J Clin Endocrinol Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.
Haltia LT, Viljanen A, Parkkola R, Kemppainen N, Rinne JO, Nuutila P, Kaasinen V.
forrás
Neurológiai Tanszék, Turku Egyetem, PO Box 52, FIN-20521 Turku, Finnország. [e-mail védett]
Absztrakt
Absztrakt
Kontextus és cél:
Az elhízás számos metabolikus rendellenességhez kapcsolódik. A legújabb vizsgálatok azt mutatják, hogy az elhízás az agy működését is befolyásolja, és bizonyos degeneratív agyi betegségek kockázati tényezője. A vizsgálat célja, hogy megvizsgálja a súlygyarapodás és a fogyás hatását az agy szürke és fehér anyag szerkezetére. Feltételeztük, hogy az elhízott személyek agyában megfigyelt esetleges különbségek az intenzív étrendidő elteltével eltűnnek vagy csökkennének.
Módszerek:
A vizsgálat I. részében mágneses rezonancia leképezéssel 16 lean (átlagos testtömeg-index, 22 kg / m2) és 30 elhízott (átlagos testtömeg-index, 33 kg / m2) egészséges személyek. A II. Részben az 16 elhízott alanyok nagyon alacsony kalóriatartalmú étrendet folytattak az 6 wk-hoz, majd ismét megvizsgálták őket. A regionális agyi fehér és szürke anyag térfogatokat voxel alapú morfometriával számoltuk ki.
Eredmények:
Az elhízott személyeknél a fehéranyag-térfogatok nagyobbak voltak, mint a sovány alanyok több bazális agyi régióban, és az elhízott egyedek pozitív korrelációt mutattak a fehér anyag térfogata között a bazális agyi struktúrákban és a deréktól a csípő arányig. A kimutatott fehéranyag-terjeszkedést részben diétázással fordították vissza. Az elhízott és sovány tantárgyakban a regionális szürkeanyag-mennyiségek nem különböztek szignifikánsan, és a diétázás nem befolyásolta a szürke anyagot.
Következtetések:
A felfedezett fehéranyagváltozások pontos mechanizmusa még nem tisztázott, de a jelen tanulmány azt mutatja, hogy az elhízás és a diétázás az agyi szerkezet ellentétes változásaival jár. Nem kizárt, hogy az elhízás fehéranyag-terjeszkedése szerepet játszik a degeneratív agyi betegségek neuropatogenezisében.
Az OBESITY-t a testösszetétel változásai és a zsigeri zsírok és a zsigeri zsírok növekedése jellemzi. A testzsír felhalmozódása több metabolikus rendellenességhez kapcsolódik, amelyek hajlamosak lehetnek olyan betegségekre, mint a 2 típusú diabétesz, a magas vérnyomás, a stroke és a rák. Az elhízás központi idegrendszeri változásai kevésbé ismertek, bár a járványügyi vizsgálatok arra utalnak, hogy az egyes degeneratív agyi betegségek és az elhízás között kapcsolat van. Ismert, hogy a megnövekedett testtömeg a kognitív hanyatlás kockázati tényezője (1, 2) és az Alzheimer-kór (3), és az elhízás és a demencia közötti összefüggés független más betegségektől (4). A központi elhízás szintén összefügghet más neurológiai rendellenességek, mint pl.5). A komplex kapcsolatok alapját képező patofiziológiai mechanizmusok nem jól ismertek, de az elhízás és a dementáló betegségek között az egyik lehetséges kapcsolat az inzulinrezisztencia és / vagy a cukorbetegség kialakulása, amely befolyásolja a megismerést (1).
Ezért a degeneratív agyi betegségekkel kapcsolatos vizsgálatok alátámasztják azt az elképzelést, hogy az elhízás negatív hatással van az agy működésére, és vannak olyan humán vizsgálatok, amelyek az egészséges elhízott és sovány egyének funkcionális különbségeit mutatják. A pozitron emissziós tomográfiával (PET) és a funkcionális mágneses rezonancia leképezéssel (fMRI) végzett képalkotó vizsgálatok azt találták, hogy az elhízás az agyi véráramlás és a neurokémia változásaihoz kapcsolódik. Egy PET-vizsgálat [11C] raclopride azt jelezte, hogy a nagyon elhízott egyének agyi dopamin D2 receptorainak rendelkezésre állása a testtömegindexük (BMI) arányában csökken (6). A PET-et és a regionális agyi véráramlást mérő vizsgálatokban az elhízott és sovány egyének telítettségére differenciált agyi válaszok mutatkoztak (7, 8), és egy fMRI vizsgálat kimutatta, hogy az orális glükóz lenyelés gátolja az fMRI jelet a hypothalamus részében, és hogy ez a központi gátló válasz jelentősen legyengült az elhízott alanyokban (9). Egy másik fMRI vizsgálat kimutatta, hogy az elhízott étkezőkben az agy aktiválási területei nagyobbak (mint a sovány táplálkozók és a sovány és elhízott nem étkezési táplálkozók), válaszul a vizuális és hallásérzékeny étkezési ingerekre.10). Ezen túlmenően, egy korábbi foton-emissziós tomográfiával végzett vizsgálat kimutatta, hogy az élelmiszerek vizuális expozíciója a jobb időbeli és parietális cortices regionális cerebrális véráramlásának növekedésével jár az elhízott nőkben, de nem normális súlyú nőknél (11). A mágneses rezonancia képalkotással (MRI) és a voxel-alapú morfometriával (VBM) készült közelmúltbeli szerkezeti vizsgálat azt mutatta, hogy az elhízott egyedek szignifikánsan alacsonyabb agyi anyagmennyiséggel rendelkeznek a poszt-centrális gyrusban, a frontális operulumban, a putamenben és a középső frontális gyrusban. és a BMI az elhízott (de nem sovány) alanyokban negatívan kapcsolódik a bal oldali centrális gyrus szürkeanyag-térfogatához (12). A striatum környékén is kimutatható a fehéranyag térfogatbeli különbsége, amelyben az elhízott személyek nagyobb térfogatúak voltak, mint a sovány alanyok.
A legtöbb elhízás-agyi képalkotó vizsgálat statikus csoport összehasonlítás. Gyakran a csoportokat a BMI szerint választottuk el, és a választott központi idegrendszer változót, például a regionális véráramlást, a dopamin receptorokat vagy a szürke anyag térfogatát keresztmetszetben vizsgáljuk. Tudomásunk szerint az elhízásban az agy működésének hosszirányú elemzése nincs. A jelen tanulmányban érdekeltek voltak a súlygyarapodás és a veszteség hatásai az emberi agy szürke és fehér anyag szerkezetére. A foszfolipidek a neuronális és glialmembránok fő összetevői, és részt vesznek a membrán-átalakításban és a szintézisben és a jelátviteli folyamatokban (13). Az agyi foszfolipidek metabolizmusa dinamikus folyamat, amelyet például a szabad zsírsavak plazmakoncentrációja befolyásol. A nem-észterezett zsírsavak 5% -át a patkány agyán áthaladó vérből extraháljuk, és az extrakció független az agyi véráramtól (13). Az elhízást a szabad zsírsavak feleslege kíséri a plazmában, ami zsír felhalmozódást eredményez az adipocitákba, valamint több szervbe. Ezért feltételeztük, hogy az elhízott egyedek különbségei lehetnek az agyi zsír anyagcserében és a fehéranyagban a zsír felhalmozódásában, és ez tükrözi a fehéranyag térfogatát.
A vizsgálat célja, hogy két részből álljon: 1) az elhízott és sovány egyének hagyományos keresztmetszeti agyi összehasonlításából és a korrelációs analízisekből, valamint az 2-ból, az egyéni agy hosszirányú nyomon követéséből, egy nagy, gyors testtömegvesztés után. Az I. részben vizsgáltuk az agyi regionális szürke és fehér anyag térfogatbeli különbségeit a sovány és elhízott egyének között. A II. Részben az első részből az elhízott egyének (n = 16) alpopulációja az 6 wk-ra szabályozott, nagyon alacsony kalóriatartalmú étrendet (VLCD) kezdett, és a második agyi szkennelés után a 12 átlagosan sikeresen csökkentette súlyát %. A táplálkozásról ismert, hogy jótékony hatással van például az inzulinérzékenységre és a plazma lipidekre az elhízott egyénekben (14), és a testsúlycsökkenés a plazma leptin szint csökkenésével is összefügg (\ t15). Az agy, mint a lipidben gazdag szövet, szintén befolyásolhatja a fogyást. Vizsgáltuk, hogy a testsúlycsökkenés csökkentheti-e az agyi térfogatot az elhízott alanyokban az egész testben a zsírcsökkenéssel összhangban.
Témák és módszerek
Tárgyak és tanulmányi tervezés
I. rész
A vizsgálatban 30 elhízottak voltak (12 férfiak és 18 nők) és 16 sovány (nyolc férfi és nyolc nő). A lean egyedeket úgy határoztuk meg, mint a BMI-t kisebb, mint 26 kg / m2 és elhízott személyek, akiknél a BMI nagyobb, mint 27 kg / m2. Az étkezési rendellenesség, az anyagcsere-betegségek, a szív-érrendszeri betegségek, a korábbi vagy a jelenlegi kóros máj- vagy vesefunkció, anaemia vagy orális kortikoszteroid-kezelés kizárt. Az alanyok fő fizikai és metabolikus jellemzőit a 1⇓. Az elhízott egyének szignifikánsan magasabb glükóz, inzulin, leptin és szabad zsírsavak plazmakoncentrációja (1 táblázat)⇓). A tanulmány célját és lehetséges kockázatait az alanyok számára kifejtett írásos beleegyezés szerezte meg. A vizsgálati protokollt a Délnyugat-Finnország Egészségügyi Terület etikai bizottsága hagyta jóvá és a Helsinki nyilatkozat elvei szerint végezte.
A vizsgált alanyok fő demográfiai jellemzői és laboratóriumi értékei (éhezés után)
II. Rész.
Tizenhat túlsúlyos alany (négy férfi és 12 nő) részt vettem a II. Részben, amelynek során VLCD-t írtak le (2 táblázat)⇓). Az összes napi étkezést VLCD termékek váltották fel 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Finnország) időszakban (2.3 MJ, 4.5 g zsír, 59 g fehérje és 72 g szénhidrát naponta). A Nutrifast-hoz hozzáadva az alanyok naponta legalább 2 liter vizet vagy cukrot nem tartalmazó üdítőitalokat ittak. A fizikai aktivitás nem változott meg. Az étrendet rendszeresen egy táplálkozási szakértelemmel rendelkező nővér végezte. Az étrend után a katabolikus állapot elkerülése érdekében 1-wk helyreállítási periódus volt a normokalorikus étrenddel. Az MRI, az antropometriai mérések és a laboratóriumi vizsgálatok a helyreállítási időszak után ismétlődtek. A hasi területen a zsírszövet-tömegeket az L2 / L3 intervertebrális lemez szintjén értékeltük a diétázás előtt és után standardizált MRI-alapú módszerrel (16).
Képalkotó és adatelemzés
Az MRI-ket a Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual szkennerrel (Philips, Best, Hollandia) szereztük be. A teljes agy T1-súlyozott háromdimenziós gyors tér visszhang (FFE) adatsorát keresztirányú síkon szereztük meg (idő ismétlés = 25 msec, idő echo = 5 msec, flip szög = 30 °, gerjesztések száma (NEX) = 1, és látómező = 256 × 256 mm2), legalább 160 egymás melletti szeleteket kapva a fejen. A képeket személyi számítógépre helyezték át, és az MRIconvert használatával átkonvertálták az Analyze formátumra.http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) és az SPM2 segítségével elemeztük (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / SPM) és a Matlab 6.5 (The MathWorks, Natick, MA). Az optimalizált VBM protokollt alkalmazták a képekre (17). A VBM elemzés előtt egy tapasztalt neuroradiológus (RP) elvégezte az MR képek klinikai vizuális értékelését. Az egyik idős, sovány alanynak volt egy kis lacunáris infarktusa a bal oldali szigetelőkéreg közelében; semmilyen más klinikailag szignifikáns eredményt nem észleltek egyik alanyban sem.
sablonok
Testreszabott sablonokat hoztak létre, hogy megkönnyítsék az elhízott és sovány tantárgyak MRI-vizsgálatainak optimális normalizálását és szegmentálását. A sablon létrehozását a SPM2 szegmentálási algoritmusának eszköztár-kiterjesztésével végeztük (Christian Gaser, Jena Egyetem, Németország; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). A sablonokat azért készítettük, mert a jelen MRI-beolvasások kontrasztja eltérhet a meglévő sablontól, a jelenlegi alany populációjának demográfiai adatai eltérhetnek a meglévő sablon létrehozásához használtaktól, és minden szkenner specifikus egyenlőtlenségeket és inhomogenitásokat vezet be. Ezért a sablonokat úgy alakították ki, hogy a térbeli normalizálás során az egyik csoportra irányuló torzítás lehetőségét csökkentse (18).
Optimalizált VBM
A tanulmányspecifikus sablonok létrehozása után az optimalizált protokollt az eredeti adatokra alkalmaztam (17). Az optimalizált VBM protokoll javítja a térbeli normalizálást a szürke anyagú képek és egy szürke anyag sablon használatával anatómiai T1 képek helyett. Az optimalizált protokoll magában foglalja a partíciók tisztítását is morfológiai műveletek alkalmazásával és a válaszfalak opcionális modulációjával a jel teljes mennyiségének megőrzése érdekében. Mivel elsősorban az elhízás volumetrikus különbségeit érdekeltük, nem pedig a koncentráció különbségeit, úgy döntöttünk, hogy további modulációt alkalmazunk a VBM protokollunkban. A térbeli normalizáció kivágása 25 mm volt, közepes nemlineáris szabályozást alkalmaztunk, és a protokoll 16 nemlineáris iterációkat tartalmazott. A modulált képeket egy 12-mm teljes szélességgel simítottuk félig maximális (FWHM) izotróp Gauss-kernelben. A korábbi vizsgálatokban az optimalizált VBM-t megfelelően validálták, és a VBM-ben használt szövetosztályozási technika rendkívül reprodukálható eredményeket hozott (17).
Biokémiai elemzések
A plazma glükózkoncentrációját a glükóz-oxidáz módszerrel (Analox GM9 analizátor, Analox Instruments, London, UK) kettős mintában határoztuk meg. A glikozilált hemoglobint gyors fehérje folyadékkromatográfiával (MonoS; Pharmacia, Uppsala, Svédország) mértük. A plazma inzulinkoncentrációt dupla-antitest fluoroimmunoassays (Autodelfia; Wallac, Turku, Finnország) segítségével mértük. A szérum teljes koleszterint és a nagy sűrűségű lipoprotein koleszterint standard enzimatikus módszerekkel (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Németország) mértük egy teljesen automatizált analizátorral (Hitachi 704; Hitachi, Tokyo, Japán). A szérum alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterint Friedewald egyenlet alapján számítottuk ki.19). A szérummentes zsírsavat enzimatikus módszerrel határoztuk meg (acil-CoA-szintáz-acil-CoA-oxidáz-peroxidáz-módszer; Wako Chemicals, Neuss, Németország). A plazma-leptint RIA-val (Linco, St. Charles, MO) analizáltuk. Az I. részben a vérvizsgálatok, a derékkörfogat és a deréktól a csípőig terjedő adatok nem voltak elérhetőek négy sovány alanyból, és a leptin adatok egy elhízott alanyból hiányoztak.
Statisztikai analízis
A simított, modulált adatokat statisztikai paraméteres leképezéssel (SPM2) elemeztük az általános lineáris modell alkalmazásával. A térfogatbeli változásokat a modulált adatok elemzésével teszteltük. Mivel a moduláció során beépítettük a térbeli normalizáció által indukált térfogatváltozás korrekcióját, célszerű volt a teljes intrakraniális térfogatot (TIV) kovariatumként felvenni a fej méretbeli eltéréseiből adódó minden variancia eltávolítására. A TIV-t a SPM2 get_globals függvényében számítottuk ki. Kiszámítottuk és összegeztük az egyes szövetrészekben a voxelek számát.
A statisztikai elemzéshez kizártuk az 0.1-nál alacsonyabb szürke vagy fehér anyag értékű voxeleket, hogy elkerüljük a szürke és fehér anyag közötti határok közötti lehetséges szélső hatásokat. Az elhízott és sovány tantárgyak közötti különbségeket a kovariancia analízisével teszteltük, és a TIV-t, mint zavaró kovarianciákat. A fizikai / metabolikus mérések és az agyi fehér / szürke anyag térfogat korrelációs analízisét többszörös regressziós analízissel végeztük szexuálisan és TIV-ként, mint zavaró kovarianciákat. A diétázás hatását fehér és szürke anyagra párosítottuk t tesztek a SPM2-ben. A II. Rész korrelációs analízisét egyszerű regresszióval végeztük a delta képek kiszámításával (szkennelés 1 - scan 2) és delta értékek fizikai és metabolikus mérésekhez. Az SPM analízisek magassági küszöbértékét a következőre állítottuk be: P = 0.01 és az 50 voxel küszöbértéke. Az SPM-ek értelmezésére és a megfelelő anatómiai címkék meghatározására az MNI tér segédprogramot (Sergey Pakhomov, orosz Tudományos Akadémia, Szentpétervár, Oroszország) használták. A statisztikai szignifikancia szintjét voxel-szinten korrigáltuk P <0.01 [több összehasonlítással korrigálva hamis felfedezési arány (FDR) alkalmazásával]. Az adatokat eszközként (sd), hacsak másként nem jelezzük.
Eredmények
Regionális agyi térfogatok sovány és elhízott alanyokban (I. rész)
Nagyobb relatív agyi fehéranyag-mennyiséget figyeltek meg az elhízott alanyokban, a sovány alanyokhoz képest, több régióban: superior, középső és alsó időbeli gyri; fusiform gyrus; parahippocampal gyrus; agyi szár; és kisagy (minden eredmény kétoldalúan) (1⇓, A és B). Az SPM agyi térképen a szomszédos voxelek, amelyek jelentős csoportkülönbséggel rendelkeznek a relatív fehéranyag térfogatban, két klasztert képeznek [35,901 voxel, csúcs voxel (6 mm, −23 mm, -29 mm), FDR korrigált P = 0.006; 16,228 voxel, csúcs-voxel (-52 mm, −18 mm, −28 mm), FDR korrigált P = 0.006] (3 táblázat)⇓). A Lean-alanyok nem rendelkeztek nagyobb fehéranyag-térfogattal az elhízott alanyokhoz képest bármely agyi régióban. Az átlag (sd) a fehér fehéranyag térfogata 0.486 liter (0.063) volt az elhízott betegekben és 0.458 literekben (0.044) sovány alanyokban (TIV korrigálták) P = 0.14).
A, Olyan régiók, amelyekben az elhízott alanyok nagyobb fehéranyag-mennyiséget mutatnak, mint a sovány alanyok. A statisztikai paramétertérképeket a teljes vizsgálati minta T1 MRI-jén ábrázoljuk (n = 46). Színes sáv T statisztikai értékeket jelöl. Figyeljük meg a klaszterek szimmetrikus eloszlását az időbeli lebenyekben és az agyszárban. Jelentős eredményeket mutatnak be, az FDR-t korrigálták P = 0.006. B, fehér színű anyagmennyiség (terek) és női (körök) egy olyan klaszterben résztvevő személy, aki a bal oldali és limbikus lebeny (16,228 voxels) részeit foglalja el, a deréktól a csípő átmérőjének függvényében. Vegye figyelembe az alsó deréktól a csípő arányhoz tartozó alanyok alacsonyabb fehéranyag-mennyiségét.
A fehérje térfogatának jelentős regionális különbségei a vizsgálat I. részében és II. Részében
Pozitív korrelációt észleltek a fehéranyag térfogata és a derék és a csípő arány között az elhízott csoportban a temporális lebenyekben, az agyszárban és a kisagyban (mint fent). Ezen túlmenően ugyanez a korreláció volt megfigyelhető a limbikus és az occipitalis lebenyekben (lentiformus mag és középső nyakszívó gyrus). Ezek a területek két jelentős korrelációval rendelkező klasztert képeztek [59,340 voxel, csúcs voxel (−33 mm, −53 mm, −47 mm), FDR korrigált P = 0.008; 7,269 voxel, csúcs-voxel (43 mm, −48 mm, -21 mm), FDR korrigált P = 0.008]. Az életkor nem mutatott szignifikáns korrelációt a deréktól a csípő arányig (r = 0.21, P = 0.28). Az elhízott betegekben egy másik pozitív összefüggést észleltek a fehéranyag térfogata és a szérummentes zsírsav-koncentráció között. Ez szignifikáns volt a klaszterben, amely a bal oldali és a nyolcszögletű lebenyek részeit foglalta el (10,682 voxel, csúcs-voxel (-43 mm, −49 mm, -18 mm), FDR korrigált P = 0.004]. A fehéranyag térfogata és a BMI között nem volt szignifikáns összefüggés. A sovány csoportban nem találtak szignifikáns összefüggést a fizikai vagy metabolikus intézkedések és a regionális térfogatok között.
Nem volt statisztikailag szignifikáns különbség az elhízott és sovány alanyok szürkeáramlási térfogatában, bár a sovány alanyok bizonyos agyrégiókban, mint például a cinguláris gyri, a felső és a mediális frontális gyri, az agyszár és a kisagyban trend-szintű nagyobb szürkeanyag-térfogat volt. Az FDR-t korrigálták P = 0.025). Az átlag (sd) a szürke szürke anyag mennyisége 0.752 liter (0.070) volt az elhízott betegekben és az 0.734 literekben (0.074) sovány alanyokban (TIV korrigálták) P = 0.79).
A diétázás hatása (II. Rész)
Hat hét VLC-étrend-adagolás rendkívül jelentős súlycsökkenést váltott ki minden elhízott alanyban [11 (3.4) kg, 6.6 – 19 kg], valamint a sc és viszcerális zsírtömeg csökkenését a hasi területen (2 táblázat)⇓). A fogyás a vérnyomás, a koleszterin, a leptin és a glikozilált hemoglobin csökkenésével függ össze (2 táblázat).⇓), de nem tapasztaltak jelentős változásokat éhgyomri plazma glükóz- és inzulinkoncentrációban.
A diétázás hatása a fizikai mérésekre és a laboratóriumi értékekre (éhgyomorra)
Fogyasztás csökkentette a fehér fehéranyag mennyiségét: 0.498 liter (0.051) és 0.488 liter (0.048) diéta után (P = 0.002). A bal oldali lebenyben (fusiform gyrus, parahippocampal gyrus, és alacsonyabb, mediális és superior temporális gyri) csökkentek a regionális fehéranyag-mennyiségek [12,026 összefüggő voxelek, csúcs-voxel (−46, −6 és −31 mm), FDR korrigált P = 0.009] (2. Ábra)⇓, A és B és 3 táblázat⇑). Ezen túlmenően a fehéranyagcsökkentés több más klaszterben is elérte a trendszintű jelentőséget (az FDR-t korrigálták) P 0.03 és 0.07 között). Az agyi struktúrák egyike sem mutatta a fehéranyag mennyiségének növekedését a diétázás után. A globális vagy regionális szürkeáramlás változásai nem voltak jelentősek.P > 0.28).
A, Agyi régió, ahol az elhízott alanyok jelentősen csökkentették a fehéranyag mennyiségét a diétázás után. A statisztikai paramétertérképeket a táplálkozási almintában átlagosan T6 MRI ábrázolja (n = 1). Színes sáv T statisztikai értékeket jelöl, az FDR korrigált P = 0.009. B, A diétázás hatása az egyes fehéranyag-mennyiségekre az A. füzetben. Négyzetek, Férfi alanyok; körök, női alanyok.
Megbeszélés
Ez a tanulmány azt mutatja, hogy az elhízott betegek nagyobb fehéranyag-térfogatúak több bazális agyi régióban, összehasonlítva a sovány alanyokkal. Ha az elhízott alanyokat VLCD-vel kezelték 6 wk-hoz, a bal oldali lebenyben a fehér fehéranyag mennyiségének és a fehér fehéranyag térfogatának csökkenését találtuk. A globális és regionális szürkeáramlatok mennyisége hasonló volt a csoportok között, és nem változott a diétázás.
A súlyosan elhízott alanyok striatumjának közelében (BMI 39.4) a közelmúltban megnövekedett fehéranyag-térfogatot észleltek.12). Ebben a vizsgálatban a szürke agyi térfogat alacsonyabb volt az elhízott személyeknél több agyi régióban, és fordított összefüggést figyeltek meg a BMI és a szürke anyag térfogata között az elhízott, de nem sovány alanyokban. Nem találtunk szignifikáns szürkeáramú különbségeket a sovány és az elhízott alanyok között, bár több agyterület volt, ahol az elhízott alanyok trendszintű alacsonyabb szürkeanyag-mennyiségeket mutattak, mint a sovány egyének (P = 0.025). Mivel a jelen vizsgálatban résztvevő személyek kevésbé elhízottak voltak, mint a korábbi vizsgálatban \ t12) lehetséges, hogy a súlyosabb krónikus elhízás a fehér anyaggal együtt befolyásolja a szürke anyagot.
A jelen vizsgálatban az elhízott csoportban nagyobb fehéranyag-mennyiséget figyeltek meg a kétoldalú bazális régiókban, és a fehéranyag-terjeszkedés összefüggésbe hozta a deréktól a csípőig terjedő arányt (nem korrigált), de nem BMI-t. Számos tanulmány kimutatta, hogy a testzsír eloszlása, nem pedig mennyisége a metabolikus változásokhoz kapcsolódik (20, 21, 22). A deréktól a csípőig terjedő arány jobbnak tűnik a BMI-nél a kardiovaszkuláris betegségek és az anyagcsere rendellenességek kockázatának felmérésekor a pre- és posztmenopauzában lévő nőknél (23). Ezenkívül a közelmúltban végzett nagy vizsgálat (n = 27,007) bizonyítja, hogy a deréktól a csípőig terjedő arányban a BMI és a normális testsúlyú férfiak minden szintjén prognosztizálható a kardiovaszkuláris kockázat.24). A jelen tanulmányban erős nemi korrekciót találtunk a derék és a csípő arány, valamint a fehéranyag térfogata között. Ez arra utal, hogy az agyi fehéranyag inkább a hasi zsír felhalmozódásával, mint a testzsírral kapcsolatos lehet önmagában. Az agyon belül azonban a klaszterek nagy teljes mérete azt sugallja, hogy a kapcsolat lehet általánosabb és kevésbé specifikus. Az egyik értelmezés az lehet, hogy a zsigeri növekedés a központi myelinben a zsír felhalmozódásához kapcsolódik az agy egész területén.
A jelenlegi vizsgálat pozitív összefüggést mutatott a szérummentes zsírsav-koncentráció és az agyi fehéranyag-térfogat között a bal oldali és a nyakszőrös lebenyekben az elhízott személyeknél, és az elhízott személyek szérummentes zsírsavak szignifikánsan magasabb koncentrációját mutatják. Ezért az elhízás fehéranyag-különbségeinek magyarázata lehet az abnormális lipid anyagcsere és az agy felhalmozódása. A rágcsálókkal végzett korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a zsírsavak hypothalamikus metabolizmusa módosíthatja a táplálkozási viselkedést, és hogy a hosszú láncú zsírsav-aciltranszferáz-koenzim A hipotalamikus szintje fokozható a keringő vagy központi lipidek észterezésével és / vagy a helyi gátlással. lipid oxidáció (25). A jelen tanulmány eredményei és az állatkísérletek eredményei azt mutatják, hogy az elhízás zsírsavfeleslege az agyban patológiás lipid anyagcserét eredményezhet, és ez befolyásolhatja az agy fehéranyag térfogatát és az agy működését az élelmiszer szabályozásában. bevitel. Másrészt, bár a kimutatott térfogati különbségek összhangban vannak a vizsgálati hipotézissel, nem igazolják közvetlenül, hogy az elhízást az agyban felhalmozódó zsír felhalmozódik. A hipotézis megerősítése érdekében a jövőbeni vizsgálatoknak több bizonyítékot kell adniuk arról, hogy az ember elhízásában megváltozik az agyi zsírsav-anyagcsere.
Meg kell jegyezni, hogy bár a VBM pontosan észlelheti a regionális volumenváltozásokat, nem nyújt semmilyen nyomot a kórokozóról. Ezért az elhízásban a fehéranyag térfogat-növekedése nem feltétlenül kapcsolódik a zsírszövethez vagy a mielinhez. Elméletileg az egyéni hidratáltsági állapot befolyásolhatja a fehéranyag térfogatát, mivel az 16 h folyadékfelvételének hiánya az 0.55% -kal csökkentette az agyi térfogatot.26). Azonban a sovány és az elhízott betegek az MRI vizsgálat előtt azonos éhgyomri-kezelési utasításokat követtek, és normális (és hasonló) vér hematokrit értékeik voltak (átlagosan 41% a sovány csoportban, 42% az elhízott csoportban). Másodszor, az eredmények regionálisan szelektívek, és főként bazális agyi régiókban helyezkedtek el. A beavatkozási részben az elhízott alanyok 1-wk normokalorikus étrenden mentek át a második MRI vizsgálat előtt, ami feltehetően normalizálta a folyadék egyensúlyát. A diétázás előtti és utáni normális vér hematokrit értékek is voltak (39 vs 37%), ami arra utal, hogy nem volt jelentős változás a hidratációs állapotban.
A táplálkozás ismert, hogy javítja az inzulinérzékenységet és a plazma lipidprofilt (14), ezáltal megelőzve az elhízással járó társbetegségeket. A diétázás hatása az agy szerkezetére még nem vizsgálták. A jelen tanulmány II. Részében a diétázás által kiváltott fehéranyagcsökkenés az I. rész eredményeivel együtt arra utal, hogy mind a krónikus súlygyarapodás, mind a gyors fogyás kapcsolódik az agy fehéranyagához. A vizsgálat keretein belül a fehéranyag térfogatváltozásainak az elhízásban történő klinikai jelentőségét vizsgáltuk. Nem válaszolhatunk arra, hogy a jelentett agyi szerkezeti változások elsődlegesek vagy másodlagosak. Mindazonáltal a mielinben gazdag fehéranyagban levő eredmények lokalizációja alapján (a szürke anyag megőrzésével) feltételezzük, hogy a bemutatott változások másodlagosak, tükrözve a zsír felhalmozódását. Nem sikerült korrelálnunk a diétán belüli fehéranyag-változásokat a fizikai vagy anyagcsere-változásokkal, bár a fehéranyagcsökkenés és a hasi viszcerális zsírveszteség (a sc zsírhoz viszonyítva) közötti trendszintű kapcsolat volt megfigyelhető. Az eredmények azonban nem utalnak arra, hogy a központi fehéranyagváltozás a súlygyarapodás és a tömegvesztés elszigetelt eseménye, hanem az 30 elhízott alanyok (I. rész) és az 16 elhízott alanyok (II. Rész) vizsgált szubpopulációja túl kicsi volt korrelációs elemzésekhez a nagy variációval. Végül, a lehetséges regisztrálási hibák és simítás miatt elképzelhető, hogy bár a megfigyelt különbségek nagy része tükrözi a fehér anyag változását, nem zárható ki, hogy néhány szürkeanyag-jel szerepel a teljes jelben.
Összefoglalva, olyan adatokat közöltünk, amelyek arra utalnak, hogy az elhízás az agy fehéranyag-térfogatának növekedésével függ össze. A legjelentősebb összefüggést a derék és a csípő arány, valamint a fehér anyag között találtuk. A longitudinális analízis során az eredmények azt mutatták, hogy az agy fehérje zsugorodása rövidtávú diétázás után. Bár az epidemiológiai vizsgálatok kimutatták, hogy az elhízott egyénekben fokozódik a degeneratív agyi betegségek kockázata, az itt bemutatott fehérjék változásának az elhízásban és a diétában történő klinikai jelentősége még nem tisztázott. A jövőbeni tanulmányokat úgy lehetett megtervezni, hogy megvizsgálják a központi zsír felhalmozódás és a fehéranyag rendellenességek szerepét a degeneráció neuropatogenezisében.
Köszönetnyilvánítás
Köszönjük Dr. Paul Maguire-nak (Groningen-i Egyetem, Hollandia) felbecsülhetetlen segítséget a képelemzésben. Köszönjük a Turku PET-központ munkatársait a vizsgáztatásban nyújtott képzett segítségért.
Lábjegyzetek
Ezt a munkát a Finn Akadémia (Határozat 104334), a Turku Egyetemi Központi Kórház és a Turku Egyetem Alapítvány támogatta.
Közzétételi információ: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN, és VK-nek nincs semmilyen nyilatkozata.
Első közzétett online május 29, 2007
Rövidítések: BMI, testtömeg-index; FDR, hamis felfedezési arány; fMRI, funkcionális MRI; MRI, mágneses rezonancia leképezés; PET, pozitron emissziós tomográfia; TIV, teljes intrakraniális térfogat; VBM, voxel alapú morfometria; VLCD, nagyon alacsony kalóriatartalmú étrend.
- Fogadott November 13, 2006.
- Elfogadva Május 23, 2007.
Referenciák
A cikket idéző cikkek
;
