Physiol Behav. Naskah penulis; tersedia dalam PMC 2010 Jul 14.
Diterbitkan dalam bentuk yang diedit akhir sebagai:
Physiol Behav. 2009 Jul 14; 97 (5): 551 – 560.
Diterbitkan secara online 2009 Mar 27. doi: 10.1016 / j.physbeh.2009.03.020
PMCID: PMC2734415
NIHMSID: NIHMS127696
Abstrak
Laporan ini meninjau temuan-temuan dari studi yang telah menyelidiki apakah kelainan imbalan dari asupan makanan dan asupan makanan yang diantisipasi meningkatkan risiko obesitas. Laporan diri dan data perilaku menunjukkan bahwa orang yang mengalami obesitas relatif terhadap orang kurus menunjukkan kenaikan makanan yang bersifat antisipatif dan konsumsi. Studi pencitraan otak menunjukkan bahwa obesitas relatif terhadap individu kurus menunjukkan aktivasi lebih besar dari kusta gustatory (insula / operculum frontal) dan daerah somatosensori oral (parietal operculum dan Rolandic operculum) sebagai respons terhadap asupan yang diantisipasi dan konsumsi makanan yang enak. Namun, data juga menunjukkan bahwa obesitas relatif terhadap individu kurus menunjukkan kurang aktivasi di dorsal striatum sebagai respons terhadap konsumsi makanan yang enak dan mengurangi kepadatan reseptor dopamin D2 striatal. Data prospektif yang muncul juga menunjukkan bahwa aktivasi abnormal di wilayah otak ini meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan dan bahwa genotipe yang terkait dengan penurunan sinyal dopamin memperkuat efek prediksi ini. Hasil menyiratkan bahwa individu yang menunjukkan aktivasi lebih besar di daerah korteks dan somatosensori dalam menanggapi antisipasi dan konsumsi makanan, tetapi yang menunjukkan aktivasi yang lebih lemah di striatum selama asupan makanan, mungkin beresiko makan berlebihan, terutama mereka yang berisiko genetik untuk diturunkan. pensinyalan reseptor dopamin.
Obesitas dikaitkan dengan peningkatan risiko kematian, penyakit serebrovaskular aterosklerotik, penyakit jantung koroner, kanker kolorektal, hiperlipidemia, hipertensi, penyakit kandung empedu, dan diabetes mellitus, yang mengakibatkan lebih dari 111,000 kematian setiap tahun di AS [1] Saat ini, 65% orang dewasa dan 31% remaja di AS kelebihan berat badan atau obesitas [2] Sayangnya, pengobatan pilihan untuk obesitas (perawatan penurunan berat badan perilaku) hanya menghasilkan penurunan sedang dan sementara dalam berat badan [3] dan sebagian besar program pencegahan obesitas tidak mengurangi risiko kenaikan berat badan di masa depan [4] Keberhasilan intervensi yang terbatas ini mungkin disebabkan oleh pemahaman yang tidak lengkap tentang faktor-faktor yang meningkatkan risiko obesitas. Meskipun studi kembar menyiratkan bahwa faktor biologis memainkan peran etiologis kunci dalam obesitas, beberapa studi prospektif telah mengidentifikasi faktor biologis yang meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan.
Hadiah dari Intake Makanan
Para ahli teori telah mengemukakan bahwa obesitas terjadi akibat kelainan dalam pemrosesan hadiah. Namun, temuan ini tampaknya agak tidak konsisten, yang telah mendorong model bersaing mengenai hubungan kelainan dalam pemrosesan hadiah dengan etiologi obesitas. Beberapa peneliti mengusulkan bahwa sirkuit respons yang berlebihan terhadap asupan makanan meningkatkan risiko makan berlebih [5,6] Ini mirip dengan model sensitivitas penguatan penyalahgunaan zat, yang berpendapat bahwa orang-orang tertentu menunjukkan reaktivitas yang lebih besar dari sistem hadiah otak untuk memperkuat obat-obatan [6] Yang lain berhipotesis bahwa individu yang obesitas menunjukkan sirkuit respons yang hipo-responsif, yang membuat mereka makan berlebihan untuk mengkompensasi kekurangan ini [7,8] Sindrom Kekurangan Hadiah ini dapat berkontribusi pada perilaku termotivasi lainnya, termasuk penyalahgunaan narkoba dan perjudian [9].
Konsisten dengan model hiper-responsif, individu yang obesitas menilai makanan tinggi lemak dan tinggi gula sebagai lebih menyenangkan dan mengkonsumsi lebih banyak makanan seperti itu daripada individu kurus [10,11,12] Anak-anak berisiko untuk obesitas berdasarkan obesitas orang tua lebih suka rasa makanan berlemak tinggi dan menunjukkan gaya makan yang lebih bersemangat daripada anak-anak dari orang tua kurus [13,14,15] Preferensi untuk makanan tinggi lemak dan tinggi gula memprediksi kenaikan berat badan yang meningkat dan peningkatan risiko obesitas [16,17] Orang yang kegemukan versus orang kurus melaporkan bahwa asupan makanan lebih kuat [18,19,20] Laporan diri ukuran sensitivitas umum untuk menghargai berkorelasi positif dengan makan berlebihan dan massa tubuh [21,22].
Studi pencitraan otak telah mengidentifikasi daerah yang tampaknya mengkodekan hadiah subjektif dari konsumsi makanan. Konsumsi makanan yang enak, relatif terhadap konsumsi makanan yang tidak enak atau makanan tanpa rasa, menghasilkan aktivasi yang lebih besar dari korteks orbitofrontal lateral kanan (OFC), operculum frontal dan insula [23,24] Konsumsi makanan yang enak juga menghasilkan pelepasan dopamin di dorsal striatum [25] Studi mikrodialisis pada tikus menunjukkan bahwa selera makan juga melepaskan dopamin dalam nukleus accumbens dan inti, serta korteks prefrontal [26,27] Penelitian pada hewan menunjukkan bahwa makan berlebihan pada gula meningkatkan dopamin ekstraseluler dalam nukleus accumbens shell [28] Stimulasi jaringan meso-limbik menggunakan agonis reseptor μ-opioid [29] dan lesi-lesi dari amigdalar baslolateral dan sirkuit hipotalamus lateral dapat menghasilkan makan berlebih [30], mendukung pentingnya neurokimia wilayah ini dalam konsumsi makanan.
Akumulasi data berimplikasi pada defisiensi reseptor dopamin pada obesitas. Obesitas terhadap tikus tanpa lemak menunjukkan lebih sedikit kepadatan reseptor D2 di hipotalamus [31] dan di striatum [32] dan mengurangi aktivitas dopamin hipotalamus ketika puasa, tetapi melepaskan lebih banyak fasic statically dopamin ketika makan dan tidak berhenti makan dalam menanggapi pemberian insulin dan glukosa [33] Obesitas-rawan Sprague-Dawley tikus telah mengurangi omset dopamin di hipotalamus dibandingkan dengan strain yang resisten terhadap diet sebelum mereka menjadi obesitas dan hanya mengembangkan obesitas ketika diberi diet energi tinggi yang enak [34,35] Blokade reseptor D2 menyebabkan obesitas tetapi tikus tidak berlemak untuk makan berlebihan [31,36], menunjukkan bahwa blokade ketersediaan reseptor D2 yang sudah rendah dapat menyadarkan tikus yang obesitas terhadap makanan [37] Obesitas dibandingkan manusia tanpa lemak menunjukkan berkurangnya kepadatan reseptor D2 striatal [38,39] Ketika terkena diet tinggi lemak yang sama, tikus dengan kepadatan reseptor D2 yang lebih rendah dalam putamen menunjukkan kenaikan berat badan lebih banyak daripada tikus dengan kepadatan reseptor D2 yang lebih tinggi di wilayah ini [40] Antagonis dopamin meningkatkan nafsu makan, asupan energi, dan penambahan berat badan, sedangkan agonis dopamin mengurangi asupan energi dan menghasilkan penurunan berat badan [41,42,43,44].
Studi dalam neuroekonomi menunjukkan bahwa aktivasi di beberapa area otak berkorelasi positif dengan ukuran hadiah moneter dan ukuran hadiah [45] Temuan serupa telah muncul untuk hadiah makanan [46] Terlebih lagi, respons semacam itu bervariasi dengan rasa lapar dan kenyang. Respons terhadap rasa makanan di otak tengah, insula, striatum dorsal, cingulate suballosal, korteks prefrontal dorsolateral, dan korteks prefrontal medial dorsal lebih kuat dalam puasa dibandingkan keadaan kenyang, mungkin mencerminkan nilai hadiah makanan yang lebih besar yang disebabkan oleh kekurangan [47,48] Data tersebut menunjukkan bahwa respons terhadap makanan di beberapa daerah otak dapat digunakan sebagai indeks respons terhadap hadiah.
Meskipun beberapa studi pencitraan otak telah membandingkan individu kurus dan obesitas menggunakan paradigma yang menilai aktivasi sirkuit hadiah, temuan tertentu sejalan dengan tesis bahwa individu obesitas menunjukkan hiper-responsif di daerah otak yang terlibat dalam hadiah makanan. Sebuah studi Positron Emission Tomography (PET) menemukan bahwa obesitas relatif terhadap orang dewasa tanpa lemak menunjukkan aktivitas metabolisme istirahat yang lebih besar di korteks somatosensori oral, wilayah yang menyandikan sensasi di mulut, bibir, dan lidah [8], mendorong penulis untuk berspekulasi bahwa peningkatan aktivitas di wilayah ini dapat membuat orang gemuk lebih sensitif terhadap sifat makanan yang bermanfaat dan meningkatkan risiko makan berlebihan, meskipun hal ini belum dikonfirmasi secara langsung. Memperluas temuan ini, sebuah studi fungsional magnetic resonance imaging (fMRI) yang dilakukan oleh laboratorium kami untuk memeriksa respon saraf remaja yang mengalami obesitas dan kurus terhadap hadiah primer (makanan) menemukan bahwa remaja yang obesitas dan kurus menunjukkan aktivasi yang lebih besar dalam korteks somatosensori oral sebagai respons. untuk menerima milkshake cokelat versus menerima solusi hambar [49] Data ini secara kolektif menunjukkan bahwa obesitas relatif terhadap individu kurus memiliki arsitektur saraf yang ditingkatkan di wilayah ini. Penelitian di masa depan harus menggunakan morfometri berbasis voxel untuk menguji apakah individu gemuk menunjukkan kepadatan atau volume materi abu-abu yang lebih tinggi di wilayah ini dibandingkan dengan individu kurus.
Studi menggunakan PET menemukan bahwa mid insula dorsal, otak tengah, dan hippocampus posterior tetap responsif abnormal terhadap konsumsi makanan pada individu yang sebelumnya gemuk dibandingkan dengan individu kurus [50,51], mendorong para penulis untuk berspekulasi bahwa respons abnormal ini dapat meningkatkan risiko obesitas. Laboratorium kami telah menemukan bahwa obesitas relatif terhadap remaja tanpa lemak menunjukkan aktivasi yang lebih besar dari insula anterior / operculum frontal dalam menanggapi konsumsi makanan [49] Korteks insular telah terlibat dalam berbagai fungsi yang berkaitan dengan integrasi respon otonom, perilaku, dan emosional [51] Secara khusus, literatur neuroimaging manusia menunjukkan bahwa korteks insular memiliki daerah yang secara anatomis berbeda yang mempertahankan fungsi yang berbeda mengenai pemrosesan rasa [52-55] Mid insula telah ditemukan untuk menanggapi intensitas rasa yang dirasakan terlepas dari penilaian afektif, sementara respon spesifik valensi diamati pada insula anterior / operculum frontal [54] Menariknya, orang yang kegemukan dan kurus menunjukkan peningkatan aktivasi di kedua daerah selama konsumsi makanan, menunjukkan bahwa mereka mungkin merasakan intensitas rasa yang lebih besar serta mengalami peningkatan penghargaan.
Penelitian pada hewan juga melibatkan hiper-responsif dari daerah target dopamin pada obesitas. Secara khusus, Yang dan Meguid [56] menemukan bahwa tikus gemuk menunjukkan lebih banyak pelepasan dopamin di hipotalamus selama makan daripada tikus tanpa lemak. Namun, sampai saat ini belum ada penelitian pencitraan PET yang menguji apakah manusia gemuk menunjukkan pelepasan dopamin yang lebih besar sebagai respons terhadap asupan makanan relatif terhadap manusia tanpa lemak.
Temuan lain berbeda dengan model hiper-responsif dan sebaliknya konsisten dengan hipotesis bahwa individu yang obesitas menunjukkan hypo-responsivity dari sirkuit hadiah. Obesitas relatif terhadap tikus kurus menunjukkan lebih sedikit ikatan reseptor D2 striatal [32] Studi PET juga menemukan bahwa obesitas relatif terhadap manusia kurus menunjukkan ikatan reseptor D2 yang kurang striatal [38,39], mengarahkan para penulis ini untuk berspekulasi bahwa individu yang obesitas mengalami kurang penghargaan subyektif dari asupan makanan karena mereka memiliki lebih sedikit reseptor D2 dan lebih rendah transduksi sinyal DA. Ini adalah hipotesis yang menarik, meskipun beberapa peringatan menuntut perhatian. Pertama, hubungan terbalik yang diusulkan antara ketersediaan reseptor D2 dan imbalan subyektif dari asupan makanan sulit untuk direkonsiliasi dengan temuan bahwa manusia dengan ketersediaan reseptor D2 yang lebih rendah melaporkan hadiah subjektif yang lebih besar dari methylphenidate daripada manusia dengan lebih banyak reseptor D2 [57] Jika berkurangnya ketersediaan reseptor D2 striatal menghasilkan imbalan subyektif yang dilemahkan, tidak jelas mengapa individu dengan laporan pengikatan D2 yang lebih rendah bahwa psikostimulan lebih bermanfaat secara subyektif. Menyelesaikan paradoks nyata ini akan memajukan pemahaman kita tentang hubungan antara aksi dopamin dan obesitas. Masalah metodologis juga memerlukan perhatian dalam menafsirkan literatur PET pada reseptor D2. Pertama, reseptor D2 memainkan peran otoregulasi pasca-sinaptik dan pra-sinaptik. Sedangkan pada umumnya diasumsikan bahwa langkah-langkah PET dari pengikatan D2 di striatum didorong oleh reseptor pasca-sinaptik, kontribusi yang tepat dari pensinyalan pra dan pasca-sinaptik tidak pasti, dan menurunkan tingkat reseptor pra-sinaptik akan memiliki efek sebaliknya dari lebih sedikit posting. reseptor sinaptik. Kedua, karena ligan PET berbasis benzamida bersaing dengan dopamin endogen, penemuan ketersediaan reseptor D2 yang lebih rendah, dapat timbul karena peningkatan aktivitas dopamin tonik [58] Namun, meskipun potensi pengikatan dimodulasi oleh DA endogen, korelasi antara pengikatan reseptor D2 dalam keadaan normal dan keadaan kehabisan dopamin sangat tinggi, yang menunjukkan bahwa proporsi yang lebih besar dari varian dalam pengikatan D2 disebabkan oleh kerapatan dan afinitas creptor, daripada perbedaan dalam level DA endogen [59] Argumen lain terhadap tingkat dopamin tonik yang lebih besar dalam striatum individu gemuk muncul dari data dari tikus. Tikus gemuk mengalami penurunan kadar dopamin basal pada nukleus accumbens dan penurunan pelepasan dopamin yang terstimulasi baik pada nukleus accumbens maupun dorsal striatum [60].
Tautan penelitian hewan tambahan mengurangi fungsi D2 dengan penambahan berat badan. Seperti dicatat, blokade reseptor D2 menyebabkan obesitas tetapi tikus tidak berlemak untuk makan berlebihan [31,33] menunjukkan bahwa blokade ketersediaan reseptor D2 yang sudah rendah dapat menyadarkan tikus yang obesitas terhadap makanan [61] Ketika terkena diet tinggi lemak yang sama, tikus dengan kepadatan reseptor D2 yang lebih rendah dalam putamen menunjukkan kenaikan berat badan lebih banyak daripada tikus dengan kepadatan reseptor D2 yang lebih tinggi di wilayah ini [40] Antagonis dopamin meningkatkan nafsu makan, asupan energi, dan penambahan berat badan, sedangkan agonis dopamin mengurangi asupan energi dan menghasilkan penurunan berat badan [41,42,43,44] Secara keseluruhan data ini menunjukkan bahwa fungsi D2 bukan hanya konsekuensi dari obesitas, tetapi lebih meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan.
Data pencitraan otak juga menunjukkan bahwa obesitas dikaitkan dengan striatum hipo-responsif. Dalam dua penelitian fMRI yang dilakukan oleh laboratorium kami, kami menemukan bahwa remaja yang kegemukan dan kurang kurus menunjukkan kurang aktivasi di striatum punggung sebagai respons terhadap konsumsi makanan [49,62] Karena kami mengukur respons BOLD, kami hanya dapat berspekulasi bahwa efeknya mencerminkan kerapatan reseptor D2 yang lebih rendah. Penafsiran ini tampaknya masuk akal karena kehadiran alel Taq1A A1, yang telah dikaitkan dengan berkurangnya pensinyalan dopaminergik dalam beberapa penelitian post mortem dan PET [63-67], secara signifikan memoderasi efek BOLD yang diamati. Yaitu, aktivasi di wilayah ini menunjukkan hubungan terbalik yang kuat dengan Body Mass Index (BMI) bersamaan untuk mereka yang memiliki alel Taq1A A1, dan hubungan yang lebih lemah dengan BMI bagi mereka yang tidak memiliki alel ini [49] Namun, aktivasi striatal tumpul juga dapat berimplikasi pada pelepasan dopamin yang diubah dari asupan makanan daripada kepadatan reseptor D2 yang lebih rendah. Oleh karena itu, penting untuk menyelidiki pelepasan DA dalam menanggapi asupan makanan pada individu yang gemuk dan kurus. Temuan di atas menggemakan bukti bahwa perilaku adiktif seperti alkohol, nikotin, ganja, kokain, dan penyalahgunaan heroin dikaitkan dengan rendahnya ekspresi reseptor D2 dan sensitivitas tumpul dari sirkuit hadiah terhadap obat-obatan dan hadiah keuangan [68,69,70] Wang dan rekannya8] berpendapat bahwa defisit dalam reseptor D2 dapat mempengaruhi individu untuk menggunakan obat-obatan psikoaktif atau makan berlebihan untuk meningkatkan sistem penghargaan dopamin yang lamban. Seperti dicatat, sebuah penelitian PET menemukan bukti bahwa ketersediaan reseptor D2 striatal yang lebih rendah di antara manusia yang tidak kecanduan dikaitkan dengan keinginan yang dilaporkan sendiri yang lebih besar sebagai tanggapan terhadap methylphenidate [57] Selanjutnya, ketersediaan reseptor D2 yang lebih rendah di striatum dikaitkan dengan metabolisme istirahat yang lebih rendah di korteks prefrontal, yang dapat meningkatkan risiko makan berlebihan karena daerah yang terakhir ini telah terlibat dalam kontrol penghambatan [38].
Interpretasi alternatif dari temuan di atas adalah bahwa konsumsi makanan tinggi lemak dan tinggi gula menyebabkan regulasi reseptor D2 turun [25], sejajar dengan respons saraf terhadap penggunaan kronis obat-obatan psikoaktif [57] Penelitian pada hewan menunjukkan bahwa asupan makanan berlemak dan berlemak yang berakibat pada penurunan regulasi reseptor D2 pasca-sinaptik, peningkatan pengikatan reseptor D1, dan penurunan sensitivitas D2 dan pengikatan reseptor op-opioid [71,72,73]; perubahan yang juga terjadi sebagai respons terhadap penyalahgunaan zat kronis. Menariknya, ada juga bukti eksperimental bahwa peningkatan asupan makanan berlemak tinggi mengarah ke preferensi rasa yang lebih besar untuk makanan berlemak tinggi: tikus yang ditugaskan untuk diet pemeliharaan lemak tinggi lebih menyukai makanan berlemak tinggi daripada makanan berkarbohidrat tinggi, relatif terhadap hewan kontrol diberi makan diet sedang-lemak atau diet tinggi karbohidrat [74,75] Data ini menyiratkan bahwa peningkatan asupan makanan tinggi lemak yang tidak sehat menghasilkan preferensi untuk jenis makanan yang sama. Dengan demikian, prioritas untuk penelitian adalah untuk menguji apakah kelainan pada sirkuit hadiah otak terjadi sebelum obesitas dan meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan.
Kami baru-baru ini menguji apakah tingkat aktivasi striatum dorsal dalam menanggapi penerimaan makanan yang enak selama pemindaian fMRI berkorelasi dengan peningkatan risiko kenaikan berat badan di masa depan [49] Meskipun tingkat aktivasi daerah otak target tidak menunjukkan efek utama dalam memprediksi kenaikan berat badan, hubungan antara aktivasi striatum punggung abnormal dalam menanggapi penerimaan makanan dan kenaikan berat badan selama periode 1 tahun berikutnya dimoderatori oleh alel A1 dari TaqIA gen, yang berhubungan dengan tingkat reseptor D2 striatal yang lebih rendah (lihat bagian tentang genotipe yang memengaruhi pensinyalan dopamin di bawah). Aktivasi striatal yang lebih rendah sebagai respons terhadap kwitansi makanan meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan bagi mereka yang memiliki alel A1 TaqIA gen. Menariknya, data menunjukkan bahwa untuk individu tanpa alel A1, hiper-responsif striatum terhadap kwitansi makanan memperkirakan kenaikan berat badan (Gambar 1). Namun, efek yang terakhir ini lebih lemah daripada hubungan terbalik yang kuat antara respon striatal dan penambahan berat badan pada individu dengan alel A1.
Singkatnya, data yang ada menunjukkan bahwa obesitas relatif terhadap individu kurus menunjukkan korteks gustatory responsif hiper dan korteks somatosensori dalam menanggapi penerimaan makanan, tetapi individu gemuk juga menunjukkan respon-responsif di striatum dorsal dalam menanggapi asupan makanan relatif terhadap individu kurus . Dengan demikian, temuan yang ada tidak sesuai dengan model hiper-responsif sederhana atau model obesitas sederhana hipo-responsif. Prioritas utama untuk penelitian di masa depan adalah untuk merekonsiliasi temuan-temuan yang tampaknya tidak sesuai ini yang tampaknya menunjukkan bahwa individu yang obesitas menunjukkan hiper-responsif dan hip-responsif dari daerah otak yang terlibat dalam hadiah makanan relatif terhadap individu kurus. Sebagaimana dicatat, adalah mungkin bahwa asupan kronis makanan tinggi lemak dan tinggi gula, yang dapat terjadi karena hiper-responsif korteks gustatory dan somatosensory, mengarah ke regulasi regulasi reseptor D2 striatal dan respon tumpul dalam hal ini. wilayah untuk asupan makanan yang enak. Kemungkinan lain adalah bahwa reaktivitas terbatas striatum dorsal dan berkurangnya ketersediaan reseptor D2 adalah produk peningkatan dopamin tonik di antara obesitas relatif terhadap individu kurus, yang mengurangi ketersediaan reseptor D2 dan responsifitas wilayah target dopamin seperti striatum dorsal dalam menanggapi makanan penerimaan. Studi prospektif yang menguji apakah hiper-responsif di kusta gustatory dan somatosensory dan hypo-responsivity dari striatum dorsal meningkatkan risiko onset obesitas harus membantu membedakan kelainan yang merupakan faktor kerentanan untuk kenaikan berat badan yang tidak sehat versus konsekuensi dari riwayat makan berlebihan atau peningkatan tubuh lemak. Sampai saat ini, hanya satu studi prospektif yang menguji apakah kelainan di daerah otak yang terlibat dalam hadiah makanan meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan [49] Prioritas lain untuk penelitian di masa depan adalah menentukan apakah individu yang obesitas menunjukkan sensitivitas yang meningkat terhadap hadiah secara umum atau hanya sensitivitas yang meningkat terhadap hadiah makanan. Bukti bahwa penerimaan makanan, alkohol, nikotin, dan uang mengaktifkan daerah otak yang serupa [23,76,77] dan bahwa kelainan dalam sirkuit hadiah dikaitkan dengan obesitas, alkoholisme, penyalahgunaan narkoba, dan perjudian [9] menunjukkan bahwa individu yang obesitas dapat menunjukkan sensitivitas yang lebih besar terhadap hadiah secara umum. Namun, sulit untuk menarik kesimpulan karena studi ini tidak menilai sensitivitas terhadap hadiah umum dan hadiah makanan. Individu yang obesitas dapat menunjukkan sensitivitas yang meningkat terhadap hadiah umum, tetapi sensitivitas yang lebih besar terhadap hadiah makanan.
Antisipasi Hadiah dari Asupan Makanan
Literatur tentang hadiah membuat perbedaan penting antara selera dan hadiah yang sempurna, atau keinginan versus suka [78] Perbedaan ini mungkin penting untuk menyelesaikan beberapa ketidakcocokan yang tampak antara hiper dan responsif terhadap rangsangan makanan. Beberapa ahli teori telah berhipotesis bahwa masalah inti dalam obesitas berhubungan dengan fase antisipatif, dengan hadiah yang lebih besar dari makanan yang meningkatkan risiko makan berlebihan dan obesitas [79,80] Teori arti-penting insentif mengandaikan bahwa proses pemberian hadiah dan antisipatif beroperasi bersama-sama dalam menentukan nilai penguatan makanan, tetapi bahwa pada presentasi makanan yang berulang-ulang, nilai hedonis (kesukaan) menurun, sedangkan imbalan antisipatif meningkat.81] Jansen [82] mengusulkan bahwa isyarat-isyarat seperti penglihatan dan bau makanan pada akhirnya menimbulkan respons fisiologis yang memicu keinginan makanan, meningkatkan risiko makan berlebih setelah pengkondisian.
Studi pencitraan telah mengidentifikasi daerah yang tampaknya mengkodekan imbalan makanan antisipatif pada manusia. Antisipasi penerimaan makanan yang enak, versus makanan yang tidak enak atau makanan tanpa rasa, mengaktifkan OFC, amygdala, cingulate gyrus, striatum (caudate nucleus and putamen), otak tengah dopamin, gyrus parahippocampal, dan gyrus fusiform pada pria dan wanita [23,79].
Dua studi telah secara langsung membandingkan aktivasi dalam menanggapi konsumsi dan mengantisipasi konsumsi makanan untuk mengisolasi daerah yang menunjukkan aktivasi yang lebih besar sebagai respons terhadap satu fase imbalan makanan dibandingkan yang lainnya. Antisipasi rasa yang menyenangkan, versus rasa yang sebenarnya, menghasilkan aktivasi yang lebih besar di otak tengah dopaminergik, ventral striatum, dan amigdala kanan posterior [23] Antisipasi minuman yang menyenangkan menghasilkan aktivasi yang lebih besar di amigdala dan thalamus mediodorsal, sedangkan penerimaan minuman menghasilkan aktivasi yang lebih besar di insula kiri / operculum [83] Studi-studi ini menunjukkan bahwa amigdala, otak tengah, ventral striatum, dan talamus mediodorsal lebih responsif terhadap konsumsi makanan yang diantisipasi, sedangkan operculum / insula frontal lebih responsif terhadap konsumsi makanan. Antisipasi dan penerimaan uang, alkohol, dan nikotin juga mengaktifkan daerah yang agak berbeda yang sesuai dengan yang terlibat dalam hadiah makanan antisipatif dan konsumer [[76,84,85,86].
Ventral striatum dan insula menunjukkan aktivasi yang lebih besar sebagai respons terhadap tampilan gambar makanan berkalori tinggi dan rendah kalori [87,88], menyiratkan bahwa aktivasi di wilayah ini adalah respons terhadap arti-penting motivasi yang lebih besar dari makanan berkalori tinggi. Respons terhadap gambar makanan di amigdala, gyrus parahippocampal, dan gyrus fusiform anterior lebih kuat saat puasa, sajak terpenuhi [89], dan respons terhadap gambar makanan di batang otak, gyrus parahippocampal, culmen, globus pallidus, gyrus temporal menengah, girus frontal inferior, girus frontal tengah, dan gyrus lingual lebih kuat setelah 10% penurunan berat badan relatif terhadap berat badan awal [[90], mungkin mencerminkan nilai hadiah yang lebih besar dari makanan yang disebabkan oleh kekurangan. Peningkatan kelaparan yang dilaporkan sendiri dalam menanggapi presentasi isyarat makanan berkorelasi positif dengan aktivasi OFC, insula, dan hipotalamus / thalamus yang lebih besar [91,92,93] Stimulasi magnetik transkranial dari korteks prefrontal melemahkan keinginan makanan [94], memberikan bukti lebih lanjut tentang peran korteks prefrontal dalam hadiah makanan antisipatif. Stimulasi area ini juga mengurangi keinginan untuk merokok dan merokok [94], menyiratkan bahwa korteks prefrontal memainkan peran yang lebih luas dalam hadiah yang diantisipasi.
Fitur penting dari coding pemberian hadiah bergeser dari asupan makanan ke asupan makanan yang diantisipasi setelah pengkondisian. Monyet naif yang belum menerima makanan dalam pengaturan tertentu menunjukkan aktivasi neuron dopamin hanya sebagai respons terhadap rasa makanan; Namun, setelah pengkondisian, aktivitas dopaminergik mulai mendahului pengiriman hadiah dan akhirnya aktivitas maksimal ditimbulkan oleh rangsangan terkondisi yang memprediksi hadiah yang akan datang daripada dengan tanda terima makanan yang sebenarnya [95,96] Kiyatkin dan Gratton [97] menemukan bahwa aktivasi dopaminergik terbesar terjadi secara antisipatif ketika tikus mendekati dan menekan bar yang menghasilkan hadiah makanan dan aktivasi benar-benar berkurang ketika tikus menerima dan memakan makanan. Blackburn [98] menemukan bahwa aktivitas dopamin lebih besar pada nukleus accumbens tikus setelah presentasi stimulus terkondisi yang biasanya menandakan penerimaan makanan daripada setelah pengiriman makanan yang tidak terduga. Data ini tidak menentang model penembakan phasic dopamin yang menekankan peran dopamin dalam memberi sinyal kesalahan prediksi positif [99], tetapi lebih menekankan pentingnya dopamin dalam persiapan, dan antisipasi hadiah makanan.
Riwayat asupan gula yang meningkat dapat berkontribusi pada peningkatan abnormal pada hadiah antisipatif dari makanan [100] Tikus yang terpapar dengan ketersediaan gula intermiten menunjukkan tanda-tanda ketergantungan (eskalasi dalam serangan asupan gula yang besar, perubahan reseptor μ-opiod dan dopamin, dan ikatan gula yang diinduksi deprivasi) dan tanda-tanda somatik, neurokimiawi, dan perilaku dari penarikan opioid yang terjadi. diendapkan dengan pemberian nalokson, serta sensitisasi silang dengan amfetamin [100,101] Mengidam yang diinduksi secara eksperimental di antara orang dewasa yang kecanduan mengaktifkan OFC kanan [102,103], sejajar aktivasi di wilayah ini yang disebabkan oleh paparan isyarat makanan [93], menunjukkan bahwa aktivitas orbitofrontal yang terganggu dapat menimbulkan makan berlebih.
Mengidam makanan yang dilaporkan sendiri berkorelasi positif dengan BMI dan asupan kalori yang diukur secara objektif [22,104,105,106] Orang yang kegemukan melaporkan keinginan yang lebih kuat akan makanan tinggi lemak dan tinggi gula daripada orang kurus [16,107,108] Orang dewasa gemuk bekerja lebih keras untuk makanan dan bekerja untuk lebih banyak makanan daripada orang dewasa kurus [19,37,109] Sehubungan dengan anak-anak kurus, anak-anak gemuk lebih cenderung makan tanpa rasa lapar [110] dan bekerja lebih keras untuk makanan [111].
Penelitian telah membandingkan aktivasi otak dalam menanggapi presentasi isyarat makanan di antara individu kurus ayat obesitas. Karhunen [112] menemukan peningkatan aktivasi di korteks parietal dan temporal kanan setelah paparan gambar makanan pada wanita gemuk tetapi tidak ramping dan bahwa aktivasi ini berkorelasi positif dengan peringkat kelaparan. Rothemund [113] menemukan respons striatum punggung yang lebih besar terhadap gambar-gambar makanan berkalori tinggi pada orang dewasa yang bertubuh gemuk dan BMI berkorelasi positif dengan respons pada insula, klaustrum, cingulat, girus postcentral (somatosensory cortex) dan lateral OFC. Stoeckel [114] menemukan aktivasi yang lebih besar di OFC medial dan lateral, amygdala, ventral striatum, medial prefrontal cortex, insula, anterior cingulate cortex, ventral pallidum, caudate, dan hippocampus sebagai respons terhadap gambar makanan berkalori tinggi dibandingkan kalori rendah untuk obesitas dibandingkan dengan obesitas. individu kurus. Stice, Spoor, dan Marti [115] menemukan bahwa BMI berkorelasi positif dengan aktivasi di putamen (Gambar 2) sebagai tanggapan terhadap gambar makanan selera versus makanan tidak selera dan aktivasi di OFC lateral (Gambar 3) dan operculum frontal dalam menanggapi gambar makanan selera versus gelas air.
Meskipun studi neuroimaging di atas telah memajukan pemahaman kita tentang responsif daerah otak tertentu terhadap gambar makanan, tidak jelas apakah studi ini menangkap antisipasi asupan makanan, karena mereka tidak melibatkan konsumsi rangsangan makanan selama pemindaian. Sepengetahuan kami, hanya satu studi pencitraan yang membandingkan obesitas dengan individu kurus menggunakan paradigma di mana antisipasi penerimaan makanan diselidiki. Kami menemukan bahwa remaja gemuk menunjukkan aktivasi yang lebih besar dari daerah operandular Rolandic, temporal, frontal dan parietal sebagai respons terhadap antisipasi konsumsi makanan relatif terhadap remaja kurus [49].
Singkatnya, laporan diri, perilaku, dan pencitraan otak menunjukkan bahwa orang gemuk menunjukkan hadiah makanan yang lebih diantisipasi daripada orang kurus. Dengan demikian, obesitas dapat timbul sebagai akibat dari hiper-responsif dalam sistem "keinginan" antisipatif. Kami percaya bahwa bidang ini akan mendapat manfaat dari lebih banyak studi pencitraan yang secara langsung menguji apakah orang gemuk menunjukkan bukti hadiah makanan antisipatif yang lebih besar dalam menanggapi penyajian makanan aktual sebagai lawan dari makanan yang tidak diperoleh. Yang penting, sampai saat ini belum ada penelitian pencitraan yang menguji apakah kenaikan hadiah makanan antisipatif meningkatkan risiko kenaikan berat badan yang tidak sehat dan timbulnya obesitas, menjadikan ini prioritas utama untuk penelitian di masa depan. Penting juga untuk menguji apakah asupan makanan berlemak tinggi dan tinggi gula berkontribusi terhadap peningkatan imbalan makanan antisipatif.
Moderator Sensitivitas Hadiah
Dua baris bukti menunjukkan bahwa penting untuk memeriksa moderator yang berinteraksi dengan kelainan dalam hadiah makanan untuk meningkatkan risiko obesitas. Data menunjukkan bahwa makanan, penggunaan zat psikoaktif, dan hadiah uang mengaktifkan daerah otak yang sama [23,76,77,86] Selain itu, kelainan dalam sirkuit hadiah dikaitkan dengan obesitas, penyalahgunaan zat, dan perjudian [9,116] Memang, ada banyak bukti tentang hubungan antara makanan dan obat-obatan. Kekurangan pangan meningkatkan nilai penguatan makanan dan obat-obatan psikoaktif [117,118], efek yang setidaknya dimediasi sebagian melalui perubahan sinyal dopamin [119] Preferensi sukrosa yang meningkat pada hewan dikaitkan dengan pemberian kokain yang lebih besar [120] dan asupan sukrosa mengurangi nilai penguatan kokain [121] Data neuroimaging juga menunjukkan kesamaan dalam profil dopamin penyalahguna narkoba dan individu yang mengalami obesitas [39,122].
Meskipun ada banyak faktor yang mungkin memoderasi hubungan antara kelainan dalam hadiah makanan dan obesitas, tiga khususnya tampaknya secara teoritis masuk akal: (1) keberadaan genotipe yang terkait dengan berkurangnya pensinyalan dopamin dalam sirkuit imbalan (DRD2, DRD4, DAT, COMT), (2) sifat impulsif, yang secara teoritis meningkatkan risiko untuk menanggapi berbagai rangsangan selera, dan (3) lingkungan makanan yang tidak sehat.
Genotipe yang memengaruhi pensinyalan dopamin
Mengingat bahwa dopamin memainkan peran penting dalam sirkuit hadiah dan terlibat dalam hadiah makanan [25,123,124], maka polimorfisme genetik yang mempengaruhi ketersediaan dopamin dan berfungsinya reseptor dopamin dapat memoderasi efek kelainan pada hadiah makanan pada risiko makan berlebih. Beberapa gen memengaruhi fungsi dopamin, termasuk yang memengaruhi reseptor dopamin, transportasi, dan kerusakan.
Sampai saat ini, dukungan empiris terkuat telah muncul untuk TaqIA polimorfisme gen DRD2. Itu TaqIA polimorfisme (rs1800497) memiliki tiga varian alelik: A1 / A1, A1 / A2, & A2 / A2. TaqIA awalnya dianggap berada di wilayah 3 '- yang diterjemahkan dari DRD2, tetapi sebenarnya berada di gen ANKK1 tetangga [125] Perkiraan menunjukkan bahwa individu dengan genotipe yang mengandung satu atau dua salinan alel A1 memiliki 30-40% lebih sedikit reseptor D2 striatal dan pensinyalan dopamin otak yang terganggu daripada yang tanpa alel A1 [126,127,128] Mereka yang memiliki alel A1 telah mengurangi pemanfaatan glukosa saat istirahat di daerah striatal (putamen dan nucleus accumbens), prefrontal, dan insula [70] - wilayah yang terlibat dalam penghargaan makanan. Secara teoritis, alel A1 dikaitkan dengan hipofungsi daerah meso-limbik, korteks prefrontal, hipotalamus, dan amigdala [9] Kepadatan reseptor D2 yang rendah terkait dengan alel A1 membuat orang kurang sensitif terhadap aktivasi sirkuit hadiah berbasis dopamin, membuat mereka lebih cenderung makan berlebihan, menggunakan zat psikoaktif, atau terlibat dalam kegiatan lain seperti berjudi untuk mengatasi defisit dopamin ini [57] Dalam sampel yang homogen dan heterogen secara genetik, alel A1 dikaitkan dengan peningkatan obesitas [129,130,131,132,133,134,135] Mungkin karena pengkondisian yang terjadi selama pertarungan makan berlebihan, individu dengan alel A1 melaporkan keinginan makanan yang lebih besar, bekerja untuk lebih banyak makanan dalam tugas operan, dan mengonsumsi lebih banyak makanan ad lib daripada mereka yang tidak memiliki alel ini [37,116].
Yang penting, hubungan antara kelainan dalam penguatan makanan dan asupan makanan yang diukur secara obyektif dimoderatori oleh alel A1. Epstein [136] menemukan interaksi antara alel A1 dan hadiah makanan antisipatif di antara orang dewasa, sehingga asupan makanan terbesar terjadi pada mereka yang melaporkan peningkatan penguat dari makanan dan memiliki alel A1. Demikian juga, Epstein [37] menemukan interaksi yang signifikan antara alel A1 dan hadiah makanan antisipatif di antara orang dewasa, sehingga asupan makanan terbesar terjadi di antara mereka yang bekerja paling keras untuk mendapatkan makanan ringan dan memiliki alel A1. Seperti dicatat, Stice [49] menemukan bahwa hubungan antara respons striatal punggung tumpul dengan tanda terima makanan memperkirakan peningkatan risiko kenaikan berat badan di masa depan selama tindak lanjut 1-tahun untuk individu dengan alel A1.
Alel 7 yang diulang atau lebih lama dari gen DRD4 (DRD4-L) telah dikaitkan dengan berkurangnya pensinyalan reseptor D4 dalam penelitian in vitro [137], pada respons yang lebih buruk terhadap methylphenidate pada attention deficit / hyperkinetic disorder [138,139], dan untuk melepaskan dopamin dalam ventri striatum setelah penggunaan nikotin [140], menyarankan itu mungkin terkait dengan sensitivitas hadiah. DRD4 adalah reseptor postsinaptik yang pada prinsipnya merupakan penghambat dari messenger kedua adenylate cyclase. Dengan demikian, telah diduga bahwa mereka yang memiliki alel DRD4-L dapat menunjukkan impuls yang lebih besar [138] Reseptor D4 sebagian besar terlokalisasi di daerah yang dipersarafi oleh proyeksi mesokortikal dari daerah tegmental ventral, termasuk korteks prefrontal, cingulate gyrus, dan insula [141] Manusia dengan versus tanpa alel DRD4-L telah menunjukkan BMI maksimum seumur hidup yang lebih tinggi dalam sampel berisiko obesitas, termasuk individu dengan Gangguan Afektif Musiman yang melaporkan makan berlebihan [142], individu dengan bulimia nervosa [143], dan remaja Afrika-Amerika [144], tetapi hubungan ini tidak muncul dalam dua sampel remaja [145,146] Mungkin sulit untuk mendeteksi efek genetik pada sampel individu yang belum melewati periode risiko terbesar untuk timbulnya obesitas. Orang dewasa dengan versus tanpa alel DRD4-L telah menunjukkan peningkatan keinginan makan sebagai respons terhadap isyarat makanan [147], meningkatnya keinginan merokok dan aktivasi girus frontal superior dan insula sebagai respons terhadap isyarat merokok [148,149], peningkatan kecanduan alkohol sebagai tanggapan terhadap pencicip alkohol [150], dan meningkatnya hasrat pahlawan sebagai respons terhadap isyarat pahlawan [151].
Dopamin yang dilepaskan secara fasa biasanya dihilangkan dengan reuptake cepat melalui transporter dopamin (DAT), yang berlimpah di striatum [152] DAT mengatur konsentrasi dopamin sinaptik dengan mengambil kembali neurotransmitter ke terminal presinaptik. Ekspresi DAT yang lebih rendah, yang terkait dengan alel ulangan 10 (DAT-L), dapat mengurangi clearance sinaptik dan karenanya menghasilkan tingkat dopamin basal yang lebih tinggi, tetapi pelepasan dopamin fasik yang tumpul [140] Pecina [153] menemukan bahwa gangguan gen DAT menghasilkan peningkatan dopamin sinaptik bersama dengan peningkatan asupan energi dan preferensi untuk makanan yang enak pada tikus. Diet tinggi lemak secara signifikan menurunkan kepadatan DAT pada bagian dorsal dan ventral putamen berekor kaudal dibandingkan dengan diet rendah lemak pada tikus [154] Ketersediaan DAT striatal yang lebih rendah telah dikaitkan dengan peningkatan BMI pada manusia [155] DAT-L telah dikaitkan dengan obesitas pada perokok Afrika-Amerika, tetapi tidak pada kelompok etnis lain [156] Orang dewasa dengan versus tanpa alel DAT-L menunjukkan pelepasan dopamin fasik yang tumpul sebagai respons terhadap perokok.140].
Catechol-o-methyltransferase (COMT) mengatur pemecahan dopamin ekstrasinaptik, khususnya di korteks prefrontal, di mana COMT lebih banyak daripada di striatum [157] Namun, COMT juga memiliki efek lokal kecil di striatum [158] dan mempengaruhi kadar dopamin dalam striatum melalui eferen glutamatergik dari korteks prefrontal ke striatum [159] Pertukaran nukleotida tunggal dalam gen COMT, yang menyebabkan substitusi valin menjadi metionin (Val / Met-158) menghasilkan pengurangan lipatan 4 dalam aktivitas COMT dalam Met dibandingkan dengan Val homozigot, diduga menyebabkan Met homozigot mengalami peningkatan kadar tonik dopamin di korteks prefrontal dan striatum dan pelepasan dopamin yang kurang fasik [140,159] Orang-orang dengan versus tanpa Met allele menunjukkan sensitivitas hadiah umum yang tinggi sebagaimana diindeks oleh tanggapan BOLD selama antisipasi hadiah atau pemilihan hadiah [160,161] dan penggunaan narkoba [162] Wang [154] menemukan bahwa individu dengan Met allele versus tanpa lebih cenderung menunjukkan setidaknya 30% peningkatan BMI dari usia 20 ke usia 50 (berdasarkan laporan retrospektif).
Impulsif sifat
Telah diteorikan bahwa individu impulsif lebih sensitif terhadap isyarat untuk mendapatkan hadiah dan lebih rentan terhadap godaan makanan enak yang ada di lingkungan obesogenik kita [164,165] mengarah pada hipotesis bahwa kenaikan berat badan terbesar akan terjadi pada remaja yang menunjukkan kelainan imbalan makanan dan sifat impulsif. Impulsif yang dilaporkan sendiri berkorelasi positif dengan status obesitas [166,167,168] asupan kalori yang diukur secara obyektif [169] dan negatif dengan penurunan berat badan selama pengobatan obesitas [169,170,171] Obesitas relatif terhadap individu lean menunjukkan lebih banyak kesulitan dengan penghambatan respons pada tugas-tugas tidak-pergi dan berhenti-sinyal perilaku dan menunjukkan lebih banyak kepekaan terhadap hadiah dalam tugas perjudian [172,173] Anak-anak yang kelebihan berat badan versus kurus mengonsumsi lebih banyak kalori setelah terpapar isyarat makanan, seperti mencium dan mencicipi makanan yang enak [174], menunjukkan bahwa yang pertama lebih cenderung menyerah pada mengidam yang dihasilkan dari isyarat makanan. Obesitas relatif terhadap individu kurus telah menunjukkan preferensi untuk keuntungan langsung yang tinggi, tetapi kerugian masa depan yang lebih besar pada tindakan perilaku dalam beberapa penelitian [5,175], tetapi tidak yang lain [173,176].
Mempengaruhi harapan regulasi
Kami juga berhipotesis bahwa di antara individu dengan kelainan dalam hadiah makanan, mereka yang percaya bahwa makan mengurangi dampak negatif dan meningkatkan pengaruh positif akan lebih cenderung makan berlebihan dan menunjukkan kenaikan berat badan yang relatif dibandingkan dengan mereka yang tidak memegang kepercayaan ini. Memang, ekspektasi pengaruh-regulasi yang berbeda dapat menjadi moderator utama yang menentukan apakah individu dengan kelainan pada sensitivitas penghargaan umum menunjukkan timbulnya obesitas, dibandingkan penyalahgunaan zat; kami berpendapat bahwa mereka yang percaya bahwa makan meningkatkan pengaruh lebih besar kemungkinannya untuk pergi ke jalur sebelumnya, sedangkan mereka yang percaya bahwa penggunaan narkoba meningkatkan pengaruh mungkin lebih cenderung untuk pergi ke jalur terakhir. Koreksi [177] juga mengemukakan bahwa hubungan antara sensitivitas hadiah dan respons terhadap hadiah itu dimoderasi oleh perbedaan individu dalam harapan-pengaruh regulasi. Dalam dukungan, sensitivitas hadiah yang dilaporkan sendiri hanya terkait dengan respons respons terhadap tugas perilaku bagi peserta yang mengharapkan tugas akan diperkuat [178] Lebih umum, orang yang percaya bahwa makan mengurangi dampak negatif dan meningkatkan pengaruh positif lebih cenderung menunjukkan peningkatan pesta makan selama tindak lanjut 2-tahun dibandingkan mereka yang tidak memegang keyakinan ini [179] Kami menemukan bahwa di antara orang-orang yang pesta makan, mereka yang percaya bahwa makan mengurangi dampak negatif dan meningkatkan pengaruh positif lebih mungkin untuk menunjukkan kegigihan makan pesta selama tindak lanjut 1-tahun relatif terhadap mereka yang tidak memegang keyakinan ini [180] Lebih lanjut, orang-orang yang percaya bahwa merokok dan penggunaan alkohol meningkatkan pengaruh, lebih cenderung menunjukkan peningkatan dalam merokok dan penggunaan alkohol relatif terhadap mereka yang tidak memiliki harapan mempengaruhi peraturan ini [181,182].
Lingkungan Makanan
Para peneliti berpendapat bahwa prevalensi makanan tinggi lemak dan tinggi gula di rumah, sekolah, toko kelontong, dan restoran meningkatkan risiko obesitas [183,184,185] Secara teoritis, isyarat untuk makanan tidak sehat (melihat kemasan, bau kentang goreng) meningkatkan kemungkinan asupan makanan ini, yang berkontribusi terhadap kenaikan berat badan yang tidak sehat [186] Orang-orang yang tinggal di rumah dengan banyak makanan berlemak dan tinggi-gula makan lebih banyak dari makanan tidak sehat ini, sedangkan mereka yang tinggal di rumah dengan buah-buahan dan sayuran lebih banyak mengonsumsi makanan sehat ini [187,188,189] Sebagian besar makanan dijual di mesin penjual otomatis dan a la carte di sekolah tinggi lemak dan gula [185,190] Siswa di sekolah dengan mesin penjual otomatis dan a la carte toko-toko mengonsumsi lebih banyak lemak dan lebih sedikit buah dan sayuran daripada siswa di sekolah lain [190] Lebih dari 35% remaja makan makanan cepat setiap hari dan mereka yang sering mengunjungi restoran ini mengonsumsi lebih banyak kalori dan lemak daripada mereka yang tidak [191] Restoran cepat saji seringkali dekat dengan sekolah [192] Di tingkat regional, kepadatan restoran cepat saji dikaitkan dengan obesitas dan morbiditas terkait obesitas [193,194,195], meskipun temuan nol juga telah dilaporkan [196,197] Dengan demikian, kami berhipotesis bahwa hubungan kelainan imbalan makanan dengan risiko kenaikan berat badan di masa depan akan lebih kuat bagi peserta dalam lingkungan makanan yang tidak sehat.
Kesimpulan dan Arahan untuk Penelitian Masa Depan
Dalam laporan ini kami meninjau temuan baru-baru ini dari penelitian yang telah menyelidiki apakah kelainan imbalan dari asupan makanan dan asupan makanan yang diantisipasi berkorelasi dengan BMI bersamaan dan peningkatan BMI di masa depan. Secara keseluruhan, literatur menunjukkan bahwa individu yang obesitas versus kurus mengantisipasi imbalan yang lebih besar dari asupan makanan; Temuan yang relatif konsisten telah muncul dari penelitian menggunakan pencitraan otak, laporan diri dan tindakan perilaku untuk menilai hadiah makanan yang bersifat antisipatif. Lebih lanjut, penelitian yang menggunakan laporan diri dan langkah-langkah perilaku menemukan bahwa obesitas relatif terhadap individu kurus melaporkan hadiah yang lebih besar dari asupan makanan dan bahwa preferensi untuk makanan tinggi lemak dan tinggi gula memprediksi kenaikan berat badan yang meningkat dan peningkatan risiko obesitas. Studi pencitraan otak juga menemukan bahwa obesitas dibandingkan dengan individu kurus menunjukkan aktivasi yang lebih besar di kusta gustatory dan korteks somatosensori dalam menanggapi penerimaan makanan, yang mungkin menyiratkan bahwa mengkonsumsi makanan lebih menyenangkan dari perspektif sensorik. Namun, beberapa studi pencitraan juga menemukan bahwa obesitas menunjukkan kurang aktivasi di dorsal striatum dalam menanggapi asupan makanan relatif terhadap individu kurus, menunjukkan aktivasi tumpul sirkuit hadiah. Dengan demikian, seperti yang dicatat, data yang ada tidak memberikan dukungan yang jelas untuk model hiper-responsif sederhana atau model obesitas hipo-responsif sederhana.
Dengan serangkaian urusan ini, dan bukti dari penelitian pada hewan menunjukkan bahwa asupan makanan tinggi-lemak dan tinggi-gula menghasilkan regulasi regulasi reseptor D2, kami mengusulkan model konseptual kerja sementara (Gambar 4) di mana kami berpendapat bahwa orang yang berisiko untuk obesitas pada awalnya menunjukkan hiperfungsi di kusta gustatory serta di korteks somatosensorik yang membuat mengkonsumsi makanan lebih menyenangkan dari perspektif sensorik, yang dapat menyebabkan imbalan antisipatif yang lebih besar dari makanan dan peningkatan kerentanan terhadap makan berlebihan, mengakibatkan kenaikan berat badan yang tidak sehat akibatnya. Kami berhipotesis bahwa makan berlebihan ini dapat menyebabkan reseptor-regulasi di striatum sekunder karena asupan berlebihan dari makanan yang terlalu kaya, yang dapat meningkatkan kemungkinan makan berlebih dan terus menambah berat badan. Namun, penting untuk dicatat bahwa obesitas dibandingkan dengan lean menunjukkan peningkatan aktivasi di striatum punggung sebagai respons terhadap asupan makanan yang diantisipasi, menunjukkan dampak yang berbeda pada hadiah makanan yang bersifat antisipatif dan konsumtif.
Prioritas untuk penelitian di masa depan adalah untuk menguji apakah kelainan pada sirkuit hadiah otak meningkatkan risiko kenaikan berat badan yang tidak sehat dan timbulnya obesitas. Sejauh ini, hanya satu penelitian prospektif yang menguji apakah kelainan di daerah otak yang terlibat dalam pemberian makanan yang bersifat antisipatif dan meningkat meningkatkan risiko kenaikan berat badan di masa depan. Secara khusus, penelitian di masa depan harus memeriksa apakah gangguan somatosensorik dan striatum adalah primer atau sekunder dari asupan kronis diet tinggi lemak, tinggi gula. Penting untuk menguji asumsi-asumsi utama mengenai interpretasi temuan-temuan ini, seperti apakah sensitivitas yang berkurang dari daerah somatosensori dan gustatory diterjemahkan menjadi berkurangnya kenikmatan subjektif selama asupan makanan. Penelitian di masa depan juga harus berusaha untuk menyelesaikan temuan yang tampaknya tidak konsisten yang menunjukkan bahwa orang gemuk menunjukkan hiper-responsif dari beberapa daerah otak terhadap asupan makanan, tetapi hipo-responsif dari daerah otak lainnya, relatif terhadap individu kurus. Ada kebutuhan khusus untuk mengintegrasikan pengukuran fungsi dopamin dengan langkah-langkah MRI fungsional dari respon striatal dan kortikal terhadap makanan. Tinjauan literatur menunjukkan bahwa fungsi dopamin terkait dengan perbedaan sensitivitas hadiah makanan. Namun, karena penelitian yang ada pada manusia telah menggunakan langkah-langkah MRI fungsional dari respon terhadap makanan, atau pengukuran PET terhadap DA, tetapi tidak pernah mengukur keduanya pada peserta yang sama, tidak jelas sampai sejauh mana sensitivitas hadiah makanan tergantung pada mekanisme DA dan apakah ini menjelaskan perbedaan responsif pada individu yang gemuk dan kurus. Dengan demikian, penelitian yang menggunakan pendekatan pencitraan multimodal menggunakan PET dan MRI fungsional akan berkontribusi pada peningkatan pemahaman tentang proses etiologi yang menimbulkan obesitas. Akhirnya, data terbaru dari studi pencitraan otak telah memungkinkan kita untuk mulai mengeksplorasi bagaimana kelainan pada hadiah makanan ini dapat berinteraksi dengan faktor genetik dan lingkungan tertentu, seperti gen yang terkait dengan berkurangnya sinyal dopamin, sifat impulsif, memengaruhi harapan regulasi, dan lingkungan makanan yang tidak sehat. . Penelitian di masa depan harus terus mengeksplorasi faktor-faktor yang memoderasi risiko yang ditimbulkan oleh kelainan dalam sirkuit hadiah dalam menanggapi tanda terima makanan dan tanda terima yang diantisipasi untuk meningkatkan risiko kenaikan berat badan yang tidak sehat.
Catatan kaki
Penafian Penerbit: Ini adalah file PDF dari manuskrip yang belum diedit yang telah diterima untuk publikasi. Sebagai layanan kepada pelanggan kami, kami menyediakan naskah versi awal ini. Naskah akan menjalani penyalinan, penyusunan huruf, dan peninjauan bukti yang dihasilkan sebelum diterbitkan dalam bentuk citable akhir. Harap perhatikan bahwa selama proses produksi, kesalahan dapat ditemukan yang dapat memengaruhi konten, dan semua penafian hukum yang berlaku untuk jurnal tersebut.
Informasi Kontributor
Eric Stice, Oregon Research Institute.
Sonja Spoor, Universitas Texas di Austin.
Janet Ng, Universitas Oregon.
David H. Zald, Universitas Vanderbilt.
Referensi
;