Efectos do índice glicêmico na dieta en rexións cerebrais relacionadas coa recompensa e ansia nos homes (2013)

Cambiar a:

Abstracto

Antecedentes: Os aspectos cualitativos da dieta inflúen no comportamento alimentario, pero os mecanismos fisiolóxicos para estes efectos independentes de calorías seguen sendo especulativos.

Obxectivo: Examinamos os efectos do índice glicêmico (GI) na actividade cerebral no último período postprandial despois dun típico intervalo intermeal.

Proxecto: Co uso dun deseño aleatorizado, cegado, cruzado, homes con sobrepeso ou obesidade 12 envellecidos 18 – 35 consumían comidas de alta e baixa emisión controladas por calorías, macronutrientes e palatabilidad en ocasións 2. O resultado principal foi o fluxo sanguíneo cerebral como medida da actividade cerebral en repouso, que foi avaliada usando a resonancia magnética funcional 4 h despois da proba das comidas. Hipótese que a actividade cerebral sería maior despois da comida de alto índice gastrointestinal en rexións prespecificadas implicadas no comportamento alimenticio, recompensa e ansia.

Resultados: A glicosa venosa plasmática incremental (área 2-h baixo a curva) foi 2.4 veces maior despois da comida alta que a baixa.P = 0.0001). A glicosa plasmática foi menor (media ± SE: 4.7 ± 0.14 comparada con 5.3 ± 0.16 mmol / L; P = 0.005) e informou de que a fame era maior (P = 0.04) 4 h despois da comida de alta que a baixa. Neste momento, a comida de alta GI provocou unha maior actividade cerebral centrada no núcleo dereito accumbens (unha área pre-especificada; P = 0.0006 con axuste para comparacións múltiples) que se estenden a outras áreas do estriado dereito e á área olfativa.

Conclusións: Comparado cunha comida isocalórica de baixo IG, unha comida de alta GI diminuíu a glicosa plasmática, aumentou a fame e rexións cerebrais estimuladas selectivamente asociadas coa recompensa e o desexo no período posprandial tardío, que é un momento con especial significado para o comportamento alimentario no seguinte comida. Este xuízo rexistrouse en clinicaltrials.gov como NCT01064778.

Introdución

O sistema dopaminérgico mesolímbico do cerebro, que converge no núcleo accumbens (parte do estriado), ten un papel central na recompensa e no desexo, e este sistema parece mediar as respostas dos alimentos hedónicos (1-3). En estudos de roedores, as concentracións extracelulares de dopamina e os seus metabolitos no núcleo accumbens aumentaron máis despois do consumo de alimentos altamente palatábeis que os pellets alimentados con roedores estándar (4). Ademais, as microinxixións de opiáceos no núcleo aumentan a inxestión de alimentos eo valor de recompensa dos alimentos (5). Os estudos clínicos que empregaron imaxes cerebrais funcionais reportaron unha maior activación no núcleo accumbens ou noutras rexións do estriado en individuos obesos que magros despois de ver ou consumir alimentos apetecibles e altos en calorías (6-11). De particular interese, a dopamina striatal D2 a dispoñibilidade dos receptores foi significativamente menor en individuos obesos que en controis coincidentes non obesos (11), o que elevou a posibilidade de que o exceso de alimentos poida compensar a baixa actividade dopaminérxica. Non obstante, estas comparacións transversais entre grupos de persoas magras e obesas non puideron avaliar a dirección causal.

Observacións fisiolóxicas sobre o índice glicémico (GI)5 proporcionar un mecanismo para comprender como un factor dietético específico, agás a palatabilidade, pode provocar o desexo e comer de máis alimentos. O GI describe como os alimentos que conteñen carbohidratos afectan a glicosa no sangue no estado posprandial (12, 13). Como se describiu anteriormente en adolescentes obesos (13, 14), o consumo dunha comida de alto nivel comparado con IG resultou en maior glicosa no sangue e insulina no período posprandial cedo (0-2 h), que foron seguidos por glicosa máis baixa no período postprandial tardío (3 – 5 h ). A diminución da glicosa no sangue, que a miúdo cae por debaixo das concentracións en xaxún por 4 h despois dunha comida de alto índice gastrointestinal, pode provocar fame excesiva, comer de máis, e unha preferencia para os alimentos que restauran rapidamente a glicosa no sangue (é dicir, un IG alto)15-17), propagando ciclos de exceso. De feito, nun estudo de adultos magros e obesos, unha diminución media das concentracións de glicosa inducida pola insulina de 4.9 a 3.7 mmol / L aumentou a activación do estriado e o desexo de alimentos ricos en calorías.18). Para explorar estes mecanismos, comparamos os efectos das comidas de proba de IG alta e baixa controladas por calorías, contidos de macronutrientes, fontes de ingredientes e palatabilidad durante o período postprandial tardío usando imaxes cerebrais funcionais de circuítos de recompensa implicados na motivación dos alimentos e no equilibrio enerxético.

SUBXECTOS E MÉTODOS

Realizamos un estudo aleatorizado, cegado e cruzado en mozos saudables con sobrepeso e obesidade e comparamos os efectos das comidas de proba de IG alta e baixa en 2 d separadas por 2 – 8 wk. O resultado principal foi o fluxo sanguíneo cerebral como medida da actividade cerebral en repouso, que foi determinada mediante a etiquetação de espín arterial (ASL) fMRI 4 h despois da comida de proba. Hipótese que a comida de alta GI aumentaría a actividade no estriado, hipotálamo, amígdala, hipocampo, cingulado, córtex orbitofrontal e córtex insular, que son rexións cerebrais implicadas no comportamento alimenticio, recompensa e dependencia (6-11). Os puntos finais secundarios incluíron a glicosa no plasma, a insulina sérica e denunciaron o fame durante todo o período postprandial 5-h. A palatabilidad das comidas das probas tamén foi avaliada usando unha escala analóxica visual 10-cm (VAS). Os tratamentos estatísticos incluían a prespecificación das rexións cerebrais de interese e corrección para comparacións múltiples. O protocolo levouse a cabo e recibiu unha revisión ética do Beth Israel Deaconess Medical Center (Boston, MA). O xuízo rexistrouse en clinicaltrials.gov como NCT01064778 e os participantes proporcionaron un consentimento informado por escrito. Recolléronse datos entre 24 e 2010 25 febreiro 2011.

os participantes

Os participantes foron recrutados con folletos e pósters distribuídos na área metropolitana de Boston e nas listas de Internet. Os criterios de inclusión eran sexo masculino, idade entre 18 e 35 y e IMC (en kg / m.)2) ≥25. As mulleres non se incluíron neste estudo inicial para evitar a confusión que podería xurdir do ciclo menstrual (19). Os criterios de exclusión foron calquera problema médico importante, o uso dunha medicación que afectase ao apetito ou ao peso corporal, o consumo de drogas para fumar ou recreativas, altos niveis de actividade física, a participación actual nun programa de adelgazamento ou o cambio de peso corporal> 5% nos anteriores 6 meses, alerxias ou intolerancia ás comidas de proba e calquera contraindicación ao procedemento de resonancia magnética [por exemplo, implantes metálicos contraindicados, peso> 300 kg (136 lb)]. A elegibilidade avaliouse mediante selección telefónica seguida dunha sesión de avaliación presencial. Na sesión de avaliación obtivemos medidas antropométricas e realizamos unha proba oral de tolerancia á glicosa. Ademais, os participantes tomaron mostras de comidas de proba e sometéronse a unha secuencia de resonancia magnética para determinar a capacidade de tolerar o procedemento.

Os participantes inscritos ingresaron secuencialmente nunha lista de tarefas aleatorias (preparada polo Centro de Investigacións Clínicas do Hospital Infantil de Boston) para a orde das comidas de proba empregando bloques de 4. Permutación aleatoria de alimentos. . Ambas comidas de proba tiñan un aspecto, un olfato e un gusto similares. Todos os participantes e persoal investigador implicados na recollida de datos foron enmascarados coa secuencia de intervención. Os participantes recibiron $ 250 por completar o protocolo.

Probar as comidas

As comidas de proba foron modificadas por Botero et al (20) para conseguir unha dozura e palatabilidad semellantes nas probas de sabor que involucraron ao persoal de estudo. Como se mostra en Táboa 1, ambas comidas de proba estaban compostas por ingredientes similares e tiñan a mesma distribución de macronutrientes (software ProNutra, versión 3.3.0.10; Viocare Technologies Inc). A IG prevista das comidas de proba de IG alta e baixa foi 84% e 37%, respectivamente, empregando a glicosa como estándar de referencia. O contido calórico das comidas das probas foi determinado individualmente para proporcionar a cada participante 25% das necesidades diarias de enerxía en base a unha estimación de gasto enerxético en repouso (21) e un factor de actividade de 1.2.

TABLA 1 

Composición das probas1

procedementos

Na sesión de avaliación, medíronse a altura eo peso, recolléronse datos descritivos de referencia (incluíndo a etnia e raza auto-reportados) e obtivo a hormona estimulante da tiroide (para detectar o hipotireoidismo). Os participantes recibiron unha proba 75-g de tolerancia á glicosa oral (bebida 10-O-75; Azer Scientific) coa mostraxe de glicosa e insulina sérica en 0, 30, 60, 90 e 120.

As sesións de proba separáronse por 2 – 8 wk. Os participantes recibiron instrucións para evitar cambios na dieta habitual e no nivel de actividade física de 2 d antes de cada sesión de proba e manter o peso corporal dentro do 2.5% do valor inicial durante todo o estudo. Os participantes chegaron para ambas as sesións de probas entre 0800 e 0930 habendo xaxún ≥ 12 h e abstivéronse de alcohol desde a noite anterior. Ao comezo de cada sesión, valorouse o intervalo de saúde, confirmouse a duración do xaxún e medíronse o peso ea presión arterial. Un catéter intravenoso de calibre 20 foi colocado para a mostraxe de sangue en serie. Despois dun período de aclimatación 30-min, a comida de proba determinada aleatoriamente consumiuse na 5 min. As mostras de sangue e os índices de fame obtivéronse antes e cada 30 min despois do inicio da comida de proba durante o período postprandial 5-h. Non fomos capaces de usar un dispositivo de quentamento manual metálico para arterializar a sangue venosa preto da máquina de fMRI, eo estrés implicado na repetición dos dedos para o sangue capilar podería confundir o resultado primario do estudo. O uso de sangue venoso podería causar un erro na medición das concentracións de glicosa no sangue arterial por riba e por debaixo das concentracións de xaxún, especialmente para a comida de alta GI, que comprendeu unha limitación do estudo (22). A compatibilidade foi avaliada despois de completar a comida da proba, e a neuroimagen realizouse despois de 4 h.

Medidas

O peso medíase nun vestido de hospital e roupa interiores con escala electrónica calibrada (Scaletronix). A altura medíase cun estadiômetro calibrado (Holtman Ltd). O IMC foi calculado dividindo o peso en quilogramos polo cadrado de altura en metros. A presión arterial obtense cun sistema automatizado (monitor IntelliVue; Phillips Healthcare) co participante sentado en silencio para 5 min. A glicosa plasmática e a hormona estimulante da tireóide foron medidos mediante métodos aprobados por Enmiendas de mellora de laboratorio clínico (Labcorp). O soro preparouse por centrifugación e almacenouse en −80 ° C para medir a insulina nun lote ao final do estudo (Laboratorio central de Harvard Catalyst).

A capacidade de palatización valorouse coa pregunta "¿Que saborosa foi esta comida?" Os participantes recibiron instrucións de facer unha marca vertical nun 10-cm VAS con áncoras verbais que variaban entre "nada sabroso" (0 cm) e "extremadamente saborosa" ( 10 cm). A fame foi avaliada de xeito similar, coa pregunta "¿Que fame ten agora mesmo?" E áncoras verbais que van desde "non ten fame" ata "moi fame" (14).

A neuroimagen realizouse en 4 h despois da comida da proba, cando se esperaba o nadir de glicosa no sangue despois da comida de alta GI.14), usando un escáner de corpo enteiro GE 3Tesla (GE Healthcare). O fluxo sanguíneo cerebral determinouse mediante o uso de ASL, que é un método baseado en resonancia magnética (MRI) que usa campos magnéticos aplicados externamente para etiquetar transitoriamente a auga arterial arterial para usala como trazador difusible. Obtivo un escaneo localizador de plano 3, seguido dun conxunto de datos T1-ponderado para a correlación anatómica (Transformada de Fourier de equilibrio controlado modificado) (23), cun tempo de repetición de 7.9 ms, tempo de eco do plano de adquisición coronal 3.2 ms, ancho de banda 32-kHz, campo de visión 24 × 19, resolución en plano 1-mm e franxas 1.6-mm. O tempo de preparación foi 1100 ms con saturación repetida no inicio do período de preparación e un pulso de inversión adiabática 500 ms antes da imaxe. Despois destas secuencias, obtívose unha comprobación de ASL seguindo métodos descritos anteriormente (24). A secuencia usou un etiquetado pseudocontinuo con supresión de fondo para minimizar os artefactos de movemento, unha pila de imaxe en espiral de dimensión 3-dimensional, unha resolución de imaxe de 3.8 mm en avión e corenta e catro franxas 4-mm por único volume. Etiquetado pseudocontinuous para 1.5 s cun retardo de postlabeling de 1.5-s antes da adquisición de imaxes (25) Fíxose 1 cm baixo a base do cerebelo (adquiríronse as medias de etiqueta e control 4 e as imaxes 2 non suprimidas para a cuantificación do fluxo sanguíneo cerebral). O fluxo sanguíneo cerebral foi cuantificado con software personalizado como se informou anteriormente (24-26).

Análise estatística

O estudo foi deseñado para proporcionar unha potencia de 80% utilizando unha taxa de erro de tipo 5% I para detectar unha diferenza no fluxo sanguíneo cerebral de 11.8%, asumindo un tamaño de mostra dos participantes 12, SD residual de 11% para unha única medida e intrasubecto correlación de 0.6. A mostra alcanzada de participantes 11 con datos útiles proporcionou a potencia 80% para detectar unha diferenza de 12.4%, quedando todos os demais supostos.

Realizáronse análises de datos de neuroimagen dentro do ámbito de análise de imaxe estatística de mapeo paramétrico estadístico (SPM5; Departamento de Neuroloxía Cognitiva Wellcome). As imaxes do fluxo sanguíneo cerebral foron reagrupadas á primeira imaxe e transformáronse nun espazo anatómico estándar (Montreal Neurologic Institute / International Consortium for Brain Mapping) (27) utilizando as variables de rexistro derivadas do algoritmo de normalización SPM5. As imaxes foron suavizadas cun ancho 8-mm completo ao medio kernel máximo en preparación para a análise estatística.

Examinamos o espazo estereotáctico empregando modelos dentro do conxunto de ferramentas WFU Pickatlas (28). Das rexións anatómicas non redundantes de 334 en todo o cerebro, as áreas de interese pre-especificadas incluían rexións separadas de 25Ver Táboa complementaria 1 en "Datos suplementarios" no problema en liña). Para probar a nosa hipótese primaria, comparamos a diferenza no fluxo sanguíneo rexional medio (comidas de alta GI menos comidas de baixo IG) empregando pares, 2-tailed t probas axustadas para o efecto da orde e corrección Bonferroni para comparacións múltiples (en bruto) P valor multiplicado por 25). Para representar a distribución espacial das diferenzas de fluxo sanguíneo cerebral, realizamos unha análise de voxel por voxel usando algoritmos do modelo lineal xeral (29) e un límite estatístico de P ≤ 0.002.

Os AUC incrementais para a glicosa no plasma (0-2 h), a insulina sérica (0-2 h) e o fame (0-5 h) foron calculados usando o método trapezoidal. Estas áreas e valores para estes resultados en 4 h (o punto de tempo prespecificado de interese primario) analizáronse para o efecto da comida de proba usando un par 2 pareado t proba con software SAS (versión 9.2; SAS Institute Inc). O axuste do efecto da orde non afectou materialmente a estes resultados. Para analizar a relación entre variables fisiolóxicas e activación cerebral, realizáronse análises de modelos lineares xerais co fluxo sanguíneo no núcleo dereito accumbens como unha variable dependente eo número de participante e as súas variables metabólicas como variables independentes. Os datos preséntanse como medios e, cando se indica, SE.

RESULTADOS

Participantes do estudo

Das persoas seleccionadas por 89, rexistráronse homes 13, con abandono 1 antes da administración da primeira comida de proba.figura 1). Os participantes 12 restantes incluíron os hispanos 2, os negros non hispanos 3 e os brancos non hispanos 7. A idade media era 29.1 y (rango: 20-35 y), o IMC era 32.9 (rango: 26-41), a concentración de glicemia en xaxún era 4.9 mmol / L (rango: 3.6-6.2 mmol / L) e concentración de insulina en xaxún. era 10.3 μU / mL (rango: 0.8-25.5 μU / mL). Os datos de imaxe para un participante estaban incompletos debido a un erro de almacenamento de datos; os outros participantes completaron o protocolo sen incidentes.

FIGURA 1. 

Diagrama de fluxo de participantes.

Respostas subxectivas e bioquímicas ás comidas de proba

A palatabilidade das comidas de proba de IG e de baixa intensidade non difiren segundo as respostas do VAS 10-cm (5.5 ± 0.67 en comparación con 5.3 ± 0.65 cm, respectivamente; P = 0.7). Consistente coa GI previstaTáboa 1), o AUC incremental de 2-h para a glicosa foi 2.4 veces maior despois da comida de proba de alta que baixa en GI (2.9 ± 0.36 en comparación con 1.2 ± 0.27 mmol · h / L, respectivamente; P = 0.0001) (figura 2). O AUC incremental 2-h para a insulina (127.1 ± 18.1 comparado con 72.8 ± 9.78 μU · h / mL; P = 0.003) e AUC 5-h incremental para a fame (0.45 ± 2.75 comparado con −5.2 ± 3.73 cm · h; P = 0.04) tamén foron maiores despois da comida de proba de alta que baixa en IG, respectivamente. En 4 h no período postprandial, a concentración de glicosa no sangue foi menor (4.7 ± 0.14 en comparación con 5.3 ± 0.16 mmol / L, P = 0.005), eo cambio na fame desde a liña de base foi maior (1.65 ± 0.79 comparado con −0.01 cm ± 0.92; P = 0.04) despois da comida de proba de alta que baixa en IG, respectivamente.

FIGURA 2. 

Os cambios medios ± SE na glicosa plasmática (A), a insulina sérica (B) e a fame (C) despois das comidas de proba. As diferenzas entre as comidas de alta e baixa emisión de IG foron significativas en 4 h (o punto de interese do tempo) para todos os resultados de 3 usando pares t probas. n = 12. GI, ...

Imaxe cerebral

O fluxo sanguíneo cerebral foi maior 4 h despois da comida de alta que a baixa en GI no núcleo dereito accumbens (diferenza media: 4.4 ± 0.56 mL · 100 g-1 · Min-1; intervalo: 2.1 – 7.3 mL · 100 g-1 · Min-1; unha diferenza relativa de% 8.2). Esta diferenza mantívose significativa tras a corrección de Bonferroni para as rexións anatómicas pre-especificadas 25 de interese (P = 0.0006) e despois da corrección para todas as rexións cerebrais non redundantes de 334 (P = 0.009). Unha análise baseada en imaxes mostrou unha única rexión no núcleo dereito accumbens no Montreal Neurologic Institute / International Consortium for Brain Mapping 8, 8, −10 (pico) t = 9.34) e outro máximo local nas coordenadas 12, 12, 2 (t = 5.16), que se estende a outras áreas do estriado dereito (caudado, putamen e globus pallidus) e área olfativa (figura 3). Non observamos diferenzas no estriado contralateral ou outras rexións especificadas de interese.

FIGURA 3. 

Rexións con fluxo sanguíneo cerebral significativamente diferente x h despois de comidas de probaP ≤ 0.002). A escala de cor representa o valor da t estatística para a comparación entre comidas (n = 11) mediante o uso de análises de modelo lineal xeral como se describe en ...

Móstrase a relación entre as variables metabólicas eo fluxo sanguíneo no núcleo dereito accumbens Táboa 2. Todas as variables relacionadas coa glicosa no plasma, a insulina sérica e o fame estaban significativamente relacionadas co fluxo sanguíneo no núcleo dereito accumbens, mentres que a palatabilidad das comidas non o era.

TABLA 2 

A relación entre variables fisiolóxicas e fluxo sanguíneo no núcleo dereito accumbens1

Conversa

A inxestión de alimentos está regulada por sistemas hedónicos e homeostáticos (3) que serviron históricamente para manter o IMC medio dentro dun rango sa baixo condicións ambientais moi variadas. Non obstante, coincidindo coa epidemia de obesidade, o abastecemento de alimentos cambiou radicalmente, co rápido aumento do consumo de produtos alimenticios altamente procesados ​​derivados principalmente de produtos de grans. Como consecuencia, a carga glicémica (o produto multiplicador da cantidade de GI e carbohidratos) (30) da dieta estadounidense aumentou substancialmente no último medio século, e esta tendencia secular pode afectar negativamente aos dous sistemas que regulan a inxestión de alimentos. O descenso da glicosa no sangue (e outros combustibles metabólicos)13, 14) no último período postprandial tras unha comida de alto IG non só constituiría un poderoso sinal homeostático de fame (15) pero tamén aumentan o valor hedónico dos alimentos mediante a activación estriatal18). Esta combinación de eventos fisiolóxicos pode favorecer os desexos alimentarios cunha preferencia especial para os carbohidratos de alto IG.16, 17), propagando así ciclos de exceso de comida. Ademais, a activación recurrente do estriado pode regularizar de novo a dispoñibilidade dos receptores de dopamina e aumentar aínda máis a unidade para comer de máis.11).

Este estudo tiña varios puntos fortes. En primeiro lugar, usamos ASL, que é unha nova técnica de imaxe que proporciona unha medida cuantitativa do fluxo sanguíneo cerebral. O método convencional (fMRI dependente do nivel de osíxeno no sangue) avalía os cambios agudos na actividade cerebral, non as diferenzas absolutas, que normalmente limitan as observacións a poucos minutos despois dunha perturbación fisiolóxica. Co ASL, fomos capaces de examinar os efectos persistentes das comidas das probas sen estímulos superpuestos (por exemplo, imaxes de alimentos ricos en calorías). En segundo lugar, utilizamos unha intervención cruzada en vez de unha comparación transversal entre grupos (por exemplo, en comparación con obesidade delgada), que proporcionou maior poder estatístico e evidencia da dirección causal. En terceiro lugar, centrámonos nun factor dietético específico controlando o contido de calorías, a composición de macronutrientes, as fontes de ingredientes e a forma de alimentos, en vez de comparar alimentos moi diferentes (por exemplo, o queixo en comparación cos vexetais) (6, 10, 31, 32). En cuarto lugar, as comidas das probas de 2 foron deseñadas e documentadas para ter unha palatabilidad similar, o que axudou a separar os efectos metabólicos das respostas hedónicas inmediatas. En quinto lugar, examinamos o período posprandial tardío, que é un momento con especial significado para o comportamento alimentario na seguinte comida. Os estudos anteriores normalmente limitaron a duración da observación a ≤1 h despois do consumo de alimentos, cando os picos de absorción de glicosa e unha comida de alto índice gastrointestinal poden parecer transitoriamente beneficios para a función cerebral (33). En sexto lugar, utilizamos comidas mixtas cunha composición de macronutrientes e unha carga glicémica dietética dentro dos rangos predominantes. Así, os descubrimentos teñen relevancia para os almorzos de alta GI que se consumen habitualmente nos Estados Unidos (por exemplo, un queixo e un queixo sen graxa sen graxa) (12).

As principais limitacións do estudo incluían o pequeno tamaño e un enfoque exclusivo nos homes con sobrepeso e obesidade. Os pequenos estudos limitan a generalización e aumentan o risco de atopar un falso negativo (pero non falso positivo). O noso estudo, a pesar do seu tamaño, tiña un forte poder para probar a hipótese a priori con axuste para comparacións múltiples. Estudos adicionais con temas de control delgado, mulleres e persoas obesas antes e despois da perda de peso serían informativos. Non avaliamos directamente as respostas hedónicas ás comidas ou á comida, e por iso non podemos explorar a relación entre estes valores subxectivos e a activación do cerebro. Ademais, a forma líquida das comidas de proba limitou a generalización dos resultados para as comidas sólidas.

Varios outros temas interpretativos xustifican a consideración. Non anticipamos un efecto da GI no cerebro limitado ao hemisferio dereito, aínda que a lateralidade estivo implicada previamente en trastornos do comportamento neurolóxico que implican circuítos de recompensa. De feito, un estudo que comparou a sensible á insulina en comparación cos homes resistentes á insulina mostrou un efecto diferencial da administración de insulina sistémica sobre o metabolismo da glicosa para o estriado ventral dereito, pero non para a esquerda.34). Tampouco se observaron diferenzas noutras rexións cerebrais pre-especificadas, xa que o noso estudo carecía de poder para ver efectos menos robustos ou porque estes efectos non ocorreron no punto de tempo 4-h. Non obstante, a manipulación química do núcleo accumbens nos ratos deu lugar á estimulación das neuronas orexigénicas e á inhibición das neuronas anorexíxenas no hipotálamo (35), que ilustrou a influencia do estriado noutras áreas do cerebro implicadas na alimentación.

Máis aló da recompensa e do desexo, o núcleo accumbens toma parte crucial no abuso de substancias e na dependencia.36-38), levantando a pregunta de se certos alimentos poden ser adictivos. De feito, a noción de adicción aos alimentos recibiu unha ampla atención popular a través de libros de dieta e informes anecdóticos e cada vez é o tema da investigación académica. Estudos recentes que usaron a fMRI dependente do nivel de oxixenación sanguínea convencional mostraron unha hiperactividade selectiva no núcleo accumbens e áreas cerebrais relacionadas en obesos en comparación con individuos delgados cando se mostran imaxes de alimentos altamente palatábeis (6-11) e en individuos que obtiveron un alto grao de dependencia alimentaria (39). Non obstante, podería argumentarse que esta resposta de pracer que inclúe a comida non difiere fundamentalmente do goce dun golfista que ve imaxes dun putting green ou dun audífilo que escoita boa música (40). En contraste coas investigacións anteriores, o noso estudo utilizou comidas de proba de palatabilidad similar e métodos ASL para examinar a actividade cerebral non estimulada despois de 4 h. Non obstante, a validez do concepto de adicción a alimentos segue a ser debatida vigorosamente41-47). A diferenza dos fármacos de abuso, os alimentos son necesarios para a supervivencia, e algúns individuos poden consumir habitualmente grandes cantidades de produtos alimenticios de alta GI (e altamente calóricos, altamente procesados) sen aparentes consecuencias físicas ou psicolóxicas. Deste xeito, a aplicación do concepto de adicción aos alimentos xustifica un estudo intervencionista e observacional máis orientado por mecanismo.

En conclusión, demostramos que o consumo dunha comida de proba de alto nivel comparado con IG aumentou a actividade nas rexións do cerebro relacionadas coa inxestión de alimentos, a recompensa e o desexo no período posprandial tardío, o que coincidiu coa menor glicosa e maior. fame. Estes resultados neurofisiolóxicos, xunto cos estudos de alimentación máis longos do mantemento da perda de peso (48, 49), suxiren que un consumo reducido de hidratos de carbono de alta GI (especialmente, produtos de grans procesados, patacas e azucre concentrado) pode mellorar o exceso de alimentos e facilitar o mantemento dun peso sa en individuos con sobrepeso e obesidade.

Grazas

Grazas a Dorota Pawlak, Simon Warfield e Phillip Pizzo por estimular as discusións e consellos; Joanna Radziejowska por axuda na formulación e provisión de comidas de proba; e Henry Feldman para asesoramento estatístico. Ningún destes individuos recibiu unha compensación polas súas contribucións.

As responsabilidades dos autores foron as seguintes: DCA, CBE, JMG, LMH, BSL, DSL e ES: proporcionaron o concepto e deseño do estudo; DCA e BSL: adquiriron datos e proporcionaron coñecementos estatísticos; DCA, JMG, LMH, BSL e DSL: datos analizados e interpretados; BSL e DSL: redactaron o manuscrito; DCA, CBE, JMG, LMH, RR e ES: revisaron críticamente o manuscrito; RR: soporte técnico proporcionado; DCA, BSL e DSL: obtivo financiamento; DCA e DSL: supervisión proporcionada; e DSL: como investigador principal, tiña acceso completo a todos os datos do estudo e asumiu a responsabilidade da integridade dos datos e da exactitude da análise de datos. DCA recibiu subvencións da NIH e GE Healthcare, que é un provedor de resonancia magnética, para o desenvolvemento de técnicas de imaxe e aplicacións e dereitos a través das súas institucións académicas actuais e antigas para invencións relacionadas coas técnicas de ASL utilizadas neste estudo. DSL recibiu subvencións do NIH e as fundacións para a investigación relacionada coa obesidade, a orientación e a atención ao paciente e os dereitos por un libro sobre a obesidade infantil. BSL, LMH, ES, RR, CBE e JMG reportaron ningún conflito de intereses.

Notas ao pé

5Abreviaturas usadas: etiqueta ASL, rotación arterial; GI, índice glicémico; VAS, escala analóxica visual.

Referencias

1. Berridge KC. Recompensas para "gustar" e "querer": substratos cerebrais e funcións nos trastornos da alimentación. Physiol Behav 2009; 97: 537 – 50 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
2. Dagher A. Imaxe cerebral funcional do apetito. Tendencias Endocrinol Metab 2012; 23: 250 – 60 [PubMed]
3. Lutter M, Nestler EJ. As sinais homeostáticas e hedónicas interactúan na regulación da inxestión de alimentos. J Nutr 2009; 139: 629 – 32 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
4. Martel P, Fantino M. Actividade do sistema dopaminérgico mesolímbico en función da recompensa de alimentos: un estudo de microdiálisis. Pharmacol Biochem Behav 1996; 53: 221 – 6 [PubMed]
5. Peciña S, Berridge KC. O sitio de opioides no núcleo accumbens media a comida e o "gusto" hedónico pola comida: mapa baseado en plumas Fos de microinxección. Brain Res 2000; 863: 71-86 [PubMed]
6. Bruce AS, Holsen LM, Cámara RJ, Martin LE, Brooks WM, Zarcone JR, Butler MG, Savage CR. Os nenos obesos mostran hiperactivación nas imaxes de alimentos nas redes cerebrais ligadas á motivación, recompensa e control cognitivo. Int J Obes (Lond) 2010; 34: 1494 – 500 [PubMed]
7. Holsen LM, Savage CR, Martin LE, Bruce AS, Lepping RJ, Ko E, Brooks WM, Butler MG, Zarcone JR, Goldstein JM. Importancia da recompensa e do circuíto prefrontal na fame e na saciedade: síndrome de Prader-Willi vs obesidade simple. Int J Obes (Lond) 2012; 36: 638 – 47 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
8. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, HC Bauknecht, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Activación diferencial do estriado dorsal por estímulos alimentarios visuais altos en calorías en individuos obesos. Neuroimaxe 2007; 37: 410 – 21 [PubMed]
9. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, pequeno DM. Relación de recompensa da inxestión de alimentos e inxestión prevista de alimentos para a obesidade: un estudo de imaxe por resonancia magnética funcional. J Abnorm Psychol 2008; 117: 924 – 35 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
10. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Activación do sistema de recompensa xeneralizada en mulleres obesas en resposta a imaxes de alimentos ricos en calorías. Neuroimaxe 2008; 41: 636 – 47 [PubMed]
11. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Dopamina e obesidade do cerebro. Lancet 2001; 357: 354 – 7 [PubMed]
12. Atkinson FS, Foster-Powell K, Brand-Miller JC. Táboas internacionais de índices glicémicos e de carga glicémica: 2008. Coidados de diabete 2008; 31: 2281 – 3 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
13. Ludwig DS. O índice glicêmico: mecanismos fisiolóxicos relacionados coa obesidade, diabetes e enfermidades cardiovasculares. JAMA 2002; 287: 2414 – 23 [PubMed]
14. Ludwig DS, JA Majzoub, Al-Zahrani A, Dallal GE, Branco I, Roberts SB. Alimentos de alto índice glicémico, excesos e obesidade. Pediatría 1999; 103: E26. [PubMed]
15. Campfield LA, Smith FJ, Rosenbaum M, Hirsch J. Alimentación humana: evidencia para unha base fisiolóxica utilizando un paradigma modificado. Neurosci Biobehav Rev 1996; 20: 133 – 7 [PubMed]
16. Thompson DA, Campbell RG. A fame nos humanos inducida pola 2-desoxi-D-glicosa: o control glucoprivico da preferencia gustativa e da inxestión de alimentos. Ciencia 1977; 198: 1065 – 8 [PubMed]
17. Strachan MW, Ewing FM, Frier BM, Harper A, Deary IJ. Anos por comida durante a hipoglicemia aguda en adultos con diabetes tipo 1. Physiol Behav 2004; 80: 675 – 82 [PubMed]
18. Page KA, Seo D, Belfort-DeAguiar R, Lacadie C, Dzuira J, Naik S, Amarnath S, Constable RT, Sherwin RS, Sinha R. Os niveis circulantes de glicosa modulan o control neural do desexo de alimentos ricos en calorías en humanos. J Clin Invest 2011; 121: 4161 – 9 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
19. Frank TC, Kim GL, Krzemien A, Van Vugt DA. Efecto da fase do ciclo menstrual na activación cerebral corticolimbica por sinais visuais de alimentos. Resumo cerebral 2010; 1363: 81 – 92 [PubMed]
20. Botero D, Ebbeling CB, Blumberg JB, JD Ribaya-Mercado, Creager MA, Swain JF, Feldman HA, Ludwig DS. Efectos agudos do índice glicémico dietético na capacidade antioxidante nun estudo de alimentación controlada por nutrientes. Obesidade (Silver Spring) 2009; 17: 1664 – 70 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
21. Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, SA Daugherty, Koh YO. Unha nova ecuación predictiva para o gasto enerxético en repouso en individuos sans. Am J Clin Nutr 1990; 51: 241 – 7 [PubMed]
22. Brouns F, Bjorck I, Frayn KN, Gibbs AL, Lang V, Slama G, Wolever TM. Metodoloxía do índice glicêmico. Nutr Res Rev 2005; 18: 145 – 71 [PubMed]
23. Deichmann R, Schwarzbauer C, Turner R. Optimización da secuencia 3D MDEFT para a formación de imaxes cerebrais anatómicas: implicacións técnicas en 1.5 e 3 T. Neuroimage 2004; 21: 757 – 67 [PubMed]
24. Dai W, Garcia D, de Bazelaire C, Alsop DC. Inversión continua dirixida por fluxo para a rotación arterial mediante rotación de frecuencias de radio pulsadas e campos de gradiente. Magn Reson Med 2008; 60: 1488 – 97 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
25. Alsop DC, JA Detre. Redución da sensibilidade no tempo de tránsito en resonancia magnética non invasiva do fluxo sanguíneo humano cerebral. J Cereb Blood Flow Metab 1996; 16: 1236 – 49 [PubMed]
26. Järnum H, Steffensen EG, Knutsson L, Frund ET, Simonsen CW, Lundbye-Christensen S, Shankaranarayanan A, Alsop DC, Jensen FT, Larsson EM. MRI de perfusión de tumores cerebrais: un estudo comparativo da etiqueta de spin arterial pseudo-continuo e imaxe de contraste de susceptibilidade dinámica. Neuroradioloxía 2010; 52: 307 – 17 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
27. Lancaster JL, Tordesillas-Gutiérrez D, Martínez M, Salinas F, Evans A, Zilles K, Mazziotta JC, Fox PT. Analizouse o sesgo entre as coordenadas MNI e Talairach usando o modelo cerebral ICBM-152. Mapeo do cerebro humido 2007; 28: 1194 – 205 [PubMed]
28. Maldxian JA, Laurienti PJ, Kraft RA, Burdette JH. Un método automatizado para o interrogatorio neuroanatómico e citoarquitectónico baseado en atlas de conxuntos de datos de fMRI. Neuroimaxe 2003; 19: 1233 – 9 [PubMed]
29. Friston KJ, Holmes A, Poline JB, Prezo CJ, CD Frith. Detectar activacións en PET e fMRI: niveis de inferencia e potencia. Neuroimaxe 1996; 4: 223 – 35 [PubMed]
30. Salmerón J, Ascherio A, Rimm EB, Colditz GA, Spiegelman D, DJ de Jenkins, Stampfer MJ, Wing AL, Willett WC. Fibra dietética, carga glicémica e risco de NIDDM nos homes. Coidados de diabete 1997; 20: 545 – 50 [PubMed]
31. Dimitropoulos A, Tkach J, Ho A, Kennedy J. Unha maior activación corticolímbica para sinais de alimentos de alto contido calórico despois de comer en adultos obesos ou con peso normal. Apetito 2012; 58: 303 – 12 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
32. Murdaugh DL, Cox JE, Cook EW, 3rd, Weller RE. A reacción de fMRI nas imaxes de alimentos altamente calóricos prevé resultados a curto e longo prazo nun programa de perda de peso. Neuroimaxe 2012; 59: 2709 – 21 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
33. Páxina KA, Chan O, Arora J, Belfort-Deaguiar R, Dzuira J, Roehmholdt B, Cline GW, Naik S, Sinha R, Constable RT, et al. Efectos da frutosa contra a glicosa no fluxo sanguíneo rexional rexional en rexións do cerebro implicadas con vías de apetito e recompensas. JAMA 2013; 309: 63 – 70 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
34. Anthony K, Reed LJ, Dunn JT, Bingham E, Hopkins D, Marsden PK, Amiel SA. A atenuación das respostas evocadas coa insulina nas redes cerebrais que controlan o apetito e a recompensa na resistencia á insulina: a base cerebral para o control deficiente da inxestión de alimentos na síndrome metabólica? Diabetes 2006; 55: 2986 – 92 [PubMed]
35. Zheng H, Corkern M, Stoyanova I, Patterson LM, Tian R, Berthoud HR. Os péptidos que regulan a inxestión de alimentos: a manipulación de accumbens que indican o apetito activa as neuronas de orexina hipotalámica e inhibe as neuronas POMC. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2003; 284: R1436 – 44 [PubMed]
36. Di Chiara G, Tanda G, Bassareo V, Pontieri F, Acquas E, Fenu S, Cadoni C, Carboni E. Drogodependencia como desorde da aprendizaxe asociativa. Papel do núcleo accumbens shell / amygdala estendida dopamina. Ann NY Acad Sci 1999; 877: 461 – 85 [PubMed]
37. Feltenstein MW, ver RE. O neurocircuíto da adicción: unha visión xeral. Br J Pharmacol 2008; 154: 261 – 74 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
38. Kalivas PW, Volkow ND. A base neuronal da adicción: unha patoloxía de motivación e elección. Am J Psychiatry 2005; 162: 1403 – 13 [PubMed]
39. Gearhardt AN, Yokum S, Orr PT, Stice E, Corbin WR, Brownell KD. Correlados neurais da dependencia dos alimentos. Arch Gen Psychiatry 2011; 68: 808 – 16 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
40. Salimpoor VN, van den Bosch I, Kovacevic N, McIntosh AR, Dagher A, Zatorre RJ. As interaccións entre o núcleo accumbens e as corticias auditivas predicen o valor da recompensa musical. Ciencia 2013; 340: 216 – 9 [PubMed]
41. Benton D. A plausibilidade da adicción ao azucre eo seu papel na obesidade e os trastornos da alimentación. Clin Nutr 2010; 29: 288 – 303 [PubMed]
42. Blumenthal DM, MS de Ouro. Neurobioloxía da dependencia dos alimentos. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2010; 13: 359 – 65 [PubMed]
43. Corwin RL, Grigson PS. Descrición xeral do simposio: adicción aos alimentos: feito ou ficción? J Nutr 2009; 139: 617 – 9 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
44. Moreno C, Tandon R. ¿Debe clasificarse o exceso de comida e a obesidade como un trastorno adictivo no DSM-5? Curr Pharm Des 2011; 17: 1128 – 31 [PubMed]
45. Parylak SL, Koob GF, Zorrilla EP. O lado escuro da adicción aos alimentos. Physiol Behav 2011; 104: 149 – 56 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
46. Pelchat ML. Adicción a alimentos en humanos. J Nutr 2009; 139: 620 – 2 [PubMed]
47. Toornvliet AC, Pijl H, Tuinenburg JC, Elte-de Wever BM, Pieters MS, Frolich M, Onkenhout W, Meinders AE. Respostas psicolóxicas e metabólicas dos pacientes obesos que ansían carbohidratos para comidas ricas en hidratos de carbono, graxas e proteínas. Int J Obes Relat Metab Disord 1997; 21: 860 – 4 [PubMed]
48. Larsen TM, Dalskov SM, van Baak M, Jebb SA, Papadaki A, Pfeiffer AF, JA Martínez, Handjieva-Darlenska T, Kunesova M, Pihlsgard M, et al. Dietas con alto contido de proteínas e baixo índice glicémico para o mantemento da perda de peso. N Engl J Med 2010; 363: 2102 – 13 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
49. Ebbeling CB, Swain JF, Feldman HA, Wong WW, Hachey DL, Garcia-Lago E, Ludwig DS. Efectos da composición dietética no gasto enerxético durante o mantemento da perda de peso. JAMA 2012; 307: 2627 – 34 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]