Am J Clin Nutr. Sep 2013; 98 (3): 641 – 647.
Publikováno online červen 26, 2013. doi: 10.3945 / ajcn.113.064113
PMCID: PMC3743729
Belinda S Lennerz, David C Alsop, Laura M. Holsen, Emily Sternová, Rafael Rojas, Cara B Ebbeling, Jill M Goldstein, a David S Ludwig
Tento článek byl citováno další články v PMC.
Abstraktní
Souvislosti: Kvalitativní aspekty výživy ovlivňují stravovací chování, ale fyziologické mechanismy těchto účinků nezávislých na kaloriích zůstávají spekulativní.
Cíl: Zkoumali jsme účinky glykemického indexu (GI) na mozkovou aktivitu v pozdním postprandiálním období po typickém intermealním intervalu.
Design: 12-18 y s použitím randomizovaného, slepého, kříženého designu s nadváhou nebo obézními muži ve věku 35 – 2 y konzumoval jídla s vysokým a nízkým GI kontrolovaná pro kalorie, makronutrienty a chutnost při příležitostech 4. Primárním výsledkem byl mozkový průtok krve jako míra klidové mozkové aktivity, která byla hodnocena pomocí arteriálního spin-značení funkční magnetické rezonance zobrazování XNUMX h po testovacích jídlech. Předpokládali jsme, že mozková aktivita bude vyšší po jídle s vysokým GI ve specifikovaných regionech zapojených do stravovacího chování, odměny a touhy.
výsledky: Inkrementální žilní plazmatická glukóza (plocha 2-h pod křivkou) byla 2.4-krát větší po jídle s vysokým GI (než GI) (P = 0.0001). Plazmatická glukóza byla nižší (průměr ± SE: 4.7 ± 0.14 ve srovnání s 5.3 ± 0.16 mmol / L; P = 0.005) a hlášený hlad byl větší (P = 0.04) 4 h po jídle s vysokým GI než s nízkým GI. V této době jídlo s vysokým GI vyvolalo větší mozkovou aktivitu soustředěnou v pravém jádru accumbens (předem určená oblast; P = 0.0006 s úpravou pro vícenásobná srovnání), která se šíří do dalších oblastí pravého striata a do čichové oblasti.
Závěry: Ve srovnání s isocalorickým jídlem s nízkým GI snížilo jídlo s vysokým GI glukózu v plazmě, zvýšený hlad a selektivně stimulované mozkové oblasti spojené s odměnou a touhou v pozdním postprandiálním období, což je doba se zvláštním významem pro stravovací chování v příštím jídlo. Tento soud byl zaregistrován na adrese clinicaltrials.gov jako NCT01064778.
ÚVOD
Mezolimbický dopaminergní systém mozku, který se sbíhá na jádru accumbens (součást striata), hraje ústřední roli v odměňování a touze a zdá se, že tento systém zprostředkovává hedonické potravinové reakce (1-3). Ve studiích na hlodavcích se extracelulární koncentrace dopaminu a jeho metabolitů v jádru accumbens zvýšily po konzumaci vysoce chutného krmiva více než standardní krmné pelety pro hlodavce (4). Navíc mikroinjekce opiátu do jádra accumbens zvýšily příjem potravy a odměnu za jídlo (5). Klinické studie, které používaly funkční zobrazování mozku, uváděly větší aktivaci v nucleus accumbens nebo v jiných oblastech striata u obézních než u štíhlých jedinců poté, co sledovali nebo konzumovali chutnou, vysoce kalorickou potravu (6-11). Zvláště zajímavé je striatální dopamin D2 dostupnost receptoru byla významně nižší u obézních jedinců než u neobézních odpovídajících kontrol (11), což zvyšuje možnost, že přejídání může kompenzovat nízkou dopaminergní aktivitu. Tato průřezová srovnání mezi skupinami štíhlých a obézních lidí však nemohla posoudit příčinný směr.
Fyziologická pozorování týkající se glykemického indexu (GI)5 poskytují mechanismus pro pochopení toho, jak by specifický dietní faktor, jiný než chutnost, mohl vyvolat touhu po jídle a přejídání. Gl popisuje, jak potraviny obsahující uhlohydráty ovlivňují hladinu glukózy v krvi v postprandiálním stavu (12, 13). Jak bylo dříve popsáno u obézních adolescentů (13, 14), konzumace jídla s vysokým porovnáním s jídlem s nízkým GI vedla ke zvýšení hladiny glukózy v krvi a inzulínu v časném postprandiálním období (0 – 2 h), po kterém následovala nižší hladina glukózy v krvi v pozdním postprandiálním období (3 – 5 h) ). Snížení hladiny glukózy v krvi, které po jídle s vysokým GI často klesá pod koncentraci nalačno o 4 h, může vést k nadměrnému hladu, přejídání a preferenci potravin, které rychle obnovují glukózu v krvi na normální (tj. Vysoký GI) (15-17), propagující cykly přejídání. Ve studii libových a obézních dospělých ve skutečnosti průměrné snížení koncentrace glukózy v krvi vyvolané inzulínem z 4.9 na 3.7 mmol / L zvýšilo aktivaci striata a touhu po potravinách s vysokým obsahem kalorií (18). Abychom prozkoumali tyto mechanismy, porovnali jsme účinky testovacích jídel s vysokým a nízkým GI kontrolovaných na kalorie, obsah makronutrientů, zdroje ingrediencí a chutnost během pozdního postprandiálního období pomocí funkčního mozkového zobrazování odměnových obvodů zapojených do motivace a energetické rovnováhy.
PŘEDMĚTY A METODY
Provedli jsme randomizovanou, slepou, křížovou studii u zdravých mladých lidí s nadváhou a obezitou a porovnali jsme účinky testovacích jídel s vysokým a nízkým GI na 2 d oddělených 2 – 8 wk. Primárním výsledkem byl průtok krve mozkem jako míra klidu mozkové aktivity, která byla stanovena pomocí značení arteriálních spinů (ASL) fMRI 4 h po testovacím jídle. Předpokládali jsme, že jídlo s vysokým GI by zvýšilo aktivitu ve striatu, hypotalamu, amygdale, hippocampu, cingulátu, orbitofrontální kůře a ostrovní kůře, což jsou mozkové regiony zapojené do stravovacího chování, odměny a závislosti (6-11). Sekundární cílové ukazatele zahrnovaly glukózu v plazmě, sérový inzulín a hlášený hlad po celou dobu po 5-h. Chutnost testovaných jídel byla také hodnocena pomocí vizuální analogové stupnice 10-cm (VAS). Statistická léčba zahrnovala předběžnou specifikaci oblastí mozku a korekci pro vícenásobná srovnání. Protokol byl proveden v a obdržel etický přezkum od Beth Israel Deaconess Medical Center (Boston, MA). Pokus byl zaregistrován na adrese klintrials.gov jako NCT01064778 a účastníci poskytli písemný informovaný souhlas. Data byla sbírána mezi 24 April 2010 a 25 February 2011.
Účastníci
Účastníci byli najati letáky a plakáty distribuovanými v bostonské metropolitní oblasti a seznamy na internetu. Kritéria pro zařazení byla pohlaví mužů, věk mezi 18 a 35 y a BMI (v kg / m2) ≥25. Ženy nebyly zahrnuty do této počáteční studie, aby se vyhnuly zmatkům, které by mohly vyplynout z menstruačního cyklu (19). Kritériem pro vyloučení byl jakýkoli závažný zdravotní problém, užívání léků, které ovlivňovaly chuť k jídlu nebo tělesnou hmotnost, kouření nebo rekreační užívání drog, vysoká úroveň fyzické aktivity, současná účast na programu hubnutí nebo změna tělesné hmotnosti> 5% v předchozím 6 měsíců, alergie nebo nesnášenlivost testovaných jídel a jakékoli kontraindikace postupu MRI [např. Kontraindikované kovové implantáty, váha> 300 lb (136 kg)]. Způsobilost byla hodnocena telefonickým screeningem, po kterém následovalo osobní hodnotící zasedání. Na hodnotícím zasedání jsme získali antropometrická opatření a provedli orální test tolerance glukózy. Kromě toho účastníci odebrali zkušební jídla a podstoupili sekvenci MRI, aby zjistili schopnost tolerovat postup.
Zapsaní účastníci byli postupně zařazeni do seznamu náhodných úkolů (připravených Centrem klinického výzkumu v dětské nemocnici v Bostonu) pro pořadí testovaných jídel pomocí náhodně permutovaných bloků 4. Tekutá testovací jídla byla účastníkům dodávána pracovníky studie v papírových kelímcích . Obě zkušební jídla měla podobný vzhled, vůni a chuť. Všichni účastníci a výzkumní pracovníci podílející se na sběru dat byli maskovaní do intervenční sekvence. Účastníci obdrželi za dokončení protokolu 250 $.
Testujte jídlo
Testovací jídla byla upravena od Botera et al (20) dosáhnout podobné sladkosti a chutnosti v chuťových testech, které zahrnovaly studijní personál. Jak je uvedeno v Tabulka 1, obě testovací jídla byla složena z podobných složek a měla stejnou distribuci makronutrientů (ProNutra Software, verze 3.3.0.10; Viocare Technologies Inc). Předpovídaná Gl testovacích jídel s vysokým a nízkým GI byla 84%, respektive 37%, použitím glukózy jako referenčního standardu. Obsah kalorií ve zkušebních jídlech byl stanoven individuálně tak, aby poskytl každému účastníkovi 25% denních energetických potřeb na základě odhadu klidového energetického výdeje (21) a faktor aktivity 1.2.
postupy
Na vyhodnocovací relaci byla měřena výška a hmotnost, byla shromážděna základní popisná data (včetně samostatně uváděné etnicity a rasy) a byl získán hormon stimulující štítnou žlázu (pro screening na hypotyreózu). Účastníci dostali 75-g orální glukózový toleranční test (nápoj 10-O-75; Azer Scientific) se vzorkem plazmatické glukózy a sérového inzulínu v 0, 30, 60, 90 a 120 min.
Testovací relace byly odděleny 2 – 8 wk. Účastníci byli instruováni, aby se před každou testovací relací vyhnuli změnám v obvyklé dietě a úrovni fyzické aktivity pro 2 d a udržovali tělesnou hmotnost v rámci 2.5% výchozí hodnoty po celou dobu studie. Účastníci dorazili na obě testovací relace mezi 0800 a 0930, kteří se postili ≥ 12 ha zdrželi se alkoholu od předchozího večera. Na začátku každé relace bylo hodnoceno intervalové zdraví, bylo potvrzeno trvání půstu a byla změřena hmotnost a krevní tlak. K sériovému odběru krve byl umístěn intravenózní katétr s rozchodem 20. Po 30minutové aklimatizační periodě bylo náhodně stanovené testovací jídlo spotřebováno v celém rozsahu během 5 min. Vzorky krve a hodnocení hladu byly získány před a každých 30 min. Po začátku testovacího jídla během postranního období 5-h. Nedokázali jsme použít kovový ohřívač rukou na arterializaci žilní krve v blízkosti stroje fMRI a stres, který se vyskytl v opakovaných prstech pro kapilární krev, mohl zmást výsledek primární studie. Použití žilní krve mohlo způsobit chybu v měření koncentrací glukózy v krvi nad a pod koncentracemi nalačno, zejména u jídla s vysokým GI, které obsahovalo omezení studie (22). Chutnost byla hodnocena po dokončení testovacího jídla a neuroimaging byl proveden po 4 h.
Měření
Hmotnost byla měřena v nemocničních šatech a lehkých spodních prádlech s kalibrovanou elektronickou váhou (Scaletronix). Výška byla měřena kalibrovaným stadiometrem (Holtman Ltd). Hodnota BMI byla vypočtena dělením hmotnosti v kilogramech na čtverec výšky v metrech. Krevní tlak byl získán automatizovaným systémem (monitor IntelliVue; Phillips Healthcare), přičemž účastník seděl tiše po dobu 5 min. Plazmatická glukóza a hormon stimulující štítnou žlázu byly měřeny metodami schválenými klinickými laboratorními vylepšeními (Labcorp). Sérum bylo připraveno odstředěním a skladováno při -80 ° C pro měření inzulínu v jedné šarži na konci studie (Harvard Catalyst Central Laboratory).
Chutnost byla hodnocena otázkou „Jak chutné bylo toto jídlo?“ Účastníci byli instruováni, aby na XASUMX-cm VAS udělali svislou značku s verbálními kotvami, které sahaly od „vůbec chutné“ (10 cm) po „velmi chutné“ ( 0 cm). Hlad byl hodnocen podobně, s otázkou „Jak jste teď hladoví?“ A slovními kotvami, které sahaly od „vůbec hladových“ po „extrémně hladové“ (14).
Neuroimaging byl proveden v 4 h po zkušebním jídle, když se očekávala nadir glukózy v krvi po jídle s vysokým GI (14) pomocí celotělového skeneru GE 3Tesla (GE Healthcare). Cerebrální průtok krve byl stanoven pomocí ASL, což je metoda založená na MRI, která využívá externě aplikovaná magnetická pole k přechodnému značení proudící arteriální krevní vody pro použití jako difuzní indikátor. Bylo získáno 3-rovinné lokalizační skenování, následované T1-váženým datovým souborem pro anatomickou korelaci (Modified Driven Equilibrium Fourier Transform) (23), s časem opakování 7.9 ms, echo časem 3.2 ms, korekční rovinou šířky pásma 32-kHz, zorným polem 24 × 19, rozlišením v rovině 1-mm a řezy 1.6-mm. Doba přípravy byla 1100 ms s opakovanou saturací na začátku přípravné periody a adiabatický inverzní impuls 500 ms před zobrazením. Po těchto sekvencích byl získán ASL sken podle dříve popsaných metod (24). Sekvence používala pseudo-kontinuální značení s potlačením pozadí, aby se minimalizovaly pohybové artefakty, 3-rozměrný multishot stoh spirálního zobrazování, rozlišení obrazu 3.8 mm v rovině a čtyřicet čtyři řezů 4-mm na jeden objem. Pseudo-kontinuální značení pro 1.5 s postraničním zpožděním 1.5 před získáním obrazu (25) byl proveden 1 cm pod základnou mozečku (byly získány průměry 4 značky a kontroly a 2 nesuprimované obrazy pro kvantifikaci mozkového průtoku krve). Tok krve mozkem byl kvantifikován upraveným softwarem, jak bylo dříve uvedeno (24-26).
Statistické analýzy
Studie byla navržena tak, aby poskytovala výkon 80% pomocí míry chyb 5% I k detekci rozdílu v průtoku krve mozkem 11.8%, za předpokladu velikosti vzorku účastníků 12, zbytkové SD 11% pro jedno měření a intrasubjektu korelace 0.6. Získaný vzorek účastníků 11 s použitelnými daty poskytl 80% sílu k detekci rozdílu 12.4%, přičemž všechny ostatní předpoklady zůstaly.
Analýzy dat neuroimagingu byly provedeny v prostředí statistické analýzy statistických obrazů statistického parametrického mapování (SPM5; Wellcome Department of Cognitive Neurology). Obrázky toku krve mozkem byly znovu přiřazeny k prvnímu obrazu a transformovány do standardního anatomického prostoru (Montreal Neurologic Institute / International Consortium for Brain Mapping) (27) pomocí registračních proměnných odvozených z normalizačního algoritmu SPM5. Při přípravě na statistickou analýzu byly obrázky vyhlazeny v plné šířce 8-mm v polovině maximálního jádra.
Prověřili jsme stereotaktický prostor pomocí šablon v sadě nástrojů WFU Pickatlas (28). Z celkových neredundantních anatomických oblastí 334 v mozku zahrnovaly předurčené oblasti zájmu 25 oddělené oblasti (vidět Doplňková tabulka 1 v části „Doplňková data“ v online vydání). Abychom otestovali naši primární hypotézu, porovnali jsme rozdíl v průměrném regionálním průtoku krve (jídlo s vysokým GI minus jídlo s nízkým GI) pomocí párového 2-sledovaného t testy upravené pro efekt objednávky a Bonferroniho korekcí pro vícenásobná srovnání (surová P hodnota vynásobená 25). Pro znázornění prostorového rozložení rozdílů v toku krve mozkem jsme provedli analýzu voxel-by-voxel pomocí algoritmů obecného lineárního modelu (29) a statistická prahová hodnota P ≤ 0.002.
Přírůstkové AUC pro plazmatickou glukózu (0 – 2 h), sérový inzulín (0 – 2 h) a hlad (0 – 5 h) byly vypočteny pomocí lichoběžníkové metody. Tyto oblasti a hodnoty pro tyto výsledky v 4 h (předem určený časový bod primárního zájmu) byly analyzovány na účinek testovacího jídla pomocí 2 sided, pairled t testujte se softwarem SAS (verze 9.2; SAS Institute Inc). Úprava pro efekt objednávky neovlivnila tyto výsledky významně. Pro zkoumání vztahu mezi fyziologickými proměnnými a aktivací mozku byly provedeny obecné lineární modelové analýzy s průtokem krve v pravém jádru jako závislá proměnná a počet účastníků a příslušné metabolické proměnné jako nezávislé proměnné. Údaje jsou uváděny jako prostředky a, pokud jsou uvedeny, SE.
VÝSLEDKY
Účastníci studia
Z kontrolovaných jedinců 89 jsme se zaregistrovali do 13 mužů s předčasným ukončením léčby 1 před podáním prvního testovacího jídla (Obrázek 1). Zbývající účastníci 12 zahrnovali 2 Hispanics, 3 non-Hispanic Blacks a 7 non-Hispanic White. Průměrný věk byl 29.1 y (rozmezí: 20 – 35 y), BMI byl 32.9 (rozmezí: 26 – 41), koncentrace glukózy v plazmě nalačno byla 4.9 mmol / L (rozmezí: 3.6 – 6.2 mmol / L) a koncentrace inzulinu nalačno byla 10.3 μU / ml (rozmezí: 0.8 – 25.5 μU / ml). Zobrazovací data pro jednoho účastníka byla neúplná kvůli chybě ukládání dat; ostatní účastníci protokol dokončili bezvadně.
Subjektivní a biochemické reakce na testovaná jídla
Chutnost testovacích jídel s vysokým a nízkým GI se nelišila podle odpovědí na VAS 10-cm (5.5 ± 0.67 ve srovnání s 5.3 ± 0.65 cm); P = 0.7). V souladu s předpokládaným GI (Tabulka 1), přírůstková AUC 2-h pro glukózu byla 2.4-krát větší po jídle s vysokým než nízkým GI (2.9 ± 0.36 ve srovnání s 1.2 ± 0.27 mmol · h / l; P = 0.0001) (Obrázek 2). Inkrementální 2-h AUC pro inzulín (127.1 ± 18.1 ve srovnání s 72.8 ± 9.78 μU · h / ml; P = 0.003) a inkrementální AUC 5-h pro hlad (0.45 ± 2.75 ve srovnání s -5.2 ± 3.73 cm · h; P = 0.04) byly také vyšší po testovacím jídle s vysokým než nízkým GI. V 4 h do postprandiálního období byla koncentrace glukózy v krvi nižší (4.7 ± 0.14 ve srovnání s 5.3 ± 0.16 mmol / L, P = 0.005) a změna hladu od základní linie byla větší (1.65 ± 0.79 ve srovnání s -0.01 cm ± 0.92; P = 0.04) po zkušebním jídle s vysokým než nízkým GI.
Zobrazování mozku
Cerebrální krevní tok byl vyšší 4 h po jídle s vysokým než nízkým GI v pravém jádru accumbens (průměrný rozdíl: 4.4 ± 0.56 mL · 100 g-1 · Min-1; rozsah: 2.1 – 7.3 mL · 100 g-1 · Min-1; relativní rozdíl 8.2%). Tento rozdíl zůstal významný i po Bonferroniho korekci pro požadované anatomické oblasti 25 (P = 0.0006) a po opravě pro všechny 334 neredundantní mozkové oblasti (P = 0.009). Obrazová analýza ukázala jednu oblast v pravém jádru accumbens v Montreal Neurologic Institute / International Consortium for Brain Mapping souřadnice 8, 8, −10 (vrchol t = 9.34) a další místní maximum na souřadnicích 12, 12, 2 (t = 5.16), které se šíří do dalších oblastí pravého striata (caudate, putamen a globus pallidus) a čichové oblasti (Obrázek 3). Nepozorovali jsme rozdíly v kontralaterálním striatu nebo v jiných předem specifikovaných oblastech zájmu.
Vztah mezi metabolickými proměnnými a průtokem krve v pravém jádru accumbens je znázorněn v Tabulka 2. Všechny proměnné týkající se plazmatické glukózy, sérového inzulínu a hladu byly významně spojeny s průtokem krve v pravém jádru accumbens, zatímco chutnost jídla nebyla.
DISKUSE
Příjem potravy je regulován hedonickými a homeostatickými systémy (3), které historicky sloužily k udržení průměrného BMI ve zdravém rozmezí za velmi proměnlivých podmínek prostředí. Současně s epidemií obezity se však zásoba potravin radikálně změnila, přičemž rychle rostla spotřeba vysoce zpracovaných potravinářských výrobků získaných především z obilných komodit. V důsledku toho je glykemická zátěž (multiplikativní součin GI a množství uhlohydrátů) (30) americké stravy v posledním půlstoletí výrazně vzrostla a tento světský trend může nepříznivě ovlivnit oba systémy, které regulují příjem potravy. Pokles hladiny glukózy v krvi (a dalších metabolických paliv) (13, 14) v pozdním postprandiálním období po jídle s vysokým GI by nejenom představovalo silný homeostatický hladový signál (15), ale také zvýšit hedonickou hodnotu potravin prostřednictvím striatální aktivace (18). Tato kombinace fyziologických událostí může podpořit chuť k jídlu se zvláštním upřednostňováním pro sacharidy s vysokým GI (16, 17), čímž se šíří cykly přejídání. Kromě toho může opakovaná aktivace striatu snižovat dostupnost dopaminového receptoru a dále zvyšovat náladu k přejídání (11).
Tato studie měla několik silných stránek. Nejprve jsme použili ASL, což je nová zobrazovací technika, která poskytuje kvantitativní měření průtoku krve mozkem. Konvenční metoda (fMRI závislá na hladině oxygenace krve) hodnotí akutní změny v mozkové činnosti, nikoli absolutní rozdíly, které obvykle omezují pozorování na několik minut po fyziologické poruše. S ASL jsme dokázali prozkoumat přetrvávající účinky testovacích jídel bez překrývajících se podnětů (např. Obrázky vysoce kalorických potravin). Za druhé jsme použili spíše crossover intervenci než průřezové srovnání mezi skupinami (např. Libové oproti obézním), což poskytlo zvýšenou statistickou sílu a důkazy pro kauzální směr. Zatřetí jsme se zaměřili na specifický dietní faktor kontrolou obsahu kalorií, složení makronutrientů, zdrojů přísad a potravinové formy, namísto porovnávání výrazně odlišných potravin (např. Tvarohový koláč ve srovnání se zeleninou) (6, 10, 31, 32). Začtvrté, testovací jídla 2 byla navržena a zdokumentována tak, aby měla podobnou chutnost, což pomohlo oddělit metabolické účinky od okamžitých hedonických odpovědí. Za páté jsme zkoumali pozdní postprandiální období, což je doba se zvláštním významem pro stravovací chování při příštím jídle. Předchozí studie obvykle omezily trvání pozorování na ≤ 1 h po konzumaci potravy, kdy se může zdát, že píky absorpce glukózy a jídlo s vysokým GI přechodně poskytují výhody mozkové funkci (33). Za šesté jsme použili smíšená jídla s makronutrientním složením a dietní glykemickou zátěží v převládajících rozsazích. Zjištění tedy mají význam pro snídaně s vysokým GI, které se běžně konzumují ve Spojených státech (např. Bagel a smetanový sýr bez tuku) (12).
Hlavní omezení studia zahrnovala malou velikost a výhradní zaměření na obézní a obézní muže. Malé studie omezují zobecnění a zvyšují riziko falešně negativního (ale ne falešně pozitivního) nálezu. Naše studie, navzdory své velikosti, měla robustní sílu testovat a priori hypotézu s úpravou pro vícenásobná srovnání. Další studie s chudými kontrolními subjekty, ženami a obézními jedinci by před a po hubnutí byly poučné. Přímo jsme neposoudili hedonické reakce na jídlo nebo touhu po jídle, a proto jsme nemohli prozkoumat vztah mezi těmito subjektivními hodnotami a aktivací mozku. Kapalná forma testovaných jídel navíc omezila zobecnění nálezů na pevná jídla.
Je třeba zvážit několik dalších interpretačních otázek. Nepředpokládali jsme účinek GI na mozek omezený na pravou hemisféru, ačkoli lateralita se dříve podílela na neurobehaviorálních poruchách, které zahrnují obvody odměňování. Studie, která srovnávala na inzulín senzitivní ve srovnání s muži rezistentními na inzulín, ukázala rozdílný účinek systémového podávání inzulínu na metabolismus glukózy pro pravé, ale nikoli levé, ventrální striatum (34). Rovněž jsme nepozorovali rozdíly v jiných předem specifikovaných oblastech mozku, buď proto, že naší studii chyběla moc vidět méně robustní účinky, nebo proto, že k těmto účinkům nedošlo v časovém bodě 4-h. Nicméně chemická manipulace s jádrem accumbens u potkanů měla za následek stimulaci orexigenních neuronů a inhibici anorexigenních neuronů v hypotalamu (35), který ilustruje vliv striata na další oblasti mozku zapojené do krmení.
Kromě odměny a touhy je jádro accumbens zásadně zapojeno do zneužívání návykových látek a závislosti (36-38), což vyvolává otázku, zda by určitá jídla mohla být návykována. Pojem závislost na potravinách skutečně získal značnou popularitu prostřednictvím knih o stravě a předběžných zpráv a stále více je předmětem vědeckého zkoumání. Nedávné studie, které používaly konvenční fMRI závislé na hladině kyslíku v krvi, prokázaly selektivní nadměrnou aktivitu v nucleus accumbens a souvisejících oblastech mozku u obézních ve srovnání s chudými jedinci, když jsou zobrazeny představy o vysoce chutném jídle (6-11) a u subjektů, které dosáhly vysoké míry závislosti na jídle (39). Mohlo by se však tvrdit, že tato potěšující reakce týkající se jídla se zásadně neliší od potěšení golfistů, kteří si prohlíží obrázky putující zelené nebo audiofilové slyšení krásné hudby (40). Na rozdíl od předchozího výzkumu naše studie použila testovací jídla podobné chutnosti a metod ASL ke zkoumání nestimulované mozkové aktivity po 4 h. O platnosti konceptu závislosti na potravinách se však stále intenzivně diskutuje (41-47). Na rozdíl od drog zneužívání je pro přežití nezbytné jídlo a někteří jednotlivci mohou obvykle konzumovat velké množství potravin s vysokým GI (a vysoce kalorickým, vysoce zpracovaným) potravinovým produktem bez zjevných nepříznivých fyzikálních nebo psychologických důsledků. Uplatnění pojmu závislost na potravinách tedy zaručuje další mechanisticky orientovanou intervenční a observační studii.
Závěrem jsme ukázali, že konzumace vysoce srovnávaného s testovacím jídlem s nízkým GI zvýšila aktivitu v mozkových oblastech v souvislosti s příjmem potravy, odměnou a touhou po pozdním postprandiálním období, což bylo shodné s nižší hladinou glukózy v krvi a vyšší hlad. Tyto neurofyziologické nálezy, spolu s delšími studiemi výživy při udržování hubnutí (48, 49), naznačují, že snížená spotřeba sacharidů s vysokým GI (konkrétně vysoce zpracované obilné výrobky, brambory a koncentrovaný cukr) může zmírnit přejídání a usnadnit udržování zdravé váhy u jedinců s nadváhou a obézních jedinců.
Poděkování
Děkujeme Dorotě Pawlak, Simon Warfield a Phillip Pizzo za podněcování diskusí a poradenství; Joanna Radziejowska za pomoc s přípravou a přípravou testovacího jídla; a Henry Feldman za statistické rady. Žádný z těchto jednotlivců nedostal náhradu za své příspěvky.
Odpovědnost autorů byla následující - DCA, CBE, JMG, LMH, BSL, DSL a ES: za předpokladu, že koncept a design studie; DCA a BSL: získané údaje a statistické odborné znalosti; DCA, JMG, LMH, BSL a DSL: analyzovaná a interpretovaná data; BSL a DSL: vypracován rukopis; DCA, CBE, JMG, LMH, RR a ES: kriticky revidovaný rukopis; RR: poskytovaná technická podpora; DCA, BSL a DSL: získané financování; DCA a DSL: poskytovaný dohled; a DSL: jako hlavní vyšetřovatel, měl plný přístup ke všem údajům ve studii a převzal odpovědnost za integritu dat a přesnost analýzy údajů. DCA obdržela granty od NIH a GE Healthcare, které je prodejcem MRI, na vývoj zobrazovacích technik a aplikací a licenčních poplatků prostřednictvím svých současných a bývalých akademických institucí za vynálezy související s technikami ASL používanými v této studii. DSL obdržela granty od NIH a nadace na výzkum související s obezitou, mentoring a péči o pacienty a licenční poplatky z knihy o dětské obezitě. BSL, LMH, ES, RR, CBE a JMG nehlásily žádné střety zájmů.
Poznámky pod čarou
5Použité zkratky: ASL, značení arteriální rotace; GI, glykemický index; VAS, vizuální analogová stupnice.
REFERENCE
;
