Obesity And Addiction: Neurobiological Overlaps. (2012) Nora Volkow

Obes Rev. 2012 Sep 27. doi: 10.1111 / j.1467-789X.2012.01031.x.

Volkow ND, Wang GJ, Tomasi D, Baler RD.

Ŝlosilvortoj:

  • Toksomanio;
  • dopamino;
  • obesidad;
  • kroĉo prefrontal

resumo

Drogmanio kaj obezeco ŝajnas dividi plurajn propraĵojn. Ambaŭ povas esti difinitaj kiel malordoj, en kiuj la saĝeco de specifa tipo de rekompenco (manĝaĵo aŭ drogo) troigas rilate al kaj kompense de aliaj rekompencoj. Ambaŭ medikamentoj kaj manĝaĵoj havas potencajn plifortigajn efikojn, kiuj estas parte per bruskaj dopaminaj pliiĝoj en la cerbaj rekompencaj centroj. La abrupta dopamino kreskas, en vundeblaj individuoj, povas superi la homeostatikajn kontrolajn mekanismojn de la cerbo. Ĉi tiuj paraleloj generis intereson kompreni la komunajn vundeblecojn inter toksomanio kaj obezeco.

Antaŭvideble, ili ankaŭ embarasis varman debaton. Specife, cerbaj bild-studoj komencas malkovri komunajn trajtojn inter ĉi tiuj du kondiĉoj kaj apartigas iujn el la superpluaj cerbaj cirkvitoj, kies disfunkcioj povas submeti al la observitaj deficitoj.

La kombinitaj rezultoj sugestas, ke ambaŭ obesaj kaj drog-toksomaniaj individuoj suferas difektojn en dopaminergiaj vojoj, kiuj reguligas neŭronajn sistemojn asociitajn ne nur kun rekompenteco kaj instigo, sed ankaŭ kun kondiĉado, memregado, streĉa reaktiveco kaj interkaptiga konscio.

Paralele, studoj ankaŭ eliminas diferencojn inter ili, kiuj centras sur la ŝlosila rolo, ke ekstercentraj signaloj implikitaj kun homeostatika kontrolo praktikas manĝaĵojn. Ĉi tie ni fokusas pri la dividitaj neurobiologiaj substrakoj de obesidad kaj toksomanio.

mallongigoj 

  • D2R
  • ricevilo de 2 de dopamina
  • DA
  • dopamino
  • NAC
  • kerno accumbens

fono

Drogoj de misuzo kroĉas al la neŭronaj mekanismoj, kiuj modulas la motivon por konsumi manĝaĵon, do ne surpriziĝas, ke ekzistas interrompo en la neŭronaj mekanismoj implikitaj en la perdo de kontrolo kaj senkonsento de manĝaĵo, vidata en obesidad kaj en la kompensa ingestaĵo de drogoj viditaj en toksomanio.

Centra al ĉi tiuj du patologioj estas la interrompo de cerba dopamino (DA) vojoj, kiuj modulas la kondutajn respondojn al ekologia stimuloi. La neŭronoj de la dopamina loĝas en nukleaj medioj (ventral tegmental areo aŭ VTA, kaj substantia nigra pars compacta aŭ SN) kiu projektas striatal (nucleus accumbens aŭ NAc kaj la dorsal striatum), limbic (amygdala kaj hipocampo) kaj cortikajn regionojn (prefrontal korto, cingula giro, tempora poluso) kaj moduli la motivon kaj daŭrigeblan penadon necesa por plenumi kondutojn necesajn por postvivado. Taŭ atingi ĝiajn funkciojn, DA-neŭronoj ricevas projekciojn de cerbaj regionoj implikitaj kun aŭtonom-komunumaj respondoj (tio estas, hipotalamo, cerbo), memoro (hipocampo), emocia reaktiveco (amigdala), ekscito (thalamus) kaj cognoscado (prefrontala krozo kaj cingulado) per vasta tabelo de neurotransmisores kaj peptidoj.

Tiel ne surprizas, ke neurotransmisoroj implicitaj en drogoj-kondutoj ankaŭ estas implicitaj en manĝaĵo kaj, kontraŭe, ke peptidoj, kiuj reguligas manĝaĵojn, ankaŭ influas la efikojn de plifortigado de drogoj (Tabeloj 1 kaj 2). Tamen, en okulfrapa kontrasto al drogoj, kies agoj estas deĉenigitaj de iliaj rektaj farmakologiaj efikoj en la cerba rekompenco de vojo DA (NAc kaj ventral pallidum), la regulado de manĝokondutoj kaj sekve la respondoj al manĝaĵo estas modulataj per multaj ekstercentraj kaj centraj mekanismoj, kiuj rekte aŭ nerekte transdoni informojn al la rekompenca vojo de la cerbo kun aparta elstara rolo de la hipotalamo (Fig. XNUMX). 1).

figuro    

Figuro 1. Skema reprezento de la tre interligita sistemo, kiu efikas sur la konsumado de manĝaĵoj kaj drogoj. Ĝi inkluzivas manĝ-respondemajn peptidojn kaj hormonojn, energiajn homeostatikajn strukturojn en la hipotalamo, la kerno de la dopamina reaktiva sistemo en la ventra tegmenta areo kaj la striato, kaj diversaj kortikaj areoj zorge de prilaborado de afekciaj, movaj kaj kognaj informoj. Kontraste al drogoj, kies efikoj estas praktikataj rekte ĉe la nivelo de la cerba rekompensa dopamina vojo, manĝaĵo efikas unue al multaj ekstercentraj kaj centraj mekanismoj, kiuj rekte kaj nerekte transdonas informojn al la rekompenca vojo de la cerbo. La hipotalamo ludas precipe elstaran rolon tiurilate kvankam ĝi ankaŭ estas forte implikita en drogaj rekompencoj [225].

Tablo 1. Peptidoj, kiuj reguligas manĝaĵojn, ankaŭ povas influi la plifortigajn efikojn de misuzaj drogoj
Endokrinaj hormonojOriginoNe-hipotala mekanismoDungoj / rekompencoj
Oregaĝa
ghrelinStomakoAmygdala, OFC, antaŭa insulo, striatumo [161]. Tra la GHS-ricevilo 1a, ghrelin ankaŭ efikas memoro, lernado kaj neuroprotekto [162].Centra ghrelin estas postulita por alkoholo rekompenco [163]
orexinasFlanka hipotalamoFaciligas glutamaton-dependa longtempa potenciĝo en VTA DA-neŭronoj [164]Rolo en kokaino-induktita rekompenco [165] kaj en morfino-kondiĉita loko prefero [166]
melanokortinajhipotalamoMC4R estas kunmetita kun la dopamina 1-ricevilo (D1R) en la ventra striatumo [167].Melanocortin-ricevilo-tipo 2-variantoj estis asociita kun protekta efiko de heroin-toksomanio en hispanoj [168]
Neuropeptido Y (NPY)hipotalamoNPY-riceviloj (Y1, Y2, Y4 kaj Y5) estis trovitaj en diversaj limbikaj strukturoj, kiuj estas konsekvencaj kun ĝia partopreno en obesidad kaj reguligo de emociaj statoj [169, 170].Ludas rolon en alkohola trinkado, retiriĝado kaj dependeco. NPY modulas alkoholajn dependecon [163, 171].
Anoreksigena
Leptinograso

Projekcioj hipotálamas al VTA.

Ankaŭ en insularo korto [172], NAC [173], flanka septa kerno, medial pre-optika areo kaj rostra lineara kerno [38, 174].

alkoholo [175]

Leptin ŝajnas ludi kritikan rolon en mesoaccumbens DA signaling, kontribuante ankaŭ al integri ne-nutrantan motivajn kondutojn [176]. Kronika ICV-leptina-infuzaĵo en ad libitum nutritaj ratoj renverseble plibonigas la rekompencajn efikojn de d-AMP [177].

InsulinoPankreatoProjekcioj hipotálamas al VTA. Reguligo cognitiva en la hipocampo [178].Stimulantoj pliigis insulinajn nivelojn en PCP-induktita modelo de skizofrenio [179]
Glucagon-simila peptido-1 (GLP-1) [180]

Malgranda intesto

Parolaj gustoj

Iuj anoreksaj efikoj ŝajnas esti praktikitaj ĉe la nivelo de la mesolimbia rekompencistemo [181]Exendin, GLP-1-ricevilo-agonisto modulas kondutan aktivigon per anfetamino [182]
Cholecystokinin (CCK)Malgranda intesto (duodenalaj kaj ilealaj ĉeloj).CCK-ricevilo-dissendo ŝajnas superkovri signife kun tiu de la opioide [183] kaj dopamino [184] sistemoj en la limba sistemo.DA - CCK-interagoj en la Nukleaj akompanantoj kontribuas al psikostimulantaj rekompencaj kondutoj [185, 186] [184]. Plenkreskaj OLETF-ratoj (CCK-1 KO) montras ŝanĝan D2R-signalon (NAC-ŝelon) simile al drog-induktita sentiveco, sugestante ligon kun ilia avideco por sukeroseco kaj eksternorma avido respondo [187].
Peptido YY (PYY)Endokriaj ĉeloj de la ileo kaj kolonoCaudolateral OFC, ACC kaj ventrala striatumo. Alta plasmo PYY imitas la nutritan staton: ŝanĝoj en neŭtrala aktiveco ene de la caudolateral OFC antaŭdiri nutradan konduton sendepende de manĝaĵoj sensoraj spertoj. Sub malalta PYY, hipotala aktivaĵo antaŭdiras manĝaĵon. Post manĝo PPY ŝaltas manĝaĵojn de ingesta reguligo de homeostatiko al hedoniko [188],(Neniu trovis)
Galanin (GAL)CNS

Antinociceptive efikoj de galanino en la kerno accumbens [189] amigdala [190].

Potenca moduladilo de serotonina neurotransmisión en la cerbo [191].

Alkoholo, nikotino [192]. GAL pliigas la konsumon de graso aŭ alkoholo, kiu stimulas la esprimon de GAL, kaŭzante superkonsenton [193].
Kokaino-kaj anfetamino-reguligita transskribo (CART) [194]Vaste esprimita en la centra nervoza sistemoNAC ŝelo. akompanaj projekcioj al flankaj hipotalamo [195]Modulado de opioid-mesolimbic-dopamine-cirkvito kaj aŭ respondoj al kokaino kaj anfetamino [196]
Cortikotropina-liberiga hormono (CRH)Nuklea paraventricular (PVN)Amigdalar esprimo de CRH en la rato estas modulata per akra streso [197] kaj cannabis-dependeco [198].Riceviloj de CRF kaj recopo al kokaino [199] kaj alkoholo [200].
AdministritaNuklea paraventricular (PVN)Oksitokino povas moduli amigdalajn disvolviĝojn kaj volumojn [201]Oxytocin modulas CPP-metanfetaminon induktita: malsupren (dum estingo) aŭ supre (dum restarigo) [202].
 
Tabelo 2. Neŭrotransmitoroj implikitaj en kondutoj serĉantaj drogojn, kiuj ankaŭ estis influitaj manĝaĵojn
neurotransmisoresOriginomekanismoDrogoj kaj manĝaĵoj
dopaminoVTA, SN, hipotalamoPlibonigas stimulon bonvenon, kondiĉado

Ĉiuj drogoj

Plej granda ofteco de DRD2 TaqAleolo de 1A A1 en pacientoj obesos kun aliaj dependecoj de drogoj en komparo al pacientoj obesos ne abusivos [203]

opiáceosLaŭlonge de la cerbo

Respondoj hedónicas, modulación de doloro.

Interrilatas kun ghrelin kaj NPY1 por moduli manĝaĵon rekompencon [204]

Ĉiuj drogoj plej elstaraj heroinoj kaj opiaj analgésicos

Endogenaj opioidoj faciligas la ingestaĵon de dolĉaj kaj grasaj gustoj [205]. En cela studo pri manĝaĵo, la funkcia A118G-polimorfismo de la mu-opioidea receptora geno estis asociita kun binge manĝantaj malordoj [206]

CannabinoidesLaŭlonge de la cerboRekompenco kaj homeostatika reguligo, mallongatempa kaj longtempa sinteksa plasticideco tra la cerbo [207]

Ĉiuj drogoj plej elstaraj marihuana

Endocannabinoides interagas kun ekstercentraj signaloj, kiel leptino, insulino, ghrelino kaj satietaj hormonoj influantaj energian ekvilibron kaj adiposidad [208]

SerotoninaRaphe-kernojKontrolo de kondutoj, perceptaj (ekz. Olfaction) kaj reguligaj sistemoj, inkluzive de mood, malsato, korpo temp. Seksa konduto, muskola kontrolo kaj senta percepto. Kontrolo hipotágica de la ingesta de nutraĵoj [209]

Ekstazo, alucinogenoj (LSD, mescalino, psilocybino)

La drogoj de 5-HT reduktas la ingeston de manĝaĵoj en roedores en maniero konforma kun plibonigo de satateco [210].

HistaminoTuberomamillary nucleus (TMN) de la posta hipotálamoReguligo de la dorm-ciklo, apetito, endocrina homeostasis, korpon-temperaturo, doloro-percepto, lernado, memoro kaj emocio [211].

Alkoholo kaj nikotino [212, 213] [214].

Staŭzita histaminergia blokado en ratoj estas asociita kun malpliigita korpa pezo [215].

Cholinergic [216]Riceviloj de nikotino en VTA kaj hipotalamo

Reguligas agadon en DA-neŭronoj kaj en MCH-neŭronoj.

La nikotina administrado en la flanka hipotelamo signife malpliigas nutraĵojn [217]

Nikotino.

Hiperphagia: grava malhelpo al fumado ĉesigo [218]

GlutamatoLaŭlonge de la cerboPercepto de doloro, respondoj al la medio kaj memoro. Injekto de glutamato en la flanka hipotalamo eligas intensa nutrado en satigitaj ratoj [219]

Ĉiuj kuraciloj plej elstaraj PCP kaj ketamino

Elektiva stimulo de AMPAR en la LH estas sufiĉa por forigi nutradon [220].

GABALaŭlonge de la cerboModulas striatan signaladon de D1R kaj D2R esprimanta neŭronojn kaj modulas reaktivecon de DA-neŭronoj en midbrain

Alkoholo, opioj, inhalantoj, benzodiazepinoj [171].

Kiam liberigita de leptin-inhibitaj neŭronoj, GABA povas antaŭenigi pezajn gajnojn [221].

NorepinefrinoLocus coeruleusNE (kiel NPY kaj AGRP) informis moduli la cirkvition de konsumaj ingestaj respondoj per ĝiaj agoj en ambaŭ hipotalaj kaj malhelpaj lokoj [222].

Memoro al drogoj [223]

Memoroj pri manĝaĵoj [224]

 

La ekstercentraj signaloj inkludas peptidojn kaj hormonojn (ekz. Leptin, insulinon, kolecistokinon aŭ CCK, tumoron de necrosis-tumoro), sed ankaŭ nutraĵojn (ekz. Sukerojn kaj lipidojn), kiuj estas transportitaj tra aluloj de la vaguservo al la nuklea solitaria vojo kaj rekte tra riceviloj situantaj en la hipotálamo kaj aliaj aŭtonom-komunumaj kaj limbaj cerbaj regionoj. Ĉi tiuj multnombraj vojoj de señalización certigas ke la manĝo konsumas kiam bezonas, eĉ se iu de ĉi tiuj redundaj mekanismoj malsukcesas. Tamen, kun ripetita aliro al tre plaĉa manĝaĵo, iuj individuoj (ambaŭ homoj kaj laboratoriaj bestoj) povas eventuale anstataŭi la inhibitoriajn procezojn, kiuj signas saturon kaj komencas devige konsumi grandajn kvantojn da nutraĵoj malgraŭ nutra superŝarĝo kaj eĉ repulsi tiun konduton en la kazo de homoj. Ĉi tiu perdo de kontrolo kaj kompensa mastro de manĝaĵo konsistas pri la drogoj de ingestaj drogoj viditaj en toksomanio kaj kondukis al la priskribo de la obesidad kiel formo de "toksomanio de manĝaĵo" [1].

La cerbo DA rekompencas la cirkviton, kiu modulas la respondojn al la medio, pliigas la probablon, ke la kondutoj, kiuj aktivigas ĝin (manĝaĵo aŭ drogo) ripetos, kiam ili renkontos la saman plifortigon (specifa manĝo aŭ drogo). La interrompo de la rekompencoj de DA rekompencas la perdo de kontrolo vidita en kaj apoteko kaj obesidad [2], kvankam la fiziologiaj mekanismoj, kiuj malobservas la funkcion de la DA-striataj cirkvitoj, inkluzive de tiuj, kiuj estas implikitaj en rekompenco (ventrala striatumo) kaj en kutima formado (dorsa striatumo), nun klaraj diverĝoj [3]. Krome, memregado kaj kompensa ingestaĵo (ĉu pri manĝo aŭ drogoj) okazas en dimensia kontinuaĵo, forte influita de la kunteksto, kiu povas iri de plena kontrolo sen kontrolo. La fakto, ke la sama individuo povas praktiki pli bonan kontrolon en iuj cirkonstancoj ol en aliaj indikas, ke ĉi tiuj estas dinamikaj kaj flekseblaj procezoj en la cerbo. Estas kiam ĉi tiuj ŝablonoj (perdo de kontrolo kaj kompensa ingestaĵo) fariĝas rigidaj kaj diktas la konduton kaj elektojn de la individuo, malgraŭ iliaj adversaj konsekvencoj, ke oni povas alpreĝi patologian staton simila al la koncepto de toksomanio. Tamen, same kiel la plimulto de individuoj, kiuj konsumas drogojn, ne estas toksomaniuloj, plej multaj individuoj, kiuj manĝas troe, konservas la kontrolon pri ilia manĝaĵo en iuj okazoj, sed ne en aliaj.

Tamen, la debato pri ĉu obesidad reflektas 'manĝaĵon' malsukcesas konsideri la dimensian naturon de ĉi tiuj du malordoj.

Proponoj ankaŭ estis faritaj por modeli drogadaktimon kiel infekta malsano [4, 5], kiuj estas utilaj por analizi siajn sociajn, epidemiologiajn kaj ekonomiajn komponantojn [4, 6] sed kondukas al la nocio ke drogoj estas kiel infektaj agentoj kaj ke toksomanio povas esti solvita per elradikigado de drogoj. Korolario estas la kredo, ke forigi manĝeblajn manĝaĵojn solvus 'manĝaĵon'. Sed ĉi tiu koncentrema koncentriĝo flugas antaŭ nia nuna kompreno pri drogoj (kaj aliaj kondutnaj ŝablonoj, inkluzive de malordaj manĝado) kiel parto de vasta kaj heterogena familio de 'ellasiloj', kun la kapablo elmontri, sub la taŭga ( ekologiaj) cirkonstancoj, suba (biologia) vulnerabileco.

Fine, ĉi tiu debato malhelpas la vorton "toksomanio", kiu konsekras la stigmon ligita al karaktero-difekto, tial malfacile atingas siajn negativajn konotaciojn. Ĉi tie ni proponas pozicion, kiu agnoskas la fakton, ke ĉi tiuj du malsanoj dividas neŭrobiologiajn procezojn, kiuj, kiam interrompitaj, povas rezultigi sindevigan konsumon kaj perdon de kontrolo en dimensia kontinuaĵo, dum ankaŭ implikas unikajn neŭrobiologiajn procezojn (Fig. XNUMX). 2). Ni prezentas ŝlosilan evidentecon, ĉe diversaj fenomenologiaj niveloj, pri dividitaj neŭrobologiaj substratoj.  

 

Figuro 2. La obesidad kaj la toksomanio estas kompleksaj malordoj de konduto kiu ekzistas laŭ diversaj dimensioj aetiológicas, patologiaj kaj fisiológicas, ĉiuj kiuj probable montras iujn similitudes kaj diferencoj.

La abomeninda instigo serĉi kaj konsumi drogon estas unu el la signoj de toksomanio. Multidisciplinaria esplorado ligis tian potencan deziron al adaptoj en la cerba cirkvito komisiita de antaŭvidado kaj taksado de rekompenco kaj lernado kondiĉitaj asocioj, kiuj kondukas kutimojn kaj aŭtomatan konduton [7]. En paralela, estas difektoj en cirkvitoj implikitaj kun memregado kaj decidado, interkapablo kaj humoro kaj streĉa regulado [8]. Ĉi tiu funkcia modelo de toksomanio ankaŭ povas esti uzata por kompreni kial iuj obesaj individuoj trovas ĝin tiom malfacile regule konvene ilian kalorian ingeston kaj subteni energian homeostazon. Gravas mencii, ke ni uzas 'obesidad' pro simpleco, ĉar ĉi dimensia analizo ankaŭ ampleksas ne-obesajn individuojn suferantajn de aliaj manĝantaj malordoj (ekz. Binge eating eating [BED] kaj anoreksia nervosa) [9, 10], kiuj ankaŭ eble implikas imbalancojn en rekompenco kaj memregado cirkvitoj.

La evoluo de manĝaj kondutoj estis pelita de la bezono atingi la energian homeostazon postulita kaj supervizata per kompleksaj reguladaj mekanismoj, kiuj implicas centrajn (ekzemple hipotalamo) kaj ekstercentrajn strukturojn (ekz. Stomako, gastrointestinal, graso-histo). La plej multaj diferencoj inter la toksomanio kaj la obesidad-patofiologioj ŝprucas de disfunkcioj ĉe ĉi tiu nivelo de reguligo, nome energia homeostasis. Sed nutraj kondutoj ankaŭ estas influitaj de alia tavolo de reguligo, kiu implikas prilaboron de rekompencoj per DA-signalo kaj ĝia kapablo por kondiĉi nutraĵojn-asociitajn stimulojn, kiuj tiam deĉenigos la deziron de la asociita manĝaĵo. Esploro malkovras altan nivelon de komunikado inter ĉi tiuj du reguligaj procezoj, tiel ke la linio inter la homeostatiko kaj la hedona kontrolo pri nutrado-kondutoj estas ĉiufoje pli neklara (Tabeloj 1 kaj 2). Bona ekzemplo estas la nova genetika, farmacologia kaj neŭraimila pruvo montranta rektajn influojn de iuj peptidaj hormonoj (ekz. Peptido YY [PYY], ghrelin kaj leptin) sur DA-modulaj regionoj inkluzive de tiuj implikitaj en rekompenco (VTA, NAc kaj ventral pallidum), memregado (prefrontaj kortoj), interkaptaĵo (cingulado, insulo), emocioj (amigdalaj), kutimoj kaj rutinoj (dorsa striatumo) kaj lernanta memoro (hipocampo) [11].

Dopamino ĉe la centro de cerbaj retoj, kiu amasigas reaktivecon al ekologiaj stimuloj

Preskaŭ ĉiu kompleksa sistemo dependas de tre organizita reto, kiu mezuras efikajn komercajn interŝanĝojn inter efikeco, fortikeco kaj evolvado. Oni rimarkis, ke studante la antaŭvideblajn fragilecojn de tiaj retoj ofertas iujn plej bonajn avenuojn por kompreni malsanajn patogenesis [12]. En la plej multaj kazoj, ĉi tiuj retoj estas aranĝitaj en manteloj de arkitekturo, ofte nomata 'pafarko' [12], per kiu mallarĝa funelo de multaj eblaj enigoj konverĝas al relative malgranda nombro da procezoj antaŭ ol reakiri denove en diversecon de eliroj. Manĝkondutoj prezentas bonegan ekzemplon de ĉi tiu arkitekturo, kie la hipotalamo servas la 'nodon' de la metabola bantkravato (Fig. XNUMX). 3a) kaj la DA-vojoj enigas la 'nodon' por reagemo al elstaraj eksteraj stimuloj (inkluzive drogojn kaj manĝaĵojn) kaj internajn signalojn (inkluzive hipotalaman signaladon kaj hormonojn kiel leptino kaj insulino; Fig. 3b). Ĉar midbrain DA-neŭronoj (ambaŭ VTA kaj SN) orkestras la taŭgajn kondutajn respondojn al multe da eksteraj kaj internaj stimuloj, ili reprezentas kritikan 'nodo' kies fragilecoj devas submeti al disfunkciaj respondoj al ampleksa aro de enigoj, inkluzive de drogoj kaj Manĝaĵo rekompenco.

figuro    

Figuro 3. La arkitekturoj de kompleksaj sistemoj de nestaj pafarkoj permesas la enigon de ampleksa gamo de elementoj, ĉu ili estas nutraj (a) aŭ rekompencaj stimuloj (b), kaj produktas grandan varion de produktoj / makromolekuloj (a) aŭ gvidaj direktitaj kondutoj ( b) uzante relative malmultajn komunajn monerojn. En ĉi tiu kazo, la komunaj moneroj, kiuj formas la 'nodo' de la pafarko, estas la diversaj orexigenaj / anoreksigaj signaloj (a) kaj dopamino (b) [12] (iomete modifita kun permeso de originala prezento de Dr. John Doyle).

La rolo de dopamino en akra rekompenco al drogoj kaj manĝaĵoj

Drogoj de misuzo agas sur la rekompenco kaj helpaj cirkvitoj tra malsamaj mekanismoj; tamen ili ĉiuj kondukas al akraj DA-pliigoj en la NAc. Kurioze, evidenteco amasigis, ke kompareblaj dopaminergiaj respondoj estas ligitaj kun manĝaĵprovizo kaj ke ĉi tiuj mekanismoj verŝajne okupas rolon en troa manĝaĵo kaj obesidad. Estas bone sciita, ke iuj nutraĵoj, precipe tiuj riĉaj en sukeroj kaj grasoj, estas potence rekompencaj [13] and povas ellasi adictive-similajn kondutojn en laboratoriaj bestoj [14, 15]. Tamen, la respondo al manĝaĵoj en homoj estas multe pli kompleksa, kaj estas influita ne nur per ĝia palatabileco, sed ankaŭ per ĝia disponadotajpu (la mastroj de limigo pli tropremantaj, nomataj kiel manĝanta topografio [16]), ĝia vida rimedo, ekonomio kaj stimuloj (tio estas, "sindikataj" ofertoj, soda-kombos), sociaj rutinoj por manĝado, alternativaj plifortigoj kaj reklamoj [17].

Alta-kaloriaj manĝaĵoj povas antaŭenigi manĝadon (te manĝadon, kiu estas senkapabla de energiaj bezonoj) kaj ellasi lernajn asociojn inter la stimulo kaj la rekompenco (kondiĉado). INiaj evoluaj terminoj, ĉi tiu posedaĵo de manĝeblaj manĝaĵoj kutimis esti avantaĝaj en medioj, kie manĝeblaj fontoj estis malmulte aŭ nefidindaj, ĉar ĝi certigis, ke manĝaĵo manĝis kiam ĝi estis disponebla, por ebligi energion esti konservita en la korpo (kiel graso) por estonteco. Tamen, en socioj kiel niaj, kie manĝaĵo estas abunda kaj ubicua, ĉi tiu adapto fariĝis danĝera respondeco.

Pluraj neŭrotransmitoroj, inkluzive DA, kanabinoidoj, opioidoj, gama-aminobutira acido (GABA) kaj serotonino, same kiel hormonoj kaj neuropeptidoj implikitaj en homeostata regulado de manĝaĵoj, kiel insulino, oreksino, leptino, grelino, PYY, glukagon-simila peptido -1 (GLP-1) estis implikita en la rekompencaj efikoj de manĝaĵoj kaj drogoj (Tabeloj 1 kaj 2) [18-21]. De ĉi tiuj, DA estis la plej plene esplorita kaj estas la plej bone karakterizita. Eksperimentoj en roedores montris, ke dum unua ekspozicio al manĝaĵo rekompencas, la pafo de DA-neŭronoj en la VTA pliiĝas kun rezultanta pliigo en DA-liberigo en NAc [22]. Tĉi tie ankaŭ estas ampleksa evidenteco, ke ekstercentraj signaloj, kiuj modulas manĝaĵojn, praktikas siajn agojn en parto per hipotala signalo al VTA sed ankaŭ per iliaj rektaj efikoj sur la VTA DA meso-accumbens kaj meso-limbaj vojoj. Orexigenaj peptidoj / hormonoj pliigas la aktivecon de VTA-DA-ĉeloj kaj pliigas DA-liberigon en NAC (ĉefa celo de VTA-DA-neŭronoj) kiam ili estas elmontritaj al nutraj stimuloj, dum kiu anoreksigaj malhelpas DA-pafadon kaj malpliigon de DA-liberigo [23]. Plie, neŭronoj en la VTA kaj / aŭ NAc esprimas GLP-1 [24, 25], ghrelin [26, 27], leptino [28, 29], insulino [30], orexin [31] kaj melanocortinaj riceviloj [32]. Tiel, ne surprizas, ke kreskanta nombro da studoj raportas, ke ĉi tiuj hormono / peptidoj povas moduli la rekompencajn efikojn de misuzoj de drogoj (Tablo 1), kiu ankaŭ estas konsekvenca kun trovoj de mildigitaj respondoj al drogaj rekompencoj en bestoj de obesidad [33, 34]. min homoj, estis raportoj pri inversa rilato inter korpa masa indekso (BMI) kaj freŝa nelica drog-uzo [35] kaj pri asocio inter obesidad kaj pli malalta risko por substanco-malordoj [36]. Efektive, obesaj individuoj montras pli malaltajn indicojn de nikotino [37] kaj misuzo de mariĥuano [38] ol ne obesaj individuoj. Aliflanke, apudmetitaj intervenoj kiuj malpliigas BMI kaj reduktas plasmajn nivelojn de insulino kaj leptino plibonigas la sentivecon al psikostimulantaj drogoj [39]. Ĉi tio estas konsekvenca kun preclinika [40] kaj kliniko [41] studoj montrante dinamikajn asociojn inter la ŝanĝoj en neŭrajendokrinaj hormonoj (ekz. insulino, leptino, ghrelino) kaŭzitaj de manĝa limigo kaj cerbo DA signalo kaj tiuj de lastatempaj raportoj pri rilato inter adictiva personeco kaj maladaptive manĝante kondutojn sekvante bariatria kirurgio [42, 43]. Kune kune, ĉi tiuj rezultoj forte sugestas la eblecon, ke nutraĵoj kaj drogoj eble konkurencas por superponecaj rekompencaj mekanismoj.

Studaj studaj studoj komencas provizi gravajn aŭtoveturejojn pri tia overlapa funkcia cirkvito. Ekzemple, en sanaj, normalaj pezaj homaj temoj, ingestaĵo de plaĉaj manĝaĵoj liberigas DA en la striatumo laŭ proporcio al manĝaĵoj agrablaj [44], dum manĝa stimulo aktivigas cerbajn regionojn, kiuj estas parto de la rekompencaj cirkvitoj de la cerbo [45]. Ĝi ankaŭ estis raportita pli lastatempe, ke sanaj homaj volontuloj montras fortikan striatan aktivigon post ricevo de mordado, kaj tiu ofta glacia kremo konsumas la striatajn respondojn [46]. Aliaj studoj de bildoj ankaŭ montris, ke, konforme al la rezultoj en laboratoriaj bestoj, anoreksigaj peptidoj (ekz. Insulino, leptino, PYY) malpliigas la sentivecon de la sistemo de rekompencoj de la cerbo al rekompenco de nutraĵoj, dum la orexigenaj (ekz. Ghrelin) pliigas ĝin (vidu revizion [47]).

tamen, kiel estas la kazo de drogoj kaj toksomanio, pliigoj induktitaj de nutraĵoj en DA striatala sole ne povas klarigi la diferencon inter normala manĝa ingestaĵo kaj troa kompensa manĝaĵo, ĉar ĉi tiuj respondoj estas ĉe homoj sana, kiuj ne manĝas troe. Tiel, laŭfluaj adaptoj verŝajne estos implikitaj en la perdo de kontrolo pri manĝaĵo, same kiel la kazo de drogaj ingestaĵoj.

La transiro al kompensa konsumo

La rolo de dopamino en plifortigo estas pli kompleksa ol nur kodado por hedona plezuro. Specife, stimuloj, kiuj kaŭzas rapidajn kaj grandajn pliiĝojn de DA, estigas kondiĉitajn respondojn kaj provokas instigan instigon akiri ilin [48]. Ĉi tio gravas, ĉar danke al la kondiĉoj, neŭtralaj stimuloj, kiuj estas ligitaj al la plifortiganto (ĉu natura aŭ drog-plifortigilo) akiras la kapablon mem por pliigi DA en striatum (inkluzive NAC) antaŭ la rekompenco, tiel gvidante fortan motivon por realigi kaj subteni la kondutojn necesajn por serĉi la drogon aŭ serĉi la manĝaĵon [48]. Tiel, post kiam kondiĉado okazis, DA signaloj agas kiel antaŭdiro de rekompenco [49], instigante la beston por plenumi la konduton, kiu rezultos konsumi la atenditan rekompencon (drogon aŭ manĝaĵon). De precliniaj studoj, ekzistas ankaŭ evidenteco de laŭgrada ŝanĝo en DA pliiĝoj de NAc ĝis dorsa striatumo, kiu okazas por ambaŭ, manĝaĵoj kaj drogoj. Konkrete, dum propre novaj rekompencaj stimuloj okupas ventrajn regionojn de la striatumo (NAc), kun ripetita ekspozicio, la kazoj asociitaj kun la rekompenco tiam deĉenigas DA pliiĝojn en dorsaj regionoj de la striatumo [50]. Ĉi tiu transiro estas konsekvenca kun komenca partopreno de la VTA kaj kreskanta partopreno de SN kaj ĝia rilata dorso-striatal-cortical reto, kun solidaj respondoj kaj rutinoj.

La vastaj glutamateriaj afekcioj al DA-neŭronoj de regionoj implikitaj en la prilaborado de sensora (insulo aŭ primaraj ŝveboj), homeostata (hipotalamo), rekompenco (NAc kaj ventrala pallido), emocia (amigdala kaj hipocampo) kaj multimodala (orbitofrontala korto [OFC] por bonfarto) informoj, moduli ilian agadon en respondo al rekompencoj kaj al kondiĉoj [51]. Simile, glutamateriaj projekcioj al la hipotalamo estas implikitaj en la neuroplástikaj ŝanĝoj, kiuj sekvas fastadon kaj faciligas nutradon [52]. Por la rekompenco, projekcioj de la amigdala kaj de la OFC al DA-neŭronoj kaj al NAc estas implikitaj en kondiĉoj de respondoj al manĝaĵo [53] kaj drogoj [54, 55]. miLa studoj de bildoj montris, ke kiam ne-obesaj homaj temoj petis malhelpi ilian deziron por manĝaĵo, kiam ili estis malkovritaj al manĝaĵoj, ili montris malpliigitan metabolaran aktivecon en amigdala kaj OFC (tiel kiel en hipocampo), insulo kaj striatumo, kaj tio la malpliigoj en OFC estis asociitaj kun reduktoj de manĝaĵo [56]. Simila inhibo de la metabola aktiveco en la OFC (kaj ankaŭ en NAc) estis observita en kokainaj maltrankviligantoj kiam oni petis ilin malhelpi ilian drogon-avidon sur ekspozicio al kokainoj [57].

Oni devas mencii en ĉi tiu kunteksto, ke, kompare al manĝaĵoj, kuraciloj estas pli potencaj ekspluatantoj de plifortiganta konduto post periodo de abstino, almenaŭ en la kazo de bestoj kiuj ne estis manĝaĵoj [58]. Ankaŭ, iam estingitaj, drog-plifortigitaj kondutoj estas multe pli susceptibles al streĉiĝo-induktita reakiro ol nutraĵoj-plifortigitaj kondutoj [58].

Tamen, la diferenco ŝajnas esti unu grado ol principo. Efektive, la streĉiĝo ne nur asocias kun pliigita konsumado de plaĉaj manĝaĵoj kaj pezo, sed akra streso ankaŭ malkaŝas fortan interrilaton inter BMI kaj potenca aktivigo en respondo al miksa konsumado en la OFC [59], cerba regiono, kiu kontribuas al la kodigo de bonfarto kaj motivado. La dependeco de la respondoj al manĝaĵoj sur la nutra statuso [60, 61] elstaras la rolon de la homeostatika reto en la kontrolo de la rekompencoj, kiu siavice influas ankaŭ neŭronaj vojoj, kiuj strebas streson.

La efiko de disfunkcio en memregado

La apero de signaloj kondiĉitaj avidoj ne estus tiel malutila se ili ne estus kunigitaj kun kreskantaj deficitoj en la kapablo de la cerbo malhelpi misadaptajn kondutojn. Efektive, la kapablo malhelpi prepotentajn respondojn kaj praktiki memregadon verŝajne kontribuos al la kapablo de individuo eviti partopreni troajn kondutojn, kiel preni drogojn aŭ manĝi preter la punkto de sateco, kaj tiel pliigi sian / ŝian vundeblecon al toksomanio ( aŭ obezeco) [62, 63].

La studoj de tomografio de emisión de positrones (PET) malkovris gravajn reduktojn en la disponibilidad de 2 (D2R) de dopamina (DXNUMXR) en la striatumo de temoj toksomaniuloj kiuj persistas dum monatoj post detoxificación prolongita (reviziita en [64]). Simile, precliniaj studoj en roedores kaj ne-homaj primatoj montris, ke ripetitaj drogaj ekspozicioj estas asociitaj kun reduktoj en striataj D2R-niveloj kaj en D2R-signalo [65-67]. En la striatumo, D2Rs mezuras signalon en la striata nerekta vojo kiu modulas frontalajn cortikajn regionojn; kaj ilia malreguligo plibonigas la sentivecon al la efikoj de drogoj en bestoj [68], dum ilia ĝenerala reguligo interrompas kun drogokutimo [69, 70]. Plie, la inhibo de striatala D2R aŭ aktivigo de D1R-esprimantaj striatulajn neŭronojn (kiuj medias signalon en la striata rekta vojo) plibonigas la sentivecon al la rekompencaj efikoj de drogoj [71-73]. Tamen, la mezuro al kiu ekzistas similaj kontraŭaj reguligaj procezoj por rektaj kaj nerektaj vojoj en manĝaĵaj kondutoj restas esplorita.

In homoj forkaptitaj al drogoj, la redukto en striatal D2R asocias kun malpliigita aktiveco de antaŭfrontaj regionoj, OFC, antaŭa cingula giruso (ACC) kaj dorsolateral prefrontala krozo (DLPFC) [67, 74, 75]. Koncerne al OFC, ACC kaj DLPFC estas implikitaj kun pli bona atribuo, inhibitoria kontrolo / emocio-reguligo kaj decidado, respektive, ĝi postulis ke ilia nepra regulado per D2R-interrompita DA-signalo en diktimaj subjektoj povus submeti la plibonigitan motivan valoron de drogoj en sia konduto kaj la perdo de kontrolo pri drogaj ingestaĵoj [62]. Krome, ĉar difektoj en OFC kaj ACC estas rilataj al sindevigaj kondutoj kaj impulsemo, la difektita modulado de DA de ĉi tiuj regionoj probable kontribuos al la sindeviga kaj impulsema drogokvanto vidita en toksomanio. [76].

Reversa scenaro dependus de ekzistanta vulnerabileco por drog-uzo en prefrontalaj regionoj, eble exacerbata per pliaj malpliigoj en striatala D2R deĵetita per ripetita drog-uzo. Efektive, studo farita en temoj kiuj, malgraŭ havi altan riskon por alkoholismo (pozitiva familiara historio de alkoholismo) ne estis alkoholuloj, malkaŝis pli altan normalajn striatajn D2R haveblecon, kiuj estis asociitaj kun normala metabolo en OFC, ACC kaj DLPFC [77]. Ĉi tio sugestas, ke en ĉi tiuj subjektoj en risko de alkoholismo, la normala prefrontala funkcio estis ligita al plibonigita striata D2R-signalo, kiu siavice povus protekti ilin kontraŭ alkoholo. Kurioze, freŝa studo pri fratoj malklara pro ilia toksomanio al stimuladaj drogoj [78] montris cerbajn diferencojn en la morfologio de la OFC, kiuj estis signife pli malgrandaj en la toksomaniulo fratino ol en kontroloj, dum en la ne-toksomanaj fratoj, la OFC ne diferencis de tiu de kontroloj [79].

Evidenteco de neregulata D2R-striata signalo ankaŭ estis detektita inter obesaj individuoj. Ambaŭ studoj preclínicas kaj clínicas havigis provojn de malpliigoj en la D2R striatal, kiu, tra la NAc, ili kunigas kun rekompenco kaj tra la striato dorsal kun la starigo de kutimoj kaj rutinoj en la obesidad [80-82]. Ĝis nun, oni studis, kiu ne povis detekti statistike signan redukton en striatal D2R inter obesaj individuoj kaj ne-obesaj kontroloj [83], eble estis malhelpita de ĝia malalta statistika potenco (n  = 5 / grupo). Gravas emfazi, ke kvankam ĉi tiuj studoj ne povas trakti la demandon, ĉu la emerĝa asocio inter malalta D2R kaj alta BMI montras kaŭzecon, malpliigita stria D2R-havebleco estis ligita al deviga manĝaĵo en grasaj ronĝuloj. [84] kaj kun malpliigita metabola aktiveco en OFC kaj ACC en obesaj homoj [63]. Konsiderante ke la disfunción en OFC kaj ACC rezultas en kompenso (vidu revizion [85]), ĉi tio povus esti parto de la mekanismo per kiu malalta striata D2R-signalo faciligas hiperphagion [86, 87]. Krome, pro tio ke malpliigita la signalo de rilato D2R striatal, ĝi ankaŭ probable reduktas la sentivecon al aliaj naturaj rekompencoj, ĉi tiu deficito en individuoj obesos ankaŭ povas kontribui al la overeating compensatorio [88]. Ĝi estas konvena mencii, ke la relativa malekvilibro inter cerba rekompenco kaj inhibitoriaj cirkvitoj diferencas inter pacientoj suferantaj de sindromo de Prader-Willi (karakterizitaj de hiperfagio kaj hiperrereminio) kaj simple obesaj pacientoj [87], kiu elstaras la kompleksan dimensiancon de ĉi tiuj malordoj kaj ilia diverseco.

La hipotezo de kompensa ekspluatado estas konsekvenca kun preclinika evidenteco montrante ke malpliiĝis DA-agado en VTA rezultoj en drama kresko en la konsumado de altaj grasaj manĝaĵoj [89]. Simile, kompare kun normalaj pezaj individuoj, obesaj individuoj, kiuj prezentis bildojn de alta-kaloriaj manĝaĵoj (stimuloj al kiuj ili estas kondiĉitaj) montris pliigitan neŭtralan aktivigon en regionoj, kiuj estas parto de rekompencoj kaj motivaj cirkvitoj (NAc, dorsa striatumo, OFC , ACC, amygdala, hipocampo kaj insulo) [90]. Kontraŭe, en normalaj pezaj kontroloj, la aktivigo de ACC kaj OFC (regionoj engaĝitaj en spektakla atribuo kiu projektas en la NAC) dum prezento de alta-kalora manĝaĵo estis trovita negative negative al ilia BMI [91]. Ĉi tio sugestas dinamikan interrilatadon inter la kvanto da manĝaĵoj manĝitaj (reflektita parte en la BMI) kaj la reaktiveco de rekompencaj regionoj al alta kaloria manĝo (reflektita en la aktivigo de OFC kaj ACC) en normalaj pezoj, sed kiuj ne observis en obesaj individuoj.

Surprize, obesaj individuoj elmontris malpli aktivigon de rekompencaj cirkvitoj de reala manĝaĵo (plenumita manĝaĵaj rekompencoj) ol malfortaj individuoj, dum ili montris pli grandan aktivigon de somatosensoraj cortikaj regionoj kiuj procesas palatabilecon kiam ili antaŭvidis konsumon [91]. Ĉi tiu lasta observo respondis al regionoj kie antaŭa studo malkaŝis plibonigitan agadon en obesaj temoj provitaj sen stimulo [92]. Plibonigita agado en cerbaj regionoj, kiuj preferas palatabilecon, povus fari obesajn aferojn favori manĝaĵon super aliaj naturaj plifortigoj, dum malpliiĝanta aktivigo de dopaminergiaj celoj per la vera manĝaĵa konsumado povus konduki al senkonsento kiel rimedo por kompensi malfortan signalon de D2R [93]. Ĉi tiu malpermesita respondo al manĝaĵo en la rekompencaj cirkvito de obesaj individuoj rememorigas la reduktitajn DA-kreskojn deĉenigitaj de drogkomunumo en toksomanuloj, kompare al ne-toksomanaj temoj [94]. Kiel oni vidas en toksomanio, ankaŭ eblas, ke iuj manĝantaj malordoj, fakte povas rezulti de hipersensibilidad al kondiĉoj de nutraĵoj kondiĉitaj. Efektive, en ne-obesaj individuoj kun BED, ni dokumentis pli altan ol normalan liberigon de DA en dorsa striatumo (kaudato) kiam oni elmontris al manĝaĵoj kaj ĉi tiu pliigo antaŭdiris la severecon de la binge manĝanta kondutojn [95].

La prefrontala krozo (PFC) ludas gravan rolon en plenuma funkcio, inkluzive de memregado. Ĉi tiuj procezoj estas modulataj per D1R kaj D2R (supozeble ankaŭ D4R) kaj tiel, la malpliiĝata agado en PFC, kaj en toksomanio kaj obesidad, verŝajne kontribuas al malriĉa memregado, impulseco kaj alta kompenso. La pli malalta ol normala dispono de D2R en la striatumo de obesaj individuoj, kiu estis asociita kun reduktita aktiveco en PFC kaj ACC [63] do eble kontribuas al ilia deficiente kontrolo pri manĝaĵo. Efektive, la negativa korelacio inter BMI kaj striatal D2R raportis en obeso [81] kaj en superpeso [96] individuoj, same kiel la korelacio inter BMI kaj malpliigita sangan fluon en prefrontalaj regionoj en sanaj individuoj [97, 98] kaj malpliiĝis antaŭfrontala metabolo en obesaj temoj [63] subtenu ĉi tion. Pli bona kompreno pri la mekanismoj, kiuj kondukas al difektita funkcio de PFC en obesidad (aŭ toksomanio) povus faciligi la disvolviĝon de strategioj por plibonigi aŭ eble reverti, specifajn difektojn en kerna kognaj domajnoj. Ekzemple, malfruo de rabatado, kiu estas la tendenco por devalu rekompencon kiel funkcio de la tempora prokrasto de sia transdono, estas unu el la plej vaste enketitaj cognoscaj operacioj rilate al malordoj asociitaj kun impulseco kaj kompenso. Malfruo de rabatado estis plej ĝisfunde esplorita en drogoj, kiuj elmontras troigitan preferon de malgrandaj-sed-tuja super grandaj-sed-malfruaj rekompencoj [99]. Tamen, studoj faritaj kun obesaj individuoj komencis malkovri provojn de prefero por altaj, tujaj rekompencoj, malgraŭ pli granda ŝanco suferi pli grandajn estontajn perdojn [100, 101]. Freŝa funkcia magneta resono-imagado (fMRI) studas pri plenuma funkcio en obesaj virinoj, ekzemple, identigis regionajn diferencojn en cerba aktivigo dum malfruaj rabatantaj taskoj, kiuj antaŭdiris pri futuraj pezaj gajnoj [102]. Tamen, alia studo trovis pozitivan korelacion inter BMI kaj hiperbola rabatante, per kiu estonteco negativajn Rekompencoj estas rabatataj malpli ol estontaj pozitivaj pagoj [103]. Kurioze, prokrasti rabatadon ŝajnas dependi de la funkcio de la ventra strio [104] kaj de la PFC, inkluzive de OFC [105] kaj ĝiaj rilatoj al la NAC [106], kaj estas sentema al DA-manipuladoj [107].

Overlapping disfunción en la cirkvitoj de motivado

Dopaminergic signaling ankaŭ modulas motivigon. Kutimaj trajtoj kiel vigleco, persisto kaj investado de kontinua penado por atingi celon, ĉiuj estas submetataj al modulado per DA agado per pluraj celaj regionoj, inkluzive de NAc, ACC, OFC, DLPFC, amigdala, dorsa striatumo kaj ventral pallidum [108]. Senreguliga DA-signalo estas asociita kun plibonigita instigo por akiri drogojn, stampo de toksomanio, tial la drog-toksomaniuloj ofte agas en ekstremaj kondutoj por akiri drogojn, eĉ kiam ili kunportas konatajn severajn kaj adversajn konsekvencojn kaj povas postuli daŭrajn kaj kompleksajn kondutojn al akiri ilin [109]. Pro tio ke drogado fariĝas la ĉefa instiga disko en drogadikto [110], toksomaniuloj estas ekscititaj kaj motivitaj per la procezo de akiri la drogon sed inklinas esti retiriĝitaj kaj apatikaj kiam ili estas malkovritaj al ne-drogaj agadoj. Ĉi tiu ŝanĝo estis studita komparante la cerbajn aktivigajn ŝablonojn okaze de ekspozicio al kondiĉoj de kondiĉoj kun tiuj, kiuj okazas sen manko de tiaj kojoj. Kontraste kun la malpliiĝoj en antaŭrega agado raportita en senokokigitaj kokainaj malamikoj kiam ne stimulitaj kun drogoj aŭ drogoj (vidu revizion [64]), ĉi tiuj regionoj prefrontales fariĝas aktivigitaj kiam kokainaj malamikoj estas elmontritaj al stimulaj stimuloj (ĉu drogoj aŭ kuzoj) [111-113]. Krome, kiam la respondoj al iv-metilfenidato estas komparitaj inter kokain-toksomaniuloj kaj ne-toksomaniuloj, la unua respondis per pliigita metabolo en ventrala ACC kaj medial OFC (efiko asociita kun avido), dum la lasta montris malpliigita metabolo en ĉi tiuj regionoj [114]. Ĉi tio sugestas, ke la aktivigo de ĉi tiuj antaŭfrontaj regionoj kun drog-ekspozicio povas esti specifa al toksomanio kaj asociita kun la plibonigita deziro por la drogo. Krome, studo, kiu instigis kokainon-toksomaniulojn, intencis malhelpi la avidecon, kiam li elmontris al drogoj, montris, ke tiuj temoj, kiuj sukcesis malhelpi la deziron, malkaŝis metabolon en median OFC (kiu procesas la motivan valoron de plifortigilo) kaj NAc (kio antaŭdiras rekompencon) [57]. Ĉi tiuj trovoj plifortigas la partoprenon de OFC, ACC kaj striatumo en la plibonigita instigo por akiri la drogon viditan en toksomanio.

La OFC ankaŭ okupas atribui bonan valoron al manĝaĵo [115, 116], helpante taksi ĝian atendindan agrablan kaj palatabilecon kiel funkcion de ĝia kunteksto. PET-studoj kun FDG por mezuri cerbon-glucose-metabolon en normalaj pezoj individuoj informis, ke ekspozicio al manĝaĵoj pliigis metabolajn aktivecojn en OFC, kiu estis asociita kun la deziro por manĝaĵo [117]. La plibonigita OFC-aktivigo per la nutra stimulo probable reflektas laŭflue dopaminergiajn efikojn kaj partoprenas la implikiĝon de DA en la veturado por manĝa konsumo. La OFC rolas en lernado de stimul-plifortigaj asocioj kaj kondiĉado [118, 119], subtenas kondiĉita-cue-elikita nutrado [120] kaj verŝajne kontribuas al overeating sendepende de malsato-signaloj [121]. Efektive, damaĝo al la OFC povas rezultigi hiperphagion [122, 123].

Klare, iuj el la individuaj diferencoj en plenuma funkcio povas konstitui prodroman riskon por posta obesado en iuj individuoj, kiel malkaŝita de lastatempa latenta klasa analizo de 997-kvaraj graduloj en lerneja bazigado de obesityprogramo [124]. Kurioze, kvankam antaŭvideble, transversa esploro pri la kapablo de infanoj memreguliĝi, solvi problemojn kaj partopreni cel-direktitajn sanajn kondutojn malkaŝas plenumadon de plenuma funkcio, kiu estas negative korelacia ne nur kun substanco-uzo, sed ankaŭ kun la konsumo de alta kalorio manĝetaĵoj, kaj kun malnomadaj kondutoj [125].

Malgraŭ iuj nekonsistencoj inter studoj, cerbaj bild-datumoj ankaŭ subtenas la nocion, ke strukturaj kaj funkciaj ŝanĝoj en cerbaj regionoj implikitaj en plenuma funkcio (inkluzive de inhiba kontrolo) povas esti asociitaj kun alta BMI en alie sanaj individuoj. Ekzemple, MRI-studo farita en maljunaj virinoj, uzante morfometrio bazita en voxel, trovis negativan rilaton inter BMI kaj griza materio (inkluzive de frontaj regionoj), kiu, en la OFC, estis asociita kun difektita plenuma funkcio [126]. Uzante PET por mezuri cerban glukozan metabolon en sanaj kontroloj, ni raportis negativan korelacion inter BMI kaj metabola agado en DLPFC, OFC kaj ACC. En ĉi tiu studo, la metabola agado en antaŭfrontaj regionoj antaŭdiris la agadon de la subjektoj en provoj de plenuma funkcio [98]. Simile, spektroskopa studo de nuklea magneta resono en sana meza aĝo kaj maljunaj kontroloj montris, ke BMI estis negative asociita kun la niveloj de N-acetyl-aspartato (markilo de neŭneca integreco) en frontala korto kaj ACC [98, 127].

La studoj de la cerbo, kiuj komparas obeskajn kaj malgajnajn individuojn, ankaŭ raportis pli malaltajn grizajn aferojn en frontalaj regionoj (frontal operculo kaj meza fronta giro) kaj en post-centra giro kaj putameno [128]. Alia studo trovis neniujn diferencojn en grizaj materiaj volumoj inter obesaj kaj maldikaj aferoj; tamen, ĝi registris pozitivan korelacion inter blankaj materiaj volumoj en basalaj cerbaj strukturoj kaj talio al kokaj kialoj, tendenco kiu estis parte renversita per dieto [129]. Kurioze, areoj corticales, kiel la DPFC kaj OFC kiu estas implikitaj en kontrolo inhibidor, ankaŭ estis trovitaj por aktivigi en dietaj prosperaj en respondo al la konsumo de manĝo [130], sugestante potencialan celon por kondukado por retenado de konduto en la traktado de obesidad (kaj ankaŭ en toksomanio).

La implikaĵo de interoceptive circuitry

Studoj neŭrimigantaj malkaŝis, ke la meza insulo ludas kritikan rolon en kuraĝoj pri manĝaĵo, kokaino kaj cigaredoj [131-133]. La graveco de la insulo estis reliefigita per studo, kiu informis, ke fumantoj kun damaĝo al ĉi tiu regiono (sed ne fumantoj, kiuj suferis extra-insular lesiojn) povis ĉesi fumi facile kaj sen sperti ĉu avidoj aŭ kalkulado [134]. La insulo, aparte ĝiaj pli antaŭaj regionoj, estas reciproke konektita al pluraj limbaj regionoj (ekz. Kromso prefrontal ventromedial, amigdala kaj ventrala strio) kaj ŝajnas havi interoceptiva funkcio, integrante la aŭtonom-komunan kaj visceran informon kun emocio kaj motivado, tiel provizante konscia Konscienco pri ĉi tiuj instigoj [135]. Efektive, studoj de cerbo-leszo sugestas, ke la ventromedia PFC kaj insulo estas necesaj komponantoj de la distribuitaj cirkvitoj, kiuj subtenas emociajn decidojn. [136]. Konforme al ĉi tiu hipotezo, multaj bildaj studoj montras diferencan aktivigon de la insulo dum avido [135]. Sekve, la reaktiveco de ĉi tiu cerba regiono sugestis servi kiel biomarkilo por helpi antaŭdiri rezonadon [137].

La insulo ankaŭ estas ĉefa areo, kiu partoprenas multajn aspektojn pri manĝado de kondutoj, kiel ekzemple gusto. Krome, la rostra insulo (konektita al primara gusto-korto) provizas informojn al la OFC kiu influas ĝian multimodan reprezenton de la agrabla aŭ rekompensa valoro de venonta manĝo [138]. Pro la implikiĝo de la insulo en la interoceptiva senco de la korpo, en emocia konscio [139] kaj en motivado kaj emocio [138], kontribuo de insula difekto en obesidad ne devus esti mirinda. Kaj efektive, gastrika distingo rezultigas aktivigon de la posta insulo, kohera kun sia rolo en konscio pri korpaj ŝtatoj (en ĉi tiu kazo de pleneco) [140]. Plie, en maldika, sed ne en obesaj aferoj, gastrika distingo rezultigis aktivigon de la amigdala kaj senaktivigo de la antaŭa insulo [141]. La manko de amagdalar-respondo en obesaj aferoj povus reflekti malklaran interkonsentan konscion pri korpaj ŝtatoj ligitaj kun satateco (plena stomako). Kvankam la modulado de insulara agado fare de DA estis malbone esplorita, ĝi estas rekonita ke DA estas implikita en la respondoj al gustado de plaĉaj manĝaĵoj, kiuj estas medikataj tra la insulo [142]. Homaj bildaj studoj montris, ke gustumi manĝeblajn nutraĵojn aktivigis la insulajn kaj midbrain-areojn [143, 144]. DA signalo povas ankaŭ esti necesa por senti la kalorian enhavon de manĝaĵo. Ekzemple, kiam normalaj pezaj virinoj gustumis edulcxiganton kun kalorioj (sarkaro), ambaŭ insulaj kaj dopaminergaj mezaj areoj fariĝis aktivigitaj, dum gustumado de kaloria senpulcxulo (sucralosa) nur aktivigis la insulon [144]. Obesaj aferoj elmontras plej grandan insularlan aktivigon ol normalaj kontroloj kiam gustumas likvan manĝon, kiu konsistas el sukero kaj graso [143]. Kontraŭe, kiam gustumi sucrose, temoj, kiuj rekuperis de anoreksia nervozo montras malpli insularlan aktivigon kaj neniun asocion kun sentoj de agrablaĵo kiel observitaj en kontroloj [145]. Krome, freŝa studo de fMRI kiu komparis la respondojn cerebrales al ripetitaj prezentoj de bildoj de manĝeblaj kaj malvarmaj manĝaĵoj en morbidamente obesaj kontraŭ individuoj ne obesos [146] trovis funkciajn ŝanĝojn en la respondo kaj interkonektiveco inter ĉefaj regionoj de la rekompencita cirkvito, kiu povus helpi klarigi la supersensibilidad al manĝaĵoj en obesaj individuoj. La observitaj ŝanĝoj sugestas troan enigon de la amigdala kaj insula; ĉi tiuj, siavice, povus elĉerpi troigitajn stimulojn-respondajn lernojn kaj stimuli instigon al manĝaĵoj en la dorsa kaŭmatika kerno, kiu povus fariĝi abrumadora en lumo de malforta inhiba kontrolo fare de fronto-cortikaj regionoj.

La cirkvito de aversio kaj streĉa reaktiveco

Kiel ni menciis antaŭe, trejnado (klimatizado) sur kuraĝo, kiu antaŭdiras rekompencojn, kondukas al dopaminergiaj ĉeloj pafante en respondo al rekompenco kaj ne rekompenci sin. Aliflanke, kaj konsekvenca kun ĉi tiu logiko, ĝi observis, ke ĉeloj dopaminergiaj fajros malpli ol normala se la atendata rekompenco ne povas materiigi [147]. Akuza evidenteco [148-151] punktas al la loĝenulo kiel unu el la regionoj, kiuj kontrolas la malpliiĝojn de pafo de dopaminergiaj ĉeloj en VTA, kiuj povas sekvi la malsukceson ricevi atenditan rekompencon [152]. Tiel, plibonigita sentiveco de la loĝenulo, kiel rezulto de kronikaj drog-ekspozicioj, povus submeti al pli granda reaktiveco al kuraciloj kiam ne sekvas konsumado de la drogo aŭ kiam la drog-efikoj ne plenumas la atenditan rekompencon. Efektive, la aktivigo de la loĝenulo, en bestoj modeloj de kokaina toksomanio, estis asociita kun kalkulado al drogo prenanta sur la ekspozicio [153, 154]. En la kazo de nikotino, α5-nikotinaj riceviloj en la loĝenulo ŝajnas moduli la aversivajn respondojn al grandaj dozoj de nikotino [155], kaj α5 kaj α2-riceviloj por moduli nikotinon-retiriĝon [156]. Pro la kontraŭa respondo de la habenula al tiu de DA-neŭronoj kun rekompenca ekspozicio (malaktivigo kontraŭ aktivigo) kaj ĝia aktivigo kun ekspozicio al aversivaj stimuloj, ni nomas ĉi tie la signaladon de la habenula kiel transdonanta "kontraŭan" enigaĵon.

La habitanto ŝajnas ludi similan rolon koncerne al manĝaĵpremado. Tre manĝebla manĝaĵo povas indukti obesidad en ratoj, kun la pezo pliiĝas korektante kun pliigoj en μ-opioide peptido-ligado en la basolateral kaj basomedial amygdala. Kurioze, la medial-habeno montris signife pli alta ol-opioidea peptido-ligado (per proksimume 40%) post ekspozicio al la plaĉa manĝaĵo en la ratoj kiuj gajnis pezon (tiuj, kiuj konsumis pli da manĝaĵo) sed ne en tiuj, kiuj ne faris [157]. Ĉi tio sugestas, ke la loĝenulo povas esti implikita en manĝado kiam manĝebla manĝaĵo estas disponebla. Plie, neŭronoj en la rostromedial tegmenta kerno, kiuj ricevas plej grandan enigon de la flanka loĝeno, projektas al VTA-DA-neŭronoj kaj estas aktivigitaj post manĝaĵo de manĝaĵo [158]. Ĉi tiuj trovoj estas konsekvencaj kun rolo por la habenulo (ambaŭ mediaj kaj flankaj) en komunikado de respondoj al aversivaj stimuloj aŭ al statoj pri senigo kiel dum dieto aŭ drogokaptado.

La implikaĵo de la loĝenulo kiel kontraŭa centro ene de emociaj retoj estas konsekvenca kun antaŭaj teoriaj modeloj de toksomanio kiu postulis ke sentiveca streso-reaktiveco kaj negativa animo (intermiksita per plibonigita sentiveco de la amigdala kaj pliigita signalo kvankam la corticotrofina-liberiga faktoro) funkciigas drogon-ingestaĵon en dependeco [159]. Similaj kontraŭaj respondoj (inkluzive de pliigita streso-reaktiveco, negativa humoro kaj malkomforto) povas ankaŭ kontribui al troa manĝa konsumado en obesidad kaj al alta kapablo al recolektado kiam manĝado post ekspozicio al streĉa aŭ frustranta evento.

En fermado

La kapablo kontraŭstari la instigon uzi drogon aŭ manĝi preter la punkto de satieco postulas la taŭgan funkciadon de neŭronaj cirkvitoj implikitaj en supro-kontrolo kontraŭstari la kondiĉitajn respondojn kiuj deĉenigas la deziron ingesti la manĝaĵon / drogon. Ĉu iuj specoj de obesidad aŭ ne devus esti difinitaj kiel kondukaj toksomanioj [160], ekzistas kelkaj identigeblaj cirkvitoj en la cerbo [2], kies disfunkcioj malkovras realajn kaj klinike signifajn paralelajn inter la du malordoj. La bildo, kiu aperiĝas, estas tiu obesidad, simila al drog-toksomanio [226], ŝajnas esti rezultita de malkonsilita prilaborado en gamo de regionoj implikitaj en rekompenco / salutado, motivado / stirado, emocio / streĉa reaktiveco, memoro / klimatizado, plenuma funkcio / memregado kaj interkapablo, krom eblaj malbalancoj en la hejmata reguligo de manĝaĵo.

La datumoj amasigitaj ĝis nun sugestas, ke ĝi estas la diferenco inter la atendo por la drogoj / manĝaĵoj (kondiĉoj de respondoj) kaj la malplena rekompenca sperto, kiu subtenas drogon prenantan / manĝaĵon supozeble konduton en provo atingi la atenditan rekompencon. Ankaŭ, ĉu provita dum fruaj aŭ longaj periodoj de abstinado / dieto, toksomaniuloj / obesaj temoj montras pli malaltan D2R en striatum (inkluzive de NAc), kiuj estas asociitaj kun malpliigoj en baza aktiveco en frontaj cerbaj regionoj implikitaj en salienceco (OFC) kaj inhibitoria kontrolo (ACC kaj DLPFC), kies interrompo rezultigas kompreneblecon kaj impulsecon. Fine, evidenteco ankaŭ aperis pri la rolo de interoceptiva kaj aversiva cirkvito en la sistemaj malbalancoj, kiuj rezultigas la kompensan ingestaĵon de ĉu drogoj aŭ manĝaĵoj. Kiel konsekvenco de sekvencaj interrompoj en ĉi tiuj cirkvitoj, individuoj povas sperti (i) plibonigitan motivan valoron de la drogo / manĝaĵo (malĉefaj al lernaj asocioj per kondiĉado kaj kutimoj) koste de aliaj plifortigiloj (malĉefa al malpliigita sentemo de la rekompenco ), (ii) difektita kapablo por deteni la intencajn (cel-direktitajn) agojn deĉenigitaj de la forta deziro preni la drogon / manĝaĵon (malĉefa al difektita ekzekutiva funkcio) kiu rezultigas devigan drogon / manĝaĵon kaj (iii) plibonigita streso kaj "antirrega reaktiveco", kiu rezultigas impulsiĝan drogadon por eskapi de la aversiva stato.

La multaj mekanikaj kaj kondutaj paralelaj identigiloj inter toksomanio kaj obesidad sugestas la valoron de multoblankaj paralelaj aliroj por ambaŭ ĉi tiuj malordoj. Tiaj alproksimiĝoj devus provi malpliigi la plifortigajn proprietojn de drogo / manĝaĵo, restarigi / plibonigi la rekompencajn posedojn de alternativaj plifortigiloj, malhelpi lernitajn asociojn, plibonigi motivon por ne-drogaj / nutraĵoj, malpliigi streĉan reaktivecon, plibonigi mizeron kaj plifortigi ĝenerala celo memregado.

Konflikto pri Interesa Rakonto

Neniu konflikto pri intereso.

Referencoj