Zvýšení tělesné hmotnosti je spojeno se sníženou zápletkovou reakcí na chutné potraviny (2010)

Komentář: Studie ukazuje na lidech, že jídlo - přírodní zesilovač - může způsobit pokles dopaminových receptorů. Je internetové porno méně stimulující než „vysoce chutné“ jídlo?

 

LAY ČLÁNEK: Výzkum zkoumá začarovaný cyklus přejídání a obezity (abstrakt níže)

Vydáno: 9 / 29 / 2010 4: 30 PM EDT
Zdroj: University of Texas v Austinu

Newswise - Nový výzkum poskytuje důkaz o začarovaném cyklu vytvořeném, když se obézní jedinec přejídá, aby kompenzoval snížené potěšení z jídla.

Obézní jedinci mají méně potěšujících receptorů a přejídání, aby se vykompenzovali, podle studie University of Texas u Austin senior výzkumný pracovník a Oregon Research Institute vedoucí vědec Eric Stice a jeho kolegové publikoval tento týden v časopise Journal of Neuroscience.

Stice ukazuje důkazy, že toto přejídání může dále oslabit citlivost receptorů pro potěšení („hypofunkční systém odměňování“), což dále snižuje odměny získané z přejídání.
Příjem potravy je spojen s uvolňováním dopaminu. Stupeň potěšení z jídla souvisí s množstvím uvolněného dopaminu. Důkazy ukazují, že obézní jedinci mají méně mozkových receptorů dopaminu (D2) v porovnání s chudými jedinci, a navrhuje obézním jedincům přejídat se, aby kompenzovali tento deficit odměny.

Lidé s menším počtem dopaminových receptorů musí přijímat více obohacující látky - jako je jídlo nebo drogy -, aby dosáhli účinku, který mají ostatní lidé s méně.

"Ačkoli nedávná zjištění naznačovala, že obézní jedinci mohou při jídle zažít menší potěšení, a proto jíst více, aby to kompenzovali, je to první potenciální důkaz, který ukazuje, že předjednání samo o sobě dále otupuje obvody odměňování," říká Stice, vedoucí vědecká pracovnice Oregon Research Institut, neziskové, nezávislé behaviorální výzkumné středisko. „Slabá citlivost obvodů odměňování zvyšuje riziko budoucího přírůstku hmotnosti přímočarým způsobem. To může vysvětlit, proč obezita obvykle vykazuje chronický průběh a je rezistentní k léčbě. “

Za použití funkčního zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI), Sticeův tým změřil, do jaké míry byla aktivována určitá oblast mozku (dorzální striatum) v reakci na individuální spotřebu chuti čokoládového koktejlu (versus bez chuti). Vědci sledovali změny účastníků v indexu tělesné hmotnosti během šesti měsíců.

Výsledky ukázaly, že účastníci, kteří přibírali na váze, vykazovali signifikantně menší aktivaci v reakci na příjem mléčného koktejlu při šestiměsíčním sledování ve srovnání s výchozím skenováním a ve srovnání se ženami, které nezískaly na váze.

"Toto je nový příspěvek do literatury, protože, pokud je nám známo, jedná se o první prospektivní studii fMRI, která zkoumá změnu striatální reakce na spotřebu potravin v závislosti na změně hmotnosti," řekl Stice. "Tyto výsledky budou důležité při vývoji programů prevence a léčby obezity."

Výzkum byl proveden v mozkovém zobrazovacím centru University of Oregon. Mezi autory Stice patří Sonja Yokum, bývalá postdoktorandka na University of Texas v Austinu.

Stice studuje poruchy příjmu potravy a obezitu již 20 let. Tento výzkum vytvořil několik preventivních programů, které spolehlivě snižují riziko vzniku poruch příjmu potravy a obezity.

 

STUDIUM; STUDIE: Hubnutí je spojeno se sníženou striatální reakcí na chutné jídlo.

J Neurosci. Autorský rukopis; dostupné v PMC Mar 29, 2011.
Publikováno v posledním editovaném formuláři:
PMCID: PMC2967483
NIHMSID: NIHMS240878
Konečná upravená verze tohoto článku vydavatele je k dispozici zdarma na adrese J Neurosci
Viz další články v PMC to citovat publikovaný článek.

Abstraktní

V souladu s teorií, že jedinci s hypofunkčním systémem odměňování se přejídají, aby kompenzovali deficit odměny, mají obézní versus štíhlí lidé méně striatálních receptorů D2 a vykazují méně striatální reakci na chutný příjem potravy a nízká striatální reakce na příjem potravy předpovídá budoucí přírůstek hmotnosti u osob s genetickým rizikem snížené signalizace obvodů odměňování založených na dopaminu. Studie na zvířatech však naznačují, že příjem chutných potravin má za následek snížení regulace receptorů D2, snížení citlivosti D2 a snížení citlivosti odměny, což znamená, že přejídání může přispět ke snížení citlivosti striatů. Testovali jsme tedy, zda přejídání vede ke snížení striatální odezvy na chutný příjem potravy u lidí pomocí opakovaného měření funkční magnetické rezonance (fMRI). Výsledky ukázaly, že ženy, které přibývaly na váze v období 6-měsíce, vykázaly snížení striatální reakce na příjemnou konzumaci potravy ve srovnání se ženami se stabilní hmotností. Souhrnně výsledky naznačují, že nízká citlivost obvodů odměňování zvyšuje riziko přejídání a že toto přejídání může dále utlumit citlivost obvodů odměňování v procesu posunu vpřed.

Klíčová slova: obezita, striatum, fMRI, chuť, odměna, přírůstek na váze

Úvod

Striatum hraje klíčovou roli při kódování odměny za příjem potravy. Krmení je spojeno s uvolňováním dopaminu (DA) v dorzálním striatu a stupeň uvolňování DA koreluje s množstvím potěšení z jídla (Szczypka a kol., 2001; Small et al., 2003). Dorsální striatum reaguje na požití čokolády u štíhlých lidí a je citlivé na její devalvaci tím, že se krmí nad saturaci (Small et al., 2001).

Obézní lidé vykazují méně striatální dostupnost D2 receptoru než štíhlí lidé (Wang a kol., 2001; Volkow a kol., 2008) a obézní krysy mají nižší bazální hladiny DA a sníženou dostupnost D2 receptoru než štíhlé krysy (Orosco a kol., 1996; Fetissov a kol., 2002). Obézní versus chudí lidé vykazují menší aktivaci striatálních DA cílových oblastí (kaudát, putamen) v reakci na chutný příjem potravy (Stice a kol., 2008b, a), ale vykazují větší striatální aktivaci v reakci na obrázky potravin (Rothemund a kol., 2007; Stoeckel a kol., 2008; Stice a kol., 2010), což naznačuje oddělení mezi konzumní potravinovou odměnou a motivačním významem potravinových podnětů. Kriticky, lidé, kteří projevovali slabší striatální aktivaci v reakci na příjem potravy, kteří měli alelu A1 TaqIA, což je spojeno s nižší dostupností striatálních receptorů D2 (Noble a kol., 1991; Ritchie & Noble, 2003; Tupala a kol., 2003) a snížený striatální klidový metabolismus (Noble, 1997), ukázaly zvýšený budoucí hmotnostní přírůstek (Stice a kol., 2008a). Souhrnně tato zjištění odpovídají teorii, že jednotlivci s nižší signalizační kapacitou v obvodech odměňování se přejídají, aby kompenzovali tento deficit odměny (Blum, 1996; Wang, 2002).

Existují však důkazy, že konzumace chutných potravin vede ke snížení regulace DA signalizace. Pravidelný příjem potravin s vysokým obsahem tuků a cukru s vysokým obsahem cukru, který vede k nárůstu hmotnosti, vede ke snížení regulace postsynaptických receptorů D2, ke snížení citlivosti D2 a ke snížení citlivosti odměn u hlodavců (Colantuoni a kol., 2001; Bello a kol., 2002; Kelley a kol., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Protože tato data naznačují, že přejídání může přispět k dalšímu oslabení striatální citlivosti na jídlo, provedli jsme prospektivní studii opakovaného měření funkční magnetické rezonance (fMRI), abychom přímo testovali, zda je přejídání spojeno se sníženou aktivací striat v reakci na chutná jídla v lidé.

Materiály a metody

Účastníci

Účastníky byly mladé ženy s nadváhou a obezitou (M věk = 26, SD = 21.0; M BMI = 1.11; SD = 27.8). Vzorek sestával z 2.45% asijských / tichomořských ostrovanů, 7% afrických Američanů, 2% evropských Američanů, 77% domorodých Američanů a 5% smíšeného rasového dědictví. Účastníci poskytli písemný souhlas. Tuto studii schválil místní kontrolní panel pro etiku. Vyloučení byli ti, kteří v uplynulých 9 měsících hlásili nadměrné stravování nebo kompenzační chování, současné užívání psychotropních léků nebo nedovolených drog, poranění hlavy se ztrátou vědomí nebo současnou psychiatrickou poruchu v ose I. Data byla sbírána na začátku a při 3-měsíčním sledování.

Opatření

Body Mass

Index tělesné hmotnosti (BMI = kg / m)2) bylo použito k odrážení adipozity (Dietz & Robinson, 1998). Po odstranění obuvi a kabátů byla výška změřena na nejbližší milimetr pomocí stadiometru a hmotnost byla vyhodnocena na nejbližší 0.1 kg pomocí digitální stupnice. Byly získány a zprůměrovány dvě měření. Účastníci byli požádáni, aby se zdrželi jídla po dobu 3 hodin před provedením antropomorfních opatření pro účely standardizace. BMI koreluje s přímými měřeními celkového tělesného tuku, jako je duální energetická rentgenová absorpční spektrometrie (r = .80 až .90) a se zdravotními opatřeními, jako je krevní tlak, nepříznivé profily lipoproteinů, aterosklerotické léze, hladiny inzulínu v séru a diabetes mellitus (Dietz & Robinson, 1998).

paradigma fMRI

Účastníci byli požádáni, aby konzumovali svá pravidelná jídla, ale aby se zdrželi konzumace nebo pití (včetně kofeinových nápojů) po dobu 4-6 hodin před jejich zobrazovací relací pro standardizaci. Toto období deprivace jsme vybrali, abychom zachytili hlad, který většina lidí zažívá, když se blíží k jejich dalšímu jídlu, což je doba, kdy by individuální rozdíly v odměně za jídlo logicky ovlivnily kalorický příjem. Účastníci dokončili paradigma mezi 11: 00 a 13: 00 nebo 16: 00 a 18: 00. Přestože jsme se pokusili provést základní a následné skenování ve stejnou denní dobu, kvůli omezením plánování pouze 62% účastníků provedlo své druhé skenování do 3 hodin od okamžiku, kdy dokončili základní skenování (M rozdíl v době skenování = 3.0 hodin, rozsah = .5 až 6.0 hodin). Účastníci byli seznámeni s paradigmem fMRI pomocí cvičení na samostatném počítači před skenováním.

Paradigma mléčného koktejlu byla navržena tak, aby prozkoumala aktivaci v reakci na spotřebu a předpokládanou spotřebu chutného jídla (Obr 1), i když se tato zpráva zaměřila pouze na to první. Podněty byly prezentovány v 5 samostatných skenovacích bězích. Podněty se skládaly ze 2 obrazů (sklenice mléčného koktejlu a sklenice vody), které signalizovaly dodání buď 0.5 ml čokoládového mléčného koktejlu, nebo roztoku bez chuti. Pořadí prezentace bylo randomizováno napříč účastníky. Čokoládový koktejl sestával ze 4 kopečků vanilkové zmrzliny Häagen-Daz, 1.5 šálku 2% mléka a 2 lžící čokoládového sirupu Hershey. Bezkalorický roztok bez chuti, který byl navržen tak, aby napodoboval přirozenou chuť slin, sestával z 25 mM KCl a 2.5 mM NaHCO3. Použili jsme umělé sliny, protože voda má chuť, která aktivuje chuťovou kůru (Zald & Pardo, 2000). Snímky byly prezentovány po dobu 2 sekund pomocí MATLABu. Dodání chuti proběhlo 7-10 sekund po začátku tága a trvalo 5 sekund. Každá zajímavá událost trvala 5 sekund. Každý běh sestával z 20 událostí příjmu mléčného koktejlu a 20 událostí příjmu roztoku bez chuti. Tekutiny byly dodávány pomocí programovatelných injekčních pump (Braintree Scientific BS-8000) řízených MATLABem, aby byl zajištěn konzistentní objem, rychlost a načasování dodávání chuti. Šedesát ml injekční stříkačky naplněné čokoládovým mléčným koktejlem a roztokem bez chuti byly připojeny pomocí Tygonových hadiček přes vlnovod k rozdělovači připojenému k hlavové cívce v MRI skeneru. Rozdělovač zapadl do úst účastníků a dodával chuť konzistentnímu segmentu jazyka (Obr 2). Tento postup byl v minulosti úspěšně používán pro dodávání tekutin do skeneru a byl podrobně popsán jinde (Stice a kol., 2008b). Účastníci dostali pokyn, aby spolkli, když uviděli narážku „polykat“. Obrázky byly prezentovány digitálním projektorem / zobrazovacím systémem s reverzní obrazovkou na obrazovku na zadním konci otvoru MRI skeneru a byly viditelné zrcadlem namontovaným na hlavové cívce.

Obr 1    

Příklad načasování a uspořádání prezentace obrázků a nápojů během běhu.
Obr 2    

Ochranné potrubí je ukotveno ke stolu. Pro každý subjekt se používají nové hadičky a stříkačky a náustek se mezi použitím vyčistí a sterilizuje.

Zobrazovací a statistická analýza

Skenování bylo provedeno skenerem MRI společnosti Siemens Allegra 3 Tesla. Pro získání dat z celého mozku byla použita standardní cívka na klec. Pro omezení pohybu hlavy byl použit vakuový polštář z termo pěny a další polstrování. Celkem byly shromážděny snímky 152 během každého funkčního běhu. Funkční skenování použilo sekvenci plošného zobrazování ozvěny s jednorázovým odrazem (EPI) s jednorázovým odrazem T2 * (TE = 30 ms, TR = 2000 ms, úhel překlopení = 80 °) s rovinným rozlišením 3.0 × 3.0 mm2 (Matice 64 × 64; 192 × 192 mm2 zorné pole). K pokrytí celého mozku byly řezy 32 4mm (prokládané získávání, bez přeskočení) získány podél AC-PC příčné, šikmé roviny, jak bylo stanoveno meziprostorovým řezem. Strukturální skenování bylo shromážděno pomocí inverzní zotavovací T1 vážené sekvence (MP-RAGE) ve stejné orientaci jako funkční sekvence, aby se poskytly podrobné anatomické obrazy zarovnané s funkčními skeny. Strukturální MRI sekvence s vysokým rozlišením (FOV = 256 × 256 mm2, Byla získána matice 256 × 256, tloušťka = 1.0 mm, číslo řezu ≈ 160).

Data byla předem zpracována a analyzována pomocí SPM5 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK) v MATLAB (Mathworks, Inc., Sherborn, MA) (Worsley a Friston, 1995). Snímky byly korigovány na čas podle řezu získaného při 50% TR. Funkční obrazy byly přirovnávány k střední hodnotě. Anatomické a funkční obrazy byly normalizovány na standardní mozek MNI templátu implementovaný v SPM5 (ICBM152, na základě průměru 152 normálních MRI skenů). Normalizace vedla k velikosti voxelu 3 mm3 pro funkční obrázky a velikost voxelu 1 mm3 pro strukturální obrázky. Funkční obrazy byly vyhlazeny pomocí 6 mm FWHM izotropního gaussovského jádra.

Abychom identifikovali oblasti mozku aktivované konzumací chutného jídla, kontrastovali jsme s BOLD odpovědí během příjmu mléčného koktejlu proti příjmu nechutného řešení. Příchod chuti do úst jsme považovali spíše za spotřební odměnu, než za požití, ale uznáváme, že požité účinky přispívají k hodnotě odměny za jídlo (O'Doherty a kol., 2002). Účinky specifické pro podmínku u každého voxelu byly odhadnuty pomocí obecných lineárních modelů. Byly zkompilovány vektory nástupů pro každou sledovanou událost a vloženy do konstrukční matice tak, aby reakce související s událostmi mohly být modelovány kanonickou funkcí hemodynamické odezvy (HRF), jak je implementována v SPM5, sestávající ze směsi gN funkcí 2, které napodobit časný vrchol v sekundách 5 a následné podtržení. Pro zohlednění rozptylu vyvolaného polykáním roztoků jsme jako kontrolní proměnnou zahrnuli čas tága prohltnutí (subjekty byly v této době školeny k polykání). Zahrnuli jsme také časové deriváty hemodynamické funkce, abychom získali lepší model dat (Henson a kol., 2002). K odstranění nízkofrekvenčního šumu a pomalých driftů signálu byl použit druhý horní propust 128 (podle konvence SPM5).

Byly vytvořeny jednotlivé mapy, aby se porovnala aktivace u každého účastníka pro kontrastní příjem mléčného koktejlu - příjemný příjem. Poté byla provedena srovnání mezi skupinami za použití modelů náhodných efektů, aby se zohlednila variabilita mezi účastníky. Odhady paradigmatu byly zadány do náhodných efektů ANOVA druhé úrovně 2 × 2 (příjem mléčného koktejlu - příjem bez chuti) podle (skupina zvyšující hmotnost versus skupina stabilní hmotnosti nebo skupina zvyšování hmotnosti vs. skupina hubnutí nebo skupina stabilní hmotnosti vs. skupina hubnutí hmotnosti) ). Význam aktivace BOLD byl stanoven zvážením jak maximální intenzity reakce, tak rozsahu odpovědi. Provedli jsme vyhledávání zájmových oblastí pomocí píků v dorzálním striatu identifikovaných dříve (Stice a kol., 2008a) jako těžiště pro definování koulí o průměru 10-mm. Význam pro tyto a priori ROI byl hodnocen při statistickém prahu P <0.005 neopraveno a rozsah shluků ≥ 3 voxely. Abychom se přizpůsobili skutečnosti, že jsme provedli několik srovnání, hlásíme hodnoty p (p <05) korigované falešným objevem (FDR).

Potvrzení

Důkazy naznačují, že toto paradigma fMRI je platným měřítkem individuálních rozdílů v předpovědní a konzumní potravinové odměně (Stice a kol., 2008b). Účastníci hodnotili koktejl mléka významně (r = .68) příjemnější než bezchybné řešení na vizuální analogové stupnici. Hodnocení příjemnosti mléčného koktejlu korelovala s aktivací v parahippocampálním gyrusu v reakci na příjem mléčného koktejlu (r = .72), region, který je citlivý na devalvaci potravin (Small et al., 2001). Aktivace v regionech představujících konzumní potravinovou odměnu v reakci na příjem mléčného koktejlu v tomto paradigmatu fMRI korelovalar = .84 až .91) s vlastní zprávou vnímanou příjemností pro různé potraviny, jak bylo posouzeno podle upravené verze seznamu potravinových potřeb (White et al., 2002). Aktivace v reakci na konzumní potravinové odměny v tomto paradigmatu fMRI koreluje (r = .82 až .95) s tím, jak tvrdě účastníci pracují na jídle a na jakém množství jídla pracují v operativním behaviorálním úkolu, který hodnotí individuální rozdíly v posilování potravin (Saelens & Epstein, 1996). Předběžná studie používající stejné paradigma s vysokoškolskými ženami (N = 20) zjistila, že ženy, které očekávají, že jídlo bude odměňovat, jak je hodnoceno v inventáři očekávání příjmu potravy, vykazují větší aktivaci ve VMPFC, gingus cingulate, frontální operculum, amygdala a parahippocampal gyrus (η2 = .21 až .42) v reakci na příjem mléčných koktejlů než ženy, které očekávají, že jídlo bude méně prospěšné.

výsledky

Testovali jsme, zda subjekty, které vykazovaly> 2.5% zvýšení BMI během 6měsíčního sledování (N = 8, M% změna BMI = 4.41, rozmezí = 2.6 až 8.2), vykazovaly snížení aktivace caudate v reakci na relativní příjem mléčných koktejlů těm, kteří vykazovali <2% změnu BMI (N = 12, M% změna BMI = 05, rozmezí = -0.64 až 1.7), aby byl zajištěn přímý test priori hypotéza, že přírůstek hmotnosti by byl spojen se snížením striatální odpovědi na chutné jídlo ve srovnání s účastníky stabilními na váze. Průzkumné analýzy také testovaly, zda účastníci, kteří vykazovali> 2.5% pokles BMI (N = 6, M% změna BMI = -4.7, rozmezí: -3.1 až -6.8), vykazovali rozdílnou změnu ve striatální odpovědi na chutné jídlo než účastníci, kteří zůstali na váze stabilní nebo získaná váha. Pokud jde o změnu syrové hmotnosti, to se promítlo do průměrné změny hmotnosti o 6.4 libry pro skupinu s přírůstkem hmotnosti, průměrné změny hmotnosti o 0.5 libry pro skupinu s stabilní hmotností a průměrné změny hmotnosti o -6.8 liber pro skupinu s hubnutím . Přestože se skupiny na počátku nelišily na BMI, kontrolovali jsme tuto proměnnou. Protože došlo k určité odchylce v denní době, kdy byly prováděny základní a následné kontroly u subjektů, které mohly ovlivnit výsledky, kontrolovali jsme také rozdíl v čase dvou skenů (v hodinách). Odhady parametrů z mléčného koktejlu - nevkusné kontrasty byly zadány do druhé úrovně 2 × 2 × 2 náhodných efektů ANOVA (např. Přírůstek hmotnosti - stabilní hmotnost) podle (příjem mléčného koktejlu - příjem bez chuti) do (6měsíční sledování - výchozí hodnota) .

Jak bylo předpokládáno, skupina na zvýšení tělesné hmotnosti vykazovala výrazně nižší aktivaci v pravém kaudátu v reakci na příjem mléčného koktejlu (12, -6, 24, Z = 3.44, FDR korigováno p = .03, r = -.35; 9, 0, 15, Z = 2.96, FDR korigováno p = .03, r = -.26) při následném sledování 6 ve srovnání se základní hodnotou ve srovnání se změnami pozorovanými u účastníků stabilních na hmotnosti (Obr. 3). Skupina na hubnutí neprokázala významné změny v aktivaci v kaudátu v reakci na příjem mléčného koktejlu ve srovnání se skupinou na zvýšení tělesné hmotnosti nebo skupinou stabilní na hmotnosti (Obr. 3). Pro ilustraci vztahu mezi kontinuálním měřítkem stupně přírůstku na váze a rozsahem redukce striatální odezvy na chutnou stravu jsme regresní změnu v BMI proti změně aktivace pravého caudátu (12, -6, 24) pro všechny účastníky SPSS , řízení pro základní BMI a časový rozdíl skenování (Obr. 4). Abychom určili, zda změna v pravém kaudátu u těch, kteří přibírali na váze, ve srovnání s těmi, kteří udržovali váhu, byla významně větší než v zrcadlové oblasti levého kaudátu, porovnali jsme aktivaci v pravém a levém kaudátu pomocí analýzy návratnosti investic. Provedli jsme ANOVA testující interakci mezi hemisférou, časem a skupinou na kontrast mezi aktivací v reakci na přijetí koktejlů mléka proti chutnému řešení. Nedocházelo k žádné významné interakci (F (1, 18) = 0.91, p = 0.35). Ačkoli naše analýzy odhalily významný čas skupinové interakce v pravém kaudátu, ale ne v levém kaudátu, nemůžeme dojít k závěru, že pozorovaný účinek byl významně lateralizován.

Obr 3    

Koronální řez ukazující menší aktivaci v pravém kaudátu (12, -6, 24, Z = 3.44, pFDR = 03, P <05) ve skupině s přírůstkem hmotnosti (N = 8; přírůstek BMI o ≥ 2%) oproti hmotnosti stabilní skupina (N = 12; změna BMI ≤ 2%) během příjmu koktejlů ...
Obr 4    

Rozptylový graf ukazující změnu v aktivaci pravého kaudátu během příjmu mléčného koktejlu - bez chuti při 6-měsíčním sledování ve srovnání s výchozím stavem jako funkce změny v% BMI.

Diskuse

Výsledky ukazují, že přírůstek hmotnosti byl spojen se snížením striatální aktivace v reakci na přijatelný příjem potravy ve srovnání s výchozí hodnotou, což je nový příspěvek do literatury, protože toto je první prospektivní studie fMRI, která zkoumá změnu striatální odpovědi na spotřebu potravin, protože funkce změny hmotnosti. Tato zjištění rozšiřují výsledky experimentů, které naznačují, že dieta s vysokým obsahem tuků a cukrů má za následek snížení signalizační kapacity systémů odměňování založených na DA a citlivosti odměn u hlodavců (Colantuoni a kol., 2001; Bello a kol., 2002; Kelley a kol., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Tato zjištění se rovněž shodují s důkazem, že úbytek hmotnosti vyvolaný léčbou vede ke zvýšení dostupnosti receptoru D2 u lidí (Steele a kol., 2010) a upregulace genů, které regulují DA signalizační kapacitu u myší (Yamamoto, 2006). Souhrnně tato data naznačují, že přejídání přispívá ke snížení striatální reakce na chutná jídla.

Výše uvedená zjištění přijatá ve spojení s důkazem, že nízká striatální citlivost na chutná jídla zvyšuje riziko budoucího přírůstku hmotnosti, pokud je spojena s genotypy spojenými se sníženou signalizační kapacitou systémů odměňování založených na DA (Stice a kol., 2008a) znamená, že může existovat dopředu proces zranitelnosti, kde nízká počáteční striatální odezva na jídlo může zvýšit riziko přejídání, což přispívá ke snížení regulace receptoru D2 a utlumené striatální odezvy na jídlo, čímž se dále zvyšuje riziko budoucího přejídání a následného přírůstku hmotnosti. Pokud by tento dopředný model vztahu striatální odezvy na jídlo a přejídání se replikoval v nezávislých studiích, naznačil by, že budoucí výzkum by měl vyhodnotit behaviorální a farmakologické intervence, které zvyšují receptory D2 a signalizační kapacitu v odměňovacích obvodech založených na DA jako prostředek prevence nebo léčení obezity. Tento pracovní model by také znamenal, že preventivní programy a zdravotní politika by se měly během vývoje snažit o snížení příjmu potravin s vysokým obsahem tuků a cukru, aby se zabránilo dalšímu oslabování striatální reakce na potraviny a aby se snížilo riziko budoucího přírůstku hmotnosti u zranitelných skupin obyvatel.

Je však důležité uznat, že tato studie a předchozí studie, které předpovídaly přírůstek hmotnosti (Stice a kol., 2008a) zapojili účastníky, kteří již měli nadváhu podle základního hodnocení. Je tedy možné, že přejídání již přispělo k oslabené striatální reakci na jídlo. Bylo by užitečné prozkoumat, jak jsou regiony odměňování citlivé na příjem potravy u štíhlých jedinců s vysokým a nízkým rizikem budoucího přírůstku hmotnosti, aby se lépe charakterizovaly jakékoli abnormality, které existují před nezdravým přírůstkem hmotnosti. Je také důležité si uvědomit, že hypocitlivost obvodů odměňování k příjmu potravy je pouze jedním z mnoha etiologických procesů, které pravděpodobně zvyšují riziko obezity a dále, že obezita je heterogenní stav, který může mít kvalitativně odlišné etiologické dráhy (Davis a kol., 2009).

Je důležité zvážit omezení této studie. Nejprve jsme přímo neposoudili fungování DA, takže můžeme pouze spekulovat, že změny v signalizaci DA přispívají k pozorované změně striatální odezvy. Nicméně, Hakyemez a kol. (2008) potvrdili, že existuje pozitivní vztah mezi orálním uvolňováním DA indukovaným d-amfetaminem ve ventrálním striatu hodnoceném pomocí pozitronové emisní tomografie (PET) a aktivací BOLD hodnocenou pomocí fMRI ve stejné oblasti během očekávání (motorická příprava k získání) peněžní odměny (r = .51), paralelní výsledky z jiné studie PET / fMRI (Schott a kol., 2008). Zadruhé jsme neprováděli měření hmotnosti ve stejnou denní dobu pro účastníky na základním a 6-měsíčním následném hodnocení, což mohlo představovat chybu v našem modelování změny hmotnosti. Přesto jsme od posledního jídla standardizovali čas tak, že jsme požádali účastníky, aby se zdrželi jakéhokoli druhu příjmu jídla nebo pití (jiného než voda) po dobu 3 hodin před vážením. Zjistili jsme také, že BMI vykázala vysokou spolehlivost 1-měsíční test-retest test (r = .99) v předchozí studii, která rovněž neprovedla měření hmotnosti ve stejnou denní dobu na základní linii a následné hodnocení (Stice, Shaw, Burton a Wade, 2006). Zatřetí jsme nemohli potvrdit, že účastníci se skutečně zdrželi jídla po dobu 4-6 hodin před skenováním fMRI, což mohlo přinést zbytečné rozptyly.

Závěrem lze říci, že současné výsledky přijaté v kombinaci s dřívějšími zjištěními naznačují, že nízká citlivost systémů odměňování založených na DA na příjmu potravy může zvýšit riziko přejídání a dále to, že toto přejídání vede k dalšímu útlumu v odezvě na obvody odměňování, čímž se zvyšuje riziko budoucí přírůstek hmotnosti dopředu. Tento pracovní model může vysvětlit, proč obezita obvykle vykazuje chronický průběh a je rezistentní k léčbě.

Poděkování

Tato studie byla podporována granty NIH: R1MH64560A DK080760

Reference

  1. Bello NT, Lucas LR, Hajnal A. Opakovaný přístup k sacharóze ovlivňuje hustotu receptoru dopaminu D2 ve striatu. Neuroreport. 2002; 13: 1575 – 1578. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  2. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, Braverman ER, Chen TJ, Cull JG, Comings DE. Gen dopaminového receptoru D2 jako determinant syndromu nedostatečné odměny. JR Soc Med. 1996; 89: 396 – 400. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  3. Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Cadet JL, Schwartz GJ, Moran TH, Hoebel BG. Nadměrný příjem cukru mění vazbu na dopaminové a mu-opioidní receptory v mozku. Neuroreport. 2001; 12: 3549 – 3552. [PubMed]
  4. Davis a kol. Dopamin pro „toužení“ a opioidy pro „zalíbení“: Srovnání obézních dospělých s nekonečným přejídáním. Obezita. 2009; 17: 1220 – 1225. [PubMed]
  5. Dietz WH, Robinson TN. Použití indexu tělesné hmotnosti (BMI) jako míry nadváhy u dětí a dospívajících. J Pediatr. 1998; 132: 191 – 193. [PubMed]
  6. Fetissov SO, Meguid MM, Sato T, Zhang LH. Exprese dopaminergních receptorů v hypotalamu libových a obézních krys Zucker a příjem potravy. Am J Physiol Regul Integr Comp Compioliol. 2002; 283: R905 – 910. [PubMed]
  7. Hakyemez HS, Dagher A, Smith SD, Zald DH. Přenos striatálního dopaminu u zdravých lidí během pasivního úkolu peněžní odměny. Neuroimage. 2008: 39: 2058 – 2065. [PubMed]
  8. Henson RN, Cena CJ, Rugg MD, Turner R, Friston KJ. Zjišťování rozdílů latence v BOLD odpovědích souvisejících s událostmi: aplikace na slova versus nonwords a počáteční versus opakované obličeje. Neuroimage. 2002; 15: 83 – 97. [PubMed]
  9. Johnson PM, Kenny PJ. Receptory dopaminu D2 u dysfunkce odměněné závislostí a nutkavého stravování u obézních potkanů. Nature Neuroscience. 2010; 13: 635 – 641. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  10. Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Omezená denní konzumace vysoce chutného jídla (čokoláda Zajistit (R)) mění expresi striatálního enkefalinového genu. Eur J Neurosci. 2003; 18: 2592 – 2598. [PubMed]
  11. Noble EP, Blum K, Ritchie T, Montgomery A, Sheridan PJ. Alelická asociace genu pro dopaminový receptor D2 s vazebnými charakteristikami receptorů v alkoholismu. Arch Gen Psychiatry. 1991; 48: 648 – 654. [PubMed]
  12. Noble EP, Gottschalk LA, Fallon JH, Ritchie TL, Wu JC. Polymorfismus dopaminového receptoru D2 a regionální metabolismus glukózy v mozku. Am J Med Genet. 1997; 74: 162 – 166. [PubMed]
  13. O'Doherty JP, Deichmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Neurální reakce během očekávání primární chuťové odměny. Neuron. 2002; 33: 815 – 826. [PubMed]
  14. Orosco M, Rouch C, Nicolaïdis S. Rostromediální hypotalamické monoaminy se mění v reakci na intravenózní infuze inzulínu a glukózy u volně krmených obézních krys Zucker: studie mikrodialýzy. Chuť. 1996; 26: 1 – 20. [PubMed]
  15. Ritchie T, Noble EP. Asociace sedmi polymorfismů genu pro dopaminový receptor D2 s vazebnými charakteristikami pro mozkový receptor. Neurochem Res. 2003; 28: 73 – 82. [PubMed]
  16. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Diferenciální aktivace dorzálního striatu pomocí vysoce kalorických vizuálních potravinových podnětů u obézních jedinců. Neuroimage. 2007; 37: 410 – 421. [PubMed]
  17. Saelens BE, Epstein LH. Posílení hodnoty jídla u obézních a neobézních žen. Chuť. 1996; 27: 41 – 50. [PubMed]
  18. Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, Seidenbecher CI, Coenen HH, Heinze HJ, Zilles K, Duzel E, Bauer A. Mesolimbické funkční magnetické rezonance zobrazující aktivace během očekávání odměny korelují s odměnami souvisejícími uvolnění ventrálního striatálního dopaminu. Journal of Neuroscience. 2008; 28: 14311 – 14319. [PubMed]
  19. Malý DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Krmení vyvolané uvolňování dopaminu v dorzálním striatu koreluje s hodnocením příjemnosti jídla u zdravých lidských dobrovolníků. Neuroimage. 2003; 19: 1709 – 1715. [PubMed]
  20. Malé DM, Zatorre RJ, Dagher A, Evans AC, Jones-Gotman M. Změny aktivity mozku související s konzumací čokolády: od potěšení k averzi. Mozek. 2001: 124: 1720 – 1733. [PubMed]
  21. Steele KE, Prokopowicz GP, Schweitzer MA, Magunsuon TH, Lidor AO, Kuwabawa H, Kumar A, Brasic J, Wong DF. Změny centrálních dopaminových receptorů před a po operaci žaludečního bypassu. Obes Surg. 2010; 20: 369 – 374. [PubMed]
  22. Stice E, Shaw E, Burton E, Wade E. Dissonance a programy prevence poruch příjmu potravy zdravé váhy: randomizovaná studie účinnosti. Žurnál abnormální psychologie. 2006; 74: 263 – 275. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  23. Stice E, Spoor S, Bohon C, Small DM. Vztah mezi obezitou a otupenou striatální reakcí na jídlo je zmírněn alel TaqIA A1. Věda. 2008a; 322: 449 – 452. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  24. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Small DM. Vztah odměny od příjmu potravy a předpokládaného příjmu potravy k obezitě: funkční zobrazovací studie magnetické rezonance. J Abnorm Psychol. 2008b; 117: 924 – 935. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  25. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen S. Odměna obvodové odezvy na jídlo předpovídá budoucí zvýšení tělesné hmotnosti: zmírňující účinky DRD2 a DRD4. Neuroimage. 2010; 50: 1618 – 1625. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  26. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Rozsáhlé aktivace systému odměn u obézních žen v reakci na obrázky vysokokalorických potravin. Neuroimage. 2008; 41: 636-647. [PubMed]
  27. Szczypka MS, Kwok K, Brot MD, Marck BT, Matsumoto AM, Donahue BA, Palmiter RD. Produkce dopaminu v kaudátovém putamenu obnovuje krmení u myší s nedostatkem dopaminu. Neuron. 2001; 30: 819 – 828. [PubMed]
  28. Tupala E, hala H, Bergström K, Mantere T, Räsänen P, Särkioja T, Tiihonen J. Dopaminové receptory a transportéry D2 typu 1 a 2 měřené autoradiografií celé lidské hemisféry. Hum Brain Mapping. 2003; 20: 91 – 102. [PubMed]
  29. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, Alexoff D, Ding YS, Wong C, Ma Y, Pradhan K. Receptory D2 s nízkým dopaminem jsou spojovány s prefrontálním metabolismem u obézních subjektů: možné přispívající faktory . Neuroimage. 2008; 42: 1537 – 1543. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  30. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS. Role dopaminu v motivaci k jídlu u lidí: důsledky pro obezitu. Expert Opin Ther Targets. 2002; 6: 601 – 609. [PubMed]
  31. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Mozkový dopamin a obezita. Lanceta. 2001; 357: 354 – 357. [PubMed]
  32. White MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Vývoj a validace inventarizace potravin. Obes Res. 2002; 10: 107 – 114. [PubMed]
  33. Worsley KJ, Friston KJ. Analýza časových řad fMRI se znovu vrací. Neuroimage. 1995; 2: 173–181. [dopis; komentář] [PubMed]
  34. Yamamoto T. Neurální substráty pro zpracování kognitivních a afektivních aspektů chuti v mozku. Arch Histol Cytol. 2006; 69: 243 – 255. [PubMed]
  35. Zald DH, Pardo JV. Kortikální aktivace indukovaná intraorální stimulací vodou u lidí. Chem Senses. 2000; 25: 267 – 275. [PubMed]