A inxestión de enerxía elevada correlaciona a hiperresponsabilidade nas rexións cerebrais atentas, gustativas e recompensas mentres anticipa o recibo de alimentos apabullante (2013)

Am J Clin Nutr. 2013 Xuño; 97 (6): 1188-94. doi: 10.3945 / ajcn.112.055285. Epub 2013 Abr 17.

Burger KS1, Stice E.

Abstracto

Antecedentes: Os obesos en comparación cos individuos magros mostran unha maior resposta de atención, de sabor e de rexión de recompensas ás tentas de alimentos, pero unha reactividade reducida da rexión de recompensas durante a inxestión de alimentos. Non obstante, segundo o noso coñecemento, a investigación non probou se unha achega calórica obxectivamente medida está asociada positivamente á responsabilidade neuronal independente do exceso de tecido adiposo.

Obxectivo: Probamos a hipótese de que medimos obxectivamente a inxestión de enerxía, que ten en conta as necesidades basais e a porcentaxe de graxa corporal, que se correlaciona positivamente coa resposta neural á inxesta de alimentos saborável anticipado, pero negativamente cunha resposta á inxesta de alimentos en adolescentes de peso san.

Proxecto: Participantes (n = 155; media ± idade SD: 15.9 ± 1.1 y) dixitalizacións de resonancia magnética funcionais completadas mentres anticipaban e reciben alimentos saborosos en comparación cunha solución insípida, unha avaliación do auga dobremente marcada na inxestión de enerxía e as valoracións da taxa metabólica en repouso e da composición corporal.

Resultados: A inxestión de enerxía se correlacionou positivamente coa activación nas córtices cinguladas visuais e anteriores (procesamento visual e atención), opérculo frontal (córtex gustativo primario) cando se anticipa un alimento agradable, e unha maior activación estriatal cando se anticipa un alimento agradable nunha rexión máis sensible de análise de interese. . A inxestión de enerxía non estivo relacionada significativamente coa resposta neuronal durante a inxestión de alimentos agradables.

Conclusións: Os resultados indican que a inxestión medida de enerxía obxectivamente que dá conta das necesidades basais e do tecido adiposo correlaciona positivamente coa actividade en rexións atencionais, gustativas e de recompensa cando se anticipa un alimento agradable. Aínda que a hiperresponsabilidade destas rexións pode aumentar o risco de alimentarse excesivamente, non está claro se este é un factor de vulnerabilidade inicial ou un resultado de alimentación previa.

Introdución

Os estudos de neimagens proporcionaron unha visión considerable das diferenzas da resposta neuronal aos estímulos alimentarios en función do estado do peso. En concreto, os obesos en comparación con individuos magros demostraron unha maior resposta nas rexións relacionadas coa recompensa (estriato, pallidum, amígdala e córtex orbitofrontal) e nas rexións de atención (córtices visuais e cinguladas anteriores) ás imaxes apetitosas dos alimentos (1-5), inxestión anticipada de alimentos agradable (6, 7) e olores alimentarios (8). Os obesos en comparación cos humanos magros tamén demostraron unha maior activación no córtex gustativo primario (insula anterior e opérculo frontal) e nas rexións somatosensoriais orais (xiro poscentral e operculum parietal) durante a exposición a imaxes apetitosas de alimentos (2, 5) e inxestión anticipada de alimentos anticipados (6, 7). Estes datos son acordes co modelo de recompensa, que supón que as persoas que experimentan máis recompensa na inxestión de alimentos teñen risco de alimentarse excesivamente (9). Na yuxtaposición, os obesos en comparación cos individuos magros demostraron menos actividade nas rexións relacionadas coa recompensa durante a inxestión de alimentos agradables (7, 10, 11), que é coherente coa teoría do déficit de recompensa, que afirma que os individuos poden comer excesivamente para compensar un déficit de recompensa (12). Os datos implicaron que os resultados difiren segundo se examina a resposta ás notas relativas á inxesta de alimentos, o que suxire que é importante investigar a capacidade de resposta a ambos os fenómenos.

A maioría das investigacións en neuroimaginación compararon directamente con obesos en comparación con individuos magros, o que proporcionou pouca información sobre o proceso etiolóxico que subxace no aumento inicial de peso. Actualmente, non está claro se as diferenzas relacionadas coa obesidade na resposta neuronal aos estímulos alimentarios están impulsadas por un funcionamento neuroendocrino alterado que se orixina en cantidades excesivas de tecido adiposo (13, 14) comparado co consumo excesivo de calorías, como se suxire en modelos etiolóxicos baseados en neurociencia (9, 12, 15, 16).

Examinar directamente o efecto da inxestión de enerxía típica (EI)4 sobre a resposta neuronal aos estímulos alimentarios, independientemente das necesidades basais e do tecido adiposo, probamos se as estimacións de EI dobremente etiquetadas (DLW) de EI estaban asociadas a unha maior capacidade de resposta ao anticipar a inxestión de alimentos agradables e unha menor capacidade de resposta durante a ingesta coa taxa metabólica en repouso (RMR). e a porcentaxe de graxa corporal en adolescentes de peso san controlados. Hipotetizamos que se asociaría EI 1) maior capacidade de resposta en recompensa (por exemplo, estriato), atencional (por exemplo, cortiza prefrontal visual e media), gustativa (por exemplo, insula anterior e opérculo frontal) e somatosensoriales orais (por exemplo, xiro postcentral e operculum parietal) en resposta a un cerebro. inxestión anticipada de comida agradable e anticipada 2) menos resposta neuronal das rexións de recompensa durante a inxestión de alimentos agradables.

SUBXECTOS E MÉTODOS

A mostra (n = 155; 75 homes adolescentes e 80 mulleres adolescentes) consistían nun 10% de hispanos, un 1% asiáticos, un 4% afroamericanos, un 79% brancos e un 6% de indios americanos e nativos de Alaska. Individuos que informaron de atracón ou comportamento compensatorio nos últimos 3 meses, o uso de medicamentos psicotrópicos ou drogas ilícitas, unha lesión na cabeza con perda de coñecemento ou un trastorno psiquiátrico do Eixo I no último ano (incluíndo anorexia nerviosa, bulimia nerviosa ou trastorno por atracón) foron excluídos. Os pais e adolescentes prestaron consentimento informado por escrito para este proxecto. Os participantes chegaron ao laboratorio despois dun xaxún durante a noite, completaron a composición corporal, as medidas antropométricas, a avaliación RMR e a primeira avaliación DLW e volveron 2 semanas máis tarde para a avaliación DLW de seguimento. As exploracións fMRI tiveron lugar dentro dunha semana das avaliacións de DLW. O Consello de Revisión Institucional do Oregon Research Institute aprobou todos os métodos.

EI

DLW usouse para calcular a EI nun período de 2-wk. DLW proporciona unha medida de inxestión altamente precisa que é inmune a prexuízos asociados con recordos dietéticos ou diarios de dieta (17, 18). DLW usa rastreadores isotópicos para avaliar a produción total de dióxido de carbono, que se pode usar para estimar con precisión o gasto calórico habitual (19). A DLW administrouse inmediatamente despois de que os suxeitos estivesen negativamente embarazados (se procede). As doses foron 1.6-2.0 g H218O (10 por cento de átomo) / kg auga total estimada do corpo. As mostras de urina no punto foron recollidas inmediatamente antes de que se administrase DLW e a posposición de 1, 3 e 4-h. Dúas semanas despois, recolléronse mostras de urina no punto 2 adicionais á mesma hora do día que as mostras de posposición 3 e 4-h. Non houbo mostras o primeiro baleiro do día. O gasto en enerxía (EE) calculouse mediante a ecuación A6 (19), relacións de espazo de dilución20), e a ecuación modificada de Weir (21) como se describiu anteriormente (22). A EI por día calculouse a partir da suma de EE de DLW e do cambio estimado nos almacéns de enerxía corporal a partir das medicións de peso corporal en serie realizadas na base (T1) e 2-wk despois da dosificación (T2). Esta cifra dividiuse no número de días entre a avaliación base e 2-wk despois da dosificación para calcular a fonte diaria de sustratos de enerxía a partir da perda de peso ou almacenamento de exceso de EI como aumento de peso (23). A ecuación empregada para cada participante foi

Un ficheiro externo que contén unha imaxe, ilustración, etc. O nome do obxecto é ajcn9761188equ1.jpg

O 7800 kcal / kg é unha estimación da densidade de enerxía do tecido adiposo (24). O cambio de peso (peso en T2 - peso en T1) tamén se empregou nas análises de regresión para avaliar a validez concorrente de EI con necesidades basais como proxy de saldo enerxético controlado.

RMR

A RMR foi medida mediante calorimetría indirecta cun sistema de medición metabólica TrueOne 2400 (ParvoMedics Inc) na primeira avaliación de DLW. O RMR inclúe 60-75% do EE diario e está asociado ao mantemento das principais funcións fisiolóxicas do corpo (25). Para a avaliación da RMR, os participantes chegaron ao laboratorio despois dun xaxún durante a noite (rango: 5-15 h) e abstivéronse de facer exercicio durante 24 h antes da proba. A variación foi o resultado do número de horas durmidas a noite anterior. Os participantes descansaron tranquilamente nunha sala con temperatura controlada durante 20 minutos e colocouse unha capucha de plástico transparente conectada ao dispositivo sobre a cabeza do participante. Para determinar a RMR, o intercambio de gas en repouso mediuse mediante cálculos de O2 consumo (VO2) e CO2 produción (VCO2) obtidos a intervalos 10-s para 30-35 min. Os participantes permaneceron inmóbiles e o último 25-30 min da medida usouse para calcular RMR. Estableceuse a validez e fiabilidade deste método para a avaliación da RMR (26, 27).

Porcentaxe de graxa corporal

A pletismografía de desprazamento por aire usouse para estimar a porcentaxe de graxa corporal co Bod Pod S / T (COSMED USA Inc) mediante procedementos recomendados en función de ecuacións apropiadas de idade e sexo (28). A densidade corporal calculouse como a masa corporal (evaluada por pesado directo) dividida polo volume corporal. A porcentaxe de estimacións de graxa corporal demostrou unha fiabilidade de proba-test (r = 0.92-0.99) e correlación coa absorptiometría de raios X de dobre enerxía e estimacións de peso hidrostático da porcentaxe de graxa corporal (r = 0.98 – 0.99) (29).

Medidas de comportamento

Inventario de craving de alimentos (30) utilizouse para avaliar as ansias por unha variedade de alimentos. Esta escala foi adaptada para incluír clasificacións de como os participantes agradables atoparon cada comida (7). As respostas foron nunha escala Likert de puntos 5 para ansiarse [desde 1 (nunca ansiaron) ata 5 (sempre ansiaron)] e nunha escala de puntos 4 para gustar [de 1 (non gusta) a 4 (amor)]. O Inventario orixinal de craves de alimentos mostrou consistencia interna (α = 0.93), fiabilidade 2-wk test-retest test (r = 0.86) e sensibilidade á detección de efectos de intervención (30). Na exploración fMRI, a fame do día foi avaliada antes da exploración empregando unha escala analóxica visual X-Modal 100-mm ancorada por 0 (non ten fame en absoluto) a 100 (extremadamente con fame).

paradigma fMRI

A avaliación fMRI ocorreu dentro de 1 wk das medidas DLW e RMR. O día da exploración, solicitouse aos participantes que consumisen as súas comidas regulares, pero que se abstivesen de comer ou beber bebidas con cafeína para 5 h antes da exploración. O paradigma de RMN evaluou a resposta á inxestión e o consumo previsto de alimentos saborosos [ver Stice et al (31) para máis detalles do paradigma]. Os estímulos foron imaxes 2 (vasos de batido e auga) que sinalaron a entrega inminente de 0.5 mL batido de chocolate ou solución pouco sabor, respectivamente. Preparouse o batido (270 kcal, 13.5 g graxa e 28 g azucre / 150 mL) con xeado 60 g vainilla, 80 mL 2% leite e xarope de chocolate 15 mL. A solución sen sabor, que foi deseñada para imitar o sabor natural da saliva, consistiu en 25 mmol KCl / L e 2.5 mmol NaHCO3/ L. No 40% dos ensaios, o sabor non se entregou despois da indicación para permitir unha investigación da resposta neural á previsión dun sabor que non se confundiu coa recepción real do sabor (ensaios sen parella). Houbo repeticións de 30, tanto de inxestión de batido como de inxestión de solucións sen gusto e 20 repeticións tanto da cua de batido sen emparejar como da de solución sen sabor de solución sen sabor. Os gustos foron entregados mediante bombas de xeringa programables. As xeringas cheas de batido e solución sen sabor conectábanse vía tubería a un colector que se encaixaba na boca dos participantes e entregaba o sabor a un segmento de lingua consistente. Os estímulos visuais presentáronse cun sistema de espello de visualización de proxector / pantalla dixital. Os participantes foron instruídos para tragar cando apareceu o cu.

Adquisición, preprocesamento e análise de imaxes

A dixitalización realizouse cun escáner RMN de Allegra 3 Tesla (Siemens Medical Solutions USA Inc). Utilizouse unha bobina de paxaros para adquirir datos de todo o cerebro. As pescudas funcionais empregaron unha secuencia de imaxe plana de eco de tiro simple de gradiente de T2 * (tempo de eco: 30 ms; tempo de repetición: 2000 ms; ángulo flip: 80 °) cunha resolución de plano in0 de 3.0 × 3.0 mm2 (Matriz 64 × 64; 192 × 192 mm2 campo de visión). Ao longo do plano oblicuo transversal da comisión anterior e da posterior posterior, determinado pola sección intermedia, adquiríronse trinta e dous franxas 4-mm (adquisición entrelazada; sen saltar). Aplicouse unha corrección prospectiva da adquisición para axustar a posición e orientación da rebanada, así como para regular o movemento residual entre volume e volume en tempo real durante a adquisición de datos co fin de reducir os efectos inducidos polo movemento (32). Ningún participante moveu> 2 mm ou 2 ° en ningunha dirección. Unha secuencia ponderada T1 de recuperación de inversión de alta resolución (MP-RAGE; campo de visión: 256 × 256 mm2; 256 × 256 matriz; grosor: 1.0 mm; adquiriuse o número de porción: ∼160).

As imaxes anatómicas e funcionais foron reorientadas manualmente á liña anterior de comisión-posterior e ao cranio desposuídas mediante a función de ferramenta de extracción cerebral en FSL (Versión 5.0; Funcional Magnetic Resonance Imaging do grupo Brain). A continuación, os datos foron preprocesados ​​e analizados mediante SPM8 (Departamento de Wellcome Imaging Neuroscience) en MATLAB (versión R2009b para Mac; The Mathworks Inc). As imaxes funcionais foron deseñadas para a media e ambas as imaxes anatómicas e funcionais normalizáronse ao cerebro modelo T1 de Montreal Neurological Institute (MNI) estándar (ICBM152). A normalización deu lugar a un tamaño de voxel de 3 mm3 para imaxes funcionais e un tamaño de voxel de 1 mm3 para imaxes anatómicas de alta resolución. As imaxes funcionais suavizáronse cun núcleo gaussiano isotrópico 6-mm FWHM. Un filtro de paso alto 128-s eliminou ruído de baixa frecuencia e derivación do sinal. As imaxes anatómicas segmentáronse en materia gris e branca mediante a caixa de ferramentas DARTEL en SPM (33); utilizouse unha media da materia gris resultante como base para unha máscara inclusiva de materia gris antes da análise a nivel de grupo.

Para identificar as rexións cerebrais activadas pola anticipación dunha recompensa alimentaria, a resposta dependente do nivel de osíxeno no sangue (BOLD) durante a presentación do sinal sen emparellar que sinalou a entrega inminente do batido contrastouse coa resposta durante a presentación do sinal sen par que sinalou o inminente entrega da solución insípida (batida anticipada> solución insípida anticipada). Para identificar as rexións activadas pola inxestión de alimentos apetecibles, utilizouse o contraste de (inxestión de batido> inxestión de solución sen gusto). Estes contrastes individuais de nivel empregáronse en análises de regresión de EI con RMR e porcentaxe de graxa corporal controlada para capturar mellor os efectos da EI que tiveron en conta as necesidades basais e o tecido adiposo. Un limiar de cluster P <0.001con k (tamaño do clúster)> 12 considerouse significativo en P <0.05 corrixido para múltiples comparacións en todo o cerebro. Este limiar determinouse estimando a suavidade inherente aos datos funcionais enmascarados con materia gris co módulo 3dFWHMx no software AFNI (versión 05_26_1457) e executando 10,000 simulacións Monte Carlo de ruído aleatorio a 3 mm3 a través destes datos empregando o módulo 3DClustSim do software AFNI (34). Este método realizouse para cada análise independente, e o clúster redondeouse ao número enteiro máis próximo. En todos os casos, así foi k > 12. Os resultados presentados non se atenuaron cando se controlou a fase menstrual e o sexo, a man ou a fame a non ser que se indique o contrario. As coordenadas estereotácticas preséntanse no espazo MNI e as imaxes preséntanse na imaxe anatómica media do cerebro da mostra. En base a estudos previos que implicaron rexións de recompensa mediadas por dopamina en resposta aos estímulos alimentarios (3-8, 10), preformouse unha rexión máis sensible de análise de interese no estriato (caudato e putamen). Avaliaba estimacións variables da actividade media estriatal por individuo co programa MarsBaR (35) en resposta aos principais efectos de (batido anticipado> solución sen sabor anticipada) e (inxestión de batido> inxestión de solución sen gusto). Estas estimacións variables empregáronse en modelos de regresión que controlaron a RMR e a porcentaxe de graxa corporal con EI. Tamaños de efectos (r) foron derivados de z valores (z/ √N).

Paralelamente ás análises de resonancia magnética, empregamos análises de regresión que controlaron a RMR e a porcentaxe de graxa corporal para probar se a EI estaba relacionada co cambio de peso durante o período de avaliación DLW de 2-wk, medidas auto-reportadas de ansia e afección de alimentos, e fame. Unha análise estatística non fMRI, incluíndo probas de normalidade da distribución de estatísticas descritivas (medios ± SDs), e a linealidade das relacións, análises de regresión e mostra independente t realizáronse probas con software SPSS (para Mac OS X, versión 19; SPSS Inc). Todos os datos presentados comprobáronse puntos de datos excesivamente influentes.

RESULTADOS

As estimacións de EW de DLW deron como resultado unha inxestión calórica media de 2566 kcal / d (Táboa 1). A EI estivo relacionada significativamente coas ansias alimentarias (semipartiais) r = 0.19, P = 0.025) e o gusto dos alimentos (semipartial r = 0.33, P = 0.001) pero non fame (semipartial) r = −0.12, P = 0.14). As análises de regresión revelaron unha relación positiva entre a EI e o cambio de peso durante o período DLW 2-wk (semipartial r = 0.85, P <0.001), o que suxeriu que a IE que ten en conta as necesidades basais e a porcentaxe de graxa corporal pode servir como indicador do balance enerxético. En comparación coas mulleres adolescentes, os homes adolescentes tiñan un IE significativamente maior (P <0.001), RMR (P <0.001) e menor porcentaxe de graxa corporal (P <0.001) (Táboa 1). Non se observaron outras diferenzas significativas entre os machos adolescentes e as mulleres adolescentes (P= 0.09 – 0.44).

TABLA 1  

Características do suxeito e medidas de comportamento (n = 155)1

Responsabilidade de EI e BOLD

Para o contraste anticipado de batido> solución insípida anticipada, o EI correlacionouse positivamente coa activación na cortiza visual lateral superior situada no lóbulo parietal e na cortiza cingulada anterior (rexións asociadas ao procesamento visual e á atención) (Táboa 2, figura 1), o opérculo frontal (unha rexión do córtex gustativo primario), e o córtex cingulado posterior (pensado para codificar a salidez dos estímulos). Tamén se observou unha activación significativa no precuneus e cuneus (que se asociaron coa atención / imaxes), no xiro temporal temporal posterior (que se asocia coa memoria semántica) e noutras rexións do lodo parietal lateral (por exemplo, giro supramarginal) (Táboa 2). O EI non estaba relacionado significativamente coa resposta BOLD durante a inxestión de batido.

TABLA 2  

A responsabilidade BOLD durante a inxestión de alimentos palatábeis prevista en función da inxestión de enerxía (n = 155)1
FIGURA 1.  

Resposta dependente do nivel de osíxeno no sangue durante a inxestión anticipada de alimentos apetecibles (> inxestión sen sabor anticipada) en función da inxestión de enerxía (kcal / d) coa taxa metabólica de repouso e a porcentaxe de graxa corporal controlada no lateral ...

Despois da determinación das estimacións variables medias mediante o enfoque da rexión de interese descrito anteriormente, a actividade estriada en resposta á anticipación do batido (> anticipando a solución insípida) mostrou unha pequena relación positiva co IE (semipartial r = 0.18, P = 0.038). Non obstante, as análises de regresión indicaron que a actividade estriada media durante a inxestión de batido de leite (> inxestión sen sabor) non estaba significativamente relacionada coa IE (semipartial r = 0.04, P = 0.61).

Responsabilidade RMR e BOLD

Pensamos que era prudente examinar se o RMR se correlacionaba directamente coa resposta da BOLD e para probar se os efectos observados eran impulsados ​​por diferenzas individuais nas necesidades basais. Non se observaron relacións significativas entre a responsabilidade de RMR e BOLD durante o consumo de milkshake ou o batido previsto.

Conversa

A conclusión de que a IE que conta con necesidades básicas e o tecido adiposo estaba relacionada positivamente coa atención, a gustativa e a resposta de recompensa cando os suxeitos previstos da inxesta de alimentos fixeron eco dos resultados observados cando se comparou a resposta neural dos individuos obesos e delgados a este evento.6, 7). Segundo o noso coñecemento, o estudo actual proporcionou novas evidencias de que o aumento da IE no exceso de tecido adiposo pode conducir esta hiperresponsividade. Especificamente, observamos unha maior actividade durante a anticipación en rexións asociadas co procesamento visual e a atención [córtex visual lateral, precune e cingulado anterior (36)], procesos gustativos [opérculo frontal (37)], e unha rexión pensada para codificar a importancia dos estímulos [cingulado posterior (38)]. Tamén se observou unha relación pequena pero positiva entre a actividade nunha rexión de recompensa ou de incentivo (estriado) e EI durante a anticipación.

En apoio aos resultados actuais, os aumentos da masa de graxa durante un período 6-mo asociáronse con aumentos da responsibilidade a imaxes de alimentos apetecibles no procesado / atención visual e nas rexións gustativas en relación á liña de base (39). Ademais, os datos de comportamento indicaron que os individuos asignados aleatoriamente para consumir alimentos densos de enerxía para os períodos de 2-3 mostraron unha maior vontade de traballar (é dicir, incentivos para eses alimentos) (40, 41). Estes resultados indicaron que o exceso de IE pode contribuír a unha hiperresponsabilidade das rexións de atención, de gustos e de recompensas a indicacións para a ingesta futura de alimentos. Esta interpretación concorda coa teoría de sensibilización e incentivo (16), que postula que a recompensa pola inxestión prevista e a inxestión funciona en paralelo co desenvolvemento do valor de reforzo dos alimentos, pero despois de repetidos emparejamentos de recompensas de alimentos e indicacións que predicen esta recompensa, a recompensa anticipatoria aumenta. Os resultados actuais tamén están en consonancia co modelo de vulnerabilidade dinámica da obesidade (31, 42), o que suxire que unha elevada responsabilidade nas rexións atencionais, gustativas e recompensas para as píldoras dos alimentos pode aumentar a susceptibilidade a estas pistas, o que promove unha inxestión adicional de forma avanzada. Debido á natureza transversal dos resultados actuais, tamén é posible que individuos con hiperresponsividade innata destas rexións cerebrais cando anticipan o alimento son máis propensos a comer de máis. Esta interpretación é consistente coas teorías de obesidade de recompensa-exceso.9). Polo tanto, é imprescindible que as futuras investigacións poidan comprobar se a elevada responsabilidade observada no presente estudo prevé un aumento de peso futuro nun seguimento a longo prazo.

Tamén observamos unha actividade relacionada coa IE no xiro temporal temporal medio, que normalmente está asociado coa memoria semántica (43, 44). Non obstante, os obesos en comparación cos individuos delgados mostraron maior responsabilidade nesta rexión cando se mostraban imaxes de alimentos apetitosos3) de acordo coas conclusións actuais. Esta rexión tamén se activou en paradigmas que avaliaron a responsabilidade das pistas pensadas para inducir a ansia nos usuarios de substancias habituais. Por exemplo, nos fumadores actuais, a ansia inducida por tabaquismo estaba relacionada coa actividade do xiro temporal medio45), e observáronse resultados similares nos usuarios actuais de cocaína (46). En consecuencia, observamos unha relación pequena pero significativa co desexo de comer e a IE. Os resultados actuais indican que o sinal xenérico de leite pode provocar recordos sobre as propiedades sensoriais da inxestión de alimentos con alto contido de graxa e alto contido en azucre e pode provocar unha maior actividade cerebral de desexo ou desexo para individuos cunha ingesta elevada.

Segundo informou anteriormente, o consumo frecuente de xeados, pero non o consumo calórico total, asociouse cunha resposta reducida ao consumo de batido de xeado en rexións cerebrais relacionadas coa recompensa mediadas por dopamina.47). O estudo actual usou unha medida obxectiva da IE e tampouco mostrou relación. Teoricamente, tras a repetida inxestión dun determinado tipo de alimento apetecible, a sinalización por dopamina de recompensa aprópiase da inxestión de devandito alimento para producirse en resposta a sinais que predicen a dispoñibilidade de alimentos potenciais, que é un proceso documentado en experimentos con animais (48). As técnicas e os custos de imaxe actuais limitan a capacidade de avaliar a resposta neural a varios alimentos. O uso previo de frecuencia de alimentos permitiu unha análise específica na inxestión de alimentos específicos, con foco no alimento administrado no escáner. Aínda que a medida DLW utilizada neste estudo proporcionou unha medida obxectiva e máis precisa da IE, non valorou a densidade de enerxía ou o contido en macronutrientes dos alimentos consumidos. Ata a data, hai unha lacuna na literatura sobre a interacción entre os efectos neurais do consumo habitual de alimentos e o contido en macronutrientes, aínda que se informaron de diferenzas agudas na resposta neural aos alimentos variados segundo o contido de macronutrientes (49).

É importante ter en conta as limitacións deste estudo á hora de interpretar os achados. Como se sinalou, o deseño transversal foi unha limitación clave porque non puidemos determinar se o patrón de resposta neuronal aumentou o risco de comer en exceso no futuro ou foi consecuencia dun exceso de consumo. A mostra actual estase a seguir lonxitudinalmente e as asociacións co cambio de peso proporcionarán información sobre esta cuestión; con todo, un experimento que manipule a inxestión é necesario para inferencias causais firmes que non poderían ser impulsadas por posibles confusións. A medida actual do IE pode servir como proxy do balance enerxético durante o período de 2 semanas avaliado, pero non pode simultaneamente contabilizar a IE e o gasto nin pode considerarse unha medida directa de comer de máis en todos os participantes. Por exemplo, en comparación coas mulleres adolescentes, os homes adolescentes mostraron un maior EI e RMR pero un IMC similar e unha graxa corporal inferior, o que suxeriu que os homes adolescentes gastan máis enerxía. Os futuros estudos deberían considerar medidas obxectivas de actividade como acelerómetros para capturar mellor EE se se usa DLW para estimar o EI. A pesar desta limitación, o EI proporcionou unha medida obxectiva da inxestión que se produciu no entorno natural do participante durante un período de 2 semanas que foi inmune a sesgos de autopresentación.

En conclusión, a hiperresponsividade durante a inxestión prevista de alimentos e cando se expón a indicios de comida apetitosa foron reportados en obesos en comparación con individuos delgados (1-8). A investigación actual estende estes descubrimentos proporcionando novas evidencias, segundo sabemos, que unha medida obxectiva da inxestión habitual está relacionada coa responsabilidade hiperural cando se anticipa a inxestión de alimentos palatábeis independentemente das necesidades de enerxía basal e das cantidades de tecido adiposo. Debido á natureza transversal do estudo, a precedencia temporal dos resultados non está clara. A obtención dunha mellor comprensión dos factores de diferenzas individuais innatas que contribúen ao exceso de alimentos proporcionarían información adicional sobre o desenvolvemento e mantemento da obesidade e proporcionarán información crítica no desenvolvemento de programas de prevención da obesidade.

Grazas

Agradecemos ao Centro de Neuroimagen de Lewis da Universidade de Oregon a súa contribución e asistencia en imaxes para esta investigación.

As responsabilidades dos autores foron as seguintes: KSB e ES: foron responsables da redacción e revisión de manuscritos. KSB: axudou na recollida de datos e realizou a análise de datos; e ES: foi o responsable do deseño do estudo e contribuíu significativamente á análise de datos. Ningún autor tivo un conflito de intereses.

Notas ao pé

4Abreviaturas usadas: BOLD, dependente do nivel de osíxeno no sangue; DLW, auga dobre etiquetada; EE, gasto enerxético; EI, consumo de enerxía; MNI, Instituto Neurolóxico de Montreal; RMR, taxa metabólica de repouso.

Referencias

1. 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]
2. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 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]
3. Martin LE, HM Loss, Chambers RJ, Bruce AS, Brooks WM, Zarcone JR, Savage CR. Mecanismos neuronais asociados á motivación dos alimentos en adultos obesos e con peso saudable. Obesidade (Silver Spring) 2010; 18: 254 – 60 [PubMed]
4. Nummenmaa L, Hirvonen J, Hannukainen JC, Immonen H, Lindroos MM, Salminen P, Nuutila P. O estriado dorsal ea súa conectividade límbica median o procesamento anormal da recompensa anticipada na obesidade. PLoS ONE 2012; 7: e31089. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
5. 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]
6. Ng J, Stice E, Yokum S, Bohon C. Un estudo fMRI de obesidade, recompensa de alimentos e densidade calórica percibida. ¿Unha etiqueta con pouca graxa fai que os alimentos sexan menos atractivos? Apetito 2011; 57: 65 – 72 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
7. 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]
8. Bragulat V, Dzemidzic M, Bruno C, CA Ca, Talavage T, Considine RV, Kareken DA. Sondas de olor relacionadas cos alimentos de circuítos de recompensa cerebral durante a fame: un estudo piloto de fMRI. Obesidade (Silver Spring) 2010; 18: 1566 – 71 [PubMed]
9. Davis C, Strachan S, Berkson M. Sensibilidade á recompensa: implicacións para o exceso de peso e sobrepeso. Apetito 2004; 42: 131 – 8 [PubMed]
10. Frank GK, Reynolds JR, Shott ME, Jappe L, Yang TT, Tregellas JR, O'Reilly RC. A anorexia nerviosa e a obesidade están asociadas cunha resposta oposta á recompensa cerebral. Neuropsicofarmacoloxía 2012; 37: 2031-46 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
11. Green E, Jacobson A, Haase L, Murphy C. A activación reducida do núcleo accumbens e caudado do núcleo a un sabor agradable está asociada coa obesidade en adultos máis vellos. Resumo cerebral 2011; 1386: 109 – 17 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
12. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusll N, Fowler JS. Dopamina e obesidade do cerebro. Lancet 2001; 357: 354 – 7 [PubMed]
13. Farooqi IS, Bullmore E, Keogh J, Gillard J, O'Rahilly S, Fletcher PC. A leptina regula as rexións estriais e o comportamento alimentario humano. Ciencia 2007; 317: 1355. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
14. Rosenbaum M, Sy M, Pavlovich K, Leibel RL, Hirsch J. Leptin reverter os cambios inducidos pola perda de peso nas respostas da actividade neuronal rexional a estímulos alimentarios visuais. J Clin Invest 2008; 118: 2583 – 91 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
15. Kenny PJ. Mecanismos de recompensa na obesidade: novas ideas e orientacións futuras. Neurón 2011; 69: 664 – 79 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
16. Robinson TE, Berridge KC. A psicoloxía e a neurobioloxía da adicción: unha visión de sensibilización e incentivo. Adicción 2000; 95: S91 – 117 [PubMed]
17. Schutz Y, Weinsier RL, Hunter GR. Valoración da actividade física de vida libre nos humanos: unha visión xeral das novas medidas dispoñibles e propostas. Obes Res 2001; 9: 368 – 79 [PubMed]
18. Johnson RK. A inxestión dietética: ¿como medimos o que a xente realmente está comendo? Obes Res 2002; 10 (supl 1): 63S – 8S [PubMed]
19. Schoeller DA, Ravussin E, Schutz Y, Acheson KJ, Baertschi P, Jequier E. Gasto enerxético por auga dobremente etiquetada - validación en humanos e cálculo proposto. Am J Physiol 1986; 250: R823-30 [PubMed]
20. Racette SB, Schoeller DA, Luke AH, Shay K, Hnilicka J, Kushner RF. Espazos de dilución relativa da auga marcada con h-2 e con auga marcada con o-18 en humanos. Am J de Physiol 1994; 267: E585 – 90 [PubMed]
21. Weir JB. Novos métodos para calcular a taxa metabólica con especial referencia ao metabolismo das proteínas. J Physiol 1949; 109: 1 – 9 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
22. Black AE, Prentice AM, Coward WA. Uso de cocientes alimentarios para prever cocientes respiratorios para o método de auga dobre marcado de medir o gasto enerxético. Hum Nutr Clin Nutr 1986; 40: 381 – 91 [PubMed]
23 Forbes GB. O contido de graxa corporal inflúe na resposta da composición corporal á nutrición e exercicio. : Yasumura S, Wang J, Pierson RN, editores. , eds. Estudos de composición corporal in vivo. Nova York, NY: New York Acad Sciences, 2000: 359 – 65
24 Poehlmen ET. Unha revisión: o exercicio e a súa influencia no repouso do metabolismo da enerxía metabólica no home. Exercicio deportivo Med Sci 1989; 21: 515 – 525 [PubMed]
25 Crouter SE, Antczak A, Hudak JR, DellaValle DM, Haas JD. Precisión e fiabilidade dos parvomedicos verdadeira 2400 e dos sistemas metabólicos VO2000 dos medicamentos. Eur J Appl Physiol 2006; 98: 139 – 51 [PubMed]
26. Cooper JA, Watras AC, O'Brien MJ, Luke A, Dobratz JR, Earthman CP, Schoeller DA. Avaliar a validez e fiabilidade da taxa metabólica en repouso en seis sistemas de análise de gases. J Am Diet Assoc 2009; 109: 128-32 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
27 Trabulsi J, Schoeller DA. Avaliación de instrumentos de avaliación dietética contra auga dobremente etiquetada, un biomarcador da inxesta habitual de enerxía. Am J Physiol 2001; 281: E891 – 9 [PubMed]
28 Lohman TG. Avaliación da composición corporal nos nenos. Pediatr Exercicio Sci 1989; 1: 19 – 30
29 Campos DA, Goran MI, McCrory MA. Avaliación da composición corporal por pletismografía de desprazamentos por aire en adultos e nenos: unha revisión. Am J Clin Nutr 2002; 75: 453 – 67 [PubMed]
30 White MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Desenvolvemento e validación do inventario de ansia de alimentos. Obes Res 2002; 10: 107 – 14 [PubMed]
31 Stice E, Yokum S, Burger KS, Epstein LH, DM pequena. Os mozos en risco de obesidade mostran unha maior activación das rexións estriais e somatosensoriais á comida. J Neurosci 2011; 31: 4360 – 6 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
32 Thesen S, Heid O, Mueller E. Schad LR. Corrección de adquisición prospectiva para o movemento da cabeza con seguimento baseado en imaxes para RMN en tempo real. Reson Magn Med 2000; 44: 457 – 65 [PubMed]
33 Ashburner J. Un algoritmo rápido de rexistro de imaxes difeomorfas. Neuroimage 2007; 38: 95 – 113 [PubMed]
34 Cox RW. AFNI: Software de análise e visualización de resonancia magnética funcional Neuroimages. Informática Biomed Res 1996; 29: 162 – 73 [PubMed]
35 Brett M, Anton JL, Valabregue R, Poline JB. Análise da rexión de interese mediante a caixa de ferramentas MarsBar para SPM 99. Neuroimage 2002; 16: S497
36 Heinze HJ, Mangun GR, Burchert W, Hinrichs H, Scholz M, Münte TF, Gös A, Scherg M, Johannes S, Hundeshagen H. Imaxes espaciais e temporais combinadas da actividade cerebral durante a atención selectiva visual en humanos. Nature 1994; 372: 315 – 41 [PubMed]
37 DM pequenas, Zald DH, Jones-Gotman M, Zatorre RJ, Pardo JV, Frey S, Petrides M. Áreas gustativas corticais humanas: unha revisión dos datos de neuroimaginación funcionais. Neurorreport 1999; 10: 7 – 14 [PubMed]
38 Maddock RJ. O córtex e a emoción retrosplenial: novas ideas da neuroimaginación funcional do cerebro humano. Tendencias Neurosci 1999; 22: 310 – 6 [PubMed]
39 Cornier MA, Melanson EL, Salzberg AK, Bechtell JL, Tregellas JR. Os efectos do exercicio na resposta neuronal ás pistas de alimentos. Physiol Behav 2012; 105: 1028 – 34 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
40 Clark EN, Dewey AM, Temple JL. Os efectos da inxestión diaria de lanches sobre o reforzo dos alimentos dependen do índice de masa corporal e da densidade de enerxía. Am J Clin Nutr 2010; 91: 300 – 8 [PubMed]
41 Temple JL, Bulkey AM, Badawy RL, Krause N, McCann S, Epstein LH. Efectos diferenciais da inxestión diaria de aperitivos sobre o valor reforzador dos alimentos en mulleres obesas e non obesas. Am J Clin Nutr 2009; 90: 304 – 13 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
42 Burger KS, Stice E. Variabilidade na resposta á recompensa e obesidade: evidencia de estudos de imaxe cerebral. Revixir o abuso de drogas Rev 2011; 4: 182 – 9 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
43 Chao LL, Haxby JV, Martin A. Substratos neuronais baseados en atributos na córtex temporal para percibir e coñecer obxectos. Neurosci Nat 1999; 2: 913 – 9 [PubMed]
44 Patterson K, Nestor PJ, Rogers TT. Onde sabes o que sabes? A representación do coñecemento semántico no cerebro humano. Rev Rev Nurosci 2007; 8: 976 – 87 [PubMed]
45 Smolka MN, Bühler M, Klein S, Zimmermann U, Mann K, Heinz A, Braus DF. A severidade da dependencia da nicotina modula a actividade cerebral inducida por un cue nas rexións implicadas na preparación do motor e nas imaxes. Psicofarmacoloxía (Berl) 2006; 184: 577 – 88 [PubMed]
46 Grant S, London ED, Newlin DB, Villemagne VL, Liu X, Contoreggi C, Phillips RL, Kimes AS, Margolin A. Activación de circuítos de memoria durante a ansia de cocaína provocada por un cue. Proc Natl Acad Sci EUA 1996; 93: 12040 – 5 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
47 Burger KS, Stice E. O consumo frecuente de xeados está asociado a unha resposta estriada reducida ao recibir un batido a base de xeado. Am J Clin Nutr 2012; 95: 810 – 7 [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
48 Schultz W, Apicella P, Ljungberg T. As respostas das neuronas da dopamina mono para recompensar e condicionar estímulos durante etapas sucesivas de aprendizaxe dunha tarefa de resposta demorada. J Neurosci 1993; 13: 900 – 13 [PubMed]
49. Grabenhorst F, Rolls ET, Parris BA, d'Souza AA. Como o cerebro representa o valor da recompensa da graxa na boca. Cereb Cortex 2010; 20: 1082-91 [PubMed]