Phénotype De Alimentation Émotionnelle Est Associée à La Liaison Des Récepteurs De La Dopamine Centrale D2 Indépendante De L'indice De Masse Corporelle (2015)

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Abstract

Les études TEP ont fourni des preuves mitigées concernant la liaison du récepteur de la dopamine D2 / D3 au centre et sa relation avec l'obésité telle que mesurée par l'indice de masse corporelle (IMC). D'autres aspects de l'obésité peuvent être plus étroitement couplés au système dopaminergique. Nous avons caractérisé les comportements associés à l'obésité et déterminé s'ils étaient liés à la liaison spécifique du récepteur D2 central (D2R) indépendamment de l'IMC. Vingt-deux participants obèses et de poids normal 17 ont rempli des questionnaires portant sur l’alimentation et les récompenses et ont été soumis à une analyse TEP à l’aide du radioligand sélectif et non remplaçable D2R (N-[11C] méthyl) benperidol. Les questionnaires ont été regroupés par domaine (alimentation liée à l'émotion, alimentation liée à une récompense, comportement autre que de manger motivé par une récompense ou une sensibilité à la punition). Les scores totaux normalisés pour chaque domaine ont été comparés entre les groupes obèses et normaux et corrélés avec la liaison D2R striatale et du mésencéphale. Comparé aux individus de poids normal, le groupe obèse a déclaré des taux de consommation plus élevés liés à la fois à l’émotion et à la récompense (p <0.001), une plus grande sensibilité à la punition (p = 0.06) et un comportement de récompense non alimentaire plus faible (p  <0.01). Chez les participants de poids normal et obèses, l'alimentation émotionnelle et le comportement de récompense non alimentaire autodéclarés étaient positivement corrélés avec le striatal (p <0.05) et mésencéphale (p <0.05) liaison D2R, respectivement. En conclusion, un phénotype d'alimentation émotionnelle peut refléter une fonction D2R centrale altérée mieux que d'autres mesures liées à l'obésité couramment utilisées telles que l'IMC.

Des dysfonctionnements comportementaux et neurocircuitiels liés aux récompenses peuvent contribuer à l'obésité1 et fournir des cibles thérapeutiques pour la prévention et le traitement de la maladie. Cependant, le rôle de la signalisation de la dopamine striatale (DA) dans l'obésité humaine reste flou en raison des résultats mitigés des études PET / SPECT évaluant la relation entre l'indice de masse corporelle (IMC) et la disponibilité du récepteur D2 / D3 DA (D2 / D3R). Certaines études ont montré que la disponibilité en D2 / D3R striatale est plus faible en obésité et en corrélation négative avec l'IMC2,3,4 tandis que d'autres ne trouvent aucune différence5,6,7 ou plus grande disponibilité de D2 / D3R chez les individus obèses par rapport à ceux de poids normal8 ou avec un IMC croissant9. En utilisant un ligand hautement spécifique et non déplaçable, nous n'avons trouvé aucune association significative entre la liaison du sous-type de récepteur D2 (D2R) avec l'obésité ou l'IMC.10.

Différences dans l'obésité humaine Les résultats d'une étude DA PET peuvent être dus à plusieurs facteurs. Par exemple, les échantillons de l’étude utilisés présentaient différents degrés d’obésité, allant du surpoids (IMC 25.0-29.9 en kg / m2)3,6,9 et doux de classe I (BMI 30.0-34.9 kg / m2)3 obésité de classe III plus sévère (IMC ≥ 40.0 kg / m2)2,4,5,8,9,10 obésité. Le phénotype de l'obésité et les anomalies de signalisation du DA peuvent différer selon les classes d'obésité1,6. Pour compliquer davantage l'interprétation, la plupart de ces études ont utilisé des radioligands avec d'importantes limitations. Plus précisément, [11C] le raclopride et [18F] fallypride ne fait pas la distinction entre D2R et D3R11, qui sont localisés différemment dans le cerveau et peuvent être fonctionnellement distincts12. De plus, ces radioligands sont déplaçables par DA, donc les mesures de disponibilité D2 / D3R sont influencées par la libération de DA endogène ainsi que par la liaison D2 / D3R. per se13,14,15.

Bien que l’IMC ne soit pas toujours corrélé avec la disponibilité de D2 / D3R16, les aspects comportementaux de l'obésité peuvent avoir une relation plus étroite avec la signalisation par le DA. Pour remédier à ce problème et aux limitations décrites ci-dessus, nous avons évalué les caractéristiques associées à l'obésité pouvant être liées au signalement des DA, telles que l'alimentation et les comportements fondés sur les émotions et les récompenses, motivés par une récompense non alimentaire et la sensibilité à la punition, dans les cas d'obésité et de poids normal. participants. Nous avons examiné si ces caractéristiques étaient corrélées avec D2R striatal en utilisant (N-[11C] méthyl) benperidol ([11C] NMB), un antagoniste du récepteur DA D2 dans le radioligand PET, hautement sélectif pour D2R par rapport à D3R17 et d'autres récepteurs de protéines G et n'est pas déplacée par la libération de DA endogène18. De plus, étant donné que le comportement de recherche de nouveauté est associé à la liaison D2 / D3R du cerveau moyen19, nous avons exploré la relation entre la liaison du D2R au cerveau moyen et le comportement associé à l’obésité.

Méthodologie

Participants

Les participants comprenaient des personnes de poids normal 17 et obèses de 22 (voir Tableau 1) Un individu du groupe de poids normal était légèrement en surpoids (IMC = 25.9 kg / m2) mais le pourcentage de graisse corporelle et d’autres paramètres de poids répondaient aux critères de poids normal. Des données sélectionnées provenant de participants 15 de chaque groupe ont été rapportées précédemment10. Après une nuit de jeûne (au moins 8 heures), les participants ont subi une évaluation médicale complète, des tests sanguins de routine, de l'hémoglobine A1C et un test de tolérance au glucose par voie orale (OGTT). Les personnes ayant des antécédents de diabète autodéclarés, un taux d'A1C ≥ 6.5% ou des résultats OGTT indiquant une glycémie à jeun altérée, une tolérance au glucose par voie orale altérée ou un diabète ont été exclus. Les individus ont également été dépistés et exclus pour un QI <8020 (WASI) et affections telles que le parkinsonisme, la psychose au cours de la vie, la manie, la toxicomanie, la dépression majeure, la phobie sociale, les troubles de l'alimentation (y compris les crises de boulimie) et le trouble panique lors d'un examen neurologique et d'un entretien psychiatrique (Entretien clinique structuré pour le DSM-IV)21) Le tabagisme et les médicaments liés à la fonction DA étaient également exclusifs. Aucun des participants n’avait fumé du tabac au cours des dernières années. ou utilisé des médicaments liés à la fonction de DA au cours du dernier mois. Tous les participants ont fourni un consentement éclairé écrit. Toutes les procédures ont été effectuées conformément à la Déclaration d'Helsinki et approuvées par le Human Research Protection Office et le Comité de recherche sur les drogues radioactives de l'Université de Washington.

Tableau 1 

Caractéristiques des participants

Questionnaires

Au cours de la journée de l'OGTT, immédiatement et 1 à l'issue duquel un léger goûter et un déjeuner ont été fournis, les participants ont respectivement rempli des questionnaires portant sur les concepts ou domaines d'intérêt liés à la DA: 1) les comportements alimentaires liés à l'émotion, y compris la prévention des effets négatifs ; 2) comportement alimentaire lié à la récompense, notamment le besoin d’aliments savoureux et l’incapacité de limiter la consommation d’aliments sucrés; 3) comportement de récompense non alimentaire, y compris approche, sensibilité, motivation et espérance de stimuli de récompense non alimentaire; et 4) évitement de punition, y compris inhibition, sensibilité et espérance. Des questionnaires d’auto-évaluation ou des sous-échelles de questionnaires d’auto-évaluation ont été inclus dans ces différents domaines (Tableau 2) sur la base de leurs descriptions dans les manuscrits originaux introduisant et validant le questionnaire. Les scores de chaque questionnaire ou sous-échelle ont été convertis en z- scores et sommés avec d'autres mesures incluses dans le domaine pour obtenir les scores de domaine finaux pour chaque individu.

Tableau 2 

Domaines comportementaux. Poids normal n = 17; Obèse n = 21-22.

Les questionnaires suivants ont été inclus dans le domaine Restos liés à l’émotion: Échelle de manger émotionnel22 (EES) évalue l’envie de manger en raison d’émotions négatives. La sous-échelle "émotionnelle" du comportement alimentaire néerlandais23 (DEBQ ES) consiste en une auto-évaluation résumée des tendances à manger en réponse à la fois à des émotions «diffuses» (par exemple ennuyées) et «clairement étiquetées» (par exemple de colère). La sous-échelle «effet de changement d'humeur» du questionnaire sur le goût sucré24 (STQ MAE) évalue dans quelle mesure la consommation d'aliments sucrés modifie l'humeur de manière positive.

Les questionnaires suivants ont été inclus dans le domaine Aliments liés à la récompense: L'échelle de consommation excessive d'aliments25 (BES) évalue le degré de frénésie alimentaire, y compris le comportement (par exemple, manger en secret) et les émotions qui se produisent avant et après une frénésie (par exemple, un manque de contrôle). La sous-échelle de la STQ intitulée «Contrôle altéré du fait de manger des sucreries»24 (STQ IC) est une mesure de la capacité d'une personne à s'abstenir de manger des bonbons. Nous avons utilisé le score total de l'inventaire de la faim26 (FCI) pour mesurer l’envie générale d’aliments sucrés et riches en glucides ou gras.

Les questionnaires suivants ont été inclus dans le domaine de récompense non alimentaire: la partie relative au système d'activation comportementale (BAS) du système BIS / BAS27 Le questionnaire comprend trois sous-échelles: dynamisme, recherche d’amusement et réactivité à la récompense. Il est destiné à mesurer la sensibilité au BAS. Les individus avec un BAS plus fort devraient être plus sensibles et obtenir plus de plaisir lors de l'exposition pour récompenser les indices28,29. Sensibilité à récompenser la portion du questionnaire Sensibilité à la punition et Sensibilité à la récompense30 (SPSRQ) évalue également le fonctionnement du système BAS. La portion d’espérance de récompense de l’échelle d’espérance de récompense et de punition généralisée31 mesure l'optimisme et l'espérance d'événements de vie positifs. Le «comportement de curiosité», ou la recherche de nouveauté, dimension de l'inventaire de tempérament et de caractère32 (TCI-R) reflète un parti pris pour la recherche active de nouveauté, l’impulsivité et une approche envers les signaux de récompense. La dimension «dépendance aux récompenses» de la TCI reflète un parti pris en faveur du comportement prosocial et de l'approbation sociale. La dimension «persistance» de la TCI reflète le degré de persévérance malgré la fatigue et d’autres obstacles.

Les questionnaires suivants ont été inclus dans le domaine Punishment: La partie Système d’inhibition du comportement (BIS) du système BIS / BAS27 questionnaire mesure la sensibilité BIS. Les personnes ayant une sensibilité accrue à la BIS devraient être plus sensibles à l'anxiété face aux punitions et ressentir une plus grande anxiété28,29. Les portions de punition des pépins31 et SPSRQ30 évaluer l'espérance de punition et la sensibilité, respectivement. La section «Prévention des dommages» de la TCI-R32 évalue les préjugés envers les comportements visant à éviter les dommages.

Acquisition IRM et TEP

Un jour différent du jour de l'OGTT, les participants ont subi des examens par IRM et 2 hr PET, qui ont eu lieu entre 0900 et 1700. Méthodes pour [11Les acquisitions de synthèse C] NMB, IRM et TEP sont décrites précédemment10. Chaque participant a reçu par voie intraveineuse 6.4 - 18.1 mCi contenant <7.3 μg de NMB non marqué. [11La pureté du C] NMB était ≥96% et l’activité spécifique ≥1066 Ci / mmol (39 TBq / mmol). Puisque [11C] Le NMB n'est pas déplaçable par le DA endogène18, il n’était pas demandé aux participants de jeûner ou de modifier leur consommation de nourriture la veille ou le jour des examens.

Analyses basées sur le ROI

Les méthodes pour nos analyses basées sur le ROI sont décrites dans Eisenstein et al.10,33. Le logiciel de neuroimagerie FreeSurfer (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu) a été utilisé pour la segmentation de régions striatales.34. Pour limiter les comparaisons multiples, la liaison spécifique D2R (BPND) pour chaque retour sur investissement a été moyennée sur les hémisphères gauche et droit. Putamen et caudé D2R BPNDs ont été moyennés pour obtenir une PA striatale dorsale compositeND et BP striatal ventralND inclus noyau moyen accumbens D2R BPND. La région du cerveau moyen a été tracée sur le MPRAGE de chaque individu comme décrit précédemment33.

Analyses à base de Voxel

Nous avons effectué des analyses à base de voxels pour déterminer si des groupes spécifiques de liaisons D2R liées au BMI ou au régime lié à l'émotion, au régime lié à la récompense, au rendement non alimentaire et au degré de punition dans le cerveau moyen. Images de D2R BPND dans le cerveau ont été générés pour chaque participant et lissés avec un noyau 6 de la pleine largeur au demi noyau maximum. Ces images ont été moyennées sur des individus de poids normal et obèses et ont été seuillées à BPND = 0 à utiliser comme masque explicite pour les régions comprenant uniquement les régions striées ou sous-corticales. Les associations positives et négatives entre la liaison D2R et les variables dépendantes ont été testées au niveau du voxel en utilisant SPM8 (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm).

Analyses statistiques primaires

Une grande partie des données a été gérée à l'aide des outils électroniques de capture de données REDCap hébergés par la division de biostatistique de la faculté de médecine de l'Université de Washington.35. Les variables démographiques du groupe ont été comparées avec Pearson Chi Square, Mann Whitney Uou t-tests. BP striatale dorsale et ventraleND ont été comparées à des mesures répétées d’ANCOVA en fonction de l’âge, de l’appartenance ethnique et de l’éducation. Midbrain D2R BPND et les scores de domaine ont été comparés entre les groupes de poids normal et les groupes d'obésité et les ANCOVA covarying pour l'âge, l'origine ethnique et l'éducation. Les découvertes significatives pour un domaine comportemental ont été suivies par des ANCOVA exploratoires de chaque questionnaire contribuant à ce domaine. Des modèles de régression linéaire hiérarchiques séparés avec des covariables appropriées (âge, appartenance ethnique, niveau de formation et / ou IMC) ont été utilisés pour analyser la capacité de chaque variable d'intérêt à prédire D2R BP striée ou du cerveau moyen.ND. Ces analyses ont également produit des corrélations partielles décrivant la variance unique apportée par chaque variable d’intérêt à BP.ND. Pour les analyses voxelwise, les corrélations entre la liaison D2R et l'IMC et les scores du domaine comportemental ont été calculées comme suit: r et testé pour la signification avec un échantillon de Student t- des tests covariés pour l'âge, l'origine ethnique, l'éducation et, pour les domaines comportementaux, l'IMC, à chaque voxel. Pour les analyses SPM, p  ≤ 0.001, après correction de comparaison multiple, au niveau voxelwise était considéré comme significatif. Pour toutes les autres analyses, le niveau de signification a été fixé à α ≤ 0.05.

Resultats

Caractéristiques des participants

Les groupes de poids normal et obèses sont décrits dans Tableau 1. Nous n'avions pas de séries complètes de données de questionnaire de récompense et de punition non alimentaire d'un individu obèse et d'un autre individu obèse n'ayant pas subi de TEP. Par conséquent, les ensembles de données analysés comprenant ces variables comprennent les individus obèses 21 et 17 de poids normal. D2R BP d'un cerveau moyen chez un participant de poids normalND était trop faible pour être quantifié par notre logiciel de traitement et les analyses incluant cette variable incluaient les participants obèses 20 ou 21 et les participants de poids normal 16.

BMI et liaison spécifique à D2R central

Comme dans notre précédent rapport sur un sous-ensemble de ces personnes10, après avoir tenu compte de l’âge, de l’ethnicité et du niveau d’instruction, les groupes obèses et de poids normal ne différaient pas en ce qui concerne la TA striataleND (poids normal, TA striatale totale moyenneND = 10.30, ET = 1.17; BP striatale totale obèseND = 10.22, ET = 1.34; F1,33 = 1.98, p = 0.17). Dans les deux groupes, D2R BP striatale dorsaleND était supérieure à la pression artérielle striatale ventraleND à un niveau légèrement significatif (dorsale moyenne BPND = 4.09, ET = 0.52; PA moyenne ventraleND = 2.08, ET = 0.29; F1,33 = 3.87, p = 0.06) et il n'y avait pas d'interaction significative entre le groupe et la région striatale (F1,33 = 1.98, p = 0.17). Cerveau moyen D2R BPND n’était pas différent entre les groupes de poids normal et les groupes d’obésité (TA moyenneND = 0.27, ET = 0.14; BP moyenne obèseND = 0.27, ET = 0.09; F1,32 = 0.15, p = 0.70).

En tenant compte de l'âge, de l'ethnie et de l'éducation, l'IMC n'a pas permis de prédire la PA striataleND tous les participants (dorsal R2 changement = 0.07. F1,33 = 2.61, p = 0.12; ventral R2 changement = 0.00. F1,33 = 0.02, p = 0.90) (Fig. 1), ou dans l'un des groupes (poids normal: dorsale R2 change = 0.01; F1,12 = 0.19, p = 0.67, ventrale R2 changement = 0.00. F1,12 = 0.002, p = 0.97; obèse: dorsal R2 change = 0.03; F1,16 = 0.62, p = 0.44, ventrale R2 change = 0.04; F1,16 = 0.99, p = 0.33). De même, l'IMC n'a pas prédit la PA du mésencéphale D2RND chez les participants de poids normal et obèses (R2 changement = 0.00. F1,32 = 0.001, p = 0.98) ou dans l'un ou l'autre des groupes (poids normal: R2 change = 0.05; F1,11 = 0.55, p = 0.48; obèse: R2 change = 0.12; F1,16 = 2.51, p = 0.13).

Figure 1 

L'IMC et le D2R striatal ne sont pas significativement corrélés entre les groupes de poids normal (cercles clairs) et d'obésité (cercles pleins).

Comportement associé à l'obésité

Tableau 2 présente la moyenne de groupe (SD) additionnée z- scores pour chaque domaine et scores bruts pour chaque questionnaire.

Le groupe des obèses affichait des scores de domaine moyens plus élevés sur Eating Related to Emotion (F1,34 = 11.62, p <0.01; Fig. 2A) et manger en rapport avec la récompense (F1,34 = 28.47, p <0.001; Fig. 2B) et un score de domaine moyen inférieur sur la récompense non alimentaire (F1,33 = 5.37, p = 0.03; Fig. 2C). Les scores dans le domaine de la punition étaient plus élevés chez les obèses que chez les sujets de poids normal à un niveau légèrement significatif (F1,33 = 3.69, p = 0.06; Fig. 2D).

Figure 2 

Les comportements considérés comme étroitement liés à la signalisation par la dopamine diffèrent entre les individus de poids normal et les individus obèses.

Dans le domaine de l'alimentation liée à l'émotion, les scores des trois questionnaires étaient corrélés entre eux (0.63 ≤ r39 ≤ 0.80 p <0.001) et le groupe obèse a obtenu un score significativement plus élevé que le groupe de poids normal à l'EES (F1,33 = 6.42, p = 0.02) et DEBQ ES (F1,33 = 4.75 p = 0.04) et légèrement plus élevé sur STQ MAE (F1,33 = 3.48 p = 0.07). L'IMC était associé au score de domaine additionné sur l'ensemble de l'échantillon (r39 = 0.46, p <0.01) mais pas lorsqu'il est examiné uniquement chez les personnes obèses (r22 = −0.24, p = 0.29) ou de poids normal (r17 = 0.09, p = 0.74).

La z- les scores des trois questionnaires inclus dans le domaine Restos liés à la récompense étaient corrélés les uns aux autres (r39 = 0.43, p ≤ 0.01). Le groupe obèse a obtenu des scores plus élevés sur le BES (F1,34 = 19.57, p <0.001), STQ IC (F1,34 = 14.77, p = 0.001) et le FCI (F1,34 = 10.35, p = 0.003). IMC lié au score de domaine additionné dans l'ensemble de l'échantillon (r39 = 0.37, p 0.02), mais pas chez les personnes obèses (r22 = 0.07, p = 0.78) ou nonrmal-poids (r17 = −0.03, p = 0.91).

Dans le domaine des récompenses non alimentaires, les questionnaires individuels n'étaient pas corrélés (0.03 ≤ r38 ≤ 0.28 p  ≥ 0.09). Le groupe obèse avait un score moyen inférieur à celui du groupe de poids normal sur la sous-échelle d'approche comportementale du BIS / BAS (F1,33 = 6.47, p = 0.02). Les groupes ne différaient de manière significative sur aucune des autres échelles de domaine de récompense (SPSRQ: F1,33 = 0.21, p = 0.65; TCI-R: F1,33 = 0.44, p = 0.51) sauf à un niveau marginalement significatif sur la sous-échelle d'espérance de récompense de GRAPES (obèse <poids normal, F1,33 = 3.25, p = 0.08). L'IMC ne correspondait pas de manière significative au score de domaine additionné dans l'ensemble de l'échantillon (r38 = −0.11, p = 0.51) ou de poids normal (r17 = 0.39, p = 0.12; Fig. 3A). Cependant, l’IMC était corrélé au score de domaine total de la récompense chez les obèses (r21 = 0.54, p = 0.01; Fig. 3B).

Figure 3 

Bien que le groupe obèse ait déclaré des taux plus faibles de comportement de récompense non alimentaire par rapport au groupe de poids normal, un IMC plus élevé était associé à des taux plus élevés de comportement de récompense non alimentaire chez les personnes obèses.

Dans le domaine Punition, les scores de tous les questionnaires étaient corrélés les uns aux autres (0.54 ≤ r39 ≤ 0.79 p ≤ 0.001). Le groupe obèse avait tendance à obtenir des scores plus élevés sur la partie d'inhibition comportementale du BIS / BAS (F1,33 = 3.11, p = 0.09) et la sous-échelle d'évitement des dommages du TCI-R (F1,33 = 3.17, p  = 0.08) que le groupe de poids normal; ces différences étaient légèrement significatives. Les groupes obèses et de poids normal ne différaient pas sur la sous-échelle de l'espérance de punition du GRAPES (F1,33 = 1.10, p = 0.30) ou sensibilité à la sous-échelle de punition du SPRSQ (F1,33 = 2.30, p = 0.14). L'IMC ne correspondait pas de manière significative au score de domaine additionné dans l'ensemble de l'échantillon (r38 = 0.15, p = 0.37) ou de poids normal (r17 = 0.21, p = 0.43) ou obèse (r21 = −0.35, p = 0.12).

Comportement associé à l'obésité et centre de traitement de la confidentialité D2RND

Après avoir coïncidé avec l’âge, l’ethnicité, le niveau d’éducation et l’IMC, le score du domaine Restos liés à l’émotion lié à dorsale BP striataleND (R2 changement = 0.13. F1,32 = 7.51, p = 0.01; partiel r = 0.44; Fig. 4A) mais qui a un lien avec la récompense (R2 changement = 0.02. F1,32 = 1.15, p = 0.29), récompense non alimentaire (R2 changement = 0.01. F1,31 = 0.31, p = 0.58) et la punition (R2 changement = 0.00. F1,31 = 0.06, p = 0.81) les scores de domaine ne l'ont pas fait. Dans le domaine de l'alimentation liée à l'émotion, EES (R2 changement = 0.08. F1,32 = 5.48, p = 0.03, partial r = 0.38), DEBQ ES (R2 changement = 0.12. F1,32 = 6.88, p = 0.01, partial r = 0.42) et STQ MAE (R2 changement = 0.10. F1,32 = 4.48, p = 0.04, partial r = 0.35) les scores étaient associés à la PA striatale dorsaleND .

Figure 4 

Une alimentation affective autodéclarée est en corrélation avec la liaison striatale à D2R, indépendamment de l'IMC chez des individus de poids normal (cercles clairs) et obèses (cercles pleins).

Après avoir reconnu l’âge, l’appartenance ethnique, le niveau d’éducation et l’IMC, les scores du domaine de la nutrition liés à l’émotion (R2 changement = 0.11. F1,32 = 5.18, p = 0.03) lié à ventral BP striataleND (Fig. 4B) mais qui a un lien avec la récompense (R2 changement = 0.05. F1,32 = 2.33, p = 0.14), récompense non alimentaire (R2 changement = 0.00. F1,31 = 0.19, p = 0.67) et la punition (R2 changement = 0.02. F1,31 = 0.72, p = 0.40) les scores de domaine ne l'ont pas fait. Dans le domaine de l'alimentation liée à l'émotion, DEBQ ES (R2 changement = 0.10. F1,32 = 4.71, p = 0.04, partiel r = 0.36) scores significativement corrélés à la PA striatale ventraleND. STQ MAE (R2 changement = 0.08. F1,32 = 3.93, p = 0.06; partiel r = 0.33) et EES (R2 changement = 0.07. F1,32 = 3.17, p = 0.09; partiel r = 0.33) scores corrélés à la TA striatale ventraleND à un niveau légèrement significatif.

Après avoir coïncidé avec l’âge, l’ethnicité, le niveau d’éducation et l’IMC, le mi-cerveau D2R BPND était liée aux scores du domaine de l'alimentation liés aux émotions (R2 changement = 0.10. F1,31 = 4.88, p = 0.04; partiel r = 0.37, Fig. 5A). Dans ce domaine, le D2R BP supérieur du mésencéphaleND significativement liée à une EES plus élevée (R2 changement = 0.14. F1,31 = 6.48, p = 0.02; partiel r = 0.42) et DEBQ ES (R2 changement = 0.09. F1,31 = 4.71, p = 0.04; partiel r = 0.36) mais n'était pas lié au STQ MAE (R2 changement = 0.03. F1,31 = 1.23, p = 0.28) scores. Cerveau moyen D2R BPND était également liée aux scores du domaine de récompense non alimentaire (R2 changement = 0.13. F1,30 = 4.82, p = 0.04; partiel r = 0.37, Fig. 5B). Dans le domaine de récompense non alimentaire, D2R BP supérieur du mésencéphaleND liés à des scores plus élevés sur le BAS (R2 changement = 0.10. F1,30 = 3.83, p = 0.06; partiel r = 0.34) et récompense la sous-échelle de sensibilité du SPSRQ (R2 changement = 0.09. F1,30 = 3.73, p = 0.06; partiel r = 0.33) à des niveaux marginalement significatifs, mais n'étaient pas associés à des scores sur la sous-échelle d'espérance de récompense du GRAPES (R2 changement = 0.01. F1,30 = 0.30, p = 0.59) ou des balances TCI-R liées aux récompenses (R2 changement = 0.02. F1,30 = 0.78, p = 0.38). Cerveau moyen D2R BPND n'a pas été associé à une alimentation liée à une récompense (R2 changement = 0.00. F1,31 = 0.01, p = 0.93) ou punition (R2 changement = 0.00. F1,3 = 0.05, p = 0.83) scores de domaine.

Figure 5 

La liaison du D2R au niveau du midbrain est corrélée au comportement alimentaire et lié à la récompense autodéclaré, indépendamment de l’IMC chez les individus de poids normal (cercles clairs) et obèses (cercles pleins).

Analyse à base de Voxel

Bien que positif BPNDDes relations comportementales semblaient être présentes dans le striatum et le mésencéphale avec un critère de signification statistique moins strict. Aucune relation significative n'a été observée entre la liaison à D2R et l'IMC, ni aucun des scores du domaine comportemental au niveau voxel (p > 0.001 pour tous les tests).

a lieu

Nos découvertes actuelles contribuent à la littérature sur l'obésité et la neuroimagerie de plusieurs manières importantes. Premièrement, nous caractérisons quatre types de comportement supposément liés à la DA chez des participants rigoureusement criblés, moyennement obèses et de poids normal, à l’aide de questionnaires bien validés et fiables. À notre connaissance, aucune autre étude n'a examiné ces comportements simultanément chez des individus obèses et de poids normal. Deuxièmement, nos mesures de liaison à D2R ne sont pas faussées par la liaison à D3R et la concurrence avec le DA endogène, car nous avons utilisé le radioligand relativement nouveau [11C] NMB, qui est unique en raison de sa haute affinité et de sa sélectivité pour D2R qui semble imperméable à la DA endogène. Ces propriétés de radioligand nous permettent de quantifier les niveaux de liaison spécifiques de D2R plutôt que la disponibilité de D2 / D3R et d’éviter l’influence des niveaux de DA endogène. Enfin, nous avons détecté des relations entre les phénotypes comportementaux et de liaison de D2R, mesurées par plusieurs questionnaires d'auto-évaluation validés et fiables. Ces relations étaient spécifiques à deux des quatre domaines comportementaux étudiés et étaient indépendantes de l'IMC. De plus, l'IMC lui-même n'était pas en corrélation avec la liaison spécifique à D2R. Ces données soulignent l'interaction complexe entre le comportement lié à l'alimentation et aux récompenses, l'IMC et les mesures d'un système de récompense central clé (liaison spécifique au striatum et au cerveau moyen D2R). Nos conclusions selon lesquelles les comportements liés aux comportements alimentaires et aux récompenses sont linéairement liés aux D2R du striatum et du cerveau moyen, respectivement, confortent l’idée que la régulation de la consommation alimentaire et du comportement induit par la récompense impliquent un système central de récompense, de moteur et de formation d’habitude, même n'était pas associé à l'IMC.

Avec nos analyses basées sur le retour sur investissement, nous démontrons que le comportement associé à l'obésité, en particulier les taux de consommation plus élevés signalés par soi-même pour éviter les émotions négatives, est en corrélation avec une liaison striatale plus élevée à D2R in vivo participants obèses et de poids normal, indépendamment de l'IMC. Cette constatation est cohérente avec le rapport récent selon lequel la disponibilité de D2 / D3R striatale est positivement associée à une dimension du questionnaire à trois facteurs sur la consommation alimentaire, «alimentation opportuniste».9, qui reflète une susceptibilité habituelle, affective et situationnelle à une alimentation désinhibée36. Notre conclusion est conforme à la leur, mais étend les résultats en utilisant plusieurs questionnaires validés liés à une alimentation émotionnelle et à un radioligand sélectif D2. Nos résultats sont également conformes à ceux d’une étude qui a montré des scores de profil génétique multi-locus reflétant une fonction accrue de la DA (y compris la ANKK polymorphisme mononucléotidique associé aux niveaux de D2R) se rapportent à une plus grande frénésie émotionnelle et excessive37. Nos résultats diffèrent de Volkow et al.38 dans lequel une plus grande émotivité a été associée à baisser Disponibilité du récepteur D2 / D3 striatal dorsal. Cependant, seuls les participants non obèses ont été étudiés par Volkow et al.38 et les critères de dépistage et les propriétés du radioligand PET utilisé étaient différents de ceux de notre étude. Bien que non statistiquement significative, la liaison D2R striatale supérieure dorsale dans notre échantillon tendait à se rapporter à augmentation IMC chez les individus de poids normal et moyennement obèses, semblable à celui de Dunn et al.8. Peut-être, comme d'autres le proposent1,6,7hyperactivité systémique du système DA induite par une suralimentation émotionnelle répétée dans les formes moins sévères de surpoids ou d'obésité, à la longue régule négativement le D2 / D3R striatal, se présentant comme une disponibilité plus faible des récepteurs chez les personnes extrêmement obèses comme dans le cas de Wang et al.4 et de Weijer et al2. Alternativement, les individus obèses avec une liaison striatale relativement plus forte avec D2R peuvent être protégés du développement de formes d'obésité plus graves. Malheureusement, les limites de poids du scanner et la taille de l'alésage ont empêché l'inclusion d'individus souffrant d'obésité sévère ou morbide dans la présente étude. Les investigations futures devraient utiliser des études longitudinales et / ou transversales pour déterminer si le D2R striatal et les comportements associés à l'obésité changent en fonction de changements importants de l'IMC (obésité modérée à sévère).

Nos analyses basées sur le ROI ont également montré que mésencéphale La liaison à D2R était liée au comportement lié aux récompenses lié à la consommation alimentaire et aux récompenses auto-déclaré, de manière positive, dans les groupes de poids normal et d'obésité. Ce n’est pas surprenant compte tenu du rôle joué par le cerveau moyen dans la motivation, la formation des habitudes39, et activité visant à obtenir une récompense40. Nos résultats sont en contraste apparent avec ceux de Savage et al.19dans lequel négatif relation entre recherche de nouveauté et disponibilité du substantia nigra D2 / D3R, mesurée par [18F] fallypride a été observé chez des sujets de poids normal mais non obèses. Cependant, la recherche de nouveauté n’a pas été spécifiquement abordée dans notre étude - elle comprenait une sous-échelle du questionnaire de la TCI-R. De plus, contrairement au D2R-Select [11C] NMB, [18F] fallypride se lie à la fois à D2R et à D3R et est sensible à la concurrence avec les DA endogènes41. Nos résultats sont en accord avec ceux d'une étude précédente dans laquelle une motivation accrue des traits liée à une disponibilité plus élevée de D2 / D3R dans le cerveau moyen et le striatum ventral était mesurée par [11C] le raclopride42. Dans notre étude, la relation entre le D2R dans le cerveau moyen et le comportement non lié aux récompenses alimentaires semble être déterminée par les scores au BAS.27 et le SPSRQ30, qui sont censés refléter la sensibilité et la motivation à la récompense et la sensibilité à la récompense, respectivement. Contrairement au D2R striatal, on pense que les D2R du cerveau moyen sont presque exclusivement situés de manière présynaptique et, lorsqu'ils sont activés par la transmission du DA localement et par des projections afférentes, fonctionnent comme des récepteurs inhibiteurs des corps cellulaires et des dendrites de neurones dopaminergiques, ce qui entraîne une diminution de la libération de DA dans le mésencéphale. et striatum43,44,45,46. Par conséquent, le cerveau moyen peut moduler la transmission de DA dans les circuits de récompense mésostriataux via cette boucle de rétroaction négative.45. Puisque nous avons observé des corrélations positives entre le comportement et D2R dans les régions du cerveau strié et du cerveau moyen indépendantes de l'IMC, nos données indiquent que les niveaux de D2R dans cette voie de récompense peuvent refléter le degré de motivation pour obtenir une récompense non alimentaire et d'atténuer les émotions négatives via l'alimentation. poids normal et obèses. Cependant, nos résultats doivent être interprétés avec prudence car ils sont corrélationnels et des études futures pourraient tester expérimentalement cette hypothèse et d'autres explications.

Nos participantes modérément obèses ont déclaré des taux plus élevés de comportement alimentaire fondé sur les émotions et les récompenses, mais moins de comportements de récompenses non alimentaires par rapport aux individus de poids normal. Les personnes obèses ont également tendance à déclarer davantage leur sensibilité à la punition que les personnes de poids normal. D'autres études montrent également des taux plus élevés de manger en raison de la détresse émotionnelle liée à l'obésité7,47,48,49,50 ainsi que des corrélations positives entre le comportement de récompense lié à l'alimentation et l'IMC26,51,52,53. Cependant, nos résultats contrastent avec une étude précédente qui montrait une relation inverse entre le BMI et le comportement de récompense non alimentaire chez les personnes obèses.54. Bien que notre groupe obèse ait signalé des taux plus bas de comportement de récompense non alimentaire par rapport au groupe de poids normal, l'IMC avait toujours une relation positive avec le comportement de récompense non alimentaire chez les participants obèses. Une des explications possibles de notre constatation est que, bien que les individus modérément obèses déclarent eux-mêmes un comportement moins basé sur les récompenses non alimentaires par rapport aux participants de poids normal, il subsiste un gradient dans lequel la sensibilité à la récompense alimentaire et non alimentaire est plus grande chez les individus obèses IMC plus élevé. Alternativement, il peut y avoir des sous-types d'obésité modérée insensibles à la récompense et sensibles à la récompense. Enfin, peu d’études ont évalué le comportement lié à la sanction en cas d’obésité mais Franken et Muris55 n'ont trouvé aucune corrélation significative entre la sensibilité à la punition et le besoin de nourriture chez les participants, allant de l'insuffisance pondérale à l'obésité, alors qu'une autre étude a montré une inhibition comportementale plus faible chez les individus obèses7. Pris ensemble, nos résultats comportementaux appuient l'idée selon laquelle les personnes obèses peuvent présenter un «syndrome de déficit de récompense»56, dans lequel la surconsommation d'aliments peut compenser la capacité réduite à éprouver du plaisir avec d'autres activités. Sinon, le SDR dans l'obésité peut être secondaire à une réponse hédonique plus forte à la nourriture chez les individus présentant une fonction de DA striatale améliorée37en les exposant au risque de trop manger et éventuellement de vaincre leur désir d'autres stimuli valorisants. Une étude longitudinale de l'effet des modifications de l'IMC induites par l'intervention sur le comportement lié aux récompenses aidera à clarifier cette relation.

La présente étude comporte certaines limites. Premièrement, nous incitons à l’interprétation prudente de nos résultats concernant les relations entre la liaison et le comportement centraux de D2R car, certes, plusieurs analyses de régression linéaire hiérarchique ont été effectuées sans correction rigoureuse des comparaisons multiples. Cependant, nos résultats sont corroborés par des études antérieures: Guo et al.9 a détecté une relation de nature similaire entre la liaison dxale D2 / D3R et la «consommation opportuniste» et le cerveau moyen est connu pour fonctionner en tant que modulateur de la motivation pour la récompense alimentaire et non alimentaire39,40,57. Néanmoins, en raison de la nature nouvelle de nos résultats et du petit échantillon sur lequel ils sont basés, ces résultats devront être reproduits. De plus, nous n’avons trouvé aucune grappe spécifique de liaison D2R dans le striatum ou le mésencéphale qui soit liée au comportement alimentaire ou au comportement fondé sur les récompenses. Nos analyses voxelwise étaient probablement moins sensibles à ces relations en raison de la variabilité de la liaison de D2R au niveau voxel; En revanche, les analyses basées sur le ROI ont réduit la variabilité de ces mesures en raison de l’utilisation du potentiel de liaison moyen dans les régions érodées afin de minimiser les effets de volume partiels des régions voisines connues pour avoir une liaison moins D2R. Deuxièmement, nos résultats ne peuvent expliquer si un comportement émotionnel lié à une alimentation ou à une récompense non alimentaire précède la liaison D2R centrale supérieure ou inversement, une question clé en termes de compréhension, de prévention ou de traitement de l'obésité. De plus, en raison de contraintes de temps, nous n'avons pas contrôlé si les participants étaient à jeun ou rassasiés tout en remplissant les questionnaires et les tâches informatiques pertinents. Bien qu'il s'agisse d'un facteur important à contrôler dans le futur, nous ne pouvons pas savoir comment l'état de faim peut avoir affecté nos résultats ici car nous n'avons pas demandé aux participants d'évaluer la satiété. En ce qui concerne le PET scan, [11Le C] NMB ne peut pas être déplacé par le DA endogène et, par conséquent, le potentiel de liaison du D2R ne devrait pas être affecté par l'état de satiété. Enfin, cette étude a été conçue pour obtenir la liaison D2R striatale de base chez les individus de poids normal et obèses, sans statut d'infirmité confirmé par des problèmes de santé et des médicaments qui interagissent avec la signalisation de l'AD ou qui l'affectent. Par conséquent, nos résultats ne se généralisent pas chez les personnes de poids normal ou obèses présentant des troubles mentaux de niveau diagnostic diagnostique, supposées être à la base de certains types de comportements alimentaires pouvant impliquer une signalisation de l'AD, notamment la dépression, l'impulsivité, l'hyperphagie boulimique et la toxicomanie. Les effets des interactions entre l'obésité et ces troubles sur le D2R central sont très importants et méritent d'être approfondis. Malgré ces limitations, nos résultats offrent un modèle d’hypothèses testables tenant compte des limitations décrites.

En résumé, par rapport au groupe de poids normal, le groupe obèse a déclaré des taux plus bas de comportement de récompense non alimentaire et des taux plus élevés de comportement alimentaire liés aux effets négatifs, à la sensibilité aux propriétés de récompense des aliments agréables au goût et à la punition. Les émotions auto-déclarées auto-déclarées étaient positivement corrélées avec la liaison D2R striatale et cérébrale chez les individus de poids normal et obèses. Des taux plus élevés de comportement autodéclaré non lié à la récompense alimentaire étaient associés à une liaison plus élevée au cerveau moyen. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent qu'il existe des différences fondamentales dans les comportements auto-déclarés liés à l'alimentation et aux récompenses entre les individus de poids normal et les obèses et que, dans les deux groupes d'individus, les niveaux de liaison à D2R dans le système DA mésostriatal peuvent refléter le degré de motivation soulager les émotions négatives en mangeant et en obtenant une récompense non alimentaire. Des enquêtes longitudinales sur la manière dont ces variables interagissent et contribuent au poids corporel excessif aideront à identifier les cibles pharmacologiques et comportementales potentielles pour la prévention et / ou le traitement de l'obésité.

renseignements supplémentaires

Comment citer cet article: Eisenstein, SA et al. Phénotype De Alimentation Émotionnelle Est Associée à La Liaison Des Récepteurs De La Dopamine D2 Centrale Indépendante De L'indice De Masse Corporelle. Sci. représentant 5, 11283; doi: 10.1038 / srep11283 (2015).

Remerciements

Les docteurs Sarah A. Eisenstein et Tamara Hershey sont les garants de ce travail, ont pleinement accès à toutes les données et assument l'entière responsabilité de l'intégrité et de l'exactitude de l'analyse des données. Ce travail a été soutenu par les Instituts nationaux de la santé (R01 DK085575, T32 DA007261, T32 DA007313, K24 MH087913 et R21 MH098670), Prix de la recherche en sciences cliniques et traductives (UL1 TR000448), Situe la qualité de l’hygiène, qui est en son sein, l’essentiel pour le développement de la santé. , Fondation de l'Hôpital juif de Barnes (Fonds de la famille Elliot Stein) et le Centre McDonnell pour la fonction cérébrale supérieure.

Les auteurs remercient les participants pour leur implication. Nous remercions également Samantha Ranck et Emily Bihun pour leur aide dans le recrutement d’études et la collecte de données, ainsi que Heather Lugar, Jerrell Rutlin et Johanna Hartlein (École de médecine de l’Université de Washington) pour leur aide dans la numérisation des participants et le traitement des données.

Notes

Contributions d'auteur SAE et TH ont écrit le manuscrit. SAE, ANB, DMG, JVAD, JMK et AAL ont recherché et traité des données. SAE, DMG, JVAD, MYP, SK, JSP, SMM, KJB et TH ont contribué à l’étude de la conception et des méthodes. Tous les auteurs ont révisé et édité le manuscrit.

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Les articles des rapports scientifiques sont fournis ici gracieusement par Groupe d'édition Nature