PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.
Publikováno online 2014 May 7. doi: 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Deanna L. Wallace,1,* Esther Aarts,1,2 Linh C. Dang,1,3 Stephanie M. Greer,1 William J. Jagust,1 a Mark D′Esposito1
J. Bruce Morton, redaktor
Tento článek byl citováno další články v PMC.
Abstraktní
Dosud jen málo studií prozkoumalo neurochemické mechanismy podporující individuální rozdíly v preferenci jídla u lidí. Zde zkoumáme, jak dorzální striatální dopamin, měřeno indikátorem pozitronové emisní tomografie (PET) [18F] fluorometatyrosin (FMT), koreluje s rozhodováním v souvislosti s potravinami as indexem tělesné hmotnosti (BMI) u zdravých hmotností 16 u středně obézních jedinců. Zjistili jsme, že nižší vazebný potenciál syntézy dopaminu na bázi PET FMT koreluje s vyšším BMI, větší preferencí vnímaných „zdravých“ potravin, ale také vyššími hodnotami zdravotní nezávadnosti potravinových položek. Tato zjištění dále zdůvodňují roli dorzálního striatálního dopaminu v chování souvisejícím s potravinami a vrhají světlo na složitost individuálních rozdílů v preferenci jídla.
Úvod
Moderní společnost je obklopena nadměrným množstvím a širokým výběrem potravin, což částečně přispívá k rostoucí populaci s nadváhou ve Spojených státech. [1]. Přesto základní neurochemické mechanismy podporující individuální rozdíly v preferencích jídla nejsou dobře známy. Někteří lidé přirozeně zakládají své preference potravin spíše na zdravotní hodnotě potravin než na hodnotě chuti potravin a ukázalo se, že ventromediální prefrontální kůra (vmPFC) hraje roli v cílových hodnotách souvisejících s vlivy „zdraví“ a „ chuť" [2]. Kromě toho existuje velká variabilita v úsudku jednotlivců o kalorickém obsahu a vnímané „zdraví“ potravin [3]a studie ukazují, že vnímaná „zdravá“ jídla jsou ve srovnání s vnímanými „nezdravými“ potravinami nadměrně konzumována, a to i přes stejnou nutriční hodnotu [3], [4].
Ukázalo se, že dorzální striatální dopamin hraje roli v motivaci k jídlu v lidském i zvířecím modelu [5], [6], [7], ale vztah mezi žádostí o dopamin a potravou nebo preferencemi u lidí nebyl dosud důkladně prozkoumán. Kromě toho studie, které využívají PET ligandy, které vážou dopaminové receptory, prokázaly korelaci s BMI v obou pozitivních [8] a negativní [9] pokyny, a ne všechny studie najdou významné asociace (přehled viz [10]). Také vzhledem k povaze těchto PET ligandů, které jsou závislé na stavu endogenního uvolňování dopaminu, je obtížné interpretovat vztahy mezi striatálním dopaminem a BMI. Nižší vazba dopaminového receptoru by mohla představovat méně existujících striatálních dopaminových receptorů (tj. Negativní vztah mezi vazbou PET a BMI, jak je uvedeno v [9]) nebo větší vazba na dopaminový receptor by mohla představovat nižší endogenní uvolňování dopaminu, což by umožnilo více dostupných receptorů, ve kterých by se PET ligand mohl vázat (tj. pozitivní vztah mezi vazbou a BMI, jak je uvedeno v [8]). Pro doplnění předchozích studií, které využívaly PET ligandy, které vážou dopaminové receptory, jsme zde použili stabilní měření presynaptické kapacity syntézy dopaminu s PET ligandem [18F] fluorometatyrosin (FMT), který byl rozsáhle studován na lidských a zvířecích modelech [11], [12], [13], [14].
Cílem naší studie bylo prozkoumat vztah mezi dorzálními striatálními metodami syntézy dopaminu PET FMT a BMI a studovat, jak tato opatření syntézy dopaminu PET FMT mohou korelovat s individuálními rozdíly v preferenci jídla. Předpokládali jsme, že nižší vazba syntézy dopaminu na PET FMT bude odpovídat vyššímu BMI, jak naznačuje předchozí práce [15]. Rovněž jsme předpovídali, že jedinci s nižším endogenním striatálním dopaminem budou mít větší celkovou preferenci potravin (tj. „Zdravých“ i „nezdravých“ potravin) ve srovnání s jedinci s vyšším striatálním dopaminem a že vnímání potravin jednotlivci z hlediska zdraví může také ovlivnit přednost.
Metody a materiály
Předměty
Třicet tři zdravých osob s pravou rukou, kteří dříve podstoupili skenování syntézy dopaminu PET FMT, bylo pozváno k účasti na zde prezentované behaviorální studii a nedostali žádné předchozí znalosti této studii, pouze informovali, že se jedná o studium komplexního rozhodování. Z těchto subjektů 33 souhlasily s účastí subjekty 16 (8 M, věk 20 – 30). BMI ((hmotnost v kilogramech) / (výška v metrech) ∧2)) byla vypočtena pro všechny subjekty (rozsah: 20.2 – 33.4, u obézních 1, 4 s nadváhou a 11 se zdravou hmotností). Subjekty neměly v anamnéze zneužívání drog, poruchy příjmu potravy, závažné deprese a úzkostné poruchy. Subjekty byly také požádány o to, zda mají velmi špatné, špatné, průměrné, dobré nebo vynikající zdraví. Všichni uváděli, že jsou v celkovém průměru až vynikající zdraví a v současné době nejsou dieta nebo se snaží zhubnout. Socioekonomický status (SES) byl také získáván od jednotlivců pomocí Barrattovy zjednodušené míry sociálního statusu (BSMSS) [16].
Etické prohlášení
Všechny subjekty poskytly písemný informovaný souhlas a byly vyplaceny za účast podle institucionálních pokynů místní etické komise (University of California Berkeley (UCB) a Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Výbor pro ochranu lidských účastníků (CPHP) a Lawrence Berkeley National Laboratorní institucionální kontrolní komise (IRB)). Zde prezentované studie výslovně schválily CPHP a IRB UCB a LBNL
Sběr a analýza PET dat
Zobrazování PET a vazba FMT byly prováděny v Lawrence Berkeley National Laboratory, jak bylo popsáno výše [17]. FMT je substrátem aromatické L-aminokyseliny dekarboxylázy (AADC), enzymu syntetizujícího dopamin, jehož aktivita odpovídá kapacitě dopaminergních neuronů syntetizovat dopamin [13] a ukázalo se, že svědčí o předsynaptické kapacitě syntézy dopaminu [18]. FMT je metabolizován AADC na [18F] fluorometatyramin, který je oxidován na [18F] kyselina fluorohydroxyfenyloctová (FPAC) zůstává v dopaminergních terminálech a je viditelná na PET FMT skenech. Intenzita signálu na PET FMT skenech byla tedy srovnatelná s [18F] fluorodopa [18], ve kterém absorpce stopovače vysoce koreluje (r = 0.97, p <0.003) s hladinami striatálního dopaminového proteinu u pacientů po smrti, měřeno metodami vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC) [19]. Navíc ve srovnání s [18F] fluorodopa, FMT také není substrátem pro O-methylaci, a proto poskytuje vyšší obraz signál-šum než [18F] fluorodopa [18]. Navíc se ukázalo, že opatření FMT přímo odpovídají opatřením dopaminu na modelech zvířecích Parkinsonových chorob [14].
Skenování bylo provedeno buď z 9AM-12PM nebo 1PM-4PM. Průměrné zpoždění mezi získáním údajů syntézy dopaminu PET FMT a behaviorálními údaji bylo 2.37 ± 0.26 let, srovnatelné se zpožděním hlášeným v předchozí studii z naší laboratoře využívající PET FMT [11]. Ačkoli toto zpoždění není ideální, studie Vingerhoets et al. [20] ukázalo, že striatální Ki související s presynaptickým dopaminem je relativně stabilní měření, které má šanci, že 95% zůstane v 18% své původní hodnoty u jednotlivých zdravých jedinců v časovém rozpětí 7. Proto jsou opatření FMT srovnatelná s [18F] fluorodopa [13]jsou považovány za odrážející relativně stabilní procesy (tj. syntézní kapacitu), a proto nejsou zvlášť citlivé na malé změny související se státem. Kromě toho se BMI významně nelišil mezi získáním PET a behaviorálními údaji (průměrná změna v BMI: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, dvoustranný párový t-test). U všech jedinců byl také proveden screening všech změn životního stylu v době od posledního testování (tj. Změna stravovacích návyků a cvičení / denní aktivity, kouření nebo pití, duševní zdraví nebo stav léků). Nakonec byla jako proměnná v analýze vícenásobných regresních dat použita změna BMI od času PET FMT skenování do behaviorálního testování a také doba, která uplynula mezi PET skenováním a behaviorálním testováním.
PET skenování bylo prováděno pomocí Siemens ECAT-HR PET kamery (Knoxville, TN). Přibližně 2.5 mCi s vysokou specifickou aktivitou FMT byl injikován jako bolus do antecubitální žíly a byla získána dynamická akviziční sekvence v režimu 3D po dobu celkem 89 min. Skenovacího času. Dva anatomické obrazy s vysokým rozlišením (MPRAGE) byly získány u každého účastníka na skeneru Siemens 1.5 T Magnetom Avanto MRI (Siemens, Erlangen, Německo), pomocí hlavové cívky 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; velikost voxelu) = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, axiální řezy 160; FOV = 256 mm; doba skenování ∼9 minut). Dvě MPRAGE byly zprůměrovány, aby se získal jeden strukturální obraz s vysokým rozlišením, který byl použit pro generování jednotlivých sledovaných oblastí caudate a cerebellum (ROI).
ROI levého a pravého caudátu a mozečku (používané jako referenční region, stejně jako v předchozích studiích) [11]) byly ručně nakresleny na anatomické MRI skenování každého účastníka pomocí FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), jak bylo popsáno výše [21]. Spolehlivost mezi rater i uvnitř rater byla vyšší než 95% (z hodnocení provedených dvěma členy laboratoře). Aby se zabránilo kontaminaci FMT signálu z dopaminergních jader, byly do referenční mozkové oblasti zahrnuty pouze zadní tři čtvrtiny šedé hmoty. Po společné registraci do PET FMT prostoru byly do ROI zahrnuty pouze voxely s vyšší 50% šancí ležet v ROI, aby byla zajištěna vysoká pravděpodobnost šedé hmoty.
Obrazy PET FMT byly rekonstruovány pomocí algoritmu maximalizace očekávaného podskupiny očekávání s váženým útlumem, korekcí rozptylu, korigovány pohybem a vyhlazeny pomocí 4 mm plné šířky poloviny maximálního jádra pomocí statistické parametrické mapovací verze 8 (SPM8) (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Anatomické MRI skenování bylo registrováno k průměrnému obrazu všech upravených rámců v PET FMT skenování pomocí FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, verze 4.1.2). Použití interního grafického analytického programu implementujícího Patlakův vykreslování [22], [23]Ki obrázky představující množství značkovací látky nahromaděné v mozku vzhledem k referenční oblasti (mozeček) [11], byla vytvořena standardní praxe v PET analýze pro minimalizaci potenciálních zmatků hluku z PET dat). Ki hodnoty byly získány odděleně od levé a pravé caudate ROI a byly vypočteny asociace mezi Ki hodnoty, BMI a behaviorální míry. Navíc se ukázalo, že věk a pohlaví mají vliv na vazbu FMT [15], [24], korelace mezi FMT a BMI byly korigovány na věk a pohlaví (stejně jako jakékoli změny v BMI od doby PET skenování po testování chování) pomocí kontrolních proměnných v Pearsonově částečné korelaci.
Behaviorální paradigma
Jedinci byli požádáni, aby jedli typické, ale ne příliš těžké jídlo hodinu před testovacím sezením. Aby se podpořilo dodržování tohoto požadavku, byly naplánovány testovací relace po typických časech jídla (tj. 9AM, 2PM a 7: 30PM) a byl zaznamenán čas posledního jídla. Byly zaznamenány potravinové položky spotřebované před testováním a uplynulý čas od posledního jídla po testovací relaci (podle určení zdroje) www.caloriecount.com a velikosti jídla a porcí, které jednotlivci uvádějí) Aby bylo zajištěno, že hlad neovlivňuje úkol, měřili jsme také hlad a plnost pomocí vizuální analogové stupnice [25].
Byly použity obrázky osmdesáti potravinových položek, ve kterých byli subjekty požádány o ohodnocení položek v samostatných blocích 3 na základě 1), vhodnosti, 2) a dobroty 3) v programu E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg, PA, USA) (viz Obrázek 1). Abychom vytvořili úkol s vyváženým počtem zdravých, nezdravých a neutrálních potravin, nejprve jsme vytvořili objektivní zdravotní hodnotu pro každou z osmdesáti potravinových položek přiřazením standardizovaného, objektivního skóre -3 (velmi nezdravé) k + 3 ( velmi zdravé) ke každé potravině na základě známky (od F-minus (velmi nezdravé) po A-plus (velmi zdravé)) a nutričních informací z on-line zdroje www.caloriecount.com. Tyto třídy dopisů zahrnují několik faktorů (tj. Kalorií, gramy tuku, vlákniny atd.) A jsou uvedeny jako on-line reference pro „výběr zdravého stravování“, jak je uvedeno na webových stránkách. Poté jsme úkol vyvážili přibližně stejným počtem zdravých (tj. Potravin s objektivním skóre 2 nebo 3, jako je ovoce a zelenina), neutrálních (tj. Potravin s objektivním skóre 1 a −1, jako jsou solné sušenky) a nezdravých položek (tj. potraviny s negativním objektivním skóre −2 nebo −3, jako jsou vysoce zpracované bonbóny).
Subjekty byly nejprve požádány, aby ohodnotily míru, do jaké „požadovaly“ nebo „chtěly“ každou položku (měřítko 1 (silně nechtějí) až 4 (silně nechtěly)), v celém textu označované jako „preferované“, termín v souladu s literaturou [2]. Objeví se potravinový předmět a subjekt bude mít až 4 sekund, aby mohl odpovědět, a hodnotili všech osmdesát potravinových položek, než pokračovali v následných blocích „zdraví“ a „chuť“ (viz níže). Protože lidé mají schopnost modulovat výběr potravin založený nejen na chuti k určitým potravinám, ale také na vnímání zdraví [26], požádali jsme pouze subjekt, aby ohodnotil, jak moc budou chtít jídlo nebo zjistí, že je žádoucí a blok preferencí byl vždy uveden jako první. Ve snaze zachytit, jak subjekt skutečně upřednostňoval prezentované potravinové položky, byly subjekty informovány, že na konci testování obdrží potravinovou položku z úkolu na základě jejich hodnocení „vhodnosti“. Subjekty také nevěděly, že v nadcházejícím druhém a třetím bloku (popsaném níže) budou požádány, aby posoudily, jak zdravé a chutné našli každou potravinu.
Ve druhém bloku hodnotili subjekty, do jaké míry vnímali osmdesát potravin jako zdravé nebo nezdravé (−3 pro velmi nezdravé, 3 pro velmi zdravé) a ve třetím bloku, jak chutné našli osmdesát potravin (−3 pro ne vůbec chutné pro 3 za velmi chutné). Pořadí těchto bloků bylo shodné pro všechny subjekty, protože jsme nechtěli ovlivnit hodnocení zdraví v možném pořadí. Subjekty byly informovány, že hodnocení zdraví a chuti neovlivní položku, kterou obdrží, na základě jejich odpovědí v bloku „vhodnosti“. Vybrali jsme bodovou stupnici 6 pro hodnoty zdraví a chuti, abychom umožnili širší rozsah měření vnímání chuti / zdraví, včetně „neutrálního“ hodnocení odpovídajícího −1 a + 1, zatímco bodová škála 4 bloku žádoucí / preference odráželo by pouze preferované nebo nepřednostní potraviny. Celkový úkol trval přibližně 25 minut. Na konci úkolu byli subjekty dotázáni, zda existují nějaké potraviny, které nejsou známé a které by mohly vést k neodpovězení. Všichni jedinci uváděli, že jsou obeznámeni s potravinami, a všechny předměty dostaly hodnocení pro všechny tři bloky od všech subjektů.
Bylo prokázáno, že dopamin v dorzálním striatu má silnou asociaci v motivaci k jídlu [5], [6], [7]. Vnímání chuti je také vysoce korelováno s žádostí o jídlo, protože většina lidí dává přednost potravinám, které také považují za chutné [27]. Protože existuje mnoho kombinací preferenčních, chuťových a zdravotních bloků, které by mohly být zkoumány, abychom eliminovali mnohonásobná srovnání a potenciál falešných korelací, na základě této literatury jsme zkoumali počet potravin, které byly hodnoceny jako 1) , chutné a vnímané „zdravé“ a 2) preferované, chutné a vnímané „nezdravé“. (Preferované položky hodnocené jako 3 nebo 4 v bloku „vhodnosti“; chutné položky hodnocené jako 2 nebo 3 v bloku „chutnosti“; vnímané „zdravé“ položky hodnocené jako 2 nebo 3 a vnímané „nezdravé“ položky hodnocené jako −2 nebo −3 v bloku „zdraví“). Post-hoc analýza také zkoumala poměr vnímaných „zdravých“ - „nezdravých“ potravinových položek, počet preferovaných vnímaných „zdravých“ potravinových položek, které nebyly ve skutečnosti objektivně hodnoceny jako zdravé (tj. Preferované položky, které jednotlivec hodnotil jako zdravé) mínus položky, které subjekt hodnotil jako preferované a které byly ve skutečnosti zdravé podle určeného objektivního zdravotního skóre (například pokud subjekt hodnotil „sušenky“ jako preferované vnímané zdravé jídlo se zdravým skóre 3 (velmi zdravé) a Přiřazeným objektivním zdravotním skóre bylo 1 (neutrálně zdravé), bylo by to počítáno jako preferované vnímané zdravé jídlo, které ve skutečnosti nebylo zdravé) Rovněž byly vypočteny průměrné kalorie pro preferované položky od každého jednotlivého subjektu.
Statistická analýza
Postupná vícenásobná lineární regrese byla použita k testování vztahů mezi dvěma samostatnými závislými proměnnými: 1) preferované, chutné a vnímané zdravé a 2) preferované, chutné a vnímané nezdravé potraviny a nezávislé proměnné: správné hodnoty caudate PET FMT, hodnoty levého kaudátu PET FMT, BMI, věk, pohlaví, socioekonomický stav, jakékoli změny BMI mezi PET a testováním chování a čas, který uplynul mezi PET a testováním chování v SPSS verze 19 (IBM, Chicago, Ill., USA), s zahrnutí nezávislé proměnné do modelu nastaveného na p <0.05 a vyloučené s p> 0.1. Poměr vnímaného „zdravého“ k „nezdravému“ vysoce koreloval se závislou proměnnou preferovaných vnímaných „zdravých“ položek (r = 0.685, p <0.003), a proto jsme tuto proměnnou nemohli do modelu zadat. Avšak Pearsonovy částečné korelace, korigované na věk, pohlaví a jakékoli změny BMI, byly použity k testování přímých vztahů mezi pravým kaudátem PET FMT a 1) BMI, 2) vnímaným poměrem „zdravý“ k „nezdravému“ a 3) průměrnými kaloriemi preferovaných položek prováděných s SPSS verze 19 (IBM, Chicago, Ill., USA). Dále jsme také testovali vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT, počtem preferovaných vnímaných „zdravých“ potravin, které nebyly hodnoceny jako zdravé vypočítaným skóre, a preferovanými položkami, které byly hodnoceny jako zdravé vypočítaným skóre v krocích - moudrý model vícenásobné regrese. (Počet preferovaných vnímaných „zdravých“ potravin, které nebyly podle vypočítaného skóre hodnoceny jako zdravé, a preferovaných položek, které byly podle vypočítaného skóre hodnoceny jako zdravé, významně nekorelovaly (r = 0.354, p = 0.23). Testovali jsme také, zda vztah mezi změnou BMI a závislými proměnnými: hodnoty levého a pravého kaudátu PET FMT, SES, věk, pohlaví, doba mezi zobrazením PET a testováním chování, počet preferovaných vnímaných „zdravých“ potravin a preferovaných vnímaných „nezdravých“ potravin pomocí kroku lineární regrese ve směru hodinových ručiček. Data jsou zobrazena jako Pearsonovy r-hodnoty.
výsledky
Vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT a BMI
Nejprve jsme testovali, zda existuje významný vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT dopaminu a měřením BMI u jedinců 16 (jedinci s průměrnou až středně těžkou nadváhou / obezitou). Zjistili jsme významnou negativní korelaci mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT s kaudátem a BMI, přičemž vyšší BMI jedinci mají nižší syntézu dopaminu (Obrázek 2A: PET FMT raw obrázky vyšších (dolních) a dolních (pravých) BMI jedinců; Obrázek 2B: pravý kaudát, r = −0.66, p = 0.014, levý kaudát: r = −0.22, p = 0.46 (nevýznamný (ns)), kontrolovaný na věk, pohlaví a jakékoli změny v BMI z PET syntézy dopaminu na FMT na behaviorální testování ).
Vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT a preferencí jídla
Subjekty hodnotily osmdesát potravin v samostatných blocích 3 na základě jejich vnímání 1) vhodnosti, 2) zdraví a 3) chutnosti každé potravinové položky (viz. Obrázek 1). Přibližně 50% položek bylo zdravých a nezdravých, jak uvádí zdravotní informace (viz Metody a materiály). Bylo prokázáno, že dopamin v dorzálním striatu má silnou asociaci v motivaci k jídlu [5], [6], [7], zatímco hedonické vlastnosti jídla jsou zprostředkovány jinými neuronálními mechanismy [7], [27]. Vnímání chuti je však vysoce korelováno s žádoucím jídlem, protože většina lidí dává přednost potravinám, které také považují za chutné [27]. Zde také zjistíme, že vnímání chuti a preference jsou vysoce korelované, že preferované položky jsou také hodnoceny jako chutné (r = 0.707, p <0.002).
Abychom tedy prozkoumali, jak může vnímání zdraví ovlivnit rozhodování související s potravinami, využili jsme postupnou vícenásobnou lineární regrese k modelování vztahů mezi závislou proměnnou počtu potravin hodnocených jako preferované, chutné a vnímané zdravé a nezávislými proměnnými FMT v levém a pravém kaudátu, BMI, věk, pohlaví, SES, změna BMI od doby PET skenování po testování chování a čas uplynulý od doby PET do testování chování. Hodnoty syntézy dopaminu PET FMT v pravém kaudátu významně přispívají k regresnímu modelu pro počet preferovaných, chutných položek, které byly vnímány jako zdravé (Beta: -0.696; t (15) = -3.625, p <0.003, Obrázek 3), zatímco všechny ostatní nezávislé proměnné byly z modelu vyloučeny jako nevýznamné (t (15) <1.216, p> 0.246). Testovali jsme také hypotézu, že počet preferovaných, vnímaných „nezdravých“ položek by také ukazoval vztah k těmto nezávislým proměnným, ale do modelu nebyla zadána žádná nezávislá proměnná jako významná (F <2.7, p> 0.1). Jednotlivci s nižšími hodnotami syntézy dopaminu PET FMT mají tedy větší preference pro vnímané „zdravé“, ale ne vnímané „nezdravé“ potraviny.
Vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT a vnímáním potravin z hlediska zdraví
Předpokládali jsme, že vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT dopaminu a preferencí vnímaných „zdravých“ položek může být způsoben individuálními rozdíly ve vnímání potravin potravin zdravím. Přestože jsme úkol navrhli s přibližným poměrem zdravých a nezdravých potravin 1∶1, jednotlivci se značně lišili ve vnímání zdravotní nezávadnosti položek, přičemž poměry zdravých a nezdravých věcí se pohybovaly od 1.83∶1 do 0.15∶1. Proto jsme jako post-hoc analýzu zkoumali vztah mezi syntézou dopaminu PET FMT s pravým kaudátem a poměrem vnímaných „zdravých“ k „nezdravým“ položkám a zjistili jsme významnou negativní korelaci (r = −0.534, p = 0.04) , s nižšími hodnotami syntézy dopaminu PET FMT dopaminu, které odpovídají většímu počtu položek vnímaných jako „zdravé“ ve srovnání s „nezdravými“.
Proto jsme využili postupnou vícenásobnou lineární regresi ke zkoumání vztahů mezi kaudátovou syntézou dopaminu PET FMT a preferencí vnímaných zdravých, ale nikoli skutečných zdravých potravin (jak bylo stanoveno na základě vypočítaného objektivního skóre, viz Metody) a preference zdravých potravin podle objektivního vypočítaného skóre. Zjistili jsme významný vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT dopaminu a preferencí vnímaných zdravých, ale nikoli skutečných zdravých potravin (Beta: −0.631, t (15) = −3.043, p <0.01), ale žádný významný vztah mezi caudate PET FMT dopaminem hodnoty syntézy a preference pro skutečně vypočítané zdravé potraviny (t (15) = −1.54, p> 0.148), což naznačuje, že preference vnímaných „zdravých“ potravin silněji korelovala u jedinců s nižší FMT. Kromě toho neexistoval žádný významný vztah mezi hodnotami syntézy dopaminu PET FMT dopaminu a průměrnými kaloriemi preferovaných položek (r = 0.288, p> 0.34), což naznačuje, že jednotlivci s syntézou dopaminu PET FMT se nelišili v kalorickém obsahu preferovaných potravin.
Rovněž jsme nenašli žádný vztah mezi změnami hodnot syntézy dopaminu v BMI a PET FMT, SES, věkem, pohlavím, časem mezi zobrazením PET a testováním chování, počtem preferovaných vnímaných „zdravých“ potravin nebo preferovaných vnímaných „nezdravých“ potravin (p> 0.1).
Čas testování, čas uplynulý od posledního jídla a počet kalorií konzumovaných při posledním jídle nebyly významně korelovány s žádnými behaviorálními opatřeními (p> 0.13). Hlad a plnost také nekorelovaly s žádným z behaviorálních opatření (p> 0.26).
Diskuse
Cílem této studie bylo prozkoumat vztah mezi endogenní syntézou dopaminu v caudate, BMI a chováním souvisejícím s jídlem. Zjistili jsme, že syntéza dopaminu nižšího kaudátu měřená pomocí PET FMT syntézy dopaminu korelovala s 1) větší BMI a 2) větší preference pro vnímané „zdravé“ potraviny. Zjistili jsme také vztah mezi nižšími hodnotami syntézy dopaminu PET FMT s kaudátem a větším nadhodnocením zdravotní nezávadnosti potravin, jakož i významnou korelaci s větší preferovanou vnímanou „zdravou“ potravou, která ve skutečnosti nebyla zdravá. Nezjistili jsme žádný významný vztah mezi syntézou dopaminu PET FMT a průměrným kalorickým obsahem preferovaných potravin.
Výzkum naznačuje, že preference a nadměrná konzumace nezdravých potravin jsou dva z mnoha přispěvatelů k přibírání na váze a vyššímu BMI (Centra pro kontrolu a prevenci nemocí; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Zajímavé je, že jsme zjistili, že syntéza dolních dorzálních striatálních dopaminů korelovala s větším počtem preferovaných, vnímaných „zdravých“ potravin. Ačkoli tato korelace nemůže naznačovat příčinnou souvislost, toto zjištění naznačuje, že endogenní rozdíly v dorzální striatální syntéze dopaminu mohou částečně hrát roli v individuálních rozdílech v preferenci jídla. Zde navrhujeme, aby nižší hodnoty syntézy dopaminu PET FMT s kaudátem představovaly nižší tonický dopamin, což v reakci na chutné podněty umožňuje větší fázové roztržení [28] a možná změnou citlivost na potraviny. Atyto rozdíly v dorzálním striatálním dopaminu mohou ovlivnit zpracování chutních podnětů v somatosenzorické kůře, protože předchozí studie prokázala změněnou aktivaci v dorzálních striatálních i somotosenzorických oblastech s příjmem potravy u jedinců náchylných k obezitě [29]. Nižší dorzální striatální dopamin může také vést k rozdílům v konektivitě mezi dorzálním striatem a dorsolaterálním prefrontálním kortexem (DLPFC), jak naznačují naše nedávné nálezy [30]. Tproto předpokládáme, že dorzální striatální mechanismy související s dopaminem mohou ovlivnit rozdíly ve vnímání zdraví buď spojením se somatosenzorickým zpracováním (tj. změnou vlastností senzace chuti), nebo snad propojením s DLPFC, o kterém bylo prokázáno, že hraje roli při nadhodnocování dříve preferované volby. položek [31]. Funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI) by mohlo objasnit tyto potenciální mechanismy individuálních rozdílů v preferencích potravin a nadhodnocení zdravotních hodnot.
Zpočátku jsme předpokládali, že jedinci s nižším dorzálním striatálním dopaminem by měli větší celkovou preferenci jídla (tj. Dávali přednost většímu počtu položek s vlastním hodnocením jako „zdravé“ a „nezdravé“) ve srovnání s jedinci s vyšším dorzálním striatálním dopaminem. Dalším zjištěním naší studie však bylo, že nadhodnocení zdravotní nezávadnosti potravin (tj. Zvýšený pocit zdravosti), ale nikoli kalorický obsah preferovaných potravin nebo preference objektivně definovaných zdravých potravin, významně souvisel s endogenními dorzální striatální dopaminová opatření. Jedním vysvětlením našich zjištění významného vztahu pouze s vnímanými „zdravými“ potravinami tedy může být to, že potraviny vnímané jako „zdravé“ jsou oprávněnější jako preferované. To může být zejména případ, protože naše studie byla záměrně provedena po jídle subjektů, kdy by celková touha po jídle měla být minimální. Subjekty proto upřednostňovaly nadhodnocené „zdravé“ potraviny, přestože byly v té době nasycené a neměly hlad. Budoucí studie zkoumající vztah mezi endogenním striatálním dopaminem a potravinovými preferencemi v hladových a nasycených státech by tuto hypotézu dále potvrdily.
Lze také tvrdit, že vnímání zdraví vyžaduje expozici a zkušenosti s potravinami, aby se získal smysl pro zdraví, a může se stát, že rozdíly ve stravovacích návycích ovlivní nebo změní základní syntézu dorzálního striatálního dopaminu. Kromě toho rozdíly v povědomí o potravinách mohly být přičítány rozdílům v preferenci potravin nebo nadhodnocení potravin jako zdravých. Na konci úkolu však subjekty oznámily, že byly obeznámeny se všemi potravinami (viz Metody). Přestože jsme nezkoumali rozdíly ve stravě, úmyslně jsme prověřovali subjekty, které v době studie neměly dietu. Kromě toho byli všichni jedinci mladí (věkové rozmezí 19 – 30) bez anamnézy poruch příjmu potravy a sami sebe považovali za průměrné až vynikající zdraví. Posoudili jsme také socioekonomický status a nenašli jsme žádný vliv. Existují však i další vlivy na životní prostředí na preference potravin, které by se kromě striatálního dopaminu mohly v dalších studiích dále zkoumat.
Předpokládáme, že jemné individuální rozdíly ve vnímání zdraví mohou časem přispět ke zvýšení BMI, protože bylo hlášeno, že malé zvýšení kalorického příjmu denně (ať už je vnímáno jako „zdravé“ nebo „nezdravé“) přispívá k celkovému přírůstku na váze [32]. Ačkoli jsme zde nenašli žádný vztah mezi BMI a vnímáním zdraví, možná s větším rozsahem BMI, nadhodnocení zdraví u potravin může být výraznější u vyšších subjektů BMI. Náš nedostatek významných nálezů mezi BMI a chováním souvisejícím s jídlem může také naznačovat, že endogenní striatální dopamin je více příbuzný chování s jídlem než samotné BMI jako fenotyp, protože BMI je ovlivňováno různými komplikovanými faktory a nemusí být nejlepším prediktorem chování nebo zjištění neuroimagingu (viz [10] pro shrnutí). Také jsme nenašli žádné prediktory pro změnu v BMI pro čas, který uplynul mezi získáním PET a behaviorálním testováním, ačkoli změna v BMI pro subjekty byla malá a mezi časovými body se významně nelišila. Zajímavé by však byly budoucí studie využívající opatření na syntézu dopaminu PET FMT spolu s preferencemi potravin a opatřeními pro vnímání zdraví v populaci s většími fluktuacemi BMI.
Pro doplnění předchozích studií, které využívaly PET ligandy, které vážou dopaminové receptory, jsme využili míru syntézy dopaminu a ukázali, že nižší syntéza dopaminu v dorzálním striatu (tj. Caudate) odpovídá vyššímu BMI. Přestože je třeba poznamenat, že vzhledem k průřezové povaze naší studie nemůžeme s konečnou platností dospět k závěru, že příčina nebo účinek souvisí s nižšími hodnotami syntézy dopaminového FMT dopaminu odpovídající vyššímu BMI. Naše studie však používala zdravou váhu u osob s mírnou nadváhou / obezitou (tj. Nemorbidně obézních), a proto naše výsledky mohou naznačovat, že nižší dorzální striatální presynaptická dopaminová opatření by mohla odpovídat náchylnosti k obezitě. Na druhé straně se může také stát, že k downregulaci presynaptického dopaminu v caudátu došlo v reakci na mírně vyšší BMI, protože bylo prokázáno, že dopaminergní signalizace je snížena v reakci na nadměrnou spotřebu potravy u zvířecích modelů. [5], [33]a nadměrná konzumace potravin je obvykle spojena s přibýváním na váze vedoucím k vyššímu BMI. Ačkoli jsme v naší studii použili jednotlivce s omezeným rozsahem BMI, možná považovaných za omezení studie, ve skutečnosti jsme výsledky ještě přesvědčivější v tom, že vztah mezi syntézou dopaminu PET FMT a BMI je přítomen bez zahrnutí morbidně obézních jedinců. Navíc, i když naše velikost vzorku (n = 16) byla větší nebo srovnatelná s jinými velikostmi vzorků ve studiích PET FMT ([11], [12], [15]), replikace našich nálezů s větší velikostí vzorku a širším rozsahem BMI by dále zdůvodnila naše výsledky a mohla by najít větší preference pro nezdravé potravinové položky, které korelují s nižšími hodnotami syntézy dopaminu PET FMT, které nebyly v naší studii detekovány.
Stručně řečeno, i když další neurotransmiterové systémy jsou zapojeny do krmení a regulace hmotnosti [7], naše studie shledává roli dorzálního striatálního dopaminu v potravinových preferencích a zdravém vnímání potravy u lidí. Budoucí prospektivní studie využívající PET související s dopaminem jsou velmi zajímavé, aby se prozkoumalo, jak by endogenní dopamin, jakož i individuální rozdíly v chování při jídle, mohly korelovat s fluktuací tělesné hmotnosti u lidí.
Prohlášení o financování
Tato práce byla velkoryse financována z grantů NIH DA20600, AG044292 a F32DA276840 a Komunitního společenství pro zdravou váhu Tanita. Poskytovatelé financí neměli žádnou roli při návrhu studie, sběru a analýze dat, rozhodnutí o zveřejnění nebo přípravě rukopisu.
Reference
;
