Tendencoj Cogn Sci. 2011 Jan; 15 (1): 37-46. doi: 10.1016 / j.tics.2010.11.001. Epub 2010 Nov 24.
fonto
Nacia Instituto pri Drogaj Misuzoj, Nacia Institutoj pri Sano, Bethesda, MD 20892, Usono. [retpoŝte protektita]
abstrakta
La kapablo kontraŭstari la emon manĝi postulas taŭgan funkciadon de neuronaj cirkvitoj implikitaj en suprena kontrolo por kontraŭi la kondiĉitajn respondojn, kiuj antaŭdiras rekompencon manĝi la manĝaĵon kaj la deziron manĝi la manĝaĵon. Mimagiaj studoj montras, ke obesaj subjektoj povus havi damaĝojn en dopaminergiaj vojoj, kiuj reguligas neŭronajn sistemojn asociitajn kun rekompenca sentemo, kondiĉado kaj kontrolo. Estas sciate, ke la neuropeptidoj, kiuj reguligas energian ekvilibron (homeostataj procezoj) per la hipotalamo ankaŭ modulas la agadon de dopaminaj ĉeloj kaj ties projekcioj en regionojn implikitajn en la rekompencaj procezoj sub la manĝa konsumado de manĝaĵoj.. Oni postulas, ke ĉi tio povus esti ankaŭ mekanismo, per kiu troigo kaj la rezulta rezisto al homoeostataj signaloj malhelpas la funkcion de cirkvitoj implikitaj en rekompenca sentemo, kondiĉado kaj kognitiva kontrolo.
Enkonduko
Triono de la usona plenkreska populacio estas obesa [indekso de korpa maso (IMC) ≥30 kg m-2] [1]. Ĉi tiu fakto havas multe kaj multekostajn implikaĵojn, ĉar la obezeco estas forte asociita kun gravaj kuracaj komplikaĵoj (ekz. Diabeto, kormalsano, grasa hepato kaj iuj kanceroj) [2]. Ne mirinde, ke la sanzorgaj kostoj sole pro obezeco en Usono estis taksitaj je preskaŭ $ 150-miliardoj da usonaj dolaroj [3].
Sociaj kaj kulturaj faktoroj sendube kontribuas al ĉi tiu epidemio. Specife, medioj, kiuj antaŭenigas malsanajn manĝajn kutimojn (ubiquita aliro al tre prilaboritaj kaj manĝeblaj manĝaĵoj) kaj korpa senaktiveco estas kredita havi fundamentan rolon en la ĝeneraligita problemo de obesidad (Retejo pri Obezeco kaj Malhelpado de la Centroj por Malsano-Kontrolo kaj Antaŭzorgo; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Tamen, individuaj faktoroj ankaŭ helpas determini, kiuj (aŭ ne) fariĝos obesaj en ĉi tiuj medioj. Surbaze de heredaĵaj studoj, genetikaj faktoroj estas taksitaj kontribui inter 45% kaj 85% de la ŝanĝebleco en IMC [4,5]. Kvankam genetikaj studoj malkaŝis punktajn mutaciojn tro-reprezentitajn inter obesaj individuoj [4], plejparte, la obezeco estas pripensita sub poligena kontrolo [6,7]. Efektive, la plej freŝa tuta genoma-vasta asoci-analiza studo (GWAS) farita en 249,796-individuoj de eŭropa deveno identigis 32-lociojn asociitajn kun IMC. Tamen ĉi tiuj locioj klarigis nur 1.5% de la varianco en IMC [8]. Plie, oni taksis, ke studoj pri GWAS kun pli grandaj specimenoj devas povi identigi ekstrajn lociojn de 250 kun efikoj sur IMC. Tamen, eĉ kun la ne malkovritaj variaĵoj, oni taksis, ke signaloj de komunaj variantaj locioj respondecus nur pri 6-11% de la genetika variaĵo en IMC (surbaze de laŭtaksa heredeco de 40-70%). La limigita klarigo pri la varieco de ĉi tiuj genetikaj studoj probable reflektas la kompleksajn interagojn inter individuaj faktoroj (determinitaj de genetiko) kaj la maniero kiel individuoj rilatas al medioj, kie manĝaĵo estas vaste havebla, ne nur kiel fonto de nutrado, sed ankaŭ kiel forta rekompenco, kiu per si mem antaŭenigas manĝi [9].
La hipotalamo [pere de reguligaj neuropeptidoj kiel leptino, ecolecistokokinino (CCK), greklino, oksino, insulino, neuropeptido Y (NPY), kaj per la sento de nutraĵoj, kiel glukozo, aminoacidoj kaj grasaj acidoj] estas rekonita kiel ĉefa cerbo. regiono reguliganta konsumadon kiel rilatas al kaloriaj kaj nutraj postuloj [10-13]. En aparta, la arka kerno tra siaj rilatoj kun aliaj hipotalamaj kernoj kaj eksterteralaj hipotalamaj cerbaj regionoj, inkluzive de la kerno tractus solitarius, reguligas homeostatikan konsumon [12] kaj estas implicita en obesidad [14-16] (Figuro 1a, maldekstra panelo). Tamen, evidentigas amasojn, ke cerbaj cirkvitoj krom tiuj reguligantaj malsaton kaj saĝecon okupas manĝaĵon kaj obezony [17]. Specife, pluraj limuzaj [kernaj akcentoj (NAc), amigdala kaj hipokampo] kaj kortikaj cerbaj regionoj [orbitofrontal kortekso (OFC), cingulata giro (ACC) kaj insula] kaj neurotransmisiloj (dopamino, serotonino, opioidoj kaj cannabinoidoj) same kiel la hipotalamo implikas en la rekompencaj efikoj de manĝo [18] (Figuro 1a, dekstra panelo). Kontraŭe, la regulado de manĝaĵkompreno fare de la hipotalamo ŝajnas fidi je la rekompenco kaj instiga neŭcirkvitado por modifi manĝajn kondutojn [19-21].
Surbaze de trovoj de bildstudaj studoj, lastatempe estis proponita modelo de obezeco, en kiu troregado reflektas malekvilibron inter cirkvitoj, kiuj motivas konduton (pro ilia implikiĝo en rekompenco kaj kondiĉado)) kaj cirkvitoj kiuj kontrolas kaj inhibicias antaŭ-potencajn respondojn [22]. Ĉi tiu modelo identigas kvar ĉefajn cirkvitojn: (i) rekompenco-salteco; (ii) instigo-veturado; (iii) lernado-kondiĉado; kaj (iv) inhibicia kontrolo - emocia regulado - plenuma funkcio. Notinde, ĉi tiu modelo ankaŭ aplikeblas al drogmanio.
In vundeblaj individuoj, konsumado de altaj kvantoj de plaĉa manĝo (aŭ drogoj en toksomanio) povas ĝeni la ekvilibran interagadon inter ĉi tiuj cirkvitoj, rezultigante pliigitan plifortigan valoron de manĝaĵo (aŭ drogoj en toksomanio) kaj en malfortigado de la kontrolcirkvitoj. Ĉi tiu perturbo estas konsekvenco de kondiĉita lernado kaj restarigo de rekompencaj sojloj post la konsumado de grandaj kvantoj da alt-kaloriaj manĝaĵoj (aŭ drogoj en toksomanio) de riskantaj individuoj. La subfosado de la kortikaj supraj retoj, kiuj reguligas antaŭ-potencajn respondojn, rezultigas impulsivecon kaj en komputa manĝaĵa konsumado (aŭ deviga konsumado de drogoj en toksomanio).
Ĉi tiu papero diskutas la evidentecon, kiu ligas la neŭrajn cirkvitojn implikitajn en supraĵa kontrolo kun tiuj implikitaj kun rekompenco kaj instigo kaj ilia interagado kun ekstercentraj signaloj, kiuj reguligas homeostatikan konsumon.
Manĝaĵo estas potenca natura rekompenco kaj kondiĉiga stimulo
Iuj manĝaĵoj, precipe tiuj riĉaj en sukeroj kaj grasoj, havas potencajn rekompencojn [23] tio antaŭenigas manĝadon (eĉ se mankas energia postulo) kaj ekigas lernitajn asociojn inter la stimulo kaj la rekompenco (kondiĉigo). En evolua termino, ĉi tiu propraĵo de plaĉaj manĝaĵoj kutimis esti avantaĝa ĉar ĝi certigis ke manĝaĵo manĝis kiam disponebla, ebligante stokadon de energio en la korpo (kiel grasa) por estonta bezono en medioj kie manĝaĵfontoj estis malabundaj kaj / aŭ nefidindaj. Tamen en modernaj socioj, kie manĝaĵoj vaste haveblas, tiu adapto fariĝis pasivo.
Pluraj neurotransmisiloj, inkluzive de dopamina (DA), kanabinoidoj, opioidoj kaj serotonino, same kiel neuropetidoj implikitaj en homeostatika regulado de manĝaĵa konsumado, kiel orekso, leptino kaj ghrelino, estas implikitaj en la rekompencaj efikoj de manĝaĵo [24-26]. DA estis la plej detale esplorita kaj plej bone karakterizas. Ĝi estas ŝlosila neurotransmisilo modulanta rekompencon (naturaj kaj drogaj rekompencoj), kiun ĝi faras ĉefe per siaj projekcioj de la ventra tegmenta areo (VTA) en la NAc [27]. Aliaj DA-projekcioj ankaŭ estas implikitaj, inkluzive de la dorsal striatum (kaŭdato kaj putamen), kortikala (OFC kaj ACC) kaj limuzikaj regionoj (hipokampo kaj amigdala) kaj la flanka hipotalamo. Efektive, ĉe homoj, la ingesta gusto de manĝaĵo pruviĝis liberigi DA-n en la dorsa striatumo proporcie al la mem-raportita plezuro derivita de manĝado de la manĝaĵo [28]. Tamen, la implikiĝo de DA en rekompenco estas pli kompleksa ol la nura kodigado de hedonika valoro. Al la unua ekspozicio al manĝaĵa rekompenco (aŭ neatendita rekompenco), la pafo de DA neŭronoj en la VTA pliiĝas kun rezulta kresko de liberigo de DA en NAc [29]. Tamen, kun ripeta eksponiĝo al la manĝaĵa rekompenco, la DA-respondo kutimas kaj iom post iom estas transdonita al la stimuloj asociitaj kun la manĝaĵa rekompenco (ekz. La odoro de manĝaĵo), kiu tiam estas prilaborita kiel antaŭdiro de rekompenco (fariĝanta kvino kondiĉita. al la rekompenco) [30,31]; la DA-signalo en respondo al la signo tiam servas por transdoni 'rekompencan prognozan eraron' [31]. La vastaj glutamatergaj aferentoj al DA-neŭronoj el regionoj implikitaj kun sensora (insula aŭ primara gustuma kortekso), homeostatikaj (hipotalamo), rekompenco (NAc), emociaj (amigdala kaj hipokampo) kaj multimodaj (OFC por saleca atribuo) modulas sian aktivecon en respondo al rekompencoj kaj al kondiĉitaj signoj [32]. Specife, projekcioj de la amigdala kaj de la OFC al DA-neŭronoj kaj NAc estas implikitaj en kondiĉitaj respondoj al manĝaĵo [33]. Efektive, bildstudaj studoj montris, ke kiam oni ne petis virojn subjektojn malhelpi sian avidon pri manĝaĵo dum eksponado al manĝaĵoj, ili malpliigis metabolan agadon en amigdala kaj OFC [same kiel hipokampo (vidu ankaŭ skatolo 1), insula kaj strianta]; la malpliiĝoj de OFC estis asociitaj kun reduktoj de avido de manĝaĵoj [34].
Kondiĉigitaj aludoj povas eligi nutradon eĉ ĉe satigitaj ratoj [30] kaj, ĉe homoj, bildstudaj studoj montris, ke ekspozicio al manĝaĵoj provokas DA-pliiĝon en la striato, kiu asocias kun la deziro manĝi la manĝaĵon [35]. Aldone al sia implikiĝo kun kondiĉado, DA ankaŭ okupiĝas pri la instigo plenumi la kondutojn necesajn por aĉeti kaj konsumi la manĝaĵon. Efektive, la implikiĝo de DA en manĝaĵa rekompenco estis asociita kun la motiva saleco aŭ "voli" manĝaĵon kontraste al la "plaĉo" de manĝaĵo [36] (skatolo 2), efiko, kiu probable implikas la dorsan striatumon kaj eble ankaŭ la NAc [37]. DA havas tian gravegan rolon en ĉi tiu kunteksto, ke transgenaj musoj, kiuj ne sintezas DA-morton de malsato pro manko de instigo manĝi [37]. Restarigi DA-neurotransmisio en la dorsa striatumo savas ĉi tiujn bestojn, dum restarigo de ĝi en la NAc ne faras.
La hedonaj ("plaĉaj") proprietoj de manĝaĵo ŝajnas dependi, inter aliaj, de opioidoj, kanabinoidoj kaj GABA-neurotransmisio [36]. Ĉi tiuj "plaĉaj" propraĵoj de manĝaĵo estas prilaboritaj en rekompencaj regionoj inkluzive de flanka hipotalamo, NAc, ventral pallidum, OFC [9,27,38] kaj insula (primara gusto-areo en la cerbo) [39].
Signala opioida en NAc (en la ŝelo) kaj ventral pallidum ŝajnas mediacii "plaĉa" manĝaĵo [40]. En kontrasto, opioida signalado en la bazolateral amigdala estas implicita en transdonado de kortuŝaj ecoj de manĝaĵoj, kiuj siavice modulas la stimulan valoron de manĝaĵo kaj rekompencan konduton, tiel ankaŭ kontribuas al manĝado "deziri" [41]. Interese, ke en ronĝuloj, kiuj estis elmontritaj al dietoj riĉaj je sukero, farmacologia defio kun naloxono (opia antagonisma drogo sen efikoj en kontrolaj ratoj) provokas opiozan sindromon simile al tio observita ĉe bestoj, kiuj estis kronike elmontritaj al opioidaj drogoj [42]. Krome, ekspozicio de homoj aŭ laboratoriaj bestoj al sukero produktas analgèsikan respondon [43], kio sugestas, ke sukero (kaj eble aliaj aĉaj manĝaĵoj) havas rektan kapablon akceli endogenajn opioidajn nivelojn. Esplora demando, kiu eliras el ĉi tiuj datumoj, estas ĉu, ĉe homoj, dieto ellasas mildan retiriĝan sindromon, kiu povus kontribui al reaperado.
Endocannabinoidoj, ĉefe per kanabinoidaj CB1-riceviloj signalantaj (kontraste al CB2-riceviloj), rilatas al ambaŭ homeostataj kaj rekompencaj mekanismoj de manĝaĵa konsumado kaj energiaj elspezoj [44-46]. Hejmata regulado estas mediata parte per la arka kaj paraventrikulaj kernoj en la hipotalamo kaj tra la kerno de la soleca vojo en la cerbo, kaj la regulado de rekompencaj procezoj estas mediata parte per efikoj en NAc, hipotalamo kaj cerbo. Tial, la kanabinoida sistemo estas grava celo en medikamento-disvolviĝo por kuracado de obezeco kaj metabola sindromo. Simile, la modulado per serotonino de nutrantaj kondutoj implikas kaj rekompencon kaj homeostatikan reguladon kaj ĝi ankaŭ estis celo por la disvolviĝo de kontraŭobezaj medikamentoj [47-50].
Paralele, ekzistas kreskantaj evidentaĵoj, ke periferaj homeostataj reguligantoj de energia bilanco, kiel leptino, insulino, oreksino, grelino kaj PYY, ankaŭ reguligas kondutojn nehejostatikajn kaj modulas la rekompencajn propraĵojn de manĝaĵo [50]. Ĉi tiuj neuropeptidoj povus esti ankaŭ implikitaj kun kognitiva kontrolo de la konsumado de manĝaĵoj kaj kondiĉado de manĝaj stimuloj [51]. Specife, ili povas interagi kun kognaj riceviloj en neuronaj VTA DA neŭronoj, kiuj ne nur projektas al la NAc, sed ankaŭ al antaŭfrontalaj kaj limvikaj regionoj; fakte multaj el ili esprimas ankaŭ receptorojn en frontaj regionoj kaj en hipokampo kaj amigdalo [50].
La insulino, kiu estas unu el la ŝlosilaj hormonoj implikitaj en la regulado de glukoza metabolo, pruviĝis mildigi la respondon de limfikaj (inkluzive cerbajn rekompencajn regionojn) kaj kortikajn regionojn en la homa cerbo al manĝaj stimuloj. Ekzemple, en sanaj kontroloj, insulino mildigis la aktivigon de la hipokampo, frontaj kaj vidaj kortikoj kiel respondo al manĝaj bildoj [52]. Al la inversa, insulin-rezistemaj subjektoj (pacientoj kun tipo 2-diabeto) montris pli grandan aktivadon en limfaj regionoj (amigdala, striatum, OFC kaj insula) kiam eksponitaj al manĝaj stimuloj ol ne-diabetaj pacientoj [53].
Ien la homa cerbo, la hormono-leptino derivita de la adipocito, kiu agas parte kvankam la riceviloj de leptino en hipotalamo (arka kerno) por malpliigi la konsumon de manĝaĵoj, ankaŭ estis montrita mildigi la respondon de cerbaj rekompencaj regionoj al manĝaj stimuloj. Specife, pacientoj kun congénita leptina manko montris aktivigon de DA mezolimbaj celoj (NAc kaj caudate) al vidaj manĝaj stimuloj, kio estis asociita kun manĝaĵa deziro, eĉ kiam la subjekto ĵus estis nutrita. Kontraŭe, mesolimbia aktivado ne okazis post 1 semajno de leptina traktado (Figuro 2a, b). Ĉi tio estis interpretita por sugesti, ke leptino malpliigis la bonvolajn respondojn al manĝaĵo [19]. Alia fMRI-studo, ankaŭ farita kun pacientoj kun congénita leptina manko, montris, ke leptina traktado malpliigis la aktivadon de regionoj implikitaj kun malsato (insula, parietala kaj tempa kortekso) dum ĝi plibonigis la aktivadon de regionoj implikitaj en kognitiva inhibicio [prefrontal-kortekso (PFC)] post eksponiĝo al manĝaj stimuloj [20]. Tiel, ĉi tiuj du studoj donas pruvojn, ke en la homa cerbo leptino modulas la agadon de cerbaj regionoj implikitaj ne nur de homeostataj procezoj, sed ankaŭ de rekompencaj respondoj kaj kun inhiba kontrolo.
Gut hormonoj ankaŭ ŝajnas moduli la respondon de cerbaj rekompencaj regionoj al manĝaj stimuloj en la homa cerbo. Ekzemple, la peptido YY3-36 (PYY), kiu estas liberigita de intestaj ĉeloj post-prandial kaj reduktas manĝaĵon, montris la transiron de la reguligo de manĝa konsumado per homeostatikaj cirkvitoj (t.e. hipotalamo) al ĝia regulado per rekompencaj cirkvitoj en la transiro de malsato al sateco. . Specife, kiam plasmaj PYY-koncentriĝoj estis altaj (kiel satigite), aktivigo de OFC per manĝaj stimuloj negative antaŭdiris manĝaĵon; dum kiam plasmaj PYY-niveloj estis malaltaj (kiel kiam manĝaĵo senigita) hipotalamika aktivado pozitive antaŭdiris konsuman manĝon [54]. Ĉi tio estis interpretita por reflekti, ke PYY malpliigas la rekompencajn aspektojn de manĝaĵo per sia modulado de la OFC. Kontraŭe, ghrelin (stomak-derivita hormono, kiu pliiĝas en la stato de fasto kaj stimulas la konsumadon de nutraĵoj), estis montrita pliigi la aktivadon en respondo al manĝaj stimuloj en cerbaj rekompencaj regionoj (amigdala, OFC, antaŭa insulo kaj striato) kaj ilia aktivigo estis asociita kun mem-raportoj pri malsato (Figuro 2c, d). Ĉi tio estis interpretita por reflekti plibonigon de la hedonaj kaj instigaj respondoj al manĝaĵoj ligitaj al ghrelin [55]. Entute ĉi tiuj trovoj konformas ankaŭ al la diferenca regiona cerba aktivado en respondo al manĝaj stimuloj en satigitaj kontraŭ fastitaj individuoj; aktivigo de rekompencaj regionoj en respondo al manĝaj stimuloj malpliigas dum la aspekto kompare al la fastita stato [15].
Ĉi tiuj observaĵoj notas interkovron inter la neŭrokcirkvitaro, kiu reguligas rekompencon kaj / aŭ plifortigon kaj tion, kiu reguligas energian metabolon (Figuro 1b). Periferiaj signaloj, kiuj reguligas homeostatikajn signalojn al manĝaĵo, ŝajnas pliigi la sentivecon de regionaj cerbaj limoj al manĝaj stimuloj kiam ili estas oreksigenaj (ghrelino) kaj malpliigi la sentivecon al aktivigo kiam ili estas anoreksigenaj (leptino kaj insulino). Simile, la sentiveco de cerbaj rekompencaj regionoj al manĝaj stimuloj dum manĝa senvalorigo, dum ĝi malpliiĝas dum satiro. Tiel, hejmostatika kaj rekompenca cirkvito agas koncerte por antaŭenigi manĝajn kondutojn sub kondiĉoj de senvalorigo kaj malhelpi konsumadon de manĝaĵoj en kondiĉoj de sateco. Interrompo de la interagado inter hejmostatika kaj rekompenca cirkvitado eble antaŭenigos troadon kaj kontribuas al obesidad (figuro 1). Kvankam aliaj péptidos [glucagon-kiel peptido-1 (GLP-1), CKK, bombesin kaj amilino] ankaŭ reguligas konsumon de manĝaĵoj per siaj hipotalamaj agoj, iliaj ekstraj hipotalamaj efikoj ricevis malpli da atento [12]. Tiel, ĝi restas multe por lerni, inkluzive de la interagoj inter la homeostatikaj kaj la ne-homeostataj mekanismoj, kiuj reguligas la konsumadon de manĝaĵoj kaj ilian implikiĝon en la obezeco.
Interrompo en rekompenco kaj kondiĉado de manĝaĵo en obezaj kaj obesaj individuoj
Klinikoj kaj klinikaj studoj provizis evidentaĵojn de malpliiĝoj de signalado de DA en striaj regionoj [malkreskoj en DAD2 (D2R)-receptoroj kaj en liberigo de DA], kiuj estas ligitaj kun rekompenco (NAc) sed ankaŭ kun kutimoj kaj rutinoj (dorsal-striatum) en obezeco [56-58]. Grave, malkreskoj en striataj D2R estis ligitaj al komputa manĝaĵa konsumado en obesaj ronĝuloj [59] kaj kun malpliigita metabola agado en OFC kaj ACC en obesaj homoj [60] (Figuro 3a-c). Konsiderante, ke misfunkcio en OFC kaj ACC rezultigas kompulsiecon [reviziitan 61], ĉi tio povus esti la mekanismo per kiu malalta signalado D2R faciligas hiperfagion [62]. Malpliiĝinta D2R-rilata signalado ankaŭ verŝajne reduktas la sentivecon al naturaj rekompencoj, deficito, kiun obesaj homoj eble strebos kompensi provizore per troigo [63]. Ĉi tiu hipotezo konformas al preklinikaj evidentecoj, kiuj montras, ke malpliigita DA-agado en la VTA rezultigas draman kreskon de la konsumo de altaj grasaj manĝaĵoj [64].
Efektive, kompare kun normal-pezaj individuoj, obesaj homoj, kiuj estis prezentitaj kun bildoj de alt-kaloria manĝaĵo (stimuloj, al kiuj ili estas kondiĉitaj), montris pliigitan neŭralan aktivadon de regionoj, kiuj estas parto de rekompenco kaj motivaj cirkvitoj (NAc, dorsal striatum, OFC , ACC, amigdala, hipokampo kaj insuleto) [65]. Kontraŭe, en normal-pezaj kontroloj, la aktivigo de ACC kaj OFC (regionoj implikitaj en salia atribuo, kiu projektas en la NAc) dum prezento de alt-kaloria manĝaĵo estis trovita esti negative korelaciita kun ilia IMC [66]. Ĉi tio sugestas dinamikan interagadon inter la kvanto de manĝaĵo manĝita (reflektita parte de la IMC) kaj la reaktiveco de rekompencaj regionoj al alt-kaloria manĝaĵo (reflektita en la aktivigo de OFC kaj ACC) ĉe normal-pezaj individuoj, kio estas perdita en obezeco.
Surprize, obesaj homoj, kompare kun maldikaj individuoj, spertis malpli da aktivigo de rekompencaj cirkvitoj de la efektiva manĝaĵa konsumo (konsuma manĝaĵa rekompenco), dum ili montris pli grandan aktivigon de somatosensoraj kortikaj regionoj, kiuj procesas palateblecon, kiam ili antaŭvidis konsumon [67] (figuro 4). Ĉi-lasta trovo konformas al studo, kiu raportis pliigitan basan glukozan metabolo-aktivecon (markilo de cerba funkcio) en somatosensoriaj regionoj, kiuj procesas palatecon, inkluzive de insula, en obesoj kompare kun maldikaj subjektoj [68] (Figuro 3d, t). Pliigita agado de regionoj, kiuj procesas palatokapablon, povus fari obeajn subjektojn favori manĝon super aliaj naturaj plifortigiloj, dum malpliigita aktivigo de dopaminergiaj celoj per la fakta manĝaĵa konsumo povus konduki al superkonsumo kiel rimedo por kompensi la malfortajn DA-signalojn [69].
Ĉi tiuj bildaj trovoj kongruas kun pliigita sentiveco de la rekompenco-cirkvitoj al kondiĉitaj stimuloj (vidado de alt-kaloria manĝaĵo), kiuj antaŭdiras rekompencon, sed malpliigita sentiveco al la rekompencaj efikoj de efektiva manĝaĵa konsumado en dopaminergiaj vojoj en obezeco. Ni hipotezas ke, ĝis la diferenco inter la atendata rekompenco kaj livero, kiu ne plenumas ĉi tiun atendon, tio antaŭenigos devigan manĝadon kiel provo atingi la atendatan nivelon de rekompenco. Kvankam la malsukceso de atendata rekompenco alvenas estas akompanata de malpliigo de la pafado de ĉeloj de DA en laboratoriaj bestoj [70], la kondutisma graveco de tia malkresko (kiam manĝaĵa rekompenco estas malpli granda ol atendita), laŭ nia scio, ne estis esplorita.
Paralele al ĉi tiuj aktivaj ŝanĝoj en la rekompenco-cirkvitoj ĉe obesaj subjektoj, bildaj studoj ankaŭ dokumentis konstantajn malpliiĝojn de la reaktiveco de la hipotalamo al satenaj signaloj en obesaj subjektoj [71,72].
Evidenteco de kognitiva interrompo en obezaj kaj obesaj individuoj
Estas kreskanta evidenteco, ke obezeco estas asociita kun misfunkcio sur iuj kognaj funkcioj, kiel ekzekutiva funkcio, atento kaj memoro [73-75]. Efektive, la kapablo malhelpi la bezonojn manĝi dezirindan manĝaĵon varias inter individuoj kaj eble estas unu el la faktoroj kiuj kontribuas al ilia vundebleco por manĝado [34]. La adversa influo de obesidad sur kogno ankaŭ reflektas en la pli alta prevalenco de hiperaktiveca malordo (ADHD) [76], Alzheimer-malsano kaj aliaj demencoj [77], kortika atrofio [78] kaj blanka materio malsano [79] en obesaj subjektoj. Kvankam ko-morbilaj medicinaj kondiĉoj (ekz. Cerebrovaskula patologio, hipertensio kaj diabeto) estas konataj influas kogniton kontraŭe, estas ankaŭ evidenteco, ke alta IMC, per si mem, povus difekti diversajn kognajn domenojn, aparte plenuma funkcio [75].
Malgraŭ iuj malkonsekvencoj inter studoj, cerbaj bildigaj datumoj ankaŭ provizis evidentecon de strukturaj kaj funkciaj ŝanĝoj asociitaj kun alta IMC en alie sanaj kontroloj. Ekzemple, MRI-studo farita ĉe maljunaj inoj uzante voxel-saĝan morfometrion montris negativan korelacion inter BMI kaj grizaj materiaj volumoj (inkluzive de frontaj regionoj), kiu, en la OFC, estis asociita kun misfunkcia plenuma funkcio [80]. Uzante tomografian emision de pozitronoj (PET) por mezuri cerban glukozon-metabolon en sanaj kontroloj, negativa korelacio ankaŭ estis montrita inter IMC kaj metabola agado en PFC (dorsolatera kaj OFC) kaj en ACC. En ĉi tiu studo, la metabola aktiveco en PFC antaŭdiris la agadon de la subjektoj en provoj de plenuma funkcio [81]. Simile, NMR-spektroskopa studo pri sana mezaĝo kaj maljunaj kontroloj montris, ke IMC estis negative asociita kun la niveloj de N-acetil-aspartato (markilo de neuronal integreco) en frontala kortekso kaj ACC [79,82].
Cerbaj bildaj studoj komparantaj obeajn kaj maldikajn individuojn ankaŭ raportis malpli altan grizan materian densecon en frontalaj regionoj (frontala operkulo kaj meza frontala giro) kaj en post-centra giro kaj putamen [83]. Alia studo, kiu ne trovis diferencojn en volumoj de griza materio inter obesaj kaj maldikaj subjektoj, raportis pozitivan korelacion inter blanka materio volumo en bazaj cerbaj strukturoj kaj talio: kokso; tendenco, kiu estis parte inversigita per dietado [84].
Fine, la rolo de DA en inhiba kontrolo estas bone rekonita kaj ĝia interrompo povus kontribui al kondutaj malordoj de malkontrolo, kiel obezeco. Negativa korelacio inter IMC kaj striata D2R estis raportita en obeso [58] same kiel en superpezaj subjektoj [85]. Kiel diskutita pli supre, la pli malalta ol normala havebleco de D2R en la striato de obesaj individuoj estis asociita kun reduktita metabola aktiveco en PFC kaj ACC [60]. Ĉi tiuj trovoj implicas neŭroadaptiĝojn en signalado de DA kiel kontribuantoj al la interrompo de frontaj kortikaj regionoj asociitaj kun sobrepeso kaj obezeco. Pli bona kompreno de ĉi tiuj interrompoj povus gvidi strategiojn por plibonigi, aŭ eble eĉ reverti, specifajn mankojn en kernaj kognaj domajnoj.
Ekzemple, malfrua rabatado, kiu estas la tendenco devalori rekompencon kiel funkcio de la tempo de prokrasto de ĝia liverado, estas unu el la plej amplekse esploritaj kognaj operacioj rilate al malordoj asociitaj kun impulsiveco kaj kompulsiveco. Malfrua rabatado estis plej amplekse esplorita en droguzantoj, kiuj preferas malgrandan sed tujan super granda-sed malfruaj rekompencoj [86]. La malmultaj studoj faritaj ĉe obesaj homoj ankaŭ montris, ke ĉi tiuj individuoj montras preferon por altaj, tujaj rekompencoj, malgraŭ pliigita ebleco suferi pli altajn estontajn perdojn [87,88]. Plie, pozitiva korelacio inter IMC kaj hiperbola rabatado, per kiu estontaj negativaj rekompencoj malpli ol ol estontaj pozitivaj rekompencoj, estis ĵus raportitaj [89]. Malfrua rabatado ŝajnas dependi de la funkcio de ventrala striatumo (kie NAc situas) [90,91] kaj de la PFC, inkluzive de OFC [92], kaj estas sentema al DA-manipuladoj [93].
Interese, lezoj de la OFC ĉe bestoj povas aŭ pliigi aŭ malpliigi la preferon por tujaj malgrandaj rekompencoj super malfruaj pli grandaj rekompencoj [94,95]. Ĉi tiu ŝajne paradoksa konduta efiko probable reflektas la fakton, ke almenaŭ du operacioj estas prilaboritaj per la OFC; unu estas salia atribuo, per kiu plifortigilo akiras stimulan valoron, kaj la alia estas kontrolo pri antaŭpovaj instigoj [96]. Malfunkcio de la OFC estas asociita kun difektita kapablo modifi la instigan motivan valoron de plifortigilo kiel funkcio de la kunteksto en kiu ĝi okazas (t.e. malpliigi la stimulan valoron de manĝaĵo kun sateco), kio povas rezultigi devigan manĝaĵon [97]. Se la stimulo tre plifortigas (kiel manĝaĵoj kaj manĝaĵoj por obeza subjekto) la plibonigita saleca valoro de la plifortigilo rezultigos pliigitan instigon por akiri ĝin, kio povus aperi bonvolema prokrasti gratifikon (kiel ekzemple pasigi tempon en longaj linioj por aĉeti glaciaĵon).
Tamen, en kuntekstoj, kie manĝaĵo haveblas, la sama plibonigita malpliboneco povas eligi impulsajn kondutojn (kiel aĉeti kaj manĝi la ĉokoladon situantan apud la kesto, eĉ sen antaŭa konscio pri la deziro de tia ero). Malfunkcio de la OFC (kaj de la ACC) malhelpas la kapablon reveni en antaŭ-potencaj instigoj, rezultigante impulsecon kaj troigitan malfruan rabatan indicon.
Manĝaĵo por penso
IEl la kolektita pruvo ĉi tie aperos, ke granda parto de obesaj homoj montras malekvilibron inter plibonigita sentiveco de la rekompenca cirkvitado al kondiĉitaj stimuloj ligitaj al energio-densa manĝaĵo kaj difektita funkcio de la plenuma kontrolcirkvito, kiu malfortigas inhibician kontrolon. super aĉaj kondutoj. Sendepende, ĉu ĉi tiu malekvilibro kaŭzas, aŭ estas kaŭzita de patologia troigo, la fenomeno rememorigas la konflikton inter la cirkvitoj de rekompenco, kondiĉado kaj instigo kaj la inhibicia kontrolcirkvito raportita en toksomanio. [98].
La scio akumulita dum la pasintaj du jardekoj pri genetikaj, neŭralaj kaj mediaj bazoj de obezeco lasas neniun dubon, ke la nuna krizo estiĝis el la malkonekto inter la neurobiologio, kiu pelas manĝaĵon en nia specio kaj la riĉeco kaj diverseco de manĝaj stimuloj. sociaj kaj ekonomiaj sistemoj. La bonaj novaĵoj estas, ke kompreni la profundajn kondutajn konstruojn, kiuj subtenas la epidemion de obezeco, estas la ŝlosilo de ĝia eventuala rezolucio (vidu ankaŭ Skatoloj 3 kaj 4).
Referencoj