Végleges szerkesztett formában megjelent:
- Biol Psychiatry. 2013 május 1; 73 (9): 827 – 835.
- Megjelent online 2013 Mar 26. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.032
PMCID: PMC3658316
NIHMSID: NIHMS461257
Sinita Rajita, PhD1,2,3 és a Ania M. Jastreboff, MD, PhD4,5
A kiadó ennek a cikknek a végleges szerkesztett változata elérhető a következő weboldalon: Biol Psychiatry
Lásd a PMC egyéb cikkeit idéz a közzétett cikket.
Absztrakt
A stresszt az elhízás okozza, és a stressz neurobiológiája jelentősen átfedésben van az étvágy és az energiaszabályozáséval. Ez az áttekintés a stresszről, az allosztázisról, a stressz neurobiológiájáról, valamint az étvágy neurális szabályozásával és az energia homeosztázisával való átfedésről szól. A stressz kulcsfontosságú kockázati tényező a függőség kialakulásában és a függőség visszaesésében. A magas szintű stressz megváltoztatja az étkezési szokásokat és növeli a nagyon ízletes (HP) élelmiszerek fogyasztását, ami viszont növeli a HP élelmiszerek ösztönző ösztönzését és az allosztatikus terhelést. Beszélünk arról a neurobiológiai mechanizmusról, amellyel a stressz befolyásolja a jutalom útvonalait a HP ételek, valamint az addiktív gyógyszerek motivációjának és fogyasztásának fokozása érdekében. A HP ételek fokozott ösztönző hatása és ezen élelmiszerek túlzott fogyasztásának köszönhetően alkalmazkodnak a stressz- és jutalomáramlás-körök, amelyek elősegítik a stresszhez és a HP-hoz kapcsolódó élelmezési motivációt, valamint az ezzel járó metabolikus alkalmazkodást, ideértve a glükóz anyagcseréjének, az inzulinérzékenységnek, és más, az homeosztatikussal kapcsolatos hormonok. Ezek az anyagcsere-változások a dopaminerg aktivitást is befolyásolhatják, befolyásolva az ételek motivációját és a HP ételek bevitelét. Integráló heurisztikus modellt javasolunk, amelyben az ismételt magas szintű stressz megváltoztatja a stressz és az étvágy / energiaszabályozás biológiáját, és mindkét összetevő közvetlenül befolyásolja az idegi mechanizmusokat, hozzájárulva a stressz és az élelmiszer-dudák által kiváltott HP ételmotivációhoz és az ilyen ételek túlzott túlzásához. a súlygyarapodás és az elhízás kockázatának fokozása. A kutatás jövőbeli irányai azonosítják azokat a mechanizmusokat, amelyek révén a stressz növeli a súlygyarapodás és az elhízás kockázatát.
Elhízás és függőség: a stressz szerves szerepe
Az alkohol- és kábítószer-függőség továbbra is jelentős közegészségügyi probléma, amely pusztító orvosi, társadalmi és társadalmi következményekkel jár (1). A stressz kritikus kockázati tényező, amely befolyásolja mind az addiktív rendellenességek kialakulását, mind a addiktív viselkedés visszaesését, ezáltal veszélyezteti a betegség lefolyását és az abban való kilábalást (2Az elhízás globális járvány, és az Egyesült Államok élen jár a járványban, lakosságának kétharmada túlsúlyos vagy elhízott (BMI> 25 kg / m2) (3). Az elhízás és a függőség kialakulása genetikai, környezeti és egyéni életmódjellemzőkkel jár, amelyek mind hozzájárulnak ehhez a járványhoz (4); (5). Míg a korábbi áttekintések ezekre a tényezőkre összpontosítanak, ez a cikk feltárja a stressz, az étkezési útmutatások és az étkezési motiváció szerepét az elhízásban történő túlemeléshez való hozzájárulásban.
Stressz és allosztázis
Legegyszerűbben, feszültség az a folyamat, amelynek során minden rendkívül kihívást jelentő, ellenőrizhetetlen és túlterhelő érzelmi vagy élettani esemény vagy eseménysorozat adaptív vagy rosszul adaptív folyamatokat eredményez a homeosztázis és / vagy a stabilitás visszanyeréséhez (6) (2). Az érzelmi stresszorokra példa lehet az interperszonális konfliktus, az értelmi kapcsolat elvesztése, a munkanélküliség, egy közeli családtag halála vagy egy gyermek elvesztése. Néhány általános fiziológiai stressz tényező közé tartozik az éhség vagy élelmezéshiány, álmatlanság vagy alváshiány, súlyos betegség, szélsőséges hipertermia vagy hipotermia, pszichoaktív hatások és a drogok abbahagyásának állapotai. A stresszhez kapcsolódó adaptáció magában foglalja a allostasis, amely az a képesség, hogy fiziológiai stabilitást érjünk el a belső környezet változásán keresztül, és hogy fenntartsuk a látszólagos stabilitást egy új fiziológiai alapértéknél (6); (7)). McEwen és munkatársai szerint a belső környezet folyamatosan módosul, a fiziológiában, a hangulatban és az aktivitásban ingadoznak, amikor az egyének reagálnak és alkalmazkodnak a környezeti igényekhez (7). A szervezet túlzott stressze, amelyet fokozottnak nevezünk allosztatikus terhelés, az adaptív szabályozó rendszerek „kopását” eredményezi, ami biológiai változásokat eredményez, amelyek gyengítik a stresszhez való alkalmazkodási folyamatokat és növelik a betegségekre való hajlamot (7). Így a magas szintű ellenőrizetlen stressz, valamint az ismétlődő és krónikus stressz elősegíti a tartós allosztatikus terhelést, ami rendellenes idegi, metabolikus és bio-viselkedési állapotokhoz vezet, amelyek hozzájárulnak a rosszindulatív viselkedéshez és a fiziológiához a homeosztatikus tartományon kívül [McEwen, 2007 #4}.
Stressz, krónikus hátrányok és fokozott kiszolgáltatottság az elhízással szemben
Hasonló az ismétlődő és krónikus stressznek a függőség fokozódó sebezhetőségére gyakorolt hatásaihoz (2), a népesség-alapú és klinikai vizsgálatokból származó jelentős bizonyítékok arra utalnak, hogy a magas kontrollálatlan stresszes események és a krónikus stressz állapotok szignifikáns és pozitív összefüggést mutatnak az elhízás, a BMI és a súlygyarapodás (8) (9) (10) (11). Ez a kapcsolat a legerősebbnek tűnik a túlsúlyos egyének és az étvágyók körében is (8) (9) (12). Az egészséges felnőttek közösségi mintájának (n = 588) kumulatív és ismételt stresszének átfogó interjú értékelésével megállapítottuk, hogy a stresszes események és a krónikus stresszorok nagyobb száma (lásd: Táblázat 1) az élettartam során a túlzott alkoholfogyasztáshoz, dohányzáshoz és magasabb BMI-hez kapcsolódott, miután ellenőrizték az életkor, faj, nem és társadalmi-gazdasági státus változóit (lásd: ábra 1).
Mivel a stressz befolyásolja a súlygyarapodást és a BMI-t, megvizsgáltuk annak alapvető glükóz-, inzulin- és inzulinrezisztenciára gyakorolt hatását. Az éhomi plazma glükóz (FPG) és az inzulin reggeli szűrését ezen egészséges közösség önkénteseinek nagy alcsoportjában értékelték, és a homeosztázis modell értékelését (HOMA-IR) az inzulinrezisztencia mutatójaként számítottuk. Megállapítottuk, hogy a kumulatív stressz a BMI-vel kapcsolatos változásokhoz kapcsolódik a glükóz, inzulin és HOMA-IR magasabb szintjében (ábra 2). Ezek az adatok erősebb összefüggéseket mutatnak a kumulatív teljes stressz és az anyagcsere-diszfunkció között a magasabb egyének között, mint az alacsonyabb BMI kategóriákban. Ezek az eredmények hasonlóak a korábbi kutatásokhoz, amelyek azt mutatják, hogy a stressz erősebb hatással van a fokozott anyaghasználatra az egyénekben, akik rendszeres vagy súlyosak, mint a könnyű vagy rekreációs felhasználók (2). Ezek az eredmények együttesen azt sugallják, hogy a kumulatív és ismétlődő stressz növeli az elhízás kockázatát, és hogy a magasabb BMI-vel rendelkező személyek érzékenyebbek lehetnek a stressz okozta ételfogyasztásra és az azt követő súlygyarapodásra.
Stressz és étkezési magatartás
Az akut stressz jelentősen megváltoztatja az evést (13); (10); (9). Míg egyes tanulmányok kimutatták, hogy akut stressz alatt csökken az étkezés, az akut stressz szintén növelheti a táplálékfelvételt, különösen, ha HP, kalóriatartalmú ételek állnak rendelkezésre (9, 13) (14) (15) (16). Például, önmagában jelentve, a hallgatók 42% -a számolt be arról, hogy növekszik az étel-bevitel észlelhető stressz esetén, és a résztvevők 73% -a számolt be arról, hogy növekedett a snacking stressz alatt (17). Az állati vagy emberi laboratóriumi vizsgálatok egyharmadától felére kimutatták, hogy akut stressz alatt nő az étkezés, míg mások nem változnak, vagy nem csökkentik a bevitelt (18) (11). Így, noha az akut stresszkel járó fokozott táplálékfelvétel nem mindenkiben fordul elő, természetesen sok embert érint. Ezenkívül fontos megjegyezni, hogy számos kísérleti tényező hozzájárulhat az akut stressz által kiváltott étkezésre gyakorolt különféle hatások kutatásához (19) (20) (12). Ezek a tényezők magukban foglalják a manipuláció során alkalmazott stressz típusát, a stressz provokáció hosszát, az ételeknek való kitettség időtartamát, valamint a kísérletben kínált ételek mennyiségét és típusát, valamint a telítettség és az éhség szintjét a vizsgálat kezdetén. a tanulmány. Ezek a tényezők hozzájárulhatnak a laboratóriumi kísérletek eredményeinek változékonyságához, amelyek modellezik a stressz hatását az étkezésre.
Jelentős bizonyítékok arra utalnak, hogy a stressz káros hatással lehet az étkezési szokásokra (pl. Étkezés kihagyása, fogyasztás korlátozása, binging) és az étkezési preferenciákra (10). A stressz növelheti a gyorséttermek fogyasztását (21), snack (22), kalória-sűrű és nagyon ízletes ételek (23), és a stresszt a megnövekedett rohamfogyasztással társították (12). A stressz hatása soványban eltérhet az elhízott egyénekhez képest (8, 24-26). A stresszvezérelt táplálkozásról kimutatták, hogy súlyosbodik az elhízott nők esetében, míg a stresszvezérelt táplálkozásnak következetlen hatása van a karcsú egyének élelmezési fogyasztásának (24). Ezenkívül az étkezési szokások változásai összefügghetnek a szénhidrát-anyagcserével és az inzulinérzékenységgel (27). Egészséges, karcsú nőkben a túlzott étkezés növeli az éhomi vércukorszintet, az inzulinválaszt, és megváltoztatja a leptin szekréciójának napi mintáját (28). Megállapítottuk, hogy a szabálytalan étkezési gyakoriság növeli az inzulint a vizsgált étkezésre adott válaszként egy időszakos étkezési szokások után (27). Összefoglalva, ez a kutatás azt sugallja, hogy a stressz elősegítheti a szabálytalan étkezési szokásokat és megváltoztathatja az étkezési preferenciákat, és hogy a túlsúlyos és elhízott egyének érzékenyebbek lehetnek az ilyen hatásokra, valószínűleg az energiaszabályozás és a homeosztázis súlyának függvényében bekövetkező adaptációk révén.
A stressz és az energia homeosztázis átfedő neurobiológiája
Az akut stresszre adott fiziológiai válaszok két kölcsönhatásba lépő stressz útvonalon nyilvánulnak meg. Az első a hipotalamusz-hipofízis-mellékvese (HPA) tengely, amelyben a kortikotropint felszabadító faktor (CRF) felszabadul a hipotalamusz paraventrikuláris magjából (PVN), stimulálva az adrenokortikotropin hormon (ACTH) kiválasztását az agyalapi elülső részből, amely ezt követően stimulálja a glükokortikoidok (GC) (kortizol vagy kortikoszteron) kiválasztását a mellékvesékből. A második az autonóm idegrendszer, amelyet a szimpathoadrenális medullary (SAM) és a parasimpatikus rendszerek koordinálnak. Ezen stressz utak mindkét komponense befolyásolja a gyulladásos citokineket és az immunitást (2); (6).
A CRF és az ACTH felszabadulása a hypothalamusból és az agyalapi elülső részből stressz során GC felszabadulást eredményez a mellékvesekéregben, amely viszont támogatja az energiamobilizációt és a glükoneogenezist. A stresszhez kapcsolódó szimpatikus izgalom növeli a vérnyomást és a vér áramlásának elterelését az emésztőrendszerből a vázizmokba és az agyba. A stressz CRF-re és ACTH-ra gyakorolt akut hatását a GC negatív visszacsatolása szünteti meg, támogatva a homeosztázis visszatérését, és ilyen akut stressz-körülmények között jelentős bizonyítékok vannak arra, hogy az ételek fogyasztása csökken, nem pedig növekszik (19) (9). A hypothalamus negatív visszacsatoláson keresztül reagál a GC-kre, de az inzulinnal is, a hasnyálmirigyből választódik ki, és szerves részét képezi a glükóz-anyagcserének és az energiatárolásnak (29) (9) és más hormonok, például leptin, amely gátolja az étvágyat, és ghrelin, amely elősegíti az étvágyat (5); (9); Currie, 2005). A glükokortikoidok növelik a plazma leptin- és ghrelin-szintjét, a ghrelin szintén növeli a stresszt, és részt vesz a szorongás és a hangulat szabályozásában (30). Ezen túlmenően számos hypothalamus neuropeptid, például CRF, propriomelanokortin (POMC), orexigén neuropeptid Y (NPY) és agouti rokon peptid (AgRP), valamint a stresszválasz szabályozásában részt vevő melanokortin receptorok szintén szerepet játszanak etetés szerepe (31). A glükokortikoidok megváltoztatják ezen neuropeptidek expresszióját, amelyek szabályozzák az energiafelvételt (32) (31). Például a bilaterális adrenalecomia csökkenti az ételek bevitelét, és a GC beadása növeli az ételek bevitelét az NPY felszabadulásának serkentésével és a CRF felszabadulásának gátlásával (31). Ezenkívül az élelmezés-korlátozás és a magas zsírtartalmú étrend megváltoztatja a stressz és a GC gén expressziójának HPAaxis-válaszát számos agyi régióban, amelyek részt vesznek az energia homeosztázisában és a stresszben (33) (20) (18) (34) (35). Így a hipotalamusz kritikus régió a stressz áramkörében, valamint a táplálkozás és az energia egyensúly szabályozásában.
Az ismétlődő és ellenőrizhetetlen stressz krónikus és magas szintje a HPA tengelyének diszregulációját eredményezi, a GC gén expressziójának megváltozásával (6) (36), amelyek viszont befolyásolják az energia homeosztázisát és az etetés viselkedését is. A HPA tengely krónikus aktiválása ismert módon megváltoztatja a glükóz-anyagcserét és elősegíti az inzulinrezisztenciát, változással számos étvágyhoz kapcsolódó hormonban (pl. Leptin, ghrelin) és táplálva a neuropeptideket (pl. NPY) (37) (38) (39) (40). A krónikus stressz tartósan növeli a GC-értékeket és elősegíti a hasi zsírt, amely inzulin jelenlétében csökkenti a HPA tengely aktivitását (9) (38) (33). Az alap tudományos tanulmányok kimutatták, hogy a mellékvese szteroidok növelik a glükóz- és inzulinszintet, valamint a magas kalóriatartalmú ételek kiválasztását és bevitelét (13) (14) (15) (41). A krónikusan magas GC-k és az inzulinszint növekedése szinergetikus hatást gyakorol a növekvő HP táplálékfelvételre és a hasi zsírlerakódásra (23) (9); (42). Az ismételt stressz magas szintje szimpatikus túlműködést is eredményez, és a stresszekkel kapcsolatos autonóm válaszok növekedése serdülők és felnőttek inzulinszintjével és inzulinrezisztenciájával függ össze (43).
A stressz hatása az élelmezési jutalomra, a motivációra és a bevitelre
A hipotalamikus stresszáramlások az extrahypothalamicus cortico-limbikus utak szabályozása alatt állnak, amelyeket CRF, NPY és noradrenerg útvonalak modulálnak. A stresszválasz az amygdala útján indul, és a stressz szabályozása GC negatív visszacsatolás révén történik a hippokampusz és a medialis prefrontalis corticalis (mPFC) régiók számára (6). A CRF extrahypothalamikus előrejelzései részt vesznek a stressz szubjektív és viselkedési válaszában, míg az orexigén NPY felszabadulása stressz alatt és megnövekedett NPY mRNS a hipotalamusz, az amygdala és a hippokampusz íves magjában növeli a táplálkozást, de csökkenti a szorongást és a stresszt is (31). A stressz és a GC fokozza a dopaminerg transzmissziót és az eredmény-haszon keresést és bevitelt laboratóriumi állatokban (18) (13) (2). Az akut stressz növeli az élelmezési jutalom megszerzését, a magas zsírtartalmú étrend bevitelét (11) (16), valamint a HP élelmiszerek kényszeres keresése (25), és előmozdítja a jutalomtól függő szokásokat (44). A stressz fokozza a desszertek, snackek és a magasabb HP táplálékfelvétel iránti vágyat a telített túlsúlyos egyéneknél, szemben a sovány egyénekkel (25).
A fokozott kábítószer-fogyasztás és a magas zsírtartalmú étrend megváltoztatja a CRF, a GC és a noradrenerg aktivitást, így növelve a jutalmazási útvonalak szenzibilizációját (ideértve a ventrális tegmentális területet [VTA], a magmag akumulálókat [NAc], a hátsó striatumot és az mPFC régiókat), ami befolyásolja a függőséget okozó anyagok és A HP ételei és növeli a drogok / élelmezés iránti vágyát és bevitelét (45) (2), (46). Ennél is fontosabb, hogy ez a motivációs kör átfedésben van azokkal a limbikus / érzelmi régiókkal (pl. Amygdala, hippokampusz és szigetek), amelyek szerepet játszanak az érzelmek és a stressz megtapasztalásában, valamint a tanulási és memória folyamatokban, amelyek részt vesznek az adaptációhoz és viselkedéshez kapcsolódó kognitív válaszok tárgyalásában. homeosztázis (2); (47). Például, az amygdala, a hippokampusz és az insula fontos szerepet játszik a jutalom, a jutalom-alapú tanulás és az emlékezet kódolásában a magas érzelmi és jutalomra utaló jelek, valamint az érzelmek és a jutalom-alapú táplálkozás erősítésében (48) (49). Másrészt a prefrontalis kéreg (PFC) medialis és laterális komponensei magasabb szintű kognitív és végrehajtó kontroll funkciókban vesznek részt, valamint az érzelmek, élettani reakciók, impulzusok, vágyak és vágyak szabályozásában (50). A magas és ismétlődő stressz megváltoztatja a strukturális és funkcionális válaszokat ezen prefrontalis és limbikus agyrégiókban, biztosítva bizonyos alapot a krónikus stressznek a cortico-limbikus régiókra gyakorolt hatásaira, amelyek modulálják az étkezési jutalmat és a vágyat (51); (52). Ezek az eredmények összhangban vannak a viselkedésbeli és klinikai kutatásokkal, amelyek azt mutatják, hogy a stressz vagy a negatív hatások csökkentik az érzelmi, zsigeri és magatartási irányítást, növelik az impulzivitást (2), amelyet viszont az alkohollal való fokozottabb elkötelezettség, a dohányzás és más kábítószer-visszaélés, valamint a HP ételek fokozott bevitelével járnak (23); (53); (54). Ha fokozott figyelmet fordítunk az élelmezési függőségre, és arra, hogy az édesség és zsír iránti vágy elősegítheti az elhízást (55), fontolóra kellene venni, hogy a krónikus stressz ne súlyosbítja-e az élelmiszer-függőség iránti sebezhetőséget is.
Ételek, étkezési jutalom, motiváció és bevitel
A rendkívül ízletes élelmezési utak mindenütt jelen vannak az ozogén környezetben. Ezeknek a HP élelmiszer-jelzéseknek való kitettség növelheti az ételek bevitelét és hozzájárulhat a súlygyarapodáshoz (49). Az ilyen ételek jutalmazzák, ösztönzik az agy jutalmazási útvonalait, és tanulási / kondicionáló mechanizmusok révén növelik a HP élelmezési igényének és fogyasztásának valószínűségét (56) (57) (58). Az állatok és az emberek kondicionálhatók ezen HP élelmiszerek keresésére és fogyasztására, különösen a környezetben található HP élelmiszerekkel kapcsolatos ingerek vagy „útmutatások” összefüggésében (55) (59) (57). A kondicionálás ilyen mértékű növekedése és a HP ételek ezzel kapcsolatos növekedése az idegi jutalom / motivációs utak alkalmazkodását eredményezi, ami ezen HP ételek fokozottabb megfigyelésével jár, és viszont a HP ételek nagyobb „vágyát” és keresését eredményezi, hasonlóan a az ösztönző nyugalmi folyamatok, amelyek az alkohol- és drogfogyasztás növekedésével járnak60). Az állatokon végzett kutatások és az egyre növekvő humán neuroimaging kutatások egyértelműen azt mutatják, hogy az agyi jutalom régiók részt vesznek és a fokozott dopaminerg transzmisszió bekövetkezik a HP élelmiszer-dákó expozícióval, az élelmezési vágy és motiváció ezzel egyidejű növekedésével (61) (62) (63), valamint az agyi jutalom régiók és az élelmezés-vágy nagyobb reakcióképessége a magasabb BMI-vel (64) (65) (66) (67).
A HP élelmiszerek nagyobb fogyasztásával a szénhidrát- és zsíranyagcserében, az inzulinérzékenységben és az étvágycsökkentő hormonokban bekövetkező változások, amelyek módosítják az energia homeosztázisát, befolyásolják az idegi jutalomrégiókat is, amelyek növelik az élettér, az étkezés iránti vágyat és motivációt (68) (57) (69) (70) (71) (72) (73). Például egészséges egyénekben a plazma glükóztartalmának élelmezéshez kapcsolódó emelkedése serkenti az inzulin szekrécióját, lehetővé téve a glükóz felvételét a perifériás szövetekbe; érdekes módon bizonyították, hogy az inzulin központi infúziója elnyomja az étvágyat és az etetést (74); (75); (76); (77); (78). Ugyanakkor a perifériás inzulin- és inzulinrezisztencia krónikusan magas szintje, amint azt sok elhízásban szenvedő betegnél megfigyelték, elősegítheti az élelmezés iránti igényt és a táplálékfelvételt, valamint megváltoztathatja a dopaminerg aktivitást olyan jutalmazási régiókban, mint a VTA, NAc és a háti striatum (78) (79) (80) (81). Hasonlóképpen, a leptin és a ghrelin befolyásolja a dopaminerg transzfert az agyi jutalom régiókban és az állatok élelmezési igényű viselkedését, és aktiválja az emberek agyi jutalom régióit (69) (70) (71) (73). Az inzulinrezisztencia és a T2DM összefüggenek az idegi jutalomáramkörök funkcióinak változásaival és az étkezési útmutatásokra adott válaszukkal (82) (79) (80). Nemrégiben megnövekedett limbikus és striatális reaktivitást mutattunk stresszre és élelmi útmutatásokra elhízottan, a karcsú egyénekhez viszonyítva (81) (lát ábra 3). Ezenkívül az inzula és a hátsó striatum magasabb aktivitása korrelált a magasabb inzulinszinttel, inzulinrezisztenciával és az étkezési vágygal, amikor a résztvevőket kedvenc ételkörnyezetüknek tették ki (81). Ezek a megállapítások együttesen alátámasztják azt az elképzelést, hogy lehetnek párhuzamos és kapcsolódó adaptációk az anyagcsere és az idegi motivációs körökben, amelyek szorosan kölcsönhatásba lépnek az éhség, az élelmezési lehetőségek és a szelekció dinamikus befolyásolása, a HP ételek motiválása és a HP ételek túlzott túlélése érdekében.
A növekvő bizonyítékok arra utalnak, hogy az étvágyban és az energia homeosztázisában részt vevő hormonok (pl. Leptin, ghrelin, inzulin) szerepet játszhatnak az alkohol és drogok vágyában, jutalmazásában és kényszeres keresésében (49); (57); (58); (68); (69); (72); (71) Ezek az egyesületek érdeklődést mutattak a „függőség átadásának” gondolata felfedezése vagy az egyik „függőség” - ebben az esetben bizonyos élelmiszerek - helyettesítése egy másik, például alkohol vagy más anyagok (83). Például egy nemrégiben végzett tanulmány szerint az alkoholfogyasztás növekedett a gyors, jelentős súlycsökkenést követően, amint azt a bariatric műtéten átesett betegek is észlelik (84). Így a veszélyeztetett egyénekben az élelmiszerek és addiktív anyagok lehetséges kereszt-szenzibilizációjáról szóló jövőbeli kutatások felvilágosíthatják az ezen jelenség alapjául szolgáló mechanizmusokat.
Súlyhoz és étrenddel kapcsolatos anyagcseréhez és stresszhez való alkalmazkodás: befolyásolja az étkezési vágyat és az étkezést
Az egészséges sovány szintek feletti növekvő súlyszint és a HP ételek túladagolása megváltoztatja a glükóz-anyagcserét, az inzulinérzékenységet és a hormonokat, szabályozza az étvágyat és az energia-homeosztatist (85) (57) (58). Amint azt az előző szakaszokban megjegyeztük, ezek az anyagcsere-tényezők nemcsak az idegi jutalomrégiókat befolyásolják a motiváció befolyásolása érdekében, hanem a hipotalamusz áramköröket is befolyásolják, kölcsönhatásba lépve az átfedő stressz- és energiaszabályozó áramkörrel. Ezért nem meglepő, hogy a megnövekedett súly, az inzulinrezisztencia és a magas zsírtartalmú étrend társul a stressz kihívásokra adott tompa GC-válaszokhoz és a megváltozott autonóm és perifériás katecholamin-válaszokhoz (43) (20) (33) (34). Mint korábban megjegyeztük, a magas szintű stressz és glükokortikoidok növelik a glükóz- és inzulinszintet, valamint elősegítik az inzulinrezisztenciát. Hasonlóképpen, a krónikusan magas inzulinszintekről kimutatták, hogy alulszabályozzák a HPA tengely válaszát és növelik az alapvető szimpatikus hangot (43) (86) (42) (87). Ezenkívül bizonyítékok azt mutatják, hogy a stressz befolyásolja a glükózszintet és a variabilitást mind 1 típusú, mind 2 cukorbetegségben szenvedő betegekben (88) (89) (90), míg a ghrelin, amely a jutalmazási utak jelzése révén elősegíti az étvágyat és a táplálkozást (71) szintén részt vesz a stressz által kiváltott élelmezési jutalomban és az élelmiszerkeresésben (30) (73). Így a testfüggő anyagcsere-változások az alapértékekben növelhetik az allosztatikus terhelést, ha megnövekszik az autonóm alaphang és a megváltozott HPA tengelyaktivitás (18) (91) (40) (6).
Összhangban azzal a korábbi munkával, amely megmutatta a BMI-t és az étkezési jutalmat és a motivációt befolyásoló stressz-adaptációt, nemrégiben bebizonyítottuk, hogy az akut stressz növeli az amygdala aktivitást és tompítja az orbito-frontalis cortex reakciót a turmix és az íztelen beadás ellen, ám ezt a hatást a magas kortizolszint és magas BMI-vel (92). Hiperinsulinémiás bilincs segítségével azt is kimutattuk, hogy az enyhe hipoglikémia az agyi jutalom és a limbikus régiók (hipotalamusz, striatum, amygdala, hippokampusz és insula) aktiválását elősegíti, előnyben részesítve a HP táplálkozási jeleket. Ez a hatás korrelált a növekvő kortizolszintekkel, miközben csökkent a medialis prefrontalis. aktiváció, olyan hatás, amely korrelált az alacsonyabb glükózszinttel (93). Mivel az enyhe hipoglikémia fiziológiás stresszornak tekinthető, eredményeink azt sugallják, hogy a glükózfelhasználás az agyban eltérően fordulhat elő, növekvő stressz esetén, fokozott motivációval és limbikus jelátvitel mellett étkezési utalások esetén, de csökkent idegi válasz az önkontroll és a szabályozó prefrontalis régiókban . Ezenkívül ez az idegi mintázat sokkal szembetűnőbb volt az egészséges elhízott egyéneknél, ami arra utal, hogy az ilyen adaptációk egyre növekvő súlyossággal alakulnak ki, valószínűleg megtervezve a súlyfüggő anyagcsere-, idegi- és stresszfüggő adaptációk menetét, amelyek befolyásolják a HP ételmotivációját. Ez a tanulmány a korábban idézett bizonyítékokkal kombinálva egy finoman hangzott neuroendokrin-anyagcsere-jutalom tengelyt alkot, amely normál egészséges körülmények között koordinálja a táplálkozás és az energia homeosztázis fiziológiai és pszichológiai aspektusait, de a növekvő kockázati tényezőkkel és alkalmazkodásokkal ezekben az útvonalakban, a szabályozási áramlások mindegyikében ezeknek a rendszereknek a részeit „eltéríthetik”, ezáltal elősegítve a HP fokozott élelmezési motivációját és bevitelét.
Összegzés és javasolt modell
A bemutatott bizonyítékok egybehangzó vonalai azt sugallják, hogy a mindenütt jelen lévő HP élelmiszer-utalások és a magas szintű stressz megváltoztathatja az étkezési magatartást, és befolyásolhatja az agy jutalmazási / motivációs útvonalait, amelyek a HP ételek iránti igénybevételéhez és kereséséhez kapcsolódnak. Az ilyen viselkedési reakciók elősegíthetik a súly és a testzsír tömeg változásait. A növekvő bizonyítékok támasztják alá a súlyfüggő bio-viselkedésbeli alkalmazkodást az anyagcserében, a neuroendokrin és az idegi (kortikális limbikus-striatális) útvonalakban, hogy fokozhassák az élelmezés iránti vágyát és a bevitelt HP ételek és kapcsolódó jelzések és stressz esetén. Ezért heurisztikus modellt javasolunk arra vonatkozóan, hogy a HP élelmiszerek, étkezési utalások és stressz-expozíció hogyan változtathatják meg az agyban és a testben az anyagcserét, a stresszt és a jutalom-motivációt, hogy elősegítsék a HP élelmezési motivációját és bevitelét (lásd: ábra 4). Ahogy az előző szakaszokban leírtuk, a stresszre reagáló hormonok (CRF, GC) és az anyagcsere-tényezők (inzulin, ghrelin, leptin) mindegyike befolyásolja az agy dopaminerg transzmisszióját, és súlyfüggő adaptációkkal (krónikus változások) ezek a tényezők elősegíthetik a HP magasabb szintjét élelmezési motiváció és bevitel az agyi jutalom aktivitásának fokozása révén. Így a szenzibilizált feed-forward folyamat Ennek következménye lehet, hogy a metabolikus, neuroendokrin és cortico-limbikus striatális utak súlyfüggő adaptációi elősegítik a HP élelmezési motivációját és bevitelét a kiszolgáltatott személyekben. Egy ilyen szenzibilizált folyamat megnövekedett HP élelmezési motivációval és bevitelével elősegítheti a jövőbeli súlygyarapodást, ezáltal fokozva a stresszel és a metabolikus folyamatokkal kapcsolatos súlyfüggő alkalmazkodási ciklust, valamint fokozva az agy motivációs útvonalak érzékenyítését a HP táplálékkal összefüggésben. jelzések vagy stressz, hogy elősegítsék a HP élelmezési motivációját és fogyasztását. A testsúly és a BMI mellett az genetikai és az elhízáshoz való hajlam, az étkezési szokások, az inzulinrezisztencia, a krónikus stressz és más pszichológiai változók egyéni különbségei tovább mérsékelhetik ezt a folyamatot.
Jövőbeli irányok
Miközben egyre növekszik a tudományos figyelem a stressz, az energia egyensúly, az étvágy szabályozás, az élelmezés jutalma és a motiváció közötti összetett kölcsönhatásokra, és ezeknek az elhízási járványra gyakorolt hatásaira, ezen kapcsolatok megértésében jelentős hiányosságok mutatkoznak. Számos kulcskérdés megválaszolatlan marad. Például nem ismert, hogy a stressz okozta neuroendokrin változások a kortizolban, ghrelinben, inzulinban és leptinben befolyásolják a HP élelmezési motivációját és bevitelét. Ha a krónikus stressz csökkenti a HPA tengelyre adott válaszokat, amint azt a korábbi kutatások is kimutatták, hogyan befolyásolják ezek a változások az étkezési vágyt és az étkezést? Hasznos lenne megvizsgálni, hogy a stressz, a neuroendokrin és az anyagcsere reakciók súlyfüggő változásai megváltoztatják-e a HP élelmezési motivációját és bevitelét, és vajon ezek a változások előre jelzik-e a jövőbeli súlygyarapodást és elhízást. A konkrét biomarkerek azonosítása és a stresszhez és élelmezésfüggőséghez kapcsolódó biológiai viselkedésbeli alkalmazkodás értékelésére szolgáló számszerűsíthető intézkedések kidolgozása elősegítheti az optimális klinikai ellátás irányítását, valamint az új, közegészségügyi beavatkozással járó, speciálisan sebezhető alcsoportok megcélzását. Ezen túlmenően a stressz és az anyagcsere útjai során bekövetkező neuromolekuláris változások bizonyítéka, amelyek a zsírtartalmú étrendre és a krónikus stresszre vonatkoznak, valamint az, hogy hogyan kapcsolódnak az étkezéshez és a súlygyarapodáshoz, kritikus fontosságúak a stressz és az anyagcseréhez való alkalmazkodás szerepének megértésében. az élelmezés motivációjában, a túlzásban és a súlygyarapodásban.
Kevés adat áll rendelkezésre azokról a mechanizmusokról, amelyek a súlycsökkenés fenntartásának kudarcát, illetve a HP élelmiszerek túladagolásának visszaesését és a súlygyarapodást okozzák, valamint arról, mely elhízáskezelési módok a legmegfelelőbbek az egyének egyes alcsoportjai számára. A függőség területe fontos információkat tartalmaz a neurobiológiai alkalmazásokról, amelyek elősegítik a függőség visszaesését és a kezelés kudarcát. Mivel a súlycsökkenés fenntartásának elmulasztásáról a rosszindulatív viselkedés visszaesése során került sor (94, 95), lehetséges, hogy hasonló mechanizmusok is előidézik a visszaesést, mint a HP ételek túladagolását és a súlygyarapodást, ám erről a témáról külön tanulmányok ritkák. Hiányos az információ a metabolikus alkalmazkodásról és azoknak a jutalomra és a stressz neurobiológiájára gyakorolt hatásáról, amelyek a különféle súlycsökkentési beavatkozásokkal előfordulhatnak, ideértve a fokozatos fogyást, a „súlyos diéta” révén történő gyors fogyást vagy a különféle bariatric műtéti beavatkozásokat. . Ezen túlmenően számos stresszhez kapcsolódó betegség, például hangulati és szorongásos rendellenességek kapcsolódnak az elhízáshoz és a T2DM-hez, és érdekes módon az ilyen állapotok kezelésére szolgáló gyógyszerek (azaz bizonyos antidepresszánsok) növelik a súlygyarapodás kockázatát, de kevés bizonyíték van a felismerésre. e jelenségek mögöttes mechanizmusai. A T2DM beállításánál a szigorú glikémiás kontroll exogén inzulinterápiával gyakran elősegíti a súlygyarapodást. Mivel a hiperinsulinemia, az inzulinrezisztencia vagy az inzulinrezisztencia hosszú távú hatásai fokozhatják a motiváció-jutalom idegi útvonalait és az étvágyát az elhízott, inzulinrezisztens egyénekben, hasznos lenne olyan terápiás megközelítések vizsgálata, amelyek kevésbé valószínűsítik a HP táplálékának népszerűsítését. vágy és bevitel, hogy csökkentsék a fogékony egyének további súlygyarapodását.
Végül új előrelépések történnek az elhízás viselkedésbeli és farmakológiai kezelésében, ám nem világos, hogy ezek hogyan kapcsolódnak a stressz, az anyagcsere és a jutalomzavar normalizálásához az érzékeny elhízott egyéneknél. Például a közelmúltbeli bizonyítékok azt sugallják, hogy a testtartás alacsony stresszszinttel és a stresszkel való jobb megbirkózáshoz kapcsolódik (96); (97). Mivel a stressz elősegíti az étkezési vágyat és a túlzott étkezést, a stresszcsökkentő beavatkozások hasznosak lehetnek a hatékony súlykezelési programokban, és az elhízás és a T2DM kísérleti viselkedési stresszcsökkentési tanulmányai pozitív hatásokat mutatnak a stressz, az étkezési vágy és az élettani funkció javítására (98, 99). Az ilyen kutatás azonban még gyerekcipőben jár, és a jövőben nagyobb figyelmet igényel. A kábítószerrel való visszaélés kezelésére szolgáló gyógyszereket szintén fontolóra veszik a súlycsökkentés lehetséges beavatkozásaként (100). Valójában a stressz, függőség és elhízás alapjául szolgáló neuro-viselkedési-anyagcsere-mechanizmusok megértésének javítására irányuló jövőbeli kutatások óriási haszonnal járnának az új terápiák kidolgozásában, amelyek csökkentik a HP élelmezési motivációját, fogyasztását és súlygyarapodását.
Köszönetnyilvánítás
Ezt a munkát a NIDDK / NIH, 1K12DK094714-01, valamint az NIH Útmutató az Orvosi Kutatás Közös Alapjához UL1-DE019586, UL1-RR024139 (Yale CTSA) és a PL1-DA024859 támogatta.
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.
Pénzügyi közzétételek: Dr. Sinha az Embera Neutotherapeutics Tudományos Tanácsadó Testületében dolgozik. Ania Jastreboff segíti a ManPower-t, aki vállalkozókat lát el a Pfizer New Haven klinikai kutatási egységében.
Referenciák