El menjar desinhibit en adolescents obesos està associat a reduccions de volum orbitofrontals i disfuncions executives (2011)

L Maayan,^{2,4 *} C Hoogendoorn,^1* V Suor,¹ i A. Convit^1,3,4

ENLLAÇ A L'ESTUDI COMPLET

Obesitat (Silver Spring). juliol 2011; 19(7): 1382–1387.

¹ Departament de Psiquiatria, Escola de Medicina de la Universitat de Nova York, 550 First Avenue, Nova York, NY 10016, EUA.

² Departament de Psiquiatria Infantil, Escola de Medicina de la Universitat de Nova York, 550 First Avenue, Nova York, NY 10016, EUA.

³ Departament de Medicina, Escola de Medicina de la Universitat de Nova York, 550 First Avenue, Nova York, NY 10016, EUA.

⁴ Institut Nathan Kline d'Investigació Psiquiàtrica, 140 Old Orangeburg Rd. Orangeburg NY 10962, EUA

En adults, l'obesitat s'ha associat amb una alimentació desinhibida, una disminució del volum de matèria grisa cortical i un menor rendiment en les avaluacions cognitives. Se sap molt menys sobre aquestes relacions a l'adolescència i no hi ha estudis que avaluïn mesures conductuals, cognitives i neuroestructurals en el mateix grup de participants de l'estudi. Aquest estudi va examinar la relació entre l'obesitat, la funció executiva, la desinhibició i els volums cerebrals en joves relativament sans. Els participants van incloure 54 adolescents obesos i 37 adolescents prims. Els participants van rebre una bateria cognitiva, qüestionaris de comportaments alimentaris i imatges de ressonància magnètica (MRI). Les avaluacions neuropsicològiques van incloure tasques dirigides a la funció del lòbul frontal. Les conductes alimentàries es van determinar mitjançant el qüestionari d'alimentació de tres factors (TFEQ) i es van realitzar ressonàncies magnètiques estructurals en un sistema de ressonància magnètica Siemens Avanto d'1.5 T (Siemens, Erlangen, Alemanya) per determinar els volums de matèria grisa del cervell. Els adolescents prims i obesos es van comparar per edat, anys d'educació, gènere i estat socioeconòmic. En relació amb els adolescents prims, els participants obesos tenien puntuacions de desinhibició significativament més altes al TFEQ, un rendiment inferior a les proves cognitives i un volum de còrtex orbitofrontal més baix. La desinhibició es va correlacionar significativament amb l'índex de massa corporal, la puntuació de Stroop Color-Word i el volum de l'escorça orbitofrontal. Aquest és el primer informe d'aquestes associacions en adolescents i assenyala la importància d'entendre millor les associacions entre dèficits neuroestructurals i obesitat.

Paraules clau: obesitat, adolescents, desinhibició, ressonància magnètica, lòbul frontal, cognició, còrtex orbitofrontal

introducció

La prevalença de l'obesitat infantil i juvenil als EUA s'ha més que triplicat des de 1970. Tot i que les evidències recents suggereixen que l'obesitat infantil podria haver-se estabilizat, les altes taxes actuals prediuen un problema de salut pública imminent que implica malalties cardiovasculars i endocrines (1).

La desinhibició de la conducta alimentària, que es caracteritza en part com la propensió a menjar de manera oportunista en resposta a senyals ambientals, s'ha associat durant molt de temps amb l'obesitat tant en joves com en adults.2). La fallada relacionada amb el control de la ingesta calòrica que condueix a una eventual obesitat pot ocórrer a diversos nivells del cervell, inclòs l'hipotàlem (3) i, segons treballs més recents, a l'escorça cerebral (4). Una sèrie d'estudis de neuroimatge funcional d'individus prims i obesos tant en estats famolencs com alimentats han mostrat diverses regions corticals, com ara el cingulat anterior, el prefrontal medial (5), còrtex insular, cingulat posterior, temporal i orbitofrontal (6) que s'activen de manera diferenciada en funció del nivell de sacietat i IMC, suggerint la seva implicació en la regulació de la ingesta calòrica. La comprensió de l'OFC com a àrea clau en la inhibició del comportament es remunta al cas de Phineas Gage, el desafortunat 19^th un treballador ferroviari del segle XX que va sobreviure a un accident que probablement va danyar el seu còrtex orbitofrontal, cosa que va provocar canvis de personalitat i augment de la impulsivitat (7).

Les troballes neuroestructurals també s'han correlacionat amb l'índex de massa corporal (IMC). En un petit estudi de dones de 55 anys o més, que utilitzava la morfometria basada en voxels (VBM), l'IMC es va correlacionar negativament amb els volums de matèria grisa en diverses àrees frontals, com ara l'orbitofrontal esquerre, el frontal inferior dret i el gir precentral dret. a altres regions, inclòs el cerebel dret, així com una gran regió posterior dreta que abasta el gir parahipocampal, fusiforme i lingual (8). Un estudi més gran de 1,428 adults va trobar una correlació negativa entre els homes entre l'IMC i la matèria grisa en general, així com regions específiques del cervell com ara lòbuls temporals medials bilaterals, lòbuls occipitals, lòbuls frontals, precuneus, mesencefàlic i lòbul anterior del cerebel.9). Un altre estudi de VBM va demostrar que els adults obesos tenen una densitat de substància grisa més baixa en àrees com l'opercle frontal, el gir frontal mitjà, el gir postcentral, així com el putamen (10). El nostre grup ha descrit anomalies neuroestructurals entre adolescents obesos amb diabetis mellitus tipus 2 (DM2) (26), però que sabem no s'han descrit aquests dèficits entre els joves obesos sense DM2.

A més de les troballes estructurals, les avaluacions cognitives han demostrat que el funcionament executiu i la inhibició de la resposta poden estar compromeses en individus obesos tant adults com adolescents. Un estudi que empra la tomografia per emissió de positrons (PET) i les proves cognitives va trobar que els adults obesos tenien una disminució del metabolisme prefrontal de la glucosa a la línia de base, així com una disminució del rendiment en la tasca Stroop, una prova d'atenció selectiva i funció executiva.11). Altres estudis sobre la funció executiva i la inhibició de la resposta en adults han demostrat una associació negativa d'aquestes variables amb l'IMC (12-14). A més, els adolescents extremadament obesos mostren una disminució del funcionament de les tasques executives en comparació amb les dades normatives (15).

Vam plantejar la hipòtesi que, d'acord amb les troballes anteriors utilitzant el qüestionari de l'alimentació de tres factors (TFEQ), els adolescents obesos tindrien puntuacions més altes de desinhibició autoinformada en els comportaments alimentaris. A més, vam plantejar la hipòtesi que els adolescents obesos tindrien puntuacions més baixes en les avaluacions de la funció executiva i una integritat reduïda en les mesures neuroestructurals del lòbul frontal (volums de matèria grisa basats en ressonància magnètica i volums cerebrals regionals). A més, vam plantejar que la desinhibició del TFEQ s'associarà negativament amb puntuacions cognitives en dominis rellevants, així com amb mesures basades en ressonància magnètica de les àrees cerebrals implicades en la inhibició de la resposta i el control executiu.

Mètodes

Participants i procediments

Noranta-un joves (14-21 anys/a), 37 magres (IMC <25 kg/m² o relació cintura-alçada <0.5) i 54 obesos (IMC ≥30 kg/m² o>95 percentil per a l'IMC per edat i gènere) van participar a l'estudi. Vuitanta-un d'aquests (36 prims, 45 obesos) van rebre una ressonància magnètica. Deu adolescents no van rebre una ressonància magnètica pels motius següents: dues no van complir les seves cites, una estava embarassada i vam optar per errar per la seguretat, una no va poder tolerar la ressonància magnètica (claustrofòbia) i sis tenien un IMC > 50. kg/m² i va superar la mida del cos que podia acomodar l'escàner.

Els participants prims tenien una edat mitjana de 17.3 ± 1.6 anys i els obesos de 17.5 anys ± 1.6 anys. Els dos grups també es van emparellar segons els anys d'educació, el gènere i l'estat socioeconòmic i tots estaven en el rang cognitivament normal. L'evidència de malalties neurlògiques, mèdiques (a part de la dislipèmia, la resistència a la insulina menys de la DM2, la malaltia d'ovari poliquístic o la hipertensió) o psiquiàtriques (incloent-hi la depressió i l'abús d'alcohol o altres substàncies) van excloure les persones de la participació en l'estudi. T2DM també va excloure les persones de la participació. Els participants i els seus pares van donar el seu consentiment informat per escrit i van ser compensats pel seu temps i inconvenients. El protocol d'estudi va ser aprovat pel Consell de Revisió Institucional de la Facultat de Medicina de la Universitat de Nova York.

Tots els participants de l'estudi van prendre una mostra de sang després d'un dejuni nocturn de 10 hores per avaluar els nivells de glucosa, insulina, lípids i marcadors inflamatoris (proteïna C-reactiva d'alta sensibilitat; hs-CRP). La glucosa es va mesurar mitjançant un mètode de glucosa oxidasa (VITROS 950 AT, Amersham, Anglaterra), la insulina per quimioluminescència (Advia Centaur, Bayer Corporation) i la CRP es va mesurar en plasma mitjançant un immunoassaig enzimàtic (diapositiva Vitros CRP, Ortho Clinical Diagnostics). La sensibilitat a la insulina es va estimar mitjançant l'avaluació del model d'homeòstasi de la resistència a la insulina (HOMA-IR).

Avaluacions

Avaluació neuropsicològica

Hem realitzat una avaluació àmplia de les funcions neurocognitives, incloent el rendiment intel·lectual, la memòria recent, la memòria de treball, l'atenció i la funció executiva. Vam plantejar la hipòtesi que hi hauria diferències en les funcions del lòbul frontal entre adolescents prims i obesos i, per tant, vam restringir les nostres anàlisis a proves neurocognitives que reflecteixen la integritat del lòbul frontal i les funcions executives intactes, és a dir, la prova d'associació oral controlada de paraules (COWAT), Trail Making Test parts A. & B, Stroop Task, Índex d'atenció/concentració de la Wide Range Assessment of Learning and Memory (WRAML) i Working Memory Index de la WRAML. Amb l'excepció del WRAML i el Stroop, que proporcionen puntuacions estàndard corregudes per l'edat, s'informa de les puntuacions brutes. Totes les proves administrades són instruments neuropsicològics estàndard descrits en detall en altres llocs (16).

Qüestionari d'alimentació en tres factors (TFEQ)

Les característiques del comportament alimentari es van avaluar mitjançant el TFEQ. El TFEQ és un instrument de 51 ítems, format per tres subescales que mesuren la contenció (és a dir, el control cognitiu de la conducta alimentària; 21 ítems), la desinhibició (és a dir, la susceptibilitat de menjar en resposta a factors emocionals i senyals sensorials; 16 ítems) i fam (és a dir, la susceptibilitat de menjar com a resposta als sentiments de fam; 14 articles). El TFEQ es va administrar aproximadament una hora després que els subjectes van dinar.

Adquisició de ressonància magnètica i anàlisis d'imatges

Tots els subjectes es van estudiar amb el mateix sistema de ressonància magnètica Siemens Avanto d'1.5 T, que té un forat de 65 polzades de diàmetre i una taula adequada per a un individu de fins a 400 lliures. Hem adquirit imatges d'eco de gradient d'adquisició ràpida preparades per magnetització amb ponderació T1 (MPRAGE; TR 1300 ms; TE 4.38 ms; TI 800 ms; FOV 250 × 250; gruix de la rodanxa 1.2 mm; NEX 1; Angle de volteig 15 °; mida de la matriu 256 × 256; 192 rodanxes coronals).

Anàlisi Volumètrica WM/GM

La normalització espacial i la segmentació de les imatges MPRAGE van utilitzar procediments automatitzats tal com es descriu a (17) el programari de mapes paramètrics estadístics (SPM5). Les imatges MPRAGE es van corregir primer per a les no uniformitats del senyal i es van normalitzar espacialment a la plantilla estàndard de l'Institut Neurològica de Mont-real T1. Utilitzant l'algorisme de classificació de teixits a SPM5, vam segmentar les imatges MPRAGE normalitzades en les seves particions de matèria grisa (GM), matèria blanca (WM) i líquid cefaloraquidi (CSF), que són mapes que representen la probabilitat que cada voxel es classifiqui com a GM, WM o CSF. Aquestes particions segmentades es van normalitzar posteriorment a les seves respectives plantilles estàndard. A més de realitzar una avaluació del cervell sencer, i atès que durant l'adolescència la mielinització del lòbul frontal encara està en curs, hem utilitzat dues plantilles diferents per derivar les regions d'interès (ROI) del lòbul frontal. Aquests van ser l'SPM Automatic Anatomic Labeling (AAL) (18) i el nostre mètode de parcel·lació del lòbul frontal fiable publicat (19). La plantilla AAL es va utilitzar per derivar un lòbul frontal total, una regió cingulada anterior i una regió orbitofrontal. Es va utilitzar el nostre propi mètode de parcel·lació per derivar una regió prefrontal (lòbul frontal menys la regió motora suplementària). Vam quantificar les proporcions dels volums de WM, GM, CSF a tot el cervell i les regions frontals a nivell de cas, cartografiant primer les regions a cada partició segmentada i després fent la mitjana dels valors entre subjectes per a cadascun dels dos grups.

Anàlisi estadística

Hem realitzat proves t de mostres independents de dues cues examinant diferències de grup en dades demogràfiques, dades endocrines, dades cognitives i volums cerebrals, així com les correlacions de Pearson entre la puntuació de desinhibició TFEQ i l'IMC, la puntuació de la paraula de color Stroop i el volum de matèria grisa de l'escorça orbitofrontal. Es van excloure les dades que estaven més enllà de 2 desviacions estàndard de la mitjana del grup per a aquesta variable. Atès que hi ha una variabilitat individual en els volums cerebrals regionals relacionats amb la mida general del cap, vam mesurar la mida de la volta intracranial (ICV) de cada individu i vam utilitzar els valors d'ICV per ajustar els volums cerebrals regionals. Per tant, per permetre la comparabilitat amb altres estudis i donar al lector una idea de la mida de les regions cerebrals estudiades, la taula que descriu els volums cerebrals regionals mostra els volums en brut (no residualitzats). Tanmateix, la comparació estadística i la importància i la mida de l'efecte de totes les imatges presentades van utilitzar els volums ajustats (residualitzats) dels volums cerebrals.

Resultats

Dades demogràfiques i endocrines

Els grups de subjectes es van comparar per edat, gènere, grau escolar i estat socioeconòmic (SES) de Hollingshead. Els participants obesos eren, per definició, més alts en IMC i, com era d'esperar, també tenien una pressió arterial sistòlica i diastòlica més alta, nivells d'insulina i glucosa en dejú (però tot en el rang normoglucèmic), així com el model homeostàtic d'avaluació de la resistència a la insulina (HOMA-IR). ), triglicèrids, colesterol de lipoproteïnes de baixa densitat (LDL) i proteïna C reactiva (PCR) d'alta sensibilitat. Els subjectes obesos també tenien nivells significativament més baixos de lipoproteïnes d'alta densitat (HDL). Si us plau refereix-te a Taula 1.

Qüestionari sobre l'alimentació de tres factors

Els adolescents obesos van obtenir una puntuació significativament més alta que els participants prims en el factor de desinhibició del Qüestionari de l'alimentació en tres factors (6.85 ± 3.55 vs. 3.91 ± 1.96, p<0.000, d (d) de Cohen = 1.07), així com el factor de fam (6.60 ± 3.37). 4.68 vs 2.84 ± 0.008, p = 0.81, d = 9.19) i el factor de contenció cognitiva (4.30 ± 6.78 vs. 4.11 ± 0.012, p = 0.57, d = 81). Tingueu en compte que vam repetir aquestes anàlisis per al subconjunt de XNUMX participants amb una ressonància magnètica i els resultats no van canviar essencialment (dades no mostrades).

Mesures cognitives

En relació amb els adolescents prims, els adolescents obesos tenien un pitjor rendiment cognitiu en totes les tasques del lòbul frontal, el més pronunciat per a Stroop (una mesura d'inhibició) i l'índex de memòria de treball del WRAML, fins i tot quan vam controlar el coeficient intel·lectual estimat. Si us plau refereix-te a Taula 2.

Com que 10 subjectes no van rebre una avaluació de ressonància magnètica (per obtenir més detalls, consulteu les seccions de participants i procediments anteriors), vam repetir les nostres anàlisis per al subgrup de 81 adolescents que tenien una ressonància magnètica i la direcció i la importància dels resultats cognitius es van mantenir sense canvis (dades no es mostra).

Imatges cerebrals

El volum de matèria grisa del lòbul frontal (en centímetres cúbics) va tenir una tendència més petita, encara que no a un nivell de significació estadística, entre els adolescents obesos (265.3 ± 29.5 vs. 269.6 ± 26.7; residualitzat 0.00369 ± 0.018312 vs. 0.00609 vs. d = 0.014076). Tingueu en compte que, tot i que les diferències absolutes entre aquests volums eren petites, les anàlisis es van realitzar després de residualitzar a l'ICV i els valors de significació i les mides de l'efecte reflecteixen aquestes anàlisis. A més, per controlar els possibles efectes del desenvolupament de l'edat en els volums frontals i cerebrals, vam tornar a fer les nostres anàlisis covariant per edat. Hem trobat volums de matèria grisa significativament més baixos per als joves obesos a l'escorça orbitofrontal (0.139 ± 0.35 enfront de 32.3 ± 3.68; residualitzat 33.3 ± 3.99 vs. Les diferències del grup de volum OFC no van canviar després de controlar la pressió arterial sistòlica o HOMA-IR. Altres regions cerebrals avaluades, inclosa l'escorça prefrontal i l'escorça cingulada anterior, no eren significativament diferents entre els participants obesos i prims. La covaria per edat no va canviar cap d'aquestes relacions.

associacions

Hem trobat associacions significatives entre el TFEQ i les mesures de volum cognitives, IMC i MRI. Concretament, la puntuació del factor de desinhibició al TFEQ va mostrar una correlació significativa amb l'IMC (r(81) = 0.406, p <0.001), la puntuació de Stroop Color-Word (r(77) = -0.272, p = 0.017) i el gris OFC volum de matèria (r(71) = −0.273, p = 0.021). Per tal d'entendre millor la relació entre el volum d'OFC i la desinhibició, vam explorar l'associació per separat per als dos grups. Vam trobar que no hi havia associació entre la desinhibició i el volum d'OFC per a individus obesos (r(40) = -0.028, p = 0.864), mentre que hi va haver una associació forta per al grup prim (r(31) = -0.460, p = 0.009). Les associacions entre la puntuació del factor de desinhibició i l'IMC i Stroop es van mantenir significatives per al subconjunt d'individus amb ressonància magnètica (dades no mostrades).

Discussion

Com era d'esperar, els adolescents obesos tenien puntuacions significativament més altes de desinhibició, gana i restricció cognitiva al TFEQ. Tot i que els nivells més alts de moderació cognitiva entre els adolescents obesos a primera inspecció semblarien contraris a la intuïció, s'ajusta al model descrit de "contenció rígida" en què un individu amb una alimentació desinhibida i restricció cognitiva pot tendir a restringir els aliments en algunes situacions, però menjar en excés en altres. (20).

Els nostres nous resultats neuroestructurals entre adolescents obesos són coherents amb els resultats de la literatura per a adults (8, 9) demostrant reduccions de volum de substància grisa. A la nostra mostra d'adolescents, aquestes disminucions van ser més marcades per a l'escorça orbitofrontal, una regió cerebral important en el control dels impulsos, però també va mostrar una tendència feble per al lòbul frontal sencer. Especulem que les reduccions de volum més subtils que existeixen en altres regions del cervell entre els adolescents obesos poden arribar a tenir una significació estadística en una mostra ampliada.

És important per a aquest informe, vam trobar que el grup amb excés de pes no només tenia puntuacions de desinhibició més altes en el TFEQ, sinó també un rendiment més baix en les proves cognitives que reflecteixen les funcions cerebrals que es creu que són fonamentals per a la inhibició del comportament, fins i tot quan es controla el coeficient intel·lectual. De les regions i funcions del lòbul frontal que vam mesurar, ens va interessar especialment determinar la relació entre el factor de desinhibició del TFEQ i l'OFC, una regió cerebral que és molt important per a la inhibició del comportament (control d'impulsos). Hem seleccionat el Stroop perquè és l'única de les nostres tasques del lòbul frontal (incloses les que toquen les funcions executives) que prova específicament la capacitat d'inhibir les respostes automàtiques. Aquest és el paral·lel cognitiu directe de la regió conductual (factor de desinhibició del TFEQ) i cerebral (OFC) també implicada en la inhibició de les respostes automàtiques. El nostre interès era determinar l'especificitat funcional (Stroop vs. altres tasques frontals que no mesuren la inhibició de la resposta) i anatòmica (OFC) de les nostres troballes i la seva associació amb el factor de desinhibició del TFEQ.

També vam trobar associacions significatives entre les puntuacions del factor de desinhibició i el volum de l'IMC i l'OFC. Quan es va examinar per separat la relació entre la desinhibició i el volum d'OFC en participants prims i obesos, vam trobar una forta associació negativa només per al grup prim. És possible que les persones obeses ja hagin experimentat un nivell crític de desinhibició (que, com hem demostrat, està associat a l'IMC), per la qual cosa la desinhibició addicional no es reflecteix tan clarament en canvis addicionals en l'OFC, però potser en diferents regions o xarxes cerebrals no avaluades. com a part d'aquest estudi. Una altra possibilitat d'aquestes troballes diferents per a cadascun dels dos grups de pes és que, atès que els grups obesos tenen un major grau d'aprovació d'articles, poden ser més susceptibles a problemes de conveniència social i, per tant, poden ser menys propensos a informar completament de l'abast de la seva desinhibició conductual en l'alimentació, esmorteint l'associació en aquest grup. Finalment, també és possible que la restricció del rang, és a dir, els fenòmens de correlacions que disminueixen quan la variància es redueix, com passa quan dividim la nostra mostra en dos, pugui estar afectant els nostres resultats.

Tot i que el nostre estudi troba que la desinhibició en el comportament d'alimentació està associada a reduccions del funcionament executiu i dels volums de matèria grisa frontal, la naturalesa transversal del nostre disseny no ens permet abordar el problema de la direccionalitat o la causalitat. Dit això, hi ha diverses teories plausibles sobre la direcció d'aquestes associacions.

Una possibilitat és que els dèficits cerebrals estructurals o funcionals primaris condueixin a una alimentació desinhibida i a reduccions de la funció neurocognitiva. Aquesta línia de raonament es recolza parcialment en treballs que mostren una desinhibició en el comportament alimentari per presagiar un augment de la ingesta calòrica (21) i l'obesitat (22). També és coherent amb el treball d'imatge funcional que demostra que els individus, que en resposta a la ingesta visualitzada d'aliments agradables mostren una activació més feble dels circuits de recompensa cerebral, tenen un risc elevat d'augment de pes en el futur.23); potser necessiten un estímul més gran (més menjar) per obtenir la mateixa resposta de recompensa.

Una altra possible explicació és que els dèficits estructurals cerebrals com els demostrats en aquest estudi resulten de l'obesitat i la seva resistència a la insulina associada. Aquesta possibilitat està recolzada per un estudi longitudinal de 24 anys que mostra un augment de l'IMC a partir de la mitjana edat correlacionat amb una disminució del volum del lòbul temporal en la vida posterior.24). També recolza aquest ordre d'efectes el nostre propi treball en adults on trobem que els volums de l'hipocamp estaven associats amb deterioraments en la tolerància a la glucosa (25), així com en adolescents amb DM2, on trobem deterioraments cognitius i reduccions dels volums del lòbul frontal i de la integritat microestructural de la substància blanca (26). Suposem que la resistència a la insulina associada a l'obesitat que presenta el nostre grup d'adolescents amb excés de pes pot contribuir a la disminució de la funció executiva i els dèficits estructurals. Hem descrit un possible model per a aquests efectes (27) en què es planteja la hipòtesi que la resistència a la insulina s'associa amb una disminució de la reactivitat vascular cerebral relacionada amb la disfunció endotelial. Sabem que durant l'activació cerebral, com passa quan es realitza una tasca cognitiva, hi ha un augment de l'activitat sinàptica a la regió cerebral implicada. En el cervell normal, això provoca una vasodilatació regional i, per tant, un augment de la disponibilitat de glucosa a aquesta regió per donar suport a l'augment de la demanda cognitiva.28). Per tant, la reactivitat vascular, que és integral per al flux sanguini cerebral ben regulat, és clau per mantenir un entorn neuronal òptim durant l'activació cerebral (29). Investigacions que mostren la disfunció endotelial en nens obesos, fins i tot abans del desenvolupament de la diabetis (30), recolza encara més aquesta premissa. A més, el marcador inflamatori de la proteïna C reactiva (CRP) va ser elevat en els nostres adolescents obesos. En estudis que examinen grans cohorts d'adults, els investigadors han trobat un augment dels nivells de citocines inflamatòries com a mediadors putatius del declivi cognitiu entre els individus amb síndrome metabòlica.31-34). Un possible mecanisme d'aquests efectes cognitius el proporcionen dades animals que demostren que l'excés de citocines inflamatòries pot disminuir la potenciació a llarg termini (LTP), un procés entès com a essencial en la consolidació de la memòria a l'hipocamp. Les citocines inflamatòries també poden provocar un deteriorament de la neurogènesi i la neuroplasticitat, processos vitals per a la formació de records i el manteniment de la integritat neural estructural.

Una tercera possibilitat és que aquests efectes siguin bidireccionals, per la qual cosa la desinhibició del comportament predisposa a l'obesitat, la qual cosa pot afectar negativament les àrees cerebrals responsables de la funció executiva i la inhibició de la ingesta calòrica, provocant així un cercle viciós de disfunció. Aquesta tercera possibilitat podria ajudar a explicar per què és tan difícil per a les persones perdre pes un cop guanyat.

Ens anima el fet que entre les poques regions cerebrals que vam avaluar, l'OFC, una regió cerebral que s'ha demostrat com a important en la inhibició del comportament tant en estudis en animals com en humans, va tenir la reducció de volum més significativa entre els adolescents obesos. Les nostres troballes, incloent un rendiment més baix en proves cognitives que es creu que requereixen OFC intacte, juntament amb reduccions de volum en aquesta àrea associada a la desinhibició del comportament, apunten a la seva probable importància en l'augment de pes.

Aquest estudi té algunes limitacions clares. En primer lloc, és una visió transversal que no ens permet comentar una causalitat clara. En segon lloc, donada la nostra mida de mostra relativament modesta, vam restringir les nostres mesures a regions cerebrals que en estudis anteriors s'havien trobat que estaven associades a l'obesitat o la desinhibició, o aquelles que teníem bones raons teòriques per creure que podien estar implicades. Per tant, és possible que hi hagi altres àrees cerebrals, que no hem avaluat, que també hi puguin estar implicades. Una tercera limitació del nostre estudi és que només tenim el pes actual dels participants i no podem comentar la durada de l'obesitat; És probable que la mostra que hem estudiat tingui una variabilitat considerable en la durada de l'obesitat i la seva resistència a la insulina associada. No obstant això, el nostre estudi té punts forts significatius, com ara l'acurada combinació entre grups, les avaluacions multidimensionals realitzades i els mètodes de ressonància magnètica imparcials utilitzats en les anàlisis de les dades de ressonància magnètica.

Per entendre millor els problemes que es descriuen aquí, el treball futur hauria d'avaluar els subjectes de manera longitudinal, fent un seguiment del desenvolupament de l'obesitat al llarg del temps i mesurant simultàniament els canvis cognitius, conductuals i neuroestructurals. Alternativament, la nostra comprensió també es podria millorar mitjançant un estudi dissenyat per examinar les conseqüències d'un tractament de l'obesitat amb èxit (per exemple, la cirurgia bariàtrica), i així determinar si alguns d'aquests dèficits són reversibles. A més, el treball futur hauria d'avaluar altres possibles factors associats, com ara les citocines pro i antiinflamatòries, així com utilitzar tècniques de ressonància magnètica més sensibles, com ara la imatge del tensor de difusió (DTI).

Agraïments

L'estudi va comptar amb el suport de subvencions dels National Institutes of Health R21 DK070985 i RO1 DK083537 i, en part, amb el suport de grant1UL1RR029893 del National Center for Research Resources. Els autors volen agrair els nens i les famílies que van participar en aquesta investigació, així com Po Lai Yau i Valentin Polyakov en la recollida i processament de les dades i l'assistència d'Allison Larr en la preparació d'aquest manuscrit.

Notes al peu

Informació financera:

Cap dels altres autors té interessos financers o conflictius per revelar

referències

1. Ogden CL, Carroll MD, Flegal KM. Alt índex de massa corporal per edat entre nens i adolescents dels EUA, 2003-2006. JAMA. 2008;299:2401–5.[PubMed]

2. Stunkard AJ, Messick S. El qüestionari d'alimentació de tres factors per mesurar la contenció dietètica, la desinhibició i la fam. J Psychosom Res. 1985;29:71–83.[PubMed]

3. Schwartz MW, Woods SC, Porte D, Jr., Seeley RJ, Baskin DG. Control del sistema nerviós central de la ingesta d'aliments. Naturalesa. 2000;404:661–71.[PubMed]

4. Korner J, Leibel RL. Menjar o no menjar: com l'intestí parla amb el cervell. N Engl J Med. 2003;349:926–8.[PubMed]

5. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, et al. Mecanismes neuronals associats a la motivació alimentària en adults obesos i amb pes saludable. Obesitat (Silver Spring) 2010;18:254–60.[PubMed]

6. Del Parigi A, Gautier JF, Chen K, et al. Neuroimatge i obesitat: mapeig de les respostes cerebrals a la fam i la sacietat en humans mitjançant tomografia per emissió de positrons. Ann NY Acad Sci. 2002;967:389–97.[PubMed]

7. Damasio H, Grabowski T, Frank R, Galaburda AM, Damasio AR. El retorn de Phineas Gage: pistes sobre el cervell del crani d'un pacient famós. Ciència. 1994;264:1102–5.[PubMed]

8. Walther K, Birdsill AC, Glisky EL, Ryan L. Diferències estructurals del cervell i funcionament cognitiu relacionat amb l'índex de massa corporal en dones grans. Mapa del cervell Hum. 2010;31:1052–64.[PubMed]

9. Taki Y, Kinomura S, Sato K, et al. Relació entre l'índex de massa corporal i el volum de la matèria grisa en 1,428 individus sans. Obesitat (Silver Spring) 2008;16:119–24.[PubMed]

10. Pannacciulli N, Del Parigi A, Chen K, Le DS, Reiman EM, Tataranni PA. Anormalitats cerebrals en l'obesitat humana: un estudi morfomètric basat en voxels. Neuroimatge. 2006;31:1419–25.[PubMed]

11. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, et al. Associació inversa entre l'IMC i l'activitat metabòlica prefrontal en adults sans. Obesitat (Silver Spring) 2009;17:60–5. [Article gratuït de PMC][PubMed]

12. Elias MF, Elias PK, Sullivan LM, Wolf PA, D'Agostino RB. Funció cognitiva més baixa en presència d'obesitat i hipertensió: l'estudi del cor de Framingham. Int J Obes Relat Metab Disord. 2003;27:260–8.[PubMed]

13. Gunstad J, Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Spitznagel MB, Gordon E. L'índex de massa corporal elevat s'associa amb una disfunció executiva en adults sans. Compr Psiquiatria. 2007;48:57–61.[PubMed]

14. Waldstein SR, Katzel LI. Relacions interactives de l'obesitat central versus total i la pressió arterial amb la funció cognitiva. Int J Obes (Londres) 2006;30:201–7.[PubMed]

15. Lokken KL, Boeka AG, Austin HM, Gunstad J, Harmon CM. Evidència de disfunció executiva en adolescents extremadament obesos: un estudi pilot. Surg Obes Relat Dis. 2009;5:547–52.[PubMed]

16. Lezak MD, Howleson DB, Loring DW, Hannay HJ, Fischer JS. Avaluació neuropsicològica. Oxford University Press; Nova York: 2004.

17. Good CD, Scahill RI, Fox NC, et al. Diferenciació automàtica de patrons anatòmics en el cervell humà: validació amb estudis de demències degeneratives. Neuroimatge. 2002;17:29–46.[PubMed]

18. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, et al. Etiquetatge anatòmic automatitzat d'activacions en SPM mitjançant una parcel·lació anatòmica macroscòpica del cervell d'un sol subjecte MNI MRI. Neuroimatge. 2002;15:273–89.[PubMed]

19. Convit A, Wolf OT, de Leon MJ, et al. Anàlisi volumètrica de les regions prefrontals: troballes en envelliment i esquizofrènia. Psiquiatria Res. 2001;107:61–73.[PubMed]

20. Westenhoefer J, Broeckmann P, Munch AK, Pudel V. Cognitive control of eating behavior and the desinhibition effect. gana. 1994;23:27–41.[PubMed]

21. Yeomans MR, Leitch M, Mobini S. La impulsivitat s'associa amb el factor de desinhibició però no de contenció del Qüestionari de l'alimentació de tres factors. gana. 2008;50:469–76.[PubMed]

22. Hays NP, Bathalon GP, ​​McCrory MA, Roubenoff R, Lipman R, Roberts SB. El comportament alimentari es correlaciona amb l'augment de pes dels adults i l'obesitat en dones sanes de 55 a 65 anys. Am J Clin Nutr. 2002;75:476–83.[PubMed]

23. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen A. La resposta dels circuits de recompensa als aliments prediu futurs augments de la massa corporal: efectes moderadors de DRD2 i DRD4. Neuroimatge. 2010;50:1618–25.[PubMed]

24. Gustafson D, Lissner L, Bengtsson C, Bjorkelund C, Skoog I. Un seguiment de 24 anys de l'índex de massa corporal i l'atròfia cerebral. Neurologia. 2004;63:1876–81.[PubMed]

25. Convit A, Wolf OT, Tarshish C, de Leon MJ. La reducció de la tolerància a la glucosa s'associa a un mal rendiment de la memòria i a l'atròfia de l'hipocamp entre les persones grans normals. Proc Natl Acad Sci US A. 2003;100:2019–22. [Article gratuït de PMC][PubMed]

26. Yau PL, Javier DC, Ryan CM, et al. Evidència preliminar de complicacions cerebrals en adolescents obesos amb diabetis mellitus tipus 2. Diabetologia. 2010

27. Convit A. Vincles entre el deteriorament cognitiu en la resistència a la insulina: un model explicatiu. Neurobiol Envelliment. 2005;26(Suppl 1):31–5.[PubMed]

28. Benton D, Parker PY, Donohoe RT. El subministrament de glucosa al cervell i el funcionament cognitiu. J Biosoc Sci. 1996;28:463–79.[PubMed]

29. Drake CT, Iadecola C. El paper de la senyalització neuronal en el control del flux sanguini cerebral. Llenguatge del cervell. 2007;102:141–52.[PubMed]

30. Karpoff L, Vinet A, Schuster I, et al. Reactivitat vascular anormal en repòs i exercici en nens obesos. Eur J Clin Invest. 2009;39:94–102.[PubMed]

31. Dik MG, Jonker C, Comijs HC, et al. Contribució dels components de la síndrome metabòlica a la cognició en persones grans. Atenció a la diabetis. 2007;30:2655–60.[PubMed]

32. Roberts RO, Geda YE, Knopman DS, et al. Síndrome metabòlica, inflamació i deteriorament cognitiu lleu no amnèstic en persones grans: un estudi basat en la població. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2009

33. Sweat V, Starr V, Bruehl H, et al. La proteïna C reactiva està relacionada amb un menor rendiment cognitiu en dones amb sobrepès i obesitat. Inflamació. 2008;31:198–207. [Article gratuït de PMC][PubMed]

34. Yaffe K, Kanaya A, Lindquist K, et al. La síndrome metabòlica, la inflamació i el risc de deteriorament cognitiu. JAMA. 2004;292:2237–42.[PubMed]