A unión ao estriado ventral dun agonista do receptor D2 / 3 dopamina pero non antagonista prevé o índice normal de masa corporal (2015)

Biol Psychiatry. 2015 15 Xanum; 77 (2): 196-202. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.02.017. Epub 2013 Mar 27.

Caravaggio F1, Raitsin S1, Gerretsen P2, Nakajima S3, Wilson A2, Graff-Guerreiro A4.

Abstracto

TEMA:

A investigación en tomografía por emisión de positronos demostrou que a dispoñibilidade do receptor da dopamina D2 / 3 (D2 / 3R) está correlacionada negativamente co índice de masa corporal (IMC) en obesos pero non en suxeitos sans.. Non obstante, estudos previos de tomografía por emisión de positrones non fixaron unha ollada específica ao estriado ventral (VS), que xoga un papel importante na motivación e na alimentación. Ademais, estes estudos utilizaron unicamente radioterapiadores antagonistas. As ratas de peso normal, dadas de libre acceso a dietas altas en graxa, demostran sensibilización do comportamento aos agonistas D2 / 3R pero non aos antagonistas. A sensibilización está asociada ao aumento da afinidade D2 / 3R, que afecta á unión de agonistas pero non de antagonistas.

MÉTODOS:

Examinamos a asociación entre IMC dentro do rango nonobeso (18.6-27.8) e dispoñibilidade D2 / 3R no VS co uso do radiotracer agonista [(11) C] - (+) - PHNO (n = 26) e o antagonista [(11) C] -raclopruro (n = 35) en humanos sans.

RESULTADOS:

No VS, atopamos unha correlación positiva entre IMC e [(11) C] - (+) - enlace PHNO pero non hai relación coa unión de [(11) C] -raclopride. As análises secundarias revelaron ningunha relación entre o IMC e a unión no estriat dorsal con ningún radiotracer.

CONCLUSIÓNS:

Propoñemos que en individuos non obesos, o IMC maior poida estar asociado cun aumento da afinidade de D2R no VS. Esta maior afinidade pode potenciar o saliente incentivo das notas de alimento e contrarrestar os efectos das saciedade, aumentando así a alimentación.

Copyright © 2015 Sociedade de Psiquiatría Biolóxica. Publicado por Elsevier Inc Todos os dereitos reservados.

PALABRAS CHAVE:

Índice de masa corporal; Receptor da dopamina D (2); Dependencia de alimentos; Obesidade; PET; Estriado ventral

g.

Palabras clave: Índice de masa corporal, dopamina D2 receptor, adicción aos alimentos, obesidade, PET, estriado ventral

A obesidade é unha das principais causas de morte evitable, alcanzando niveis de pandemia nos Estados Unidos e afectando o 35.7% dos adultos e o 17% da mocidade (1). Unha perspectiva crecente conceptualiza a alimentación como adicción aos alimentos. A evidencia suxire que a dopamina estriatal, implicada na recompensa, motivación e consumo de alimentos, está alterada na obesidade (2). Disfunción dopaminérxica tipo adicción, dopamina D estriatica reducida específicamente2/3 receptor (D2/3R) dispoñibilidade, foi observada en modelos de rata de obesidade (3,4) e en humanos obesos in vivo (5-8).

Un estudo de tomografía por emisión de positrones (PET) co uso do radiotracer antagonista [11O raclopride atopou que o estriatal inferior D2/3A dispoñibilidade de R prevía un maior índice de masa corporal (IMC) en individuos gravemente obesos pero non en suxeitos non obeses (5). To seu é contrario ás conclusións en ratas non obesas de libre acceso a chow regular, en que baixa [11A unión do raclopride C no estriat ventral (VS) predicía tanto o maior peso corporal como a preferencia pola cocaína (9).

O VS, incluído o núcleo accumbens, desempeña un papel integral no procesamento de recompensas e o comportamento motivador para buscar recompensas como alimentos saborosos (2). Así, os cambios en D2/3A dispoñibilidade de R no VS pode alterar as gratificantes propiedades e o consumo de alimentos, afectando o peso corporal. A activación de VS esquerda para responder ás indicacións alimentarias prevé o aumento de peso en mulleres sans (10) e correlaciona coa liberación de dopamina en resposta a indicios de recompensa (11). Estes estudos suxiren que a activación de VS e D2/3A dispoñibilidade de R pode mostrar cambios relacionados coa IMC normal.

Estudos anteriores de PET de IMC non examinaron especialmente D2/3Dispoñibilidade de R no VS; en vez diso, análises da rexión de interese (ROI) de todo o estriato (5), o caudato e o putamen (6,7), ou un aprox baseado en voxelh (7) usáronse. Ademais, estudos anteriores sobre PET só usaron o D2/3R-rastreador antagonista de R [11C] -raclopride. As ratas de peso normal, dadas de libre acceso a dietas altas en graxa, demostran sensibilización do comportamento a D directa e indirecta2/3Agonistas R pero non antagonistas12). Esta sensibilización tamén se observa en modelos de roedores de drogodependencia (13) e está asociado a un aumento da D2R afinidadey (14-16).

Isto suxire que, como a cocaína e a anfetamina, a exposición a alimentos ricos en graxa pode aumentar a afinidade da dopamina a D2Rs. Observouse in vitro que os radiotrabadores agonistas son máis sensibles aos cambios na D2Afinidade R do que son radio-rastreadores antagonistas. D aumentado2A afinidade de R, indexada polo aumento da unión de radioterapia agonista, atopouse co-ocorrendo sen cambio e incluso diminuíu no total D2Sitios de unión a R, dada a sensibilización anfetina-amina (14). En consecuencia, as diferenzas no IMC dentro do rango normal poden estar relacionadas con diferenzas na unión ao VS dos agonistas da dopamina pero non dos antagonistas.

Este estudo investigou a relación entre IMC saudable e D2/3Dispoñibilidade de R no VS en humanos, utilizando tanto o radiotracer agonista [11C] - (+) - PHNO e o antagonista [11C] -raclopride. Comprender as correlacións dopaminérxicas do IMC normal axudará a dilucidar os déficits vistos na obesidade e pode informar os modelos actuais de adicción aos alimentos así como o desenvolvemento de novas estratexias de prevención e tratamento.

Métodos e materiais

Temas

Todos os participantes foron diestros e estiveron libres de calquera trastorno médico ou psiquiátrico importante segundo o determinado pola entrevista clínica, a Mini-Entrevista Neuropsiquiátrica Internacional, probas básicas de laboratorio e electrocardiografía. Aínda que a obesidade non era un criterio de exclusión, dada a nosa exclusión de afeccións médicas importantes (como diabetes ou enfermidades cardíacas), só tomamos mostras de persoas nun rango normal de IMC (<30). Os participantes tiñan que ter unha pantalla de orina negativa para detectar drogas de abuso e / ou embarazo durante a inclusión e antes de cada PET. Tamén se pediu aos participantes que se abstivesen de tomar alcol ou cafeína 3 días antes da PET. Só se analizaron os datos recollidos de participantes non fumadores para este estudo. A mostra analizada para o estudo actual foi recollida polo noso laboratorio a partir de diversos estudos PET aprobados polo Research Ethics Board do Center for Addictions and Mental Health, Toronto. Todos os participantes prestaron consentimento informado por escrito.

PET Imaxe

A radiosíntese de [11C] - (+) - PHNO e [11O raclopride C e a adquisición de imaxes PET describíronse en detalle noutros (17-19). Brevemente, as imaxes foron adquiridas mediante un sistema de cámaras PET dedicado á cabeza de alta resolución (CPS-HRRT; Siemens Molecular Imaging, Múnic, Alemaña), que mide a radioactividade en franxas cerebrais 207 cun grosor de 1.2 mm cada unha. A resolución no plano foi de ~ 2.8 mm de ancho completo como medio. Adquiriron buscas de transmisión co uso de 137Cs (T1/2 = 30.2 anos, enerxía = fonte de punto dun fotón 662 KeV) para proporcionar unha corrección de atenuación e os datos de emisión foron adquiridos no modo de lista. Os datos en bruto foron reconstruídos mediante proxección posterior filtrada. A dose media de radioactividade de [11C] - (+) - PHNO (n = 26) foi 8.96 (± 1.68) mCi, cunha actividade específica de 1009.44 (± 289.35) mCi / μmoL. A dose media de radioactividade de [11C] -raclopride (n = 35) foi 9.22 (± 2.49) mCi, cunha actividade específica de 1133.39 (± 433) mCi / μmoL. [11C] - (+) - Adquiriron datos de dixitalización PHNO para 90 min despois da inxección. Unha vez completado a comprobación, os datos foron definidos de novo en fotogramas 30 (1 – 15 de 1 – min de duración e 16 – 30 de 5 – min de duración). [11Os datos do raclopride C] foron adquiridos por 60 min e redefinidos en fotogramas 28 (1-5 de duración 1-min, 6-25 de duración 2-min e 26-28 de duración 5-min).

Análise de imaxes

A análise baseada no ROI para [11C] - (+) - PHNO e [11O raclopride C foi descrito en detalle noutros (20). Brevemente, obtivéronse curvas de actividade de tempo (TAC) de ROI a partir das imaxes PET dinámicas no espazo nativo en referencia á imaxe de resonancia magnética (RMN) de cada suxeito. A coregración da resonancia magnética de cada suxeito ao espazo PET realizouse coa utilización do algoritmo de información mutua normalizada (21) tal e como se implementou en SPM2 (SPM2, The Wellcome Department of Cognitive Neurology, Londres; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm). Os TAC analizáronse mediante o método de tecido de referencia simplificado (SRTM) (22), co cerebro usado como rexión de referencia, para obter unha estimación cuantitativa da unión: potencial de unión non substituíble (BPND). A implementación da función base do SRTM (23) aplicouse ás imaxes PET dinámicas para xerar BP paramétricas sen frecuenciaND mapas mediante PMOD (v2.7; PMOD Technologies, Zúric, Suiza). Estas imaxes normalizáronse espacialmente ao espazo cerebral do Instituto Neurolóxico de Montreal (MNI) mediante a interpolación dun veciño máis próximo cun tamaño de voxel fixado en 2 × 2 × 2 mm3 mediante SPM2. BP rexionalND as estimacións foron derivadas de ROI definido no espazo MNI. O estriato ventral e o estriato dorsal (caudato dorsal, en adiante caudato; putamen dorsal, en adiante putamen) definíronse de acordo con Mawlawi et al. (24). A definición realizouse sobre franxas de resonancia magnética do participante orientadas no plano coronal. O VS (inferior), caudato e putamen (superiormente) foron definidos por unha liña que une a intersección entre o bordo exterior do putamen cunha liña vertical que atravesa o punto máis superior e lateral da cápsula interna e o centro da porción. da comisión anterior (AC). Esta liña estendeuse ata o bordo interno do caudato. Os outros límites do VS foron determinados visualmente polo seu denso sinal gris e distinguíronse facilmente das estruturas adxacentes. O VS mostrouse dende o límite anterior do estriato ata o nivel do plano coronal AC. O caudato tamén se mostrou desde o seu límite anterior ata o plano coronal de CA. Así, para o VS, a rexión mostrada incluíu a parte ventral e rostral do estriato, en referencia a que a AC tiña o cerebro horizontal á liña AC-PC. Para o caudato, a rexión mostrada incluía a parte dorsal da cabeza do caudato e o terzo anterior do corpo do caudato. O putamen mostrouse nos seus límites anterior ao posterior en franxas posteriores ao plano AC. Por [11C]: scans de raclopride, BPND no ROI de substantia nigra non se obtivo porque a vinculación nesta rexión está dentro dos niveis de ruído (20).

Análise Estatística

As análises estatísticas realizáronse co uso de SPSS (v.12.0; SPSS, Chicago, Illinois) e GraphPad (v.5.0; Software GraphPad, La Jolla, California). Calculáronse os coeficientes de correlación do produto Pearson momento para examinar a relación entre IMC e BPND nos ROI. A normalidade das variables foi determinada mediante o test D'Agostino-Pearson. Estudante t a proba e a proba exacta de Fisher usáronse onde corresponda. O nivel de importancia para todos os testes foi establecido en p <.05 (de dúas colas).

Resultados

Analizáronse datos de voluntarios saudables 46, algúns dos cales foron informados anteriormente (20,25,26). Escaneáronse vinte e seis temas con [11C] - (+) - Os suxeitos PHNO e 35 dixitalizáronse con [11C] -raclopride. Un subgrupo destes temas (n = 15) dixitalizáronse con ambos os radiotrabadores nunha orde contrapesada, polo menos 3 horas de distancia. O IMC calculouse en kg / m2 (Táboa 1). Non houbo diferenzas no horario en que o [11C] - (+) - PHNO e [11C] adquiríronse pescudas de raclopruro nin para as mostras completas (t59 = .16, p = .87) nin para o sub-exemplo dixitalizado cos dous rastreadores (t28 = .97, p = .34). Dentro da mostra completa de persoas dixitalizadas con [11C] - (+) - PHNO, IMC non tiña relación coa idade (r = .27, p = .18) nin diferido por sexo (t24 = .42, p = .66). Dentro da mostra completa de persoas dixitalizadas con [11-Raclopride C, o IMC non estaba relacionado coa idade (r = .21, p = .23) nin diferido por sexo (t33 = .21, p = .84).

Táboa 1  

Demografía de participantes

O BPND de [11C] - (+) - O PHNO no VS foi correlacionado significativamente co IMC (r = .51, p = .008) na mostra completa (n = 26) (figura 1). Isto correspondía a un tamaño de efecto grande (27), cunha variación compartida de 26% (r2 = .26). Tampouco idade (r = .14, p = .50) nin sexo (r = .02, p = .92) relacionouse con BPND na VS. Dadas diferenzas potenciais do hemisferio (10,11), probamos un efecto hemisferio. Mentres que o IMC estaba correlacionado coa BPND na esquerda (r = 40, p = .04) e á dereita (r = .58, p Hemisferios = .002), unha correlación dependente t a proba revelou que a correlación era máis forte no hemisferio dereito (t23 = −2.01, p <.05) (figura 2). As análises secundarias revelaron que o IMC non estaba correlacionado coa BPND no caudato (r = .21, p = .31), putamen (r = .30, p = .14), globus pallidus (r = −.06, p = .79), ou substantia nigra (r = .31, p = .13). Aínda que o VS era o noso ROI a priori, é importante destacar a relación entre IMC e BPND na corrección sobreviviu en VS por múltiples comparacións. Hai cinco ROI en total: o estriat ventral, o caudato, o putamen, o globus pallidus e o substantia nigra. Así, o limiar de significación corrixido por Bonferroni para o [11C] - (+) - Serían as correlacións PHNO-IMC p = .01 (.05 / 5 = .01). O control por idade ou sexo non cambiou significativamente os nosos resultados con [11C] - (+) - PHNO (datos non mostrados).

figura 1  

Correlación entre o índice de masa corporal (IMC) e [11C] - (+): potencial de unión ao PHNO non substituíble (BPND) no estriado ventral na mostra completa de suxeitos (n = 26).
figura 2  

A media [11C] - (+): potencial de unión ao PHNO non substituíble (BPND) mapas cerebrais para persoas dentro do primeiro cuartil do índice de masa corporal (IMC) (n = 7) e os do cuarto cuartil de IMC (n = 7). O rango de IMC para os cuartiles é o seguinte: ...

Con [11C] - (+) - PHNO, observáronse efectos secundarios como náuseas cunha masa inxectada> 3 μg (28). Aínda que todos os nosos suxeitos foron escaneados cunha masa inxectada <3 μg (2.26 ±, 36), quixemos descartar a posibilidade de que os nosos descubrimentos fosen causados ​​por unha dose de trazador. Non houbo relación entre a masa inxectada (μg) e a TAND no VS (r = .14, p = .51; hemisferio dereito: r = .12, p = .58; hemisferio esquerdo: r = .15, p = .48) ou con IMC (r = .01, p = .96). Nin a actividade específica (mCi / μmol) nin a cantidade inxectada (mCi) de [11C] - (+) - PHNO relacionouse coa BPND no VS (r = −.11, p = .58 e r = −.14, p = .50, respectivamente) ou IMC (r = −.06, p = .77 e r = −.13, p = .53, respectivamente). Así, a asociación observada entre [11C] - (+) - PHNO BPND e o IMC non é causado por un efecto confuso entre a dose ou a masa de rastreador.

O BPND de [11O cláster C en VS non se correlacionou con IMC (r = −.09, p = .61) na mostra completa (n = 35) (figura 3). Non houbo correlación en ningún hemisferio (esquerda: r = −.22, p = .28; certo: r = .28, p = .87). Tampouco idade (r = −.23, p = .19) nin sexo (r = −.14, p = .44) relacionouse con BPND na VS. As análises secundarias non revelaron correlación co IMC no caudato (r = −.04, p = .82), putamen (p = −.06, p = .75), ou globus pallidus (r = −.06, p = .75). O control por idade ou sexo non cambiou significativamente os nosos resultados con [11C] -raclopride (non se amosan datos).

figura 3  

Correlación entre o índice de masa corporal (IMC) e [11C] potencial de unión de arco-orgullo non substituíble (BP)ND) no estriado ventral na mostra completa de suxeitos (n = 35).

Dada a relación diverxente entre IMC e BPND no VS cos dous radiotraceadores, analizamos un sub-exemplo de participantes (n = 15) que foron dixitalizados con ambos. Isto foi feito para controlar explícitamente as diferenzas individuais que poidan existir entre as mostras completas. De novo, observamos unha correlación positiva entre IMC e BPND no VS con [11C] - (+) - PHNO (r = .55, p = .03) pero non hai correlación con [11C] -raclopride (r = −.16, p = .56). A dependencias-correlacións t A proba revelou que a correlación entre IMC e [11C] - (+) - PHNO BPND foi significativamente máis forte que a correlación entre IMC e [11C] -raclopride BPND (t12 = 2.95, p <.05). Isto apoiou os nosos resultados coas mostras completas (figura 4).

figura 4  

Correlación entre o índice de masa corporal (IMC) e o potencial de unión non localizable (BP)ND) no estriado ventral no subgrupo de suxeitos (n = 15) dixitalizado cos dous (A) [11C] - (+) - PHNO e (B) [11C] -raclopride.

Conversa

No presente estudo PET, investigamos como a variación do IMC normal se relaciona con D2/3Dispoñibilidade de R no VS en humanos, utilizando tanto un radiotracer agonista como un antagonista, [11C] - (+) - PHNO e [11C] -raclopruro, respectivamente. Apoiando achados anteriores5,6), O IMC dentro do rango normal non se correlacionou con [11C] - unión de raclopride no VS. Non obstante, o IMC normal foi correlacionado positivamente con [11C] - (+) - vinculación PHNO no VS. Estes resultados diferenciais foron confirmados nun subample de suxeitos escaneados con ambos radioterapia, descartando a influencia das diferenzas de participantes.

As diferenzas na unión radioliganda in vivo explícanse normalmente por cambios en polo menos un dos tres parámetros: número de receptores dispoñibles (Bmax), niveis endóxenos de dopamina (competencia de unión) ou afinidade de receptores para o ligando (Kd). Co uso do D3O antagonista GSK598809, estimouse que ~ 74% do [11C] - (+) - O sinal PHNO no VS humano atribúese á unión a D2R, mentres que ~ 26% atribúese a D3R (29). Do mesmo xeito, estimouse en primates non humanos que ~ 19% dos [11C] o sinal de raclopruro no VS pode ser ocupado pola D3Antagonista preferente R BP897 (30). Se os nosos resultados fosen causados ​​por cambios en D2Expresión R, sería pouco probable que [11C] - (+) - PHNO detectaría o cambio pero [11C] -raclopride non o faría, especialmente porque [11C] -arclopride etiqueta un maior número de D2RS in vitro (31). Tamén é improbable que os nosos resultados con [11C] - (+) - PHNO representa a expresión alterada de D3Rs porque a contribución de D3O Rs para o sinal VS para ambos radiotracer é pequeno, aínda que esta posibilidade non se pode descartar enteiramente. Ademais, non observamos relación entre IMC e BPND naqueles ROI nos que a maioría do [11C] - (+) - O sinal PHNO atribúese a D3Enlace R: a sub-stantia nigra (100%) e globus pallidus (65%) (29). Aínda que D3A función R suxeriu que afecte a susceptibilidade á obesidade en roedores (30), as probas mesturáronse (32). De acordo cos nosos descubrimentos, as evidencias recentes en persoas con sobrepeso e obesidade suxiren que D3As RS non median as respostas cerebrais ás pistas de alimentos (33).

Outra posibilidade é que os nosos descubrimentos con [11C] - (+) - O PHNO podería explicarse pola diminución dos niveis endóxenos de dopamina con maior IMC. Os dous [11C] - (+) - PHNO e [11O raclopride C é sensible aos cambios nos niveis de dopamina endóxenos (34,35). Co uso dun reto de anfetamina en suxeitos saudables, estimouse que [11C] - (+) - O PHNO é 1.65 veces máis sensible aos cambios na dopamina endóxena no VS en comparación con [11C] -raclopride (36). Tendo en conta esta diferenza de sensibilidade, se os nosos achados con [11C] - (+) - O PHNO foi conducido só por descensos da dopamina endóxena, esperaríamos que o coeficiente de correlación entre IMC e [11C] -raclopride BPND no VS a ser .30. O coeficiente de correlación observado foi –.089. Ademais, o aumento por cento da media [11C] - (+) - PHNO BPND entre as persoas máis pesadas e máis pesadas da nosa mostra (as do primeiro e cuarto cuartil, respectivamente) foi o 17.87%. Se este cambio se debese só á dopamina endóxena, poderíamos esperar un aumento do 10.83% en [11C] -raclopride BPND desde o primeiro ata o cuarto cuartil. En cambio, observamos un cambio por cento de −9.38%. Así, propoñemos que se a relación entre IMC e [11C] - (+) - PHNO BPND viuse impulsada só por cambios na dopamina endóxena, habería polo menos unha tendencia para unha correlación positiva con [11C] -raclopride. Dado que D3As R teñen unha afinidade> doppla por 20 veces maior pola dopamina que a D2RS in vitro (15,16), calquera redución dos niveis endóxenos de dopamina afectaría [11C] - (+) - PHNO BPND en D2Rs antes de D3RS36). Polo tanto, é improbable que o efecto observado con [11C] - (+) - O PHNO débese a unha diferenza na súa capacidade para detectar cambios na dopamina endóxena en D3Rs contra D2Rs en comparación con [11C] -raclopride.

Deseñamos que os nosos resultados se explican probablemente por cambios na D.2R afinidade por [11C] - (+) - PHNO no VS. Demostrou in vitro que as radioligandas agonistas e antagonistas etiquetan diferentes poboacións de D2Rs. En concreto, D2Os agonistas R pero non antagonistas son sensibles aos cambios no número de estados activos ou de "alta afinidade" do receptor (é dicir, aqueles acoplados ás proteínas G intracelulares) (14). Aínda que este fenómeno segue sendo probado in vivo, a asociación positiva entre [11C] - (+) - A unión a PHNO e IMC dentro do rango non obeso poden deberse a unha maior afinidade para a dopamina a D2Rs no VS con maior IMC. Isto aumentou a D2A afinidade R pode estar relacionada co aumento da motivación para consumir alimentos saborosos (37,38). Isto é avalado por un estudo recente en roedores que descubriu que a cantidade de inxestión de sacarosa durante a fase escura está positivamente correlacionada con D2A sensibilidade R no núcleo accumbens, de xeito que o D2R de roedores que consomen máis sacarosa teñen maior sensibilidade e activación por dopamina (39).

Dentro do rango normal, o IMC máis elevado pode estar impulsado por un aumento das propiedades motivacionais dos alimentos. As tazas alimentarias liberan dopamina no VS dos roedores (40) e pode provocar a alimentación en ratas saciadas (41) e humanos (42). Ademais, a activación de VS en resposta ás tentativas de alimentos é previsible para aumentar de peso en mulleres sans (10) e está correlacionada positivamente coa liberación de dopamina durante a previsión de recompensas (11). Eunon crecido D2A afinidade de R no VS pode potenciar os efectos motivadores das notas de alimentos, aumentando así o número de comidas. Pola contra, a leptina e a insulina, hormonas que sinalan a abundancia enerxética, reducen a sinalización de dopamina no núcleo acumbens e suprimen a alimentación (43). Thus, aumentou D2A afinidade R pode contrarrestar a saciedade sinalada por niveis reducidos de dopamina, potenciando así "non saber cando deixar de comer".

Os nosos resultados xunto con investigacións anteriores suxiren unha relación disociable entre D2Función R e IMC na obesidade fronte á saúde. Un maior peso dentro do rango normal pode ser motivado por aumentos en D2Afinidade R (sensibilización incentiva), mentres que un maior peso na obesidade pode ser motivado por unha redución de D2Expresión R (deficiencia de recompensa). A obesidade está relacionada cunha redución do D total2Expresión R3,5), reflectindo a D reducida2Expresión que se pode ver na drogodependencia (44). Isto suxire que mentres que o comportamento de alimentación pode existir nun continuo, o estado de obesidade, ao igual que a adicción a drogas, pode ser categoricamente distinto. Isto é apoiado polo feito de que menos [11A unión do raclopride C no estriat está correlacionada cun maior IMC en individuos obesos pero non en suxeitos de control saudables (5). De xeito consistente, as persoas obesas son máis propensas a levar o TaqAlelo 1 A1 do D2Xene R (45), que está asociado a D reducida2Expresión R e [11C) unión ao raclopride (46). Isto aínda admite que se reduza [11A unión do raclopride na obesidade reflicte a D reducida2Expresión R, que conduce a un "síndrome de deficiencia de recompensa", polo que as persoas obesas alimentan excesivamente para compensar a hipoactivación de circuítos de recompensa (5). A investigación futura é necesaria para examinar o papel da D.2R afinidade na obesidade.

Porque este era un estudo retrospectivo, non tivemos unha medida directa de sensibilidade ás recompensas nos nosos temas. Non obstante, a nosa interpretación é consistente cos descubrimentos recentes dunha relación non lineal entre a sensibilidade á recompensa (SR) e o IMC (31), que se replicou en nenos (33). Estes estudos demostran que dentro do intervalo de IMC non obeso, hai unha asociación positiva entre o SR autoinformado e o IMC, de xeito que o IMC maior está asociado ao aumento da SR. Así, dentro do rango normal, un IMC maior pode estar asociado ao aumento do impulso apetitivo de recompensas como a comida. Propoñemos que aumentou a D2A afinidade de R pode ser un mecanismo neurobiolóxico que contribúe. Estes estudos tamén observan que dentro do intervalo obeso hai unha relación negativa entre IMC e SR, de xeito que o IMC maior se asociou con SR reducido. Isto é consistente en que a obesidade está asociada a unha deficiencia de recompensa que leva a un exceso de compensación, con D reducida2A expresión R é un factor neurobiolóxico que contribúe.

O noso grupo, xunto con outros, non atoparon peso normal relacionado coa D2Función R no estriat dorsal. O funcionamento anormal do estriat dorsal pode relacionarse especificamente coa obesidade e / ou a dependencia de alimentos. Reducido D2A expresión R vese no estriado dorsal de humanos obesos (6) e en modelos animais de obesidade (3). Os mozos en risco de obesidade mostran unha maior activación no caudato correcto ao recibir comida agradable e recompensa monetaria (47). Do mesmo xeito, os individuos obesos mostran un aumento do metabolismo da glicosa e activación en resposta a indicios de alimentos no caudato dereito durante a hiperinsulinemia euglicemica (saciedade inducida) (48). Curiosamente, descubrimos que a relación entre o IMC normal e [11C] - (+) - A unión a PHNO foi a máis forte na parte dereita da dereita. As futuras investigacións deberían aclarar o papel do estriato dorsal e ventral e de cada hemisferio no IMC.

Hai un número de limitacións ao estudo actual. En primeiro lugar, este estudo foi retrospectivo. En segundo lugar, non medimos directamente os comportamentos alimentarios nin a adiposidade nos participantes. En terceiro lugar, aínda que a maioría dos [11C] - (+) - O sinal PHNO no VS é causado por D2R vinculante, non podemos analizar a contribución de D3Rs; así, cambios en D3A expresión R non se pode descartar completamente. Finalmente, non examinamos os niveis endóxenos de dopamina; así, a súa contribución non se pode descartar por completo. Este estudo senta as bases para explorar o papel de D2Lugares de unión agonista na etioloxía, tratamento e prevención da obesidade.

Grazas

Os autores agradecen ao persoal do Centro PET do Centro de Adicción e Saúde Mental, incluída Alvina Ng e Laura Nguyen, pola asistencia técnica na recollida de datos. Tamén agradecen a Wanna Mar, Carol Borlido e Kathryn Kalahani-Bargis a asistencia para a contratación de participantes.

Este estudo foi parcialmente financiado polos Institutos Canadenses de Investigación en Saúde (MOP-114989) e o Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos (RO1MH084886-01A2).

Notas ao pé

 

O doutor Nakajima informa de ter recibido axudas da Sociedade Xaponesa para a Promoción da Ciencia e o Fondo de Investigación do Hospital Inokashira e honorarios do orador de GlaxoSmith Kline, Janssen Pharmaceutical, Pfizer e Yoshitomiyakuhin nos últimos anos 3. Graff-Guerrerro recibe actualmente apoio de investigación das seguintes axencias de financiamento externo: Institutos canadenses de investigación sanitaria, o Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos e o Instituto de Ciencia e Tecnoloxía de México para o capital do distrito federal (ICyTDF). Tamén recibiu unha compensación por servizos profesionais de Abbott Laboratories, Gedeon-Richter Plc e Lundbeck; subvención de Janssen; e compensación de altavoz de Eli Lilly. Caravaggio, Sra. Raitsin, Dr. Gerretsen e Wilson non informaron de intereses biomédicos financeiros nin posibles conflitos de intereses.

References

1 Ogden CLCM, Kit BK, Flegal KM. Prevalencia da obesidade nos Estados Unidos, 2009-2010. Resumo de datos NCHS, sen 82. Hyattsville, MD: Centro Nacional de Estatísticas Sanitarias; 2012
2 Volkow ND, Wang GJ, Baler RD. Recompensa, dopamina e control da inxestión de alimentos: Implicacións para a obesidade. Tendencias Ciencias cognitivas. 2011; 15: 37 – 46. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
3 Johnson PM, Kenny PJ. Os receptores de Dopamina D2 en disfunción de recompensa como a adicción e alimentación compulsiva en ratas obesas. Neurosci Nat. 2010; 13: 635 – 641. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
4 Huang XF, Zavitsanou K, Huang X, Yu Y, Wang H, Chen F, et al. Densidades de unión do transportador de dopamina e do receptor D2 en ratos propensos ou resistentes á obesidade inducida pola dieta con graxas altas en graxa. Res. Cerebro de Behav. 2006; 175: 415 – 419. [PubMed]
5. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, et al. Dopamina e obesidade do cerebro. Lancet. 2001; 357: 354-357. [PubMed]
6 Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, et al. Os receptores D2 estriais de dopamina baixa están asociados ao metabolismo prefrontal en suxestos obesos: posibles factores que contribúen. Neuroimage. 2008; 42: 1537 – 1543. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
7 Haltia LT, Rinne JO, Merisaari H, Maguire RP, Savontaus E, Helin S, et al. Efectos da glicosa intravenosa sobre a función dopaminérxica no cerebro humano in vivo. Sinapsis. 2007; 61: 748 – 756. [PubMed]
8 de Weijer B, van de Giessen E, van Amelsvoort T, Boot E, Braak B, Janssen I, et al. Dispoñibilidade do dopamina estriatal inferior D2 / 3 dispoñibilidade en obesos en comparación con suxeitos non obesos. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2011; 1: 37. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
9 Michaelides M, Thanos PK, Kim R, Cho J, Ananth M, Wang GJ, et al. A imaxe PET prevé o peso corporal e a preferencia da cocaína futuras. Neuroimage. 2012; 59: 1508 – 1513. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
10 Demos KE, Heatherton TF, Kelley WM. As diferenzas individuais na actividade do núcleo acondicionan a comida e as imaxes sexuais prevén o aumento de peso e o comportamento sexual. J Neurosci. 2012; 32: 5549 – 5552. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
11 Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, et al. As activacións por imaxe de resonancia magnética funcional mesolímbicas durante a anticipación de recompensas están relacionadas coa liberación de dopamina ventral estriatal relacionada coa recompensa. J Neurosci. 2008; 28: 14311 – 14319. [PubMed]
12 Baladi MG, Daws LC, Francia CP. Vostede é o que come: Influencia do tipo e cantidade de alimentos consumidos nos sistemas de dopamina central e os efectos conductuais dos agonistas dos receptores da dopamina de acción directa e indirecta. Neurofarmacoloxía. 2012; 63: 76 – 86. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
13 Robinson TE, Berridge KC. Revisión: a teoría de sensibilización dos incentivos na adicción: Algunhas cuestións actuais. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008; 363: 3137 – 3146. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
14 Seeman P, McCormick PN, Kapur S. Aumento de receptores de dopamina D2 (alta) en ratas sensibilizadas con anfetamina, medida polo agonista [(3) H] (+) PHNO. Sinapsis. 2007; 61: 263 – 267. [PubMed]
15 Bailey A, Metaxas A, Yoo JH, McGee T, Kitchen I. Diminución da unión do receptor D2 pero aumento da activación de proteínas G estimulada por D2, unión do transportador de dopamina e sensibilización do comportamento en cerebros de ratos tratados cunha dose crónica de escalada 'binge'. paradigma de administración da cocaína. Eur J Neurosci. 2008; 28: 759 – 770. [PubMed]
16 Lee JM, DeLeon-Jones F, Campos JZ, Ritzmann RF. Ciclo (Leu-Gly) atenúa a supersensibilidade dopaminérxica estriada inducida pola morfina crónica. Drogas alcohólicas Res. 1987; 7: 1 – 10. [PubMed]
17 Wilson AA, Garcia A, Jin L, Houle S. Síntese de radioterapia a partir de [(11) C] -iodomethane: un método de disolvente moi sinxelo en catividade. Nucl Med Biol. 2000; 27: 529 – 532. [PubMed]
18 Wilson AA, McCormick P, Kapur S, Willeit M, Garcia A, Hussey D, et al. Radiosíntesis e avaliación de [11C] - (+) - 4-propil-3,4,4a, 5,6,10b-hexahydro-2H-naphtho [1,2-b] [1,4] oxazin-9-ol como radiotracer potencial para a imaxe in vivo da dopamina D estado de alta afinidade con tomografía por emisión de positrones. J Med Chem. 2; 2005: 48 – 4153. [PubMed]
19 Graff-Guerrero A, Redden L, Abi-Saab W, Katz DA, Houle S, Barsoum P, et al. Bloqueo de [11C] (+): unión PHNO en suxeitos humanos polo antagonista do receptor da dopamina D3 ABT-925. Int J Neuropsicofarmacol. 2010; 13: 273 – 287. [PubMed]
20 Graff-Guerrero A, Willeit M, Ginovart N, Mamo D, Mizrahi R, Rusjan P, et al. Unión da rexión cerebral do agonista D2 / 3 [11C] - (+) - PHNO e o antagonista D2 / 3 [11C] en humanos sans. Hum Brain Mapp. 2008; 29: 400 – 410. [PubMed]
21. Studholme C, Hill DL, Hawkes DJ. Rexistro tridimensional automatizado de imaxes cerebrais de resonancia magnética e emisión de positróns mediante optimización multiresolución de medidas de semellanza de voxel. Med Phys. 1997; 24: 25-35. [PubMed]
22 Lammertsma AA, Hume SP. Modelo de tecido de referencia simplificado para estudos de receptores de PET. Neuroimage. 1996; 4: 153 – 158. [PubMed]
23 Gunn RN, Lammertsma AA, Hume SP, Cunningham VJ. Imaxe paramétrica de unión ao receptor ligando en PET mediante un modelo de rexión de referencia simplificada. Neuroimage. 1997; 6: 279 – 287. [PubMed]
24 Mawlawi O, Martinez D, Slifstein M, Broft A, Chatterjee R, Hwang DR, et al. A transmisión de dopamina mesolímbica humana con tomografía por emisión de positrones I: Precisión e precisión das medidas do parámetro do receptor D (2) no estriat ventral. J Metab do fluxo de sangue cerebral. 2001; 21: 1034 – 1057. [PubMed]
25 Mamo D, Graff A, Mizrahi R, Shammi CM, Romeyer F, Kapur S. Efectos diferenciais do aripiprazol no D (2), 5-HT (2) e 5-HT (1A), ocupación do receptor en pacientes con esquizofrenia: A estudo PET de triple trazador. Am J Psiquiatría. 2007; 164: 1411 – 1417. [PubMed]
26 Graff-Guerrero A, Mizrahi R, Agid O, Marcon H, Barsoum P, Rusjan P, et al. Os receptores de dopamina D2 en estado de alta afinidade e os receptores de D3 en esquizofrenia: Un estudo clínico [11C] - (+) - PHNO PET. Neuropsicofarmacoloxía. 2009; 34: 1078 – 1086. [PubMed]
27 Cohen J. Un imprimador de potencia. Psychol Bull. 1992; 112: 155 – 159. [PubMed]
28 Rabiner EA, Laruelle M. Imaginación do receptor D3 en humanos en vivo usando [11C] (+) - Tomografía de emisión de positrones PHNO (PET) Int J Neuropsicofarmacol. 2010; 13: 289 – 290. [PubMed]
29 Tziortzi AC, Searle GE, Tzimopoulou S, Salinas C, Beaver JD, Jenkinson M, et al. Impresión de receptores de dopamina en humanos con [11C] - (+) - PHNO: disección de sinal D3 e anatomía. Neuroimage. 2011; 54: 264 – 277. [PubMed]
30 Davis C, Fox J. Sensibilidade á recompensa e índice de masa corporal (IMC): evidencia dunha relación non lineal. Apetito. 2008; 50: 43 – 49. [PubMed]
31 Comparación in vitro e in vivo de Kiss B, Horti F, Bobok A. Comparación in vivo e in vivo de [(3) H] (+) - PHNO e [(3) H] raclopride que se une ao estriato de rata e aos lóbulos 9 e 10 do cerebelo: un método distinguir os sitios dos receptores de dopamina D (3) de D (2). Sinapsis. 2011; 65: 467 – 478. [PubMed]
32 Verbeken S, Braet C, Lammertyn J, Goossens L, Moens E. Como se relaciona a sensibilidade de recompensa ao peso corporal nos nenos? Apetito. 2012; 58: 478 – 483. [PubMed]
33 Dodds CM, O'Neill B, Beaver J, Makwana A, Bani M, Merlo-Pich E, et al. Efecto do antagonista do receptor da dopamina D3 GSK598809 sobre as respostas cerebrais ás imaxes de alimentos recompensantes en comedores de exceso de peso e obesidade. Apetito. 2012; 59: 27 – 33. [PubMed]
34 Shotbolt P, Tziortzi AC, Searle GE, Colasanti A, van der Aart J, Abanades S, et al. Comparación dentro do suxeito de [(11) C] - (+) - PHNO e [(11) C] sensibilidade ao raclopride ao reto de anfetamina aguda en humanos sans. J Metab do fluxo de sangue cerebral. 2012; 32: 127 – 136. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
35 Willeit M, Ginovart N, Graff A, Rusjan P, Vitcu I, Houle S, et al. Primeiras evidencias humanas de desprazamento inducido pola d-anfetamina dun radioligand agonista D2 / 3: A [11C] - (+) - estudo tomográfico por emisión de positrones PHNO. Neuropsicofarmacoloxía. 2008; 33: 279 – 289. [PubMed]
36 Caravaggio F, Mamo D, Menon M, Borlido C, Gerretsen P, Wilson A, et al. Ocupación do receptor D3 por imaxe por dopamina endóxena en humanos: un estudo [11C] - (+) - estudo PHNO PET. Cartel presentado en: Reunión Anual da Sociedade para Neurociencia; Outroro 12 – 17; Nova Orleans, Luisiana. 2012
37 Egecioglu E, Skibicka KP, Hansson C, Alvarez-Crespo M, Friberg PA, Jerlhag E, et al. Sinais hedónicos e de incentivo para o control do peso corporal. Rev Endocr Metab Trastorno. 2011; 12: 141 – 151. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
38 Berridge KC. Gustar e "querer" recompensas dos alimentos: Substratos cerebrais e roles nos trastornos alimentarios. Comportamento do fisiol. 2009; 97: 537 – 550. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
39 Tonissaar M, Herm L, Rinken A, Harro J. Diferenzas individuais na inxestión de sacarosa e preferencia na rata: variación circadiana e asociación coa función do receptor da dopamina D2 en striatum e nucleus accumbens. Neurosci Lett. 2006; 403: 119 – 124. [PubMed]
40 Phillips AG, Vacca G, Ahn S. Unha perspectiva de arriba abaixo sobre a dopamina, a motivación e a memoria. Farmacol Biochem Behav. 2008; 90: 236 – 249. [PubMed]
41 HP de Weingarten. Sondas acondicionadas orixinan a alimentación en ratas tardías: un papel para a aprendizaxe no inicio da comida. Ciencia. 1983; 220: 431 – 433. [PubMed]
42 Cornell CE, Rodin J, Weingarten H. Comer inducido por estímulo cando é saciado. Comportamento do fisiol. 1989; 45: 695 – 704. [PubMed]
43 Palmiter RD. A dopamina é un mediador fisioloxicamente relevante do comportamento na alimentación? Tendencias Neurosci. 2007; 30: 375 – 381. [PubMed]
44 Martinez D, Greene K, Broft A, Kumar D, Liu F, Narendran R, et al. Menor nivel de dopamina endóxena en pacientes con dependencia da cocaína: Resultados da imaxe PET de receptores D (2) / D (3) tras o esgotamento agudo da dopamina. Am J Psiquiatría. 2009; 166: 1170 – 1177. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
45 Chen AL, Blum K, Chen TJ, Giordano J, Downs BW, Han D, et al. Correlación do xene receptor Taq1 dopamina D2 e porcentaxe de graxa corporal en suxeitos de control obeso e controlado: un informe preliminar. Función alimentaria. 2012; 3: 40 – 48. [PubMed]
46 Comings DE, Blum K. Síndrome de deficiencia de recompensa: aspectos xenéticos de trastornos de conduta. Prog Brain Res. 2000; 126: 325 – 341. [PubMed]
47 Stice E, Yokum S, Burger KS, Epstein LH, DM pequena. A mocidade en risco de obesidade mostra unha maior activación das rexións estriais e somatosensoriais aos alimentos. J Neurosci. 2011; 31: 4360 – 4366. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
48 Nummenmaa L, Hirvonen J, Hannukainen JC, Immonen H, Lindroos MM, Salminen P, et al. O estriato dorsal e a súa conectividade límbica miden o procesamento de recompensas anticipadas anormais en obesidade. PLOS Un. 2012; 7: 3. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]