Physiol Behav. Szerzői kézirat; elérhető a PMC 2010 Jul 14-ban.
Végleges szerkesztett formában megjelent:
Physiol Behav. 2009 július 14; 97 (5): 551 – 560.
Megjelent online 2009 Mar 27. doi: 10.1016 / j.physbeh.2009.03.020
PMCID: PMC2734415
NIHMSID: NIHMS127696
Absztrakt
Ez a jelentés a tanulmányok eredményeit vizsgálja, amelyek azt vizsgálták, hogy a táplálékbevitel és a várható táplálékbevétel arányosságai növelik-e az elhízás kockázatát. Az önjelentés és a viselkedési adatok arra utalnak, hogy az elhízottak a sovány egyénekhez képest magasabb előrejelző és fogyó táplálék jutalmat mutatnak. Az agyi képalkotó vizsgálatok azt sugallják, hogy az elhízott állatoknak az ízesítő kéreg (inszula / frontális operculum) és az orális szomatoszenzoros régiók (parietális operculum és Rolandic operculum) nagyobb aktiválódását mutatják az ízletes élelmiszerek várható bevitelére és fogyasztására. Az adatok azonban arra utalnak, hogy az elhízottak a sovány egyéneknél kevésbé aktiválódnak a hátsó striatumban az ízletes ételek fogyasztása és a csökkent striatális D2 dopamin receptor sűrűség miatt. Az új prospektív adatok azt is sugallják, hogy az abnormális aktiválás ezekben az agyi régiókban növeli a jövőbeni súlygyarapodás kockázatát, és hogy a csökkent dopamin jelzéssel kapcsolatos genotípusok erősítik ezeket a prediktív hatásokat. Az eredmények azt jelzik, hogy azok az egyének, akik az étrend kéregében és a szomatoszenzoros régiókban nagyobb mértékben aktiválódnak az élelmiszerek előrejelzésére és fogyasztására, de akik a táplálékfelvétel során gyengébb aktiválódást mutatnak a striatumban, fennállhatnak a túlmelegedés veszélye, különösen azoknál, amelyeknél a genetikai kockázat csökken. dopamin receptor jelzés.
Az elhízás a halálozás, az ateroszklerotikus cerebrovascularis betegség, a koszorúér-betegség, a vastagbélrák, a hiperlipidémia, a magas vérnyomás, az epehólyag-betegség és a cukorbetegség fokozott kockázatával jár, ami évente több mint 111,000 halálesetet eredményez az USA-ban [1]. Jelenleg az Egyesült Államokban az 65% felnőttek és az 31% -a túlsúlyos vagy elhízott [2]. Sajnos az elhízás (viselkedés súlyvesztés kezelés) választása csak mérsékelt és átmeneti testtömeg csökkenést eredményez [3] és a legtöbb elhízás-megelőzési program nem csökkenti a jövőbeni súlygyarapodás kockázatát [4]. E beavatkozások korlátozott sikere az elhízás kockázatát növelő tényezők hiányos megértése lehet. Bár az ikertanulmányok azt jelzik, hogy a biológiai tényezők kulcsfontosságú etiológiai szerepet játszanak az elhízásban, kevés prospektív tanulmány kimutatta azokat a biológiai tényezőket, amelyek növelik a jövőbeli súlygyarapodás kockázatát.
Jutalom az étkezésből
Az elméleti szakemberek szerint az elhízás a jutalomfeldolgozás rendellenességeiből ered. Az eredmények azonban némileg ellentmondásosnak tűnnek, ami versengő modelleket váltott ki a jutalmak feldolgozásában bekövetkezett rendellenességek viszonyával kapcsolatban az elhízás etiológiájával. Egyes kutatók azt javasolják, hogy a jutalomáramkörök élelmiszer-bevitelre gyakorolt hiperreaktivitása növeli a túlhevülés kockázatát [5,6]. Ez hasonlít az anyaggal való visszaélés erősítő érzékenységi modelljére, amely szerint bizonyos emberek nagyobb reaktivitást mutatnak az agy jutalomrendszereinek a kábítószerek megerősítésére [6]. Mások azt feltételezik, hogy az elhízott egyedek a jutalmi áramkörök hipo-válaszreakcióját mutatják, ami arra készteti őket, hogy ezt a hiányt ellensúlyozzák [7,8]. Ez a jutalomhiányos szindróma hozzájárulhat más motivált magatartásokhoz, beleértve a szerhasználatot és a szerencsejátékot [9].
A hiperreaktivitási modellnek megfelelően az elhízott személyek magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú ételeket fogyasztanak kellemesebbé, és több ilyen élelmiszert fogyasztanak, mint a sovány egyének [10,11,12]. A szülői elhízás következtében az elhízás veszélyével küzdő gyermekek inkább a magas zsírtartalmú ételek ízét részesítik előnyben, és inkább táplálkozási stílusuk van, mint a sovány szülők gyermekei [13,14,15]. A magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerekre vonatkozó preferenciák a megnövekedett súlygyarapodást és az elhízás fokozott kockázatát jelzik [16,17]. Az elhízott és sovány egyének azt mutatják, hogy az élelmiszer-bevitel erősödik [18,19,20]. Az önértékelés általános jutalmú mérései pozitívan korrelálnak az overeating és a testtömeggel [21,22].
Az agyi képalkotó vizsgálatok olyan területeket azonosítottak, amelyek úgy tűnik, hogy az élelmiszer-fogyasztás szubjektív jutalmát kódolják. Az ízletes ételek fogyasztása a nem fogyasztható ételek vagy az ízletes ételek fogyasztása tekintetében a jobb oldali orbitofrontális kéreg (OFC), a frontális operculum és az insula nagyobb aktiválódását eredményezi.23,24]. Az ízletes ételek fogyasztása is a dopamin felszabadulását eredményezi a dorsalis striatumban [25]. A rágcsálókon végzett mikrodialízis-vizsgálatok azt mutatják, hogy az étvágy ízében is felszabadul a dopamin a magban, a magban és a magban, valamint a prefrontális kéreg [26,27]. Az állatkísérletek azt mutatják, hogy a cukorral való megterhelés növeli az extracelluláris dopamint a sejtmagban.28]. A mezo-limbikus hálózat stimulálása μ-opioid receptor agonista alkalmazásával [29] és a baslolaterális amygdalar és laterális hipotalamusz áramkör sérülése túlmelegedést okozhat [30], támogatja a régió neurokémiai jelentőségét az élelmiszer-fogyasztásban.
A felhalmozódó adatok az elhízásban a dopamin receptorok hiányosságait vonják maguk után. Az elhízottak a sovány patkányokhoz képest kevesebb D2 receptor sűrűséget mutatnak a hipotalamuszban [31] és a striatumban [32] és csökkent a hypothalamicus dopamin aktivitása éhgyomorra, de fázikusabb statewise dopamint szabadít fel evés közben, és ne hagyja abba az étkezést az inzulin és a glükóz adagolására válaszul [33]. Az elhízás hajlamos Sprague-Dawley patkányok csökkentették a dopamin forgalmat a hipotalamuszban, az étrend-rezisztens törzshez képest, mielőtt elhízottak lettek volna, és csak az elhízást fejleszthetik, amikor ízletes, nagy energiájú étrendet kapnak [34,35]. A D2 receptor blokkolása elhízott, de nem sovány patkányokat okoz, hogy túlhaladjanak [31,36], ami arra utal, hogy a már alacsony D2-receptor elérhetőségének blokádja érzékenyítheti az elhízott patkányokat az élelmiszerre [37]. Az elhízott és sovány emberek csökkent striat D2 receptor sűrűségűek [38,39]. Ugyanazon magas zsírtartalmú étrendnek kitéve az alacsonyabb D2-receptor sűrűségű egerek egerekben nagyobb súlygyarapodást mutatnak, mint a magasabb D2-receptor sűrűségű egerek ebben a régióban [40]. A dopamin antagonisták növelik az étvágyat, az energiafelvételt és a súlygyarapodást, míg a dopamin agonisták csökkentik az energiafelvételt és súlyvesztést okoznak [41,42,43,44].
A neuroökonómiai vizsgálatok azt mutatják, hogy az agy számos területén aktiváció pozitívan korrelál a monetáris jutalom és a jutalom mérete [45]. Hasonló megállapítások merültek fel az élelmiszer-jutalmak esetében [46]. Ezenkívül az ilyen válaszok éhségtől és telítettségtől függenek. A középső agyban, az inzulában, a hátsó striatumban, az alsó részben lévő cingulátumban, a dorsolaterális prefrontális kéregben és a dorzális mediális prefrontális kéregben az étel ízeire adott válaszok erősebbek az éhgyomri viszonyokhoz képest, és feltételezhetően tükrözik az étkezés által okozott nagyobb jutalomértéket [47,48]. Az ilyen adatok arra utalnak, hogy az ételre adott válaszok több agyi régióban felhasználhatók a jutalomérzékenység indexeként.
Bár kevés agyi képalkotó vizsgálat hasonlította össze a lean és az elhízott embereket a jutalom-áramkör aktiválódását értékelő paradigmák alkalmazásával, bizonyos megállapítások összhangban állnak azzal a tézissel, hogy az elhízott személyek hiper-reagálást mutatnak az élelmiszer-jutalmakban érintett agyi régiókban. A Positron emissziós tomográfia (PET) vizsgálat szerint az elhízottak a sovány felnőtteknél nagyobb nyugalmi metabolikus aktivitást mutattak az orális szomatoszenzoros kéregben, egy olyan régióban, amely a száj, az ajkak és a nyelv érzését kódolja [8], arra ösztönözve a szerzőket, hogy spekulálják, hogy e térségben a fokozott aktivitás érzékenyebbé teheti az elhízott embereket az élelmiszer jutalmazó tulajdonságaira, és növelheti az overeating kockázatát, bár ezt nem igazolták közvetlenül. Ezeknek a megállapításoknak a kiterjesztése során egy laboratórium által végzett funkcionális mágneses rezonancia vizsgálat (fMRI) vizsgálata az elhízott és sovány serdülők idegválaszának elsődleges jutalmára (táplálkozásra) megállapította, hogy az elhízott és sovány serdülők esetében a válasz a szájüreg szomatoszenzoros kéregében nagyobb volt. a csokoládé turmix átvételét az íztelen oldat beérkezésével szemben [49]. Ezek az adatok együttesen azt sugallják, hogy az elhízottak a sovány egyénekhez képest fokozott neurális architektúrával rendelkeznek ebben a régióban. A jövőbeni kutatások során a voxel-alapú morfometriát kell használni annak eldöntésére, hogy az elhízott egyedek magasabb szürkeanyag-sűrűséget vagy térfogatot mutatnak-e ebben a régióban a sovány egyedekhez képest.
A PET-et használó vizsgálatok azt mutatták, hogy a középső dorsalis inszula, a midrain és a hátsó hippocampus a korábban elhízott egyéneknél a táplálékfogyasztáshoz rendellenesen érzékenyek, mint a sovány egyedek [50,51], arra ösztönözve ezeket a szerzőket, hogy spekulálják, hogy ezek az abnormális válaszok növelhetik az elhízás kockázatát. Laboratóriumunk megállapította, hogy az elhízott serdülők körében az elhízás / frontális operulum nagyobb mértékben aktiválódik az élelmiszer-fogyasztás hatására [49]. A szigetelt kéreg számos olyan funkcióhoz kapcsolódik, amely az autonóm, viselkedési és érzelmi válaszok integrációjához kapcsolódik [51]. Pontosabban, az emberi idegképző szakirodalom azt sugallja, hogy a szigetelő kéreg anatómiailag elkülönülő régiókkal rendelkezik, amelyek különböző funkciókat tartanak fenn az ízfeldolgozás terén [52-55]. A közepén lévő inzulin az ízérzékeny értékektől függetlenül reagál az íz észlelt intenzitására, míg a valensspecifikus válaszokat az előlapi inula / frontális operculumban figyelték meg [54]. Érdekes módon az elhízott és sovány egyének fokozott aktiválódását mutatják mindkét régióban az élelmiszerek fogyasztása során, ami arra utal, hogy a nagyobb ízintenzitást és a megnövekedett jutalmat érzékelhetik.
Az állatkísérletek az elhízásban a dopamin célterületének hiperreaktivitását is magukban foglalják. Különösen Yang és Meguid [56] megállapította, hogy az elhízott patkányok a dopamin felszabadulását a táplálkozás során a hypothalamusban nagyobb mértékben mutatják, mint a sovány patkányok. Azonban eddig egyetlen PET-képalkotó vizsgálat sem vizsgálta, hogy az elhízott emberek nagyobb dopamin-felszabadulást mutattak-e a táplálékfelvételhez viszonyítva a sovány emberekhez viszonyítva.
Más megállapítások ellentétben állnak a hiperreaktivitás modelljeivel, és összhangban vannak azzal a hipotézissel, hogy az elhízott egyének a jutalmi áramkörök hipo-válaszát mutatják. A sovány rágcsálókhoz képest elhízottak kevesebb striatális D2 receptor kötődést mutatnak [32]. A PET-vizsgálatok azt is megállapítják, hogy az elhízottak a sovány emberekhez képest kevésbé striatális D2-receptor kötődést mutatnak [38,39], ezeknek a szerzőknek a spekulációját feltételezve, hogy az elhízott személyek kevésbé szubjektív jutalmat kapnak az étkezésből, mert kevesebb D2 receptor és alacsonyabb DA jelátvitel. Ez egy érdekes hipotézis, bár néhány figyelmeztetés indokolja a figyelmet. Először is, a D2 receptor elérhetőségének és az élelmezési célú szubjektív jutalomnak a fordított viszonyát nehéz összeegyeztetni azzal a megállapítással, hogy az alacsonyabb D2 receptor elérhetőséggel rendelkező emberek jelentősebb szubjektív jutalmat kapnak a metilfenidátból, mint az emberek több D2 receptorral [57]. Ha a csökkent striatális D2 receptorok hozzáférhetővé teszik a gyengített szubjektív jutalmat, akkor nem világos, hogy az alacsonyabb D2-kötő jelentéssel rendelkező személyek, akik pszichostimulánsok szubjektívebbek. E látszólagos paradoxon megoldása elősegítené a dopamin hatás és az elhízás közötti kapcsolat megértését. A módszertani kérdések a D2 receptorokra vonatkozó PET-szakirodalom értelmezésekor is figyelmet érdemelnek. Először is, a D2 receptorok szinaptikus és pre-szinaptikus autoregulációs szerepet játszanak. Mivel általában feltételezzük, hogy a striatumban a D2-kötés PET-mérését posztszinaptikus receptorok vezérlik, a pre- és poszt-szinaptikus jelzés pontos hozzájárulása bizonytalan, és a csökkentett pre-szinaptikus receptor szintek ellentétes hatásúak lennének, mint kevesebb poszt szinaptikus receptorok. Másodszor, mivel a benzamid alapú PET ligandumok versenyeznek az endogén dopaminnal, az alacsonyabb D2 receptor elérhetőségének megállapítása a megnövekedett tónusos dopamin aktivitás miatt jelentkezhet [58]. Mégis, bár a kötési potenciál endogén DA modulálja, a D2 receptor kötődése a normális és a dopamin kimerült állapotban rendkívül magas, ami arra utal, hogy a D2 kötés nagyobb szórása a creptor sűrűségének és affinitásának köszönhető, az endogén DA-szintek különbségei helyett [59]. Egy másik érv az elhízott személyek striatumában a nagyobb tonikus dopaminszint ellen a rágcsálókból származó adatokból származik. Az elhízott patkányok csökkentették a bazális dopaminszinteket a magban, és csökkentették a stimulált dopamin felszabadulást mind a sejtmagban, mind a dorsalis striatumban [60].
Kiegészítő állatkísérleti kapcsolatok csökkentették a D2-ot a súlygyarapodással. Amint már említettük, a D2 receptor blokkolása elhízott, de nem sovány patkányokat okoz, hogy túlhaladjanak [31,33] arra utal, hogy a már alacsony D2 receptor elérhetőségének blokádja érzékenyítheti az elhízott patkányokat az élelmiszerre [61]. Ugyanazon magas zsírtartalmú étrendnek kitéve az alacsonyabb D2-receptor sűrűségű egerek egerekben nagyobb súlygyarapodást mutatnak, mint a magasabb D2-receptor sűrűségű egerek ebben a régióban [40]. A dopamin antagonisták növelik az étvágyat, az energiafelvételt és a súlygyarapodást, míg a dopamin agonisták csökkentik az energiafelvételt és súlyvesztést okoznak [41,42,43,44]. Ezek az adatok együttesen arra utalnak, hogy a D2 működése nem csupán az elhízás következménye, hanem inkább növeli a jövőbeli súlygyarapodás kockázatát.
Az agyi képalkotó adatok szintén arra utalnak, hogy az elhízás egy hipoérzékeny striatumhoz kapcsolódik. A laboratóriumunkban végzett két fMRI-tanulmányban megállapítottuk, hogy az elhízott és sovány serdülők kevésbé aktiválódnak a háti striatumban az élelmiszer-fogyasztás hatására [49,62]. Mivel a BOLD választ mérjük, csak azt tudjuk feltételezni, hogy a hatások az alacsonyabb D2 receptor sűrűséget tükrözik. Ez az értelmezés ésszerűnek tűnik, mivel a Taq1A A1 allél jelenléte, amely számos post mortem és PET vizsgálatban csökkent dopaminerg jelátvitelhez kapcsolódik [63-67], jelentősen mérsékelte a megfigyelt BOLD hatásokat. Ez azt jelenti, hogy ebben a régióban az aktiválás erős fordított összefüggést mutatott a Taq1A A1 allélnal rendelkező egyidejű testtömeg-indexhez (BMI), és a gyengébb kapcsolatban a BMI-vel azoknál, akiknek ez az allele nincs [49]. Mégis, a blurált striatális aktiválás az alacsonyabb D2-receptor sűrűség helyett az élelmiszer-bevitel megváltozott dopamin-felszabadulását is magában foglalhatja. Ennek megfelelően fontos lesz a DA felszabadulás vizsgálata az elhízott táplálékfelvételre a sovány egyéneknél. A fenti megállapítások arra utalnak, hogy az addiktív viselkedés, mint például az alkohol, a nikotin, a marihuána, a kokain és a heroin visszaélés a D2 receptorok alacsony expressziójával és a jutalom áramkörök drogokkal és pénzügyi jutalmakkal szembeni érzékenységével jár [68,69,70]. Wang és társai [8] azt állítják, hogy a D2-receptorok hiánya hajlamosíthatja az egyéneket a pszichoaktív gyógyszerek használatára vagy a túlzsúfolásra, hogy fokozza a lassú dopamin-jutalmazási rendszert. Amint azt megjegyeztük, egy PET-vizsgálat bizonyítékot talált arra, hogy az alacsonyabb striatális D2-receptor elérhetőség a nem függő emberek körében nagyobb metil-fenidátra adott válaszként jelent meg nagyobb önértékeléssel [57]. Továbbá, az alacsonyabb D2 receptor elérhetőség a striatumban alacsonyabb nyugalmi anyagcserével jár együtt a prefrontális kéregben, ami növelheti a túlmelegedés kockázatát, mivel ez utóbbi régió szerepet játszik a gátló kontrollban [38].
A fenti megállapítások alternatív értelmezése, hogy a magas zsírtartalmú, magas cukortartalmú étrend fogyasztása a D2 receptorok szabályozásának csökkenéséhez vezet [25], a pszichoaktív gyógyszerek krónikus alkalmazására adott idegi válaszok párhuzamosítása [57]. Az állatkísérletek azt mutatják, hogy az édes és zsíros ételek ismételt bevitele a szinaptikus D2 receptorok csökkenését, a D1 receptorok megnövekedett kötődését, valamint a D2 érzékenység és a μ-opioid receptor kötődés csökkenését eredményezi [71,72,73]; a krónikus anyaggal való visszaélés hatására bekövetkező változások. Érdekes, hogy kísérleti bizonyíték van arra is, hogy a magas zsírtartalmú élelmiszerek nagyobb mennyiségű bevitele nagyobb ízű preferenciákat eredményez a magas zsírtartalmú élelmiszerek esetében: a magas zsírtartalmú étrendhez rendelt patkányok a magas zsírtartalmú élelmiszerekhez viszonyítva előnyben részesítették a kontroll-állatokat. táplálják a közepes zsírtartalmú étrendet vagy a magas szénhidrát diétát [74,75]. Ezek az adatok arra utalnak, hogy az egészségtelen, magas zsírtartalmú élelmiszerek megnövekedett bevitele előnyben részesíti az azonos élelmiszer típusát. Ennek megfelelően a kutatás elsődleges célja annak vizsgálata, hogy az agyi jutalmi áramkörök rendellenességei megelőzik-e az elhízást, és növelik a jövőbeli súlygyarapodás kockázatát.
Nemrégiben megvizsgáltuk, hogy a dorsalis striatum aktiválódásának mértéke, válaszul egy ízletes étel fogadására egy fMRI vizsgálat során, összefüggésben áll-e a jövőbeni súlygyarapodás kockázatának növekedésével [49]. Bár a cél-agyi régiók aktiválódásának mértéke nem mutatott fő hatást a súlygyarapodás előrejelzésében, a rendellenes dorsalis striatum-aktiválás és az élelmiszer-átvételtől függő viszonya a következő 1-évszakban a súlygyarapodást az A1 allélja moderálta. TaqIA gén, amely a striatális D2 receptorok alacsonyabb szintjéhez kapcsolódik (lásd a dopamin jelátvitelt befolyásoló genotípusokat). Az alacsonyabb striatum aktiváció az élelmiszerbevitelre adott válaszként megnövelte a jövőbeni súlygyarapodás kockázatát azok számára, akik az A1 alléljával rendelkeznek TaqIA gén. Érdekes, hogy az adatok arra utalnak, hogy az A1 allél nélküli személyek esetében a striatum hiperreaktivitása a táplálékfelvételtől várható súlygyarapodást (Ábra 1). Ez az utóbbi hatás azonban gyengébb volt, mint a striatális válasz és az A1 allélnal rendelkező személyek súlygyarapodása közötti erős fordított kapcsolat.
Összességében elmondható, hogy a fennálló adatok arra utalnak, hogy az elhízottak a sovány egyénekhez viszonyítva hiperreaktív ízesítő kéreggel és szomatoszenzoros kéreggel jelennek meg az élelmiszer-átvételtől függően, de az elhízott egyének hipo-válaszreakciót mutatnak a háti striatumban a táplálékfelvételhez viszonyítva a sovány egyénekhez képest . Így a fennmaradó eredmények nem egyeznek meg az egyszerű hiper-válaszképesség modelljével vagy az elhízás egyszerű hipo-válaszreakciós modelljével. A jövőbeni kutatások egyik fő prioritása az lesz, hogy összeegyeztessük ezeket a látszólag összeegyeztethetetlen eredményeket, amelyek úgy tűnik, hogy az elhízott személyek mind az élelmiszer-jutalomban érintett agyi régiók hiper-reaktivitását, mind hipo-válaszát mutatják. Amint azt már említettük, lehetséges, hogy a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerek krónikus bevitele, amely az ízesítő és szomatoszenzoros kúpok hiperreaktivitása miatt következhet be, a striatális D2 receptorok szabályozásának csökkenéséhez és a tompa válaszhoz vezet. az ízletes ételek bevitelére. Egy másik lehetőség az, hogy a dorsalis striatum és a csökkent D2-receptor elérhetőségének csökkenése a túlsúlyos dopamin emelkedett terméke az elhízott betegeknél, ami csökkenti a D2-receptor elérhetőségét és a dopamin-célterületek, például a dorsalis striatum válasza az élelmiszerre adott válaszként. nyugta. A prospektív vizsgálatok azt vizsgálják, hogy a hiperreaktivitás az íz és a szomatoszenzoros kúpokban és a hátsó striatum hipo-válaszreakciója növeli-e az elhízás kialakulásának kockázatát, és megkülönböztetni kell az egészségtelen súlygyarapodás sebezhetőségi tényezőit és a túlmelegedés vagy emelkedett testtörténet következményeit. zsír. A mai napig csak egy prospektív vizsgálat tesztelte, hogy az élelmiszer-jutalmakban szerepet játszó agyi régiók rendellenességei növelik-e a jövőbeni súlygyarapodás kockázatát [49]. A jövőbeli kutatások másik prioritásai az lesz, hogy meghatározzuk, hogy az elhízott személyek magasabb érzékenységet mutatnak-e a jutalomért általában, vagy csak az élelmiszer-jutalmak iránti érzékenység növekedése. Az élelmiszerek, az alkohol, a nikotin és a pénz beérkezésének bizonyítéka az agy hasonló régióit aktiválja [23,76,77] és hogy a jutalmi áramkör rendellenességei az elhízáshoz, az alkoholizmushoz, a kábítószerrel való visszaéléshez és a szerencsejátékhoz kapcsolódnak [9] arra utal, hogy az elhízott egyének nagyobb érzékenységet mutathatnak a jutalomért általában. Mégis nehéz következtetéseket levonni, mivel ezek a vizsgálatok nem értékelték az általános jutalmak és az élelmiszer-jutalom érzékenységét. Az elhízott személyek fokozott érzékenységet mutathatnak az általános jutalmakra, de még nagyobb érzékenységgel az élelmiszer-jutalom ellen.
Várható jutalom az élelmiszerbevitelből
A jutalmakról szóló irodalom fontos különbséget tesz az étvágy és a fogyasztó jutalmának, vagy a szeretet és a szeretet között [78]. Ez a megkülönböztetés kritikus lehet az élelmiszer-ingerekkel szembeni hiper- és hipo-válaszreakciók közötti bizonyos eltérések megoldása szempontjából. Egyes elméleti szakemberek azt feltételezték, hogy az elhízás fő kérdése a várakozási fázishoz kapcsolódik, nagyobb élelmiszer-várakozással járó jutalom, ami növeli az overeating és az elhízás kockázatát [79,80]. Az ösztönző érzelmi elmélet szerint a fogyasztói és előrejelző jutalomfolyamatok egymással párhuzamosan hatnak az élelmiszerek megerősítő értékének meghatározására, de az élelmiszer ismételt bemutatása során a hedonikus érték (tetszés) csökken, míg az előzetes jutalom növeli [81]. Jansen [82] azt javasolta, hogy az olyan jelzések, mint az élelmiszer látványa és szaga, végül élettani válaszokat váltanak ki, amelyek élelmezési vágyat váltanak ki, és fokozzák a további kondicionálódás kockázatát.
A képalkotó vizsgálatok olyan régiókat azonosítottak, amelyek úgy tűnik, hogy az embereknél előzetes élelmiszer-jutalmat kódolnak. Egy ízletes étel, az ízletes étel vagy az íztelen étel fogyasztása várhatóan aktiválja az OFC-t, az amygdala-t, a gyrus, a striatum (caudate nucleus és putamen), a dopamin midrain, a parahippocampal gyrus és a fusiform gyrus a férfiak és nők körében [23,79].
Két tanulmány közvetlenül hasonlította össze a fogyasztást és az élelmiszerek várható fogyasztását az aktiválást, hogy elkülönítse azokat a régiókat, amelyek nagyobb aktivitást mutatnak az élelmiszer-jutalom egy fázisához képest. A kellemes ízek előrejelzése a tényleges ízhez képest a dopaminerg közepes agyban, a ventrális striatumban és a jobb hátsó amygdala [23]. Egy kellemes ital előkészítése nagyobb aktiválódást eredményezett az amygdala és a mediodorsalis thalamusban, míg az ital fogadása nagyobb aktiválódást eredményezett a baloldali inszula / operculumban [83]. Ezek a vizsgálatok arra utalnak, hogy az amygdala, a midrain, a ventralis striatum és a mediodorsalis thalamus jobban reagálnak a várható élelmiszer-fogyasztásra, míg a frontális operulum / insula jobban reagál az élelmiszer-fogyasztásra. A pénz, az alkohol és a nikotin előrejelzése és fogadása is bizonyos mértékben elkülönülő régiókat aktivál, amelyek megfelelnek az előzetes és fogyasztó élelmiszer-jutalmakhoz kapcsolódónak [76,84,85,86].
A ventrális striatum és az inula nagyobb aktiválódást mutat a magas kalóriatartalmú képek és az alacsony kalóriatartalmú élelmiszerek megjelenítésére [87,88], ami azt jelenti, hogy ezekben a régiókban az aktiválás a magas kalóriatartalmú élelmiszerek nagyobb motivációs vonzereje. Az amygdala, a parahippocampal gyrus és az elülső fusiform gyrus élelmiszer-képekre adott válaszai erősebbek voltak a böjtölés során, versesen89] és az agytörzs, a parahippocampal gyrus, a culmen, a globus pallidus, a középső temporális gyrus, az alacsonyabb frontális gyrus, a középső frontális gyrus és a lingual gyrus válaszai az élelmiszer-képekre erősebbek voltak az 10% -os súlycsökkenés után a kezdeti túlsúlyhoz képest [90], amely valószínűleg a fogyatékosság által kiváltott élelmiszer magasabb jutalmi értékét tükrözi. Az ételjelentésekre adott válaszként az önjelentésű éhség növekedése pozitívan korrelált az OFC, az insula és a hypothalamus / thalamus nagyobb aktiválásával [91,92,93]. A prefrontális kéreg transzkraniális mágneses stimulációja gyengíti az étkezési vágyat [94], amely további bizonyítékot szolgáltat a prefrontális kéreg szerepére az előzetes élelmiszer-jutalomban. E terület stimulálása csökkenti a dohányzás és a dohányzás sürgetését is [94], ami azt jelenti, hogy a prefrontális kéreg szélesebb szerepet játszik a várható jutalomban.
A jutalomkódolás kritikus jellemzője, hogy a táplálékfelvételt a kondicionálás után a várható táplálékfelvételre cseréljük. Azok a naiv majmok, amelyek egy adott környezetben nem kaptak táplálékot, csak a dopamin neuronok aktiválódását mutatták az élelmiszer íze miatt; a kondicionálás után azonban a dopaminerg aktivitás elkezdődött a jutalom leadása előtt, és végül a maximális aktivitást a feltételezett ingerek váltották ki, amelyek előrejelezték a közelgő jutalmat, nem pedig a tényleges élelmiszer-átvételt [95,96]. Kiyatkin és Gratton [97] megállapította, hogy a legnagyobb dopaminerg aktiváció előrelátó módon történt, mivel a patkányok közelítettek és nyomtak egy olyan rudat, amely élelmiszer-jutalmat és aktiválást eredményezett, ahogyan a patkány megkapta és ételt. Blackburn [98] megállapította, hogy a dopamin aktivitás nagyobb volt a patkányok magjaiban, miután egy kondicionált ingert mutatott, amely általában az élelmiszer-átvételt jelezte, mint a váratlan étkezés után. Ezek az adatok nem vitatják a fázisos dopamin tüzelés modelljeit, amelyek hangsúlyozzák a dopamin szerepét a pozitív predikciós hibák jelzésében [99], hanem inkább hangsúlyozzák a dopamin fontosságát az élelmiszer-jutalom előkészítésében és előrejelzésében.
A kórtörténetben emelkedett cukorbevitel hozzájárulhat a táplálkozásból származó előzetes jutalom rendellenes emelkedéséhez [100]. A szakaszos cukor rendelkezésre állása alatt álló patkányok függőségi jeleit mutatják (a kórosan nagy mennyiségű cukor, μ-opiod és dopaminreceptor-változások és a depriváció által kiváltott cukorbundák fokozódása) és a szomatikus, neurokémiai és viselkedési jelei az opioid visszavonásnak. a naloxon adagolásával, valamint az amfetaminnal való keresztérzékenység [100,101]. Kísérleti úton kiváltott kábítószer-éhínség a függő felnőttek körében aktiválja a megfelelő OFC-t [102,103], ezzel párhuzamosan aktiválódva ebben a régióban az élelmiszer-jelzések által okozott expozíció [93], ami arra utal, hogy a megszakadt orbitofrontális aktivitás túlhevülést okozhat.
Az önjelentésű élelmiszer-vágyak pozitívan korrelálnak a BMI-vel és az objektíven mért kalóriabevitelsel [22,104,105,106]. Az elhízott személyek a zsírtartalmú, magas cukortartalmú élelmiszerek erősebb vágyát jelentik, mint a sovány egyének [16,107,108]. Az elhízott felnőttek keményebben dolgoznak az élelmiszerért, és több ételt dolgoznak, mint a sovány felnőttek [19,37,109]. A sovány gyerekekhez viszonyítva az elhízott gyerekek nagyobb valószínűséggel eszik az éhség hiányában [110] és keményebben dolgozzon az élelmiszerért [111].
A tanulmányok összehasonlították az agyaktiválást az elhízott versek sovány egyének közötti táplálékjelek bemutatására adott válaszként. Karhunen [112] megállapította, hogy az elhízott, de nem sovány nők élelmiszer-képeknek való kitettsége után a jobb parietális és időbeli korpuszokban fokozott aktiválódás következett be, és hogy ez az aktiválás pozitívan korrelált az éhségértékekkel. Rothemund [113] a magas kalóriatartalmú élelmiszerek képeire nagyobb dorsalis striatum válaszokat talált az elhízott versek sovány felnőttekben, és a BMI pozitívan korrelált az inszula, a claustrum, a cingulate, a poszt-centrális gyrus (somatosensory cortex) és az OFC laterális válaszával. Stoeckel [114] a magas kalóriatartalmú és az alacsony kalóriatartalmú élelmiszerekre adott válaszként nagyobb aktiválást talált a mediális és laterális OFC, az amygdala, a ventrális striatum, a mediális prefrontális kéreg, az inula, az anterior cinguláris kéreg, a ventrális pallidum, a caudate és a hippocampus esetében sovány egyének. Stice, Spoor és Marti [115] megállapította, hogy a BMI pozitívan korrelált a putamen aktivációjával (Ábra 2) válaszul az étvágygerjesztő élelmiszerekre, illetve az étellel és az aktiválással az OFC oldalsó részén.Ábra 3) és a frontális operulum az étvágygerjesztő ételek és a pohár víz képei alapján.
Bár a fenti idegképző tanulmányok megértették az egyes agyi régiók élelmiszer-képekre adott válaszát, nem világos, hogy ezek a tanulmányok az élelmiszer-bevitel előrejelzését vették figyelembe, mivel nem jártak az élelmiszer-ingerek fogyasztásával a szkennelés során. Tudomásunk szerint csak egy képalkotó vizsgálat hasonlította össze az elhízott és a sovány egyedeket egy olyan paradigmával, amelyben az élelmiszer várható fogadását vizsgálták. Megállapítottuk, hogy az elhízott serdülők a rolandikus, időbeli, frontális és parietális operációs régiók nagyobb aktiválódását mutatták a táplálékfogyasztás előrejelzésére a sovány serdülőkkel szemben [49].
Összességében elmondható, hogy az önjelentés, a viselkedés és az agyi képalkotó adatok arra utalnak, hogy az elhízott személyek nagyobb várt élelmiszer-jutalmat mutatnak, mint a sovány egyének. Így az elhízás előfordulhat a megelőző „akaró” rendszerben fellépő hiperreaktivitás következményeként. Hiszünk abban, hogy a területen több képalkotó vizsgálat is hasznos lenne, amely közvetlenül azt vizsgálja, hogy az elhízott egyedek bizonyítékot szolgáltatnak-e az előrelátható élelmiszer-jutalomra a tényleges élelmiszerek bemutatására, nem pedig olyan élelmiszerekre, amelyek nem állnak rendelkezésre. Fontos, hogy az eddigi képalkotó vizsgálatok nem vizsgálták, hogy az előrelátható élelmiszer-jutalom emelkedése növeli-e az egészségtelen súlygyarapodás és az elhízás kialakulásának kockázatát, ami a jövőbeli kutatások egyik legfontosabb prioritása. Fontos továbbá azt is megvizsgálni, hogy a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerek megnövekedett bevitele hozzájárul-e a megnövekedett előfeltételhez.
A jutalomérzékenység moderátorai
Két bizonyítéksor arra utal, hogy fontos az élelmiszer-jutalom rendellenességeivel kölcsönhatásban lévő moderátorok vizsgálata az elhízás kockázatának növelése érdekében. Az adatok azt mutatják, hogy az élelmiszer, a pszichoaktív anyagok használata és a monetáris jutalom hasonló agyi régiókat aktivál [23,76,77,86]. Ezenkívül a jutalmi áramkör rendellenességei az elhízással, az anyaggal való visszaéléssel és a szerencsejátékkal kapcsolatosak [9,116]. Valójában bizonyíték van az élelmiszer és a kábítószer megerősítése közötti kapcsolatra. Az élelmiszerhiány növeli az élelmiszerek és a pszichoaktív gyógyszerek értékét [117,118], amely legalább részben a dopamin jel változásai által közvetített [119]. Az állatokban a megnövekedett szacharóz-preferencia összefüggésben van a kokain nagyobb önadagolásával [120] és a szacharóz bevitel csökkenti a kokain erősítő értékét [121]. Az idegképző adatok hasonlóak a kábítószer-fogyasztók és az elhízott személyek dopamin profiljaiban is [39,122].
Bár számos olyan tényező van, amelyek mérsékelhetik az élelmiszer-jutalom és az elhízás rendellenességei közötti összefüggést, három különösen elméletileg ésszerűnek tűnik: (1) a csökkentett dopamin jelátvitelhez kapcsolódó genotípusok jelenléte a jutalmi áramkörben (DRD2, DRD4, DAT, COMT), \ t2) vonás impulzivitás, amely elméletileg növeli a különböző étvágy-ingerekre adott válaszok kockázatát, és (3) egészségtelen élelmiszer-környezet.
A dopamin jelátvitelt befolyásoló genotípusok
Tekintettel arra, hogy a dopamin kulcsszerepet játszik a jutalmak körében, és részt vesz az élelmiszer-jutalmazásban [25,123,124Ebből következik, hogy a dopamin elérhetőségét és a dopamin receptorok működését befolyásoló genetikai polimorfizmusok mérsékelhetik az étkezési jutalmak túlterhelés kockázatának hatásait. Számos gén befolyásolja a dopamin működését, beleértve azokat is, amelyek befolyásolják a dopamin receptorokat, a transzportot és a bomlást.
Eddig a legerősebb empirikus támogatás jött létre a TaqIA a DRD2 gén polimorfizmusa. A TaqIA a polimorfizmusnak (rs1800497) három allélváltozata van: A1 / A1, A1 / A2 és A2 / A2. TaqIA eredetileg a DRD3 2 'transzlált régiójában található, de valójában a szomszédos ANKK1 génben helyezkedik el [125]. A becslések azt sugallják, hogy az A1 allél egy vagy két példányát tartalmazó genotípusú személyeknél 30 – 40% -kal kevesebb striatális D2-receptor van, és az A1-allél nélküli agyi dopamin-jelátvitel veszélyeztetett [126,127,128]. Azok, akik az A1 allélnal rendelkeznek, csökkentették a nyugalmi glükóz felhasználást striatális régiókban (putamen és nucleus accumbens), prefrontálisan és inszula [70] - az élelmiszer-jutalomban érintett régiók. Elméletileg az A1 allél a mezo-limbikus régiók, a prefrontális kéreg, a hipotalamusz és az amygdala hipofunkciójával függ össze [9]. Az A2 allélhez kapcsolódó alacsony D1 receptor sűrűség következtében az egyének kevésbé érzékenyek a dopamin alapú jutalmi áramkör aktiválására, ami nagyobb valószínűséggel túlsúlyos, pszichoaktív anyagokat használ, vagy más tevékenységeket folytat, mint a szerencsejáték, hogy leküzdje ezt a dopaminhiányt [57]. A genetikailag homogén és heterogén mintákban az A1 allél emelkedett elhízáshoz kapcsolódik [129,130,131,132,133,134,135]. Talán azért, mert a túlhalmozódás során fellépő kondicionálás miatt az A1 allélnal rendelkező egyének nagyobb étkezési vágyat jelentenek, több munkát végeznek az operáns feladatokban, és több ételt fogyasztanak ad lib mint az ilyen allél nélkül [37,116].
Fontos, hogy az élelmiszer-erősítés rendellenességei és az objektív mérésű táplálékfelvétel közötti kapcsolatot az A1 allél szabályozza. Epstein [136] talált egy interakciót az A1 allél és a felnőttek előzetes étkezési jutalma között, úgyhogy a legnagyobb táplálékfelvétel azoknál volt, akik az élelmiszerekből megnövekedett erősítésről számoltak be és az A1 allélja volt. Hasonlóképpen, Epstein [37] A felnőttek körében az A1 allél és az előrelátható élelmiszer-jutalom között jelentős kölcsönhatást találtak, úgyhogy a legnagyobb táplálékfelvétel azok között zajlott, akik a legnehezebbek voltak, hogy snackeket szerezzenek és az A1 allélt. Amint megjegyeztük, Stice [49] megállapította, hogy az ételfelvétel és a dorzális striatális válasz közötti összefüggés az A1 allélnal rendelkező egyének 1-éven belüli nyomon követése során a jövőbeni súlygyarapodás kockázatának növekedését feltételezte.
A DRD7 (DRD4-L) gén 4-ismétlődése vagy hosszabb allélja in vitro vizsgálatban csökkent D4 receptor jelátvitelhez kapcsolódik [137] a figyelemhiányos / hiperkinetikus rendellenességeknél a metilfenidátra adott gyengébb válaszokra [138,139], és a nikotin alkalmazása után a ventrális striatumban a dopamin kevesebb felszabadulása [140], ami arra utal, hogy a jutalom érzékenységéhez kapcsolódik. A DRD4 egy posztszinaptikus receptor, amely elsősorban a második hírvivő adenilát-cikláz gátlója. Így feltételezhető, hogy a DRD4-L allélrel rendelkező személyek nagyobb impulzivitást mutathatnak [138]. A D4 receptorok túlnyomórészt olyan területeken vannak lokalizálva, amelyeket a ventrális tegmentális terület mezokortikális vetületei idéznek elő, beleértve a prefrontális kéregeket, a gyrus cingulátumát és az inzulát [141]. Az emberek a DRD4-L allél nélkül és az elhízás kockázatát mutató mintákban magasabb maximális élettartamú BMI-t mutattak, beleértve a szezonális affektív zavart szenvedő személyeket is, akik túlmelegedést jelentenek [142], bulimia nervosa betegek [143] és az afroamerikai serdülők [144], de ez a kapcsolat nem jelent meg a serdülők két mintájában [145,146]. Nehéz lehet a genetikai hatások kimutatása egy olyan személymintában, akik még nem jutottak el az elhízás kezdetének legnagyobb kockázatát kitevő időszakon. A DRD4-L allél nélküli felnőttek az élelmiszer-jelzések hatására fokozott élettartamot mutattak [147], fokozott dohányzási sóvárgás és a felső frontális gyrus és inszula aktiválása a dohányzási jelek hatására [148,149], az alkoholfogyasztás hatására megnövekedett alkoholtartalmak [150] és a hősnő iránti vágyakozás a hősnőre adott válaszok alapján [151].
A fasztikusan felszabaduló dopamin rendszerint a dopamin transzporteren (DAT) keresztül történő gyors újrafelvétel útján eliminálódik, amely a striatumban bőséges [152]. A DAT szabályozza a szinaptikus dopaminkoncentrációt a neurotranszmitter visszavételével a preszinaptikus terminálokba. Az alacsonyabb DAT expresszió, amely a 10 ismétlődő allélhez (DAT-L) kapcsolódik, csökkentheti a szinaptikus clearance-t, és így magasabb bazális dopaminszinteket eredményezhet, de a fázisos dopamin felszabadulás [140]. Pecina [153] megállapította, hogy a DAT-gén megszakítása megnövekedett szinaptikus dopamint eredményezett, emellett az egerekben a megnövekedett energia-bevitel és az ízletes ételek előnye. A magas zsírtartalmú étrend jelentősen csökkentette a DAT sűrűségét a caudalis caudate putamen hátsó és ventrális részénél az alacsony zsírtartalmú étrendhez képest egerekben [154]. Az alacsonyabb striatális DAT-hozzáférhetőség összefüggésbe hozható az embernél magasabb BMI-vel [155]. A DAT-L-et az afroamerikai dohányzókban elhízással társították, de nem más etnikai csoportokban [156]. A DAT-L allél nélküli felnőtteknél a dopamin füstmentes fázisú felszabadulása volt megfigyelhető a cigarettázás hatására [140].
A katekol-o-metil-transzferáz (COMT) szabályozza az extrasynaptikus dopamin-lebontást, különösen a prefrontális kéregben, ahol a COMT bőségesebb, mint a striatumban [157]. Ugyanakkor a COMT-nek kis helyi hatása is van a striatumban [158] és befolyásolja a striatum dopaminszintjét a glutamatergikus efferensek segítségével a prefrontális kéregből a striatumba [159]. Egyetlen nukleotidcsere a COMT-génben, amely valin-metionin (Val / Met-158) szubsztitúciót okoz, 4-szeres csökkenést eredményez a COM-aktivitásban Met-ben a Val homozigótákhoz viszonyítva, feltételezve, hogy a Met homozigóták fokozott tónusú dopaminszinteket eredményeznek a prefrontális kéregben és a striatumban, és a dopamin kevésbé fázikus felszabadulása [140,159]. Azok a személyek, akik a Met allél nélkül vannak, az általános jutalomérzékenységet a BOLD válaszok alapján a jutalom-előrejelzés vagy a jutalom kiválasztásakor mutatják [160,161] és az anyaghasználat [162]. Wang [154] megállapította, hogy a Met-allélrel ellentétben az egyének nagyobb valószínűséggel mutatnak legalább 30% -os növekedést a BMI-ben az 20 korától az 50-ig (a retrospektív jelentések alapján).
A vonás impulzivitása
Elméletileg elmondható, hogy az impulzív egyének érzékenyebbek a jutalmakra, és érzékenyebbek az ízletes élelmiszerek mindenütt jelenlévő kísértésére obesogén környezetünkben [164,165] arra a hipotézisre vezetett, hogy a legnagyobb súlygyarapodás az ifjúság számára, aki élelmiszer-jutalmi rendellenességeket és tulajdonságimpulzivitást mutat. Az önjelentésű impulzivitás pozitívan korrelál az elhízás állapotával [166,167,168] objektíven mért kalóriabevitel [169] és negatívan fogyott az elhízás kezelésében [169,170,171]. Az elhízottak a sovány egyénekhez képest nagyobb nehézségeket mutatnak a viselkedésbeli go-no-go és stop-signal feladatokra adott válaszgátlással szemben, és nagyobb érzékenységet mutatnak a szerencsejáték-feladat jutalmában [172,173]. A túlsúlyos és a sovány gyerekek több kalóriát fogyasztanak az élelmiszerekre való utalás után, mint például az ízletes ételek ízlése és ízlése [174], ami azt sugallja, hogy az előbbi nagyobb valószínűséggel táplálkozik a táplálkozási jelekből eredő vágyakhoz. Az elhízottak a sovány egyénekhez képest előnyben részesítették a nagy azonnali nyereséget, de egyes tanulmányokban a viselkedési intézkedésekkel kapcsolatos nagyobb jövőbeni veszteségek [5,175], de nem mások [173,176].
Érinti a szabályozási várakozásokat
Azt is feltételezzük, hogy az étkezési jutalmakkal rendelkező személyek körében azok, akik úgy vélik, hogy az evés csökkenti a negatív hatást és növeli a pozitív hatást, nagyobb valószínűséggel túlhevülnek és túlzott súlygyarapodást mutatnak azokhoz képest, akik nem tartják ezeket a hiedelmeket. Valójában a különböző befolyás-szabályozási várakozások lehetnek kulcsmódosítók, amelyek meghatározzák, hogy az általános jutalomérzékenységgel rendelkező egyének az elhízás kezdetét mutatják-e, szemben az anyaggal való visszaéléssel; azt javasoljuk, hogy azok, akik úgy gondolják, hogy az evés javul, nagyobb valószínűséggel járnak az előbbi útvonalra, míg azok, akik úgy vélik, hogy az anyaghasználat javul, nagyobb valószínűséggel járnak az utóbbi útvonalon. Corr [177] hasonlóképpen azt állította, hogy a jutalomérzékenység és az erre a jutalomra adott válasz közötti kapcsolatot a befolyás-szabályozási várakozások egyedi különbségei befolyásolják. Támogatásul az önreprezentált jutalomérzékenység csak a viselkedési feladatra jutó jutalomérzékenységhez kapcsolódott azoknak a résztvevőknek, akik várhatóan megerősítik a feladatot [178]. Általánosságban elmondható, hogy azok az egyének, akik úgy vélik, hogy az evés csökkenti a negatív hatásokat és javítja a pozitív hatást, nagyobb valószínűséggel mutatják a 2-évet követő nyomon követést, mint azok, akik nem tartják ezt a hiedelmet [179]. Azt tapasztaltuk, hogy az enni fogyasztók körében azok, akik úgy vélik, hogy az evés csökkenti a negatív hatást és javítja a pozitív hatást, nagyobb valószínűséggel mutatják, hogy 1-évet követő időszakban tartósan élnek az étkezés, mint azok, akik nem tartják ezt a hiedelmet [180]. Továbbá az egyének, akik úgy vélik, hogy a dohányzás és az alkoholfogyasztás javulnak, nagyobb valószínűséggel mutatkoznak a dohányzás és az alkoholfogyasztás növekedésében, mint azoknál, akik nem tartják be ezeket a szabályozási elvárásokat [181,182].
Élelmiszer-környezet
A kutatók azzal érveltek, hogy a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerek elterjedtsége az otthoni, iskolai, élelmiszer-áruházakban és éttermekben növeli az elhízás kockázatát [183,184,185]. Elméletileg az egészségtelen ételek (a csomagolás látványa, a hasábburgonya szaga) növeli az élelmiszerek bevitelének valószínűségét, ami hozzájárul az egészségtelen súlygyarapodáshoz [186]. Azok az emberek, akik sok magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerekben laknak, többet fogyasztanak ezekből az egészségtelen élelmiszerekből, míg azok, akik gyümölcsökkel és zöldségekkel élnek, többet fogyasztanak ezekből az egészséges élelmiszerekből [187,188,189]. A legtöbb élelmiszer árusító automatákban és a La carte az iskolákban magas a zsír- és cukorszint [185,190]. Diákok az iskolákban az automatákkal és a La carte a boltok több zsírt és kevesebb gyümölcsöt és zöldséget fogyasztanak, mint más iskolák diákjai [190]. A serdülők több mint 35% -a napi gyors ételt fogyaszt, és azok, akik gyakran étkeznek, több kalóriát és zsírt fogyasztanak, mint azok, akik nem [191]. Gyorséttermek gyakran közel vannak az iskolákhoz [192]. Regionális szinten a gyorsétterem-sűrűség az elhízással és az elhízással kapcsolatos morbiditással függ össze [193,194,195], bár null megállapításokat is jelentettek [196,197]. Ezért feltételezzük, hogy az élelmiszer-jutalom rendellenességeinek viszonya a jövőbeli súlygyarapodás kockázatához erősebb lesz az egészségtelen élelmiszer-környezetben résztvevők számára.
Következtetések és iránymutatások a jövőbeli kutatásokhoz
Ebben a jelentésben áttekintettük azokat a tanulmányokat, amelyek azt vizsgálták, hogy a táplálékbevitel és a várható táplálékbevétel arányosságai korrelálnak-e az egyidejű BMI-vel és a BMI jövőbeni növekedésével. Összességében a szakirodalom azt sugallja, hogy az elhízott és sovány egyének nagyobb táplálékot várnak el az étkezésből; viszonylag következetes eredmények merültek fel az agyi képalkotással, önjelentéssel és viselkedési intézkedésekkel végzett vizsgálatokból, amelyek az előzetes élelmiszer-jutalom értékelését szolgálják. Továbbá, az önjelentést és a viselkedési intézkedéseket alkalmazó tanulmányok azt találták, hogy az elhízottak a sovány egyénekhez képest nagyobb mértékű jutalmat jelentenek a táplálékfelvételtől, és hogy a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerek preferenciái a megnövekedett súlygyarapodást és az elhízás kockázatának növekedését jelzik. Az agyi képalkotó vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az elhízottak a sovány egyénekhez képest jobban aktiválódnak az ízérzékeny kéregben és a szomatoszenzoros kéregben az élelmiszer-átvételtől függően, ami azt jelenti, hogy az élelmiszer-fogyasztás élvezetesebb az érzékszervi szempontból. Számos képalkotó vizsgálat azonban azt is kimutatta, hogy az elhízott betegek kevésbé aktiválódtak a hátsó striatumban, a táplálékfelvételhez viszonyítva a sovány egyénekhez viszonyítva, ami arra utal, hogy a jutalmi áramkör elhomályosodik. Tehát, amint azt már említettük, a fennálló adatok nem támasztják alá egyértelműen az egyszerű túlérzékenységet vagy az elhízás egyszerű hipo-reakcióképességét.
Tekintettel erre a kérdéskörre és az állatkísérletekből származó bizonyítékokra, amelyek arra utalnak, hogy a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú élelmiszerek bevitele a D2 receptorok szabályozásának csökkenését eredményezi, javasoljuk az ideiglenes munkamodellt (Ábra 4), amelyben azt állítjuk, hogy az elhízás veszélyével küzdő emberek kezdetben hiperfunkciót mutatnak az ízesítő kéregben, valamint a szomatoszenzoros kéregben, amely az élelem fogyasztását érzékszervi szempontból kellemesebbé teszi, ami nagyobb előzetes jutalmat eredményezhet az ételtől és a fokozott sebezhetőséghez túlmelegedés, ami az egészségtelen súlygyarapodáshoz vezet. Feltételezzük, hogy ez a túlfúvás a striatumban a receptor túlszabályozásához vezethet, ami túlzottan gazdag élelmiszerek túlzott beviteléhez vezethet, ami növelheti a további overeating valószínűségét és a folyamatos súlygyarapodást. Fontos azonban megjegyezni, hogy az elhízott, mint a sovány, a várt táplálékfelvételre adott válasz esetén a dorsalis striatumban fokozott aktiválódást mutatott, ami eltérő hatással van az előrejelző és fogyasztó élelmiszer-jutalomra.
A jövőbeni kutatások elsődleges célja az, hogy megvizsgáljuk, hogy az agyi jutalmak áramlási rendellenességei növelik-e az egészségtelen súlygyarapodás és az elhízás kialakulásának kockázatát. Egyelőre csak egy prospektív tanulmány tesztelte, hogy az előrejelző és fogyasztó élelmiszer-jutalmakban szerepet játszó agyi régiókban a rendellenességek növelik-e a jövőbeli súlygyarapodás kockázatát. Pontosabban, a jövőbeli vizsgálatoknak meg kell vizsgálniuk, hogy a szomatoszenzoros és a striatum zavarok elsődlegesek vagy másodlagosak-e a magas zsírtartalmú, magas cukortartalmú étrend krónikus beviteléhez. Fontos, hogy teszteljék az ezen eredmények értelmezésére vonatkozó kulcsfontosságú feltételezéseket, mint például, hogy a szomatoszenzoros és ízesítő régiók csökkent érzékenysége az étkezés közbeni szubjektív élvezet csökkenéséhez vezet-e. A jövőbeni kutatásoknak törekedniük kell arra is, hogy megoldják a látszólag ellentmondásos eredményeket, amelyek arra utalnak, hogy az elhízott személyek néhány agyi régió hiperreaktivitását mutatják az élelmiszer-bevitelre, de más agyi régiók hipo-válaszreakcióját a sovány egyénekhez viszonyítva. Különös szükség van a dopamin működésének mérésére a striatális és agykérgi válaszreakciók funkcionális MRI-mérésével. A szakirodalmi áttekintés arra utal, hogy a dopamin működése az élelmiszer-jutalom érzékenységének különbségeihez kapcsolódik. Azonban, mivel az emberben végzett meglévő vizsgálatok vagy a táplálékra adott válaszok funkcionális MRI-méréseit, vagy a DA-kötődés PET-méréseit használták, de soha nem mértek ugyanabban a résztvevőkben, nem világos, hogy az élelmiszer-jutalom érzékenysége mennyire függ a DA-mechanizmusoktól és hogy ez magyarázza-e az elhízott és a sovány egyének differenciális válaszképességét. Így a PET-et és funkcionális MRI-t alkalmazó multimodális képalkotó megközelítést alkalmazó vizsgálatok hozzájárulnak az elhízást okozó etiológiai folyamatok jobb megértéséhez. Végül, az agyi képalkotó vizsgálatok legújabb adatai lehetővé tették számunkra, hogy megkezdjük annak feltérképezését, hogy az élelmiszer-jutalmak ilyen rendellenességei kölcsönhatásba léphetnek-e bizonyos genetikai és környezeti tényezőkkel, mint például a csökkent dopamin-jelzéssel kapcsolatos gének, a tulajdonságok impulzivitása, befolyásolhatják a szabályozási várakozásokat és az egészségtelen élelmiszer-környezetet . A jövőbeni kutatásoknak továbbra is meg kell vizsgálniuk azokat a tényezőket, amelyek mérséklik a jutalmi áramkörök rendellenességei által keltett kockázatot az élelmiszer-átvételtől és a várható átvételtől, hogy növeljék az egészségtelen súlygyarapodás kockázatát.
Lábjegyzetek
Kiadói nyilatkozat: Ez egy PDF-fájl egy nem szerkesztett kéziratból, amelyet közzétételre fogadtak el. Ügyfeleink szolgálataként a kézirat korai változatát nyújtjuk. A kéziratot másolják, megírják és felülvizsgálják a kapott bizonyítékot, mielőtt a végleges idézhető formában közzéteszik. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a gyártási folyamat során hibák észlelhetők, amelyek hatással lehetnek a tartalomra, és minden, a naplóra vonatkozó jogi nyilatkozat vonatkozik.
Közreműködői információk
Eric Stice, Oregon Kutatóintézet.
Sonja Spoor, a University of Texas az Austin-ban.
Janet Ng, Oregoni Egyetem.
David H. Zald, Vanderbilt Egyetem.
Referenciák