L Maayan,2,4 * C Hoogendoorn,1* V sweet,1 en A. Convit1,3,4
Vetsug (Silwer Lente). 2011 Julie; 19 (7): 1382-1387.
1 Departement Psigiatrie, New York Universiteit Skool vir Geneeskunde, 550 Eerste Laan, New York, NY 10016, VSA.
2 Departement Kinderpsigiatrie, New York Universiteit Skool vir Geneeskunde, 550 Eerste Laan, New York, NY 10016, VSA.
3 Departement Geneeskunde, New York Universiteit Skool vir Geneeskunde, 550 Eerste Laan, New York, NY 10016, VSA.
4 Nathan Kline Instituut vir Psigiatriese Navorsing, 140 Ou Orangeburg Rd. Orangeburg NY 10962, VSA
By volwassenes is vetsug geassosieer met disinhibited eating, verminderde kortikale grys materie volume en laer prestasie op kognitiewe assesserings. Heelwat minder is bekend oor hierdie verhoudings in adolessensie en daar is geen studies wat gedrags-, kognitiewe- en neurostrukturale maatstawwe in dieselfde groep deelnemers aan die studie assesseer nie. Hierdie studie het die verhouding tussen vetsug, uitvoerende funksie, disinhibition en breinvolumes in relatief gesonde jeug ondersoek. Deelnemers het 54-vetsugtige en 37-maer-adolessente ingesluit. Deelnemers het 'n kognitiewe battery, vraelyste van eetgedrag, en magnetiese resonansiebeeldvorming (MRI) ontvang. Neuropsigologiese assesserings sluit take in wat fokus op die frontale lobfunksie. Eetgedrag is bepaal deur gebruik te maak van die drie-faktor-eetvraelys (TFEQ), en strukturele MRI's is uitgevoer op 'n 1.5 T Siemens Avanto MRI-stelsel (Siemens, Erlangen, Duitsland) om brein grysstofvolumes te bepaal. Leun en vetsugtige adolessente is op ouderdom, jare van opvoeding, geslag en sosio-ekonomiese status ooreenstem. In vergelyking met maer adolessente, het vetsugtige deelnemers aansienlik hoër graderings van disinhibition op die TFEQ, laer prestasie op die kognitiewe toetse en laer orbitofrontale korteksvolume gehad. Disinhibisie aansienlik gekorreleer met Body Mass Index, Stroop Color-Word-telling, en orbitofrontale korteksvolume. Dit is die eerste verslag van hierdie verenigings in adolessente en wys op die belangrikheid van beter begrip van die assosiasies tussen neurostrukturale tekorte en vetsug.
Sleutelwoorde: Vetsug, Adolessente, Disinhibisie, MRI, Frontale Lobe, Kognisie, Orbitofrontale Cortex
Inleiding
Die voorkoms van kinder- en adolessente vetsug in die VSA het meer as verdriedubbel sedert 1970. Alhoewel onlangse getuienis dui daarop dat die vetsug van kinders kan afvlak, voorspel die huidige hoë tariewe 'n dreigende openbare gesondheidsprobleem wat kardiovaskulêre en endokriene siektetoestande insluit (1).
Disinhibisie in eetgedrag, wat gedeeltelik gekenmerk word as die geneigdheid om opportunisties te eet in reaksie op omgewingswyses, is lankal geassosieer met vetsug, beide in die jeug en volwassenes (2). Die verwante beheerfout in kalorie-inname wat lei tot uiteindelike vetsug kan op verskeie vlakke in die brein voorkom, insluitend die hipotalamus (3) en volgens meer onlangse werk in serebrale korteks (4). 'N reeks funksionele neuroimaging studies van maer en vetsugtige individue in beide honger en gevoed state het getoon verskeie kortikale streke insluitend die anterior cingulate, mediale prefrontale (5), insula, posterior cingulate, temporale en orbitofrontale kortikale (6) differensiaal geaktiveer afhangende van die vlak van versadiging en BWI, wat hul betrokkenheid by die regulering van kalorie-inname voorstel. Die begrip van OFC as 'n sleutelarea in die inhibisie van gedrag strek terug na die geval van Phineas Gage, die ongelukkige 19th eeuse spoorwerker wat 'n ongeluk oorleef het, waarskynlik sy orbitofrontale korteks beskadig het, wat gelei het tot persoonlikheidsveranderings en verhoogde impulsiwiteit (7).
Neurostrukturale bevindings is ook gekorreleer met Body Mass Index (BMI). In 'n klein studie van vroue 55, ouer en ouer, wat in voxelgebaseerde morfometrie (VBM) gebruik het, was BMI negatief gekorreleer met grysstofvolumes in verskeie frontale gebiede, insluitend die linker-orbitofrontale, regter-inferior frontale en regter-presenterale gyri na ander streke, insluitende die regte serebellum sowel as 'n groot regter posterior streek wat die parahippokampale, fusiform en lingual gyri (8). 'N groter studie van 1,428 volwassenes het 'n negatiewe korrelasie onder mans tussen BMI en algehele grys materie sowel as spesifieke brein streke soos bilaterale mediale temporale lobbe, oksipitale lobbe, frontale lobbe, precuneus, middelbrein en anterior lob van die serebellum gevind.9). Nog 'n VBM studie het getoon dat vetsugtige volwassenes laer grys materie digtheid in gebiede soos frontale operculum, middel frontale gyrus, post-sentrale gyrus, sowel as putamen (10). Ons groep het neurostrukturale abnormaliteite onder obese adolessente met tipe 2 diabetes mellitus (T2DM) beskryf (26), maar na ons wete is sulke tekorte nie onder obese jeug sonder T2DM beskryf nie.
Bykomend tot strukturele bevindinge, het kognitiewe assesserings getoon dat uitvoerende funksionering en responsinhibisie in beide volwassenes en adolessente vetsugtige individue in gevaar kan kom. Een studie wat positron-emissie-tomografie (PET) gebruik het en kognitiewe toetse het vetsugtige volwassenes gevind om die basiese pre-lineale glukosemetabolisme te verminder, sowel as verminderde prestasie op die Stroop-taak, 'n toets van selektiewe aandag en uitvoerende funksie (11). Ander studies van uitvoerende funksie en reaksie inhibisie by volwassenes het 'n negatiewe assosiasie van daardie veranderlikes met BWI getoon (12-14). Verder toon uiters vetsugtige adolessente verminderde funksionering op uitvoerende take in vergelyking met normatiewe data (15).
Ons het veronderstel dat in ooreenstemming met vorige bevindings deur die Drie-faktor-eetvraelys (TFEQ) te gebruik, vetsugtige adolessente hoër graderings van selfversorgde disinhibisie in eetgedrag sou hê. Ons het verder veronderstel dat vetsugtige adolessente laer tellings sal hê op assesserings van uitvoerende funksie en verminderde integriteit in neurostrukturale maatreëls van frontale lob (MRI-gebaseerde grysstofvolumes sowel as streeksbreinvolumes). Daarbenewens het ons voorgestel dat disinhibisie op die TFEQ negatief sal verband hou met kognitiewe tellings op relevante domeine sowel as met MRI-gebaseerde metings van breinareas wat betrokke is by reaksie-inhibisie en uitvoerende beheer.
Metodes
Deelnemers en Prosedures
Een-en-negentig jeugdige (14-21 j / o), 37 maer (LMI <25 kg / m2 of Waist to Height ratio <0.5) en 54 obese (BMI ≥30 kg / m)2 of> 95 persentiel vir BMI vir ouderdom en geslag) het aan die studie deelgeneem. Een en tagtig hiervan (36 maer, 45 vetsugtig) het 'n MRI ontvang. Tien adolessente het om die volgende redes nie 'n MRI ontvang nie: twee het nie hul afsprake gehou nie, een was swanger en ons het gekies om aan die kant van veiligheid te fouteer, een kon die MRI (klaustrofobie) nie verdra nie, en ses het 'n LMI> 50 kg / m2 en het die liggaamsgrootte oorskry wat deur die skandeerder geakkommodeer kon word.
Leun deelnemers het 'n gemiddelde ouderdom van 17.3 ± 1.6 jaar en vetsugtige 17.5 jaar ± 1.6 jaar gehad. Die twee groepe is ook ooreenstem met jare van onderwys, geslag en sosio-ekonomiese status en was almal in die kognitiewe normale omvang. Bewyse van neurologiese, mediese (behalwe dyslipidemie, insulienweerstand kort van T2DM, polisistiese ovariumsiekte of hipertensie), of psigiatriese (insluitende depressie en alkohol of ander middelmisbruik) siekte het individue uitgesluit van deelname aan die studie. T2DM het ook individue van deelname uitgesluit. Deelnemers en hul ouers het skriftelike ingeligte toestemming gegee en is vergoed vir hul tyd en ongerief. Die studie protokol is goedgekeur deur die New York University School of Medicine Institutional Review Board.
Alle deelnemers aan die studie het 'n bloedmonster geneem wat na 'n 10-uur oornag geneem is vir die bepaling van glukose-, insulien-, lipied- en inflammatoriese merkers (hoë sensitiwiteit C-Reaktiewe Proteïen; hs-CRP) vlakke. Glukose is gemeet met behulp van 'n glukos oksidasemetode (VITROS 950 AT, Amersham, Engeland), insulien deur chemiluminescensie (Advia Centaur, Bayer Corporation) en CRP is in plasma gemeet met behulp van 'n enzymatiese immunoassay (Vitros CRP slide, Ortho Clinical Diagnostics). Insulien sensitiwiteit is beraam deur gebruik te maak van die Homeostasis Model Assessering van Insulien Weerstand (HOMA-IR).
Assesserings
Neuropsigologiese assessering
Ons het 'n wye evaluering gedoen van neurokognitiewe funksies, insluitend intellektuele prestasies, onlangse geheue, werkgeheue, aandag en uitvoerende funksie. Ons het veronderstel dat daar verskille sou wees in frontale lobfunksies tussen maer en vetsugtige adolessente en daarom het ons ontledings beperk tot neurokognitiewe toetse wat die integrasie van die frontale lob en ongeskonde uitvoerende funksies weerspieël, naamlik die Controlled Oral Word Association Test (COWAT), Trail Making Test dele A & B, Stroop-taak, aandag- / konsentrasie-indeks van die wye omvang van leer en geheue (WRAML) en werkgeheue-indeks van die WRAML. Met die uitsondering van die WRAML en die Stroop, wat ouderdomskorrigeerde standaardtellings bied, word rou tellings gerapporteer. Al die toetse wat toegedien word, is standaard neuropsigologiese instrumente wat elders breedvoerig beskryf word (16).
Drie Factor Eating Questionnaire (TFEQ)
Eienskappe van eetgedrag is beoordeel deur gebruik te maak van die TFEQ. Die TFEQ is 'n 51-instrument, wat bestaan uit drie abstrakte meetbeperkings (dws kognitiewe beheer van eetgedrag, 21-items), disinhibition (di die vatbaarheid van eet in reaksie op emosionele faktore en sensoriese aanwysings; 16-items) honger (dws die vatbaarheid van eet in reaksie op gevoelens van honger; 14-items). Die TFEQ is ongeveer een uur toegedien nadat die vakke middagete gehad het.
MRI Acquisition and Image Analyses
Alle vakke is bestudeer op dieselfde 1.5 T Siemens Avanto MRI Stelsel, wat 'n 65-duim deursnee het en 'n tafel wat geskik is vir tot 'n 400-pond-individu. Ons het T1-geweegde magnetisasie-voorbereide vinnige verkrygingsgradient-echo-beelde verkry (MPRAGE; TR 1300 ms; TI 4.38 ms; FOV 800 × 250; sny dikte 250 mm; NEX 1.2; Fliphoek 1 °; Matriksgrootte 15 256; 256 koronale snye).
WM / GM Volumetriese Analise
Ruimtelike normalisering en segmentering van MPRAGE beelde gebruik outomatiese prosedures soos beskryf in (17) die statistiese parametriese kartering sagteware (SPM5). MPRAGE beelde is eers gekorrigeer vir sein nie-uniformiteite en ruimtelike genormaliseer na die standaard T1 Montreal Neurological Institute sjabloon. Met behulp van die weefsel klassifikasie algoritme in SPM5, het ons die genormaliseerde MPRAGE beelde gesegmenteer in hul grys materie (GM), wit materie (WM) en serebro-spinale vloeistof (CSF) partisies, wat kaarte verteenwoordig wat die waarskynlikheid dat elke voxel geklassifiseer word as GM, WM of CSF. Hierdie gesegmenteerde partisies is vervolgens genormaliseer na hul onderskeie standaard templates. Benewens die uitvoering van 'n hele breinassessering, en aangesien die voorlopige lobe-myelinering tydens adolessensie nog steeds aan die gang is, het ons twee verskillende templates gebruik om die streke van belangstelling (ROI) in die frontale lob te ontleed. Dit was die SPM-outomatiese anatomiese etikettering (AAL) (18) sjabloon en ons gepubliseerde betroubare frontal lobe pakket metode (19). Die AAL-sjabloon is gebruik om 'n totale frontale lob, 'n anterior cingulêre streek, en 'n orbitofrontale streek af te lei. Ons eie pakkingsmetode is gebruik om 'n prefrontale streek (frontale lob minus die aanvullende motorstreek) af te lei. Ons het die verhoudings van WM-, GM-, CSF-volumes in die hele brein- en frontale streke op die gevallestelsel gekwantifiseer deur die streke eers na elke gesegmenteerde partisie te karwei en dan die waardes oor vakke vir elk van die twee groepe te verdeel.
Statistiese Analise
Ons het twee-stert onafhanklike monsters t-toetse gedoen om groepverskille in demografie, endokriene data, kognitiewe data en breinvolumes te ondersoek, asook Pearson-korrelasies tussen die TFEQ-disinhibisie-telling en BMI, Stroop-kleurwoordtelling en orbitofrontale korteks-grysstofvolume. Data wat verder as twee standaardafwykings van die gemiddelde vir die veranderlike van die groep was, is uitgesluit. Aangesien daar individuele wisselvalligheid is in streeksbreinvolumes wat verband hou met die algehele kopgrootte, het ons die individu se intra-kraniale kluisgrootte (ICV) gemeet en die ICV-waardes gebruik om die streeksbreinvolumes aan te pas. Daarom, om vergelykbaarheid met ander studies moontlik te maak en die leser 'n gevoel te gee van die grootte van die breinstreke wat bestudeer is, toon die tabel wat plaaslike breinvolumes beskryf, die rou (nie-residuele) volumes. Statistiese vergelyking en die beduidendheid en effekgrootte vir alle beeldvormings wat aangebied is, het egter die volume aangepaste (residuele) breinvolumes gebruik.
Results
Demografie en endokriene data
Vakgroepe is ooreenstem met ouderdom, geslag, skoolgraad en Hollingshead-sosio-ekonomiese status (SES). Vetsugtige deelnemers was per definisie hoër in BWI en het, soos verwag, ook hoër sistoliese en diastoliese bloeddruk, vasliggende insulien- en glukosevlakke (maar alles in die normoglykemiese reeks) sowel as die homeostatiese modelbeoordeling van insulienweerstand (HOMA-IR ), trigliseriede, lae digtheid lipoproteïen (LDL) cholesterol, en hoë sensitiwiteit C-reaktiewe proteïene (CRP). Vetsugtige vakke het ook aansienlik laer vlakke van hoëdigtheid lipoproteïen (HDL) gehad. Verwys asseblief na Tabel 1.
| Tabel 1 Demografie en endokriene eienskappe van maer en obese adolessente groepe |
Drie Factor Eating Questionnaire
Vetsugtige adolessente het aansienlik hoër as skraal deelnemers op die disinhibisie-faktor van die drie-faktor-eet-vraelys (6.85 ± 3.55 teenoor 3.91 ± 1.96, p <0.000, cohen's d (d) = 1.07), sowel as die hongerfaktor (6.60 ±), behaal. 3.37 versus 4.68 ± 2.84, p = 0.008, d = 0.81) en die kognitiewe beperkingsfaktor (9.19 ± 4.30 teenoor 6.78 ± 4.11, p = 0.012, d = 0.57). Let daarop dat ons hierdie ontledings vir die deelversameling van 81 deelnemers met 'n MRI herhaal het en dat die resultate in wese onveranderd was (data nie getoon nie).
Kognitiewe Maatreëls
In vergelyking met maer adolessente, het vetsugtige adolessente erger kognitiewe prestasie in elke frontale lob taak, die meeste uitgespreek vir die Stroop ('n mate van inhibisie), en die Working Memory Index van die WRAML, selfs wanneer ons beheer het vir geskatte IK. Verwys asseblief na Tabel 2.
| Tabel 2 Kognitiewe verskille tussen Lean en Obese Adolescent Groups |
Omdat 10-vakke nie 'n MRI-evaluering ontvang het nie (vir besonderhede, verwys asseblief na die deelnemers en prosedures hierbo). Ons het ons ontledings herhaal vir die subgroep 81 adolessente wat 'n MRI gehad het en die rigting en betekenis van die kognitiewe resultate het onveranderd gebly. nie gewys nie).
Breinbeelding
Voorste lae grys materie volume (in kubieke sentimeter) kleiner, hoewel nie op 'n vlak van statistiese betekenisvolheid, onder vetsugtige adolessente (265.3 ± 29.5 vs. 269.6 ± 26.7; resualized 0.00369 ± 0.018312 vs. -0.00609 ± 0.014076, p = 0.139, d = 0.35). Let asseblief daarop dat alhoewel die absolute verskille tussen hierdie volumes klein was, is die ontledings uitgevoer na die res van die ICV en betekeniswaardes en effekgroottes weerspieël hierdie ontledings. Verder om ons te beheer vir die moontlike ontwikkelingseffekte van ouderdom op frontale en serebrale volumes, het ons ons ontledings herleid vir die ouderdom. Ons het aansienlik laer grys materievolumes vir vetsugtige jeug in die orbitofrontale korteks gevind (32.3 ± 3.68 vs. 33.3 ± 3.99; residualized 0.00781 ± 0.024944 vs. -0.01227 ± 0.018947, p = 0.005, d = 0.66). Die OFC-volume groepverskille was onveranderd na die beheer van sistoliese bloeddruk of HOMA-IR. Ander breinstreke wat geassesseer is, insluitende prefrontale korteks en anterior cingulêre korteks, was nie beduidend verskillend tussen vetsugtige en maer deelnemers nie. Samevallende vir ouderdom het nie enige van hierdie verhoudings verander nie.
Verenigings
Ons het beduidende assosiasies gevind tussen die TFEQ en kognitiewe, BMI- en MRI-volume. Spesifiek het die disinhibisie-faktortelling op die TFEQ 'n beduidende korrelasie getoon met BMI (r (81) = 0.406, p <0.001), Stroop Color-Word-telling (r (77) = -0.272, p = 0.017) en OFC-grys materie volume (r (71) = −0.273, p = 0.021). Om die verband tussen OFC-volume en disinhibisie verder te begryp, het ons die verband vir die twee groepe afsonderlik ondersoek. Ons het gevind dat daar geen verband was tussen disinhibisie en OFC-volume vir vetsugtige individue nie (r (40) = -0.028, p = 0.864), terwyl daar 'n sterk verband was vir die maer groep (r (31) = -0.460, p = 0.009). Die assosiasies tussen die disinhibisie faktor telling en die BMI en Stroop het beduidend gebly vir die deelversameling van individue met MRI (data nie getoon nie).
Bespreking
Soos verwag het, het vetsugtige adolessente aansienlik hoër graderings van disinhibition, honger en kognitiewe beperking op die TFEQ gehad. Alhoewel hoër vlakke van kognitiewe selfbeheersing onder vetsugtige adolessente by die eerste inspeksie teenstellend sou voorkom, is dit in ooreenstemming met die beskrewe model van "rigiede selfbeheersing" waarin 'n individu met ontsmettende eet- en kognitiewe beperking geneig is om voedsel in sommige situasies te beperk, maar in sommige gevalle te veel ooreet (20).
Ons roman neurostrukturale resultate onder vetsugtige adolessente is in ooreenstemming met bevindings in die volwasse literatuur (8, 9) wat grysstofvolume verminder. In ons adolessente steekproef was hierdie afname die meeste gemerk vir die orbitofrontale korteks, 'n breinstreek wat belangrik was in impulsbeheer, maar het ook 'n swak tendens vir die hele frontale lob vertoon. Ons bespiegel dat die meer subtiele volume verlagings wat in ander breinstreke onder obese adolessente bestaan, eintlik statistiese betekenis in 'n uitgebreide steekproef bereik.
Belangrik vir hierdie verslag, het ons die groep met oortollige gewig gevind om nie net hoër disinhibisie tellings op die TFEQ te hê nie, maar laer prestasie op kognitiewe toetse wat breinfunksies weerspieël, het gedink sentraal te wees aan gedragshindering, selfs wanneer dit vir IK beheer word. Uit die frontale lobstreke en funksies wat ons gemeet het, was ons veral geïnteresseerd in die vasstelling van die verband tussen die disinhibisie faktor van die TFEQ en die OFC, 'n breinstreek wat baie belangrik is vir gedragshindering (impulsbeheer). Ons het die Stroop gekies omdat dit die enigste van ons frontale take is (insluitend dié wat uitvoerende funksies beklee) wat spesifiek die vermoë toets om outomatiese antwoorde te inhibeer. Dit is die direkte kognitiewe parallel van die gedrags (disinhibisie faktor van die TFEQ) en breinstreek (OFC) wat ook betrokke is by die inhibisie van outomatiese response. Ons belangstelling was om die funksionele (Stroop vs ander frontale take wat nie reaksie-inhibisie meet nie) en anatomiese (OFC) spesifisiteit van ons bevindings en hul assosiasie tot die disinhibisie faktor van die TFEQ vas te stel.
Ons het ook betekenisvolle assosiasies aangetref tussen disinhibisie faktor tellings en beide BMI en OFC volume. Toe die verhouding tussen disinhibition en OFC-volume afsonderlik ondersoek is by maer en vetsugtige deelnemers, het ons 'n sterk negatiewe assosiasie slegs vir die maer groep gevind. Dit is moontlik dat vetsugtige individue alreeds 'n kritieke vlak van disinhibition ervaar het (wat soos ons aangedui het, verband hou met BWI), waarby addisionele disinhibisie nie so duidelik weerspieël word in verdere veranderinge in OFC nie, maar dalk in verskillende breinstreke of netwerke nie geassesseer nie. as deel van hierdie studie. 'N Ander moontlikheid vir hierdie verskillende bevindinge vir elk van die twee gewiggroepe is dat die obese groepe 'n hoër graad van itemendossement het, hulle kan meer vatbaar wees vir kwessies van sosiale wenslikheid en daarom is hulle minder geneig om die omvang van hul gedragsversperring in eet, die vereniging in hierdie groep demp. Laastens is dit ook moontlik dat die reeksbeperking, naamlik die verskynsels van korrelasies wat afneem as die afwyking verminder word wat voorkom wanneer ons ons steekproef in twee verdeel, ons resultate kan beïnvloed.
Terwyl ons studie bevind dat disinhibisie in voedingsgedrag gepaard gaan met verminderings in uitvoerende funksionele en frontale grys materiaalsvolumes, laat ons nie die kwessie van rigting of oorsaak aanpak nie. Met dit gesê word, is daar verskeie aannemelijke teorieë oor die rigting van hierdie verenigings.
Een moontlikheid is dat primêre strukturele of funksionele brein tekorte lei tot disinhibited eet en verlagings in die neurokognitiewe funksie. Hierdie redenering word gedeeltelik ondersteun deur werk wat disinhibisie in eetgedrag toon om verhoogde kalorie-inname te verhoed (21) en vetsug (22). Dit is ook in ooreenstemming met funksionele beeldvormingswerk wat aantoon dat individue wat as gevolg van die gevisualiseerde inname van smaaklike kosse 'n swakker aktivering van breinbeloningskringe toon, 'n verhoogde risiko het vir toekomstige gewigstoename (23); Miskien het hulle 'n groter stimulus nodig (meer kos) om dieselfde beloning te ontvang.
Nog 'n moontlike verduideliking is dat brein strukturele tekorte soos dié wat in hierdie studie gedemonstreer word, voortspruit uit vetsug en die gepaardgaande insulienweerstand. Hierdie moontlikheid word ondersteun deur 'n 24-jaar longitudinale studie wat verhoogde BMI begin in die middeljarige ouderdom wat verband hou met verminderde temporale lobvolume in latere lewe (24). Die ondersteuning van hierdie effekbevel is ook ons eie werk by volwassenes waar ons vind dat hippocampale volumes geassosieer word met gestremdhede in glukosetoleransie (25) sowel as in adolessente met T2DM, waar ons kognitiewe gestremdhede en reduksies in frontale lobvolumes en in witmateriaal-mikrostruktuur-integriteit (26). Ons beweer dat die vetsug-geassosieerde insulienweerstand wat deur ons groep adolessente met oormatige gewig uitgestal word, kan bydra tot verminderde uitvoerende funksie en strukturele tekorte. Ons het 'n moontlike model vir hierdie effekte beskryf (27) waarin ons vermoed dat insulienweerstand geassosieer word met verminderde brein vaskulêre reaktiwiteit wat verband hou met endotheelafwyking. Ons weet dat tydens breinaktivering, soos wat gebeur wanneer 'n kognitiewe taak uitgevoer word, daar 'n toename in sinaptiese aktiwiteit in die betrokke breinregie plaasvind. In die normale brein lei dit tot plaaslike vasodilasie en dus 'n toename in glukose beskikbaarheid in die streek om die verhoogde kognitiewe vraag te ondersteun (28). Daarom is vaskulêre reaktiwiteit, wat 'n integrale deel van goed gereguleerde serebrale bloedvloei is, die sleutel vir die handhawing van 'n optimale neuronale omgewing tydens breinaktivering (29). Navorsing wat endotheelafwykings in vetsugtige kinders toon, selfs voor die ontwikkeling van diabetes (30), ondersteun hierdie uitgangspunt verder. Daarbenewens is die inflammatoriese merker C-reaktiewe proteïen (CRP) verhef in ons vetsugtige adolessente. In studies wat groot kohorte volwasse ondersoek het, het navorsers verhoogde vlakke van inflammatoriese sitokiene gevind as veronderstellende mediators van kognitiewe afname onder individue met metaboliese sindroom (31-34). 'N Moontlike meganisme vir hierdie kognitiewe effekte word verskaf deur dierlike data wat aantoon dat oortollige inflammatoriese sitokiene langtermyn potensiering (LTP) kan verlaag, 'n proses wat as noodsaaklik beskou word vir die konsolidasie van geheue in die hippokampus. Inflammatoriese sitokiene kan ook 'n afname in neurogenese en neuroplastisiteit veroorsaak, prosesse wat noodsaaklik is vir die vorming van herinneringe en die instandhouding van strukturele neurale integriteit.
'N Derde moontlikheid is dat hierdie effekte tweerigting is, waardeur gedragsinhibisie predisponeer vir vetsug, wat 'n negatiewe impak op breinareas kan hê wat verantwoordelik is vir die uitvoerende funksie en die inhibisie van kalorie-inname, wat sodoende 'n vicieuze siklus van disfunksie veroorsaak. Hierdie derde moontlikheid kan help om te verduidelik hoekom dit so moeilik is vir individue om gewig te verloor sodra dit verkry is.
Ons word aangemoedig deur die feit dat onder die min breinstreke wat ons geëvalueer het, die OFC, 'n breinstreek wat as gedragsinhibisie aangetoon word in beide dier- en mensstudies, die belangrikste vermindering onder vetsugtige adolessente gehad het. Ons bevindings, insluitend laer prestasie op kognitiewe toetse wat gedink word om ongeskonde OFC te benodig, tesame met volumevermindering in hierdie area wat verband hou met gedragsversteuring dui op die waarskynlike belang in gewigstoename.
Hierdie studie het 'n paar duidelike beperkings. Eerstens is dit 'n deursnee-siening wat ons nie toelaat om kommentaar te lewer op duidelike oorsaaklikheid nie. Tweedens, gegewe ons relatief beskeie steekproefgrootte, het ons ons metings beperk tot breinstreke wat in vorige studies blyk te wees wat verband hou met vetsug of disinhibisie, of diegene waarvan ons teoretiese redes gehad het om te glo, betrokke kon wees. Daarom is dit moontlik dat daar ander breingebiede is wat ons nie beoordeel het nie, wat ook hierby betrokke kan wees. 'N Derde beperking van ons studie is dat ons slegs die huidige gewig van die deelnemers het en dat ons nie kan kommentaar lewer op die duur van vetsug nie; die steekproef wat ons bestudeer het, sal waarskynlik aansienlike wisselvalligheid hê in die duur van vetsug en die gepaardgaande insulienweerstandigheid. Nietemin het ons studie beduidende sterkpunte, insluitend die noukeurige aanpassing tussen groepe, die multidimensionele evaluasies wat uitgevoer is en die onbevooroordeelde MRI-metodes wat gebruik word in die ontledings van die MRI-data.
Om die kwessies wat hier beskryf word, beter te verstaan, moet toekomstige werk die vakke longitudinaal evalueer, die ontwikkeling van obesiteit oor tyd deurdring, terwyl kognitiewe, gedrags- en neurostrukturale veranderinge gelyktydig gemeet word. Alternatiewelik kan ons begrip ook verbeter word deur 'n studie wat daarop gemik is om die gevolge van 'n suksesvolle obesitasbehandeling te ondersoek (bv. Bariatriese chirurgie), en dus vas te stel of sommige van hierdie tekorte omkeerbaar is. Verder moet toekomstige werk ander moontlike geassosieerde faktore soos pro- en anti-inflammatoriese sitokiene evalueer, asook meer sensitiewe MRI tegnieke soos diffusie tensor imaging (DTI) gebruik.
|
| Figuur 1 Vereniging tussen Body Mass Index en Disinhibition |
|
| Figuur 2 Vereniging tussen OFC Grey Matter Volume en Disinhibition in Adolescents (Lean and Obese) |
Bedankings
Die studie is ondersteun deur toekennings van die Nasionale Instituut van Gesondheid R21 DK070985 en RO1 DK083537, en gedeeltelik ondersteun deur grant1UL1RR029893 van die Nasionale Sentrum vir Navorsingshulpbronne. Die skrywers wil graag die kinders en gesinne wat aan hierdie navorsing deelgeneem het, asook Po Lai Yau en Valentin Polyakov erken in die versameling en verwerking van die data en die hulp van Allison Larr in die voorbereiding van hierdie manuskrip.
voetnote
Finansiële Openbaarmaking:
Nie een van die ander skrywers het enige finansiële / botsende belange om te openbaar nie
Verwysings
1. Ogden CL, Carroll MD, Flegal KM. Hoë liggaamsmassa-indeks vir ouderdom onder Amerikaanse kinders en adolessente, 2003-2006. JAMA. 2008; 299: 2401-5 [.PubMed]
2. Stunkard AJ, Messick S. Die drie-faktor eetvraelys om dieetbeperking, disinhibition en honger te meet. J Psychosom Res. 1985; 29: 71-83 [.PubMed]
3. Schwartz MW, Woods SC, Porte D, Jr, Seeley RJ, Baskin DG. Sentrale senuweestelsel beheer van voedselinname. Aard. 2000; 404: 661-71 [.PubMed]
4. Korner J, Leibel RL. Om te eet of nie te eet nie - hoe die derm met die brein praat. N Engl J Med. 2003; 349: 926–8. [PubMed]
5. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, et al. Neurale meganismes wat verband hou met voedselmotivering in vetsugtige en gesonde gewig volwassenes. Vetsug (Silwer Lente) 2010; 18: 254-60. [PubMed]
6. Del Parigi A, Gautier JF, Chen K, et al. Neuroimaging en vetsug: die brein reaksies op honger en versadiging in mense met behulp van positron-emissie tomografie. Ann NY Acad Sci. 2002; 967: 389-97 [.PubMed]
7. Damasio H, Grabowski T, Frank R, Galaburda AM, Damasio AR. Die terugkeer van Phineas Gage: leidrade oor die brein uit die skedel van 'n bekende pasiënt. Wetenskap. 1994; 264: 1102-5 [.PubMed]
8. Walther K, Birdsill AC, Glisky EL, Ryan L. Strukturele brein verskille en kognitiewe funksionering wat verband hou met die liggaamsmassa-indeks by ouer vroue. Hum Brain Mapp. 2010; 31: 1052-64 [.PubMed]
9. Taki Y, Kinomura S, Sato K, et al. Verhouding tussen liggaamsmassa-indeks en grys materie volume in gesonde individue 1,428. Vetsug (Silwer Lente) 2008; 16: 119-24. [PubMed]
10. Pannacciulli N, Del Parigi A, Chen K, Le DS, Reiman EM, Tataranni PA. Breinafwykings in menslike vetsug: 'n voxel-gebaseerde morfometriese studie. Neuro Image. 2006; 31: 1419-25 [.PubMed]
11. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, et al. Inverse verband tussen BMI en prefrontale metaboliese aktiwiteit by gesonde volwassenes. Vetsug (Silwer Lente) 2009; 17: 60-5. [PMC gratis artikel][PubMed]
12. Elias MF, Elias PK, Sullivan LM, Wolf PA, D'Agostino RB. Laer kognitiewe funksie in die teenwoordigheid van vetsug en hipertensie: die Framingham-hartstudie. Int J Obes relat Metab Disord. 2003; 27: 260–8. [PubMed]
13. Gunstad J, Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Spitznagel MB, Gordon E. Verhoogde liggaamsmassa-indeks word geassosieer met uitvoerende disfunksie in andersins gesonde volwassenes. Compr Psigiatrie. 2007; 48: 57-61 [.PubMed]
14. Waldstein SR, Katzel LI. Interaktiewe verhoudings van sentrale versus totale vetsug en bloeddruk tot kognitiewe funksie. Int J Obes (Lond) 2006; 30: 201-7. [PubMed]
15. Lokken KL, Boeka AG, Austin HM, Gunstad J, Harmon CM. Bewyse van uitvoerende disfunksie by uiters vetsugtige adolessente: 'n loodsstudie. Surg Obes Relat Dis. 2009; 5: 547-52 [.PubMed]
16. Lezak MD, Howleson DB, Loring DW, Hannay HJ, Fischer JS. Neuropsigologiese Assessering. Oxford University Press; New York: 2004.
17. Goeie CD, Scahill RI, Fox NC, et al. Outomatiese differensiasie van anatomiese patrone in die menslike brein: validering met studies van degeneratiewe demensie. Neuro Image. 2002; 17: 29-46 [.PubMed]
18. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, et al. Outomatiese anatomiese etikettering van aktiverings in SPM met behulp van 'n makroskopiese anatomiese parcellasie van die MNI MRI enkel-onderwerp brein. Neuro Image. 2002; 15: 273-89 [.PubMed]
19. Convit A, Wolf OT, die Leon MJ, et al. Volumetriese analise van die voorfrontale streke: bevindinge in veroudering en skisofrenie. Psigiatrie Res. 2001; 107: 61-73 [.PubMed]
20. Westenhoefer J, Broeckmann P, Munch AK, Pudel V. Kognitiewe beheer van eetgedrag en die disinhibisie-effek. Aptyt. 1994; 23: 27-41 [.PubMed]
21. Yeomans MR, Leitch M, Mobini S. Impulsiwiteit word geassosieer met die disinhibition, maar nie selfbeheersingsfaktor van die Three Factor Eating Questionnaire. Aptyt. 2008; 50: 469-76 [.PubMed]
22. Hays NP, Bathalon GP, McCrory MA, Roubenoff R, Lipman R, Roberts SB. Eetgedrag korrelateer met volwasse gewigstoename en vetsug by gesonde vroue van 55-65 y. Is J Clin Nutr. 2002; 75: 476-83 [.PubMed]
23. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen A. Beloningsreaksie-responsiwiteit op voedsel voorspel toekomstige toenames in liggaamsmassa: modererende effekte van DRD2 en DRD4. Neuro Image. 2010; 50: 1618-25 [.PubMed]
24. Gustafson D, Lissner L, Bengtsson C, Bjorkelund C, Skoog I. 'n 24-jaar-opvolging van liggaamsmassa-indeks en serebrale atrofie. Neurologie. 2004; 63: 1876-81 [.PubMed]
25. Convit A, Wolf OT, Tarshish C, die Leon MJ. Verlaagde glukosetoleransie word geassosieer met swak geheuevertoning en hippokampale atrofie onder normale bejaardes. Proc Natl Acad Sci VSA A. 2003; 100: 2019-22. [PMC gratis artikel][PubMed]
26. Yau PL, Javier DC, Ryan CM, et al. Voorlopige bewyse vir breinkomplikasies by vetsugtige adolessente met tipe 2 diabetes mellitus. Diabetologia. 2010
27. Convit A. Skakel tussen kognitiewe inkorting in insulienweerstand: 'n verklarende model. Neurobiol veroudering. 2005; 26 (Suppl 1): 31-5. [PubMed]
28. Benton D, Parker PY, Donohoe RT. Die verskaffing van glukose na die brein en kognitiewe funksionering. J Biosoc Sci. 1996; 28: 463-79 [.PubMed]
29. Drake CT, Iadecola C. Die rol van neuronale sein in die beheer van serebrale bloedvloei. Brein Lang. 2007; 102: 141-52 [.PubMed]
30. Karpoff L, Vinet A, Schuster I, et al. Abnormale vaskulêre reaktiwiteit by rus en oefening in vetsugtige seuns. Eur J Clin Invest. 2009; 39: 94-102 [.PubMed]
31. Dik MG, Jonker C, Comijs HC, et al. Bydrae van metaboliese sindroom komponente tot kognisie by ouer individue. Diabetesversorging. 2007; 30: 2655-60 [.PubMed]
32. Roberts RO, Geda YE, Knopman DS, et al. Metaboliese Sindroom, Inflammasie, en Nie-Adamale Ligte Kognitiewe Wanfunksie by Ouer Persone: 'n Bevolkingsgebaseerde Studie. Alzheimer Dis Dis Disord. 2009
33. Sweat V, Starr V, Bruehl H, et al. C-reaktiewe proteïen is gekoppel aan laer kognitiewe prestasie by oorgewig en vetsugtige vroue. Inflammasie. 2008; 31: 198-207. [PMC gratis artikel][PubMed]
34. Yaffe K, Kanaya A, Lindquist K, et al. Die metaboliese sindroom, inflammasie en die risiko van kognitiewe afname. JAMA. 2004; 292: 2237-42 [.PubMed]
;
