एम जे क्लिन नुट्र। सिपाही 2013; 98 (3): 641-647।
ऑनलाइन जून 26, 2013 प्रकाशित। डोई: 10.3945 / ajcn.113.064113
PMCID: PMC3743729
बेलिंडा एस लेनरज़, डेविड सी अलसॉप, लौरा एम होलसेन, एमिली स्टर्न, राफेल रोजास, कारा बी इबेलिंग, जिल एम गोल्डस्टीन, तथा डेविड एस लुडविग
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सार
पृष्ठभूमि: आहार के गुणात्मक पहलू खाने के व्यवहार को प्रभावित करते हैं, लेकिन इन कैलोरी-स्वतंत्र प्रभावों के लिए शारीरिक तंत्र सट्टा रहता है।
उद्देश्य: हमने एक विशिष्ट अंतरामीय अंतराल के बाद देर से प्रसवोत्तर अवधि में मस्तिष्क गतिविधि पर ग्लाइसेमिक इंडेक्स (जीआई) के प्रभावों की जांच की।
डिजाइन: एक यादृच्छिक, अंधा, क्रॉसओवर डिज़ाइन, 12 अधिक वजन वाले या मोटे पुरुषों के उपयोग के साथ, 18-35 y ने कैलोरी, मैक्रोन्यूट्रिएंट्स और 2 अवसरों पर तालमेल के लिए उच्च-निम्न-जीआई भोजन का सेवन किया। प्राथमिक परिणाम मस्तिष्क की आराम गतिविधि का एक उपाय के रूप में मस्तिष्क रक्त प्रवाह था, जो परीक्षण भोजन के बाद धमनी स्पिन-लेबलिंग कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग 4 एच का उपयोग करके मूल्यांकन किया गया था। हमने अनुमान लगाया कि खाने की गतिविधि, इनाम और लालसा में शामिल पूर्व-निर्धारित क्षेत्रों में उच्च-जीआई भोजन के बाद मस्तिष्क की गतिविधि अधिक होगी।
परिणाम: वृद्धिशील शिरापरक प्लाज्मा ग्लूकोज (वक्र के नीचे एक्सएनयूएमएक्स-एच क्षेत्र) उच्च-जीआई भोजन की तुलना में उच्च के बाद एक्सएनयूएमएक्स-गुना था (P = 0.0001)। प्लाज्मा ग्लूकोज कम था (मीन: SE: 4.7 UM 0.14 की तुलना में 5.3 mm 0.16 mmol / L; P = 0.005) और रिपोर्ट की गई भूख अधिक थी (P = 0.04) कम-जीआई भोजन की तुलना में उच्च के बाद 4 एच। इस समय, उच्च-जीआई भोजन ने सही नाभिक accumbens (एक पूर्व निर्धारित क्षेत्र) में केंद्रित अधिक से अधिक मस्तिष्क गतिविधि को ग्रहण किया; P = 0.0006 कई तुलनाओं के लिए समायोजन के साथ) जो सही स्ट्रेटम के अन्य क्षेत्रों और घ्राण क्षेत्र में फैल गया।
निष्कर्ष: एक समद्विबाहु कम-जीआई भोजन की तुलना में, एक उच्च-जीआई भोजन प्लाज्मा ग्लूकोज में कमी, भूख में वृद्धि, और चुनिंदा रूप से उत्तेजित मस्तिष्क क्षेत्रों में इनाम और लालसा के साथ होता है जो देर से प्रसवोत्तर अवधि में होता है, जो कि अगले खाने के लिए विशेष महत्व के साथ एक समय है। भोजन। इस मुकदमे में दर्ज किया गया था clinicaltrials.gov NCT01064778 के रूप में।
परिचय
मस्तिष्क की मेसोलेम्बिक डोपामिनर्जिक प्रणाली, जो नाभिक accumbens (स्ट्रेटम का हिस्सा) पर अभिसरण करती है, इनाम और लालसा में एक केंद्रीय भूमिका निभाती है, और यह प्रणाली हीडोनिक भोजन प्रतिक्रियाओं का मध्यस्थता करती है (1-3)। कृंतक अध्ययनों में, मानक कृंतक फ़ीड छर्रों की तुलना में अत्यधिक सुपाच्य भोजन की खपत के बाद नाभिक accumbens में डोपामाइन और इसके चयापचयों की बाह्य सांद्रता में वृद्धि हुई है (4)। इसके अलावा, नाभिक में अफीम के microinjections भोजन का सेवन और भोजन के इनाम मूल्य में वृद्धि हुई (5)। कार्यात्मक मस्तिष्क इमेजिंग का उपयोग करने वाले नैदानिक अध्ययनों ने नाभिक accumbens या स्ट्रेटम के अन्य क्षेत्रों में मोटे व्यक्तियों की तुलना में अधिक सक्रियता की सूचना दी है क्योंकि वे दुबले-पतले, उच्च-कैलोरी भोजन (6-11)। विशेष रुचि, स्ट्रिपेटल डोपामाइन डी2 गैर-मिलान नियंत्रणों की तुलना में मोटे व्यक्तियों में रिसेप्टर की उपलब्धता काफी कम थी (11), जिसने इस संभावना को उठाया कि कम डोपामिनर्जिक गतिविधि की भरपाई हो सकती है। हालाँकि, दुबले और मोटे लोगों के समूहों के बीच के ये पार-अनुभागीय तुलनात्मक दिशा का आकलन नहीं कर सके।
ग्लाइसेमिक इंडेक्स (जीआई) के बारे में शारीरिक टिप्पणियों5 यह समझने के लिए एक तंत्र प्रदान करें कि कैसे एक विशिष्ट आहार कारक, जो कि अस्थिरता के अलावा, भोजन की लालसा और अधिक खाने को ग्रहण कर सकता है। जीआई का वर्णन है कि कैसे कार्बोहाइड्रेट युक्त खाद्य पदार्थों के बाद राज्य में रक्त शर्करा को प्रभावित करता है (12, 13)। जैसा कि पहले मोटे किशोरों में वर्णित है (13, 14), कम जीआई भोजन की तुलना में उच्च-रक्त की खपत के परिणामस्वरूप प्रारंभिक पोस्टपैंडैंडियल अवधि (0-2 h) में उच्च रक्त ग्लूकोज और इंसुलिन होता है, जो बाद के पोस्टप्रैंडैंडियल अवधि (3-5 h) में निम्न रक्त शर्करा के बाद होता है। )। रक्त शर्करा में कमी, जो अक्सर उच्च-जीआई भोजन के बाद एक्सएनयूएमएक्स एच द्वारा उपवास सांद्रता से नीचे आती है, अत्यधिक भूख, अधिक भोजन, और उन खाद्य पदार्थों के लिए प्राथमिकता हो सकती है जो रक्त शर्करा को सामान्य (यानी, उच्च जीआई) में तेजी से बहाल करते हैं (15-17), ओवरईटिंग के चक्रों का प्रचार करना। वास्तव में, दुबले और मोटे वयस्कों के अध्ययन में, 4.9 से 3.7 mmol / L तक रक्त ग्लूकोज सांद्रता में इंसुलिन-प्रेरित कमी का मतलब है कि स्ट्रेटम की खाद्य-उत्तेजना सक्रियता में वृद्धि हुई और उच्च-कैलोरी खाद्य पदार्थों की इच्छा (भोजन)18)। इन तंत्रों का पता लगाने के लिए, हमने उच्च-और निम्न-जीआई परीक्षण भोजन की कैलोरी, मैक्रोन्यूट्रिएंट सामग्री, घटक स्रोतों और तालमेल के लिए नियंत्रित होने वाले प्रभावों की तुलना की, जो कि भोजन की उत्तेजना और ऊर्जा संतुलन में निहित रिवार्ड सर्किटरी के कार्यात्मक मस्तिष्क इमेजिंग का उपयोग करके किया गया था।
विषय और तरीके
हमने स्वस्थ अधिक वजन और मोटापे से ग्रस्त युवा पुरुषों में एक यादृच्छिक, अंधा, क्रॉसओवर अध्ययन किया और 2-2 wk द्वारा अलग किए गए 8 d पर उच्च और निम्न-जीआई परीक्षण भोजन के प्रभावों की तुलना की। प्राथमिक परिणाम मस्तिष्क की आराम गतिविधि के एक उपाय के रूप में मस्तिष्क रक्त प्रवाह था, जो परीक्षण भोजन के बाद धमनी स्पिन लेबलिंग (एएसएल) fMRI 4 एच का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। हमने अनुमान लगाया कि उच्च-जीआई भोजन से स्ट्रेटम, हाइपोथैलेमस, एमिग्डाला, हिप्पोकैम्पस, सिंगुलेट, ऑर्बिटोफ्रॉन्टल कॉर्टेक्स और इंसुलर कॉर्टेक्स में गतिविधि बढ़ जाएगी, जो मस्तिष्क के खाने, व्यवहार, और व्यसन में शामिल हैं।6-11)। माध्यमिक समापन बिंदु में प्लाज्मा ग्लूकोज, सीरम इंसुलिन, और पूरे 5-h पोस्टप्रैंडियल अवधि में भूख की सूचना दी। 10-cm विज़ुअल एनालॉग स्केल (VAS) का उपयोग करके परीक्षण भोजन की शुद्धता का भी आकलन किया गया था। सांख्यिकीय उपचारों में कई तुलनाओं के लिए ब्याज और सुधार के मस्तिष्क क्षेत्रों का संरक्षण शामिल था। प्रोटोकॉल आयोजित किया गया था और बेथ इज़राइल डेकोनेस मेडिकल सेंटर (बोस्टन, एमए) से नैतिक समीक्षा प्राप्त की। परीक्षण NCT01064778 के रूप में Clintrials.gov में पंजीकृत किया गया था, और प्रतिभागियों ने लिखित सूचित सहमति प्रदान की थी। 24 अप्रैल 2010 और 25 फरवरी 2011 के बीच डेटा एकत्र किया गया था।
प्रतिभागियों
प्रतिभागियों को बोस्टन महानगरीय क्षेत्र और इंटरनेट लिस्टिंग में वितरित किए गए फ़्लायर और पोस्टर के साथ भर्ती किया गया था। समावेशन मानदंड पुरुष सेक्स, 18 और 35 y के बीच की आयु और बीएमआई (किलो / मी में) थे2) UM25। मासिक धर्म चक्र से उत्पन्न होने वाले भ्रम से बचने के लिए महिलाओं को इस प्रारंभिक अध्ययन में शामिल नहीं किया गया था और19)। बहिष्करण मानदंड कोई भी प्रमुख चिकित्सा समस्या थी, एक ऐसी दवा का उपयोग जो भूख या शरीर के वजन, धूम्रपान या मनोरंजक दवा के उपयोग, शारीरिक गतिविधि के उच्च स्तर, वजन घटाने के कार्यक्रम में वर्तमान भागीदारी या शरीर के वजन में परिवर्तन> पूर्ववर्ती में 5% तक प्रभावित हो 6 मो, परीक्षण भोजन के लिए एलर्जी या असहिष्णुता, और एमआरआई प्रक्रिया के लिए किसी भी contraindication [जैसे, contraindicated धातु संबंधी प्रत्यारोपण, वजन> 300 पौंड (136 किलो)]। टेलीफोन स्क्रीनिंग द्वारा पात्रता का मूल्यांकन एक व्यक्ति मूल्यांकन सत्र के बाद किया गया था। मूल्यांकन सत्र में, हमने एंथ्रोपोमेट्रिक उपाय प्राप्त किए और मौखिक ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण किया। इसके अलावा, प्रतिभागियों ने परीक्षण भोजन का नमूना लिया और प्रक्रिया को सहन करने की क्षमता का पता लगाने के लिए एक एमआरआई अनुक्रम प्राप्त किया।
बेतरतीब ढंग से अनुमत ब्लॉक का उपयोग करके परीक्षण भोजन के क्रम के लिए नामांकित प्रतिभागियों को क्रमिक रूप से यादृच्छिक असाइनमेंट की सूची (बोस्टन चिल्ड्रन्स हॉस्पिटल में क्लिनिकल रिसर्च सेंटर द्वारा तैयार) में दर्ज किया गया था। पेपर कप में अध्ययन कर्मचारियों द्वारा प्रतिभागियों को तरल परीक्षण भोजन की आपूर्ति की गई थी । दोनों परीक्षण भोजन में एक समान उपस्थिति, गंध और स्वाद था। डेटा संग्रह में शामिल सभी प्रतिभागियों और शोध कर्मचारियों को हस्तक्षेप अनुक्रम में लाया गया था। प्रोटोकॉल पूरा करने के लिए प्रतिभागियों को $ 4 मिले।
भोजन का परीक्षण करें
टेस्ट भोजन को बोटेरो एट अल से संशोधित किया गया था (20) स्वाद परीक्षण में समान मिठास और सामंजस्य स्थापित करने के लिए जिसमें अध्ययन कर्मचारी शामिल थे। के रूप में दिखाया गया टेबल 1, दोनों परीक्षण भोजन समान अवयवों से बने थे और उनमें समान मैक्रोन्यूट्रिएन्ट वितरण (ProNutra Software, versionNNUMX; Viocare Technologies Inc) था। संदर्भ मानक के रूप में ग्लूकोज का उपयोग करके क्रमशः उच्च और निम्न-जीआई परीक्षण भोजन के अनुमानित जीआई 3.3.0.10% और 84% थे। परीक्षण भोजन की कैलोरी सामग्री व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक प्रतिभागी को ऊर्जा व्यय को आराम देने के अनुमान के आधार पर दैनिक ऊर्जा आवश्यकताओं के 37% के साथ प्रदान करने के लिए निर्धारित की गई थी (21) और एक्सएनएक्सएक्स का एक गतिविधि कारक।
प्रक्रिया
मूल्यांकन सत्र में, ऊंचाई और वजन मापा गया, बेसलाइन वर्णनात्मक डेटा (स्व-रिपोर्ट की गई जातीयता और दौड़ सहित) एकत्र किए गए थे, और सीरम थायरॉयड-उत्तेजक हार्मोन (हाइपोथायरायडिज्म के लिए स्क्रीन) प्राप्त किया गया था। प्रतिभागियों को 75, 10, 75, 0 और 30 मिनट में प्लाज्मा ग्लूकोज और सीरम इंसुलिन के नमूने के साथ एक 60-g मौखिक ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण (पेय 90-O-120; Azer वैज्ञानिक) प्राप्त हुआ।
परीक्षण सत्र 2-8 wk द्वारा अलग किए गए थे। प्रतिभागियों को प्रत्येक परीक्षण सत्र से पहले एक्सएनयूएमएक्स डी के लिए अभ्यस्त आहार और शारीरिक गतिविधि के स्तर में बदलाव से बचने और पूरे अध्ययन में बेसलाइन के एक्सएनयूएमएक्स% के भीतर शरीर के वजन को बनाए रखने के निर्देश दिए गए थे। प्रतिभागी 2 और 2.5 के बीच दोनों टेस्ट सेशन के लिए पहुंचे, जिसमें पिछली शाम से ab0800 h और अल्कोहल का सेवन बंद था। प्रत्येक सत्र की शुरुआत में, अंतराल स्वास्थ्य का आकलन किया गया था, तेजी की अवधि की पुष्टि की गई थी, और वजन और रक्तचाप को मापा गया था। एक 0930- गेज अंतःशिरा कैथेटर को सीरियल रक्त के नमूने के लिए रखा गया था। एक्सएनयूएमएक्स-मिनट के त्वरण की अवधि के बाद, एक्सएनएक्सएक्स मिनट के भीतर यादृच्छिक रूप से निर्धारित परीक्षण भोजन इसकी संपूर्णता में खपत किया गया था। खून के नमूने और भूख की रेटिंग 12-h पोस्टप्रैंडियल अवधि के दौरान परीक्षण भोजन की शुरुआत के बाद हर 20 मिनट से पहले प्राप्त की गई थी। हम FMRI मशीन के पास शिरापरक रक्त को धमनियों तक पहुंचाने के लिए एक धातु के हाथ से गर्म करने वाले उपकरण का उपयोग करने में असमर्थ थे, और केशिका रक्त के लिए बार-बार उंगली की छड़ें में शामिल तनाव प्राथमिक अध्ययन परिणाम को भ्रमित कर सकता था। शिरापरक रक्त के उपयोग से उपवास सांद्रता के ऊपर और नीचे धमनी रक्त शर्करा सांद्रता की माप में त्रुटि हो सकती है, विशेष रूप से उच्च-जीआई भोजन के लिए, जिसमें एक अध्ययन सीमा शामिल थी (22)। परीक्षण भोजन के पूरा होने के बाद तालमेल का आकलन किया गया था, और 4 एच के बाद न्यूरोइमेजिंग का प्रदर्शन किया गया था।
माप
भार को एक अस्पताल के गाउन और हल्के अंडरगारमेंट में एक कैलिब्रेटेड इलेक्ट्रॉनिक पैमाने (स्कैलेट्रोनिक्स) के साथ मापा गया था। ऊँचाई को एक कैलिब्रेटेड स्टैडोमीटर (होल्टमैन लिमिटेड) से मापा जाता था। बीएमआई की गणना मीटर में ऊंचाई के वर्ग द्वारा किलोग्राम में वजन को विभाजित करके की जाती थी। ब्लड प्रेशर एक स्वचालित प्रणाली (IntelliVue मॉनिटर; फिलिप्स हेल्थकेयर) के साथ प्राप्त किया गया था, जिसमें प्रतिभागी 5 मिनट के लिए चुपचाप बैठा था। प्लाज्मा ग्लूकोज और थायरॉयड-उत्तेजक हार्मोन को नैदानिक प्रयोगशाला सुधार संशोधन-अनुमोदित तरीकों (लैबकोर्प) के साथ मापा गया था। सीरम सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा तैयार किया गया था और अध्ययन के अंत में एक बैच (हार्वर्ड कैटालिस्ट सेंट्रल लैबोरेट्री) में इंसुलिन की माप के लिए UM80 ° C पर संग्रहीत किया गया था।
"भोजन कितना स्वादिष्ट था?" प्रश्न के साथ पैलेटेबिलिटी का मूल्यांकन किया गया था। प्रतिभागियों को मौखिक एंकर के साथ एक्सएनयूएमएक्स-सेमी वीएएस पर एक ऊर्ध्वाधर चिह्न बनाने का निर्देश दिया गया था जो "सभी स्वादिष्ट" (एक्सन्यूएमएम सेमी) से लेकर "बेहद स्वादिष्ट" तक नहीं था ( 10 सेमी)। भूख का मूल्यांकन इसी तरह किया गया था, इस सवाल के साथ कि "आप अभी कितनी भूखी हैं?" और मौखिक लंगर जो "बिल्कुल भूखे नहीं" से लेकर "बेहद भूखे" तक थे (14).
परीक्षण के भोजन के बाद 4 h पर न्यूरोइमेजिंग किया गया था, जब उच्च-जीआई के बाद रक्त शर्करा नादिर था (14), जीई 3Tesla पूरे शरीर स्कैनर (जीई हेल्थकेयर) का उपयोग करके। सेरेब्रल रक्त प्रवाह एएसएल का उपयोग करके निर्धारित किया गया था, जो एक एमआरआई-आधारित विधि है जो बाहरी रूप से लागू चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करता है ताकि एक परिवर्तनीय ट्रेसर के रूप में उपयोग के लिए धमनी रक्त के पानी को प्रवाहित किया जा सके। एक 3- प्लेन लोकलाइज़र स्कैन प्राप्त किया गया था, इसके बाद एक T1-भारित डेटासेट के लिए शारीरिक सहसंबंध (संशोधित ड्रिव इक्विलिब्रियम फूरियर ट्रांसफॉर्म) (23), 7.9 ms, 3.2 ms, 32-kHz बैंडविड्थ कोरोनल अधिग्रहण प्लेन, 24 × 19 फ़ील्ड ऑफ़ व्यू, 1-mm- प्लेन रिज़ॉल्यूशन, और 1.6-mm स्लाइस के पुनरावृत्ति समय के साथ। तैयारी का समय 1100 एमएस था, तैयारी की अवधि की शुरुआत में दोहराया संतृप्ति और इमेजिंग से पहले एक एडियाबेटिक उलटा पल्स 500 एमएस। इन अनुक्रमों के बाद, एक ASL स्कैन पहले वर्णित तरीकों के बाद प्राप्त किया गया था (24)। अनुक्रम ने गति कलाकृतियों को कम करने के लिए पृष्ठभूमि के दमन के साथ छद्मसंयोजक लेबलिंग का उपयोग किया, सर्पिल इमेजिंग का एक एक्सएनएक्सएक्स-आयामी मल्टीशोट स्टैक, विमान में एक्सएनयूएमएक्स मिमी का एक छवि रिज़ॉल्यूशन और चालीस-चार एक्सएनयूएमएक्स-मिमी स्लाइस प्रति एकल वॉल्यूम। छवि अधिग्रहण से पहले 3-s पोस्टलेबलिंग विलंब के साथ 3.8 s के लिए छद्मसंयोजक लेबलिंग (25) सेरिबैलम के आधार के नीचे 1 सेमी किया गया था (लेबल और नियंत्रण के 4 औसत और सेरेब्रल रक्त प्रवाह मात्रा का ठहराव के लिए 2 अप्रकाशित चित्र प्राप्त किए गए थे)। सेरेब्रल रक्त प्रवाह की मात्रा पहले से बताए गए अनुकूलित सॉफ्टवेयर के साथ निर्धारित की गई थी (24-26).
सांख्यिकीय आंकड़े
अध्ययन में 80% प्रकार I त्रुटि दर का उपयोग करके 5% शक्ति प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था 11.8% के मस्तिष्क रक्त प्रवाह में अंतर का पता लगाने के लिए, 12 प्रतिभागियों का एक नमूना आकार, एक माप के लिए 11% के अवशिष्ट एसडी, और इंट्रासबजेक्ट 0.6 का सहसंबंध। प्रयोग करने योग्य डेटा के साथ 11 प्रतिभागियों के प्राप्त नमूने ने 80% का अंतर प्रदान करने के लिए 12.4% शक्ति प्रदान की, अन्य सभी मान्यताओं के साथ।
न्यूरोइमेजिंग डेटा का विश्लेषण सांख्यिकीय पैरामीट्रिक मैपिंग सांख्यिकीय छवि विश्लेषण वातावरण (SPM5; वेलकम डिपार्टमेंट ऑफ कॉग्निटिव न्यूरोलॉजी) के भीतर किया गया था। सेरेब्रल रक्त प्रवाह छवियों को पहली छवि के लिए पुन: पेश किया गया और एक मानक शरीर रचना स्थान (मॉन्ट्रियल न्यूरोलॉजिकल इंस्टीट्यूट / ब्रेन मैपिंग के लिए अंतर्राष्ट्रीय कंसोर्टियम) में बदल दिया गया ()27) SPM5 सामान्यीकरण एल्गोरिथ्म से प्राप्त पंजीकरण चर का उपयोग करके। सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए तैयारी में आधा अधिकतम कर्नेल पर एक्सएनयूएमएक्स-मिमी पूर्ण चौड़ाई के साथ छवियों को चिकना किया गया था।
हमने WFU पिकाटलस टूलकिट के भीतर टेम्प्लेट का उपयोग करके स्टीरियोटैक्टिक स्थान की जांच की (28)। मस्तिष्क में कुल 334 गैर-निरपेक्ष संरचनात्मक क्षेत्रों में से, ब्याज के निर्धारित क्षेत्रों में 25 अलग-अलग क्षेत्र शामिल हैं (देखना ऑनलाइन मुद्दे में "पूरक डेटा" के तहत पूरक तालिका 1)। अपनी प्राथमिक परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, हमने युग्मित, 2- पूंछ का उपयोग करके क्षेत्रीय रक्त प्रवाह (उच्च-जीआई भोजन माइनस-जीआई भोजन) के अंतर की तुलना की। t आदेश की तुलना के लिए समायोजित परीक्षण और कई तुलनाओं (कच्चे) के लिए बोनफेरोनी सुधार के साथ P मूल्य 25 से गुणा)। मस्तिष्क रक्त प्रवाह के अंतर के स्थानिक वितरण को चित्रित करने के लिए, हमने सामान्य रैखिक मॉडल के एल्गोरिदम का उपयोग करके एक स्वर-द्वारा-स्वर विश्लेषण किया (29) और का एक सांख्यिकीय सीमा P ≤ 0.002।
प्लाज्मा ग्लूकोज (0-2 h), सीरम इंसुलिन (0-2 h) और भूख (0-5 h) के लिए वृद्धिशील AUC को ट्रैपेज़ॉइडल विधि का उपयोग करके गणना की गई। 4 h (प्राथमिक रुचि के निर्धारित समय बिंदु) पर इन परिणामों के लिए इन क्षेत्रों और मूल्यों का परीक्षण भोजन प्रभाव के लिए 2- तरफा, युग्मित का उपयोग करके विश्लेषण किया गया था। t एसएएस सॉफ्टवेयर के साथ परीक्षण (संस्करण एक्सएनयूएमएक्स; एसएएस इंस्टीट्यूट इंक)। आदेश प्रभाव के लिए समायोजन इन परिणामों को भौतिक रूप से प्रभावित नहीं करता था। फिजियोलॉजिकल वैरिएबल और मस्तिष्क सक्रियण के बीच के संबंध की जांच करने के लिए, सामान्य लीनियर मॉडल विश्लेषण सही नाभिक में रक्त प्रवाह के साथ एक आश्रित चर और स्वतंत्र चर के रूप में प्रतिभागी संख्या और संबंधित चयापचय चर के रूप में किए गए थे। डेटा को साधन के रूप में प्रस्तुत किया जाता है और, जहां संकेत दिया जाता है, एसई।
परिणामों
प्रतिभागियों का अध्ययन करें
89 व्यक्तियों की जांच की गई, हमने पहले परीक्षण भोजन के प्रशासन से पहले 13 ड्रॉपआउट वाले 1 पुरुषों को नामांकित किया (चित्रा 1)। शेष 12 प्रतिभागियों में 2 हिस्पैनिक, 3 गैर-हिस्पैनिक अश्वेत और 7 गैर-हिस्पैनिक श्वेत शामिल थे। औसत आयु 29.1 y (रेंज: 20-35 y) थी, BMI 32.9 (रेंज: 26-41) था, प्लाज्मा ग्लूकोज एकाग्रता को फास्ट करना 4.9 mmolol / L (रेंज: 3.6-6.2 mmol / L), और उपवास इंसुलिन एकाग्रता 10.3 μU / mL (रेंज: 0.8 – 25.5 μU / mL) था। डेटा-स्टोरेज त्रुटि के कारण एक प्रतिभागी के लिए इमेजिंग डेटा अधूरा था; अन्य प्रतिभागियों ने प्रोटोकॉल को असमान रूप से पूरा किया।
भोजन का परीक्षण करने के लिए विषय और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं
10-cm VAS (5.5 N 0.67) की तुलना में 5.3 N 0.65 सेमी, की तुलना में उच्च और निम्न-जीआई परीक्षण भोजन की उपयुक्तता क्रमशः भिन्न नहीं थी; P = 0.7)। अनुमानित GI के अनुरूप (टेबल 1), ग्लूकोज के लिए वृद्धिशील 2-h AUC, उच्च-जीआई परीक्षण भोजन (2.4 N 2.9 की तुलना में 0.36 N 1.2 mmol · h / L, क्रमशः) के बाद 0.27- गुना अधिक था; P = 0.0001) (चित्रा 2)। इंसुलिन के लिए वृद्धिशील 2-h AUC (127.1 N 18.1 की तुलना में 72.8 N 9.78 μU · h / mL); P = 0.003) और भूख के लिए वृद्धिशील 5-h AUC (0.45 compared 2.75 −5.2 N 3.73 cm · h के साथ तुलना में; P = 0.04) उच्च-जीआई परीक्षण भोजन की तुलना में क्रमशः उच्च होने के बाद भी अधिक थे। 4 h के पश्चात की अवधि में, रक्त शर्करा की मात्रा कम थी (4.7 compared 0.14 की तुलना में 5.3 N 0.16 mmol / L, P = 0.005), और बेसलाइन से भूख में परिवर्तन अधिक था (1.65 N 0.79 की तुलना में X0.01 सेमी N 0.92; P = 0.04) उच्च-जीआई परीक्षण भोजन के बाद क्रमशः।
मस्तिष्क इमेजिंग
सेरेब्रल रक्त प्रवाह उच्च न्यूक्लियर एक्स के बाद अधिक था - सही न्यूक्लियस एक्चुम्बन्स में जीआई भोजन की तुलना में (औसत अंतर: 4 N 4.4 mL · 0.56 g-1 · मि-1; रेंज: 2.1-7.3 mL · 100 जी-1 · मि-1; एक 8.2% सापेक्ष अंतर)। 25 के लिए ब्याज के संरचनात्मक क्षेत्रों को निर्धारित करने के बाद बोनफ्रोनी सुधार के बाद यह अंतर महत्वपूर्ण बना रहा (P = 0.0006) और सभी 334 गैर-मस्तिष्क क्षेत्रों के लिए सुधार के बाद (P = 0.009)। एक छवि-आधारित विश्लेषण ने मॉन्ट्रियल न्यूरोलॉजिकल इंस्टीट्यूट / ब्रेन मैपिंग के लिए अंतर्राष्ट्रीय कंसोर्टियम 8, 8, N10 (शिखर में सही न्यूक्लियस एक्चुम्बन्स में एक एकल क्षेत्र दिखाया। t = 9.34) और निर्देशांक 12, 12, 2 पर एक और स्थानीय अधिकतमt = 5.16), जो सही स्ट्रेटम (दुम, पुटामेन, और ग्लोबस पैलिडस) के अन्य क्षेत्रों में फैल गया और घ्राण क्षेत्र (चित्रा 3)। हमने विरोधाभासी स्ट्रेटम या ब्याज के अन्य निर्धारित क्षेत्रों में अंतर नहीं देखा।
मेटाबॉलिक चर और रक्त के प्रवाह के बीच संबंध सही नाभिक accumbens में दिखाया गया है टेबल 2। प्लाज्मा ग्लूकोज, सीरम इंसुलिन और भूख से संबंधित सभी चर, सही नाभिक accumbens में रक्त के प्रवाह से महत्वपूर्ण रूप से संबंधित थे, जबकि भोजन की शुद्धता नहीं थी।
चर्चा
भोजन का सेवन हेडोनिक और होमोस्टैटिक सिस्टम द्वारा नियंत्रित किया जाता है (3) कि ऐतिहासिक रूप से व्यापक रूप से बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों में एक स्वस्थ सीमा के भीतर मतलब बीएमआई बनाए रखने के लिए सेवा की। हालांकि, मोटापा महामारी से मेल खाता है, खाद्य आपूर्ति में तेजी से बदलाव आया है, जिसमें मुख्य रूप से अनाज की वस्तुओं से प्राप्त उच्च प्रसंस्कृत खाद्य उत्पादों की तेजी से बढ़ती खपत है। नतीजतन, ग्लाइसेमिक लोड (जीआई और कार्बोहाइड्रेट की मात्रा का गुणक उत्पाद) ()30) अमेरिकी आहार की पिछली आधी सदी में काफी वृद्धि हुई है, और यह धर्मनिरपेक्ष प्रवृत्ति भोजन के सेवन को विनियमित करने वाली दोनों प्रणालियों को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकती है। रक्त शर्करा में गिरावट (और अन्य चयापचय ईंधन) (13, 14) उच्च-जीआई भोजन के बाद देर से प्रसवोत्तर अवधि में न केवल एक शक्तिशाली होमोस्टैटिक भूख संकेत का गठन होगा (15) लेकिन स्ट्राइटल एक्टिविटी के माध्यम से भोजन के हेदोनिक मूल्य में वृद्धि (18)। फिजियोलॉजिकल घटनाओं का यह संयोजन उच्च-जीआई कार्बोहाइड्रेट के लिए एक विशेष वरीयता के साथ भोजन की क्रेविंग को बढ़ावा दे सकता है,16, 17), जिससे ओवरईटिंग के चक्रों का प्रचार होता है। इसके अलावा, स्ट्रिएटम के आवर्तक सक्रियण से डोपामाइन रिसेप्टर की उपलब्धता कम हो सकती है और आगे बढ़ने के लिए ड्राइव को बढ़ा सकते हैं (11).
इस अध्ययन में कई ताकतें थीं। सबसे पहले, हमने एएसएल का उपयोग किया, जो एक उपन्यास इमेजिंग तकनीक है जो मस्तिष्क रक्त प्रवाह की मात्रात्मक माप प्रदान करती है। पारंपरिक विधि (रक्त ऑक्सीकरण स्तर पर निर्भर fMRI) मस्तिष्क गतिविधि में तीव्र परिवर्तन का आकलन करता है, न कि पूर्ण अंतर, जो आमतौर पर एक शारीरिक गड़बड़ी के बाद टिप्पणियों को कुछ मिनटों तक सीमित करता है। एएसएल के साथ, हम सुपरिम्पोज्ड उत्तेजनाओं (जैसे, उच्च कैलोरी खाद्य पदार्थों के चित्र) के बिना परीक्षण भोजन के लगातार प्रभावों की जांच करने में सक्षम थे। दूसरा, हमने समूहों के बीच एक क्रॉस-सेक्शनल तुलना के बजाय एक क्रॉसओवर हस्तक्षेप का इस्तेमाल किया (जैसे, मोटे के साथ दुबला), जिसने कारण दिशा के लिए सांख्यिकीय शक्ति और साक्ष्य प्रदान किए। तीसरा, हमने एक विशिष्ट आहार कारक पर ध्यान केंद्रित किया, जिसमें कैलोरी सामग्री, मैक्रोन्यूट्रिएंट रचना, घटक स्रोत और भोजन के रूप में नियंत्रण किया गया, बजाय सकल खाद्य पदार्थों (सब्जियों के साथ तुलना में चीज़केक) की तुलना में ()6, 10, 31, 32)। चौथा, 2 परीक्षण भोजन डिजाइन किया गया था और एक समान palatability है, जो तत्काल hedonic प्रतिक्रियाओं से चयापचय प्रभाव को रोकने में मदद की है। पांचवां, हमने देर से आने वाले पोस्टप्रेंडियल अवधि की जांच की, जो कि अगले भोजन पर व्यवहार करने के लिए विशेष महत्व वाला समय है। पिछले अध्ययनों ने आम तौर पर भोजन की खपत के बाद have1 एच के अवलोकन की अवधि को सीमित कर दिया है, जब ग्लूकोज अवशोषण की चोटियां और उच्च-जीआई भोजन मस्तिष्क समारोह को लाभ प्रदान करने के लिए क्षणिक रूप से प्रकट हो सकता है (33)। छठी, हमने प्रचलित सीमाओं के भीतर एक मैक्रोन्यूट्रिएंट रचना और आहार ग्लाइसेमिक लोड के साथ मिश्रित भोजन का उपयोग किया। इस प्रकार, निष्कर्षों की संयुक्त राज्य अमेरिका में आमतौर पर खपत उच्च जीआई नाश्ते के लिए प्रासंगिकता है (जैसे, एक बैगेल और वसा रहित क्रीम क्रीम) (12).
मुख्य अध्ययन सीमाओं में छोटे आकार और अधिक वजन और मोटापे से ग्रस्त पुरुषों पर विशेष ध्यान देना शामिल था। छोटे अध्ययन सामान्यता को सीमित करते हैं और झूठे-नकारात्मक (लेकिन गलत-सकारात्मक नहीं) खोजने के जोखिम को बढ़ाते हैं। हमारे अध्ययन ने, इसके आकार के बावजूद, कई तुलनाओं के लिए समायोजन के साथ एक प्राथमिकता परिकल्पना का परीक्षण करने की प्रबल शक्ति थी। दुबला नियंत्रण विषयों, महिलाओं, और मोटे व्यक्तियों के साथ अतिरिक्त अध्ययन पूर्व और वजन घटाने के बाद जानकारीपूर्ण होगा। हम सीधे भोजन या भोजन cravings को hedonic प्रतिक्रियाओं का आकलन नहीं किया, और इसलिए, हम इन व्यक्तिपरक मूल्यों और मस्तिष्क सक्रियण के बीच के संबंध का पता नहीं लगा सके। इसके अलावा, परीक्षण भोजन के तरल रूप ने ठोस भोजन के निष्कर्षों की सामान्यता को सीमित कर दिया।
कई अन्य व्याख्यात्मक मुद्दों पर विचार किया गया। हम मस्तिष्क पर जीआई के प्रभाव को सही गोलार्ध तक सीमित करने का अनुमान नहीं लगाते थे, हालांकि लेटरलिटी को पहले न्यूरोबायवीयर विकारों में फंसाया गया है जिसमें इनाम सर्किट्री शामिल है। वास्तव में, एक अध्ययन जो इंसुलिन प्रतिरोधी पुरुषों की तुलना में इंसुलिन के प्रति संवेदनशील था, उसने ग्लूकोज चयापचय पर प्रणालीगत इंसुलिन प्रशासन के विभेदक प्रभाव को सही के लिए दिखाया, लेकिन बाएं नहीं, उदर स्ट्रेटम (34)। हमने अन्य निर्धारित मस्तिष्क क्षेत्रों में अंतरों का भी पालन नहीं किया, या तो क्योंकि हमारे अध्ययन में कम मजबूत प्रभाव देखने की शक्ति का अभाव था या क्योंकि इस तरह के प्रभाव 4-h समय बिंदु पर नहीं थे। फिर भी, चूहों में नाभिक के रासायनिक हेरफेर के परिणामस्वरूप ऑर्गेनजेनिक न्यूरॉन्स की उत्तेजना और हाइपोथैलेमस में एनोरेक्सिजनिक न्यूरॉन्स का निषेध होता है (35), जो खिला में शामिल अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों पर स्ट्रिएटम के प्रभाव को चित्रित करता था।
इनाम और लालसा से परे, नाभिक accumbens पदार्थ दुरुपयोग और निर्भरता में महत्वपूर्ण रूप से शामिल है (36-38), यह सवाल उठाते हुए कि क्या कुछ खाद्य पदार्थों की लत लग सकती है। वास्तव में, भोजन की लत की धारणा ने आहार पुस्तकों और उपाख्यानों की रिपोर्ट के माध्यम से व्यापक रूप से लोकप्रिय ध्यान आकर्षित किया है और विद्वानों की जांच का विषय है। हाल के अध्ययनों ने पारंपरिक रक्त ऑक्सीकरण स्तर पर निर्भर एफएमआरआई का उपयोग किया है, अत्यधिक स्वादिष्ट भोजन की कल्पना दिखाए जाने पर दुबले व्यक्तियों की तुलना में मोटे तौर पर नाभिक accumbens और संबंधित मस्तिष्क क्षेत्रों में चयनात्मक अधिकता दिखाई है।6-11) और उन विषयों में जिन्होंने भोजन की लत के उपाय पर उच्च स्कोर किया (39)। हालाँकि, यह तर्क दिया जा सकता है कि भोजन से जुड़ी इस खुशी की प्रतिक्रिया मूल रूप से एक गोल्फर के आनंद से अलग नहीं है, जो एक हरे या एक ऑडिओफाइल सुनने वाले खूबसूरत संगीत की तस्वीरें देख रहा है (40)। पिछले शोध के विपरीत, हमारे अध्ययन ने एक्सएनयूएमएक्स एच के बाद अस्थिर मस्तिष्क गतिविधि की जांच करने के लिए इसी तरह की तालमेल और एएसएल विधियों के परीक्षण भोजन का उपयोग किया। फिर भी, भोजन की लत की अवधारणा की वैधता पर जोरदार बहस जारी है (41-47)। दुरुपयोग की दवाओं के विपरीत, भोजन जीवित रहने के लिए आवश्यक है, और कुछ व्यक्ति बिना किसी स्पष्ट प्रतिकूल शारीरिक या मनोवैज्ञानिक परिणामों के साथ उच्च मात्रा में जीआई (और उच्च कैलोरी, उच्च प्रसंस्कृत) खाद्य उत्पादों का सेवन कर सकते हैं। इस प्रकार, खाद्य वारंट की लत की अवधारणा के आवेदन अतिरिक्त यंत्रवत्-उन्मुख इंटरवेंशनल और अवलोकन अध्ययन।
निष्कर्ष में, हमने दिखाया कि एक उच्च-जीआई परीक्षण भोजन की तुलना में मस्तिष्क के क्षेत्रों में भोजन सेवन, इनाम और लालसा के बाद की अवधि से संबंधित गतिविधियों में वृद्धि हुई, जो कम रक्त शर्करा और अधिक से अधिक संयोग था भूख। ये न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल निष्कर्ष, वजन घटाने के रखरखाव के लंबे अध्ययन के साथ मिलकर (48, 49), सुझाव दें कि उच्च-जीआई कार्बोहाइड्रेट (विशेष रूप से, उच्च संसाधित अनाज उत्पादों, आलू और केंद्रित चीनी) की कम खपत ओवरईटिंग और अधिक वजन वाले और मोटे व्यक्तियों में स्वस्थ वजन के रखरखाव की सुविधा प्रदान कर सकती है।
Acknowledgments
हम चर्चा और सलाह उत्तेजक के लिए डोरोटा पावलक, साइमन वॉरफील्ड और फिलिप पिज़ो को धन्यवाद देते हैं; Joanna Radziejowska परीक्षण-भोजन तैयार करने और प्रावधान के साथ मदद के लिए; और सांख्यिकीय सलाह के लिए हेनरी फेल्डमैन। इनमें से किसी भी व्यक्ति को उनके योगदान के लिए मुआवजा नहीं मिला।
लेखकों की जिम्मेदारियां इस प्रकार थीं- डीसीए, सीबीई, जेएमजी, एलएमएच, बीएसएल, डीएसएल और ईएस: ने अध्ययन अवधारणा और डिजाइन प्रदान किया; डीसीए और बीएसएल: डेटा हासिल किया और सांख्यिकीय विशेषज्ञता प्रदान की; डीसीए, जेएमजी, एलएमएच, बीएसएल और डीएसएल: डेटा का विश्लेषण और व्याख्या; बीएसएल और डीएसएल: पांडुलिपि का मसौदा तैयार किया; DCA, CBE, JMG, LMH, RR, और ES: गंभीर रूप से पांडुलिपि को संशोधित किया; आरआर: तकनीकी सहायता प्रदान की; डीसीए, बीएसएल और डीएसएल: धन प्राप्त किया; डीसीए और डीएसएल: पर्यवेक्षण प्रदान किया; और डीएसएल: प्रमुख अन्वेषक के रूप में, अध्ययन में सभी डेटा तक पूरी पहुंच थी और डेटा की अखंडता और डेटा विश्लेषण की सटीकता के लिए जिम्मेदारी ली। डीसीए को इस अध्ययन में प्रयुक्त एएसएल तकनीकों से संबंधित आविष्कारों के लिए अपने वर्तमान और पूर्व शैक्षणिक संस्थानों के माध्यम से इमेजिंग तकनीक के विकास और अनुप्रयोगों और रॉयल्टी के लिए NIH और GE हेल्थकेयर, जो MRI विक्रेता है, से अनुदान प्राप्त हुआ। DSL को NIH से अनुदान मिला और मोटापे से संबंधित शोध, सलाह, और रोगी की देखभाल और बचपन की मोटापे के बारे में एक किताब से रॉयल्टी के लिए नींव मिली। बीएसएल, एलएमएच, ईएस, आरआर, सीबीई और जेएमजी ने ब्याज के टकराव की सूचना दी।
फुटनोट
5संक्षिप्तीकरण का उपयोग किया: ASL, धमनी स्पिन लेबलिंग; जीआई, ग्लाइसेमिक इंडेक्स; वीएएस, दृश्य एनालॉग स्केल।
संदर्भ
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