikbaar gestel vir die bestuur van vetsug, afgesien van die standaardprotokol van dieet en / of oefening. Dit sluit in anti-obesitas dwelms, verskeie bariatriese chirurgiese prosedures, en FMT. Ten spyte van beduidende vordering bly obesiteit 'n dringende openbare gesondheidsuitdaging en dring dit op dringende en onwrikbare navorsingspogings om die neuropatofisiologiese basis van die chroniese siekte te verlig.
Erkennings
Hierdie werk word ondersteun deur die Nasionale Natuurwetenskapstigting van China onder Grant Nos. 81470816, 81271549, 61431013, 61131003, 81120108005, 31270812; die Projek vir die Nasionale Sleutel Basiese Navorsings- en Ontwikkelingsprogram (973) onder Grant No. 2011CB707700; en die Fundamentele Navorsingsfondse vir die Sentrale Universiteite.
Skrywer Bydraes
Yijun Liu, Mark S. Gold, en Yi Zhang (Xidian University) was verantwoordelik vir die studie konsep en ontwerp. Gang Ji en Yongzhan Nie bygedra tot die verkryging van beelddata nie. Jianliang Yao, Jing Wang, Guansheng Zhang, en Long Qian bygestaan met data-analise en interpretasie van bevindinge. Yi Zhang en Ju Liu (Xidian Universiteit) het die manuskrip opgestel. Yi Edi. Zhang (VA) het kritiese hersiening van die manuskrip vir belangrike intellektuele inhoud verskaf. Alle outeurs het die inhoud krities hersien en 'n finale weergawe vir publikasie goedgekeur.
Verwysings
;