Повишеният енергиен прием е свързан с хиперреактивността на вниманието, вкусовите и награждаващите мозъчни области, докато се очаква приемът на вкусна храна (2013)

Am J Clin Nutr. 2013 Jun; 97 (6): 1188-94. doi: 10.3945 / ajcn.112.055285. Epub 2013 Apr 17.

Burger KS1, Stice E.

абстрактен

Предистория: Затлъстелите в сравнение с постните индивиди показват по-голяма чувствителност на вниманието, вкуса и награда към хранителните сигнали, но намаляват чувствителността на възнагражденията по време на приема на храна. Въпреки това, доколкото ни е известно, изследванията не са тествали дали обективно измереният калоричен прием е свързан положително с нервната чувствителност, независима от излишната мастна тъкан.

Обективен: Тествахме хипотезата, че обективно измерената консумация на енергия, която отговаря на базалните нужди и процента на телесните мазнини, корелира положително с невралната реакция към очаквания прием на вкусна храна, но отрицателно с отговора на приема на храна при юноши със здравословно тегло.

Дизайн: Участници (n = 155; средно ± SD възраст: 15.9 ± 1.1 y) завършени функционални магнитно-резонансни изображения при предвиждане и получаване на вкусна храна в сравнение с решение без вкус, двойно етикетирана водна оценка на енергийния прием и оценки на метаболизма на покой и състава на тялото.

Резултати: Енергийният прием корелира положително с активирането в латералната визуална и предна част на зъбните корти (визуална обработка и внимание), фронтален операкулум (първичен вкусов кортекс), когато се предвижда вкусна храна, и по-голяма стриатална активация, когато се предвижда вкусна храна в по-чувствителен анализ на интереса. , Енергийният прием не е свързан значително с нервната чувствителност по време на прием на вкусна храна.

Заключения: Резултатите показват, че обективно измерената консумация на енергия, която отчита базалните нужди и мастната тъкан, корелира положително с активността на вниманието, вкуса и награждаващите региони, когато се предвижда вкусна храна. Въпреки че свръхреактивността на тези региони може да увеличи риска от преяждане, не е ясно дали това е фактор на първоначална уязвимост или резултат от предишно преяждане.

ВЪВЕДЕНИЕ

Невровизуализиращите проучвания дават значителен поглед върху различията в нервната чувствителност към хранителните стимули като функция от тегловния статус. По-специално, затлъстелите в сравнение с постните индивиди са показали по-голяма чувствителност в области, свързани с възнаграждение (стриатум, палидум, амигдала и орбитофронтална кора) и региони на вниманието (визуални и предни cingular cortices) към апетитни хранителни изображения (1-5), очакван прием на вкусна храна (6, 7), и хранителни миризми (8). Затлъстелите в сравнение с постните хора също показват по-голямо активиране в първичния вкусов кортекс (предна инсула и фронтален операкулум) и в пероралните соматосензорни области (постцентрална гируса и париетална операкулума) по време на излагане на апетитни хранителни образи (2, 5) и очаквания прием на вкусна храна (6, 7). Тези данни са в съответствие с модела за награда-надценка, който предполага, че лицата, които изпитват повече възнаграждение от приема на храна, са изложени на риск от преяждане (9). При съпоставяне, затлъстелите в сравнение с постните индивиди са показали по-малка активност в области, свързани с възнаграждение по време на прием на вкусна храна (7, 10, 11), което е в съответствие с теорията за дефицита на възнаграждение, която твърди, че хората могат да преяждат, за да компенсират дефицит на възнаграждение (12). Данните показват, че резултатите се различават в зависимост от това дали се разглежда отговорът на хранителните сигнали по отношение на приема на храна, което предполага, че е важно да се проучи отговорността към двата феномена.

Повечето проучвания на невроизображенията директно сравняват затлъстяването в сравнение с постно хората, което е предоставило малко информация относно етиологичния процес, който е в основата на първоначалното нарастване на теглото. Понастоящем не е ясно дали свързаните с наднорменото тегло различия в нервната чувствителност към хранителни стимули са предизвикани от изменено невроендокринно функциониране, което произтича от излишните количества мастна тъкан (13, 14) в сравнение с обичайния излишък на калории, както се препоръчва в неврологичните модели на етиологията (9, 12, 15, 16).

Директно изследване на ефекта от типичния енергиен прием (EI)4 по отношение на нервната чувствителност към хранителни стимули, независимо от базалните нужди и мастната тъкан, ние проверихме дали двойно оценените оценки на водата (DLW) на EI са свързани с по-голяма чувствителност, когато се очаква прием на храна и намалена чувствителност по време на прием с метаболитна скорост на покой (RMR) и процентът на телесните мазнини в подрастващите здрави тегловни. Ние предположихме, че EI ще бъде свързан с 1) по-голяма чувствителност при възнаграждение (напр. стриатум), внимание (напр. визуални и медиални префронтални кортекси), вкусови (напр. предна инсула и фронтален операкулум) и орални соматосензорни (напр. постцентрални зъби и теменни оперкули) мозъчни области в отговор на очакван прием на храна и 2) по-малка нервна реакция на наградените региони по време на прием на вкусна храна.

ПРЕДМЕТ И МЕТОДИ

Образецът (n = 155; 75 мъже юноши и 80 юноши) се състоят от 10% испанци, 1% азиатци, 4% афроамериканци, 79% бели и 6% американски индианци и местни участници в Аляска. Лица, които са съобщили за преяждане или компенсаторно поведение през последните 3 месеца, употреба на психотропни лекарства или незаконни наркотици, нараняване на главата със загуба на съзнание или психиатрично разстройство от ос I през последната година (включително анорексия, нервна булимия, или разстройство от преяждане) са изключени. Родители и юноши предоставиха информирано писмено съгласие за този проект. Участниците пристигнаха в лабораторията след бързо нощуване, завършиха състава на тялото, антропометрични измервания, RMR оценка и първата оценка на DLW и се върнаха 2 седмици по-късно за последваща оценка на DLW. fMRI сканирането се проведе в рамките на 1 седмица от оценките на DLW. Институционалният съвет за преглед на института на Орегон одобри всички методи.

EI

DLW е използван за оценка на EI през 2-wk период. DLW осигурява много точна мярка за приемане, която е имунизирана срещу предубеждения, свързани с диетични напомняния или диетични дневници (17, 18). DLW използва изотопни маркери за оценка на общото производство на въглероден диоксид, което може да се използва за точно определяне на обичайните разходи за калории (19). DLW е прилаган веднага след като тестовете са били подложени на отрицателна оценка за бременност (ако е приложимо). Дозите са 1.6-2.0 g H218О (10 атомни проценти) / kg изчислена обща вода в тялото. Проби от урина на място бяха събрани непосредствено преди да бъде приложен DLW и 1, 3 и 4-h след дозиране. Две седмици по-късно, 2 допълнителните проби от урината на място бяха събрани по едно и също време на деня като 3- и 4-h след дозиране на проби. Никакви проби не бяха първата празнота на деня. Разходът на енергия (ЕЕ) беше изчислен с помощта на уравнение A6 (19) съотношенията в пространството за разреждане (20) и модифицираното уравнение на Уиър (21) както е описано по-горе (22). EI на ден се изчислява от сумата на EE от DLW и от очакваната промяна в запасите на телесна енергия от серийни измервания на телесното тегло, извършени на базовата линия (T1) и 2-wk след дозиране (T2). Тази цифра е разделена на броя на дните между оценката на изходната линия и 2-wk след дозиране, за да се изчисли дневният източник на енергийни субстрати от загуба на тегло или съхраняване на излишния EI като увеличаване на теглото (23). Използваното уравнение за всеки участник беше

Външен файл, който съдържа снимка, илюстрация и т.н. Името на обекта е ajcn9761188equ1.jpg

7800 kcal / kg е оценка на енергийната плътност на мастната тъкан (24). Промяната в теглото (тегло при T2 - тегло при T1) също беше използвана в регресионните анализи за оценка на едновременната валидност на EI с базовите нужди като прокси за контролиран енергиен баланс.

RMR

RMR се измерва чрез използване на индиректна калориметрия с TrueOne 2400 Metabolic Measurement System (ParvoMedics Inc) при първата оценка на DLW. RMR съдържа 60 – 75% от дневната ЕЕ и е свързана с поддържането на основните физиологични функции на организма (25). За оценката на RMR участниците пристигнаха в лабораторията след гладуване през нощта (обхват: 5–15 часа) и се въздържаха от упражнения в продължение на 24 часа преди тестването. Промяната е резултат от броя на часовете, спани предишната нощ. Участниците почиваха тихо в контролирана от температурата стая в продължение на 20 минути и прозрачна пластмасова качулка, която беше свързана с устройството, беше поставена над главата на участника. За да се определи RMR, обменът на газ в покой е измерен чрез изчисления на O2 потребление (VO2) и СО2 производство (VCO2) получени в 10-s интервали за 30 – 35 min. Участниците останаха неподвижни и будни, а последното 25 – 30 min от измерването беше използвано за изчисляване на RMR. Валидността и надеждността на този метод за оценка на RMR са установени (26, 27).

Процент на телесните мазнини

Плетизмография с въздушно изместване беше използвана за оценка на процента телесна мазнина с Bod Pod S / T (COSMED USA Inc) чрез използване на препоръчаните процедури въз основа на уравнения, съответстващи на възрастта и пола (28). Плътността на тялото се изчислява като телесна маса (оценена чрез директно претегляне), разделена на обема на тялото. Процентът на оценките за телесните мазнини показва надеждност на теста-повторно тестванеr = 0.92 – 0.99) и корелация с двуенергийна рентгенова абсорбциометрия и хидростатични претеглящи оценки на процента телесна мазнина (r = 0.98 – 0.99) (29).

Поведенчески мерки

Инвентар за хранене с храна (30) е използван за оценка на апетита за различни храни. Тази скала е адаптирана така, че да включва и оценки за това, колко приятни са участниците, открили всяка храна (7). Отговорите бяха по скалата на Likert за 5 за стремеж [от 1 (никога не пожелавам) до 5 (винаги жадувам)] и скала за 4 за харесване [от 1 (не харесвам) до 4 (любов)]. Оригиналният инвентар за жажда за храни показва вътрешна съгласуваност (α = 0.93), 2-wk тест-повторна надеждност (r = 0.86) и чувствителност към откриването на ефектите от интервенцията (30). По време на сканирането на fMRI, дневният глад беше оценен преди сканирането с помощта на 100-mm кръстосана визуална аналогова скала, закотвена от 0 (не гладна изобщо) към 100 (изключително гладна).

fMRI парадигма

Оценката на fMRI се извършва в рамките на 1 wk на DLW и RMR измерванията. В деня на сканирането, участниците бяха помолени да консумират редовното си хранене, но да се въздържат от ядене или пиене на напитки с кофеин за 5, предхождащи сканирането. Параметрите на fMRI оценяват реакцията към приема и очакваното приемане на вкусна храна [виж Stice et al (31) за допълнителна подробност на парадигмата]. Стимулите бяха 2 изображения (чаши на млечен шейк и вода), които сигнализираха за предстоящото доставяне на 0.5 mL шоколадов млечен шейк или съответно на вкус. Млечният шейк (270 kcal, 13.5 g мазнина и 28 g захар / 150 mL) беше приготвен с 60 g ванилов сладолед, 80 mL 2% мляко и 15 mL шоколадов сироп. Разтворът без вкус, който е предназначен да имитира естествения вкус на слюнката, се състои от 25 mmol KCl / L и 2.5 mmol NaHCO3/ L. В 40% от изпитанията вкусът не е бил доставен след репликата, за да се даде възможност за изследване на нервната реакция към очакването на вкус, който не е бил объркан с действителното получаване на вкуса (несвързани опити). Имаше 30 повторения на приема на млечен шейк и приемане на вкус без вкус и 20 повторения както на неспарен млечен шейк, така и на неподправен вкус. Вкусовете са доставени с помощта на програмируеми помпи със спринцовки. Спринцовки, пълни с млечен шейк и безвкусен разтвор, бяха свързани чрез тръбопроводи с колектор, който се вписваше в устата на участниците и доставяше вкуса на последователен език. Визуалните стимули бяха представени с цифрова прожекционна / обратна система за огледален дисплей. Участниците са били инструктирани да преглъщат, когато се появи лястовицата.

Придобиване на изображения, предварителна обработка и анализ

Сканирането беше извършено с Allegra 3 Tesla главен само MRI скенер (Siemens Medical Solutions USA Inc). За получаване на данни от целия мозък беше използвана бобина за птичи клетки. Функционалните сканирания са използвали T2 * претеглена градиентна еднократна ехоразмерна последователност (ехо време: 30 ms; време на повторение: 2000 ms; флип ъгъл: 80 °) с разделителна способност на 0 × 3.0 mm2 (Матрица 64 × 64; 192 × 192 mm2 полезрение). Тридесет и два 4-mm отрязъка (наслоено придобиване, без прескачане) бяха придобити по предната скосена равнина на комиссурата-задната косура, както е определено от средно-разсетената част. Приложена е перспектива за корекция на придобиването, за да се коригира позицията и ориентацията на среза, както и да се коригира остатъчното движение на обем-обем в реално време по време на събирането на данни с цел намаляване на ефектите, предизвикани от движението (32). Никой участник не се е движил> 2 mm или 2 ° във всяка посока. T1-претеглена последователност с инверсия с висока разделителна способност (MP-RAGE; зрително поле: 256 × 256 mm2; 256 × 256 матрица; дебелина: 1.0 mm; номер на парче: N160).

Анатомични и функционални образи бяха ръчно преориентирани към предната линия на комиссура-задна косура и черепа отстранен чрез използване на функцията за екстракция на мозъка в FSL (Версия 5.0; Функционално магнитно-резонансно изобразяване на мозъчната група). След това данните бяха предварително обработени и анализирани с помощта на SPM8 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience) в MATLAB (версия R2009b за Mac; Mathworks Inc). Функционалните образи бяха подредени по средната стойност и двете анатомични и функционални образи бяха нормализирани към стандартния мозъчен шаблон (ICBM1) на Монреалския неврологичен институт (MNI) T152. Нормализацията доведе до размер на воксел 3 mm3 за функционални изображения и воксел с размер 1 mm3 за анатомични изображения с висока резолюция. Функционалните изображения бяха загладени с 6-mm FWHM изотропно гауссово ядро. Високочестотният филтър на 128 премахва нискочестотния шум и дрейфа на сигнала. Анатомичните изображения бяха сегментирани в сиво и бяло вещество с помощта на инструментариума DARTEL в SPM (33); Средната стойност на полученото сиво вещество беше използвана като основа за приобщаваща маска от сива материя преди анализа на ниво група.

За да се идентифицират мозъчните региони, активирани от очакване на награда за храна, реакцията в зависимост от нивото на кислород в кръвта (BOLD) по време на представяне на несдвоената реплика, която сигнализира за предстоящото доставяне на млечен шейк, беше в контраст с реакцията по време на представяне на несдвоената реплика, която сигнализираше за предстоящата доставка на безвкусния разтвор (очакван млечен шейк> очакван безвкусен разтвор). За идентифициране на региони, активирани от вкусен прием на храна, беше използван контрастът (прием на млечен шейк> прием на безвкусен разтвор). Тези контрасти на индивидуално ниво са използвани при регресионни анализи на EI с RMR и процент на телесни мазнини, контролирани за най-добро улавяне на ефектите на EI, които отчитат базовите нужди и мастната тъкан. Клъстерно праг от P <0.001с k (размер на клъстера)> 12 се счита за значим при P <0.05 коригирано за множество сравнения в целия мозък. Този праг беше определен чрез оценка на присъщата гладкост на маскираните от сивото вещество функционални данни с модула 3dFWHMx в софтуера AFNI (версия 05_26_1457) и стартиране на 10,000 3 симулации на Монте Карло на случаен шум при XNUMX mm3 чрез тези данни чрез използване на модула 3DClustSim на софтуера AFNI (34). Този метод се провежда за всеки независим анализ и клъстерът се закръгля до най-близкото цяло число. Във всички случаи това беше k > 12. Представените резултати не бяха отслабени, когато се контролираха за менструална фаза и пол, ръка или глад, освен ако не е посочено друго. Стереотаксичните координати са представени в пространството на MNI, а изображенията са представени на средното анатомично изображение на мозъка за пробата. Въз основа на предишни проучвания, които включват допамин-медиирани региони за възнаграждение в отговор на хранителни стимули (3-8, 10), по-чувствителен анализ на интересуващата се област на стриатума (каудал и путамен). Променливите оценки на средната стриатална активност на индивид са оценени с програмата MarsBaR (35) в отговор на основните ефекти от (очакван млечен шейк> очакван безвкусен разтвор) и (прием на млечен шейк> прием на безвкусен разтвор). Тези променливи оценки са използвани в регресионни модели, които контролират RMR и процента на телесните мазнини с EI. Размери на ефекта (r) са извлечени от z стойности (z/ √N).

Паралелно с fMRI анализи, използвахме регресионни анализи, които контролираха RMR и процента на телесните мазнини, за да проверим дали EI е свързан с промяната на теглото през 2-wk DLW периода на оценка, самоотчетите мерки за хранене и вкуса, и глад. Статистически анализ без fMRI, включващ тестове за нормалност на разпределението на дескриптивните статистики (средни стойности ± SD) и линейност на отношенията, регресионен анализ и независима извадка t тестовете бяха извършени със софтуер SPSS (за Mac OS X, версия 19; SPSS Inc). Всички представени данни бяха проверени за твърде влиятелни данни.

РЕЗУЛТАТИ

DLW оценките на EI доведоха до среден калориен прием на 2566 kcal / d (Таблица 1). EI е значително свързан с докладваната храна (полупартийно) r = 0.19, P = 0.025) и харесване на храни (полупартийни r = 0.33, P = 0.001), но не и гладен (полупартиен r = −0.12, P = 0.14). Регресионните анализи разкриха положителна връзка между EI и промяната на теглото през XWUMX-wk DLW периода (полупартийни) r = 0.85, P <0.001), което предполага, че EI, който отчита базовите нужди и процента телесни мазнини, може да служи като показател за енергийния баланс. В сравнение с подрастващите жени, подрастващите мъже имат значително по-висок EI (P <0.001), RMR (P <0.001) и по-нисък процент телесни мазнини (P <0.001) (Таблица 1). Не са наблюдавани други значими разлики между юноши и юноши-юноши (P= 0.09 – 0.44).

ТАБЛИЦА 1  

Характеристики на субекта и поведенчески мерки (n = 155)1

EI и BOLD отговорност

За очаквания контраст на млечен шейк> очаквано безвкусно решение, EI корелира положително с активирането в горната странична зрителна кора, разположена в теменния лоб и предната цингуларна кора (области, свързани с визуална обработка и внимание) (Таблица 2, Фигура 1), фронталния клепач (област на първичния вкусовия кортекс) и задната cingulate cortex (мисълта, че кодират различието на стимулите). Значително активиране се наблюдава и при прекулеусите и кунеусите (които са свързани с внимание / образност), задната средна височна извивка (която е свързана със семантичната памет) и други региони в латералната теменна жлеза (напр. Супрамаргиналната извивка). (Таблица 2). EI не е значително свързан с BOLD отговора по време на приема на млечен шейк.

ТАБЛИЦА 2  

BOLD реакция по време на очакван прием на храна като функция от приема на енергия (n = 155)1
ФИГУРА 1.  

Реакция, зависима от нивото на кислород в кръвта по време на очаквания вкусен прием на храна (> очакван безвкусен прием) като функция на енергийния прием (kcal / d) с метаболизма в покой и процент на телесните мазнини, контролирани в страничната част ...

След определяне на средни оценки на променливи чрез използване на подхода на интересуващия регион, описан по-рано, стриаталната активност в отговор на изпреварването на млечния шейк (> предвиждащ безвкусен разтвор) показа малка, положителна връзка с EI (получастична r = 0.18, P = 0.038). Регресионните анализи обаче показват, че средната стриатална активност по време на прием на млечен шейк (> безвкусен прием) не е свързана значително с EI (получастичен r = 0.04, P = 0.61).

RMR и BOLD отговорност

Смятаме, че е разумно да се проучи дали RMR корелира директно с BOLD-отговорността и да се провери дали наблюдаваните ефекти се определят от индивидуалните различия в основните нужди. Не са наблюдавани значими връзки между RMR и BOLD реакцията при млечен шейк или очакван прием на млечен шейк.

ДИСКУСИЯ

Откритието, че EI, което отчита базалните нужди и мастната тъкан, е било положително свързано с вниманието, вкуса и отговора на възнаграждението, когато участниците очакваха прием на храна, отразен на резултатите, наблюдавани, когато нервната чувствителност на затлъстелите и сухи индивиди към това събитие беше сравнена6, 7). Доколкото ни е известно, настоящото проучване е предоставило нови доказателства, че повишената EI, а не излишната мастна тъкан, може да предизвика тази свръхчувствителност. По-конкретно, наблюдавахме повишена активност по време на очакване в райони, свързани с визуална обработка и внимание [латерална визуална кора, предчелус и преден зъбец (36)], вкусови процеси [фронтален опера37)] и регион, за когото се смята, че кодира изпъкналостта на стимулите38)]. Наблюдава се и малка, но положителна връзка между активност в награден или стимулиращ регион (striatum) и EI по време на очакване.

В подкрепа на настоящите резултати, увеличаването на мастната маса през периода 6-mo е свързано с повишаване на чувствителността към вкусни изображения на храни в зони за визуална обработка / внимание и вкусови райони спрямо изходното ниво (39). Освен това, поведенческите данни показват, че индивиди, които са случайно разпределени за консумация на енергоемки храни за периодите 2 – 3-wk, показват по-голяма готовност за работа (т.е. стимул за тези храни) (40, 41). Тези резултати показват, че излишният EI може да допринесе за свръхчувствителност на вниманието, вкусовите и награждаващите региони към знаците за бъдещия прием на храна. Това тълкуване съответства на теорията за стимулиране на чувствителността (16), което предполага, че възнаграждението от приема и очакваното приемане функционира в тандем с развитието на засилващата се стойност на храната, но след многократни двойки награди за храна и сигнали, които предсказват тази награда, предварителното възнаграждение се увеличава. Настоящите резултати също са в съответствие с модела за динамична уязвимост на затлъстяването (31, 42), което предполага, че повишената чувствителност към вниманието, вкусовите и награждаващите региони към хранителните знаци може да повиши податливостта към тези сигнали, което насърчава допълнителния прием по начин, подкрепящ прехраната. Поради кръстосания характер на настоящите резултати е възможно също така, че индивиди с вродена хиперреактивност на тези мозъчни региони, когато очакват храна, са по-склонни да преяждат. Такава интерпретация е в съответствие с теориите за затлъстяване, които превъзмогват наградата (9). Ето защо е наложително за бъдещи изследвания да се провери дали повишената чувствителност, наблюдавана в настоящото изследване, предсказва бъдещо наддаване на тегло при дългосрочно проследяване.

Наблюдава се и свързана с EI активност в задната средна времева извивка, която обикновено се свързва със семантичната памет (43, 44). Въпреки това, затлъстелите в сравнение с постните индивиди показват по-голяма чувствителност в този регион, когато се показват изображения на апетитни храни (3) в съответствие с настоящите констатации. Този регион също е активиран в парадигми, които оценяват чувствителността към реплики, за които се смята, че предизвикват жажда в обичайните потребители на вещества. Например, при настоящи пушачи, стремежът към пушенето е свързан със средновременна активност на вируса (45), и подобни резултати са наблюдавани при настоящите потребители на кокаин (46). Съответно, наблюдавахме малка, но значима връзка с докладваното желание за храна и EI. Настоящите резултати намекват, че генетичният сигнал за млечен шейк може да предизвика спомени за сензорните свойства на предстоящото приемане на високо съдържание на мазнини, високо съдържание на захар и може да накара по-голямо желание или свързана с жажда мозъчна активност за хора с повишен прием.

По-рано съобщавахме, че честата консумация на сладолед, но не и общият калориен прием, е свързана с намален отговор на приема на млечен шейк на базата на сладолед в допамин-медиираните зони на мозъка, свързани с възнаграждение, в тази проба (47). Настоящото изследване използва обективна мярка на EI и също не показва никаква връзка. Теоретично, след многократно приемане на определен вид вкусна храна, обучението на допамин с награда, преминаващо от приемането на тази храна, става в отговор на сигнали, които предсказват възможна наличност на храни, което е процес, който е документиран при опити с животни (48). Настоящите техники за изобразяване и разходите ограничават способността за оценка на нервната чувствителност към множество храни. Предишното използване на честота на храните позволяваше конкретен анализ на приема на специфични храни, с акцент върху храната, приложена в скенера. Въпреки че мярката DLW, използвана в това проучване, предоставя обективна и по-точна мярка за EI, тя не оценява плътността на енергията или съдържанието на макронутриенти в консумираните храни. Към днешна дата в литературата има лакуна за взаимодействие между невронните ефекти на обичайната консумация на храни и съдържанието на макронутриенти, въпреки че са докладвани остри разлики в нервната чувствителност към храни, вариращи от съдържанието на макронутриенти (49).

Важно е да се вземат предвид ограниченията на това проучване при тълкуване на констатациите. Както беше отбелязано, дизайнът на напречното сечение беше ключово ограничение, тъй като не можахме да определим дали моделът на невронна реакция увеличава риска от бъдещо преяждане или е следствие от прекомерна консумация. Настоящата извадка се проследява надлъжно и асоциациите с промяна на теглото ще дадат представа за този въпрос; обаче е необходим експеримент, който манипулира приема, за твърди причинно-следствени изводи, които не могат да бъдат предизвикани от потенциални обърквания. Настоящата мярка за EI може да служи като пример за енергийния баланс на оценения двуседмичен период, но не може едновременно да отчита EI и разходите, нито може да се счита за пряка мярка за преяждане при всички участници. Например, в сравнение с подрастващите жени, подрастващите мъже показват по-висок EI и RMR, но сходен BMI и по-ниски телесни мазнини, което предполага, че подрастващите мъже харчат повече енергия. Бъдещите проучвания трябва да обмислят обективни мерки за активност като акселерометри за по-добро улавяне на EE, ако DLW се използва за оценка на EI. Въпреки това ограничение, EI предостави обективна мярка за прием, настъпила в естествената обстановка на участника за период от 2 седмици, който е имунизиран от пристрастия към самопрезентацията.

В заключение, при свръхчувствителност по време на очаквания прием на храна и при експозиция на апетитни хранителни знаци се съобщава при затлъстяване в сравнение с постните индивиди (1-8). Настоящото изследване разширява тези констатации, като предоставя нови доказателства, доколкото ни е известно, че обективната мярка за обичайния прием е свързана с хиперневралната чувствителност, когато се очаква приемът на вкусна храна, независимо от основните енергийни нужди и количествата мастна тъкан. Поради кръстосаното естество на изследването, временното предимство на резултатите е неясно. Постигането на по-добро разбиране на вродените, индивидуални фактори на различието, които допринасят за преяждането, ще осигури допълнителен поглед върху развитието и поддържането на затлъстяването, както и ще предостави важна информация за разработването на програми за превенция на затлъстяването.

Благодарности

Благодарим на Центъра за невроимиджия „Луис“ в Университета в Орегон за техния принос и съдействие за създаване на образи за това разследване.

Отговорностите на авторите са следните: KSB и ES: са отговорни за писането на ръкописи и ревизиите. KSB: съдейства при събирането на данни и извършва анализ на данните; и ES: отговаряше за дизайна на изследването и допринесе значително за анализа на данните. Нито един от тях няма конфликт на интереси.

Бележки под линия

4Използвани съкращения: BOLD, зависими от нивото на кислорода в кръвта; DLW, вода с двойно етикетиране; ЕЕ, енергийни разходи; EI, енергиен прием; MNI, Монреалски неврологичен институт; RMR, метаболитен стадий на почивка.

СПРАВКИ

1. Bruce AS, Holsen LM, Chambers RJ, Martin LE, Brooks WM, Zarcone JR, Butler MG, Savage CR. Децата с наднормено тегло показват хиперактивация към снимки на храна в мозъчни мрежи, свързани с мотивацията, възнаграждението и когнитивния контрол. Int J Obes (Лонд) 2010; 34: 1494 – 500 [PubMed]
2. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Широко разпространена е активирането на системата за възнаграждение при жени със затлъстяване в отговор на снимки на висококалорични храни. 2008; 41: 636 – 47PubMed]
3. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, Bruce AS, Brooks WM, Zarcone JR, Savage CR. Невронните механизми, свързани с мотивацията на храните при възрастни с наднормено тегло и здравословно тегло. Затлъстяване (Silver Spring) 2010; 18: 254 – 60 [PubMed]
4. Nummenmaa L, Hirvonen J, Hannukainen JC, Immonen H, Lindroos MM, Salminen P, Nuutila P. Дорсалният стриатум и неговата лимбична свързаност медиират анормално предварително предупреждение при затлъстяване. PLoS ONE 2012; 7: e31089. [PMC безплатна статия] [PubMed]
5. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Диференциално активиране на дорзалния стриатум чрез висококалорични визуални хранителни стимули при затлъстели индивиди. 2007; 37: 410 – 21PubMed]
6. Ng J, Stice E, Yokum S, Bohon C. Изследване на fMRI на затлъстяване, хранителна награда и възприемана калорична плътност. Дали етикетът с ниско съдържание на мазнини прави храната по-малко привлекателна? Апетит 2011; 57: 65 – 72 [PMC безплатна статия] [PubMed]
7. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Малка DM. Връзка на наградата от приема на храна и очакваното приемане на храна към затлъстяване: изследване с функционално магнитно-резонансно изобразяване. J Abnorm Psychol 2008; 117: 924 – 35PMC безплатна статия] [PubMed]
8. Bragulat V, Dzemidzic M, Bruno C, Cox СА, Talavage T, Considine RV, Kareken DA. Проби за миризми, свързани с храна, свързани със схемите за награждаване на мозъка по време на глада: пилотно проучване на fMRI. Затлъстяване (Silver Spring) 2010; 18: 1566 – 71 [PubMed]
9. Davis C, Strachan S, Berkson M. Чувствителност към възнаграждение: последици за преяждане и наднормено тегло. Апетит 2004; 42: 131 – 8 [PubMed]
10. Frank GK, Reynolds JR, Shott ME, Jappe L, Yang TT, Tregellas JR, O'Reilly RC. Анорексията и затлъстяването са свързани с противоположната реакция на мозъчното възнаграждение. Невропсихофармакология 2012; 37: 2031–46 [PMC безплатна статия] [PubMed]
11. Зелено Е, Джейкъбсън А, Хааза L, Мърфи C. Редуцираното ядро ​​аккумбенс и активиране на каудалното ядро ​​до приятен вкус е свързано със затлъстяването при по-възрастните. Brain Res 2011; 1386: 109 – 17 [PMC безплатна статия] [PubMed]
12. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusll N, Fowler JS. Мозъчен допамин и затлъстяване. 2001: 357: 354 – 7PubMed]
13. Farooqi IS, Bullmore E, Keogh J, Gillard J, O'Rahilly S, Fletcher PC. Лептинът регулира стриаталните области и хранителното поведение на хората. Наука 2007; 317: 1355. [PMC безплатна статия] [PubMed]
14. Rosenbaum M, Sy M, Pavlovich K, Leibel RL, Hirsch J. Leptin обръща индуцирани от загуба на тегло промени в регионалните реакции на невронна активност към визуални хранителни стимули. J Clin Invest 2008; 118: 2583 – 91 [PMC безплатна статия] [PubMed]
15. Кени PJ. Механизми за възнаграждение при затлъстяване: нови прозрения и бъдещи насоки. Неврон 2011; 69: 664 – 79 [PMC безплатна статия] [PubMed]
16. Робинсън Т. Е., Berridge KC. Психологията и невробиологията на пристрастяването: поглед към стимулиращата сензитивност. Пристрастяване 2000; 95: S91 – 117 [PubMed]
17. Schutz Y, Weinsier RL, Hunter GR. Оценка на свободната физическа активност при хората: преглед на наличните и предложени нови мерки. Обесване на резултата 2001; 9: 368 – 79 [PubMed]
18. Johnson RK. Диетичен прием - как да измерваме това, което хората наистина ядат? Obes Res 2002; 10 (допълнителен 1): 63S – 8S [PubMed]
19. Schoeller DA, Ravussin E, Schutz Y, Acheson KJ, Baertschi P, Jequier E. Разходите на енергия чрез двойно обозначена вода - валидиране при хора и предложено изчисление. Am J Physiol 1986; 250: R823–30 [PubMed]
20. Racette SB, Schoeller DA, Лука AH, Shay K, Hnilicka J, Kushner RF. Относителни пространства за разреждане на h-2-маркирани и о-18-белязани води при хора. Am J на ​​Physiol 1994; 267: E585 – 90 [PubMed]
21. Weir JB. Нови методи за изчисляване на скоростта на метаболизма с особено внимание към метаболизма на протеините. J Physiol 1949; 109: 1 – 9 [PMC безплатна статия] [PubMed]
22. Черно AE, Prentice AM, Coward WA. Използване на коефициенти на храна за прогнозиране на дихателните коефициенти за двукратно маркирания воден метод за измерване на разхода на енергия. Hum Nutr Clin Nutr 1986, 40: 381 – 91PubMed]
23. Forbes GB. Съдържанието на мазнини в тялото влияе върху реакцията на телесната композиция към храненето и физическата активност. : Yasumura S, Wang J, Pierson RN, редактори. , eds. In vivo изследвания на телесния състав. Ню Йорк, Ню Йорк: New York Acad Sciences, 2000: 359 – 65
24. Поелмен ЕТ. Преглед: упражнение и неговото влияние върху метаболитния метаболитен метаболизъм в човека. Med Sci Sports Exerc 1989; 21: 515 – 525PubMed]
25. Crouter SE, Antczak A, Hudak JR, DellaValle DM, Haas JD. Точност и надеждност на метаболичните системи на первомедиците trueone 2400 и medgraphics VO2000. Eur J Appl Physiol 2006; 98: 139 – 51 [PubMed]
26. Cooper JA, Watras AC, O'Brien MJ, Luke A, Dobratz JR, Earthman CP, Schoeller DA. Оценка на валидността и надеждността на метаболизма в покой в ​​шест системи за анализ на газ. J Am Diet Assoc 2009; 109: 128–32 [PMC безплатна статия] [PubMed]
27. Trabulsi J, Schoeller DA. Оценка на диетичните инструменти за оценка срещу двойно етикетирана вода, биомаркер на обичайния прием на енергия. Am J Physiol 2001; 281: E891 – 9 [PubMed]
28. Lohman TG. Оценка на телесния състав при деца. Pediatr Exerc Sci 1989; 1: 19 – 30
29. Fields DA, Goran MI, McCrory MA. Оценка на телесния състав чрез плетизмография при въздушно изместване при възрастни и деца: преглед. Am J Clin Nutr 2002, 75: 453 – 67 [PubMed]
30. White MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Разработване и валидиране на инвентаризацията на храненето. Обесване на резултата 2002; 10: 107 – 14 [PubMed]
31. Stice Е, Yokum S, Burger KS, Epstein LH, Малка DM. Младежи, изложени на риск от затлъстяване, показват по-голяма активация на храносмилателната система на страаталната и соматосензорната област. J Neurosci 2011; 31: 4360 – 6 [PMC безплатна статия] [PubMed]
32. Thesen S, Heid O, Mueller Е. Schad LR. Потенциална корекция на придобиване за движение на главата с проследяване на изображенията в реално време за fMRI. Magn Reson Med 2000; 44: 457 – 65PubMed]
33. Ashburner J. Бърз алгоритъм за регистрация на диференциални изображения. 2007; 38: 95 – 113PubMed]
34. Кокс RW. AFNI: Софтуер за анализ и визуализация на функционални магнитен резонанс Neuroimages. Comput Biomed Res 1996; 29: 162 – 73PubMed]
35. Brett M, Anton JL, Valabregue R, Poline JB. Анализ на регион с интерес чрез инструментариума MarsBar за SPM 99. 2002: 16: S497
36. Heinze HJ, Mangun GR, Burchert W, Hinrichs H, Scholz M, Münte TF, Gös A, Scherg M, Johannes S, Hundeshagen H. Комбинирано пространствено и времево изображение на мозъчната активност по време на визуално селективно внимание при хората. Природа 1994; 372: 315 – 41 [PubMed]
37. Малка ДМ, Залд Д.Х., Джоунс-Готман М, Заторре Р.Я., Пардо Дж. Неврорепортаж 1999; 10: 7 – 14 [PubMed]
38. Maddock RJ. Ретроплениалната кора и емоцията: нови прозрения от функционалното невроизображение на човешкия мозък. Тенденции Neurosci 1999; 22: 310 – 6 [PubMed]
39. Cornier MA, Melanson EL, Salzberg AK, Bechtell JL, Tregellas JR. Ефектите от упражнения върху невроналния отговор на хранителните сигнали. Физиологично поведение 2012; 105: 1028 – 34 [PMC безплатна статия] [PubMed]
40. Кларк Е.Н., Дюи AM, Temple JL. Ефектите от дневния прием на храна за подправки зависят от индекса на телесна маса и плътността на енергията. Am J Clin Nutr 2010, 91: 300 – 8 [PubMed]
41. Temple JL, Bulkey AM, Badawy RL, Krause N, McCann S, Epstein LH. Диференциални ефекти от дневния прием на лека закуска върху засилващата се стойност на храната при затлъстели и небъбни жени. Am J Clin Nutr 2009, 90: 304 – 13 [PMC безплатна статия] [PubMed]
42. Burger KS, Stice E. Променливост в отговорността и затлъстяването на наградата: Доказателства от изследвания на мозъчните образи. Смъртоносно злоупотреба с наркотици Rev 2011; 4: 182 – 9 [PMC безплатна статия] [PubMed]
43. Chao LL, Haxby JV, Martin A. Невралните субстрати, базирани на атрибута в темпоралната кора за възприемане и познаване на обекти. Нат Неуроси 1999; 2: 913 – 9 [PubMed]
44. Патерсън К, Нестор PJ, Роджърс Т.Т. Откъде знаеш какво знаеш? Представяне на семантичните знания в човешкия мозък. Nat Rev Neurosci 2007, 8: 976 – 87PubMed]
45. Смолка М.Н., Бюлер М, Клайн S, Зиммерман У, Ман К, Хайнц А, Браус ДФ. Тежестта на никотиновата зависимост модулира мозъчната активност, предизвикана от реплики, в райони, включени в моторната подготовка и изображения. Психофармакология (Berl) 2006; 184: 577 – 88 [PubMed]
46. Грант S, London ED, Newlin DB, Villemagne VL, Liu X, Contoreggi C, Phillips RL, Kimes AS, Margolin A. Активиране на веригите на паметта по време на търсенето на кокаин. Проб. Нац. Акад. Sci САЩ 1996; 93: 12040 – 5 [PMC безплатна статия] [PubMed]
47. Burger KS, Stice E. Честа консумация на сладолед е свързана с намален стритален отговор при получаване на млечен шейк на базата на сладолед. Am J Clin Nutr 2012, 95: 810 – 7 [PMC безплатна статия] [PubMed]
48. Шулц W, Apicella P, Ljungberg Т. Отговорите на маймунските допаминови неврони за възнаграждаване и обусловени стимули по време на последователни стъпки на изучаване на задача със забавен отговор. J Neurosci 1993; 13: 900 – 13 [PubMed]
49. Grabenhorst F, Rolls ET, Parris BA, d'Souza AA. Как мозъкът представлява наградната стойност на мазнините в устата. Cereb Cortex 2010; 20: 1082–91 [PubMed]