Gewigstoename word geassosieer met verminderde Striatale Reaksie op Pasteuse Voedsel (2010) MENS

Opmerking: Studie toon aan dat mense - 'n natuurlike versterker - 'n afname in dopamienreseptore kan veroorsaak. Is internetporno minder stimulerend as 'hoogs smaaklike' kos?

 

LAG ARTIKEL: Navorsing ondersoek vicious cycle of overeating and obesity (abstract below)

Vrygestel: 9 / 29 / 2010 4: 30 PM EDT
Bron: Universiteit van Texas in Austin

Newswise - Nuwe navorsing verskaf bewyse van die bose kringloop wat geskep word wanneer 'n vetsugtige individu oorgee om te vergoed vir verminderde plesier van kos.

Vetsugtige individue het minder plesier reseptore en ooreet om te vergoed, volgens 'n studie deur die Universiteit van Texas by die senior senior navorsingsgenoot van Austin en die senior wetenskaplike Eric Stice, die Oregon Research Institute, en sy kollegas het hierdie week in The Journal of Neuroscience gepubliseer.

Stice toon bewyse dat hierdie ooreetering die responsiwiteit van die plesierreseptore ("hypofunctionele beloningskring") verder kan verswak, en die belonings wat voortspruit uit ooreet.
Voedselinname word geassosieer met vrystelling van dopamien. Die mate van plesier wat afkomstig is van eet, korreleer met die hoeveelheid dopamien wat vrygestel word. Bewyse toon vetsugtige individue het minder dopamien (D2) reseptore in die brein relatief tot maer individue en stel vetsugtige individue te veel voor om te vergoed vir hierdie beloningstekort.

Mense met minder dopamienreseptore moet meer 'n lonende middel inneem - soos voedsel of dwelms - om 'n effek te kry wat ander mense minder kry.

"Alhoewel onlangse bevindinge voorgestel het dat vetsugtige individue minder plesier kan ervaar wanneer hulle eet, en dus meer eet om te vergoed, is dit die eerste voornemende bewys dat die ooreating self die beloningskring verder laat vlam," sê Stice, 'n senior wetenskaplike by Oregon Research. Instituut, 'n nie-winsgewende, onafhanklike gedragsnavorsingsentrum. "Die verswakte responsiwiteit van die beloningskringe verhoog die risiko vir toekomstige gewigstoename in 'n feed-forward manier. Dit kan verduidelik waarom vetsug gewoonlik 'n chroniese kursus toon en weerstand bied teen behandeling. "

Met behulp van Funksionele Magnetiese Resonansie Imaging (fMRI) het Stice se span die mate waarin 'n sekere area van die brein (die dorsale striatum) geaktiveer is, geaktiveer in reaksie op die individu se verbruik van 'n smaak van sjokolade-milkshake (teenoor 'n smaaklose oplossing). Navorsers het deelnemers se veranderinge in die liggaamsmassa-indeks oor ses maande gevolg.

Resultate het aangedui dat die deelnemers wat gewig gekry het, aansienlik minder aktivering toon as gevolg van die milkshake-inname by ses maande opvolg relatief tot hul baseline-skandering en relatief tot vroue wat nie gewig gehad het nie.

"Dit is 'n nuwe bydrae tot die literatuur, want dit is na ons mening die eerste voornemende fMRI-studie om verandering in striatale reaksie op voedselverbruik te ondersoek as 'n funksie van gewigsverandering," het Stice gesê. "Hierdie resultate sal belangrik wees wanneer programme ontwikkel word om vetsug te voorkom en te behandel."

Die navorsing is uitgevoer by die Universiteit van Oregon brein beeld sentrum. Stice se mede-outeurs sluit in Sonja Yokum, 'n voormalige postdoktorale genoot by die Universiteit van Texas in Austin.

Stice studeer eetversteurings en vetsug vir 20-jare. Hierdie navorsing het verskeie voorkomingsprogramme gelewer wat die risiko op die verhoog van eetversteurings en vetsug op 'n betroubare wyse verminder.

 

DIE STUDEERKAMER: Gewigstoename word geassosieer met verminderde Striatale reaksie op lekker kos.

J Neurosci. Skrywer manuskrip; beskikbaar in PMC Mar 29, 2011.
Gepubliseer in finale geredigeerde vorm as:
PMCID: PMC2967483
NIHMSID: NIHMS240878
Die uitgewer se finale geredigeerde weergawe van hierdie artikel is gratis beskikbaar by J Neurosci
Sien ander artikels in PMC dat noem die gepubliseerde artikel.

Abstract

In ooreenstemming met die teorie dat individue met hipo-funksionele beloningskringe ooreet word om te vergoed vir 'n beloningstekort, het vetsugtige teenoor maer mense minder striatale D2-reseptore en toon minder striatale reaksie op smaaklike voedselinname, en lae striatale reaksie op voedselinname voorspel toekomstige gewigstoename in dié met genetiese risiko vir verminderde signalering van dopamien-gebaseerde beloningskringe. Dierstudies toon egter aan dat inname van smaaklike voedsel lei tot afregulering van D2-reseptore, verminderde sensitiwiteit van D2 en verminderde beloning sensitiwiteit, wat beteken dat ooreet kan bydra tot verminderde striatale responsiwiteit. So het ons getoets of ooreet lei tot verminderde striatale responsiwiteit op smaaklike voedsel inname by mense deur gebruik te maak van herhaalde-funksionele funksionele magnetiese resonansie beelding (fMRI). Resultate het aangedui dat vroue wat gewig oor 'n 6-maandperiode gewig het, 'n afname in streepale reaksie op smaaklike voedselverbruik teenoor gewigstabiele vroue toon. Gesamentlik dui resultate daarop dat lae sensitiwiteit van beloningskringe die risiko vir ooreet verhoog en dat hierdie ooreeting die responsiwiteit van beloningskringe in 'n feed-forward proses verder kan verminder.

sleutelwoorde: vetsug, striatum, fMRI, smaak, beloning, gewigstoename

Inleiding

Die striatum speel 'n belangrike rol in die kodering van beloning van voedsel inname. Voeding word geassosieer met die vrystelling van dopamien (DA) in die dorsale striatum en die mate van DA-vrystelling korreleer met die hoeveelheid genot om te eet (Szczypka et al., 2001; Klein et al., 2003). Die dorsale striatum reageer op die inname van sjokolade in maer mense en is sensitief vir die devaluasie deur te voed sonder verveling (Klein et al., 2001).

Obese mense toon minder striatale D2 reseptor beskikbaarheid as maer mense (Wang et al., 2001; Volkow et al., 2008) en vetsugtige rotte het laer basale DA-vlakke en verminderde D2-reseptor beskikbaarheid as maer rotte (Orosco et al., 1996; Fetissov et al., 2002). Vetsugtig teenoor maer mense toon minder aktivering van striatale DA-teikengebiede (caudate, putamen) in reaksie op smaaklike voedselinname (Stice et al., 2008b, a), maar toon nog groter striatale aktivering in reaksie op prente van kos (Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008; Stice et al., 2010), wat dui op 'n dissosiasie tussen verbruikende voedselbeloning en die aansporingsgehoor van voedselwyses. Kritiek, mense wat swakker striatale aktivering uitgestal het in reaksie op voedselinname wat 'n A1 TaqIA-allel gehad het, wat geassosieer word met die laer D2 striatale reseptor beskikbaarheid (Noble et al., 1991; Ritchie & Noble, 2003; Tupala et al., 2003) en verminderde striatale rus metabolisme (Noble, 1997), het verhoogde toekomstige gewigstoename (Stice et al., 2008a). Gesamentlik stem hierdie bevindinge ooreen met die teorie dat individue met laer seinvermoë in beloningskringe te ooreet is om te vergoed vir hierdie beloningstekort (Blum, 1996; Wang, 2002).

Daar is egter bewyse dat verbruik van smaaklike voedsel lei tot afregulering van DA sein. Gereelde inname van hoë vet en hoë suiker kosse wat lei tot gewigstoename lei tot afregulering van post-sinaptiese D2 reseptore, verminderde sensitiwiteit van D2 en verminderde beloning sensitiwiteit by knaagdiere (Colantuoni et al., 2001; Bello et al., 2002; Kelley et al., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Omdat hierdie data impliseer dat ooreet kan bydra tot 'n verdere verswakking van striatale responsiwiteit op voedsel, het ons 'n voornemende herhalende maatreël funksionele magnetiese resonansie beelding (fMRI) studie gedoen om direk te toets of ooreet is met verminderde striatale aktivering in reaksie op smaaklike voedsel in mens.

Materiaal en metodes

Deelnemers

Deelnemers was 26 oorgewig en vetsugtige jong vroue (M ouderdom = 21.0, SD = 1.11; M BMI = 27.8; SD = 2.45). Die monster het bestaan ​​uit 7% Asiatiese / Stille Oseaan-eilande, 2% Afro-Amerikaners, 77% Europese Amerikaners, 5% Inheemse Amerikaners, en 9% gemengde rasse-erfenis. Deelnemers het skriftelike toestemming gegee. Die plaaslike etiese hersieningspaneel het hierdie studie goedgekeur. Diegene wat in die afgelope 3 maande binge eet of kompenserende gedrag aangemeld het, die huidige gebruik van psigotropiese medisyne of onwettige dwelms, hoofbesering met 'n verlies van bewussyn, of die huidige as ek psigiatriese versteuring is, is uitgesluit. Data is ingesamel by die basislyn en tydens 'n 6-maand-opvolg.

maatreëls

Liggaamsmassa

Die liggaamsmassa-indeks (BMI = kg / m2) is gebruik om adiposity te weerspieël (Dietz & Robinson, 1998). Na die verwydering van skoene en jasse is die hoogte gemeet tot die naaste millimeter met behulp van 'n stadiometer en gewig is geassesseer na die naaste 0.1 kg met behulp van 'n digitale skaal. Twee mate van elk is verkry en gemiddeld. Deelnemers is gevra om daarvan te weerhou om vir 3 uur te eet voordat antropomorfiese maatreëls vir standaardisasiedoeleindes voltooi word. BWI korreleer met direkte maatreëls van totale liggaamsvet soos dubbele energie x-straalabsorptiometrie (r =. 80 tot. 90) en met gesondheidsmaatreëls soos bloeddruk, negatiewe lipoproteïenprofiele, aterosklerotiese letsels, seruminsulienvlakke en diabetes mellitus (Dietz & Robinson, 1998).

fMRI paradigma

Deelnemers is gevra om hul gereelde etes te verteer, maar om nie te eet of te drink nie (insluitend kafeïeneerde drankies) vir 4-6 uur voor hul beeldsessie vir standaardisering. Ons het hierdie ontberingstydperk gekies om die hongerstaat wat die meeste individue ervaar, te ervaar terwyl hulle hul volgende ete nader. Dit is 'n tyd wanneer individuele verskille in voedselbeloning logies die kalorie-inname sal beïnvloed. Deelnemers het die paradigma voltooi tussen 11: 00 en 13: 00 of 16: 00 en 18: 00. Alhoewel ons probeer om basiese en opvolg skanderings op dieselfde tyd van die dag te doen, weens skedulering beperkings, het slegs 62% van deelnemers hul tweede skandering gedoen binne 3 uur van die tyd waarop hulle hul baseline-skandering voltooi het (M verskil in die tyd van skanderings = 3.0 uur, reeks = .5 tot 6.0 uur). Deelnemers was bekend met die fMRI paradigma deur praktyk op 'n aparte rekenaar voor skandering.

Die milkshake-paradigma is ontwerp om aktivering te ondersoek in reaksie op verbruik en verwagte verbruik van lekker kos (Fig 1), hoewel hierdie verslag slegs op eersgenoemde gefokus het. Stimuli is in 5 afsonderlike skanderings aangebied. Stimuli het bestaan ​​uit 2 beelde (glas melkskommel en glas water) wat die aflewering van 0.5 ml van 'n sjokolademelkskommel of 'n smaaklose oplossing aangedui het. Die volgorde van aanbieding is ewekansig oor die deelnemers heen. Die sjokolademelkskommel het bestaan ​​uit 4 skeppies Häagen-Daz vanieljeroomys, 1.5 koppies 2% melk en 2 eetlepels sjokoladesiroop van Hershey. Die kalorie-vrye smaaklose oplossing, wat ontwerp is om die natuurlike smaak van speeksel na te boots, bestaan ​​uit 25 mM KCl en 2.5 mM NaHCO3. Ons het kunsmatige speeksel gebruik omdat water 'n smaak het wat die smaak korteks aktiveer (Zald & Pardo, 2000). Beelde is vir 2 sekondes aangebied met MATLAB. Smaakaflewering het 7-10 sekondes na die aanvang van die teken plaasgevind en het 5 sekondes geduur. Elke interessante gebeurtenis het 5 sekondes geduur. Elke lopie het bestaan ​​uit 20 geleenthede van melkskommelinname en 20 geleenthede van smaaklose inname van oplossings. Vloeistowwe word afgelei met behulp van programmeerbare spuitpompe (Braintree Scientific BS-8000) wat deur MATLAB beheer word om 'n konstante volume, tempo en tydsberekening van smaakaflewering te verseker. Sestig ml spuite gevul met melkskommel sjokolade en smaaklose oplossing is via Tygon-buise verbind deur middel van 'n golfgeleier na 'n spruitstuk wat aan die hoofspoel in die MRI-skandeerder geheg is. Die spruitstuk pas in die mond van die deelnemers en lewer die smaak aan 'n konsekwente deel van die tong (Fig 2). Hierdie prosedure is in die verlede suksesvol gebruik om vloeistowwe in die skandeerder te lewer en is elders in detail beskryf (Stice et al., 2008b). Deelnemers is opdrag gegee om te sluk toe hulle die 'sluk'-kuier gesien het. Beelde is aangebied met 'n digitale projektor- / omgekeerde skerm vertoonstelsel na 'n skerm aan die agterkant van die MRI-skandeerderboor en was sigbaar deur 'n spieël wat op die kopspoel gemonteer is.

Fig 1    

Voorbeeld van tydsberekening en bestelling van aanbieding van prente en drankies tydens die lopie.
Fig 2    

Die gustatory manifold is aan die tafel geanker. Nuwe buise en spuite word vir elke vak gebruik en die mondstuk word skoongemaak en gesteriliseer tussen gebruike.

Imaging en statistiese analise

Skandering is uitgevoer deur 'n Siemens Allegra 3 Tesla-enigste MRI-skandeerder. 'N Standaard voëlkoolspoel was gebruik om data van die hele brein te bekom. 'N Termo-skuim-vakkussing en addisionele vulling is gebruik om hoofbeweging te beperk. In totaal is 152-skanderings gedurende elkeen van die funksionele lopies versamel. Funksionele skanderings gebruik 'n T2 * geweegde gradiënt enkel-skoot-echo-planêre beeldvorming (EPI) -reeks (TE = 30 ms, TR = 2000 ms, fliphoek = 80 °) met 'n in vlak resolusie van 3.0 × 3.0 mm2 (64 × 64 matriks; 192 × 192 mm2 oogpunt). Om die hele brein te bedek, is 32 4mm snye (interleaved acquisition, no skip) verkry langs die AC-PC dwars skuinsvlak soos bepaal deur die middelsagitale gedeelte. Strukturele skanderings is opgevolg met behulp van 'n inversie herstel T1 geweegde ry (MP-RAGE) in dieselfde oriëntasie as die funksionele rye om gedetailleerde anatomiese beelde in lyn te bring met die funksionele skanderings. Hoë-resolusie strukturele MRI-reekse (FOV = 256 × 256 mm2, 256 × 256 matriks, dikte = 1.0 mm, snynommer ≈ 160) is verkry.

Data is vooraf verwerk en geanaliseer met behulp van SPM5 (Wellcome Departement Imaging Neuroscience, Londen, Verenigde Koninkryk) in MATLAB (Mathworks, Inc., Sherborn, MA) (Worsley en Friston, 1995). Beelde is tydvervaardiging gekorrigeer na die sny verkry by 50% van die TR. Funksionele beelde is reggemaak na die gemiddelde. Anatomiese en funksionele beelde is genormaliseer na die standaard MNI sjabloon brein geïmplementeer in SPM5 (ICBM152, gebaseer op 'n gemiddelde van 152 normale MRI skanderings). Normalisering het 'n voxelgrootte van 3 mm tot gevolg gehad3 vir funksionele beelde en 'n voxel grootte van 1 mm3 vir strukturele beelde. Funksionele beelde is gladgemaak met 'n 6 mm FWHM isotropiese Gaussiese kern.

Om breinstreke te identifiseer wat geaktiveer word deur die gebruik van lekker kos, het ons BOLD reaksie gekant teen die ontvangs van milkshake versus die ontvangs van smaaklose oplossing. Ons het gekyk na die aankoms van 'n smaak in die mond as 'n kosbare beloning, eerder as wanneer die smaak ingesluk is, maar erken dat die na-ingestelde effekte bydra tot die beloningswaarde van voedsel (O'Doherty et al., 2002). Toestands-spesifieke effekte by elke voxel is geskat deur gebruik te maak van algemene lineêre modelle. Vektore van die aanvang vir elke gebeurtenis van belangstelling is saamgestel en in die ontwerpmatriks ingeskryf sodat gebeurtenisverwante antwoorde gemodelleer kan word deur die kanoniese hemodinamiese responsfunksie (HRF), soos geïmplementeer in SPM5, bestaande uit 'n mengsel van 2 gamma funksies wat emuleer die vroeë piek by 5 sekondes en die daaropvolgende onderstreep. Om rekening te hou met die afwyking wat veroorsaak is deur die oplossings te sluk, het ons die tyd van die slukbeurt ingesluit (vakke wat opgelei is om te sluk op hierdie tydstip) as 'n kontroleveranderlike. Ons het ook tydelike afgeleides van die hemodinamiese funksie ingesluit om 'n beter model van die data te verkry (Henson et al., 2002). 'N 128 tweede hoë-pass filter (per SPM5 konvensie) is gebruik om lae frekwensie geraas en stadige dryf in die sein te verwyder.

Individuele kaarte is opgestel om die aktiverings binne elke deelnemer te vergelyk vir die kontrak-milkshake-kwitansie - smaaklose kwitansie. Tussen-groep vergelykings is dan uitgevoer met behulp van ewekansige effek modelle om rekening te hou met inter-deelnemer veranderlikheid. Paradigma ramings is ingeskryf vir 'n tweede vlak 2 × 2 willekeurige effekte ANOVAs (milkshake kwitansie - smaaklose kwitansie) deur (gewigstoename versus gewigstabiele groep of gewigstoename versus gewigsverliesgroep of gewigstabiele groep vs gewigsverliesgroep ). Die betekenis van BOLD aktivering is bepaal deur beide die maksimum intensiteit van 'n respons sowel as die omvang van die respons te oorweeg. Ons het streeks-belangstelling-soektogte uitgevoer met pieke in die dorsale striatum wat voorheen geïdentifiseer is (Stice et al., 2008a) as sentroïede om 10-mm-diameter sfere te definieer. Betekenis vir hierdie a priori ROIs is geassesseer teen 'n statistiese drempel van P <0.005 ongekorrigeerde en klusteromvang ≥ 3 voxels. Om aan te pas vir die feit dat ons veelvuldige vergelykings gedoen het, rapporteer ons die korrigeerde p-waardes (F <) van False Discovery Rate (FDR).

validering

Bewyse dui daarop dat hierdie fMRI-paradigma 'n geldige maatstaf is van individuele verskille in voornemende en kosbare voedselbeloning (Stice et al., 2008b). Deelnemers het die milkshake as beduidend beskou (r =. 68) meer aangenaam as die smaaklose oplossing per visuele analoogskaal. Genotigheidsgraderings van die milkshake korreleer met aktivering in die parahippokampale gyrus in reaksie op milkshake-kwitansie (r =. 72), 'n streek wat sensitief is vir die devaluasie van voedsel (Klein et al., 2001). Aktivering in streke wat verbruikende voedselbeloning verteenwoordig in reaksie op milkshake-kwitansie in hierdie fMRI-paradigma korreleer (r = .84 tot .91) met selfgemelde waargenome aangename genot vir 'n verskeidenheid kosse, soos beoordeel met 'n aangepaste weergawe van die Food Craving Inventory (White et al., 2002). Aktivering in reaksie op kosbare voedselbeloning in hierdie fMRI-paradigma korreleer (r =. 82 na. 95) met hoe moeilike deelnemers werk vir kos en hoeveel kos hulle werk in 'n operante gedragstaak wat individuele verskille in voedselversterking beoordeel (Saelens & Epstein, 1996). 'N Voorlopige studie met dieselfde paradigma met kollegevroue (N = 20) het bevind dat vroue wat verwag dat voedsel beloon moet word, soos beoordeel met die eetverwagtingsinventaris, groter aktivering in die VMPFC, cingulate gyrus, frontale operculum, amygdala en parahippocampale gyrus (η2 = .21 tot .42) in reaksie op milkshake-kwitansie as vroue wat van voedsel verwag om minder beloon te wees.

Results

Ons het getoets of proefpersone wat 'n toename van 2.5% in BMI toon gedurende die 6-maande-opvolging (N = 8, M% BMI-verandering = 4.41, reeks = 2.6 tot 8.2) 'n afname in caudaataktivering vertoon het in reaksie op relatiewe inname van melkskommel aan diegene wat <2% verandering in LMI getoon het (N = 12, M% LMI verandering = 05, reeks = -0.64 tot 1.7) om 'n direkte toets van die a priori hipotese dat gewigstoename geassosieer sou word met 'n vermindering in striatale reaksie op smaaklike voedsel in verhouding tot gewigstabiele deelnemers. Verkennende ontledings het ook getoets of deelnemers wat 'n afname van> 2.5% in BMI (N = 6, M% BMI-verandering = -4.7, reeks: -3.1 tot -6.8) getoon het, verskil in striatale reaksie op smaaklike voedsel as deelnemers wat gewig gebly het stabiel of gewig opgetel. In terme van rou gewigsverandering, word dit vertaal in 'n gemiddelde gewigsverandering van 6.4 pond vir die gewigstoename-groep, 'n gemiddelde gewigsverandering van 0.5 pond vir die gewigstabiele groep, en 'n gemiddelde gewigsverandering van -6.8 pond vir die gewigsverliesgroep . Alhoewel groepe nie op basislyn van BMI verskil het nie, het ons hierdie veranderlike beheer. Omdat daar 'n mate van variasie was in die tyd van die dag waarop die basislyn- en opvolgskanderings uitgevoer is oor proefpersone wat die resultate kon beïnvloed, het ons ook die verskil in tyd van die twee skanderings (in ure) bepaal. Parameterskattings van melkskommel - smaaklose kontraste is op 'n tweevlak 2 × 2 × 2 ewekansige effekte ANOVA (bv. Gewigstoename - gewigstabiel) aangegaan deur (melkskommelontvangs - smaaklose ontvangs) deur (6 maande opvolg - basislyn) .

Soos voorgestel, het die gewigstoename-groep aansienlik minder aktivering in regte caudaat getoon in reaksie op milkshake-inname (12, -6, 24, Z = 3.44, FDR gekorrigeer p = .03, r = -.35; 9, 0, 15, Z = 2.96, FDR gekorrigeer p = .03, r = -.26) tydens die 6-maand-opvolging in vergelyking met die basislyn relatief tot veranderinge waargeneem in gewigstabiele deelnemers (Fig 3). Die gewigsverliesgroep het nie beduidende veranderinge in aktivering in die caudaat getoon in reaksie op milkshake-inname in vergelyking met die gewigstoename of die gewigstabiele groep nie (Fig 3). Om die verband tussen die deurlopende mate van gewigstoename en die grootte van die vermindering in striatale responsiwiteit op smaaklike voedsel te illustreer, het ons die verandering in BWI verander teen verandering in regte caudate (12, -6, 24) aktivering vir alle deelnemers in SPSS , beheer vir basislyn BMI en scan tydsverskil (Fig 4). Om te bepaal of die verandering in die regte caudaat vir diegene wat gewig opgedoen het in vergelyking met diegene wat gewig gehandhaaf het, aansienlik groter was as in die spieëlstreek van die linker caudaat, vergelyk ons ​​die aktivering in die regter- en linkerkanaal met behulp van ROI-analise. Ons het 'n ANOVA uitgevoer wat die interaksie tussen die halfrond, tyd en groep toets vir die kontras tussen aktivering in reaksie op die ontvangs van milkshake versus smaaklose oplossing. Daar was geen beduidende interaksie nie (F (1, 18) = 0.91, p = 0.35). Dus, alhoewel ons ontledings 'n beduidende tyd deur groepinteraksie in die regte caudaat, maar nie die linker caudaat, getoon het nie, kan ons nie aflei dat die waargenome effek beduidend lateraliseer is nie.

Fig 3    

Koronale gedeelte wat minder aktivering in die regte caudaat (12, -6, 24, Z = 3.44, pFDR = 03, P <05) in die gewigstoename-groep (N = 8; ≥2% BMI-toename) teenoor die gewig toon stabiele groep (N = 12; ≤2% BMI-verandering) tydens melkskommelontvangs ...
Fig 4    

Scatter plot toon verandering in regte caudate aktivering tydens milkshake kwitansie - smaaklose kwitansie by 6-maand opvolg in vergelyking met basislyn as 'n funksie van verandering in% BMI.

Bespreking

Resultate dui daarop dat gewigstoename geassosieer word met 'n vermindering in striatale aktivering in reaksie op smaaklike voedselinname relatief tot die basislynrespons, wat 'n nuwe bydrae tot die literatuur is, aangesien dit die eerste voornemende fMRI-studie is om verandering in striatale reaksie op voedselverbruik te ondersoek as 'n funksie van gewigsverandering. Hierdie bevindings brei uit van eksperimente wat daarop dui dat hoë vet en hoë suiker diëte lei tot 'n vermindering in seinvermoë van DA-gebaseerde beloningskringe en beloning sensitiwiteit by knaagdiere (Colantuoni et al., 2001; Bello et al., 2002; Kelley et al., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Hierdie bevindinge toon ook aan dat bewyse dat behandeling-geïnduseerde gewigsverlies verhoogde D2-reseptor beskikbaarheid by mense veroorsaak (Steele et al., 2010) en opregulering van gene wat DA se seinvermoë in muise beheer (Yamamoto, 2006). Gesamentlik, hierdie data dui daarop dat ooreet bydra tot 'n vermindering in striatale reaksie op smaaklike kosse.

Bogenoemde bevindinge wat saam met bewyse gemaak word dat lae striatale responsiwiteit op smaaklike kosse die risiko vir toekomstige gewigstoename verhoog, tesame met genotipes wat verband hou met verminderde seinvermoë van DA-gebaseerde beloningskringe (Stice et al., 2008a) impliseer dat daar a mag wees feed-vorentoe Proses van kwesbaarheid, waar lae aanvanklike striatale responsiwiteit op voedsel die risiko vir ooreet kan verhoog, wat bydra tot die downregulasie van D2-reseptore en gestampte streatale responsiwiteit op voedsel, en sodoende die risiko vir toekomstige ooreet en gevolglike gewigstoename verder verhoog. As hierdie voortsetting-model van die verhouding van striatale responsiwiteit tot voedsel en ooreet replikate in onafhanklike studies, sou dit voorstel dat toekomstige navorsing die gedrags- en farmakologiese intervensies moet evalueer wat D2-reseptore en seinvermoë in DA-gebaseerde beloningskringe verhoog as 'n middel van voorkoming of behandeling van vetsug. Hierdie werkmodel sal ook impliseer dat voorkomingsprogramme en gesondheidsbeleid moet streef om die inname van hoëvet- / suikervoedsel tydens ontwikkeling te verminder om te voorkom dat 'n verdere stampingsreaksie op voedsel voorkom en die risiko vir toekomstige gewigstoename in kwesbare bevolkings verminder.

Dit is egter belangrik om te erken dat die huidige studie en die vorige studie wat gewigstoename voorspel het (Stice et al., 2008a) betrokke deelnemers wat reeds oorgewig was deur die basislynassessering. Dit is dus moontlik dat ooreet alreeds bygedra het tot 'n gestampte streeksreaksie op voedsel. Dit sal nuttig wees om die responsiwiteit van beloningsgebiede te ondersoek na voedselkwitansie onder maer individue met hoë en lae risiko vir toekomstige gewigstoename om enige abnormaliteite wat bestaan ​​voor ongesonde gewigstoename beter te karakteriseer. Dit is ook belangrik om daarop te let dat hipo-sensitiwiteit van beloningskringe tot voedselinname slegs een van 'n verskeidenheid etiologiese prosesse is wat waarskynlik die risiko vir vetsug verhoog en verder dat vetsug 'n heterogene toestand is wat kwalitatief verskillende etiologiese weë kan hê (Davis et al., 2009).

Dit is belangrik om die beperkings van hierdie studie te oorweeg. Eerstens het ons nie die funksionering van DA regstreeks beoordeel nie, dus kan ons net spekuleer dat veranderinge in DA sein bydra tot die waargenome verandering in striatale responsiwiteit. Maar Hakyemez et al. (2008) bevestig dat daar 'n positiewe verband is tussen mondelinge d-amfetamien-geïnduseerde DA-vrylating in die ventrale striatum wat deur positron-emissie-tomografie (PET) en BOLD-aktivering geassesseer word, via fMRI in dieselfde streek beoordeel (motoriese voorbereiding om te verkry) monetêre beloning (r = .51), parallel resultate van 'n ander PET / fMRI studie (Schott et al., 2008). Tweedens het ons nie gewigsmetings gelyktydig vir deelnemers aan die basislyn- en 6-maand opvolgassesserings uitgevoer nie, wat moontlik fout in ons modelle van gewigsverandering aangebring het. Tog het ons die tyd sedert die vorige maaltyd gestandaardiseer deur die deelnemers te vra om hulself te onthou van enige tipe inname van kos of drank (behalwe water) vir 3 uur voordat dit geweeg word. Ons het ook bevind dat BWI 'n hoë 1-maand toets-reteste betroubaarheid (r = .99) in 'n vorige studie getoon het wat ook nie dieselfde gewigsmetings gedoen het op dieselfde tyd van die dag by die basislyn en die opvolgassessering nie (Stice, Shaw, Burton, & Wade, 2006). Derdens, ons kon nie bevestig dat deelnemers eintlik onthou het van die eet van 4-6 uur voor die fMRI-skanderings, wat onnodige afwyking kon veroorsaak het nie.

Ten slotte dui die huidige resultate wat in kombinasie met die vorige bevindinge geneem is, aan dat lae responsiwiteit van DA-gebaseerde beloningskringe tot voedselinname die risiko vir ooreet kan verhoog, en verder dat hierdie ooreeting 'n addisionele verswakking in beloningskringresponsiwiteit tot gevolg het en sodoende die risiko vir toekomstige gewigstoename in 'n voorwaartse manier. Hierdie werkmodel kan verduidelik waarom vetsug gewoonlik 'n chroniese kursus toon en weerstand bied teen behandeling.

Erkennings

Hierdie studie is ondersteun deur NIH-toekennings: R1MH64560A DK080760

Verwysings

  1. Bello NT, Lucas LR, Hajnal A. Herhaalde sukrose toegang beïnvloed dopamien D2 reseptor digtheid in die striatum. Neuroreport. 2002; 13: 1575-1578. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  2. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, Braverman ER, Chen TJ, Cull JG, Comings DE. Die D2 dopamien-receptor-geen as 'n determinant van beloningsgebreksindroom. JR Soc Med. 1996; 89: 396-400. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  3. Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Kadet JL, Schwartz GJ, Moran TH, Hoebel BG. Oormatige suiker inname verander bindend vir dopamien en mu-opioïede reseptore in die brein. Neuroreport. 2001; 12: 3549-3552. [PubMed]
  4. Davis, et al. Dopamien vir "wil" en opioïede vir "hou van": 'n Vergelyking van vetsugtige volwassenes met en sonder binge-eet. Vetsug. 2009; 17: 1220-1225. [PubMed]
  5. Dietz WH, Robinson TN. Gebruik van die liggaamsmassa-indeks (BMI) as 'n mate van oorgewig by kinders en adolessente. J Pediatr. 1998; 132: 191-193. [PubMed]
  6. Fetissov SO, Meguid MM, Sato T, Zhang LH. Uitdrukking van dopaminerge reseptore in die hipotalamus van maer en vetsugtige Zucker rotte en voedselinname. Is J Fisiol Reguleer Integr Comp Physiol. 2002; 283: R905-910. [PubMed]
  7. Hakyemez HS, Dagher A, Smith SD, Zald DH. Striatale dopamien-oordrag in gesonde mense tydens 'n passiewe monetêre beloningstaak. Neuro Image. 2008; 39: 2058-2065. [PubMed]
  8. Henson RN, Prys CJ, Rugg MD, Turner R, Friston KJ. Ontdek latensie verskille in gebeurtenis verwante BOLD antwoorde: toepassing op woorde teenoor nie-woorde en aanvanklike versus herhaalde gesig aanbiedings. Neuro Image. 2002; 15: 83-97. [PubMed]
  9. Johnson PM, Kenny PJ. Dopamien D2 reseptore in verslawing-agtige beloning disfunksie en kompulsiewe eet in vetsugtige rotte. Natuur Neurowetenskap. 2010; 13: 635-641. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  10. Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Beperkte daaglikse verbruik van 'n hoogs smaaklike kos (sjokolade Verseker (R)) verander striatale enkefalien gene uitdrukking. Eur J Neurosci. 2003; 18: 2592-2598. [PubMed]
  11. Edele EP, Blum K, Ritchie T, Montgomery A, Sheridan PJ. Alleliese assosiasie van die D2 dopamien-receptor geen met reseptor bindende eienskappe in alkoholisme. Arch Gen Psychiatry. 1991; 48: 648-654. [PubMed]
  12. Noble EP, Gottschalk LA, Fallon JH, Ritchie TL, Wu JC. D2 dopamien reseptor polimorfisme en brein streeks glukose metabolisme. Is J Med Genet. 1997; 74: 162-166. [PubMed]
  13. O'Doherty JP, Deichmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Neurale response tydens afwagting van 'n primêre smaakbeloning. Neuron. 2002; 33: 815-826. [PubMed]
  14. Orosco M, Rouch C, Nicolaïdis S. Rostromediale hipotalamiese monoamien veranderinge in reaksie op intraveneuse infusies van insulien en glukose in vrye voeding van vetsugtige Zucker rotte: 'n mikrodialise studie. Aptyt. 1996; 26: 1-20. [PubMed]
  15. Ritchie T, Noble EP. Vereniging van sewe polimorfismes van die D2 dopamienreseptore met breinreseptor-bindende eienskappe. Neurochem Res. 2003; 28: 73-82. [PubMed]
  16. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Differensiële aktivering van die dorsale striatum deur hoë-kalorie visuele voedselstimuli by vetsugtige individue. Neuro Image. 2007; 37: 410-421. [PubMed]
  17. Saelens BE, Epstein LH. Versterking van voedselwaarde by vetsugtige en nie-vetsugtige vroue. Aptyt. 1996; 27: 41-50. [PubMed]
  18. Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, Seidenbecher CI, Coenen HH, Heinze HJ, Zilles K, Duzel E, Bauer A. Mesolimbiese funksionele magnetiese resonansie beeldaktiwiteite tydens beloning afwagting korreleer met beloningsverwante ventrale striatale dopamien vrystelling. Blaar van Neurowetenskap. 2008; 28: 14311-14319. [PubMed]
  19. Klein DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Voedingsgeïnduceerde dopamien-vrystelling in dorsale striatum korreleer met maaltydvriendelikheidsgraderings by gesonde menslike vrywilligers. Neuro Image. 2003; 19: 1709-1715. [PubMed]
  20. Klein DM, Zatorre RJ, Dagher A, Evans AC, Jones-Gotman M. Veranderinge in breinaktiwiteit met betrekking tot die eet van sjokolade: van plesier tot aversie. Brein. 2001; 124: 1720-1733. [PubMed]
  21. Steele KE, Prokopowicz GP, Schweitzer MA, Magunsuon TH, Lidor AO, Kuwabawa H, Kumar A, Brasic J, Wong DF. Veranderinge van sentrale dopamienreseptore voor en na maag bypass-operasie. Obes Surg. 2010; 20: 369-374. [PubMed]
  22. Stice E, Shaw E, Burton E, Wade E. Dissonansie en gesonde gewigsversteuringsvoorkomingsprogramme: 'n Gekontroleerde effektiwiteitstoets. Tydskrif van Abnormale Sielkunde. 2006; 74: 263-275. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  23. Spoor E, Spoor S, Bohon C, Klein DM. Die verhouding tussen vetsug en stompe streeksreaksie op voedsel word gemodereer deur TaqIA A1-allel. Wetenskap. 2008a; 322: 449-452. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  24. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Klein DM. Verhouding van beloning van voedselinname en verwagte voedselinname tot vetsug: 'n funksionele magnetiese resonansiebeeldstudie. J Abnormale Psychol. 2008b; 117: 924-935. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  25. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen S. Beloningsreaksie-responsiwiteit op voedsel voorspel toekomstige toenames in liggaamsmassa: modererende effekte van DRD2 en DRD4. Neuro Image. 2010; 50: 1618-1625. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  26. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Wydverspreide beloningstelsel-aktivering in vetsugtige vroue in reaksie op prente van hoë-kalorie kosse. Neuro Image. 2008; 41: 636-647. [PubMed]
  27. Szczypka MS, Kwok K, Brot MD, Marck BT, Matsumoto AM, Donahue BA, Palmiter RD. Dopamienproduksie in die caudate putamen herstel voeding in dopamien-gebrek aan muise. Neuron. 2001; 30: 819-828. [PubMed]
  28. Tupala E, Hall H, Bergström K, Mantere T, Räsänen P, Särkioja T, Tiihonen J. Dopamien D2-reseptore en -transporters in tipe 1- en 2-alkoholiste gemeet met menslike hele halfrond autoradiografie. Hum Brain Mapping. 2003; 20: 91-102. [PubMed]
  29. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, Alexoff D, Ding YS, Wong C, Ma Y, Pradhan K. Lae dopamienstriatale D2-reseptore word geassosieer met prefrontale metabolisme in vetsugtige vakke: moontlike bydraende faktore . Neuro Image. 2008; 42: 1537-1543. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  30. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS. Die rol van dopamien in motivering vir voedsel by mense: implikasies vir vetsug. Deskundige Opin Ther Teikens. 2002; 6: 601-609. [PubMed]
  31. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Brein dopamien en vetsug. Lancet. 2001; 357: 354-357. [PubMed]
  32. White MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Ontwikkeling en validering van die voedsel-drang voorraad. Obes Res. 2002; 10: 107-114. [PubMed]
  33. Worsley KJ, Friston KJ. Analise van fMRI-tydreekse is weer besigtig - weer. Neuroimage. 1995; 2: 173–181. [brief; opmerking] [PubMed]
  34. Yamamoto T. Neurale substraten vir die verwerking van kognitiewe en affektiewe aspekte van smaak in die brein. Arch Histol Cytol. 2006; 69: 243-255. [PubMed]
  35. Zald DH, Pardo JV. Kortikale aktivering veroorsaak deur intraorale stimulasie met water by mense. Chem Sense. 2000; 25: 267-275. [PubMed]