J Clin Endokrinool Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.
Haltia LT, Viljanen A, Parkkola R, Kemppainen N, Rinne JO, Nuutila P, Kaasinen V.
allikas
Neuroloogia osakond, Turu Ülikool, PO Box 52, FIN-20521 Turku, Soome. [meiliga kaitstud]
Abstraktne
Abstraktne
Kontekst ja eesmärk:
Rasvumine on seotud mitmete ainevahetushäiretega. Hiljutised uuringud näitavad, et rasvumine mõjutab ka aju funktsiooni ja on mõnede degeneratiivsete ajuhaiguste riskitegur. Uuringu eesmärk oli uurida kaalutõusu ja kehakaalu languse mõju aju hall- ja valge aine struktuurile. Me hüpoteesime, et rasvunud subjektide ajus täheldatud võimalikud erinevused kaovad või vähenevad pärast intensiivset dieediperioodi.
Meetodid:
Uuringu I osas skaneeriti magnetresonantstomograafiaga 16 lahja (keskmine kehamassiindeks, 22 kg / m2) ja 30 rasvunud (keskmine kehamassi indeks, 33 kg / m2) terved isikud. II osas jätkati 16i rasvunud isikutega väga madala kalorsusega dieediga 6 wk, mille järel neid skaneeriti uuesti. Piirkondlikud aju valged ja hallained olid arvutatud vokselipõhise morfomeetria abil.
Tulemused:
Valge aine maht oli rasvunud patsientidel suurem, kui väheste subkutaansete aju piirkondades, ja rasvunud isikud näitasid positiivset korrelatsiooni valge aine mahu vahel basaalse aju struktuuris ja talje ja puusa vahekorras. Avastatud valge aine laienemine pöördus dieediga osaliselt. Piirkondlikud hallainete sisaldused ei erinenud rasvunud ja lahjate puhul oluliselt ning dieediga tegelemine ei mõjutanud halli massi.
Järeldused:
Avastatud valge aine muutuste täpne mehhanism on endiselt ebaselge, kuid käesolev uuring näitab, et rasvumine ja dieediga seostuvad vastassuunalised muutused aju struktuuris. Ei ole välistatud, et valget ainet laieneb rasvumisega degeneratiivsete ajuhaiguste neuropatogeneesis.
OBESITY ON VÕIMALIK keha koostise muutused ja vistseraalsete ja sc rasvade suurenemine. Keha rasva kogunemine on seotud mitmete ainevahetushäiretega, mis võivad mõjutada selliseid haigusi nagu 2-tüüpi diabeet, hüpertensioon, insult ja vähk. Kesknärvisüsteemi muutused ülekaalulisuses on vähem tuntud, kuigi epidemioloogilised uuringud viitavad seosele teatud degeneratiivsete ajuhaiguste ja rasvumise vahel. Teadaolevalt on kognitiivse languse riskifaktoriks suurenenud kehakaal.1, 2) ja Alzheimeri tõbi (3) ning seos rasvumise ja dementsuse vahel ei sõltu muudest haigusseisunditest (4). Keskne rasvumine võib olla seotud ka teiste neuroloogiliste häirete, näiteks Parkinsoni tõve suurema riskiga (5). Nende keeruliste suhete aluseks olevaid patofüsioloogilisi mehhanisme ei mõisteta hästi, kuid üks võimalik seos rasvumise ja dementsuse haiguste vahel on insuliini resistentsuse ja / või suhkurtõve areng, mis mõjutab kognitsiooni (1).
Seega toetavad degeneratiivsete ajuhaiguste uuringud ideed, et rasvumine avaldab negatiivset mõju aju funktsioonile, ning on olemas ka inimese uuringud, mis näitavad, et tervete rasvunud ja lahja inimeste vahel on funktsionaalsed erinevused ajus. Positiivse emissiooni tomograafia (PET) ja funktsionaalse magnetresonantstomograafia (fMRI) pildiuuringud on leidnud, et rasvumine on seotud aju verevoolu ja neurokeemia muutustega. PET-uuring [11C] raclopride on näidanud, et väga rasvunud isikute aju dopamiini D2 retseptorite kättesaadavus väheneb proportsionaalselt nende kehamassi indeksiga (BMI) (6). Uuringud, mis kasutasid PET-i ja piirkondliku aju verevoolu mõõtmist, on näidanud, et rasvunud ja lahja üksikisikute küllastumine on erinevates aju vastustes7, 8) ja fMRI uuring näitas, et suukaudne glükoosi allaneelamine põhjustab hüpotalamuse osades fMRI signaali pärssimist ja et see keskne inhibeeriv vastus on rasvunud patsientidel märgatavalt nõrgenenud (9). Teine fMRI uuring näitas, et vastusena visuaalsetele ja kuulmisele toidukäitlejaile on rasvunud toitumisharjumustes suuremad aju aktiveerivad piirkonnad (võrreldes lahja söödavate söötajatega ja lahja ja rasvunud toitjatega).10). Lisaks näitas üks eelmine uuring ühe fotoni emissioontomograafiaga, et visuaalne kokkupuude toiduga on seotud õigete ajaliste ja parietaalsete koorikute piirkondliku aju verevoolu suurenemisega rasvunud naistel, kuid mitte normaalsetel naistel (11). Hiljutine struktuurne uuring magnetresonantstomograafia (VRI) ja vokselipõhise morfomeetriaga (VBM) näitas, et rasvunud inimestel on oluliselt madalam aju halli aine sisaldus post-tsentraalses gyrus, eesmise operatsiooniga, putamenis ja keskmises frontaalses gyrus, võrreldes grupiga ja rasvunud (kuid mitte lahja) subjektide BMI seostatakse negatiivselt vasaku post-tsentraalse gyrus halliga (12). Samuti tuvastati striatumi läheduses valge aine sisalduse erinevus, kus rasvunud subjektidel oli suurem maht kui lahjadel.
Enamik ülekaalulisuse aju kujutamise uuringuid on staatilised rühma võrdlused. Sageli on rühmad eraldatud vastavalt KMI-le ja valitud kesknärvisüsteemi muutujale, nt piirkondlikku verevoolu, dopamiini retseptoreid või halli massi mahtu uuritakse ristlõikes. Meie teadmiste kohaselt ei ole rasvumise ajufunktsiooni pikisuunalist analüüsi. Käesolevas uuringus olime huvitatud kaalutõusu ja kaotuse mõjust inimese aju halli ja valge aine struktuurile. Fosfolipiidid on neuronaalsete ja gliaalmembraanide peamised komponendid ning osalevad membraanide ümberkujundamises ja sünteesis ning signaalitransduktsioonis (13). Aju fosfolipiidide metabolism on dünaamiline protsess, mida mõjutavad näiteks vabade rasvhapete kontsentratsioon plasmas. Umbes 5% esterdamata rasvhapetest ekstraheeritakse verest, kui see läbib roti aju, ja ekstraheerimine ei sõltu aju verevoolust (13). Rasvumisega kaasneb plasmas vabade rasvhapete liig, mis annab rasvade akumulatsiooni nii adipotsüütidesse kui ka mitmetesse elunditesse. Seetõttu oletasime, et rasvunud inimestel võib olla erinevusi aju rasvade ainevahetuses ja suurenenud rasvade akumulatsioonis valguses ning see võib peegeldada valge aine kogust.
Uuringu eesmärk oli koosneda kahest osast: 1) tavapärasest rasvunud ja lahja üksikisikute ristlõike aju võrdlusest ning korrelatsioonianalüüsidest ja 2ist, mis on üksikute aju pikaajaline jälgimine pärast suurt kiiret kehakaalu langust. I osas uuriti erinevusi aju piirkondlikes hall- ja valgetes ainetes, mis olid seotud lahja ja rasvunud isikutega. II osas alustas esimesest osast rasvunud isikute (n = 16) alampopulatsioon kontrollitud väga madala kalorsusega dieedi (VLCD) 6 wk jaoks ja teist aju skaneerimist järgnes pärast seda, kui nad olid oma kehakaalu keskmiselt 12iga vähendanud. %. Toitumisega on teadaolevalt kasulik mõju näiteks rasvunud inimeste insuliinitundlikkusele ja plasma lipiididele (14) ja kaalu vähenemine on seotud ka leptiini plasmakontsentratsiooni \ t15). Kaalu kaotus võib mõjutada ka aju, nagu lipiidirikka kude. Testisime, kas kehakaalu langus võib vähendada rasvunud isikute aju mahtu vastavalt rasva vähenemisele kogu kehas.
Teemad ja meetodid
Õppeained ja õppekava
I osa
Uuringus osalesid 30i rasvunud (12 ja 18 naised) ja 16i lahjad (kaheksa meest ja kaheksa naist). Lean indiviidid defineeriti kui need, kelle BMI oli alla 26 kg / m2 ja rasvunud isikud, kelle BMI on suurem kui 27 kg / m2. Söömishäirete, metaboolsete haiguste, südame-veresoonkonna haiguste, varasema või praeguse ebanormaalse maksa- või neerufunktsiooni, aneemia või suukaudse kortikosteroidraviga patsiendid jäeti välja. Katsealuste peamised füüsikalised ja metaboolsed omadused on toodud tabelis 1⇓. Rasvunud inimestel oli glükoosi, insuliini, leptiini ja vabade rasvhapete plasmakontsentratsioon oluliselt suurem (tabel 1⇓). Pärast uuringu eesmärgi ja võimalike riskide selgitamist subjektidele saadi kirjalik teadlik nõusolek. Uuringuprotokolli kiitis heaks Southwest Finland Healthcare District eetikakomitee ning see toimus vastavalt Helsingi deklaratsiooni põhimõtetele.
Uuritud isikute põhilised demograafilised näitajad ja laboratoorsed väärtused (pärast tühja kõhuga)
II osa.
Kuusteist rasvunud isikut (neli meest ja 12-i naist) osalesin II osas, mille käigus neile määrati VLCD (tabel 2⇓). Kõik päevased toidud asendati VLCD toodetega 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Soome) perioodi jooksul (2.3 MJ, 4.5 g rasv, 59 g valk ja 72 g süsivesikud päevas). Nutrifast'ile lisatud isikud jõid päevas vähemalt 2 liitrit vett või suhkruvaba karastusjooke. Kehalise aktiivsuse muutusi ei lubatud. Toitumisalase toitumisalase õe abil kontrollis toitumist regulaarselt. Pärast dieeti tekkis kataboolse seisundi vältimiseks 1-wk taastumisperiood koos norokaloorse dieediga. MRI, antropomeetrilised mõõtmised ja laboratoorsed hinnangud korrati pärast taastumisperioodi. Rasvkoe massid kõhupiirkonnas hinnati L2 / L3 intervertebraalse ketta tasemel enne ja pärast dieedimist, kasutades standardiseeritud MRI-põhist meetodit (16).
Pildistamine ja andmete analüüs
MRI-d saadi Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual skanneriga (Philips, Best, Holland). Kogu aju T1-i kaalutud kolmemõõtmeline kiire väljanägemise (FFE) andmekogum saadi põiktasapinnal (aja kordamine = 25 msec, aeg echo = 5 msec, klapp = 30 °, ergastuste arv (NEX) = 1, ja vaateväli = 256 × 256 mm2), mis annavad pea kaudu vähemalt 160i külgnevad viilud. Pildid edastati personaalarvutisse ja konverteeriti MRIconvert (Analytze) vormingusse (http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) ja analüüsiti SPM2i abil (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / spm) ja Matlab 6.5 (The MathWorks, Natick, MA). Piltidele kasutati optimeeritud VBM-protokolli (17). Enne VBM analüüsi viidi läbi MR-kujutiste kliiniline visuaalne hindamine kogenud neuroradioloog (RP). Ühel eakal lahja subjektil oli väike lakooniline infarkt vasakpoolse isoleeritud ajukoorme lähedal; ühelgi patsiendil ei täheldatud teisi kliiniliselt olulisi leide.
Mallid
Kohandatud mallid loodi selleks, et hõlbustada rasvunud ja lahja subjektide MRI-skaneeringute optimaalset normaliseerimist ja segmenteerimist. Mallide genereerimine viidi läbi tööriistakasti laiendamisega SPM2i segmenteerimisalgoritmile (Christian Gaser, Jena ülikool, Jena, Saksamaa; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Mallid konstrueeriti, kuna praeguste MRI-skaneeringute kontrastsus võib olemasolevast mallist erineda, praeguse subjekti rahvastiku demograafia võib erineda olemasoleva malli loomiseks kasutatavatest, ning iga skanner tutvustab spetsiifilisi mittevastavusi ja ebamugavusi. Seetõttu konstrueeriti mallid püüdes vähendada ruumilise normaliseerimise käigus ühe rühma suhtes erapoolikust.18).
Optimeeritud VBM
Pärast uuringuspetsiifiliste mallide loomist rakendati algandmetele optimeeritud protokolli (17). Optimeeritud VBM-protokoll parandab ruumilist normaliseerimist, kasutades pigem halli materjali pilte ja halli massi vormi, mitte anatoomilisi T1-pilte. Optimeeritud protokoll hõlmab ka partitsioonide puhastamist, rakendades morfoloogilisi toiminguid ja partitsioonide valikulist modulatsiooni, et säilitada signaali kogus. Kuna me huvitasime peamiselt ülekaalulisuse mahulisi erinevusi, mitte kontsentratsioonide erinevusi, otsustasime kasutada VBM-protokolli täiendavat modulatsiooni. Ruumilise normaliseerimise katkestamine oli 25 mm, kasutati keskmist mittelineaarset reguleerimist ja protokoll hõlmas 16i mittelineaarseid iteratsioone. Moduleeritud pilte tasandati 12-mm täislaiusega poole maksimaalse (FWHM) isotroopse Gaussi tuumaga. Varasemates uuringutes on optimeeritud VBM nõuetekohaselt valideeritud ja VBM-is kasutatud koe klassifitseerimise meetod on andnud väga reprodutseeritavaid tulemusi (17).
Biokeemilised analüüsid
Plasma glükoosi kontsentratsioon määrati kahes korduses glükoosi oksüdaasi meetodil (Analox GM9 analüsaator; Analox Instruments, London, UK). Glükosüülitud hemoglobiini mõõdeti kiirvalgu vedelikkromatograafia abil (MonoS; Pharmacia, Uppsala, Rootsi). Plasma insuliinikontsentratsiooni mõõdeti topelt-antikeha fluoroimmunotestidega (Autodelfia; Wallac, Turku, Soome). Seerumi üldkolesterooli ja suure tihedusega lipoproteiini kolesterooli mõõdeti standardsete ensümaatiliste meetoditega (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Saksamaa) täielikult automatiseeritud analüsaatoriga (Hitachi 704; Hitachi, Tokyo, Jaapan). Seerumi madala tihedusega lipoproteiini kolesterool arvutati Friedewaldi võrrandi järgi (19). Seerumivabad rasvhapped määrati ensümaatilise meetodiga (atsüül-CoA süntaasi-atsüül-CoA oksüdaasi peroksidaasi meetod; Wako Chemicals, Neuss, Saksamaa). Plasma leptiini analüüsiti RIA-ga (Linco, St. Charles, MO). I osas ei olnud vereanalüüside, vööümbermõõdu ja talje-puusa vahekorra andmed kättesaadavad neljast lahjast subjektist ja leptiini andmed puudusid ühelt rasvunud subjektilt.
Statistiline analüüs
Silutud, moduleeritud andmeid analüüsiti statistilise parameetrilise kaardistamise (SPM2) abil, kasutades üldist lineaarset mudelit. Volumeetrilisi muutusi testiti moduleeritud andmete analüüsiga. Kuna moduleerimise käigus lisati ruumilise normaliseerimise poolt põhjustatud mahu muutuse korrektsioon, oli otstarbekas lisada koaksiaalse koguse intrakraniaalne maht (TIV), et eemaldada kõik erinevused pea suuruse erinevuste tõttu. TIV arvutati SPM2i get_globals funktsiooni abil. Arvutati ja liideti igas koekambris vokslite arv.
Statistilise analüüsi jaoks välistati halli või valge aine väärtusega vokselid, mis olid väiksemad kui 0.1, et vältida võimalikke servaefekte hallide ja valgede vahelise piiri ümber. Erinevusi ülekaaluliste ja lahkete subjektide vahel testiti koos kovariansidega, kasutades sugu, ja TIV-d kui segavaid kovariante. Füüsikaliste / metaboolsete meetmete ja aju valget / halli materjali mahtude vahelisi korrelatsioonianalüüse viidi läbi mitmekordse regressioonianalüüsiga, kasutades sugu ja TIV-d kui segavaid kovariante. Toitumise mõju valgele ja hallile ainele testiti koos paari t testid SPM2is. II osa korrelatsioonianalüüsid viidi läbi lihtsa regressiooniga, arvutades delta kujutised (skaneerimine 1 - scan 2) ja delta väärtused füüsikaliste ja metaboolsete meetmete jaoks. SPM-analüüside kõrguslävi seadistati väärtusele P = 0.01 ja ulatus 50 voxels. SPMide tõlgendamiseks ja sobivate anatoomiliste siltide määramiseks kasutati MNI ruumi utiliiti (Sergei Pakhomov, Vene Teaduste Akadeemia, Peterburi, Venemaa). Statistilise olulisuse tase määrati voksli tasemel korrigeeritud tasemele P <0.01 [korrigeeritud mitme võrdluse jaoks, kasutades vale avastamise määra (FDR)]. Andmed esitatakse vahenditena (sd), kui ei ole märgitud teisiti.
Tulemused
Piirkondlikud aju mahud lahjades ja rasvunud subjektides (I osa)
Rasvunud isikutel täheldati suuremates suhtelistes aju valgetes kogustes, võrreldes tailiha ainetega, mitmetes piirkondades: ülemuse, keskmise ja madalama ajaline güri; fusiform gyrus; parahippokampuse gyrus; aju vars; ja väikeaju (kõik leiud kahepoolselt) (joonis 1⇓, A ja B). SPM-aju kaardil on külgnevad vokslid, millel on märkimisväärne rühma erinevus suhtelise valge aine mahus, mis sulanduvad, moodustades kaks klastrit [35,901 voxels, tippvoksel (6 mm, −23 mm, −29 mm), FDR korrigeeritud P = 0.006; 16,228 voxels, tippvoksel (-52 mm, −18 mm, −28 mm), FDR korrigeeritud P = 0.006] (tabel 3⇓). Lean-subjektidel ei olnud ükskõik millises aju piirkonnas suuremat valget ainet, võrreldes rasvunud isikutega. Keskmine (sd) valge valgu üldmaht oli 0.486 liitrit (0.063) rasvunud patsientidel ja 0.458 liitrites (0.044) lahjadel (TIV korrigeeritud) P =
A, Piirkonnad, kus rasvunud subjektid olid võrreldes valge aine ainetega suuremad valgede kogused. Statistilised parameetrilised kaardid on esitatud kogu uuringu proovi keskmisel T1 MRI-l (n = 46). Värvibaar tähistab T statistilisi väärtusi. Pange tähele klastrite sümmeetrilist jaotumist ajuosades ja aju vars. Esitatakse olulisi järeldusi, FDR parandati P = 0.006. B, isasloomade valge sisaldus (väljakud) ja naised (ringid) klastris osalejad, kes kasutasid osa vasakust ajalisest ja limbilisest lobrist (16,228 voxels), mida esindab talje ja puusa ümbermõõtude suhe. Pange tähele, et madalama talje ja puusa vahekorras olevad isikud on madalamad.
Uuringu I ja II osa valgede sisalduse märkimisväärsed piirkondlikud erinevused
Positiivne korrelatsioon täheldati valge aine mahu ja talje ja puusa vahelise suhte vahel rasvunud rühmas ajalises lobes, aju varras ja väikeajus (nagu eespool). Lisaks täheldati sama korrelatsiooni limbiliste ja okcipitaalsete luugide (lentiformi tuum ja keskel okcipital gyrus) osades. Need alad moodustasid kaks olulise korrelatsiooniga klastrit [59,340 voxels, tippvoksel (-33 mm, −53 mm, −47 mm), FDR parandatud P = 0.008; 7,269 voxels, tippvoksel (43 mm, −48 mm, −21 mm), FDR korrigeeritud P = 0.008]. Vanus ei korreleerunud märkimisväärselt talje ja puusa suhtega (r = 0.21, P = 0.28). Teine positiivne seos rasvunud patsientidel tuvastati valge aine mahu ja seerumivaba rasvhappe kontsentratsiooni vahel. See oli oluline klastris, mis võttis osa vasakest ajalisest ja okcipitaalsest lobest (10,682 voxels, tippvoksel (-43 mm, −49 mm, −18 mm), FDR korrigeeriti P = 0.004]. Valge aine ja BMI vahel ei täheldatud olulisi seoseid. Rasvas rühmas ei täheldatud olulisi seoseid füüsiliste või metaboolsete meetmete ja piirkondlike koguste vahel.
Hariliku aine mahtude ja rasvaste vahel ei olnud statistiliselt olulisi erinevusi, kuigi lahjadel oli teatud aju piirkondades, nagu cinguleeritud güri, ülemuse ja mediaalne eesmine güri, aju varras ja väikeaju, trenditaseme suuremad hallid sisaldused. FDR parandatud P = 0.025). Keskmine (sd) ülemaailmne hallainete hulk oli rasvunud patsientidel 0.752 liitrites (0.070) ja lahjadel 0.734 liitrites (0.074) (TIV korrigeeriti) P =
Dieetide mõju (II osa)
Kuus nädalat kestnud VLC-dieediga kaasnes kõikidel rasvunud isikutel [11 (3.4) kg, 6.6 – 19 kg] väga oluline kehakaalu langus ja sc ja vistseraalse rasva masside vähenemine kõhu piirkonnas (tabel 2⇓). Kaalulangus oli seotud vererõhu, kolesterooli, leptiini ja glükosüülitud hemoglobiini vähenemisega (tabel 2⇓), kuid plasmas glükoosi ja insuliini kontsentratsiooni tühja kõhuga ei täheldatud olulisi muutusi.
Dieedi mõju füüsilistele meetmetele ja laboratoorsetele väärtustele (pärast tühja kõhuga)
Toitumine vähendas valget ainet maailmas: 0.498 liitrit (0.051) enne ja 0.488 liitrit (0.048) pärast dieedistamist (P = 0.002). Piirkondlike valgede kogused vähenesid vasakul ajalises kihis (fusiform gyrus; parahippocampal gyrus ja madalamad, keskmised ja paremad ajalised gyri) [12,026 külgnevad vokslid, tippvoksel (-46, −6 ja −31 mm), FDR korrigeeritud P = 0.009] (joonis 2⇓, A ja B ning tabel 3⇑). Lisaks saavutas valge aine vähendamine mitmetes teistes klastrites trenditaseme tähtsust (FDR korrigeeriti P 0.03 ja 0.07 vahel). Ükski aju struktuuridest ei näidanud pärast dieediga valget ainet. Muutused globaalses või piirkondlikus hallis aines ei olnud olulised (P > 0.28).
A, Aju piirkond, kus rasvunud isikud näitasid, et pärast 6-i dieedi vähenemist täheldati olulisel määral valge aine mahtu. Statistilised parameetrilised kaardid on joonistatud toitumisalase proovi keskmisele T1 MRI-le (n = 16). Värvibaar tähistab T statistilisi väärtusi, FDR korrigeeritud P = 0.009. B, Dieetide mõju individuaalsetele valge aine kogustele klastris, mis on näidatud A. RuududMeesobjektid; ringid, naised.
Arutelu
See uuring näitab, et rasvunud isikutel on võrreldes basseiniga võrreldes suuremad valgumahud mitmes basaalse aju piirkonnas. Kui rasvunud patsiente raviti 6 wk-ga VLCD-ga, leiti vasakul ajalises kihis globaalse valge materjali mahu vähenemine ja piirkondliku valge aine mahu vähenemine. Globaalsed ja piirkondlikud hallainete sisaldused olid rühmade vahel sarnased ja dieediga ei muutunud.
Raskete rasvunud subjektide striatumi (BMI 39.4) läheduses on hiljuti leitud suurenenud valge aine maht.12). Selles uuringus oli rasvainesisaldus ülekaalulistel isikutel madalam mitmes aju piirkonnas ja pöördvõrdeline seos täheldati BMI ja halli massi mahu vahel rasvunud, kuid mitte tailiha patsientide vasakpoolses postentralises gyrus. Me ei tuvastanud olulisi halli aine erinevusi lahja ja rasvunud subjektide vahel, kuigi oli mitmeid aju piirkondi, kus rasvunud isikud näitasid trenditasemel madalamaid halli aine sisaldusi kui lahjad isikud (P = 0.025). Kuna käesoleva uuringu subjektid olid vähem rasvunud, võrreldes varasemas uuringus \ t12) on võimalik, et raskem krooniline rasvumine mõjutab hallpreparaati koos valge aine sisaldusega.
Käesolevas uuringus täheldati rasvunud rühmas suuremaid valget aineid basaalsetes kahepoolsetes piirkondades ja valge aine laienemine oli seotud suurenenud talje ja puusa suhtega (sugu korrigeeritud), kuid mitte BMI-ga. Paljud uuringud on näidanud, et keha rasva jaotus, mitte kogus, on seotud metaboolsete muutustega (20, 21, 22). Südame-veresoonkonna haiguste ja metaboolsete kõrvalekallete riski hindamisel pre- ja postmenopausis naistel tundub, et talje ja puusa vahekord on parem kui BMI.23). Lisaks on hiljutise suure uuringu (n = 27,007) põhjal tõendeid selle kohta, et talje ja puusa vaheline suhe lisab prognoositavat teavet südame-veresoonkonna riski kohta naistel kõigil KMI ja normaalse kehakaaluga meestel (24). Käesolevas uuringus nägime tugevat soost korrigeeritud positiivset korrelatsiooni talje ja puusa suhte vahel ning valge materjali mahtu. See viitab sellele, et aju valge aine võib olla pigem seotud kõhu rasva kogunemisega kui keha rasvaga Rep. Aju piires aga näitab klastrite suur suurus, et suhe võib olla üldisem ja vähem piirkondlik. Üks tõlgendus võib olla see, et vistseraalsete rasvade suurenemine on seotud rasva kogunemisega keskmises müeliinis kogu ajus.
Käesolev uuring näitas ka positiivset seost seerumivaba rasvhappe kontsentratsiooni ja aju valge aine mahu vahel rasvunud isikutel vasakul ajal ja okcipitaalsel lobul ja rasvunud isikutel täheldati seerumivaba rasvhapete oluliselt kõrgemaid kontsentratsioone. Seetõttu võib rasvkoe valkude erinevuste selgituseks olla ebanormaalne lipiidide metabolism ja akumulatsioon ajus. Varasemad uuringud närilistega on näidanud, et rasvhapete hüpotalamuse ainevahetus võib muuta toitumisharjumusi ja et pika ahelaga rasvatsüültransferaasi-koensüümi A hüpotalamuse tasemeid saab suurendada tsirkuleerivate või tsentraalsete lipiidide parema esterdamise ja / või kohaliku inhibeerimise teel. lipiidide oksüdatsioon (25). Käesoleva uuringu tulemused koos loomkatsete tulemustega näitavad, et rasvhapete liigne ülekaalulisus võib põhjustada aju patoloogilise lipiidide metabolismi ja see võib mõjutada nii aju valget ainet kui ka aju funktsiooni toidu reguleerimisel. tarbimist. Teisest küljest, kuigi tuvastatud mahuerinevused on kooskõlas uuringu hüpoteesiga, ei tõenda nad otseselt, et rasvumisega kaasneb rasva akumulatsioon ajus. Hüpoteesi kinnitamiseks peaksid tulevased uuringud andma rohkem tõendeid selle kohta, et inimeste rasvhapete ainevahetus on inimeste rasvumises muutunud.
Tuleb märkida, et kuigi VBM suudab täpselt tuvastada piirkondlikke mahu muutusi, ei anna see põhjusliku mõjuri kohta mingeid vihjeid. Seepärast ei ole rasvkoes sisalduva valge aine mahu suurenemine tingimata seotud rasvkoega või müeliiniga. Teoreetiliselt võib individuaalne hüdratatsiooni staatus mõjutada valge aine mahtu, sest on teatatud, et 16 h jaoks ei ole vedeliku tarbimine vähenenud aju mahtu 0.55% võrra (26). Kuid rasvunud ja rasvunud patsiendid järgisid enne MRI-skaneerimist samu tühja kõhuga juhiseid ja neil olid normaalsed (ja sarnased) vere hematokriti väärtused (keskmine 41% lahja rühmas, 42% rasvunud rühmas). Teiseks olid leiud piirkondlikult selektiivsed ja paiknesid peamiselt basaalsetes aju piirkondades. Sekkumisosas läbisid rasvunud patsiendid 1-wk normokaloorse dieedi enne teist MRT-skaneerimist, mis eeldatavasti normaliseeris vedeliku tasakaalu. Neil oli ka normaalne vere hematokriti väärtus enne ja pärast dieediga (39 vs 37% vastavalt), mis viitab sellele, et hüdratatsiooni seisundis olulisi muutusi ei toimunud.
On teada, et toitumine parandab insuliini tundlikkust ja plasma lipiidide profiili (14), vältides seeläbi ülekaalulisusega kaasnevaid haigusi. Dieetide mõju aju struktuurile ei ole varem uuritud. Käesoleva uuringu II osas dieedi poolt põhjustatud valge aine vähenemine koos I osa tulemustega viitab sellele, et nii krooniline kaalutõus kui ka kiire kaalulangus on seotud aju valguga. Uuringus ei olnud uuritud valget aine mahu muutuste kliinilist tähtsust ülekaalulisuses. Me ei saa vastata, kas teatatud aju struktuursed muutused on esmane või sekundaarne. Kuid müeliinirikkas valgetes ainetes leiduvate leidude lokaliseerimisel (halli aine säilitamisega) oletame, et näidatud muutused on sekundaarsed, peegeldades rasva kogunemist. Me ei suutnud korrigeerida valge aine muutusi dieedis füüsikaliste või metaboolsete meetmete muutustega, kuigi täheldati trenditaseme seost valge aine vähenemise ja kõhu vistseraalse rasva kadumise vahel (seoses sc rasvaga). Tulemused ei viita siiski sellele, et valgete keskmiste ainete muutus on üksikjuhtum kaalutõusu ja kaalulanguse korral, vaid et 30i rasvunud subjektide (I osa) ja 16i rasvunud subjektide (II osa) uuritud subpopulatsioonid võisid olla liiga väikesed. korrelatsioonianalüüsidega suure variatsiooniga. Lõpuks on võimalike registreerimisvigade ja silumise tõttu mõeldav, et kuigi enamik täheldatud erinevustest peegeldavad valge aine muutusi, ei saa välistada, et mõni hallainesignaal sisaldub kogu signaalis.
Kokkuvõttes oleme esitanud andmed, mis näitavad, et ülekaalulisus on seotud aju valge aine mahu laiendamisega. Kõige olulisem seos täheldati talje ja puusaliigi ning valge aine vahel. Pikisuunalise analüüsi tulemused näitasid, et pärast lühiajalist dieedimist oli aju valget ainet kahanenud. Kuigi epidemioloogilised uuringud on näidanud, et rasvunud inimestel on suurenenud degeneratiivsete ajuhaiguste risk, ei ole siinkohal esitatud valge aine muutused rasvumises ja dieedis kliiniliselt olulised. Tulevased uuringud võiksid olla välja töötatud selleks, et uurida keskse rasva akumulatsiooni ja valge aine kõrvalekallete rolli degeneratsiooni neuropatogeneesis.
Tunnustused
Täname Dr. Paul Maguire'i (Groningeni ülikool, Groningen, Holland) hindamatu abi eest pildianalüüsis. Täname ka Turu PET-keskuse töötajaid nende kvalifitseeritud abi eest eksamites.
Allmärkused
Seda tööd toetasid Soome Akadeemia (otsus 104334), Turu Ülikooli Keskhaigla ja Turu Ülikooli Sihtasutus.
Teabe avalikustamine: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN ja VK pole midagi deklareerima.
Esimene avaldatud online mai 29, 2007
Lühendid: BMI, kehamassiindeks; FDR, vale avastamise määr; fMRI, funktsionaalne MRI; MRI, magnetresonantstomograafia; PET, positronemissiooni tomograafia; TIV, kogu koljusisene maht; VBM, vokselipõhine morfomeetria; VLCD, väga madala kalorsusega toitumine.
- Saanud November 13, 2006.
- Heaks kiidetud Mai 23, 2007.
viited
Artiklid, mis viitavad sellele artiklile
;