Malpermesita manĝi en obeskaj adoleskantoj estas asociita kun orbitofrontaj volumaj reduktoj kaj plenuma disfuncio (2011)

L Maayan,^{2,4 *} C Hoogendoorn,^1* V Sweat,¹ kaj A. Convit^1,3,4

LINK AL PLENA ESTUDIO

Obesidad (Arĝenta Printempo). 2011 julio; 19 (7): 1382-1387.

¹ Fako de Psikiatrio, Novjorka Lernejo de Medicina Universitato, 550 First Avenue, Nov-Jorko, NY 10016, Usono.

² Fako de Infana Psikiatrio, Lernejo de Medicina Universitato de Novjorko, 550 First Avenue, Nov-Jorko, NY 10016, Usono.

³ Fako de Medicino, Lernejo de Medicina Universitato de Novjorko, 550 First Avenue, Nov-Jorko, NY 10016, Usono.

⁴ Nathan Kline-Instituto por Psikiatra Esploro, 140 Old Orangeburg Rd. Orangeburg NY 10962, Usono

En plenkreskuloj, la obesidad estis asociita kun malpermesita manĝado, malpliiĝis la kortikan grizan materialon, kaj pli malaltan agadon sur cognitivaj taksadoj. Multe malpli scias pri ĉi tiuj rilatoj en adoleskado kaj ne ekzistas studoj taksantaj kondutojn, cognitivajn kaj neurostructurajn mezurojn en la sama grupo de studentoj. Ĉi tiu studo ekzamenis la rilaton inter obesidad, ekzekutiva funkcio, malinhibo kaj cerbaj volumoj en relative sana junularo. Partoprenantoj inkludis 54 obesaj kaj 37-klinaj adoleskantoj. Partoprenantoj ricevis kognitivan baterion, demandojn pri manĝaj kondutoj kaj magnetaj resonaĵoj (MRI). Neuropsychologiaj taksoj inkluzivis taskojn celantaj frontalajn lobajn funkciojn. Manĝantaj kondutoj estis determinitaj uzante la Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ), kaj strukturaj MRIoj estis faritaj sur 1.5 T Siemens Avanto MRI-Sistemo (Siemens, Erlangen, Germanio) por determini cerebrajn grizajn materialojn. La adoleskantoj maldikaj kaj obesaj estis egaligitaj de aĝo, jaroj de eduko, sekso kaj sociekonomia statuso. Relativa por apogi adoleskantojn, obesaj partoprenantoj havis signife pli altajn taksojn de malinhibo sur la TFEQ, pli malalta agado sur la cognitivaj provoj, kaj pli malalta orbitofronta kortexa volumo. Malpermeso signife rilatigas kun Korpo-Amasa Indekso, Stroop Kolor-Vorta poentaro, Kaj orbitofrontal korta volumo. Ĉi tiu estas la unua raporto pri ĉi tiuj asocioj en adoleskantoj kaj montras la gravecon pli bone kompreni la asociojn inter neŭropructuraj deficitoj kaj obesidad.

Ŝlosilvortoj: Obesity, Adolescents, Disinhibition, MRI, Frontal Lobe, Kono, Orbitofrontal Cortex

Enkonduko

La prevalencia de infana kaj adoleska obesidad en Usono havas pli ol triobligitan ekde 1970. Kvankam freŝaj evidentecoj sugestas, ke la infana obesidad eble ŝanceliĝis, la nunaj altaj impostoj antaŭdiras senminan problemon de publika sano kun malsanoj cardiovasculares kaj endocrinaj (1).

Malpermesado en manĝado, kiu karakterizas parte kiel la propreco por manĝi oportunie en respondo al mediaj kostumoj, longe asociis kun obesidad en junuloj kaj plenkreskuloj (2). La rilata kontrolo-fiasko en kalika ingeso kiu kondukas al fina obesidad povas okazi ĉe pluraj niveloj en la cerbo inkluzive de la hipotalamo (3) kaj, laŭ pli freŝa laboro, en cerebra korto (4). Serio de funkciaj neŭtimigaj studoj de maldikaj kaj obesaj individuoj en kaj malsataj kaj nutritaj ŝtatoj montris plurajn kortikajn regionojn inkluzive de la antaŭa cingula, medial prefrontal (5), insulo, postaj kinguloj, temporales, kaj orbitofrontalaj kortoj (6) esti diferencie aktivigitaj laŭ la nivelo de satieco kaj BMI, sugestante ilian partoprenon en reguligo de kalika ingestaĵo. La kompreno de OFC kiel ŝlosila areo en inhibado de konduto etendas reen al la kazo de Phineas Gage, la malfeliĉa 19^th jarcento-fervoja laboristo kiu postvivis akcidenton verŝajne difektante sian orbitofrontajn kortexon, kio rezultigis personecajn ŝanĝojn kaj pliigis impulsecon (7).

Neurostructuraj trovoj ankaŭ estis rilatigitaj kun Korpo-Masa Indekso (BMI). En malgranda studo pri virinoj 55-jaraĝa kaj pli maljunaj, kiuj uzis vulkajn morfometriojn (VBM), BMI estis negative rilatigita kun grizaj materialoj en pluraj frontaj areoj, inkluzive la maldekstran orbitofrontal, dekstran malsuperan frontalon, kaj dekstrajn precentrajn griojn krome al aliaj regionoj inkluzive de la dekstra cerebelo same kiel granda dekstra posta regiono ĉirkaŭprenanta la parahipcampo, fusoforma kaj lingva gripo (8). Pli granda studo de 1,428-plenkreskuloj trovis negativan korelacion inter viroj inter BMI kaj ĝenerala griza materio kaj ankaŭ specifaj cerbaj regionoj kiel duflankaj mediaj tempolaj loboj, okipitalaj loboj, frontaj loboj, precuneoj, mezbrajpoj kaj antaŭaj loboj de la cerebelo (9). Alia studo de VBM montris, ke obeskreskuloj havas pli malaltajn grizajn densecojn en areoj kiel frontala operculo, meza fronta giro, post-centra giro, krom putameno (10). Nia grupo priskribis neurostructurajn anormalojn inter obeskaj adoleskantoj kun tipo 2 diabetes mellitus (T2DM) (26), Sed al nia scio neniu tiaj deficitoj estis priskribitaj inter obesaj junuloj sen T2DM.

Krom strukturaj trovoj, taksivaj taksadoj pruvis, ke ekzekutiva funkcio kaj responda inhibado povas esti kompromititaj en adoltoj kaj adoleskantoj obesaj individuoj. Oni studas uzadon de pozitron-emisión-tomografio (PET) kaj cognitivaj provoj trovis obesajn plenkreskulojn malpliiĝis de la linio bazita prefrontala glukozo kaj ankaŭ malpliiĝis en la Stroop-tasko, provo de selectiva atento kaj plenuma funkcio (11). Aliaj studoj pri plenuma funkcio kaj responda inhibo en plenkreskuloj montris negativan asocion de tiuj variabloj kun BMI (12-14). Krome, adoleskantoj ekstreme obesaj montras malpliiĝi funkcii sur plenumaj taskoj kompare kun normataj datumoj (15).

Ni hipotezis, ke konsekvenca kun antaŭaj trovoj uzantaj la Tri Faktman Manĝan Demandaron (TFEQ), obesaj adoleskantoj havus pli altajn ratings de mem-raportita malinhibo en manĝaj kondutoj. Ni pli supozas, ke obesaj adoleskantoj havus pli malaltajn interpunkciojn pri taksado de plenuma funkcio kaj reduktitajn integrecon en neurostructuraj mezuroj de frontala lobo (mRI-bazitaj grizaj materioj kaj regionaj cerbaj volumoj). Krome, ni posedis, ke la malinhibo de TFEQ estas negate asociita kun scivolaj interpunkcioj pri rilataj domajnoj kaj ankaŭ kun mRI-bazitaj mezuroj de cerbaj zonoj okupitaj en responda inhibo kaj plenuma kontrolo.

metodoj

Partoprenantoj kaj Procedoj

Naŭdek unu junuloj (14-21j / o), 37 maldikaj (IMC <25 kg / m² aŭ Talio al Alteco-proporcio <0.5) kaj 54 grasuloj (BMI≥30 kg / m² aŭ> 95-procento por BMI por aĝo kaj sekso) partoprenis en la studo. Okdek unu el ĉi tiuj (36 maldikaj, 45 grasegaj) ricevis MRI. Dek adoleskantoj ne ricevis MRI pro la sekvaj kialoj: du ne plenumis siajn rendevuojn, unu estis graveda kaj ni elektis erari pri sekureco, oni ne povis toleri la MRI (klaŭstrofobio), kaj ses havis BMI> 50 kg / m² kaj superis la korpan grandecon, kiu povus esti akomodata de la skanilo.

Partoprenantoj havis mezan aĝon de 17.3 ± 1.6 jaroj kaj obese 17.5 jaroj ± 1.6 jaroj. La du grupoj ankaŭ estis egalitaj dum jaroj de edukado, sekso kaj sociekonomia statuso kaj ĉiuj estis en la kognie normala rango. Evidenteco de neurologiaj, kuracistoj (krom dislipidemio, insulina rezisto mallongigita de T2DM, poliksta ovaroma malsano aŭ hipertensio) aŭ psikiatria (inkluzive de depresio kaj alkoholo aŭ alia substanco-misuzo) malsanoj ekskludis individuojn de partoprenado en la studo. T2DM ankaŭ ekskludis individuojn de partopreno. Partoprenantoj kaj iliaj gepatroj skribis informitan konsenton kaj estis kompensitaj pro sia tempo kaj ĝeno. La studa protokolo estis aprobita fare de la Nov-Jorko University School of Medicine Institutional Review Board.

Ĉiuj studentoj partoprenis en sango-specimeno post 10-horo dum la nokta rapido por taksado de glukozo, insulino, lipido kaj inflamatorio (alta sentiveco de C-Reactive Protein-hs-CRP). Glukozo estis mezurita uzante glukozo oxidasa metodo (VITROS 950 AT, Amersham, Anglio), insulino per chemiluminescence (Advia Centaur, Bayer Corporation), kaj CRP estis mezurita en plasmo uzanta enziman immunoassay (Vitros CRP-diapozitivoj, Ortho Clinical Diagnostics). Insulina sentemo estis taksita uzanta la Homeostasis Modelo-Takso de Insulina Rezisto (HOMA-IR).

Takso

Takso neuropsicológica

Ni faris larĝan taksadon de neŭrokognitivaj funkcioj, inkluzive de intelekta atingo, lastatempa memoro, labora memoro, atento kaj plenuma funkcio. Ni hipotezis, ke ekzistus diferencoj en fruntaj lobaj funkcioj inter maldikaj kaj grasaj adoleskantoj kaj tial limigis niajn analizojn al neŭrokognitivaj testoj, kiuj reflektas integran loban integrecon kaj sendifektajn plenumajn funkciojn, nome la Teston Kontrolitan Parolan Vortan Asocion (COWAT), Trail Making Test partoj A & B, Stroop Task, Atento / Koncentriĝa Indekso de la Larĝa Gamo-Takso de Lernado kaj Memoro (WRAML) kaj Labormemora Indekso de la WRAML. Escepte de la WRAML kaj la Stroop, kiuj provizas normajn poentarojn korektitajn laŭ aĝo, oni raportas pri krudaj poentaroj. Ĉiuj testoj administrataj estas normaj neŭropsikologiaj instrumentoj detale priskribitaj aliloke (16).

Tri Faktoro Manĝanta Demandaron (TFEQ)

Karakterizaĵoj pri manĝa konduto estis taksataj per la TFEQ. La TFEQ estas 51-ero-instrumento, kunmetita de tri subakvaj mezuroj de kontrolo (tio estas, komprenebla kontrolo pri manĝa konduto, 21-eroj), desinhibición (tio estas, la susceptibilidad de manĝi en respondo al emociaj faktoroj kaj sentoj, 16-eroj) kaj malsato (tio estas, la susceptibilidad manĝi en respondo al sentoj de malsato; 14-eroj). La TFEQ estis administrita proksimume unu horo post temoj matenmanĝe.

MRI Akiraĵo kaj Bildaj Analizo

Ĉiuj temoj estis studitaj sur la sama 1.5 T Siemens Avanto MRI-Sistemo, kiu havas diametron de 65-colo kaj tablon taŭga por ĝis 400-funtulo. Ni akiris bildojn de gradoj de eĥaj gradoj de akcelo de T1-pesitaj (MPRAGE; TR 1300 ms; TE 4.38 ms; TI 800 ms; FOV 250 × 250; tranĉa dikeco 1.2 mm; NEX 1; Flip angle 15 °; matrico grandeco 256 × 256; 192-koralaj tranĉaĵoj).

WM / GM Volumetria Analizo

Normala normaligo kaj segmentado de MPRAGE-bildoj uzis aŭtomatajn procedurojn kiel priskribis en (17) la statistika parametra maŝinprogramo (SPM5). MPRAGE-bildoj unue korektis por signalaj neformalecoj kaj spacie normale al la norma T1-Montreal Neurological Institute-ŝablono. Uzante la algoritmon de klasika ŝtofo en SPM5, ni segmentis la normalajn MPRAGE-bildojn en siajn grizajn aferojn (GM), blankajn aferojn (WM) kaj spermofinalajn flugilojn (CSF), kiuj estas mapoj kiuj reprezentas la probablon ke ĉiu voxel estas klasifikita kiel GM, WM aŭ CSF. Ĉi tiuj segmentaj partioj estis normaligitaj poste al siaj respektivaj normaj ŝablonoj. Krom plenumi tutan cerbon-taksadon, kaj ĉar dum la adoleskado frontala lobo-miklado ankoraŭ daŭras, ni uzis du malsamajn ŝablonojn por derivi la regionojn de intereso (ROI) en la frontala lobo. Ĉi tiuj estis la SPM Automatic Anatomic Labeling (AAL) (18) ŝablono kaj nia eldonita fidinda frontala lobo-parcela metodo (19). La AAL-ŝablono estis uzata por enhavi totala fronta lobo, antaŭa kingula regiono, kaj orbitofronta regiono. Nia propra parcela metodo uzis por prefronta regiono (frontala lobo malpli la suplementa motoro-regiono). Ni kalkulis la proporciojn de WM, GM, CSF-volumoj en la tuta cerbo kaj frontaj regionoj ĉe la kazo-nivelo per unua mapeado de la regionoj al ĉiu segmentita partición kaj tiam averaĝante la valorojn trans subjektoj por ĉiu el la du grupoj.

Statistikaj Analizo

Ni kondukis du-vostajn sendependajn specimenojn t-testojn ekzamenantajn grupajn diferencojn en demografio, endokrinaj datumoj, kognaj datumoj kaj cerbaj volumoj kaj ankaŭ Pearson-korelacioj inter la TFEQ-malinhibicia poentaro kaj BMI, Stroop-kolora vorto-poentaro kaj orbitofronta kortekso de griza volumo. Datumoj pli ol 2 normaj devioj de la meznombro de la grupo por tiu variablo estis ekskluditaj. Konsiderante, ke ekzistas individua ŝanĝebleco en regionaj cerbaj volumoj rilate al ĝenerala kapgrandeco, ni mezuris la grandecon de ĉiu individua intra-krania volbo (ICV) kaj uzis la ICV-valorojn por ĝustigi la regionajn cerbajn volumojn. Tial, por permesi kompareblon al aliaj studoj kaj doni al la leganto senton de la grandeco de la cerbaj regionoj studitaj, la tabelo priskribanta regionajn cerbajn volumojn montras la krudajn (senrezidajn) volumojn. Tamen statistika komparo kaj la signifo kaj efika grandeco por ĉiuj prezentitaj bildoj uzis la volumojn ĝustigitajn (restigitajn) cerbajn volumojn.

rezultoj

Demografio kaj Endokrina Datumoj

Subjektaj grupoj estis egale por aĝo, sekso, lerneja grado kaj Hollingshead-sociekonomia statuso (SES). Obesaj partoprenantoj estis, laŭ difino, pli altaj en BMI, kaj kiel atendis ankaŭ pli alta sistólica kaj diastólica sangopremo, fastante insulino kaj glucose-niveloj (sed ĉiuj en la normoglycemic gamo) same kiel la homeostata modelo-takso de insulina rezisto (HOMA-IR ), trigliceridoj, malalta denseco lipoproteino (LDL) kolesterolo, kaj alta sentiveco C-reactiva proteino (CRP). Obesaj temoj ankaŭ havis signife pli malaltajn nivelojn de alta denseco-lipoproteino (HDL). Bonvolu raporti tablo 1.

Tri Faktoro Manĝanta Demandaron

Obezaj adoleskantoj gajnis signife pli altajn ol maldikaj partoprenantoj pri la malinhibicia faktoro de la Demanda Demandaro pri Tri Faktoroj (6.85 ± 3.55 kontraŭ 3.91 ± 1.96, p <0.000, cohen's d (d) = 1.07), same kiel la malsata faktoro (6.60 ± 3.37 kontraŭ 4.68 ± 2.84, p = 0.008, d = 0.81) kaj la kognitiva moderiga faktoro (9.19 ± 4.30 kontraŭ 6.78 ± 4.11, p = 0.012, d = 0.57). Bonvolu noti, ke ni ripetis ĉi tiujn analizojn por la subaro de 81 partoprenantoj kun MRI kaj la rezultoj estis esence senŝanĝaj (datumoj ne montritaj).

Konsciaj Mezuroj

Relativa por apogi adoleskantojn, obesaj adoleskantoj havis plej malbonan kognan agadon en ĉiu fronta lobo-tasko, plej prononcita por la Stroop (mezurita de inhibicio), kaj la Laborala Indekso de la WRAML, eĉ kiam ni kontrolis por estimita IQ. Bonvolu raporti tablo 2.

Ĉar 10-subjektoj ne ricevis MRI-pritaksadon (por detaloj bonvolu raporti al la sekcioj de la partoprenantoj kaj proceduroj supre), ni ripetas niajn analizojn por la subgrupo de 81-adoleskantoj kun MRI kaj la direkto kaj signifo de la kognaj rezultoj restis senŝanĝaj (datumoj ne montrita).

cerbo figurado

La griza materio volumo de lobo frontal (en centimetroj cúbicos) tendencita pli malgranda, kvankam ne al nivelo de graveco estadístico, inter adoleskantoj obesos (265.3 ± 29.5 vs. 269.6 ± 26.7; 0.00369 ± 0.018312 vs. -0.00609 ± 0.014076, p = 0.139, d = 0.35). Bonvolu noti, ke kvankam la absolutaj diferencoj inter ĉi tiuj volumoj estis malgrandaj, la analizoj estis realigitaj post restado al la ICV kaj signifaj valoroj kaj efikaj grandecoj reflektas ĉi tiujn analizojn. Plue, por kontroli la eblajn evoluajn efektojn de aĝo en frontaj kaj cerebraj volumoj, ni rekuris niajn analizojn, kiuj ŝanĝiĝas por aĝo. Ni trovis multe pli malaltajn grizajn materialajn volumojn por obesaj junuloj en orbitofronta korto (32.3 ± 3.68 kontraŭ 33.3 ± 3.99; 0.00781 ± 0.024944 vs.-0.01227 ± 0.018947, p = 0.005, d = 0.66) restaŭritaj. La diferencoj de la grupaj volumoj de OFC estis senŝanĝaj post kontrolado pri sistólica sangopremo aŭ HOMA-IR. Aliaj cerbaj regionoj taksitaj, inkluzive de prefrontala korto kaj antaŭa cingulada krozo ne estis signife malsamaj inter obesaj kaj maldikaj partoprenantoj. Ko-varianta por aĝo ne ŝanĝis iun ajn el ĉi tiuj rilatoj.

Asocioj

Ni trovis signifajn asociojn inter la TFEQ kaj kognaj, BMI kaj MRI-volumaj mezuroj. Specife, la desinhibicia faktoro-poentaro sur la TFEQ montris signifan korelacion kun BMI (r (81) = 0.406, p <0.001), Stroop Color-Word-poentaro (r (77) = −0.272, p = 0.017), kaj OFC griza volumeno de materio (r (71) = −0.273, p = 0.021). Por plue kompreni la rilaton inter OFC-volumo kaj malinhibicio, ni esploris la asocion aparte por la du grupoj. Ni trovis, ke ne ekzistas asocio inter malinhibicio kaj OFC-volumo por grasaj individuoj (r (40) = −0.028, p = 0.864), dum estis forta asocio por la maldika grupo (r (31) = −0.460, p = 0.009). La asocioj inter la desinhibicia faktoro-poentaro kaj la BMI kaj Stroop restis signifaj por la subaro de individuoj kun MRI (datumoj ne montritaj).

diskuto

Kiel atendite, obesaj adoleskantoj havis signife pli altajn taksojn pri malhelpado, malsato, kaj cognoscaj restoj sur la TFEQ. Kvankam pli altaj niveloj de kono cognitiva inter obeskaj adoleskantoj, unuafoje inspektiĝos, aspektas kontraŭintuitaj, ĝi laŭigas la priskribitan modelon de "rigida limigo", en kiu individuo kun malhelpita manĝaĵo kaj cognoscado povas inklini restrikti manĝaĵojn en iuj situacioj, sed tre multe troviĝas en aliaj (20).

Niaj novaj rezultoj neurostructuraj inter obeskaj adoleskantoj estas konsekvencaj kun trovoj en la plenaĝa literaturo (8, 9) montrante reduktojn de volumo de griza materio. En nia adoleskanto montras, ke ĉi tiuj malkreskoj estis plej markitaj por la orbitofronta korto, cerba regiono grava en impulsa kontrolo, sed ankaŭ montris malfortan tendencon por tuta frontala lobo. Ni spekulas, ke la pli subtilaj volumaj reduktoj, kiuj ekzistas en aliaj cerbaj regionoj inter obesaj adoleskantoj, povas efektive atingi statistikan gravecon en vastigita specimeno.

Grave por ĉi tiu raporto, ni trovis la grupon kun troa pezo por ne nur havi pli altajn disinhibitajn interpunkciojn en la TFEQ, sed pli malalta agado sur cognitivaj provoj reflektantaj cerbajn funkciojn, kiuj pensis esti centraj en konduto-inhibo, eĉ kiam ili kontrolas pri IQ. Ekstere de la regionaj regionoj kaj funkcioj, kiujn ni mezuris, ni aparte interesis certigi la rilaton inter la fakto de desinhibición de la TFEQ kaj la OFC, regiono cerebral, kiu estas tre grava por kondukado de impulso. Ni elektis la Stroop ĉar ĝi estas la nura unu el niaj frontaj lobaj taskoj (inkluzive de tiuj, kiuj funkcias ekzekutivajn funkciojn), kiuj specife provas la kapablon deteni aŭtomatajn respondojn. Ĉi tio estas la rekta sciiga paralelo de la konduto (desinhibición faktoro de la TFEQ) kaj cerba regiono (OFC) ankaŭ implikita en inhibo de aŭtomataj respondoj. Nia intereso estis certigi la funkciajn (Stroop vs. aliajn frontajn taskojn, kiuj ne mezuras respondan inhibicion) kaj anatomian (OFC) specifecon de niaj trovoj kaj ilia asocio al la malinstala faktoro de la TFEQ.

Ni ankaŭ trovis signifajn asociojn inter malĉefaj faktoroj kaj ambaŭ BMI kaj OFC-volumon. Kiam la rilato inter disinhibo kaj OFC-volumo estis ekzamenita aparte en maldikaj kaj obesaj partoprenantoj, ni trovis fortan negativan asocion nur por la maldika grupo. Eblas, ke obesaj individuoj jam spertis kritikan nivelon de malinhibo - (kiel ni pruvis, estas asociita kun BMI), per kiu pliaj malhelpoj ne klare reflektas en pliaj ŝanĝoj en OFC, sed eble en malsamaj cerbaj regionoj aŭ retoj ne taksataj kiel parto de ĉi tiu studo. Alia ebleco por ĉi tiuj malsamaj trovoj por ĉiu el la du pezaj grupoj estas ke pro tio, ke la obesaj grupoj havas pli altan gradon de ero-apogilo, ili povas esti pli susceptibles al aferoj de socia deziro kaj do ili eble malpli informas la amplekson de ilia konduto desinhibición en manĝado, amortigu la asocion en ĉi tiu grupo. Finfine ankaŭ eblas, ke la limigo de gamoj, nome la fenomenoj de korelacioj malpliiĝantaj kiam la varianco malpliiĝas kiel okazas, kiam ni dividas nian ekzemplon en du povus influi niajn rezultojn.

Dum nia studo konstatas, ke la malinhibo pri manĝa konduto estas asociita kun reduktoj en plenuma funkcio kaj frontaj grizaj materiaj volumoj, la transversa naturo de nia dezajno ne permesas al ni trakti la temon de direkteco aŭ kaŭzado. Dirinte tion, ekzistas pluraj kompreneblaj teorioj pri la direkto de ĉi tiuj asocioj.

Unu ebleco estas, ke primaraj strukturaj aŭ funkciaj cerbaj deficitoj kondukas al malhelpita manĝado kaj reduktoj en neurocognitiva funkcio. Ĉi tiu linio de rezonado parte parte subtenas la laboron montrante malinhibon en manĝado por konduki al kalkulado pliigita de kalika ingesto (21) kaj obesidad (22). Ĝi ankaŭ estas konsekvenca kun funkciaj bildaj verkoj, pruvante, ke individuoj, kiuj en respondo al vida konsumado de plaĉaj nutraĵoj montras pli malfortan aktivigon de cerbaj rekompencaj cirkvitoj, havas altan riskon por estonta pezo (23); eble ili bezonas pli grandan stimulon (pli manĝaĵon) por ricevi la saman rekompencon.

Alia ebla klarigo estas, ke cerebraj strukturaj deficitoj kiel tiuj pruvis en ĉi tiu studo rezultas de obesidad kaj ĝia asociita insulina rezisto. Ĉi tiu ebleco estas subtenata per longitudinala studo de 24-jaro montranta pliigitan BMI komencantan en meza aĝo rilatigita kun malpliigita tempo temporal lobo volumo en posta vivo (24). Ankaŭ subtenanta ĉi tiun efikan ordo estas nia propra laboro en plenkreskuloj, kie ni trovas, ke hipokampaj volumoj estis asociitaj kun difektoj en glucosa toleremo (25) same kiel tio en adoleskantoj kun T2DM, kie ni trovas kognitajn difektojn kaj reduktojn en frontaj lobaj volumoj kaj en blanka materio mikrostruktura integreco (26). Ni pruvas, ke la rezisto de insulino asociita de la obesidad elmontrita de nia grupo de adoleskantoj kun troa pezo povas kontribui al malpliigita plenuma funkcio kaj strukturaj deficitoj. Ni priskribis eblajn modelojn por ĉi tiuj efikoj (27) en kiu ni hipotezas, ke insulina rezisto estas asociita kun malpliigita cerebra vascula reaktiveco rilatigita al endotelia disfuncio. Ni scias, ke dum cerba aktivigo, kiel okazas, kiam ĝi agas cognitivan taskon, estas pliigo de sinapeta aktiveco en la cerba regiono. En la normala cerbo ĉi tio rezultas en regiona vasodilatado kaj tiel kresko de glukozo haveble al tiu regiono por subteni la pliigitan kulturan postulon (28). Sekve, la reactividad vascular, kiu estas integra al la fluo de sango cerebral bone reguligita, estas ŝlosilo por subteni medion neuronal optimuma dum la aktivigo de la cerbo (29). Esplorado montranta endotelian disfuncion en obesaj infanoj, eĉ antaŭ la evoluo de diabeto (30), cetere subtenas ĉi tiun premison. Krome, la inflamatoria markilo C-reactive protein (CRP) estis levita en niaj obesaj adoleskantoj. En studoj ekzamenantaj grandajn cohortojn de plenkreskuloj, esploristoj trovis pli grandajn nivelojn de inflamatoriaj citoquinoj kiel putaj mediatoroj de cognitiva malkresko inter individuoj kun metabola sindromo (31-34). Ebla mekanismo por ĉi tiuj efektoj cognitivos estas havigita de datumoj de bestoj kiuj pruvas ke la troo de citoquinas inflamatorias povas malpliigi la potenciación longtempe (LTP), procezo komprenita kiel esenca en la consolidación de la memoro en la hipocampo. Kituokinoj inflamatorias ankaŭ povas kaŭzi difekton en neurogénesis kaj neuroplasteco, procezoj esencaj por la formado de memoroj kaj bontenado de struktura neŭra integreco.

Tria ebleco estas, ke ĉi tiuj efikoj estas dudirekciaj per kondukaj malhelpoj antaŭdifinitaj al obesidad, kiuj povus negative efiki la cerbajn zorgojn respondecajn pri plenuma funkcio kaj inhibado de kalika ingeso, kaŭzante malvirtan ciklon de disfunkcio. Ĉi tiu tria ebleco povus helpi klarigi kial ĝi estas tiel malfacila por individuoj perdi pezon, kiam ĝi gajnis ĝin.

Ni estas kuraĝigitaj de la fakto, ke inter la malmultaj cerbaj regionoj, kiujn ni taksis, la OFC, cerba regiono, kiu estis grave pruvita en konduto-inhibo en ambaŭ bestoj kaj homaj studoj, havis la plej gravan volumon redukti inter obeskaj adoleskantoj. Niaj trovoj, inkluzive de pli malalta agado sur kognitivaj provoj, bezonis postuli nerompitan OFC, kune kun volumaj reduktoj en ĉi tiu areo asociita al kondukta malinstala punkto al sia verŝajna graveco en peza akiro.

Ĉi tiu studo havas iujn klarajn limojn. Unue, ĝi estas transversa vido, kiu ne permesas al ni komenti pri klara kaŭzeco. Due, konsiderante nian relative modestan specimenan grandecon, ni limigis niajn mezurojn al cerbaj regionoj, kiuj en antaŭaj studoj aŭ estis asociitaj al obezeco aŭ malinhibicio, aŭ tiuj, kiujn ni havis bonajn teoriajn kialojn kredi, ke povus esti implikitaj. Sekve, eblas, ke ekzistas aliaj cerbaj areoj, kiujn ni ne taksis, kiuj ankaŭ povus esti implikitaj. Tria limigo de nia studo estas, ke ni havas nur la nunan pezon de partoprenantoj kaj ni ne povas komenti pri daŭro de obezeco; la specimeno, kiun ni studis, probable havos konsiderindan ŝanĝeblecon en daŭro de obezeco kaj ĝia rilata insulinrezisto. Tamen nia studo havas signifajn fortojn, inkluzive la zorgeman kongruadon inter grupoj, la plurdimensiaj taksoj faritaj kaj la senantaŭjuĝaj MRI-metodoj uzataj en la analizoj de la MRI-datumoj.

Por pli bone kompreni la aferojn priskribitajn ĉi tie, la estonta laboro devus taksi temojn longitudinalmente, sekvante la disvolviĝon de la obesidad tra la tempo kaj kunkomune mezurante konatojn, kondutojn kaj neurostructurajn ŝanĝojn. Alternative, nia kompreno ankaŭ povus esti plibonigita per studo desegnita por ekzameni la konsekvencojn de sukcesa obesidad-kuracado (ekz. Bariatria kirurgio), kaj tiel certigi ĉu iuj el ĉi tiuj deficitoj estas reverteblaj. Plue, estonta laboro devus taksi aliajn eblajn asociitajn faktorojn kiel pro- kaj antiinflamatoriaj citoŝinoj, kaj ankaŭ uzi pli sentivajn MRI-teknikojn kiel disvastigo-tensora bildado (DTI).

Dankoj

La studo estis apogita de donacoj de la Naciaj Mezlernejoj de Sano R21 DK070985 kaj RO1 DK083537 kaj, apogitaj en parto de grant1UL1RR029893 de la Nacia Centro por Esploraj Rimedoj. La aŭtoroj deziras agnoski la infanojn kaj familiojn, kiuj partoprenis ĉi tiun esploron kaj Po Lai Yau kaj Valentin Polyakov en la kolekto kaj prilaborado de la datumoj kaj la helpo de Allison Larr en la preparado de ĉi tiu manuskripto.

Piednotoj

Financaj Malkaŝoj:

Neniu el la aliaj aŭtoroj havas ajnajn financajn / konfliktajn interesojn por malkaŝi

Referencoj

1. Ogden CL, Carroll MD, Flegala KM. Altnivela masa indekso por aĝo inter usonaj infanoj kaj adoleskantoj, 2003-2006. JAMO 2008; 299: 2401-5. [PubMed]

2. Stunkard AJ, Messick S. La tri-faktora manĝaĵa demandaro por mezuri kuracadon, malinhibicion kaj malsaton. J Psychosom Res. 1985; 29: 71-83. [PubMed]

3. Schwartz MW, Woods SC, Porte D, Jr., Seeley RJ, Baskin DG. Centra nervoza sistemo kontrolo de manĝaĵo. Naturo. 2000; 404: 661-71. [PubMed]

4. Korner J, Leibel RL. Manĝi aŭ ne manĝi - kiel la intesto parolas al la cerbo. N Engl J Med. 2003; 349: 926-8. [PubMed]

5. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, et al. Neŭraj mekanismoj asociitaj kun manĝaĵoj en obesaj kaj sana pezo plenkreskuloj. Obesidad (Arĝenta Printempo) 2010; 18: 254-60. [PubMed]

6. Del Parigi A, Gautier JF, Chen K, et al. Neuroimaging kaj obesity: mapado de la cerbaj respondoj al malsato kaj satado en homoj uzanta emitron-emisión-tomografion. Ann NY Akademio Sci. 2002; 967: 389-97. [PubMed]

7. Damasio H, Grabowski T, Frank R, Galaburda AM, Damasio AR. La reveno de Phineas Gage: aŭtoveturejoj pri la cerbo de la kranio de fama paciento. Scienco. 1994; 264: 1102-5. [PubMed]

8. Walther K, Birdsill AC, Glisky EL, Ryan L. Strukturaj cerbaj diferencoj kaj kognita funkcio rilatigita kun korpa masa indekso en pli malnovaj inoj. Hum Brain-Mapp. 2010; 31: 1052-64. [PubMed]

9. Taki Y, Kinomura S, Sato K, et al. Rilato inter korpa masa indekso kaj griza materia volumo en 1,428 sanaj individuoj. Obesidad (Arĝenta Printempo) 2008; 16: 119-24. [PubMed]

10. Pannacciulli N, Del Parigi A, Chen K, Le DS, Reiman EM, Tataranni PA. Anomalioj de la cerbo en homa obesidad: studo morfométrica bazita en voxel. Neuroimage. 2006; 31: 1419-25. [PubMed]

11. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, et al. Inversa asocio inter BMI kaj prefrontal metabola aktiveco en sanaj plenkreskuloj. Obesidad (Silver Spring) 2009; 17: 60-5. [PMC libera artikolo][PubMed]

12. Elias MF, Elias PK, Sullivan LM, Wolf PA, D'Agostino RB. Pli malalta kogna funkcio en ĉeesto de obezeco kaj hipertensio: la Framingham-kora studo. Int J Obes Relat Metab Disord. 2003; 27: 260-8. [PubMed]

13. Gunstad J, Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Spitznagel MB, Gordon E. Altigita korpa masa indekso estas asociita kun plenuma disfuncio en alie sanaj plenkreskuloj. Kompria Psikiatrio. 2007; 48: 57-61. [PubMed]

14. Waldstein SR, Katzel LI. Interagaj rilatoj de centra kontraŭ tuta obesidad kaj sangopremo al funkcio cognitiva. Int J Obes (Lond) 2006; 30: 201-7. [PubMed]

15. Lokken KL, Boeka AG, Austin HM, Gunstad J, Harmon CM. Evidenteco pri plenuma disfuncio en ekstreme obesaj adoleskantoj: piloto-studo. Surg Obes Relat Dis. 2009; 5: 547-52. [PubMed]

16. Lezak MD, Howleson DB, Loring DW, Hannay HJ, Fischer JS. Neuropsychological Takso. Oksforda Universitato-Gazetaro; Nov-Jorko: 2004.

17. Bona KD, Scahill RI, Fox NC, et al. Aŭtomata diferencigo de anatomiaj ŝablonoj en la homa cerbo: kontrolado kun studoj pri degenerataj dementoj. Neuroimage. 2002; 17: 29-46. [PubMed]

18. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, et al. Aŭtomata anatomia etiketado de aktivigoj en SPM uzante macroskopa anatomia parceligo de la MNI-MRI-unuopa temo. Neuroimage. 2002; 15: 273-89. [PubMed]

19. Convit A, Wolf OT, de Leon MJ, et al. Analizo volumétrico de la antaŭaj regionoj: trovoj en maljuniĝo kaj skizofrenio. Psikiatrio Res. 2001; 107: 61-73. [PubMed]

20. Westenhoefer J, Broeckmann P, Munch AK, Pudel V. Konscia kontrolo pri manĝa konduto kaj la malinstila efiko. Apliko. 1994; 23: 27-41. [PubMed]

21. Yeomans MR, Leitch M, Mobini S. Impulsiveco estas asociita kun la malinhibo sed ne kontenta faktoro de la Tri Faktoro Manĝanta Demandaro. Apliko. 2008; 50: 469-76. [PubMed]

22. Hays NP, Bathalon GP, ​​McCrory MA, Roubenoff R, Lipman R, Roberts SB. Manĝanta konduto korektas de plenaĝa peza gajno kaj obesidad en sanaj virinoj maljunaj 55-65 kaj. Am J Clin Nutr. 2002; 75: 476-83. [PubMed]

23. Stiko E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen A. Rekompenco-cirkvita respondo al manĝaĵo antaŭdiras estontajn pliiĝojn en korpa maso: moderaj efikoj de DRD2 kaj DRD4. Neuroimage. 2010; 50: 1618-25. [PubMed]

24. Gustafson D, Lissner L, Bengtsson C, Bjorkelund C, Skoog I. Sekvado de 24-jaro de korpa masa indekso kaj cerebra atrofio. Neŭrologio. 2004; 63: 1876-81. [PubMed]

25. Convit A, Lupo OT, Tarshish C, de Leon MJ. Reduktita glukozo-toleremo estas asociita kun malriĉa memoro-rendimento kaj hipocampo atrofio inter normalaj maljunuloj. Proc Natl Acad Sci Usono A. 2003; 100: 2019-22. [PMC libera artikolo][PubMed]

26. Yau PL, Ksavero DC, Ryan CM, et al. Prepara indico por cerbaj komplikaĵoj en obesaj adoleskantoj kun tipo 2 diabeto mellitus. Diabetologia. 2010

27. Convit A. Ligiloj inter cognitiva difekto en insulina rezisto: modelo explicativo. Envejecimiento de Neurobioloj. 2005; 26 (Proviza 1): 31-5. [PubMed]

28. Benton D, Parker PY, Donohoe RT. La oferto de glukozo al la cerbo kaj kogniga funkciado. J Biosoc Sci. 1996; 28: 463-79. [PubMed]

29. CT Drake, Iadecola C. La rolo de signalo neuronal en la kontrolo de la sango cerebral. Brain Lang. 2007; 102: 141-52. [PubMed]

30. Karpoff L, Vinet A, Schuster I, et al. Reaktiveco anormala vascular en ripozo kaj ekzerco en infanoj obesos. Eur J Clin Invest. 2009; 39: 94-102. [PubMed]

31. Dik MG, Jonker C, Komijs HC, et al. Kontribuo de metabolaj sindromaj komponantoj al scio en pli malnovaj individuoj. Diabeta Prizorgo. 2007; 30: 2655-60. [PubMed]

32. Roberts RO, Geda YE, Knopman DS, et al. Metabola Sindromo, Inflamo kaj Neamninda Milda Konscia Malsano en Malnovaj Personoj: Loĝantaro-bazita Studo. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2009

33. Sweat V, Starr V, Bruehl H, et al. C-reactiva proteino estas ligita al pli malalta cognitiva agado en tropezaj kaj obesaj virinoj. Inflamo 2008; 31: 198-207. [PMC libera artikolo][PubMed]

34. Yaffe K, Kanaya A, Lindquist K, et al. La sindromo metabólico, la inflamo, kaj la risko de declinación cognitiva. JAMO 2004; 292: 2237-42. [PubMed]