PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.
Megjelent online 2014 május 7. doi: 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Deanna L. Wallace,1,* Esther Aarts,1,2 Linh C. Dang,1,3 Stephanie M. Greer,1 William J. Jagust,1 és a Mark D′Esposito1
J. Bruce Morton, szerkesztő
Ez a cikk már idézett egyéb cikkek a PMC-ben.
Absztrakt
A mai napig néhány tanulmány feltárta azokat az neurokémiai mechanizmusokat, amelyek támogatják az emberek élelmiszer-preferenciáinak egyedi különbségeit. Itt vizsgáljuk meg, hogy a dorsalis striatális dopamin miként mérhető a pozitron emissziós tomográfia (PET) nyomjelzővel [18F] fluorometatirozin (FMT), korrelál az élelmiszerekkel kapcsolatos döntéshozatalsal, valamint az 16 testtömegindexével (BMI) egészséges súlya közepesen elhízott egyéneknek. Azt tapasztaltuk, hogy az alacsonyabb PET FMT dopamin szintézis kötési potenciálja korrelál a magasabb BMI-val, nagyobb az előnye az észlelt „egészséges” élelmiszereknek, de az egészségesebb élelmiszerekre vonatkozó minősítések is. Ezek az eredmények tovább igazolják a háti striatális dopamin szerepét az élelmiszerrel kapcsolatos viselkedésekben, és rávilágítanak az élelmiszer-preferenciák egyedi különbségeinek összetettségére.
Bevezetés
A modern társadalmat túlzottan sokféle élelmiszer-választék veszi körül, amelyek részben hozzájárulnak az Egyesült Államokban a túlsúlyos népesség növekedéséhez. [1]. A táplálkozási preferenciák egyedi különbségeit támogató neurokémiai mechanizmusok azonban nem értik jól. Egyesek természetesen inkább táplálkozási preferenciáikat táplálják az élelmiszer-áruk egészségértékére, az élelmiszerek ízértékére, és a ventromedial prefrontális kéreg (vmPFC) bizonyítottan szerepet játszik az „egészség” és az „egészség” hatásaihoz kapcsolódó célértékekben. íz" [2]. Továbbá az egyének kalóriatartalmát és az élelmiszerek vélt „egészségességét” illető megítélésében nagy eltérések vannak [3]és a tanulmányok azt mutatják, hogy az észlelt „egészséges” élelmiszerek túlterheltek az észlelt „egészségtelen” élelmiszerekhez képest, az egyenlő tápérték ellenére [3], [4].
Kimutatták, hogy a háti striatális dopamin szerepet játszik az élelem motiválásában mind az emberi, mind az állati modellekben [5], [6], [7], de a dopamin és az élelmiszer-kívánatosság vagy az emberek preferenciái közötti kapcsolatot nem vizsgálták alaposan. Ezen túlmenően, a dopamin receptorokat kötő PET-ligandumokat alkalmazó vizsgálatok korrelációkat mutatnak a BMI-vel, azonban mindkét pozitív \ t [8] és negatív [9] nem minden tanulmány talál jelentősebb szövetségeket (áttekintésre lásd [10]). Ezen endogén dopamin felszabadulástól függő PET-ligandumok jellege miatt nehéz a striatális dopamin és a BMI közötti összefüggéseket értelmezni. Az alacsonyabb dopamin receptor kötődés kevesebb létező striatális dopaminreceptort jelenthet (azaz negatív kapcsolat a PET-kötés és a BMI között, amint azt a [9]), vagy nagyobb dopamin receptor kötődés alacsonyabb endogén dopamin felszabadulást jelenthet, lehetővé téve a rendelkezésre álló nagyobb receptorok számát, amelyekben a PET-ligandum kötődhet (azaz pozitív kötődés a kötés és a BMI között, amint azt a [8]). A korábbi, a dopamin-receptorokat kötő PET-ligandumokat alkalmazó vizsgálatok kiegészítésére itt a PET-ligandummal végzett presinaptikus dopamin-szintézis kapacitás stabil mérését használtuk [18F] fluorometatirozin (FMT), amelyet humán és állati modellekben széles körben vizsgáltak [11], [12], [13], [14].
Vizsgálatunk célja a dorsalis striatum PET FMT dopamin szintézis és BMI közötti kapcsolat vizsgálata, valamint annak vizsgálata, hogy ezek a PET FMT dopamin szintézisei korrelálhatnak-e az élelmiszer-preferenciák egyedi különbségeivel. Feltételeztük, hogy az alacsonyabb PET FMT dopamin szintéziskötés magasabb BMI-vel fog megfelelni, amint azt az előző munka javasolta [15]. Azt is megjósoltuk, hogy az alacsonyabb endogén striatális dopaminnal rendelkező személyek nagyobb általános preferenciát élveznek az élelmiszerekkel (azaz mind az „egészséges”, mind az „egészségtelen” ételekkel szemben), összehasonlítva a magasabb striatális dopaminnal rendelkező egyénekkel, és hogy az egyének egészségre vonatkozó felfogása az élelmiszerekről is befolyásolhatja preferencia.
Módszerek és anyagok
Tantárgyak
Harminc három egészséges, jobbkezes alany, akik korábban PET FMT dopamin szintézis vizsgálatot kaptak, meghívást kaptak az itt bemutatott viselkedési tanulmányban való részvételre, és nem kaptak előzetes tudást a vizsgálatról, csak arról tájékoztatták, hogy a bonyolult döntéshozatalt tanulmányozza. Ezek közül az 33-ról az 16-alanyok beleegyeztek a részvételbe (8 M, 20-30 kor). A BMI-t ((kilogrammban kifejezve) / (magasság méterben) ∧2)) minden személyre számították (tartomány: 20.2 – 33.4, 1 elhízott, 4 túlsúlyos és 11 egészséges testtömegű személyek). Az alanyok nem rendelkeztek gyógyszerrel, étkezési zavarokkal, súlyos depresszióval és szorongásos zavarokkal. Az alanyokat arra is felkérték, hogy nagyon rossz, szegény, átlagos, jó vagy kiváló egészségben vannak-e. Mindannyian azt jelentették, hogy átlagosan kitűnő egészségi állapotban vannak, és jelenleg nem fogynak, vagy nem fogynak. Szociális és gazdasági helyzetet (SES) is gyűjtöttek a Barratt egyszerűsített szociális státuszú (BSMSS) személyektől. [16].
Etikai nyilatkozat
Valamennyi alany írásos beleegyező nyilatkozatot adott, és a részvételért a helyi etikai bizottság (Kaliforniai Egyetem Berkeley (UCB) és Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (LBNL) Emberi Résztvevők Védelméért Bizottságának (CPHP) és Lawrence Berkeley National Laboratóriumi intézményi felülvizsgálati testületek (IRB)). Az UCB és az LBNL CPHP-k és IRB-k kifejezetten jóváhagyják az itt bemutatott tanulmányokat
PET adatgyűjtés és elemzés
A PET-képalkotást és az FMT-kötést Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumban végeztük, ahogy azt korábban leírtuk [17]. Az FMT az aromás L-aminosav dekarboxiláz (AADC) szubsztrátja, egy dopamin szintetizáló enzim, amelynek aktivitása megfelel a dopaminerg neuronok dopamin szintetizálására. [13] és kimutatták, hogy a szinaptikus dopamin szintézis kapacitását jelzi [18]. Az FMT-t az AADC metabolizálja [18F] fluorometatiramin, amely [18F] fluor-hidroxi-fenil-ecetsav (FPAC), a dopaminerg terminálokban marad, és látható a PET FMT vizsgálatakor. Így a PET FMT szkennelés jelintenzitása összehasonlítható a [18F] fluorodopa [18], amelyben a nyomjelző felvétele erősen korrelál (r = 0.97, p <0.003) a striatális dopamin fehérje szinttel post mortem betegeknél, nagy teljesítményű folyadékkromatográfiás (HPLC) módszerekkel mérve [19]. Ezenkívül a [18F] fluorodopa, az FMT nem is az O-metiláció szubsztrátja, és ennélfogva nagyobb jel-zaj képeket biztosít, mint a [18F] fluorodopa [18]. Ezenkívül kimutatták, hogy az FMT-intézkedések közvetlenül megfelelnek a Parkinson-kór állatmodelljeiben alkalmazott dopamin-méréseknek [14].
A vizsgálatokat az 9AM-12PM vagy az 1PM-4PM alkalmazásával végeztük. A PET FMT dopamin szintézisadatok és a viselkedési adatok megszerzése közötti átlagos késleltetés 2.37 ± 0.26 év volt, összehasonlítva a laboratóriumunk korábbi vizsgálatában a PET FMT-t alkalmazó késéssel. [11]. Bár ez a késleltetés nem ideális, Vingerhoets et al. [20] kimutatta, hogy a preszinaptikus dopaminhoz kapcsolódó striatta ki viszonylag stabil mérés, 95% -os esélye annak, hogy 18% -án belül maradjon az egyes egészséges alanyok 7-éven belüli időtartama alatt. Ezért az FMT-intézkedések a [18F] fluorodopa [13], úgy gondolják, hogy viszonylag stabil folyamatokat (azaz szintézis kapacitást) tükröznek, és ezért nem különösebben érzékenyek a kis állapothoz kapcsolódó változásokra. Emellett a BMI nem különbözött szignifikánsan a PET és a viselkedési adatok megszerzése között (a BMI átlagos változása: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, kétoldalú párosított t-teszt). Továbbá minden résztvevőt az utolsó vizsgálat óta eltöltött életmódbeli változások (pl. A diéta és a testmozgás / napi aktivitás, a dohányzás vagy az ivás, a mentális egészség vagy a gyógyszer állapotának változása) során megvizsgálták. Végül a többszörös regressziós adatelemzésben változóként a PET FMT-vizsgálat és a viselkedési tesztek közötti BMI-változás, valamint a PET-vizsgálat és a viselkedési teszt között eltelt idő változott.
A PET-vizsgálatokat a Siemens ECAT-HR PET kamerával (Knoxville, TN) végeztük. Körülbelül 2.5 mCi nagy specifikus aktivitású FMT-t injektáltunk bolusként egy antecubitalis vénába, és 3D módban dinamikus felvételi szekvenciát kaptunk összesen 89 min szkennelési időre. Két nagyfelbontású anatómiai képet (MPRAGE) szereztünk minden egyes résztvevőn egy Siemens 1.5 T Magnetom Avanto MRI szkenneren (Siemens, Erlangen, Németország), 12-csatorna fejtekercs segítségével (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; voxel méret = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, 160 axiális szeletek, FOV = 256 mm, szkennelési idő ∼9 perc). A két MPRAGE-t átlagoltuk, hogy egy nagyfelbontású szerkezeti képet kapjunk, amelyet egyéni caudate és cerebellum régiók létrehozására használtunk (ROI).
Bal és jobb caudate és cerebellum ROI-k (mint referencia-régió, mint a korábbi vizsgálatokban [11]) kézzel rajzoltuk az egyes résztvevők anatómiai MRI vizsgálatára az FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), amint azt korábban leírtuk [21]. Mind a belső, mind a belső értékek közötti megbízhatóság meghaladta az 95% -ot (a két laboratórium tagjai által végzett minősítések alapján). A dopaminerg magokból származó FMT-szennyezés szennyeződésének elkerülése érdekében csak a szürke anyag hátsó háromnegyede került a kisagyi referencia régióba. A PET FMT térbe történő közös regisztrálás után csak a fenti 50% -os eséllyel rendelkező voxelek kerültek a ROI-kba, hogy biztosítsák a magas szürke anyag valószínűségét.
A PET FMT-képeket rendezett részhalmaz-várakozási maximalizálási algoritmussal rekonstruáltuk súlyozott csillapítással, korrigált, mozgáskorrekcióval és simított 4 mm teljes szélességű félmagral, statisztikai paraméteres leképezés 8 (SPM8) segítségével.www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Az anatómiai MRI-szkennelést a PET FMT szkennelésben lévő összes újraszervezett keretek átlagképe képezte az FSL-FLIRT használatával (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, 4.1.2 verzió). A házon belüli grafikus elemző program segítségével, amely a Patlak ábrázolását hajtja végre [22], [23], Ki képek, amelyek a referencia régióhoz viszonyítva az agyban felhalmozódott nyomjelző mennyiséget képviselik (kisagy [11], a PET-adatokból származó zaj potenciális zavarainak minimalizálására szolgáló PET-analízis standard gyakorlatát). Ki az értékeket külön-külön kaptuk a bal és jobb caudate ROI-któl, és az egyesüléseket Ki értékek, BMI és viselkedési intézkedések. Továbbá, mivel az életkor és a szex bizonyult hatással az FMT kötődésére [15], [24], az FMT és a BMI közötti korrelációkat korrigálták az életkor és a nem (valamint a BMI esetleges változásai között a PET-vizsgálat és a viselkedéses tesztelés között) kontrollváltozókkal egy Pearson-féle részleges korrelációban.
Viselkedési paradigma
Az alanyokat arra kérték, hogy egy órával a vizsgálati munkamenet előtt egy tipikus, de nem túl nehéz ételt enni. Ennek a kérésnek való megfelelés ösztönzése érdekében a tesztelési munkameneteket a tipikus étkezési idő után (pl. 9AM, 2PM és 7: 30PM) terveztük, és az utolsó étkezés időpontját rögzítettük. A vizsgálat előtt felhasznált élelmiszereket és az utolsó ételtől a tesztelési munkamenetig eltelt időt (az erőforrás által meghatározottak szerint) rögzítették. www.caloriecount.com és az étkezések méretei, amelyeket az egyén önállóan jelentett. Annak érdekében, hogy az éhezés ne befolyásolja a feladatot, az éhséget és a teljességet vizuális analóg skálával is mérjük [25].
A nyolcvan élelmiszerből készült képeket használtak fel, amelyekben az 3 különálló blokkjait az 1) kívánatossága, az 2) egészségessége és az 3) az E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg) programban értékelte. PA, USA) ábra 1). Az egészséges, egészségtelen és semleges élelmiszerek kiegyensúlyozott számával rendelkező feladat létrehozásához először egy objektív egészségi értéket hoztunk létre a nyolcvan élelmiszer-tételhez, egy szabványos, objektív pontszámot rendelve -3 (nagyon egészségtelen) + 3-hoz ( nagyon egészséges) minden egyes ételre egy levél fokozat alapján (F-mínusz (nagyon egészségtelen) és A-plus (nagyon egészséges)) és az on-line forrás táplálkozási információi között www.caloriecount.com. Ezek a levélminőségek számos tényezőt (pl. Kalóriát, zsírtartalmat, rostot stb.) Tartalmaznak, és az internetes hivatkozásként az „egészséges táplálkozásra vonatkozó választások” on-line referenciájaként szerepelnek. Ezután kiegyensúlyoztuk a feladatot körülbelül egyenlő számú egészséges (azaz 2 vagy 3 objektív pontszámmal rendelkező élelmiszerekkel, például gyümölcsökkel és zöldségekkel), semleges (azaz az 1 és -1 objektív pontszámmal rendelkező élelmiszerek, mint például a sós kekszek) és az egészségtelen termékek. (azaz olyan élelmiszerek, amelyek negatív objektív pontszámot tartalmaznak -2 vagy –3, mint például magasan feldolgozott cukorkák).
Az alanyokat először arra kérték fel, hogy értékeljék, hogy az egyes elemeket milyen mértékben kívánják („1” skálája (erősen nem akarja) az 4-hoz (erősen akar)), a szövegben „előnyben részesített” kifejezésként összhangban van az irodalommal [2]. Megjelenik az élelmiszer-tétel, és az alanynak 4 másodpercig kell válaszolnia, és mind a nyolcvan élelmiszer-elemet értékelte, mielőtt folytatná a következő „egészség” és „íz” blokkokat (lásd alább). Mivel az emberek képesek az élelmiszer-választások modulálására, nemcsak bizonyos élelmiszerek ízére, hanem az egészségesség észlelésére is [26], csak azt kértük a témát, hogy értékelje, hogy mennyire akarják az ételt, vagy szeretnék megtalálni a kívánt élelmiszert, és a preferencia blokk mindig először került bemutatásra. Annak érdekében, hogy a téma ténylegesen előnyben részesüljön a bemutatott élelmiszereket illetően, az alanyok tájékoztatást kaptak arról, hogy a tesztelés végén egy élelmiszerelemet kapnak a feladatból a „kívánatosságuk” alapján. Az alanyok nem tudták a következő második és harmadik blokkban (az alábbiakban leírtak szerint), arra kérik, hogy megítéljék, mennyire egészségesek és ízletesek voltak minden egyes élelmiszerelem.
A második blokkban az alanyok azt értékelték, hogy mennyire érzékelték a nyolcvan ételt egészségesnek vagy egészségtelennek (-3 nagyon egészségtelennek az 3 számára) és egy harmadik blokkban, hogy milyen ízletesek voltak a nyolcvan ételt (−3 nem egyáltalán ízletes az 3-hoz nagyon ízletes). Ezeknek a blokkoknak a sorrendje minden téma esetében konzisztens volt, mivel nem akartuk befolyásolni az egészségügyi besorolásokat potenciális rendezési hatásban. Az alanyokat tájékoztatták arról, hogy az egészség és az íz értékelése nem befolyásolja a „kívánatosság” blokkban kapott válaszuk alapján kapott tételeket. 6-pont skálát választottunk az egészség- és ízértékek számára, hogy szélesebb skálát lehessen mérni az íz / egészség észlelés mérésére, beleértve a –1 és + 1-nek megfelelő „semleges” minősítést, míg a kívánság / preferencia blokk 4-pont skálája csak az előnyben részesített vagy nem preferált élelmiszereket tükrözné. A teljes feladat körülbelül 25 percig tartott. A témaköröket a feladat végén megkérdezték, ha vannak olyan élelmiszerek, amelyek ismeretlenek voltak, és amelyek nem válaszoltak. Valamennyi tantárgy arról számolt be, hogy ismeri az élelmiszer-elemeket, és minden tételt minden témakörben minden három blokkra vonatkozóan értékeltek.
A doramin a dorsalis striatumban kimutatták, hogy erős kapcsolatban áll az élelmiszer motivációjával [5], [6], [7]. Az ízérzékelés szintén szoros összefüggésben áll az élelmiszer kívánatosságával, mivel a legtöbb ember inkább az ételeket kedveli, hogy ízletesek is [27]. Mivel számos preferencia-, íz- és egészségügyi blokk kombinációja létezik, melyeket a többszörös összehasonlítások kiküszöbölésére és a hamis korrelációk lehetőségének kiküszöbölésére, ezen irodalom alapján megvizsgáltuk, melyeket az önértékelő 1-nek minősítettünk. , ízletes és „egészséges” és 2-t érzékelt, ízletes és „egészségtelen”. (Előnyben részesített tételek 3 vagy 4 a „kívánatosság” blokkban; ízletes tételek, amelyek 2 vagy 3 minősítésűek a „ízlés” blokkban, az észlelt „egészséges” tételek, amelyek 2 vagy 3 értéknek minősülnek, és „egészségtelen” termékek, amelyeket -2 vagy −3 az „egészségesség” blokkban). A post-hoc elemzés azt is vizsgálta, hogy az észlelt „egészséges” és „egészségtelen” élelmiszerek aránya, az előnyben részesített „egészséges” élelmiszerek száma nem volt ténylegesen egészséges (azaz a preferált elemek, amelyeket az egyén egészségesnek értékelt). mínusz a preferáltnak minősített tárgy, amely ténylegesen egészséges volt a kijelölt objektív egészségügyi pontszám alapján (például, ha egy alany értékelte a „kekszet” az előnyben részesített egészséges táplálékként, egészséges 3 értékkel (nagyon egészséges), és a kijelölt objektív egészségi pontszám 1 volt (semleges-egészséges), ezt az előnyös, egészséges tápláléknak kell tekinteni, ami nem volt egészséges.
Statisztikai elemzés
Lépésenkénti többszörös lineáris regressziót alkalmaztunk a két különálló változó közötti kapcsolatok tesztelésére: 1) előnyben részesített, ízletes és egészségesnek vélt és 2) az előnyben részesített, ízletes és vélhetően egészségtelen ételek, valamint a független változók: a jobb caudate PET FMT értékek, bal oldali kaudált PET FMT értékek, BMI, életkor, nem, társadalmi-gazdasági helyzet, a BMI változásai a PET és a viselkedési tesztek között, valamint a PET és a viselkedési tesztek között eltelt idő az SPSS 19. verziójában (IBM, Chicago, Ill., USA), a független változó felvétele a p <0.05 értékre beállított és p> 0.1 értékkel kizárt modellbe. Az észlelt „egészséges” –– „egészségtelen” arány erősen korrelált a preferált érzékelt „egészséges” elemek függő változójával (r = 0.685, p <0.003), ezért nem tudtuk beírni ezt a változót a modellbe. Azonban Pearson részleges korrelációit korrigálva az életkor, a nem és az esetleges BMI-változások alapján, a jobb caudate PET FMT és az 1) BMI, 2) „egészséges” –– „egészségtelen” arány és 3) átlagos kalória közötti közvetlen összefüggések tesztelésére használták. az SPSS 19. verziójával (IBM, Chicago, Ill., USA). Továbbá teszteltük a PET FMT dopaminszintézis értékek, az előnyben részesített észlelt „egészséges” élelmiszerek számának kapcsolatát, amelyeket a számított pontszám nem minősített egészségesnek, és azokat az előnyben részesített elemeket, amelyeket a kiszámított pontszám egészségesnek minősített egy lépésben. bölcs többszörös regressziós modell. (A kiszámított pontszám szerint nem egészségesnek minősített, előnyben részesített észlelt „egészséges” élelmiszerek száma és a kiszámított pontszám alapján egészségesnek minősített előnyös termékek száma nem volt szignifikáns összefüggésben (r = 0.354, p = 0.23). Azt is teszteltük, hogy volt-e összefüggés a BMI változása és a függő változók között: bal és jobb oldali caudate PET FMT értékek, SES, életkor, nem, a PET képalkotás és a viselkedésvizsgálat közötti idő, az előnyben részesített észlelt „egészséges” ételek és a preferált érzékelt „egészségtelen” ételek száma lépésben lineáris regresszió: Az adatokat Pearson r-értékeként mutatjuk be.
Eredmények
Kapcsolat a PET FMT dopamin szintézis értékei és a BMI között
Először azt vizsgáltuk, hogy van-e szignifikáns kapcsolat a PET FMT dopamin szintézis értékei és a BMI mérések között az 16 egyénekben (átlagosan közepesen túlsúlyos / elhízott egyének). Szignifikáns negatív korrelációt találtunk a PET FMT dopamin szintézis értékei és a BMI között, a magasabb BMI egyedek alacsonyabb dopamin szintézissel rendelkeztek (2A ábra: PET FMT nyers képek magasabb (bal) és alsó (jobb) BMI egyénekből; 2B ábra: jobb caudate, r = −0.66, p = 0.014, balra caudate: r = −0.22, p = 0.46 (nem szignifikáns (ns)), kontrollált a kor, nem és a BMI dózistartományának BMI változásaiban a viselkedési tesztekhez ).
A PET FMT dopamin szintézis értékei és az élelmiszer-preferencia kapcsolat
Az alanyok 3 külön blokkokban nyolcvan élelmiszer-elemet értékeltek az egyes élelmiszerek 1) kívánatosságának, 2-jának egészségességének és 3-jának alapján (lásd ábra 1). Az elemek körülbelül 50% -a egészséges és egészségtelen volt, amint azt az egészségügyi információk is meghatározták Módszerek és anyagok). A doramin a dorsalis striatumban kimutatták, hogy erős kapcsolatban áll az élelmiszer motivációjával [5], [6], [7], míg az élelmiszer hedonikus tulajdonságai más neuronális mechanizmusokon keresztül közvetülnek [7], [27]. Az ízérzékelés azonban nagymértékben korrelál az élelmiszer kívánatosságával, mivel a legtöbb ember inkább az ételeket kedveli, hogy ízletesek is [27]. Itt azt is tapasztalhatjuk, hogy az ízérzékelés és a preferencia erősen korrelál, mivel az előnyben részesített tételeket is ízletesnek értékelik (r = 0.707, p <0.002).
Ezért annak megvizsgálására, hogy az egészségészlelés hogyan befolyásolhatja az étellel kapcsolatos döntéshozatalt, lépésenként többszörös lineáris regressziót alkalmaztunk az előnyösnek, ízletesnek és egészségesnek vélt élelmiszerek számának függő változója és a független változók közötti kapcsolatok modellezésére. FMT bal és jobb caudatában, BMI, életkor, nem, SES, a BMI változása a PET-vizsgálat időpontjától a viselkedési tesztelésig és a PET-től a viselkedési tesztig eltelt idő. A jobb caudate PET FMT dopaminszintézis értékei jelentősen hozzájárulnak az egészségesnek vélt előnyös, ízletes tételek számának regressziós modelljéhez (Beta: −0.696; t (15) = −3.625, p <0.003, ábra 3), míg az összes többi független változót nem szignifikánsként kizártuk a modellből (t (15) <1.216, p> 0.246). Teszteltük azt a hipotézist is, miszerint az előnyben részesített, észlelt „egészségtelen” elemek száma szintén kapcsolatot mutatna ezekkel a független változókkal, de egyetlen független változó sem került be a modellbe olyan szignifikánsnak (F <2.7, p> 0.1). Így az alacsonyabb kaudált PET FMT dopaminszintézis értékű egyének nagyobb preferenciát élveznek az észlelt „egészséges”, de nem vélt „egészségtelen” élelmiszerek iránt.
Kapcsolat a PET FMT dopamin szintézis értékei és az élelmiszerelemek egészségügyi észlelése között
Feltételeztük, hogy a PET FMT dopamin szintézis értékei és az észlelt „egészséges” tételek közötti preferencia az élelmiszerelemek egészségügyi észlelésében mutatkozó egyéni különbségeknek tudható be. Bár a feladatot az egészséges és egészségtelen élelmiszerekre vonatkozó megközelítőleg 1∶1 arányban terveztük, az egyének széles körben elterjedtek az elemek egészségességének felfogásában, az egészséges és az egészségtelen termékek aránya az 1.83∶1-tól 0.15∶1-ig terjed. Ezért post-hoc elemzésként vizsgáltuk a jobb caudate PET FMT dopamin szintézis és az észlelt „egészséges” és az „egészségtelen” tételek arányát, és szignifikáns negatív korrelációt találtunk (r = −0.534, p = 0.04) az alacsonyabb caudate PET FMT dopamin szintézis értékei, amelyek megfelelnek a „egészségtelen” -hez képest „egészségesnek” tekintett tételek nagyobb számának.
Ezért fokozatosan többszörös lineáris regressziót alkalmaztunk a PET FMT dopamin szintézisének caudate és az észlelt egészséges, de nem egészséges egészséges táplálkozás preferenciái közötti összefüggések kivizsgálására (amint azt az objektív számított pontszám határozza meg, lásd Mód), valamint az egészséges ételek preferenciája az objektív számított pontszám alapján. Jelentős összefüggést találtunk a caudate PET FMT dopaminszintézis értékei és az észlelt egészséges, de nem tényleges egészséges ételek preferenciája között (Beta: −0.631, t (15) = −3.043, p <0.01), de a caudate PET FMT dopamin között nem volt szignifikáns kapcsolat. szintézisértékek és a tényleges számított egészséges ételek preferenciája (t (15) = −1.54, p> 0.148), ami azt jelzi, hogy a túlságosan észlelt „egészséges” ételek preferenciája szorosabban korrelál az alacsonyabb FMT egyedekben. Ezenkívül nem volt szignifikáns kapcsolat a caudate PET FMT dopaminszintézis értékei és az előnyben részesített termékek átlagos kalóriája között (r = 0.288, p> 0.34), ami azt jelzi, hogy az alacsonyabb PET FMT dopaminszintézisű egyedek nem különböztek az előnyös ételek kalóriatartalma tekintetében.
Nem találtunk összefüggést a BMI és a PET FMT dopaminszintézis értékének változása, a SES, az életkor, a nem, a PET képalkotás és a viselkedésvizsgálat közötti idő, a preferált észlelt „egészséges” ételek vagy a preferált „egészségtelen” ételek száma között (p> 0.1).
A tesztelés ideje, az utolsó étkezés óta eltelt idő és az utolsó étkezéskor elfogyasztott kalóriák száma nem volt szignifikáns összefüggésben semmilyen viselkedési méréssel (p> 0.13). Az éhség és a teltség mértéke szintén nem állt összefüggésben a viselkedés mértékével (p> 0.26).
Megbeszélés
A vizsgálat célja az endogén caudate dopamin szintézis, a BMI és az élelmiszerrel kapcsolatos viselkedés közötti kapcsolat vizsgálata volt. Megállapítottuk, hogy a PET FMT dopamin szintézisével mérve alacsonyabb caudate dopamin szintézis korrelál az 1-nel) nagyobb BMI-vel és 2-rel), jobban preferált az észlelt „egészséges” élelmiszerekre. Azt is megállapítottuk, hogy az alacsonyabb caudate PET FMT dopamin szintézis értékei és az élelmiszerek egészségességének nagyobb mértékű túlértékelése, valamint a nagyobb előnyben részesített „egészséges” élelmiszerekkel való összefüggés, amely nem volt egészséges. Nem találtunk szignifikáns kapcsolatot a PET FMT dopamin szintézise és az előnyben részesített élelmiszerek átlagos kalóriatartalma között.
A kutatások arra utalnak, hogy az egészségtelen ételek előnyben részesítése és túlfogyasztása a tömeggyarapodás és a BMI (a betegségek elleni védekezés és megelőzés központjai) közül kettő. http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Érdekes, hogy alacsonyabb dorsalis striatális dopamin szintézist találtunk összefüggésben az előnyben részesített „egészséges” élelmiszerek nagyobb számával. Bár ez a korreláció nem utalhat ok-okozati összefüggésre, ez a megállapítás arra utal, hogy a dorsalis striatális dopamin szintézis endogén különbségei részben szerepet játszhatnak az élelmiszer-preferenciák egyedi különbségében. Itt azt javasoljuk, hogy az alacsonyabb caudate PET FMT dopamin szintézis értékek alacsonyabb tonikus dopamint képviseljenek, amely a ízletes ingerekre adott válaszként nagyobb fázisú repedést tesz lehetővé. [28] és talán megváltoztatta az élelmiszerekre adott válaszreakciót. Aezen túlmenően a dorsalis striatális dopamin ezen különbségei befolyásolhatják a szomatoszenzoros kéreg ízületi ingerének feldolgozását, mivel egy korábbi vizsgálatban megváltozott aktiválódást tapasztaltak mind a hátsó striatális, mind a somotosensoros régiókban, ahol az elhízásra érzékeny személyek ételt fogyasztanak. [29]. Az alsó hátsó striatális dopamin szintén összefüggést okozhat a dorsalis striatum és a dorsolaterális prefrontális kéreg (DLPFC) között, amint azt a legutóbbi megállapítások javasolják [30]. Tennélfogva feltételezzük, hogy a dopaminhoz kapcsolódó dorsalis striatum mechanizmusok befolyásolhatják az egészség észlelési különbségeket, akár a szomatoszenzoros feldolgozással (pl. megváltozott ízérzékelési tulajdonságokkal), akár a DLPFC-vel való összekapcsolhatósággal, ami bizonyítottan szerepet játszik a korábban preferált választás túlértékelésében példány [31]. A funkcionális mágneses rezonanciás képalkotás (fMRI) megvilágíthatja ezeket az egyes élelmiszer-preferenciák és az egészségértékek túlértékelésének lehetséges mechanizmusait.
Először azt jósoltuk, hogy az alacsonyabb háti striatális dopaminnal rendelkező egyéneknek nagyobb a teljes élelmezési preferenciája (vagyis inkább az „egészségesnek és egészségtelennek” minősített tételek több számát részesítik előnyben), összehasonlítva a magasabb dorsalis striatális dopaminnal rendelkező egyénekkel. Tanulmányunk egy másik megállapítása azonban az volt, hogy az élelmiszerek egészségességének túlbecslése (azaz az egészségesebb érzés), de nem az előnyben részesített élelmiszerelemek kalóriatartalma, vagy az objektíven meghatározott egészséges élelmiszerek preferálása jelentősen összefügg az endogén dorzális diazamin-intézkedések. Ezért az egyetlen magyarázat az észlelt „egészséges” élelmiszerekkel való szignifikáns kapcsolatra vonatkozó megállapításainkra az lehet, hogy az „egészségesnek” érzékelt ételek előnyösebbek. Különösen ez lehet a helyzet, mivel tanulmányunkat szándékosan az alanyok étkezése után végeztük, amikor az általános étkezési vágynak minimálisnak kellett lennie. Ezért az alanyok jobban preferálták a túlértékelt „egészséges” ételeket, annak ellenére, hogy akkor jóllakottak és nem voltak éhesek. Az endogén sztriatális dopamin és az éhezési preferenciák közötti összefüggéseket vizsgáló jövőbeni tanulmányok az éhes és a telített állapotokban tovább igazolják ezt a hipotézist.
Azt is érvelhetjük, hogy az egészség észlelése az élelmiszerekkel kapcsolatos expozíciót és tapasztalatot igényel az egészség értékének megszerzése érdekében, és előfordulhat, hogy az étrendi életmódbeli különbségek befolyásolják vagy módosították a dorsalis striatális dopaminszintézist. Továbbá az élelmiszerek ismertségével kapcsolatos különbségek az élelmiszer-preferenciák vagy az élelmiszerek túlzott mértékű minősítésének különbségeihez köthetőek volna. A témakörök végén azonban az alanyok jelentették, hogy ismerik az összes élelmiszer-elemet Mód). Bár nem vizsgáltuk a táplálkozásban mutatkozó különbségeket, szándékosan megvizsgáltuk azokat a betegeket, amelyek nem voltak étrendesek a vizsgálat időpontjában. Ezenkívül az összes alany fiatal volt (19 – 30 korcsoport) anélkül, hogy előfordult volna étkezési rendellenessége, és átlagosan kitűnő egészségi állapotba kerültek. A társadalmi-gazdasági helyzetet is értékeltük, és nem találtunk befolyást. Vannak azonban más környezeti hatások is az élelmiszer-preferenciákra, amelyek a striatális dopamin mellett a jövőbeni tanulmányokban tovább vizsgálhatók.
Feltételezzük, hogy az egészségérzékelés finom egyedi különbségei hozzájárulhatnak a BMI növekedéséhez az idő múlásával, mivel arról számoltak be, hogy a napi kalóriabevitel kisebb mértékű növekedése (függetlenül attól, hogy „egészséges” vagy „egészségtelen”) hozzájárul-e az általános súlygyarapodáshoz. [32]. Bár itt nem találtunk összefüggést a BMI és az egészség észlelése között, talán a BMI nagyobb tartományával, az élelmiszerek egészségességének túlbecslése a nagyobb BMI tantárgyaknál kifejezettebb lehet. A BMI és az élelmiszerrel kapcsolatos viselkedések közötti jelentős megállapítások hiánya arra utalhat, hogy az endogén striatális dopamin szorosabban kapcsolódik az élelmiszerrel kapcsolatos viselkedéshez, mint maga a BMI, mint fenotípus, mivel a BMI-t különböző bonyolult tényezők befolyásolják, és nem feltétlenül a legjobb előrejelző. a viselkedés vagy az idegfelvételek eredményei (lásd [10] ellenőrzésre). Nem találtunk semmilyen előrejelzőt a BMI változásaira a PET-felvétel és a viselkedési teszt között eltelt időre, bár a BMI változása az alanyoknál kicsi volt, és nem különbözött szignifikánsan az időpontok között. A PET FMT dopamin-szintézisét hasznosító jövőbeni vizsgálatok, valamint az élelmiszer-preferenciák és az egészség észlelési intézkedések nagy érdeklődéssel bírnak a nagyobb BMI-ingadozású populációban.
A dopamin-receptorokat kötő PET-ligandumokat alkalmazó korábbi vizsgálatok kiegészítésére a dopamin szintézis kapacitásának mértékét használtuk, és azt mutattuk, hogy a dorsamin szintézis alacsonyabb a dorsalis striatumban (azaz a caudate) magasabb BMI-vel. Meg kell jegyeznünk, hogy tanulmányunk keresztmetszeti jellegéből adódóan nem tudjuk véglegesen megkötni az alacsonyabb háti striatális FMT dopamin szintézis értékeket, amelyek magasabb BMI-nek felelnek meg. Tanulmányunkban azonban egészséges súlyt alkalmaztunk mérsékelten túlsúlyos / elhízott (azaz nem morbidisan elhízott) egyénekre, és ezért eredményeink arra utalhatnak, hogy az alacsonyabb háti striatus preszinaptikus dopamin intézkedések megfelelhetnek az elhízás iránti hajlamnak. Másrészt az is előfordulhat, hogy a preszinaptikus dopamin csökkenése a caudatában mérsékelten magasabb BMI-re adott válaszként jelentkezett, mivel kimutatták, hogy a dopaminerg jelátvitel csökken az állatmodellek túlzott fogyasztása miatt. [5], [33]és az élelmiszer túlfogyasztása jellemzően a testsúlynövekedéshez vezet, ami magasabb BMI-t eredményez. Habár tanulmányunkban korlátozott számú BMI-t alkalmaztunk, esetleg a vizsgálat korlátozásaként tekintettük, az eredményeket még inkább meggyőzőnek találjuk, hogy a PET FMT dopamin szintézis és a BMI közötti összefüggés morbidusan elhízott egyének nélkül. Továbbá, bár a mintaméretünk (n = 16) nagyobb volt, vagy összehasonlítható volt a PET-FMT-vizsgálatok más mintaméreteivel ([11], [12], [15]), a nagyobb mintamennyiségű replikáció és a BMI szélesebb köre tovább erősíti eredményünket, és nagyobb preferenciákat találhatunk az alacsonyabb PET FMT dopamin szintézis értékekkel korrelálódó, egészségtelen élelmiszerekre, amelyeket a vizsgálatunkban nem észleltünk.
Összefoglalva, bár más neurotranszmitter rendszerek részt vesznek a táplálkozásban és a súlyszabályozásban [7]tanulmányunkban a dorsalis striatális dopamin szerepe van az élelmiszer-preferenciákban, valamint az emberekben az élelmiszerek egészségének észlelésében. A dopaminhoz kapcsolódó PET-méréseket alkalmazó jövőbeni prospektív vizsgálatok nagy érdeklődéssel bírnak annak vizsgálatára, hogy az endogén dopamin, valamint az élelmiszerekkel kapcsolatos viselkedés egyéni különbségei korrelálhassanak az emberi test testtömeg-ingadozásával.
Finanszírozási nyilatkozat
Ezt a munkát nagymértékben támogatta az NIH DA20600, AG044292 és F32DA276840 támogatásai, valamint a Tanita Egészséges Súlyú Közösségi Ösztöndíj. A finanszírozóknak nem volt szerepe a tanulmánytervezésben, az adatgyűjtésben és -elemzésben, a közzétételre és a kézirat elkészítésére.
Referenciák
;
