Más uno. 2014; 9 (5): e96319.
Publicado en línea 2014 Mayo 7. doi 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Deanna L. Wallace,1,* Esther Aarts,1,2 Linh C. Dang,1,3 Stephanie M. Greer,1 William J. Jagust,1 y Marca d′esposito1
J. Bruce Morton, Editor
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Resumen
Hasta la fecha, pocos estudios han explorado los mecanismos neuroquímicos que apoyan las diferencias individuales en la preferencia de alimentos en los seres humanos. Aquí investigamos cómo la dopamina del cuerpo estriado dorsal, medida por el marcador de tomografía por emisión de positrones (PET) [18F] fluorometatyrosine (FMT), se correlaciona con la toma de decisiones relacionadas con los alimentos, así como con el índice de masa corporal (IMC) en 16 de peso saludable para individuos con obesidad moderada. Encontramos que un menor potencial de unión de la síntesis de dopamina y FMT de PET se correlaciona con un IMC más alto, una mayor preferencia por la percepción de alimentos "saludables", pero también una mayor calificación de salud para los alimentos. Estos hallazgos respaldan aún más el papel de la dopamina estriatal dorsal en los comportamientos relacionados con los alimentos y arrojan luz sobre la complejidad de las diferencias individuales en las preferencias alimentarias.
Introducción
La sociedad moderna está rodeada por una sobreabundancia y una amplia variedad de opciones de alimentos, que en parte contribuyen a la creciente población con sobrepeso en los Estados Unidos. [ 1 ]. Sin embargo, los mecanismos neuroquímicos subyacentes que apoyan las diferencias individuales en las preferencias alimentarias no se conocen bien. Algunos individuos naturalmente basan sus preferencias alimentarias más en el valor de salud de los alimentos frente al valor de sabor de los alimentos, y se ha demostrado que la corteza prefrontal ventromedial (vmPFC) desempeña un papel en los valores de los objetivos relacionados con las influencias de "salud" y gusto" [ 2 ]. Además, existe una amplia variación en el juicio de las personas sobre el contenido calórico y la percepción de "salubridad" de los alimentos. [ 3 ], y los estudios muestran que los alimentos "saludables" percibidos se consumen en exceso en comparación con los alimentos "no saludables" percibidos, a pesar del valor nutricional igual [ 3 ], [ 4 ].
Se ha demostrado que la dopamina del cuerpo estriado dorsal desempeña un papel en la motivación de los alimentos tanto en modelos humanos como en animales. [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]Sin embargo, la relación entre la dopamina y la deseabilidad o preferencias de los alimentos en humanos no se ha explorado a fondo. Además, los estudios que utilizan ligandos de PET que se unen a los receptores de dopamina han mostrado correlaciones con el IMC, sin embargo, tanto en positivo [ 8 ] y negativo [ 9 ] direcciones, y no todos los estudios encuentran asociaciones significativas (para una revisión, véase [ 10 ]). Además, debido a la naturaleza de estos ligandos de PET que dependen del estado de liberación de dopamina endógena, es difícil interpretar las relaciones entre la dopamina estriatal y el IMC. La unión al receptor de dopamina inferior podría representar menos receptores de dopamina del cuerpo estriado existentes (es decir, una relación negativa entre la unión a PET y el IMC, como se encuentra en [ 9 ]), o una mayor unión del receptor de dopamina podría representar una menor liberación endógena de dopamina, permitiendo más receptores disponibles en los que el ligando PET podría unirse (es decir, una relación positiva entre la unión y el IMC, como se encuentra en [ 8 ]). Para complementar estudios previos que han utilizado ligandos de PET que se unen a los receptores de dopamina, aquí utilizamos una medición estable de la capacidad de síntesis presináptica de dopamina con el ligando de PET [18F] fluorometatyrosine (FMT) que ha sido ampliamente estudiado en modelos humanos y animales [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ].
Los objetivos de nuestro estudio fueron investigar la relación entre las medidas de síntesis de dopamina PET FMT del estriado dorsal y el IMC y estudiar cómo estas medidas de síntesis de dopamina PET FMT pueden correlacionarse con las diferencias individuales en la preferencia de alimentos. Planteamos la hipótesis de que una unión menor a la síntesis de dopamina PET FMT se correspondería con un IMC más alto, como lo sugirió un trabajo anterior [ 15 ]. También predijimos que las personas con menor dopamina estriatal endógena tendrían una mayor preferencia general por los alimentos (es decir, alimentos "saludables" y "no saludables") en comparación con las personas con mayor dopamina estriatal y que la percepción de la salud de un individuo de los alimentos también puede influir preferencia.
Métodos y Materiales
Materias
Treinta y tres sujetos sanos y diestros que previamente recibieron PET FMT, análisis de síntesis de dopamina fueron invitados a participar en el estudio de comportamiento presentado aquí y no se les dio ningún conocimiento previo al estudio, solo informaron que se trataba de un estudio complejo de toma de decisiones. De estos 33, los sujetos de 16 aceptaron participar (8 M, edad 20 – 30). Se calculó el IMC ((peso en kilogramos) / (altura en metros) X2) para todos los sujetos (rango: 20.2 – 33.4, con obesidad 1, sobrepeso 4 y peso saludable 11). Los sujetos no tenían antecedentes de abuso de drogas, trastornos de la alimentación, depresión mayor y trastornos de ansiedad. También se les preguntó a los sujetos si tenían una salud muy pobre, pobre, promedio, buena o excelente. Todos reportaron estar en promedio general con una salud excelente y no están haciendo dieta o tratando de perder peso. El estado socioeconómico (SES) también se recopiló de individuos que utilizan la medida simplificada de Barratt del estado social (BSMSS) [ 16 ].
Declaración de Ética
Todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito y se les pagó por participar de acuerdo con las pautas institucionales del comité de ética local (University of California Berkeley (UCB) y Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Committee for the Protection of Human Participants (CPHP) y Lawrence Berkeley National Juntas de Revisión Institucional de Laboratorio (IRB)). Los CPHP e IRB de UCB y LBNL aprobaron específicamente los estudios presentados aquí
Adquisición y análisis de datos PET
Las imágenes PET y la unión a FMT se realizaron en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, como se describió anteriormente [ 17 ]. La FMT es un sustrato de la L-aminoácido descarboxilasa (AADC), una enzima sintetizadora de dopamina cuya actividad corresponde a la capacidad de las neuronas dopaminérgicas para sintetizar dopamina. [ 13 ] y se ha demostrado que es indicativo de la capacidad de síntesis de dopamina presináptica [ 18 ]. La FMT se metaboliza por AADC a [18F] fluorometatyramina, que se oxida a [18El ácido F] fluorohidroxifenilacético (FPAC), permanece en los terminales dopaminérgicos y es visible en las exploraciones PET FMT. Por lo tanto, la intensidad de la señal en las exploraciones PET FMT ha demostrado ser comparable con [18F] fluorodopa [ 18 ], en el que la captación del trazador está altamente correlacionada (r = 0.97, p <0.003) con los niveles de proteína de dopamina estriatal en pacientes post-mortem, medidos por métodos de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) [ 19 ]. Además, en comparación con [18F] fluorodopa, FMT tampoco es un sustrato para la O-metilación y, por lo tanto, proporciona imágenes de señal a ruido más altas que [18F] fluorodopa [ 18 ]. Además, se ha demostrado que las medidas de FMT se corresponden directamente con las medidas de dopamina en modelos animales de enfermedad de Parkinson. [ 14 ].
Las exploraciones se realizaron desde 9AM-12PM o 1PM-4PM. El retraso promedio entre la adquisición de los datos de síntesis de dopamina PET FMT y los datos de comportamiento fue de 2.37 ± 0.26 años, comparable al retraso informado en un estudio anterior de nuestro laboratorio que utiliza PET FMT [ 11 ]. Aunque este retraso no es ideal, un estudio de Vingerhoets et al. [ 20 ] ha demostrado que la Ki estriatal relacionada con la dopamina presináptica es una medida relativamente estable, con un 95% de probabilidad de permanecer dentro de 18% de su valor original en sujetos sanos individuales durante un período de 7-año. Por lo tanto, las medidas de FMT, comparables a [18F] fluorodopa [ 13 ], se piensa que reflejan procesos relativamente estables (es decir, capacidad de síntesis) y, por lo tanto, no son particularmente sensibles a pequeños cambios relacionados con el estado. Además, el IMC no fue significativamente diferente entre la adquisición del PET y los datos de comportamiento (cambio promedio en el IMC: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, prueba t pareada de dos colas). Además, todos los sujetos fueron evaluados para detectar cambios en el estilo de vida en el tiempo transcurrido desde la última prueba (es decir, cambio en la dieta y el ejercicio / actividad diaria, fumar o beber, salud mental o estado de la medicación). Finalmente, el cambio en el IMC desde el momento en que se realizó la exploración PET FMT hasta las pruebas de comportamiento, así como el tiempo transcurrido entre la exploración PET y las pruebas de comportamiento, se utilizaron como variables en el análisis de datos de regresión múltiple.
Las exploraciones PET se realizaron utilizando la cámara Siemens ECAT-HR PET (Knoxville, TN). Aproximadamente 2.5 mCi de alta actividad específica FMT se inyectó como un bolo en una vena antecubital y se obtuvo una secuencia de adquisición dinámica en el modo 3D para un tiempo total de exploración 89 mínimo. Se adquirieron dos imágenes anatómicas de alta resolución (MPRAGE) en cada participante en un escáner de resonancia magnética Siemens 1.5 T Magnetom Avanto (Siemens, Erlangen, Alemania), utilizando una bobina de cabeza de canal 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 ms); = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, cortes axiales 160; FOV = 256 mm; tiempo de escaneo (minutos 9). Los dos MPRAGE se promediaron para obtener una imagen estructural de alta resolución, que se usó para generar regiones de interés de caudado y cerebelo individuales (ROI).
ROI del caudado y del cerebelo izquierdo y derecho (utilizados como región de referencia, como en estudios anteriores) [ 11 ]) se dibujaron manualmente en la resonancia magnética anatómica de cada participante utilizando FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), como se describió anteriormente [ 21 ]. Tanto la confiabilidad interna como interna fueron superiores al 95% (de las calificaciones realizadas por dos miembros del laboratorio). Para evitar la contaminación de la señal FMT de los núcleos dopaminérgicos, solo las tres cuartas partes posteriores de la materia gris se incluyeron en la región de referencia del cerebelo. Después de la inscripción conjunta en el espacio PET FMT, solo se incluyeron los voxels con un% de probabilidad de 50 superior a las ROI para garantizar una alta probabilidad de materia gris.
Las imágenes PET FMT se reconstruyeron con un algoritmo ordenado de maximización de expectativa de subconjunto con atenuación ponderada, corrección de dispersión, corrección de movimiento y suavizado con un kernel de 4 mm de ancho máximo y mitad de ancho completo, utilizando la versión de mapeo paramétrico estadístico 8 (SPM8) (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). La resonancia magnética anatómica se correspondió con la imagen media de todos los cuadros realineados en la exploración PET FMT utilizando FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, versión 4.1.2). Uso de un programa de análisis gráfico interno que implementa el trazado de Patlak [ 22 ], [ 23 ]Ki Imágenes, que representan la cantidad de trazador acumulado en el cerebro en relación con la región de referencia (cerebelo [ 11 ], se creó una práctica estándar en el análisis de PET para minimizar posibles confusiones de ruido a partir de datos de PET). Ki los valores se obtuvieron por separado de las ROI de caudado izquierda y derecha y las asociaciones se calcularon entre Ki Valores, IMC, y las medidas de comportamiento. Además, ya que se ha demostrado que la edad y el sexo tienen un efecto en la unión FMT [ 15 ], [ 24 ], las correlaciones entre el FMT y el IMC se corrigieron para la edad y el sexo (así como cualquier cambio en el IMC desde el momento de la tomografía por emisión de positrones hasta las pruebas de comportamiento) mediante variables de control en una correlación parcial de Pearson.
Paradigma de comportamiento
Se pidió a los sujetos que comieran una comida típica, pero no demasiado pesada, una hora antes de la sesión de prueba. Con el fin de fomentar el cumplimiento de esta solicitud, las sesiones de prueba se programaron después de las comidas típicas (es decir, 9AM, 2PM y 7: 30PM), y se registró la hora de la última comida. Los alimentos consumidos antes de la prueba y el tiempo transcurrido desde la última comida consumida hasta la sesión de prueba se registraron (según lo determinado por el recurso www.caloriecount.com y tamaños de comida y porción autoinformados por el individuo). Para garantizar que el hambre no influyera en la tarea, también medimos el hambre y la plenitud con una escala analógica visual. [ 25 ].
Se usaron imágenes de ochenta artículos alimenticios en los que se pidió a los sujetos que calificaran los artículos en bloques separados 3 basados en 1 (deseabilidad, salud (2), salud y 3) en el programa E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg, PA, EE. UU.) (Ver Figura 1 y XNUMX). Para crear una tarea con un número equilibrado de alimentos sanos, no saludables y neutrales, primero creamos un valor de salud objetivo para cada uno de los ochenta alimentos asignándoles una puntuación objetiva estandarizada de -3 (muy poco saludable) a + 3 ( muy saludable) para cada alimento basado en una calificación de letras (que va desde F-menos (muy poco saludable) hasta A-más (muy saludable)) e información nutricional del recurso en línea www.caloriecount.com. Estas calificaciones de letras incorporan varios factores (es decir, calorías, gramos de grasa, fibra, etc.) y se enumeran como una referencia en línea para "opciones para una alimentación saludable", como se indica en el sitio web. Luego balanceamos la tarea con cantidades aproximadamente iguales de saludables (es decir, alimentos con puntajes objetivos de 2 o 3, como frutas y verduras), neutros (es decir, alimentos con puntajes objetivos de 1 y −1, como galletas saladas) y elementos poco saludables (es decir, alimentos con puntajes objetivos negativos de −2 o −3, como barras de chocolate altamente procesadas).
Primero se pidió a los sujetos que calificaran el grado en el que "deseaban" o "querían" cada elemento (escala de 1 (no desea mucho) a 4 (quiere mucho)), referida en todo el texto como "preferida", un término consistente con la literatura [ 2 ]. Aparecería el artículo de comida y el sujeto tendría hasta 4 segundos para responder, y calificaron los ochenta artículos de comida antes de continuar con los bloques subsiguientes de "salud" y "sabor" (ver más abajo). Porque los humanos tienen la capacidad de modular las elecciones de alimentos basadas no solo en el gusto por ciertos alimentos, sino también en las percepciones de salud. [ 26 ], solo le pedimos al sujeto que calificara cuánto querrían la comida o encontrarían la comida deseable y el bloque de preferencias siempre se presentaba primero. En un intento por captar cuánto preferían realmente los sujetos a los alimentos presentados, se les informó que recibirían un alimento de la tarea al final de las pruebas en función de sus calificaciones de "deseabilidad". Los sujetos tampoco sabían en los próximos bloques segundo y tercero (que se describen a continuación), se les pedirá que juzguen qué tan saludables y sabrosos encontraron cada alimento.
En el segundo bloque, los sujetos calificaron cuánto percibieron los ochenta alimentos como saludables o no saludables (−3 por muy poco saludable por 3 por muy saludables) y en un tercer bloque, qué tan sabrosos encontraron los ochenta alimentos (−3 por no en todo sabroso para 3 para muy sabroso). El orden de estos bloques fue consistente para todos los sujetos, ya que no queríamos influir en las calificaciones de salud en un posible efecto de orden. Se informó a los sujetos que las calificaciones de salud y sabor no afectarían el artículo que recibirían según sus respuestas en el bloque de "deseabilidad". Elegimos una escala de puntos 6 para los valores de salud y sabor para permitir un rango más amplio de medición del gusto / percepción de la salud, incluida una calificación "neutral" correspondiente a −1 y + 1, mientras que la escala de puntos 4 del bloque de preferencia / deseabilidad Sólo reflejaría los alimentos preferidos o no preferidos. La tarea total duró aproximadamente 25 minutos. Al final de la tarea, se preguntó a los sujetos si había algún alimento que no fuera familiar que pudiera haber llevado a la falta de respuesta. Todos los sujetos informaron estar familiarizados con los alimentos y todos los temas recibieron calificaciones de los tres bloques.
Se ha demostrado que la dopamina en el cuerpo estriado dorsal tiene una fuerte asociación en la motivación para la alimentación [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]. La percepción del gusto también está altamente correlacionada con la conveniencia de los alimentos, ya que la mayoría de los humanos prefieren los alimentos que también encuentran sabrosos. [ 27 ]. Debido a que existen muchas combinaciones de los bloques de preferencia, sabor y salud que podrían examinarse, para eliminar las comparaciones múltiples y el potencial de correlaciones espurias, con base en esta literatura, examinamos la cantidad de alimentos que se auto-calificaron como 1. , sabroso y percibido como "saludable" y 2) preferido, sabroso y percibido como "poco saludable". (Los artículos preferidos clasificados como 3 o 4 en el bloque de "deseabilidad"; los artículos sabrosos clasificados como 2 o 3 en el bloque de "sabor"; los artículos percibidos como "saludables" clasificados como 2 o 3 y los artículos percibidos como "insalubres" clasificados como −2 o −3 en el bloque de "salubridad"). El análisis post-hoc también investigó la proporción de alimentos percibidos "saludables" a "no saludables", el número de alimentos preferidos percibidos "saludables" que no fueron calificados objetivamente como saludables (es decir, artículos preferidos que el individuo calificó como saludables) menos los elementos que el sujeto calificó como preferido y que en realidad estaban sanos según lo determinado por el puntaje de salud objetivo asignado. (Por ejemplo, si un sujeto calificó a "crackers" como un alimento saludable percibido preferido con un puntaje saludable de 3 (muy saludable), y la puntuación de salud objetiva asignada fue un 1 (neutral-saludable), esto se contaría como un alimento saludable percibido preferido que no era realmente saludable. También se calcularon las calorías promedio para los elementos preferidos de cada sujeto individual.
Análisis estadístico
Se utilizó regresión lineal múltiple escalonada para probar las relaciones entre las dos variables dependientes separadas: 1) alimentos preferidos, sabrosos y percibidos como saludables y 2) alimentos preferidos, sabrosos y percibidos como no saludables, y las variables independientes: valores de FMT de PET caudado derecho, PET caudado izquierdo, valores FMT, IMC, edad, sexo, estado socioeconómico, cualquier cambio en el IMC entre la PET y las pruebas conductuales y el tiempo transcurrido entre la PET y las pruebas conductuales en SPSS versión 19 (IBM, Chicago, Ill., EE. UU.), con inclusión de la variable independiente al modelo establecido en p <0.05 y excluido con p> 0.1. La relación percibida entre “saludable” y “insalubre” estaba altamente correlacionada con la variable dependiente de los ítems “saludables” percibidos preferidos (r = 0.685, p <0.003), y por lo tanto, no pudimos ingresar esta variable en el modelo. Sin embargo, las correlaciones parciales de Pearson, corregidas por edad, sexo y cualquier cambio en el IMC, se utilizaron para probar las relaciones directas entre el PET FMT caudado derecho y 1) IMC, 2) relación percibida entre “saludable” y “no saludable” y 3) calorías promedio de ítems preferidos, realizado con SPSS versión 19 (IBM, Chicago, Ill., EE. UU.). También probamos la relación entre los valores de síntesis de dopamina PET FMT, el número de alimentos "saludables" percibidos preferidos que no fueron calificados como saludables por el puntaje calculado, y los elementos preferidos que fueron calificados como saludables por el puntaje calculado en un paso- modelo de regresión múltiple inteligente. (El número de alimentos preferidos percibidos como "saludables" no calificados como saludables por la puntuación calculada, y los artículos preferidos calificados como saludables por la puntuación calculada no se correlacionaron significativamente (r = 0.354, p = 0.23). También probamos si había una relación entre el cambio en el IMC y las variables dependientes: valores de FMT de PET caudados izquierdo y derecho, SES, edad, sexo, tiempo entre la obtención de imágenes de PET y las pruebas de comportamiento, número de alimentos "saludables" percibidos preferidos y alimentos "no saludables" percibidos preferidos utilizando el paso regresión lineal en sentido contrario Los datos se muestran como valores r de Pearson.
Resultados
Relación entre los valores de síntesis de dopamina PET FMT y el IMC
Primero probamos si existe una relación significativa entre los valores de síntesis de dopamina PET FMT caudado y las mediciones de IMC en individuos con 16 (individuos con sobrepeso medio / moderadamente moderados / obesos). Encontramos una correlación negativa significativa entre los valores de la síntesis de dopamina PET FMT caudado y el IMC, con individuos con un IMC más alto que tienen una síntesis de dopamina más baja (Figura 2A: Imágenes en bruto PET FMT de individuos con IMC superior (izquierdo) e inferior (derecho); Figura 2B: caudado derecho, r = −0.66, p = 0.014, caudado izquierdo: r = −0.22, p = 0.46 (no significativo (ns)), controlado por edad, sexo y cualquier cambio en el IMC desde PET FMT, análisis de síntesis de dopamina hasta pruebas de comportamiento ).
Relación entre los valores de síntesis de dopamina PET FMT y las preferencias alimentarias
Los sujetos calificaron ochenta artículos alimenticios en bloques separados 3 en función de su percepción de 1 (deseabilidad, 2) salubridad y 3) sabor de cada alimento (ver Figura 1 y XNUMX). Aproximadamente el 50% de los artículos eran saludables y no saludables, según lo establecido por la información de salud (Ver Métodos y Materiales). Se ha demostrado que la dopamina en el cuerpo estriado dorsal tiene una fuerte asociación en la motivación para la alimentación [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]Mientras que las propiedades hedónicas de los alimentos están mediadas por otros mecanismos neuronales. [ 7 ], [ 27 ]. Sin embargo, la percepción del gusto está altamente correlacionada con la conveniencia de los alimentos, ya que la mayoría de los humanos prefieren los alimentos que también encuentran sabrosos. [ 27 ]. Aquí también encontramos que la percepción del gusto y la preferencia están altamente correlacionadas, ya que los artículos preferidos también se califican como sabrosos (r = 0.707, p <0.002).
Por lo tanto, para examinar cómo la percepción de la salud puede influir en la toma de decisiones relacionadas con los alimentos, utilizamos regresión lineal múltiple escalonada para modelar las relaciones entre la variable dependiente del número de alimentos clasificados como preferidos, sabrosos y percibidos como saludables y las variables independientes. de FMT en el caudado izquierdo y derecho, IMC, edad, sexo, SES, cambio en el IMC desde el momento de la exploración por PET hasta las pruebas de comportamiento y el tiempo transcurrido desde el momento de la PET hasta las pruebas de comportamiento. Los valores de síntesis de dopamina PET FMT en caudado derecho contribuyen significativamente al modelo de regresión para el número de artículos sabrosos y preferidos que se percibieron como saludables (Beta: −0.696; t (15) = −3.625, p <0.003, Figura 3 y XNUMX), mientras que todas las demás variables independientes se excluyeron del modelo como no significativas (t (15) <1.216, p> 0.246). También probamos la hipótesis de que el número de elementos preferidos y percibidos como "insalubres" también mostraría una relación con estas variables independientes, pero no se ingresó ninguna variable independiente en el modelo como significativa (F <2.7, p> 0.1). Por lo tanto, los individuos con valores de síntesis de dopamina PET FMT caudados más bajos tienen mayores preferencias por alimentos percibidos como “saludables” pero no percibidos como “no saludables”.
Relación entre los valores de síntesis de dopamina PET FMT y la percepción de la salud de los alimentos
Planteamos la hipótesis de que la relación entre los valores de síntesis de dopamina de PET FMT de caudado y la preferencia por los elementos "saludables" percibidos puede deberse a diferencias individuales en la percepción de salud de los alimentos. Aunque diseñamos la tarea con una proporción aproximada de 1∶1 de alimentos saludables a no saludables, los individuos variaron ampliamente en su percepción de la salud de los artículos, con proporciones de productos saludables a no saludables que van desde 1.83∶1 a 0.15∶1. Por lo tanto, como un análisis post-hoc, investigamos la relación entre la síntesis de dopamina PET FMT de caudado derecho y la proporción de elementos "saludables" a "no saludables", y encontramos una correlación negativa significativa (r = −0.534, p = 0.04) , con valores de síntesis de dopamina PET FMT caudados más bajos correspondientes a un mayor número de elementos percibidos como "saludables" en comparación con "no saludables".
Por lo tanto, utilizamos la regresión lineal múltiple paso a paso para investigar las relaciones entre la síntesis de dopamina PET FMT de caudado y la preferencia por la percepción de alimentos saludables pero no reales (según lo determinado por la puntuación objetiva calculada, ver Métodos) y preferencia por alimentos saludables según lo determinado por la puntuación calculada del objetivo. Encontramos una relación significativa entre los valores de síntesis de dopamina PET FMT caudado y la preferencia por alimentos saludables percibidos pero no realmente saludables (Beta: −0.631, t (15) = −3.043, p <0.01), pero no una relación significativa entre la dopamina PET FMT caudada Los valores de síntesis y la preferencia por los alimentos saludables calculados reales (t (15) = −1.54, p> 0.148), lo que indica que la preferencia por los alimentos “saludables” sobrepercibidos se correlacionó más fuertemente en los individuos con un TMF más bajo. Además, no hubo una relación significativa entre los valores de síntesis de dopamina de PET FMT caudado y las calorías promedio de los artículos preferidos (r = 0.288, p> 0.34), lo que indica que los individuos con síntesis de dopamina de PET FMT más baja no difirieron en el contenido calórico de los alimentos preferidos.
Tampoco encontramos ninguna relación entre el cambio en el IMC y los valores de síntesis de dopamina PET FMT, SES, edad, sexo, tiempo entre la obtención de imágenes PET y las pruebas de comportamiento, número de alimentos "saludables" percibidos preferidos o alimentos "no saludables" percibidos preferidos (p> 0.1).
El tiempo de la sesión de prueba, el tiempo transcurrido desde la última comida y el número de calorías ingeridas en la última comida no se correlacionaron significativamente con ninguna medida de comportamiento (p> 0.13). Las medidas de hambre y saciedad tampoco se correlacionaron con ninguna de las medidas de comportamiento (p> 0.26).
Discusión
El objetivo de este estudio fue investigar la relación entre la síntesis de dopamina caudada endógena, el IMC y el comportamiento relacionado con los alimentos. Encontramos que una menor síntesis de dopamina caudada medida por la síntesis de dopamina PET FMT correlacionada con 1 (mayor IMC y 2) mayor preferencia por alimentos "saludables" percibidos. También encontramos una relación entre los valores de síntesis de dopamina de PET FMT de caudado inferior y una mayor sobrevaloración de la salubridad de los alimentos, así como una correlación significativa con los alimentos “saludables” que se perciben con mayor preferencia que no eran realmente saludables. No encontramos una relación significativa entre la síntesis de dopamina PET FMT y el contenido calórico promedio de los alimentos preferidos.
La investigación sugiere que la preferencia y el consumo excesivo de alimentos poco saludables son dos de los muchos contribuyentes al aumento de peso y un IMC más alto (Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). De manera interesante, encontramos que la síntesis de dopamina del estriado dorsal inferior se correlaciona con un mayor número de alimentos preferidos y percibidos como "saludables". Si bien esta correlación no puede implicar causalidad, este hallazgo sugiere que las diferencias endógenas en la síntesis de dopamina del estriado dorsal pueden, en parte, desempeñar un papel en las diferencias individuales para las preferencias alimentarias. Aquí proponemos que los valores de síntesis de dopamina PET FMT de caudado más bajo representan dopamina tónica más baja, que en respuesta a los estímulos palatables, permite una mayor explosión fásica [ 28 ] y tal vez alterada la capacidad de respuesta a los alimentos. AAdemás, estas diferencias en la dopamina del cuerpo estriado dorsal pueden afectar el procesamiento de los estímulos gustativos en la corteza somatosensorial, ya que un estudio anterior ha demostrado una activación alterada en las regiones dorsal del estriado y somotosensorial con ingesta de alimentos en individuos susceptibles a la obesidad [ 29 ]. La dopamina del estriado dorsal inferior también puede dar lugar a diferencias de conectividad entre el cuerpo estriado dorsal y la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC), como lo sugieren nuestros hallazgos recientes [ 30 ]. TPor lo tanto, planteamos la hipótesis de que los mecanismos del estriado dorsal relacionados con la dopamina pueden influir en las diferencias de percepción de la salud a través de la conectividad con el procesamiento somatosensorial (es decir, las propiedades alteradas de la sensación del gusto) o tal vez la conectividad con la DLPFC, que ha demostrado desempeñar un papel en la sobre evaluación de la elección previamente preferida artículos [ 31 ]. La resonancia magnética funcional (IRMf) podría dilucidar estos mecanismos potenciales de diferencias individuales en las preferencias de los alimentos y la sobrevaloración de los valores de salud.
Inicialmente, predijimos que los individuos con dopamina del estriado dorsal inferior tendrían una mayor preferencia general por los alimentos (es decir, preferirían un mayor número de elementos autoevaluados como "sanos" y "no saludables"), en comparación con los individuos con dopamina del estriado dorsal más alto. Sin embargo, otro hallazgo de nuestro estudio fue que la sobrevaloración de la salubridad de los alimentos (es decir, un mayor sentido de salubridad), pero no el contenido calórico de los alimentos preferidos o la preferencia por productos alimenticios sanos definidos objetivamente, se relacionó significativamente con los alimentos endógenos. Medidas de dopamina del cuerpo estriado dorsal. Por lo tanto, una explicación de nuestros hallazgos de una relación significativa con solo los alimentos percibidos como "saludables" puede ser que los alimentos percibidos como "saludables" están más justificados como preferidos. Este puede ser especialmente el caso, ya que nuestro estudio se realizó deliberadamente después de las comidas de los sujetos, cuando el deseo general de comida debería ser mínimo. Por lo tanto, los sujetos tenían una mayor preferencia por los alimentos "saludables" sobrevalorados a pesar de que estaban saciados y sin hambre en ese momento. Los estudios futuros que investiguen la relación entre la dopamina estriatal endógena y las preferencias alimentarias en los estados hambrientos versus saciados corroborarían aún más esta hipótesis.
También se puede argumentar que la percepción de la salud requiere exposición y experiencia con los alimentos para obtener un sentido del valor de la salud, y puede darse el caso de que las diferencias en el estilo de vida dietético hayan influido o modificado la síntesis subyacente de dopamina del estriado dorsal. Además, las diferencias con la familiaridad de los alimentos podrían atribuirse a las diferencias en la preferencia de los alimentos o la sobrevaloración de los alimentos como saludables. Sin embargo, al final de la tarea, los sujetos informaron que estaban familiarizados con todos los alimentos (ver Métodos). Aunque no investigamos las diferencias en la dieta, seleccionamos a propósito a los sujetos que no estaban a dieta en el momento del estudio. Además, todos los sujetos eran jóvenes (rango de edad 19 – 30) sin antecedentes de trastornos de la alimentación y se calificaron a sí mismos como en promedio a excelente salud. También evaluamos el estado socioeconómico y no encontramos influencia. Sin embargo, existen otras influencias ambientales en las preferencias alimentarias que, además de la dopamina estriatal, podrían explorarse más en estudios futuros.
Tenemos la hipótesis de que las sutiles diferencias individuales en la percepción de la salud pueden contribuir al aumento del IMC a lo largo del tiempo, ya que se ha informado de que los aumentos menores en la ingesta calórica a diario (ya sea percibido como "saludable" o "poco saludable") contribuyen al aumento de peso general [ 32 ]. Aunque aquí no encontramos una relación entre el IMC y la percepción de la salud, tal vez con un rango mayor de IMC, la sobrevaloración de la salud de los alimentos puede ser más pronunciada en los sujetos con un IMC más alto. Nuestra falta de hallazgos significativos entre el IMC y los comportamientos relacionados con los alimentos también puede sugerir que la dopamina estriada endógena está más relacionada con el comportamiento relacionado con los alimentos que el IMC en sí mismo como un fenotipo, ya que el IMC está influenciado por varios factores complicados y puede que no sea el mejor predictor. de comportamiento o neuroimagen hallazgos (ver [ 10 ] para la revisión). Tampoco encontramos predictores para el cambio en el IMC por el tiempo transcurrido entre la adquisición de PET y las pruebas de comportamiento, aunque el cambio en el IMC para los sujetos fue pequeño y no fue significativamente diferente entre los puntos de tiempo. Sin embargo, los estudios futuros que utilicen las medidas de síntesis de dopamina PET FMT, junto con las preferencias de los alimentos y las medidas de percepción de la salud, en una población con una mayor fluctuación del IMC serían de gran interés.
Para complementar estudios previos que utilizaron ligandos de PET que se unen a los receptores de dopamina, utilizamos una medida de la capacidad de síntesis de dopamina y mostramos que una menor síntesis de dopamina en el estriado dorsal (es decir, caudado) se corresponde con un IMC más alto. Aunque se debe tener en cuenta, debido a la naturaleza transversal de nuestro estudio, no podemos concluir definitivamente una relación de causa o efecto con los valores de síntesis de dopamina FMT del estriado dorsal inferior correspondientes a un IMC más alto. Sin embargo, nuestro estudio utilizó individuos con peso saludable para personas con sobrepeso moderado / obesos (es decir, obesos no mórbidos) y, por lo tanto, nuestros resultados pueden sugerir que las medidas de dopamina presináptica del estriado dorsal inferior podrían corresponder con una propensión a la obesidad. Por otro lado, también puede darse el caso de que la regulación a la baja de la dopamina presináptica en el caudado haya ocurrido en respuesta a un IMC moderadamente más alto, ya que se ha demostrado que la señalización dopaminérgica disminuye en respuesta al consumo excesivo de alimentos en modelos animales. [ 5 ], [ 33 ]y el consumo excesivo de alimentos suele estar asociado con el aumento de peso que lleva a un IMC más alto. Aunque utilizamos individuos con un rango limitado de IMC en nuestro estudio, tal vez visto como una limitación del estudio, en realidad encontramos los resultados aún más convincentes, ya que existe una relación entre la síntesis de dopamina PET FMT con el IMC sin incluir individuos con obesidad mórbida. Además, aunque nuestro tamaño de muestra (n = 16) fue mayor o comparable con otros tamaños de muestra en estudios de PET FMT ([ 11 ], [ 12 ], [ 15 ]), la replicación de nuestros hallazgos con un tamaño de muestra más grande y una gama más amplia de IMC justificaría aún más nuestros resultados y podría encontrar mayores preferencias por los alimentos no saludables que se correlacionan con valores más bajos de síntesis de dopamina PET FMT, que no se detectaron en nuestro estudio.
En resumen, aunque otros sistemas de neurotransmisores están involucrados en la alimentación y la regulación del peso. [ 7 ]Nuestro estudio encuentra un papel para la dopamina del cuerpo estriado dorsal en las preferencias alimentarias, así como en la percepción de la salud de los alimentos en los humanos. Los estudios prospectivos futuros que utilizan medidas de PET relacionadas con la dopamina son de gran interés para investigar cómo la dopamina endógena, así como las diferencias individuales en el comportamiento relacionado con los alimentos, pueden correlacionarse con la fluctuación del peso corporal en los seres humanos.
Declaración de financiación
Este trabajo fue financiado generosamente por los subsidios de los NIH DA20600, AG044292 y F32DA276840, y la Beca Comunitaria de Peso Sano Tanita. Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.
Referencias
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