Dopamine striatale dorsale, préférence alimentaire et perception de la santé chez l'homme (2014)

PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.

Publié en ligne 2014 May 7. est ce que je:  10.1371 / journal.pone.0096319

PMCID: PMC4012945

J. Bruce Morton, éditeur

Cet article a été cité par autres articles dans PMC.

Abstract

À ce jour, peu d'études ont exploré les mécanismes neurochimiques à l'origine des différences individuelles dans les préférences alimentaires chez l'homme. Nous étudions ici comment la dopamine striatale dorsale, mesurée par le traceur de tomographie par émission de positrons (TEP) [18F] fluorométatyrosine (FMT), en corrélation avec la prise de décision liée aux aliments, ainsi que l'indice de masse corporelle (IMC) chez les personnes de poids normal à modérément obèses 16. Nous constatons que le potentiel de liaison de la synthèse de la dopamine PET FMT plus faible est corrélé à un IMC élevé, à une préférence plus grande pour les aliments «sains» perçus, mais aussi à de meilleurs indices de santé pour les aliments. Ces résultats confirment davantage le rôle de la dopamine striatale dorsale dans les comportements liés aux aliments et mettent en lumière la complexité des différences entre les préférences alimentaires de chaque individu.

Introduction

La société moderne est entourée d'une surabondance et d'une grande variété de choix alimentaires, ce qui contribue en partie à l'augmentation de la population en surpoids aux États-Unis. . Cependant, les mécanismes neurochimiques sous-jacents qui sous-tendent les différences individuelles dans les préférences alimentaires ne sont pas bien compris. Certaines personnes fondent naturellement davantage leurs préférences alimentaires sur la valeur santé des produits alimentaires par rapport à la valeur gustative des produits alimentaires. Il a été démontré que le cortex préfrontal ventromedial (vmPFC) joue un rôle dans les valeurs des objectifs liées aux influences de la «santé» et de la santé. goût" . En outre, il existe une grande variation dans le jugement des individus sur le contenu calorique et la perception de la «salubrité» des aliments et des études montrent que les aliments «sains» perçus sont surconsommés par rapport aux aliments «malsains», malgré une valeur nutritionnelle égale , .

Il a été démontré que la dopamine striatale dorsale joue un rôle dans la motivation pour se nourrir chez l'homme et l'animal , , Cependant, la relation entre la dopamine et l’opportunité ou les préférences alimentaires chez l’homme n’a pas été explorée à fond. En outre, des études utilisant des ligands de PET qui lient les récepteurs de la dopamine ont montré des corrélations avec l’IMC, mais dans les deux cas positifs. et négatif toutes les études ont trouvé des associations significatives (pour un examen, voir ). En outre, en raison de la nature de ces ligands de PET qui dépendent de l'état de libération de dopamine endogène, il est difficile d'interpréter les relations entre la dopamine striatale et l'IMC. Une liaison inférieure aux récepteurs de la dopamine pourrait représenter moins de récepteurs de la dopamine striataux existants (c’est-à-dire une relation négative entre la liaison de la PET et l’IMC, comme indiqué dans ), ou une liaison plus importante aux récepteurs de la dopamine pourrait représenter une libération de dopamine endogène plus faible, permettant davantage de récepteurs disponibles dans lesquels le ligand de la PET pourrait se lier (c'est-à-dire une relation positive entre la liaison et l'IMC, telle que trouvée dans ). Pour compléter les études précédentes qui utilisaient des ligands PET liant les récepteurs de la dopamine, nous avons utilisé ici une mesure stable de la capacité de synthèse présynaptique de la dopamine avec le ligand PET [18F] fluorométatyrosine (FMT) ayant fait l'objet de nombreuses études chez l'homme et l'animal , , , .

Les objectifs de notre étude étaient d’étudier la relation entre les mesures de synthèse de la dopamine TEP FMT striatales dorsales et l’IMC, ainsi que d’examiner la corrélation possible entre ces mesures de synthèse de la dopamine TEP FMT striées et les différences individuelles de préférence alimentaire. Nous avons émis l'hypothèse qu'une liaison plus faible de la synthèse PET FMT de la dopamine correspondrait à un IMC plus élevé, comme suggéré par des travaux antérieurs. . Nous avons également prédit que les individus avec une dopamine striatale endogène inférieure auraient une plus grande préférence globale pour les aliments (c'est-à-dire les aliments «sains» et «malsains») par rapport aux individus avec une dopamine striatale plus élevée et que la perception de la santé d'un individu des aliments peut également influencer préférence.

Matériels et méthodes

Sujets

Trente-trois sujets sains et droitiers ayant déjà reçu des scanners de synthèse de la dopamine PET FMT ont été invités à participer à l’étude comportementale présentée ici et n’ont reçu aucune connaissance préalable de l’étude, ils ont simplement appris qu’il s’agissait d’étudier un processus de décision complexe. Parmi ces sujets, les sujets 33 ont accepté de participer (16 M, age 8 – 20). L'IMC ((poids en kilogrammes) / (taille en mètres) ∧30)) a été calculé pour tous les sujets (étendue: 2 – 20.2, avec 33.4 obèse, 1 en surpoids et 4 en bonne santé). Les sujets n'avaient pas d'antécédents d'abus de drogues, de troubles de l'alimentation, de dépression majeure ni de troubles anxieux. On a également demandé aux sujets s’ils se trouvaient dans un état de santé très pauvre, médiocre, moyen, bon ou excellent. Tous ont déclaré être dans un état de santé général moyen à excellent et ne pas actuellement suivre un régime ou essayer de perdre du poids. Le statut socioéconomique (SSE) a également été recueilli auprès de personnes utilisant la mesure simplifiée du statut social de Barratt (BSMSS) .

Déclaration d'éthique

Tous les sujets ont donné leur consentement éclairé écrit et ont été payés pour leur participation conformément aux directives institutionnelles du comité d'éthique local (University of California Berkeley (UCB) et Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Committee for the Protection of Human Participants (CPHP) et Lawrence Berkeley National. Commissions d'examen institutionnel des laboratoires (IRB)). Les CPHP et IRB d'UCB et de LBNL ont spécifiquement approuvé les études présentées ici

Acquisition et analyse de données PET

L'imagerie TEP et la liaison FMT ont été réalisées au Lawrence Berkeley National Laboratory, comme décrit précédemment. . La FMT est un substrat de la décarboxylase de L-aminoacide aromatique (AADC), une enzyme synthétisant la dopamine et dont l'activité correspond à la capacité des neurones dopaminergiques à synthétiser la dopamine. et a été montré pour être indicatif de la capacité de synthèse pré-synaptique de la dopamine . La FMT est métabolisée par l’AADC en [18F] fluorométatyramine, qui est oxydée en [18L'acide F] fluorohydroxyphénylacétique (FPAC) reste dans les terminaux dopaminergiques et est visible sur les scanners PET FMT. Ainsi, l’intensité du signal sur les balayages PET FMT s’est révélée comparable à [18F] fluorodopa , dans laquelle l'absorption du traceur est fortement corrélée (r = 0.97, p <0.003) avec les niveaux de protéines dopaminergiques striatales chez les patients post-mortem, tel que mesuré par des méthodes de chromatographie liquide à haute performance (HPLC) . De plus, par rapport à [18F] fluorodopa, la FMT n’est pas non plus un substrat pour l’O-méthylation et fournit donc des images signal-sur-bruit plus élevées que [18F] fluorodopa . De plus, il a été démontré que les mesures de la FMT correspondent directement aux mesures de la dopamine dans les modèles animaux de la maladie de Parkinson .

Les analyses ont été effectuées à partir de 9AM-12PM ou 1PM-4PM. Le délai moyen entre l'acquisition des données de synthèse de la dopamine de PET FMT et des données de comportement était de 2.37 ± 0.26 années, ce qui est comparable au délai signalé dans une étude précédente de notre laboratoire utilisant PET FMT. . Bien que ce délai ne soit pas idéal, une étude de Vingerhoets et al. a montré que le Ki striatal lié à la dopamine présynaptique est une mesure relativement stable, ayant 95% de chance de rester dans 18% de sa valeur initiale chez des sujets sains individuels sur une période de temps de 7. Par conséquent, les mesures de la FMT, comparables à [18F] fluorodopa , sont supposés refléter des processus relativement stables (capacité de synthèse) et ne sont donc pas particulièrement sensibles aux changements de petit état. De plus, l'IMC ne différait pas significativement entre l'acquisition de la TEP et les données comportementales (variation moyenne de l'IMC: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, test t apparié à deux côtés). En outre, tous les sujets ont été soumis à un dépistage de tout changement de mode de vie depuis le dernier test (par exemple, changement de régime alimentaire et d'activité physique / quotidienne, de tabagisme ou d'alcool, de santé mentale ou de statut thérapeutique). Enfin, la variation de l'IMC entre le moment de l'analyse PET FMT et les tests comportementaux ainsi que le temps écoulé entre l'analyse PET et les tests comportementaux ont été utilisés comme variables dans l'analyse des données de régression multiple.

Les examens TEP ont été réalisés à l'aide de la caméra PET Siemens ECAT-HR (Knoxville, TN). Environ 2.5 mCi de haute activité spécifique FMT a été injecté sous forme de bolus dans une veine antécubitale et une séquence d'acquisition dynamique en mode 3D a été obtenue pour une durée totale de balayage 89 min. Deux images anatomiques haute résolution (MPRAGE) ont été acquises chez chaque participant sur un scanner IRN Magnetom Avanto Siemens 1.5 T (Siemens, Erlangen, Allemagne), au moyen d’une bobine de tête à canal 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; taille du voxel = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, coupes axiales 160; FOV = 256 mm; durée de balayage 9 minutes). Les deux MPRAGE ont été moyennés pour obtenir une image structurelle haute résolution, qui a été utilisée pour générer des régions d'intérêt caudées et du cervelet (ROI) individuelles.

ROI caudé et cervelet gauche et droit (utilisés comme région de référence, comme dans les études précédentes ) ont été dessinés manuellement sur l'IRM anatomique de chaque participant à l'aide de FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), comme décrit précédemment . La fiabilité inter-évaluateur et intra-évaluateur était supérieure à 95% (d'après les évaluations de deux membres du laboratoire). Pour éviter la contamination du signal de la FMT par les noyaux dopaminergiques, seuls les trois quarts postérieurs de la matière grise étaient inclus dans la région de référence cérébelleuse. Après la co-inscription dans l'espace PET FMT, seuls les voxels présentant un pourcentage de probabilité supérieur à 50 de se situer dans les ROI ont été inclus afin d'assurer une probabilité élevée de matière grise.

Les images PET FMT ont été reconstruites avec un algorithme de maximisation des attentes d'un sous-ensemble ordonné avec atténuation pondérée, correction de la dispersion, correction du mouvement et lissage avec un noyau 4 en mm de largeur totale maximale, avec la version 8 (SPM8) de Statistical Parametric Mappingwww.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). L’analyse IRM anatomique a été enregistrée dans l’image moyenne de toutes les images réalignées de l’analyse PET FMT à l’aide de FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, version 4.1.2). Utilisation d'un programme d'analyse graphique interne implémentant le tracé de Patlak , Ki images, représentant la quantité de traceur accumulée dans le cerveau par rapport à la région de référence (cervelet) ,, une pratique standard en analyse PET visant à minimiser les confusions potentielles de bruit à partir des données PET) ont été créées. Ki les valeurs ont été obtenues séparément des ROI caudées gauche et droite et des associations ont été calculées entre Ki les valeurs, l'IMC et les mesures comportementales. De plus, comme il a été démontré que l’âge et le sexe ont un effet sur la liaison de la FMT , , les corrélations entre la FMT et l'IMC ont été corrigées pour l'âge et le sexe (ainsi que tout changement d'IMC entre le moment de la TEP et les tests comportementaux) par des variables de contrôle dans une corrélation partielle de Pearson.

Paradigme comportemental

Les sujets ont été invités à manger un repas typique, mais pas trop lourd, une heure avant la session de test. Afin d'encourager le respect de cette demande, des sessions de test ont été programmées après l'heure habituelle des repas (c.-à-d. 9AM, 2PM et 7: 30PM) et l'heure du dernier repas a été enregistrée. Les aliments consommés avant le test et le temps écoulé entre le dernier repas pris et la session de test ont été enregistrés (comme déterminé par la ressource www.caloriecount.com et les tailles de repas et de portions déclarées par les individus). Pour nous assurer que la faim n'influençait pas la tâche, nous avons également mesuré la faim et la plénitude à l'aide d'une échelle analogique visuelle .

Des images de quatre-vingts produits alimentaires ont été utilisées dans lesquelles les sujets ont été priés d'évaluer les produits dans des blocs distincts 3 basés sur 1) (désirabilité, 2) santé et 3) goût dans le programme E-Prime Professional (Outil logiciel de psychologie, Inc., Sharpsburg) PA, USA) (voir Figure 1). Afin de créer une tâche avec un nombre équilibré d’aliments sains, malsains et neutres, nous avons d’abord créé une valeur santé objective pour chacun des 80 aliments en attribuant un score objectif normalisé de -3 (très malsain) à + 3 ( très sain) à chaque aliment en fonction d'une lettre (allant de F-moins (très malsain) à A-plus (très sain)) et d'informations nutritionnelles tirées de la ressource en ligne www.caloriecount.com. Ces lettres comportent plusieurs facteurs (calories, grammes de graisse, fibres, etc.) et sont répertoriées à titre de référence en ligne pour les «choix pour une alimentation saine», comme indiqué sur le site Web. Nous avons ensuite équilibré la tâche avec un nombre à peu près égal de produits sains (à savoir des aliments avec des scores objectifs de 2 ou 3, tels que des fruits et des légumes) et neutres (à savoir des aliments avec des scores objectifs de 1 et −1, tels que des biscuits salés) et des articles malsains. (c.-à-d. aliments avec des scores objectifs négatifs de -2 ou -3 tels que des barres de chocolat hautement transformées).

Figure 1  

Tâche comportementale.

On a d’abord demandé aux sujets d’évaluer dans quelle mesure ils «souhaitaient» ou «voulaient» chaque élément (échelle de 1 (fortement ne pas vouloir) par rapport à 4 (fortement vouloir)), désigné dans le texte comme «préféré», terme conforme à la littérature . L'aliment apparaît et le sujet dispose de jusqu'à 4 secondes pour répondre. Il évalue les quatre-vingts aliments avant de passer aux blocs «santé» et «goût» suivants (voir ci-dessous). Parce que les humains ont la capacité de moduler les choix alimentaires en fonction non seulement du goût de certains aliments, mais également de la perception de leur santé Nous avons seulement demandé au sujet d’indiquer à quel point il souhaitait avoir la nourriture ou trouvait la nourriture désirable et le bloc de préférences était toujours présenté en premier. Pour tenter de déterminer dans quelle mesure le sujet préférait réellement les produits alimentaires présentés, il a été informé qu'il recevrait un produit alimentaire de la tâche à la fin des tests en fonction de sa cote de «désirabilité». Les sujets ne savaient pas non plus que, dans les deuxième et troisième blocs (décrits ci-dessous), il leur serait demandé de juger de la qualité et de la saveur de chaque aliment trouvé.

Dans le second bloc, les sujets ont évalué dans quelle mesure ils ont perçu les quatre-vingts produits comme étant sains ou malsains (−3 pour très malsain à 3 pour très sain) et dans un troisième bloc, quel goût ont-ils trouvé les quatre-vingts produits (−3 pour du tout savoureux à 3 pour très savoureux). L'ordre de ces blocs était cohérent pour tous les sujets, car nous ne voulions pas influencer les cotes de santé dans un effet d'ordre potentiel. Les sujets ont été informés que les évaluations de la santé et du goût n’affecteraient pas l’article qu’ils recevraient en fonction de leurs réponses dans la case «désirabilité». Nous avons choisi une échelle de points 6 pour la santé et les valeurs gustatives afin de permettre une gamme plus large de mesure de la perception goût / santé, y compris une évaluation «neutre» correspondant à -1 et + 1, tandis que l'échelle de points 4 du bloc de désirabilité / préférence ne refléterait que les aliments préférés ou non préférés. La tâche totale a duré environ 25 minutes. À la fin de la tâche, on a demandé aux sujets s’il existait des aliments inconnus qui auraient pu entraîner une non-réponse. Tous les sujets ont déclaré être familiarisés avec les aliments et tous les articles ont été notés par tous les sujets.

Il a été démontré que la dopamine dans le striatum dorsal était fortement associée à la motivation pour se nourrir , , . La perception du goût est également étroitement liée à l’opportunité de manger, dans la mesure où la plupart des humains préfèrent les aliments qu’ils trouvent également savoureux. . Comme il existe de nombreuses combinaisons de blocs de préférences, de goûts et d’aliments santé qui pourraient être examinées afin d’éliminer les comparaisons multiples et le potentiel de corrélations fallacieuses, nous avons examiné le nombre de produits alimentaires auto-classés comme 1. , savoureux et perçu «sain» et 2) préféré, savoureux et perçu «malsain». (Articles préférés notés 3 ou 4 dans le bloc «opportunité»; articles savoureux notés en tant que 2 ou 3 dans le bloc «saveur»; éléments perçus comme «sains» notés comme 2 ou 3 et perçus comme «malsains» notés comme −2 ou −3 dans le bloc «santé»). L’analyse post-hoc a également examiné le rapport entre les aliments perçus «sains» et les aliments «malsains», le nombre d’aliments préférés perçus «sains» qui n’étaient pas réellement considérés objectivement comme sains (c.-à-d. Les articles préférés que la personne a jugés sains moins les éléments jugés préférés par le sujet qui étaient réellement sains, comme déterminé par le score de santé objectif attribué (par exemple, si un sujet a classé les «craquelins» comme un aliment sain perçu comme préféré avec un score sain de 3 (très sain), et Si le score de santé objectif attribué était un 1 (neutre-santé), il serait compté comme un aliment santé perçu préféré qui n’était pas réellement sain). Le nombre moyen de calories des articles préférés de chaque sujet a également été calculé.

Analyses statistiques

Une régression linéaire multiple par étapes a été utilisée pour tester les relations entre les deux variables dépendantes distinctes: 1) préféré, savoureux et perçu comme sain et 2) aliments préférés, savoureux et perçus comme malsains, et les variables indépendantes: bonnes valeurs de PET FMT caudées, Valeurs FMT TEP caudées à gauche, IMC, âge, sexe, statut socio-économique, tout changement d'IMC entre la TEP et les tests comportementaux et le temps écoulé entre la TEP et les tests comportementaux dans SPSS version 19 (IBM, Chicago, Ill., USA), avec inclusion de la variable indépendante dans le modèle fixé à p <0.05 et exclue avec p> 0.1. Le ratio perçu «sain» - «insalubre» était fortement corrélé à la variable dépendante des items «sains» perçus préférés (r = 0.685, p <0.003), et par conséquent, nous n'avons pas pu entrer cette variable dans le modèle. Cependant, les corrélations partielles de Pearson, corrigées en fonction de l'âge, du sexe et de tout changement de l'IMC, ont été utilisées pour tester les relations directes entre la TEP FMT caudée droite et 1) l'IMC, 2) le rapport perçu «sain» -à- «malsain» et 3) les calories moyennes des articles préférés, réalisée avec SPSS version 19 (IBM, Chicago, Ill., USA). Nous avons également testé la relation entre les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT, le nombre d'aliments préférés perçus comme «sains» qui n'étaient pas jugés sains par le score calculé et les articles préférés qui ont été jugés sains par le score calculé dans une étape. modèle de régression multiple sage. (Le nombre d'aliments préférés perçus comme «sains» non évalués comme sains par le score calculé, et les articles préférés jugés sains par le score calculé n'étaient pas significativement corrélés (r = 0.354, p = 0.23). Nous avons également testé s'il y en avait une relation entre le changement de l'IMC et les variables dépendantes: valeurs de FMT PET caudées gauche et droite, SES, âge, sexe, temps entre l'imagerie TEP et les tests comportementaux, le nombre d'aliments préférés perçus comme «sains» et les aliments préférés perçus comme «malsains» en utilisant l'étape régression linéaire dans le sens des aiguilles d'une montre. Les données sont présentées sous forme de valeurs r de Pearson.

Resultats

Relation entre les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT et l'IMC

Nous avons d’abord vérifié s’il existait une relation significative entre les valeurs de synthèse de la dopamine TEP FMT caudée et les mesures de l’IMC chez des individus 16 (individus de surpoids moyen / moyennement obèses). Nous avons trouvé une corrélation négative significative entre les valeurs de synthèse de la dopamine dans la PET FMT caudée et l'IMC, les individus à l'IMC élevé ayant une synthèse de la dopamine plus faible (Figure 2A: Images brutes PET FMT d'individus ayant un IMC élevé (à gauche) et inférieur (à droite); Figure 2B: caudé droit, r = −0.66, p = 0.014, caudé gauche: r = −0.22, p = 0.46 (non significatif (ns)), contrôlé en fonction de l'âge, du sexe et de tout changement de l'IMC de la synthèse de la dopamine par PET FMT au test de comportement ).

Figure 2  

Dopamine striatale dorsale et IMC.

Relation entre les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT et les préférences alimentaires

Les sujets ont évalué 80 aliments dans des blocs 3 distincts en fonction de leur perception de 1), de désirabilité, de 2), de santé et de 3) de saveur de chaque aliment (voir Figure 1). Environ 50% des articles étaient sains et malsains, comme indiqué par les informations sur la santé (voir Matériels et méthodes). Il a été démontré que la dopamine dans le striatum dorsal était fortement associée à la motivation pour se nourrir , , , tandis que les propriétés hédoniques des aliments passent par d’autres mécanismes neuronaux , . Cependant, la perception du goût est fortement corrélée à l’opportunité de manger, dans la mesure où la plupart des humains préfèrent les aliments qu’ils trouvent également savoureux. . Ici, nous constatons également que la perception du goût et la préférence sont fortement corrélées, en ce sens que les articles préférés sont également considérés comme savoureux (r = 0.707, p <0.002).

Par conséquent, pour examiner comment la perception de la santé peut influencer la prise de décision liée à l'alimentation, nous avons utilisé une régression linéaire multiple par étapes pour modéliser les relations entre la variable dépendante du nombre d'aliments jugés préférés, savoureux et perçus comme sains et les variables indépendantes. de FMT dans le caudé gauche et droit, IMC, âge, sexe, SES, changement de l'IMC entre le moment de la TEP et les tests comportementaux et le temps écoulé entre le moment de la TEP et les tests comportementaux. Les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT caudée droite contribuent de manière significative au modèle de régression pour le nombre d'articles préférés et savoureux qui ont été perçus comme sains (Bêta: −0.696; t (15) = −3.625, p <0.003, Figure 3), alors que toutes les autres variables indépendantes ont été exclues du modèle comme non significatives (t (15) <1.216, p> 0.246). Nous avons également testé l'hypothèse selon laquelle le nombre d'éléments préférés et perçus comme «malsains» montrerait également une relation avec ces variables indépendantes, mais aucune variable indépendante n'a été saisie dans le modèle comme significative (F <2.7, p> 0.1). Ainsi, les individus avec des valeurs de synthèse de dopamine PET FMT caudées plus faibles ont une plus grande préférence pour les aliments perçus comme «sains» mais pas perçus comme «malsains».

Figure 3  

Dopamine striatale dorsale et comportements liés à l'alimentation.

Relation entre les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT et la perception des aliments par la santé

Nous avons émis l’hypothèse que la relation entre les valeurs de synthèse de la dopamine dans la PET FMT caudée et la préférence pour les produits «sains» perçus pourrait être due aux différences individuelles dans la perception des produits alimentaires par la santé. Bien que nous ayons conçu la tâche avec un ratio approximatif 1∶1 des aliments sains sur les aliments malsains, la perception de la santé des individus variait considérablement, avec des ratios d’aliments sains à malsains allant de 1.83∶1 à 0.15∶1. Par conséquent, en tant qu’analyse post-hoc, nous avons étudié la relation entre la synthèse de dopamine de la PET FMT caudée et le rapport entre les éléments «sains» et «malsains», et avons trouvé une corrélation négative significative (r = −0.534, p = 0.04). , avec des valeurs de synthèse de dopamine PET FMT caudées inférieures correspondant à un plus grand nombre d’éléments perçus comme «sains» par rapport à «insalubres».

Nous avons donc utilisé la régression linéaire multiple par étapes pour étudier les relations entre la synthèse de dopamine de PET FMT caudée et la préférence pour les aliments sains perçus comme sains mais non comme tels (comme déterminé par le score objectif calculé, voir Méthodologie) et la préférence pour les aliments sains, déterminée par le score objectif calculé. Nous avons trouvé une relation significative entre les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT caudée et la préférence pour les aliments sains perçus mais pas réellement sains (Bêta: −0.631, t (15) = −3.043, p <0.01), mais aucune relation significative entre la dopamine PET FMT caudée les valeurs de synthèse et la préférence pour les aliments sains réellement calculés (t (15) = −1.54, p> 0.148), indiquant une préférence pour les aliments «sains» sur-perçus, corrélaient plus fortement chez les individus à faible FMT. En outre, il n'y avait pas de relation significative entre les valeurs de synthèse de dopamine PET FMT caudée et les calories moyennes des aliments préférés (r = 0.288, p> 0.34), ce qui indique que les individus à faible synthèse de dopamine PET FMT ne différaient pas dans la teneur calorique des aliments préférés.

Nous n'avons pas non plus trouvé de relation entre le changement de l'IMC et les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT, le SES, l'âge, le sexe, le temps entre l'imagerie TEP et les tests comportementaux, le nombre d'aliments préférés perçus comme «sains» ou les aliments préférés perçus comme «malsains» (p> 0.1).

Le temps de la session de test, le temps écoulé depuis le dernier repas et le nombre de calories consommées au dernier repas n'étaient pas significativement corrélés avec les mesures comportementales (p> 0.13). Les mesures de la faim et de la satiété n'étaient pas non plus en corrélation avec aucune des mesures comportementales (p> 0.26).

a lieu

Le but de cette étude était d'étudier la relation entre la synthèse endogène de dopamine caudée, l'IMC et le comportement lié aux aliments. Nous avons constaté que la synthèse de la dopamine caudée inférieure mesurée par la synthèse de la dopamine PET FMT était corrélée à un 1) un IMC plus élevé et un 2) une préférence plus grande pour les aliments «sains» perçus. Nous avons également constaté une relation entre les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT caudées plus faibles et une surestimation plus importante de la salubrité des aliments, ainsi qu’une corrélation significative avec des aliments préférés plus «perçus» jugés «sains» qui ne l’étaient pas réellement.. Nous n’avons trouvé aucune relation significative entre la synthèse de PET FMT et de dopamine et le contenu calorique moyen des aliments préférés.

Les recherches suggèrent que la préférence pour les aliments malsains et leur surconsommation sont deux des nombreux facteurs contribuant à la prise de poids et à un IMC plus élevé (Centers for Disease Control and Prevention; Centres de contrôle et de prévention des maladies; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Il est intéressant de noter que la synthèse de dopamine striatale dorsale inférieure est corrélée à un plus grand nombre d’aliments préférés, perçus comme étant «sains». Bien que cette corrélation ne puisse impliquer une causalité, cette découverte suggère que des différences endogènes dans la synthèse de la dopamine striatale dorsale pourraient en partie jouer un rôle dans les différences individuelles pour la préférence alimentaire. Nous proposons ici que les valeurs de synthèse de la dopamine PET FMT caudée inférieure représentent la dopamine tonique inférieure, ce qui, en réponse à des stimuli agréables au goût, permet un plus grand éclatement phasique. et peut-être une réactivité modifiée aux aliments. ADe plus, ces différences de dopamine striatale dorsale peuvent affecter le traitement des stimuli gustatifs dans le cortex somatosensoriel, une étude précédente ayant montré une activation modifiée dans les régions striatale et somotosensorielle dorsale avec prise de nourriture chez les sujets sensibles à l'obésité. . La dopamine striatale dorsale inférieure peut également entraîner des différences de connectivité entre le striatum dorsal et le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), comme le suggèrent nos récentes conclusions. . TPar conséquent, nous supposons que les mécanismes striatals dorsaux liés à la dopamine pourraient influer sur les différences de perception de la santé soit par la connectivité avec le traitement somatosensoriel (altération des propriétés de la sensation gustative), soit par la connectivité avec le DLPFC, qui a joué un rôle dans la surévaluation du choix précédemment préféré articles . L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pourrait élucider ces mécanismes potentiels des différences individuelles dans les préférences alimentaires et la surestimation des valeurs de santé.

Initialement, nous avions prédit que les personnes atteintes de dopamine striatale dorsale inférieure auraient une préférence plus grande en matière de nourriture (c.-à-d. Qu'elles préféreraient un plus grand nombre d'éléments autoévalués «sains» et «malsains»), par rapport aux personnes ayant une dopamine dorsale striée supérieure. Cependant, une autre conclusion de notre étude était qu’une surévaluation de la salubrité des aliments (c’est-à-dire un sentiment accru de salubrité), mais pas du contenu calorique des aliments préférés ou de la préférence pour des aliments sains définis de manière objective, était significativement liée à la présence endogène. mesures de dopamine striatale dorsale. Par conséquent, une explication de nos résultats d'une relation significative avec uniquement les aliments perçus comme «sains» peut être que les aliments perçus comme «sains» sont plus justifiés comme préférés. Cela peut être particulièrement le cas puisque notre étude a été menée à dessein après les repas des sujets alors que le désir global de nourriture devrait être minime. Par conséquent, les sujets avaient une plus grande préférence pour les aliments «sains» surévalués, même s'ils étaient rassasiés et n'avaient pas faim à ce moment-là. Des études futures portant sur la relation entre la dopamine striatale endogène et les préférences alimentaires dans les états affamés par rapport aux états rassasiés étayeraient davantage cette hypothèse.

On peut également soutenir que la perception de la santé nécessite une exposition et une expérience avec des produits alimentaires pour acquérir un sens positif pour la santé. Il est également possible que des différences de style de vie aient influencé ou modifié la synthèse de dopamine striatale dorsale sous-jacente. En outre, les différences de familiarité avec les produits alimentaires auraient pu être attribuées à des différences de préférence ou à une surestimation des aliments comme étant sains. Cependant, à la fin de la tâche, les sujets ont déclaré connaître tous les aliments (voir Méthodologie). Bien que nous n’ayons pas étudié les différences de régime alimentaire, nous avons délibérément sélectionné des sujets qui ne suivaient pas de régime au moment de l’étude. En outre, tous les sujets étaient jeunes (tranche d’âge 19 – 30) sans antécédents de troubles de l’alimentation et se sont classés comme étant en santé moyenne à excellente. Nous avons également évalué le statut socio-économique et n’avons trouvé aucune influence. Cependant, il existe d'autres influences environnementales sur les préférences alimentaires qui, en plus de la dopamine striatale, pourraient être explorées plus avant dans des études futures.

Nous émettons l'hypothèse que les différences subtiles de perception de la santé chez l'individu pourraient contribuer à augmenter l'IMC au fil du temps, car il a été rapporté qu'une légère augmentation de l'apport calorique quotidien (qu'elle soit perçue comme «saine ou malsaine») contribue à la prise de poids globale. . Bien que nous n'ayons trouvé aucune relation entre l'IMC et la perception de la santé, peut-être qu'avec une fourchette plus large d'IMC, la surévaluation de la salubrité des aliments peut être plus prononcée chez les sujets à IMC élevé. Notre absence de résultats significatifs entre l'IMC et les comportements liés à l'alimentation peut également suggérer que la dopamine striatale endogène est plus étroitement liée au comportement lié à l'alimentation que l'IMC lui-même en tant que phénotype, car l'IMC est influencé par divers facteurs complexes et peut ne pas être le meilleur prédicteur. résultats de comportement ou de neuroimagerie (voir pour évaluation). Nous n'avons également trouvé aucun prédicteur de la variation de l'IMC en fonction du temps écoulé entre l'acquisition de la TEP et les tests comportementaux, bien que la variation de l'IMC pour les sujets soit faible et ne diffère pas de manière significative entre les points de temps. Cependant, de futures études utilisant des mesures de synthèse de la TEP FMT, de la synthèse de dopamine, ainsi que des mesures de préférences alimentaires et de perception de la santé, dans une population présentant une plus grande fluctuation de l'IMC seraient d'un grand intérêt.

Pour compléter les études précédentes utilisant des ligands de PET liant les récepteurs de la dopamine, nous avons utilisé une mesure de la capacité de synthèse de la dopamine et montré qu'une synthèse plus faible de la dopamine dans le striatum dorsal (caudé) correspond à un IMC plus élevé. Il convient toutefois de noter qu'en raison de la nature transversale de notre étude, nous ne pouvons pas conclure de manière définitive à une relation de cause à effet avec les valeurs de synthèse de la dopamine de la FMT striatale dorsale inférieure correspondant à un IMC élevé. Cependant, notre étude a utilisé des individus sains ou moyennement obèses (obèses non morbides), et nos résultats peuvent donc suggérer que les mesures de dopamine présynaptiques striatales dorsales inférieures pourraient correspondre à une propension à l'obésité. D’autre part, il se peut aussi que la baisse de la dopamine présynaptique chez le caudé ait eu lieu en réponse à un IMC légèrement supérieur, car il a été démontré que la signalisation dopaminergique est diminuée en réponse à la surconsommation d’aliments chez des modèles animaux. , et la surconsommation de nourriture est généralement associée à un gain de poids conduisant à un IMC plus élevé. Bien que nous ayons utilisé des individus avec un intervalle limité d’IMC dans notre étude, peut-être considéré comme une limitation de l’étude, nous trouvons les résultats encore plus convaincants dans la mesure où une relation entre la synthèse de la dopamine PET FMT et l’IMC est présente sans inclure les individus obèses morbides. De plus, bien que la taille de notre échantillon (n = 16) soit supérieure ou comparable aux autres tailles d’échantillon dans les études PET FMT (, , ), la réplication de nos résultats avec un échantillon de plus grande taille et une fourchette plus large d’IMC corroborerait nos résultats et pourrait révéler une préférence accrue pour les produits alimentaires malsains en corrélation avec des valeurs de synthèse de la dopamine FMT de PET plus faibles, qui n’ont pas été détectées dans notre étude.

En résumé, bien que d’autres systèmes de neurotransmetteurs soient impliqués dans l’alimentation et la régulation du poids , notre étude révèle un rôle pour la dopamine striatale dorsale dans les préférences alimentaires ainsi que dans la perception par la santé des aliments chez l’homme. Les futures études prospectives utilisant des mesures de TEP liées à la dopamine sont d'un grand intérêt pour examiner la corrélation possible entre la dopamine endogène et les différences individuelles de comportement alimentaire, avec la fluctuation du poids corporel chez l'homme.

Déclaration de financement

Ce travail a été généreusement financé par les subventions des NIH, DA20600, AG044292 et F32DA276840, ainsi que par la Tanita Healthy Weight Community Fellowship. Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publication ou la préparation du manuscrit.

Bibliographie

1. Swinburn BA, Sacks G, Hall KD, McPherson K, Finegood DT, et al. (2011) La pandémie mondiale d'obésité: façonnée par les facteurs mondiaux et les environnements locaux. Lancet 378: 804 – 814 [PubMed]
2. Hare TA, Caméra CF, Rangel A (2009) Le contrôle de soi dans la prise de décision implique la modulation du système de valorisation de vmPFC. Science 324: 646 – 648 [PubMed]
3. Provencher V, Polivy J, Herman CP (2009) Perception de la salubrité des aliments. Si c'est sain, vous pouvez manger plus! Appétit 52: 340–344 [PubMed]
4. Gravel K, Doucet E, Herman CP, Pomerleau S, Bourlaud AS et al. (2012) «Sain», «régime» ou «hédonique». Comment les allégations nutritionnelles affectent-elles les perceptions et l'apport liés aux aliments? Appetite 59: 877 – 884 [PubMed]
5. Johnson PM, récepteurs Kenny PJ (2010) de la dopamine D2 dans le dysfonctionnement de la récompense semblable à une dépendance et la consommation compulsive chez le rat obèse. Nat Neurosci 13: 635 – 641 [Article gratuit PMC] [PubMed]
6. Szczypka MS, Kwok K, MD Brot, Marck BT, Matsumoto AM et al. (2001) La production de dopamine dans le putamen caudé rétablit l'alimentation chez des souris déficientes en dopamine. Neuron 30: 819 – 828 [PubMed]
7. ND de Volkow, Wang GJ, Baler RD (2011) Récompense, dopamine et contrôle de la prise alimentaire: implications pour l'obésité. Tendances Cogn Sci 15: 37 – 46 [Article gratuit PMC] [PubMed]
8. Dunn JP, RM Kessler, ID Feurer, ND Volkow, Patterson BW, et al. (2012) Relation entre le potentiel de liaison au récepteur de la dopamine 2 et les hormones neuroendocriniennes à jeun et la sensibilité à l'insuline dans l'obésité chez l'homme. Soins du diabète 35: 1105 – 1111 [Article gratuit PMC] [PubMed]
9. Wang GJ, ND de Volkow, J Logan, NR Pappas, CT Wong, et al. (2001) dopamine cérébrale et obésité. Lancet 357: 354 – 357 [PubMed]
10. Ziauddeen H, Farooqi IS, Fletcher PC (2012) L'obésité et le cerveau: le modèle de dépendance est-il convaincant? Nat Rev Neurosci 13: 279 – 286 [PubMed]
11. Cools R, Frank MJ, Gibbs SE, Miyakawa A, Jagust W, et al. (2009) La dopamine striatale prédit l'apprentissage par inversion spécifique au résultat et sa sensibilité à l'administration de médicaments dopaminergiques. J Neurosci 29: 1538 – 1543 [Article gratuit PMC] [PubMed]
12. Cools R, Gibbs SE, Miyakawa A, Jagust W, D'Esposito M (2008). La capacité de mémoire de travail prédit la capacité de synthèse de la dopamine dans le striatum humain. J Neurosci 28: 1208 – 1212 [PubMed]
13. DeJesus O, Endres C, S Shelton, R Nickles et Holden J (1997) Évaluation des analogues fluorés de m-tyrosine en tant qu'agents d'imagerie PET des terminaisons nerveuses de la dopamine: comparaison avec 6-fluoroDOPA. J Nucl Med 38: 630 – 636 [PubMed]
14. Eberling JL, Bankiewicz KS, O'Neil JP et Jagust WJ (2007) PET. 6- [F] fluoro-Lm-tyrosine Études de la fonction dopaminergique chez les primates humains et non humains. Front Hum Neurosci 1: 9. [Article gratuit PMC] [PubMed]
15. Wilcox CE, Braskie, MN, Kluth JT, Jagust WJ (2010) Comportement de trop manger et dopamine striatale avec 6- [F] -Fluoro-Lm-Tyrosine PET. J Obes 2010. [Article gratuit PMC] [PubMed]
16. Barratt W (2006) Mesure de statut socio-économique simplifiée par mesure de statut social de Barratt (BSMSS).
17. VanBrocklin HF, Blagoev M, Hoepping A, O'Neil JP, Klose M, et al. (2004) Un nouveau précurseur pour la préparation de 6- [18F] Fluoro-Lm-tyrosine ([18F] FMT): synthèse et comparaison efficaces du radiomarquage. Appl Radiat Isot 61: 1289 – 1294 [PubMed]
18. Jordan S, Eberling J, K Bankiewicz, D Rosenberg, Coxson P, et al. (1997) 6- [18F] fluoro-Lm-tyrosine: métabolisme, cinétiques de tomographie par émission de positrons et lésions 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine chez les primates. Brain Res 750: 264 – 276 [PubMed]
19. Snow BJ (1996) Fluorodopa TEP scan dans la maladie de Parkinson. Adv Neurol 69: 449–457 [PubMed]
20. Vingerhoets FJ, Snow BJ, Tetrud JW, Langston JW, Schulzer M, et al. (1994) Tomographie par émission de positrons: évolution de lésions dopaminergiques induites par la MPTP humaine. Ann Neurol 36: 765 – 770 [PubMed]
21. Mawlawi O., Martinez D., Slifstein M., A. Broft, R. Chatterjee, et al. (2001) Imagerie de la transmission de la dopamine mésolimbique humaine par tomographie par émission de positrons: I. Précision et précision des mesures des paramètres du récepteur D (2) dans le striatum ventral. Métab débit sanguin J Cereb 21: 1034 – 1057 [PubMed]
22. Logan J (2000) Analyse graphique des données PET appliquées aux traceurs réversibles et irréversibles. Nucl Med Biol 27: 661 – 670 [PubMed]
23. Patlak C, Blasberg R (1985) Évaluation graphique des constantes de transfert du sang vers le cerveau à partir de données d'absorption sur plusieurs temps. Généralisations. Métab débit sanguin J Cereb 5: 584 – 590 [PubMed]
24. Laakso A, H Vilkman, J Bergman, M Haaparanta, Solin O, et al. (2002) Différences entre les sexes dans la capacité de synthèse de la dopamine présynaptique striatale chez les sujets sains. Biol Psychiatry 52: 759 – 763 [PubMed]
25. Parker BA, Sturm K, MacIntosh CG, Feinle C, Horowitz M, et al. (2004) Relation entre la consommation de nourriture et les classements de l’appétit et d’autres sensations à l’échelle analogique et visuelle chez des sujets jeunes et en bonne santé. Nut J Clin Nut 58: 212 – 218 [PubMed]
26. Hare TA, Malmaud J, Rangel A (2011) L'attention portée aux aspects santé des aliments modifie les signaux de valeur dans vmPFC et améliore le choix alimentaire. J Neurosci 31: 11077 – 11087 [PubMed]
27. Berridge KC (2009) «Aimer» et «vouloir» des récompenses alimentaires: substrats cérébraux et rôles dans les troubles de l'alimentation. Physiol Behav 97: 537 – 550 [Article gratuit PMC] [PubMed]
28. Goto Y, Otani S, Grace AA (2007) La libération de dopamine dans le Yin et le Yang: une nouvelle perspective. Neuropharmacologie 53: 583 – 587 [Article gratuit PMC] [PubMed]
29. Stice E, Yokum S, KS Burger, Epstein LH, Petit DM (2011) Les jeunes à risque d'obésité montrent une plus grande activation des régions striatales et somatosensorielles à la nourriture. J Neurosci 31: 4360 – 4366 [Article gratuit PMC] [PubMed]
30. Wallace DL, JJ Vytlacil, Nomura EM, Gibbs SE, D’Esposito M (2011). La bromocriptine, un agoniste de la dopamine, affecte de manière différentielle la connectivité fonctionnelle fronto-striatale au cours de la mémoire de travail. Front Hum Neurosci 5: 32. [Article gratuit PMC] [PubMed]
31. Mengarelli F, S Spoglianti, Avenanti A, di Pellegrino G (2013) tDCS cathodique sur le cortex préfrontal gauche réduit le changement de préférence induit par le choix. Cereb Cortex. [PubMed]
32. Katan MB, Ludwig DS (2010) Des calories supplémentaires entraînent un gain de poids, mais combien? JAMA 303: 65 – 66 [PubMed]
33. Thanos PK, Michaelides M, Piyis YK, Wang GJ, Volkow ND (2008). La restriction alimentaire augmente considérablement le récepteur D2 de la dopamine (D2R) chez un modèle d'obésité chez le rat, évaluée à l'aide de l'imagerie in-vivo muPET (raclopride [11C]) et in autoradiographie in vitro ([3H] spiperone). Synapse 62: 50 – 61 [PubMed]