Obezita: patofyziologie a intervence (2014)

Yi Zhang,^1,2,* Ju Liu,¹ Jianliang Yao,¹ Gang Ji,³ Long Qian,⁴ Jing Wang,¹ Guansheng Zhang,¹ Jie Tian,¹ Yongzhan Nie,³ Yi Edi. Zhang,^2,5 Mark S. Gold,² a Yijun Liu^2,4,6,*

Informace o autorovi ► Poznámky k článku ► Autorská a licenční informace

Obezita představuje hlavní zdravotní riziko století 21st. Podporuje komorbidní onemocnění, jako jsou srdeční choroby, diabetes typu 2, obstrukční spánkové apnoe, určité typy rakoviny a osteoartritida. Nadměrný příjem energie, fyzická nečinnost a genetická vnímavost jsou hlavními příčinnými faktory obezity, zatímco genové mutace, endokrinní poruchy, léky nebo psychiatrická onemocnění mohou být v některých případech základními příčinami. Vývoj a udržování obezity může zahrnovat centrální patofyziologické mechanismy, jako je narušená regulace mozkových obvodů a dysfunkce neuroendokrinních hormonů. Dieta a fyzické cvičení nabízejí základní ošetření obezity a léky proti obezitě mohou být užívány ve spojení s cílem snížit chuť k jídlu nebo vstřebávání tuků. U zjevně obézních pacientů lze provádět bariatrické operace za účelem snížení objemu žaludku a absorpce živin a navození rychlejší sytosti. Tento přehled poskytuje shrnutí literatury o patofyziologických studiích obezity a rozebírá relevantní terapeutické strategie pro zvládnutí obezity.

3.1. Binge Eating

Porucha stravování a nezdravé postupy hubnutí jsou mezi adolescenty velmi rozšířené, což je může vystavit riziku poruchy příjmu potravy. Poruchy příjmu potravy jsou spojeny s chronickým průběhem, vysokou mírou recidivy a četnými lékařskými a psychologickými komorbiditami. Potřeba včasné identifikace a prevence poruch příjmu potravy se proto stává důležitým problémem, který vyžaduje větší pozornost ze strany služeb primární péče [18,19].

Porucha příjmu potravy (BED) je nejčastější poruchou příjmu potravy u dospělých. Porucha ovlivňuje emoční a fyzické zdraví jednotlivce a je důležitým problémem veřejného zdraví [20,21]. O 2.0% mužů a 3.5% žen nese toto onemocnění celoživotně - statistika vyšší než u běžně uznávaných poruch příjmu potravy anorexia nervosa a bulimia nervosa [20]. BED je charakterizována přejídáním bez návykových epizod a spojením s rozvojem těžké obezity [22]. Lidé, kteří jsou obézní a mají BED, často trpěli nadváhou v raném věku než lidé bez poruchy [23]. Mohou také ztratit a přibírat na váze častěji, nebo být o přibírání na váze opatrní [23]. Binging epizody obvykle zahrnují jídla, která mají vysoký obsah tuku, cukru a / nebo soli, ale s nízkým obsahem vitamínů a minerálů, a špatná výživa je běžná u lidí s BED [21,23]. Jednotlivci jsou často naštvaní na to, jak se najíst a mohou být depresivní. Obézní jedinci s BED jsou ohroženi běžnými komorbiditami spojenými s obezitou, jako je diabetes mellitus typu 2, kardiovaskulární onemocnění (tj., vysoký krevní tlak a srdeční onemocnění), gastrointestinální problémy (např. onemocnění žlučníku), vysoká hladina cholesterolu, problémy s pohybovým aparátem a obstrukční spánková apnoe [20,21]. Často mají nižší celkovou kvalitu života a často mají sociální potíže [21]. Většina lidí s poruchou příjmu potravy se ji pokusila ovládat sama, ale při pokusu o dlouhodobý neúspěch.

3.2. Závislost na jídle

BED vykazuje charakteristiky typické pro návykové chování (např. Snížená kontrola a pokračující používání látek i přes negativní důsledky). Důkazy se hromadí na podporu konceptualizace závislosti na problémovém stravování [24]. Zvířecí modely naznačují vztah mezi přejídáním a konzumací potravin podobnou závislosti. Krysy, kterým bylo podáváno jídlo bohaté na vysoce chutné nebo zpracované ingredience (např. Cukr a tuk), vykazují ukazatele chování při přejídání, jako je konzumace zvýšeného množství potravin v krátkých časových intervalech a vyhledávání vysoce zpracovaných potravin bez ohledu na negativní důsledky (tj., elektrické šoky nohou) [25,26]. Kromě změn chování krysy také vykazují nervové změny spojené s drogovou závislostí, jako je snížená dostupnost dopaminového D2 receptoru [26]. Tato data naznačují, že BED může být jedním z projevů závislosti na potravinách [24].

Zda obezita zahrnuje závislost na jídle u některých obézních lidí, je stále diskutabilní. Rostoucí data upřednostňují myšlenku, že nadměrný příjem potravy může vést k návykovému chování [27]. Některá návyková chování, jako jsou neúspěšné pokusy snížit příjem potravy nebo nepřetržité krmení navzdory negativnímu spadu, se projevují v problémových stravovacích návycích [27]. Zdá se, že mozek také reaguje na vysoce chutná jídla v některých podobných módech jako u návykových látek [28]. Současná hypotéza je taková, že určitá jídla nebo přísady přidávané do potravin mohou u vnímavých lidí vyvolat návykový proces [29]. Na návykový proces se víceméně pohlíží jako na chronický relabující problém závislý na faktorech, které zvyšují touhu po jídle nebo látkách souvisejících s potravinami a zvyšují stav potěšení, emocí a motivace [30,31,32,33,34].

Yale Rudd Centrum pro potravinovou politiku a obezitu, nezisková organizace zabývající se výzkumem a veřejnou politikou, uvedla v 2007 nápadné podobnosti v používání a odběru cukru a klasických návykových látek, jakož i vzájemné korelace mezi příjmem potravy a zneužíváním návykových látek (např. lidé mají tendenci přibývat na váze, když přestanou kouřit nebo pít). To zvyšuje možnost, že chutná jídla a klasické návykové látky mohou soutěžit o podobné neurofyziologické dráhy [35,36]. Rudd Center pomohlo vytvořit Yale Food Addiction Scale (YFAS), který je určen k identifikaci známek závislosti vystavených vůči určitým typům potravin s vysokým obsahem tuku a cukru [37,38]. Gearhardt a její kolega [39] nedávno vyšetřili aktivaci mozku na stravovacích návycích u pacientů s různým skóre na stupnici závislosti na potravinách. Pacienti byli buď upozorněni na blížící se dodání čokoládového koktejlu nebo bezchybného kontrolního roztoku nebo dostali čokoládový koktejl nebo roztok bez chuti [39]. Výsledky ukázaly souvislost mezi vyšším skóre závislosti na jídle a zvýšenou aktivací mozkových oblastí kódujících motivaci v reakci na potravinové podněty, jako je amygdala (AMY), přední kůra cingulátu (ACC) a orbitofrontální kůra (OFC). Dospělo se k závěru, že návykové osoby častěji reagují na návykové látky a že očekávání odměny, když je zaznamenána narážka, by mohlo přispět k nutkavému jídlu [39]. Obecně není závislost na jídle dobře definována a může být spojena s poruchami užívání návykových látek [40] a poruch příjmu potravy. Je pozoruhodné, že DSM-5 navrhl revize rozpoznávající poruchu příjmu potravy [41] jako samostatně stojící diagnóza a přejmenování kategorie poruch příjmu potravy na poruchy příjmu potravy a krmení.

3.3. Prader-Williho syndrom (PWS)

Prader-Williho syndrom (PWS) je genetická otisková porucha, která má za následek hlubokou hyperfágii a obezitu s počátkem dětství [42]. Pacienti s PWS vykazují mnoho návykových stravovacích návyků [43]. Neuroimagingové studie v tomto přirozeně se vyskytujícím modelu poruchy příjmu potravy u lidí mohou odhalit neurofyziologické mechanismy, které řídí závislost na jídle nebo ztrátu kontroly nad jídlem obecně. Jednou z charakteristik této nemoci je výrazná posedlá touha přejídat nejen jídlo, ale také neutrální nepotravinářské předměty. K tomuto jevu může přispět nadměrné a patologické posílení produkované samotnými požitými předměty [42,43,44,45,46,47,48,49,50]. Funkční neuroimagingové studie zkoumaly abnormality nervových obvodů souvisejících s jídlem pomocí vizuálních podnětů u pacientů s PWS [44]. V reakci na vizuální proti stimulace potravy s nízkým obsahem kalorií po podání glukózy, pacienti s PWS projevili zpožděné snížení signálu v hypotalamu (HPAL), na ostrovcích, na ventromediální prefrontální kůře (VMPFC) a nucleus accumbens (NAc) [44], ale hyperaktivita v limbických a paralimbických oblastech, jako je AMY, které řídí chování při jídle, a v oblastech, jako je mediální prefrontální kůra (MPFC), která potlačuje příjem potravy [47,51]. Zvýšená aktivace v HPAL, OFC [46,51,52], VMPFC [49], byly také pozorovány bilaterální střední frontální, pravý dolní frontální, levý horní frontální a bilaterální ACC regiony [48,52,53]. Naše skupina provedla studii fMRI (RS-fMRI) v klidovém stavu kombinovanou s analýzou funkční konektivity (FC) a identifikovala změny síly FC mezi mozkovými oblastmi ve výchozí síti, základní síti, motorické senzorické síti a prefrontální kortexové síti. , resp. [53]. Nedávno jsme použili techniky analýzy kauzality RS-fMRI a Granger ke zkoumání interaktivních kauzálních vlivů mezi klíčovými neurálními cestami, které jsou základem přejídání v PWS. Naše data odhalila výrazně zvýšené kauzální vlivy z AMY na HPAL a z MPFC a ACC na AMY. Stručně řečeno, PWS je extrémní konec lidských případů obezity a nekontrolovatelného stravovacího chování. Zkoumání neurofyziologického opory PWS a její souvislosti s látkovou závislostí může pomoci lépe porozumět kontrole chuti k jídlu a závislosti na potravě [39,43].

4.1. Leptin

Anorexigenní hormon syntetizovaný z tukové tkáně, leptin reguluje metabolismus lipidů stimulací lipolýzy a inhibicí lipogeneze [62]. Leptin prochází hematoencefalickou bariérou přes saturovatelný transportní systém a komunikuje periferní metabolický stav (ukládání energie) do hypothalamických regulačních center [63]. Jakmile se váže na svůj centrální receptor, leptin down-reguluje neuropeptidy stimulující chuť k jídlu (např. NPY, AgRP), zatímco up-reguluje anorexigenní alfa-melanocyty stimulující hormon, kokainem a amfetaminem regulovaný transkript a hormon uvolňující kortikotropin [63]. Genetické defekty v receptorech leptinu a leptinu mají za následek těžkou časnou nástup obezity u dětí [64]. Koncentrace leptinu v krvi je zvýšena v obezitě, což podporuje rezistenci na leptin, což činí zvýšený leptin zbytečným při potlačování chuti k jídlu a obezitě. Přítomnost rezistence na leptin může nabídnout částečné vysvětlení těžké hyperfagie u pacientů s PWS, jejichž sérové ​​hladiny leptinu jsou poměrně vysoké [64]. Lidé, kteří se stávají závislými na jídle, mohou mít také odolnost vůči leptinu, což může vést k přejídání [65]. Vliv leptinu na návykové a narkotické stravovací chování může být částečně zprostředkován regulací mezolimbických a / nebo nigrostriatálních DA cest. Jak ukázala jedna studie fMRI, doplněný leptin snížil odměnu za jídlo a zvýšil sytost během konzumace potravy modulací neuronální aktivity ve striatu u lidských jedinců s nedostatkem leptinu [66]. Monoterapie leptinem však nebyla úspěšná při snižování příjmu potravy a přírůstku hmotnosti u obézních lidí, jak se původně doufalo, pravděpodobně kvůli existující rezistenci na leptin v obezitě [67]. Na druhé straně může být nízkodávkový doplněk leptinu užitečný pro zmírnění hodnoty odměny za jídlo [68] a pomáhá udržovat ztracenou váhu.

4.2. Inzulín

Inzulín je pankreatický hormon rozhodující pro udržení homeostázy glukózy. Hladiny inzulínu se po jídle zvyšují, aby byla hladina glukózy v krvi pod kontrolou. Přebytečná glukóza je přeměněna a uložena v játrech a svalu jako glykogen a jako tuk v tukových tkáních. Koncentrace inzulínu se liší podle adipozity a množství viscerálního tuku je negativně korelováno s inzulínovou senzitivitou [69]. Nalačno a postprandiální inzulín jsou vyšší u obézních než u štíhlých jedinců [70]. Inzulín může pronikat hematoencefalickou bariérou a váže se na receptory v obloukovém jádru hypotalamu a snižuje tak příjem potravy [71]. Centrální inzulínová rezistence se může objevit u obezity, podobně jako u centrální leptinové rezistence, která je považována za důsledek vysoké spotřeby tuků nebo rozvoje obezity [72,73]. Studie pozitronové emisní tomografie (PET) identifikovala inzulínovou rezistenci v oblasti mozku striata a izolátů mozku a naznačila, že taková rezistence může vyžadovat vyšší hladiny inzulínu v mozku, aby se přiměřeně prožívaly odměny a rušivé pocity jídla [74]. Stejně jako leptin je inzulín schopen modulovat DA cestu a související stravovací chování. Leptinová a inzulinová rezistence v mozkových DA drahách může vést ke zvýšenému příjmu chutných potravin ve srovnání s podmínkami citlivými na leptin a na inzulín, aby se vytvořila dostatečná odměna [75].

Souhra mezi centrální a periferní hormonální signalizací je složitá. Například ghrelin stimuluje dopaminergní cesty odměňování, zatímco leptin a inzulín tyto obvody inhibují. Navíc signalizační obvody jak v HPLA, tak v ARC přijímají aferentní periferní senzorické signály a promítají a přenášejí informace do jiných oblastí mozku, včetně dopaminergního odměnového centra midbrain [31].

4.3. Ghrelin

Hlavně vylučovaný žaludkem, ghrelin je orexigenní peptid, který působí na hypotalamické neurony obsahující receptory ghrelinu, aby vykazoval centrální metabolické účinky [76]. Ghrelin zvyšuje příjem potravy u lidí pomocí periferních i centrálních mechanismů zahrnujících souhru mezi žaludkem, HPAL a hypofýzou [77,78]. Zdá se, že ghrelin je iniciátorem krmení s maximálními hladinami v séru před požitím potravy a poté sníženými hladinami [79]. Ghrelin může chronicky ovlivňovat energetickou rovnováhu, vzhledem k tomu, že prodloužené podávání ghrelinu zvyšuje adipozitu [77,80]. Hladiny sérového ghrelinu jsou u obézních v porovnání s jedinci s normální hmotností nižší a charakteristicky se zvyšují s redukcí obezity, což prokazuje negativní korelaci s vysokými BMI [81,82]. Ghrelin aktivuje mozkové oblasti důležité pro hedonické a motivační reakce na potravinové podněty [83]. To zahrnuje aktivaci dopaminových neuronů ve VTA a zvýšený obrat dopaminu v NAc ventrálního striatu [84]. Účinky na zpracování odměny v mezolimbické dopaminergní dráze mohou být nedílnou součástí greelinového orexigenního účinku [83], doloženo důkazem, že blokování receptorů ghrelinu ve VTA snižuje příjem potravy [84].

4.4. Peptid YY (PYY)

PYY je krátký peptid 36-aminokyselina vyrobený v ileu a tlustém střevě v reakci na krmení. Po požití potravy se PYY uvolňuje z L-buněk v distálním segmentu malého střeva. Snižuje rychlost střevní motility a vyprázdnění žlučníku a žaludku, a proto snižuje chuť k jídlu a zvyšuje sytost [85,86]. PYY působí prostřednictvím vagálních aferentních nervů, NTS v mozkovém kmeni a anorexinergního cyklu v hypotalamu zahrnujícím proopiomelanocortinové (POMC) neurony [87]. Obézní lidé vylučují méně PYY než neobézní lidé a mají relativně nižší hladiny ghrelinu v séru [88]. Náhrada PYY tedy může být použita k léčbě nadváhy a obezity [88,89]. Kalorický příjem během oběda formou bufetu, který byl nabízen dvě hodiny po infúzi PYY, byl u obézních pacientů snížen o 30% (p <0.001) a 31% u hubených subjektů (p <0.001) [89]. Míra redukce byla v prvním případě docela působivá. Ačkoli se u obézních osob projevuje nižší oběžná hladina PYY postprandiálně, zdá se, že také vykazují normální citlivost na anorektický účinek PYY3-36. Dohromady může obezita zaujmout problém citlivosti PYY a anorektický účinek PYY by mohl sloužit jako terapeutický mechanismus pro vývoj léků proti obezitě [90].

4.5. Glukagonový peptid 1 (GLP-1)

GLP-1 je klíčový hormon společně uvolňovaný s PYY z distálních střevních L-buněk střeva po jídle. Vylučuje se ve dvou stejně účinných formách, GLP-1 (7 – 37) a GLP-1 (7 – 36) [91]. GLP-1 primárně funguje tak, že stimuluje sekreci inzulínu závislou na glukóze, zvyšuje růst a přežití β-buněk, inhibuje uvolňování glukagonu a potlačuje příjem potravy [92]. Periferní podávání GLP-1 snižuje příjem potravy a zvyšuje plnost u lidí částečně zpomalováním vyprazdňování žaludku a podporou žaludeční distenze [93]. Plazmatické hladiny GLP-1 jsou vyšší před a po příjmu potravy u chudých ve srovnání s obézními jedinci, zatímco tito jsou spojeni s nižším hladovým GLP-1 a postprandiálním uvolňováním nalačno [94]. Omezující bariatrické postupy jsou účinným prostředkem ke snížení obezity. V současné době jsou údaje o změnách koncentrací GLP-1 u obézních pacientů po operacích omezené [95].

4.6. Cholecystokinin (CCK)

Cholecystokinin (CCK), endogenní peptidový hormon přítomný ve střevech a mozku, pomáhá kontrolovat chuť k jídlu, požití a vyprazdňování žaludku periferními i centrálními mechanismy. CCK také ovlivňuje fyziologické procesy související s úzkostí, sexuálním chováním, spánkem, pamětí a zánětem střeva [95]. CCK představuje soubor hormonů, které se liší podle libovolného číslování konkrétních aminokyselin (například CCK 8 v mozku a CCK 33 a CCK 36 ve střevech). Nezdá se, že by se tyto různé hormony ve fyziologických funkcích významně lišily. CCK pocházející ze střeva se rychle uvolňuje z duodenální a jejunální sliznice v reakci na vrcholy požití živin přibližně v 15 – 30 min postprandiálně a zůstává zvýšená až 5 h [96]. Je to silný stimulátor pankreatických trávicích enzymů a žluči z žlučníku [63]. CCK zpomaluje vyprazdňování žaludku a podporuje motilitu střeva. Jako neuropeptid CCK aktivuje receptory na neurálních aferentních neuronech, které přenášejí signály sytosti na dorsomediální hypotalamus. Tato akce potlačuje orexigenní neuropeptid NPY a poskytuje zpětnou vazbu ke snížení velikosti a délky jídla [97].

Souhrnně lze říci, že periferní hormonální signály uvolňované z GI traktu (ghrelin, PYY, GLP-1 a CCK), pankreas (inzulín) a tuková tkáň (leptin) představují klíčovou součást kontroly chuti k jídlu zprostředkované osou střeva a mozku. , energetické výdaje a obezita. Zatímco leptin a inzulín lze považovat za dlouhodobější regulátory energetické rovnováhy, ghrelin, CCK, peptid YY a GLP-1 jsou senzory související se zahájením a ukončením jídla, a proto akutně ovlivňují chuť k jídlu a tělesnou hmotnost. Tyto hormony a peptidy mění chuť k jídlu a stravovací chování tím, že působí na jádra hypotalamu a mozkového kmene a možná na dopaminergní dráhu v centru odměňování midbrainů; prokázali potenciál jako terapeutické cíle při léčbě obezity.

5.1. Funkční Neuroimaging

Měřením mozkových odpovědí na obrázky vysoce kalorických potravin (např. Hamburgery), nízkokalorických potravin (např. Zelenina), kuchyňských potřeb (např. Lžíce) a neutrálních snímků (např. Vodopády a pole), úkolu fMRI studie odhalily větší aktivaci mozku u vysoce kalorických potravin proti neutrální obrazy v caudate / putamen (odměna / motivace), přední insula (chuť, zachycení a emoce), HIPP (paměť) a parietální kůra (prostorová pozornost) u obézních ženských subjektů vzhledem k tenkým [99]. Kromě toho NAc, mediální a laterální OFC, AMY (emoce), HIPP a MPFC (motivace a výkonná funkce) a ACC (sledování konfliktů / detekce chyb, kognitivní inhibice a učení založené na odměně) také vykazují zvýšenou aktivaci v reakci na obrázky potravin s vysokým obsahem kalorií proti obrázky bez potravin a / nebo nízkokalorických potravin [100]. Tyto výsledky osvětlují vztah mezi kortikálními reakcemi na potravinové podněty a obezitu a poskytují důležité poznatky o vývoji a udržování obezity [101].

Dysfunkční mozková aktivita související s jídlem zahrnuje nejen oblasti odměňování / motivace, ale také nervové obvody zapojené do inhibiční kontroly a limbické oblasti. Studie PET zaznamenala oslabený pokles hypothalamické, thalamické a limbické / paralimbické aktivity u obézních (BMI ≥ 35) ve srovnání s chudými (BMI ≤ 25) muži [101]. Soto-Černá Hora et al. a Melega et al. [102,103] zkoumali změny metabolismu glukózy v mozku po hluboké mozkové stimulaci (DBS) v laterální hypotalamické oblasti (LHA) na modelu obezity u potkanů ​​pomocí zobrazování PET-CT. Zjistili, že průměrná spotřeba potravin během prvních 15 dnů byla nižší u zvířat ošetřených DBS než u nestimulovaných zvířat. DBS zvyšoval metabolismus v savčím těle, v subkulum hipokampální oblasti a AMY, zatímco pokles metabolismu byl zaznamenán v thalamu, caudátu, temporální kůře a mozečku [102,104]. DBS vyvolala významné změny v mozkových oblastech spojené s kontrolou příjmu potravy a odměnou v mozku, pravděpodobně zlepšením zhoršené hippocampální funkce pozorované u obézních potkanů. Menší přírůstek hmotnosti ve skupině DBS naznačuje, že tuto techniku ​​lze považovat za možnost léčby obezity [102]. PET i SPECT byly použity ke studiu abnormality mozku za různých podmínek [105,106,107,108,109,110,111].

Větší aktivace v ventromediálních, dorzomediálních, anterolaterálních a dorsolaterálních PFC (dlPFC; kognitivních kontrolních) oblastech byla hlášena po nutričně úplném (50% denních výdajů na klidovou energii (REE)) po podání tekutého jídla po 36 h rychle v PET studium [101], ačkoli další analýza a sběr dalších údajů pomocí odlišného paradigmatu jídla tyto nálezy zpochybnily. Na druhé straně, snížená postprandiální aktivace v dlPFC u obézních (BMI ≥ 35) proti štíhlá (BMI ≤ 25) byla v této a dalších studiích důsledně pozorována [112]. Studie starších dospělých objevila významnou korelaci mezi vyššími hladinami břišního tuku / BMI a sníženou aktivací fMRI na sacharózu v mozkových oblastech souvisejících s DA a mezi hypo-odměnou a obezitou u starších dospělých na rozdíl od mladých dospělých [98]. Celkově lze říci, že snížená funkce dopaminu nabízí jedno věrohodné vysvětlení hmotnosti a přibývání tuků u starších dospělých [113]. Obecným důsledkem těchto studií je, že obezita je důsledně spojena s abnormálními odpověďmi na vizuální potravinové podněty v narušené síti mozkových oblastí naznačených odměnou / motivací a kontrolou emocí / paměti. Přejídání u obézních jedinců může souviset s kombinací pomalých homeostatických odpovědí na sytost v hypotalamu a se snížením aktivity DA dráhy a inhibiční odezvy v dlPFC [98].

Navzdory pokroku v našem chápání neuroobvodové kontroly nad přejídáním a obezitou zůstává stále neznámé, zda nedostatky v kontrolních mechanismech skutečně předcházejí nebo následují přejídání nebo obezitu. Podélné neuroimagingové studie na modelech hlodavců získané obezity vyvolané dietou (tj., porovnání výsledků zobrazování před, během a po vývoji dietní obezity a / nebo po kalorickém omezení po zavedení obezity) a u obézních lidí před a po bariatrické chirurgii, která úspěšně zkracuje přejídání a snižuje obezitu, může poskytnout důležitý náhled do kauzality nebo následný vztah mezi přejídáním (nebo obezitou) a dysfunkční regulací nervových obvodů.

5.2. Strukturální zobrazování

Nedávné důkazy ukazují, že mozkové anatomické strukturální změny související s vývojem obezity [114]. Například morfometrická analýza MRI odhalila souvislost mezi vyšší tělesnou hmotností a nižším celkovým objemem mozku u lidí [115]. Zejména vysoká hodnota BMI vede ke snížení objemů šedé hmoty (GM) ve frontální kůře, včetně OFC, pravého dolního a středního frontálního kůry, a je negativně korelována s frontálními GM objemy [116,117,118] a větší pravou zadní oblast zahrnující parahippocampal (PHIPP), fusiform a lingvální gyri [114]. Jedna studie s dospělými 1428em také pozorovala negativní korelaci u mužů mezi BMI a celkovým objemem GM, jakož i u bilaterálních mediálních časových laloků, týlních laloků, precuneus, putamen, postcentrálního gyru, midbrainu a předního laloku mozečku [116,118]. Samostatná studie kognitivně normálních starších jedinců, kteří byli obézní (77 ± 3 let), nadváhou (77 ± 3 let) nebo chudí (76 ± 4 let), uváděli snížený objem v thalamu (senzorická relé a motorická regulace), HIPP, ACC a čelní kůra [119]. Tyto hlášené strukturální změny mozku byly založeny na průřezových datech u dospělých, ale není jasné, zda tyto změny předcházejí nebo sledují obezitu. Snížení objemu v oblastech spojených s odměnou a kontrolou však může být důsledkem zhoršené funkční aktivace ve vztahu k obezitě a může pomoci vysvětlit fenotypové přejídání u obezity. Snížený objem ve strukturách, jako je HIPP, může částečně ovlivnit vyšší míru demence [120,121] a kognitivní pokles [122] u obézních jedinců. Spánková apnoe [123], zvýšená sekrece adipocytových hormonů, jako je leptin [124], nebo uvolnění prozánětlivých faktorů v důsledku vysoké spotřeby tuků mohou být fyziologické faktory zprostředkující změny v mozku [125]. Tato zjištění naznačují, že hedonické vzpomínky na konzumaci určitých potravin mohou být při regulaci krmení kriticky důležité [98,126]. Purnell et al. [127] zjistili, že hyperfagie a obezita mohou souviset s poškozením hypotalamu u lidí. U pacientky v této studii s kavernem mozkového kmene, který poškodil strukturální dráhy, došlo k náhlému nástupu hyperfagie a nárůstu hmotnosti o více než 50 kg v prostoru kratším než rok po chirurgickém odtoku přes střední linii suboccipitální kraniotomie. Difuzní tenzorové zobrazení odhalilo ztrátu spojení nervových vláken mezi jejím mozkovým kmenem, hypotalamem a vyššími mozkovými centry, ale zachování motorických stop. Karlsson et al. [128] studovali morbidně obézní subjekty 23 a neobézní dobrovolníci 22 pomocí analýzy difuzního tenzoru založené na voxelu a MRI obrazů vážených T1. Statistická parametrická parametrická mapovací analýza s plným objemem byla použita ke srovnání hodnot frakční anizotropie (FA) a střední difuzivity (MD) a hustoty šedé (GM) a bílé hmoty (WM) mezi těmito skupinami [128]. Výsledky ukázaly, že obézní jedinci měli nižší hodnoty FA a MD a nižší ohniskové a globální objemy GM a WM než kontrolní subjekty. Fokální strukturální změny byly pozorovány v mozkových oblastech, které řídí hledání odměn, inhibiční kontrolu a chuť k jídlu. Regresní analýza ukázala, že hodnoty FA a MD a hustota GM a WM byly negativně spojeny s procentem tělesného tuku. Navíc objem břišního podkožního tuku byl ve většině regionů negativně spojen s hustotou GM [128].

6.1. Okruh odměny

Mnoho obézních jedinců projevuje hyporeaktivitu obvodů odměňování, což vyvolává kompenzační přejídání k dosažení dostatečné odměny [58,63]. Spotřeba chutných potravin aktivuje mnoho oblastí mozku, které reagují na příjem potravy a kódují relativní vnímanou příjemnost potravin, jako jsou midbrain, insula, dorzální striatum, subcallosal cingulate a PFC. Chronické vystavení chutným potravinám snižuje sytost a příjemnost jídla [92,131]. Dopamin je neurotransmiter kritický pro zpracování odměny, motivaci a posílení pozitivního chování [31,61] a hraje důležitou roli v okruhu odměňování. Mezolimbická DA projekce z ventrální tegmentální oblasti (VTA) do NAc kóduje zesílení pro krmení [132,133]. Uvolnění DA v dorzálním striatu může přímo ovlivnit příjem potravy a velikost uvolňování koreluje s hodnocením příjemnosti jídla [99]. Volkow et al. [129] přijali přístup PET a vícenásobný indikátor pro zkoumání DA systému u zdravých kontrol, u subjektů se závislostí na drogách a u morbidně obézních jedinců, což ukazuje, že jak závislost, tak obezita jsou spojeny se sníženou dostupností DA dopaminového 2 (D2) ve striatu . Tendence k jídlu během období negativních emocí byla negativně korelována s dostupností D2 receptoru ve striatu u jedinců s normální hmotností - čím nižší jsou receptory D2, tím vyšší je pravděpodobnost, že by subjekt jedl, kdyby se citově zdůraznil [134]. V jiné studii podávání DA agonisty zvýšilo velikost porcí jídla a délku krmení, zatímco dlouhodobé doplňky stravy DA zvýšily tělesnou hmotnost a chování při krmení [135]. Morbidně obézní jedinci vykazovali vyšší úroveň výchozího metabolismu než obvykle ve somatosenzorické kůře [136]. Toto je oblast mozku, která přímo ovlivňuje aktivitu DA [137,138,139]. Receptory D2 mají důležité funkce při hledání odměn, predikci, očekávání a motivaci souvisejících s krmením a návykovým chováním [140]. Antagonisté receptoru D2 blokují chování při hledání potravy, které závisí na chutných potravinách samotných nebo na posílení očekávání odměn vyvolaných narážkami [141]. Podle Stice et al. [35] jednotlivci se mohou přejídat, aby kompenzovali hypofunkční dorzální striatum, zejména ti s genetickými polymorfismy (alela TaqIA A1), u nichž se předpokládá, že v této oblasti zeslabují dopaminovou signalizaci. Ve stejné linii bylo zjištěno, že tendence k přejídání u jedinců s normální hmotností s negativními emocemi negativně korelovala s hladinami receptoru D2 [134]. Wang [142] a Haltia [143] zjistili, že nižší receptory D2 korelovaly s vyšším BMI u morbidně obézních (BMI> 40), respektive obézních subjektů. Tato zjištění jsou v souladu s představou, že snížená aktivita receptoru D2 podporuje stravování a riziko obezity [144]. Guo et al. [145] zjistili, že obezita a oportunistické stravování byly pozitivně spojeny s vazebným potenciálem D2-podobného receptoru (D2BP) v dorzálním a laterálním striatu, což jsou podoblasti podporující tvorbu návyků. Naopak, ve ventromediálním striatu, v regionu podporujícím odměnu a motivaci, byl pozorován negativní vztah mezi obezitou a D2BP [145].

6.2. Okruh s motivačním pohonem

Několik motivů prefrontální kůry, včetně OFC a CG, bylo zapojeno do motivace konzumace potravin [146]. Abnormality v těchto regionech mohou zlepšit stravovací chování, které závisí na citlivosti na odměnu a / nebo zavedené návyky subjektu. Obézní lidé projevují zvýšenou aktivaci prefrontálních oblastí po vystavení jídlu [101]. Kromě toho také reagují na podněty jídla aktivací mediální prefrontální kůry a chutě [49]. Sacharóza také vzrušuje OFC, oblast zodpovědnou za „bodování“ hodnoty odměny za jídlo nebo jakýkoli jiný podnět, a to spíše u obézních pacientů ve srovnání se štíhlou kontrolou. Strukturální abnormalita OFC, pravděpodobně ovlivňující zpracování odměn a samoregulační mechanismy, může hrát klíčovou roli při poruchách příjmu potravy a nervozitě bulimie [147]. Není divu, že aberantní stravovací chování může sdílet běžnou regulaci nervových obvodů s drogovou závislostí. Například Volkow et al. [148] navrhnout, aby expozice drogám nebo stimulacím souvisejícím s drogami ve staženém stavu reaktivovala OFC a vedla k nutkavému příjmu drogy. Podobný výsledek ohledně OFC byl zaznamenán v samostatné studii. Další důkaz zdůrazňuje vliv OFC na kompulzivní poruchy [149]. Například poškození OFC vede k nutkavému chování k získání odměny, i když již neposiluje [149]. To je v souladu s účty drogově závislých, kteří tvrdí, že jakmile začnou užívat drogu, nemohou přestat, i když už droga není příjemná [98].

6.3. Obvod učení-paměť

Místo, osoba nebo tága mohou vyvolat vzpomínky na lék nebo jídlo a mohou výrazně ovlivnit návykové chování, což podtrhuje význam učení a paměti ve závislosti. Vzpomínky mohou vyvolat intenzivní touhu po drogě nebo jídle (touha) a často vést k relapsu. V závislosti na drogách nebo potravinách bylo navrženo několik paměťových systémů, včetně podmíněného motivačního učení (zprostředkovaného částečně NAc a AMY), zvykového učení (zprostředkovaného částečně caudátem a putamenem) a deklarativní paměti (zprostředkováno částečně HIPP) [150]. Podmíněné pobídkové učení o neutrálních podnětech nebo přehnané stimulaci přejídáním vytváří posilující vlastnosti a motivační význam i v nepřítomnosti jídla. Prostřednictvím návykových návyků se automaticky naučené sekvence chování vyvolávají automaticky v reakci na vhodné podněty. Deklarativní paměť je spíše o učení afektivních stavů ve vztahu k příjmu potravy [149]. Několik studií PET, fMRI a MRI zkoumalo mozkové odpovědi na příjem potravy a narážky na jídlo s ohledem na funkci dopaminu a objem mozku ve štíhlém stavu proti obézní jedinci a identifikované nepravidelnosti v obvodech emocí a paměti (např. AMY a HIPP) [98]. Například je narušena některá signalizace sytosti generovaná z homeostatických oblastí (např. Zpožděná inhibiční odpověď fMRI v hypotalamu), zatímco signály hladu z oblastí emocí / paměti a senzorických / motorických oblastí (např. Větší aktivace v AMY, HIPP, insulach a precentrálních) gyrus v reakci na potravinové podněty) jsou u obézních jedinců zvýšeny [98]. Hippocampální funkce se podílí na vzpomínkách na jídlo nebo na prospěšné důsledky jídla u lidí a hlodavců. Pokud je tato funkce narušena, může načtení vzpomínek a podnětů prostředí vyvolat silnější chuťové reakce nezbytné pro získání a konzumaci potravin [151]. V závislosti na drogách nastavují paměťové obvody očekávání účinků léku, a tak ovlivňují účinnost intoxikace drogami. Během intoxikace léky byla indikována aktivace mozkových oblastí spojených s pamětí [152,153] a touha vyvolaná expozicí drogy, videem nebo vyvoláním [154,155,156]. Habit učení zahrnuje hřbetní striatum a uvolnění DA v této oblasti [157]. Osoby zneužívající léčiva snížily expresi receptoru D2 a snížily uvolňování DA v dorzálním striatu během vysazení [149]. U zvířat vyvolává prodloužená expozice léku změny v dorzálním striatu trvanlivější než u NAc, což bylo interpretováno jako další postup do závislého stavu [158].

6.4. Inhibitory-Control Circuit

Řídicí systém shora dolů tvoří síť frontálních oblastí mozku zapojených do výkonné kontroly, chování zaměřeného na cíl a inhibice odezvy [159]. DlPFC a dolní čelní gyrus (IFG) jsou komponenty systému, které jsou významně aktivovány během jednotlivého vědomého úsilí přizpůsobit jejich touhu konzumovat subjektivně chutná, ale realisticky nezdravá jídla [160]. Takové aktivity dlPFC a IFG fungují tak, že inhibují touhu konzumovat jídlo, o čemž svědčí větší kortikální aktivace v oblastech, které korelují s lepší sebekontrolou při výběru mezi zdravými a nezdravými potravinami [161]. Obézní jedinci s PWS, genetickou poruchou charakterizovanou hlubokou hyperfágií, vykazují sníženou aktivitu u dlPFC po jídle ve srovnání s neobézními obézními jedinci [162]. Celkově se zdá, že inhibiční kontrola spotřeby potravin závisí na schopnosti mozkových systémů řízení shora dolů modulovat subjektivní hodnocení potravin. Jednotlivé rozdíly v regulaci příjmu potravy mohou vyplývat ze strukturálních rozdílů dlPFC a / nebo propojení s oblastmi oceňování mozku [161]. Ve skutečnosti, zatímco obézní pacienti vykazovali sníženou inhibiční odpověď na dlPFC [98], drogově závislí jedinci také vykazovali abnormality v PFC, včetně předního CG [163]. PFC hraje roli v rozhodování a v inhibiční kontrole [164]. Přerušení PFC může vést k nepřiměřeným rozhodnutím, která upřednostňují okamžité odměny za zpožděné, ale uspokojivější reakce. Mohlo by to také přispět k narušené kontrole nad užíváním drog navzdory touze závislého zdržet se užívání drogy [163]. Nedostatky v procesu monitorování a rozhodování u drogových závislostí [165,166] jsou pravděpodobně spojeny s narušenými prefrontálními funkcemi. Na podporu této představy předklinické studie odhalily významné zvýšení dendritického větvení a hustoty dendritických páteří v PFC po chronickém podávání kokainu nebo amfetaminu [167]. Změny v synaptické konektivitě by mohly vést ke špatnému rozhodování, úsudku a kognitivní kontrole drogové závislosti. Tento druh změny v prefrontální aktivaci byl ve skutečnosti pozorován během úlohy pracovní paměti u kuřáků ve srovnání s bývalými kuřáky [168]. V tomto ohledu Goldstein et al. [163] dříve navrhovali, že narušení PFC by mohlo způsobit ztrátu vlastního řízení / vůle ve prospěch automatického smyslového chování. Konkrétněji intoxikace léky pravděpodobně zhoršuje problémové chování v důsledku ztráty inhibiční kontroly, kterou prefrontální kůra vyvíjí nad AMY [169]. Dezinhibice regulace shora dolů uvolňuje chování běžně udržovaná pod pečlivým monitorováním a simuluje reakce podobné stresu, při nichž je kontrola zrušena a je usnadněno chování podněty [163].

7.1. Dietní a životní styl

Intervence ve stravě a v životním stylu zaměřené na snížení příjmu energie a zvýšení výdajů na energii prostřednictvím vyváženého stravovacího a cvičebního programu jsou nezbytnou součástí všech programů řízení hmotnosti [170]. Dieta je založena na principech metabolismu a pracuje tak, že snižuje příjem kalorií (energie) a vytváří zápornou energetickou rovnováhu (tj., spotřebovává se více energie, než je spotřebováno). Dietní programy mohou krátkodobě způsobit hubnutí [171,172], ale udržování tohoto hubnutí je často obtížné a často vyžaduje, aby cvičení a nízkoenergetická strava byla trvalou součástí životního stylu člověka [173]. Tělesné cvičení je nedílnou součástí programu pro regulaci hmotnosti, zejména pro udržování hmotnosti. S použitím spotřebovávají svaly energii získanou z tuku a glykogenu. Vzhledem k velké velikosti svalů nohou jsou chůze, běh a jízda na kole nejúčinnějším prostředkem pro snížení tělesného tuku [174]. Cvičení ovlivňuje rovnováhu makronutrientů. Během mírného cvičení, ekvivalentu svěží chůze, dochází k posunu k většímu využití tuku jako paliva [175,176]. Americká srdeční asociace doporučuje minimálně 30 min. Mírného cvičení nejméně pět dní v týdnu, aby se zachovalo zdraví [177]. Stejně jako u dietetické léčby nemá mnoho lékařů čas ani odborné znalosti, aby pacientům radili o cvičebním programu přizpůsobeném individuálním potřebám a schopnostem. Cochraneova spolupráce zjistila, že samotné cvičení vedlo k omezenému hubnutí. V kombinaci s dietou to však vedlo ke ztrátě hmotnosti 1 kilogramu pouze při dietě. Ztráta hmotnosti 1.5 kilogramu (3.3 lb) byla pozorována s větším stupněm cvičení [178,179]. Míra úspěšnosti dlouhodobé údržby hubnutí se změnami životního stylu je nízká, od 2% do 20% [180]. Změny výživy a životního stylu jsou účinné při omezování nadměrného přírůstku na váze v těhotenství a zlepšují výsledky pro matku i dítě [181]. Zásahy v životním stylu zůstávají základním kamenem léčby obezity, ale dodržování je špatné a dlouhodobé úspěchy skromné ​​kvůli významným překážkám na straně postižených jednotlivců i zdravotnických pracovníků odpovědných za léčbu.

7.2. Léky na hubnutí

Americká asociace pro potraviny a léčiva (FDA) dosud schválila čtyři léky na hubnutí: Xenical, Contrave, Qsymia a Lorcaserin [4]. Tyto léky jsou rozděleny do dvou typů. Xenical je jediný inhibitor absorpce tuků. Xenical působí jako inhibitor lipázy, který snižuje vstřebávání tuků z lidské stravy o 30%. Je určen k použití ve spojení s režimem kalorického omezení pod dohledem poskytovatele zdravotní péče [182].

Jiný typ, který zahrnuje další tři léky, působí na CNS jako „látka potlačující chuť k jídlu.“ Nově schválené (v 2012) drogě Lorcaserin je například selektivní agonista receptoru 5HT2C s malou molekulou. Byl vyvinut na základě anorexigenní vlastnosti receptoru pro zprostředkování hubnutí [183]. Aktivace 5HT2C receptorů v hypotalamu stimuluje produkci pro-opiomelanocortinu (POMC) a podporuje sytost. Agonista receptoru 5-HT2C reguluje chování chuti k jídlu prostřednictvím serotoninového systému [54]. Použití Lorcaserinu je spojeno s výrazným úbytkem hmotnosti a zlepšenou kontrolou glykémie u pacientů s diabetes mellitus typu 2 [183]. Další dva léky, Contrave a Quexa, se zaměřují na systém odměn DA. Contrave je kombinací dvou schválených léků - bupropionu a naltrexonu. Buď samotné léčivo způsobuje mírný úbytek na váze, zatímco kombinace vykazuje synergický účinek [184]. Qsymia (Quexa) se skládá ze dvou léků na předpis, phenterminu a topiramátu. Fentermin se už léta používá účinně ke snížení obezity. Topiramát byl používán jako antikonvulzivum u pacientů s epilepsií, ale indukoval úbytek hmotnosti u lidí jako náhodný vedlejší účinek [54]. Qsymia potlačuje chuť k jídlu tím, že se lidé cítí plní. Tato vlastnost je zvláště užitečná pro obézní pacienty, protože brání přejídání a podporuje dodržování rozumného stravovacího plánu.

7.3. Bariatrické chirurgie

Někteří obézní pacienti mohou mít prospěch z léků na hubnutí s omezenou účinností, často však trpí vedlejšími účinky. Bariatrická chirurgie (nastavitelná bandáž žaludku (AGB), Roux-en Y žaludeční bypass (RYGB) nebo laparoskopická gastrektomie rukávů (LSG)) [185] představuje jedinou současnou formu léčby zjevné obezity se stanovenou dlouhodobou účinností [186]. Bariatrická chirurgie mění profil střevního hormonu a nervovou aktivitu. Pochopení mechanismů, které jsou základem neurofyziologických a neuroendokrinních změn při operaci, posílí vývoj nechirurgických zásahů k léčbě obezity a souvisejících komorbidit, což by mohla být životaschopnou alternativou pro obézní jedince, kteří nemají přístup nebo se na operaci nekvalifikují. RYGB je nejčastěji prováděný bariatrický postup, který při dlouhodobém sledování poskytuje významné a trvalé hubnutí [187]. Mechanismy působení v RYGB, které vedou k hubnutí, však nejsou dobře známy. Významná část výsledného snížení kalorického příjmu není zohledněna restriktivními a malabsorpčními mechanismy a předpokládá se, že je zprostředkována funkcí neuroendokrinní [188]. Předpokládá se, že RYGB způsobuje podstatné a současné změny ve střevních peptidech [95,189], aktivace mozku [95,190], touha jíst [190] a preferencí chuti. Například posturgické snížení ghrelinu a dřívější a zvýšené postprandiální zvýšení PYY a GLP-1 může snížit hlad a podpořit sytost [191]. Ve vztahu ke změnám ve střevních peptidech je velmi málo známo o změnách v aktivaci mozku po bariatrických procedurách. Vyšetřování nechirurgického hubnutí podporuje zvýšení odměny / hedonické aktivace v reakci na apetitivní narážky [95], což pomáhá vysvětlit opětovné získání váhy u dieters. Na rozdíl od toho je nepřítomnost zvýšení touhy jíst po RYGB, a to i při vystavení vysoce chutným potravinovým narážkám, pozoruhodná a je v souladu se systémovými změnami nervových reakcí na narážky na jídlo. Ochner et al. [188] použili fMRI a verbální hodnotící stupnice k posouzení aktivace mozku a touhy jíst v reakci na vysoce a nízkokalorické potravinové podněty u pacientek 10, jeden měsíc před a po RYGB operaci. Výsledky prokázaly posturgické snížení aktivace mozku v klíčových oblastech mezolimbické odměny [188]. Rovněž došlo k větší chirurgicky indukované redukci sdružené (vizuální + sluchové) aktivace celého mozku v reakci na vysoce kalorické potraviny než v reakci na nízkokalorické potraviny, zejména v kortikolimbických oblastech v mezolimbické dráze včetně VTA, ventrálního striata , putamen, zadní cingulate a dorzální mediální prefrontální kůra (dmPFC) [188]. To je na rozdíl od zvýšených potravinových reakcí na vysoký kalorický obsah v oblastech, jako je cingulate gyrus, thalamus, lentiformní jádro a caudate, ACC, mediální frontální gyrus, vynikající frontální gyrus, nižší frontální gyrus a střední frontální gyrus před operací [188]. Tyto změny odrážely souběžné posturgické snížení touhy po jídle, které byly vyšší v reakci na potravinové podněty s vysokou kalorickou hustotou (p = 0.007). Tyto výskyty související s chirurgickým zákrokem RYGB poskytují potenciální mechanismus pro selektivní snížení preferencí pro vysoce kalorické potraviny a naznačují částečné nervové zprostředkování změn v kalorickém příjmu po operaci [185,188]. Tyto změny mohou částečně souviset s pozměněným vnímáním odměny [192]. Halmi et al. [193] zaznamenali statisticky významné snížení příjmu masa s vysokým obsahem tuku a sacharidů s vysokým obsahem kalorií šest měsíců po žaludečním bypassu. Pacienti zjistili, že tato jídla již nebyla příjemná. Někteří pacienti obcházeli dokonce vyhýbali se vysokotučnému jídlu [194], zatímco ostatní po operaci ztratili zájem o sladkosti nebo dezerty [195,196,197,198]. Po bariatrické operaci bylo hlášeno snížení prahů chuti u potravin, jako je tupé rozpoznání sladkosti nebo hořkosti.192,199]. Po bariatrické chirurgii byla navíc objevena změněná signalizace dopaminu v mozku. Zatímco receptory D2 byly sníženy v kaudátu, putamenu, ventrálním talamu, HPAL, substantianigra, mediální HPAL a AMY po RYGB a rukávové gastrektómii, ve ventrálním striatu, caudátu a putamenu bylo zjištěno zvýšení receptorů D2, které bylo úměrné hubnutí [131,200,201]. Rozdíl ve výsledcích může být způsoben přítomností komorbidních stavů, které mohou změnit signalizaci dopaminu [192]. Celkově je bariatrická chirurgie, zejména postup RYGB, v současné době nejúčinnější dlouhodobou léčbou obezity a souvisejících komorbidit. Je třeba více vyšetřování, aby se prozkoumalo, jak střevo-mozková osa zprostředkovává pozoruhodné chirurgické účinky na kontrolu stravovacího chování založeného na odměnách [202].

7.4. Transplantace fekální mikrobioty

Důkaz upevnění ukazuje zjevnou funkci střevní mikrobioty v regulaci energetické rovnováhy a udržování hmotnosti u zvířat a lidí. Taková funkce ovlivňuje vývoj a progresi obezity a dalších metabolických poruch, včetně diabetu typu 2. Manipulace střevního mikrobiomu představuje nový přístup k léčbě obezity nad rámec dietních a cvičebních strategií [203]. Do klinické léčby obezity byla nedávno zavedena nová forma intervence, transplantace fekální mikrobioty (FMT) [204]. Střevní mikrobiotika metabolizují přijímané živiny do substrátů bohatých na energii pro využití hostitelskou a komensální flórou [203,204] a metabolicky se přizpůsobte na základě dostupnosti živin. Po porovnání profilů distální střevní mikrobioty geneticky obézních myší a jejich hubených vrhu a obézních lidí a štíhlých dobrovolníků bylo zjištěno, že obezita se mění s relativním množstvím dvou dominantních bakteriálních divizí, Bacteroidetes a Firmicutes. Metagenomická i biochemická analýza umožňují pochopit vliv těchto bakterií na metabolický potenciál střevní mikrobioty myší. Konkrétně má obézní mikrobiom zvýšenou schopnost získávat energii ze stravy. Kromě toho je vlastnost přenosná: kolonizace myší bez zárodků „obézní mikrobiotou“ vede k významnému zvýšení celkové hmotnosti tělesného tuku než kolonizace „štíhlou mikrobiotou“. Tato zjištění identifikují střevní mikrobiotu jako důležitý faktor přispívající k patofyziologii obezity [203,205]. Různé studie skutečně uváděly zvýšení tělesného tuku, inzulínové rezistence a celkového přenosu obézního fenotypu o 60% po zavedení střevní mikrobioty z konvenčně chovaných myší na myši bez zárodků [206]. Data v tomto ohledu jsou u lidí dosud řídká. Jeden dvojitě zaslepený, kontrolovaný pokus randomizoval 18 muže s metabolickým syndromem k podstoupení FMT. Dostali buď vlastní výkaly, nebo výkaly darované od štíhlých mužů [207]. U devíti mužů, kteří dostali stolici od štíhlých dárců, se ve srovnání s těmi, kteří byli transplantováni vlastní stolicí (placebem), výrazně snížila hladina triglyceridů nalačno a zvýšená citlivost na periferní inzulín [207].

Tato práce je podporována Národní přírodní vědeckou nadací Číny pod grantovými čísly 81470816, 81271549, 61431013, 61131003, 81120108005, 31270812; projekt národního klíčového základního programu výzkumu a vývoje (973) pod grantovým číslem 2011CB707700; a fondy základního výzkumu pro střední univerzity.