Offita (Silver Spring). 2011 Aug; 19 (8): 1601-8. doi: 10.1038 / oby.2011.27. Epub 2011 Feb 24.
Wang GJ, Geliebter A, Volkow ND, Telang FW, Logan J, Jayne MC, Galanti K, Selig PA, Han H, Zhu W, Wong CT, Fowler JS.
Heimild
Medical Department, Brookhaven National Laboratory, Upton, New York, Bandaríkjunum. [netvarið]
Abstract
Þátttakendur með binge eating disorder (BED) neyta reglulega mikið magn af mat á stuttum tíma. Nefbólga í BED er illa skilið. Hjarta dópamín, sem stjórnar hvatning fyrir fæðu, er líklegt að taka þátt. Við metum þátttöku heildu dópamíns í hvatningu fyrir neyslu matvæla í binge eaters. Tómstundavökvaskiljun (PET) skannar með [11C] raklópríð voru gerðar í 10 offitusjúkdómum í rúminu og 8 offitu án BED.
Breytingar á utanfrumu dópamíni í striatuminu til að bregðast við fæðuörvun hjá matvælumþekktum einstaklingum voru metnar eftir lyfleysu og eftir inntöku metýlfenidats (MPH), lyf sem hindrar endurupptöku dópamíns og þannig magnar dópamínmerki. Hvorki hlutlaus áreiti (með eða án MPH) né matarörvunar þegar það er gefið með lyfleysu, aukist utanfrumu dópamín.
Matarörvunin þegar gefin var með MPH jók marktækt dópamín í blóði og blöðrur í binge eaters en ekki í nonbinge eaters.
Dópamín hækkun í blóði var marktækt í tengslum við binge skorið en ekki með BMI. Þessar niðurstöður greina dopamín taugaboð í taugakerfinu sem skiptir máli fyrir taugaeinafræði BED.
Skortur á fylgni milli BMI og dópamínbreytinga bendir til þess að dópamín losun í sjálfu sér spáir ekki BMI innan hóps of feitra einstaklinga en það spáir fyrir að borða.
INNGANGUR
Binge eating disorder (BED) einkennist af þættir að borða hlutfallslega mikið magn af mat og tilfinningar um að missa stjórn. Það kemur fyrir um það bil 0.7-4% almennings og um 30% offitu einstaklinga sem sækja þyngdarstjórnunaráætlanir (þ.e.1). Of feitir binge eaters borða marktækt fleiri kaloríur en offitusjúklingar þegar þeir eru beðnir um að borða þar til þau eru mjög full, binge borða eða borða venjulega2). Of feitir binge eaters hafa háan vexti á meðan á þyngdarstjórnunaráætlunum stendur og upplifað röskun sína í langan tíma.
Margir þættir stjórna fæðutegundum þ.mt kalorískum kröfum og styrkja svör við matvælum, þar með talið sælgæti og skilyrt svörun (3). Dópamín er eitt af taugaboðefnum sem taka þátt í fóðrun hegðunar, og lyfjafræðileg meðferð hennar hefur áberandi áhrif á fæðu (4). Brainmyndunarrannsóknir með tómatrófsmyndun (PET) og [11C] raklópríð sýndi að löngunin til matar við kynningu á mætanlegum matvælum, án neyslu, tengdist striatal dópamín losun (5). Magn dópamíns losunar var einnig í tengslum við mat á skemmtilegum máltíðum eftir neyslu uppáhalds matar (þ.e.6). Þessar hugsanlegar rannsóknir eru í samræmi við hlutverk dópamíns við að stjórna matvælaframleiðslu með mótun á gefandi eiginleika matar og hvatning og löngun til neyslu matvæla (4). Það hafði verið gert ráð fyrir að hjá mönnum gæti lágt dópamínvirkni komið í veg fyrir að sjúklingur geti borðað sjúkdóma sem leið til að bæta fyrir minni dópamínvirkri virkni (7). Reyndar í rannsókn sem gerð var á sjúkdómsvaldandi offitusjúkdómum, tilkynntu minnkað magn af dopamín D2 viðtaka af dopamín, sem er talið leiða til dregið úr dópamínmerkjum (8). Einnig hefur verið sýnt fram á óeðlilega dópamínvirka virkni í erfðabreyttum nagdýrum fyrir offitu og hefur verið sent til að liggja undir ofgnótt (9). Dónæmiskerfi breytur hvatningu og verðlaunahringrás og þar af leiðandi getur dópamínskortur hjá offituðum einstaklingum haldið áfram að meta sjúkdómsvaldandi mat sem leið til að bæta fyrir minni virkjun þessara hringrása.
Einstaklingar með BED eru einkennist af þvingunarfyllingu og impulsivity (10), sem deilir líkt með þvingunar- og hvatvísi með því að nota hegðun í efnaskiptums (11). FOod er öflugur náttúrulegur styrkari og fastandi getur enn frekar aukið gefandi áhrif þess (12). Dópamín gegnir mikilvægu hlutverki í að merkja salience fyrir margs konar hugsanlega vísbendingar sem spá fyrir um val á verðlaunum meðan á fasti stendurg (13). Sumir innihaldsefni í góðan mat, svo sem sykur og kornolía, geta leitt til hvatningu í mynstri sem minnir á þá sem sjást við inntöku fíkniefna (fíkniefni)4,14). Eins og um er að ræða eiturlyf af misnotkun, eykur inntaka sykurs dópamíns í kjarnanum accumbens (14). Til dæmis, þegar rottur eru gefin hléum aðgang að sykurlausnum, drekka þær á svipaðan hátt og losar dopamín í kjarnanum, svipað og það sem kemur fram í dýraformum af lyfjadeildum (14). Sú bragð af sykri, án næringarþáttarins, getur einnig valdið losun dópamíns (15).
Notkun PET og [11C] raklópríð sýndi við að sýnileg og lyktarskynfæri útsetning fyrir mætanlegu mati jókst utanfrumu dópamíni í dorsalstriatumi við eðlilega þyngd heilbrigða stjórn sem hafði verið fósturlát af 16 h (5). Útbrot dópamíns voru verulega tengd við aukningu á sjálfskýrslum um hungur og löngun til matar. Þessar niðurstöður gáfu vísbendingar um skilyrt hvíta svar við dorsal striatum.
Hér metum við þá forsendu að offitusjúklingar með BED myndi sýna sterkari skilyrt svör við matvælaörvun samanborið við ómeðhöndlaða einstaklinga sem ekki eru með svefnleysi. Til að mæla breytingar á dópamín völdum með matvæddum áföllum notum við PET og [11C] raclopride með hugmyndafræðinnar sem við tilkynntum áður (5). Skilningur á taugafræðilegum aðferðum sem liggja að baki matvælaörvun getur veitt markmið til inngripa til að hjálpa einstaklingum að stjórna óeðlilegum aðferðum þeirra.
Aðferðir og aðferðir
Þátttakendur
Stofnanirnar í Stony Brook University (Stony Brook, NY) / Brookhaven National Laboratory (Upton, NY) og St Luke's-Roosevelt Hospital (New York, NY) samþykktu siðareglur. Skriflegt upplýst samþykki var búið til eftir að tilraunaverkefnið var útskýrt. Tíu heilbrigðir einstaklingar með BMI (kg / m2)> 30 og DSM IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder-Fourth Edition) greining fyrir BED var ráðin í rannsóknina. Viðmiðunarhópurinn (n = 8) samanstóð af offitusjúklingum (BMI> 30) sem féllu ekki undir viðmið fyrir rúm. Útilokunarviðmið fyrir báða hópana voru: saga um skurðaðgerð / læknismeðferð við þyngdarstjórnun, háð áfengi eða öðrum misnotkun lyfja (nema koffein <5 bollar / dag eða nikótín <1 pakki / dag), taugasjúkdómur eða geðröskun (annar en ofát fyrir BED hópinn), notkun lyfseðilsskyldra lyfja sem ekki geta haft áhrif á heila, undanfarnar 2 vikur, sjúkdóma sem geta breytt heilastarfsemi, hjarta- og æðasjúkdóma og sykursýki, höfuðáverka með meðvitundarleysi > 30 mín. Þvagskimunarpróf fyrir geðlyf (þ.mt phencyclidine, kókaín, amfetamín, ópíöt, barbitúröt, bensódíazepín og tetrahýdrókannabínól) voru gerð til að staðfesta skort á lyfjanotkun.
Sálfræðileg greining
Frambjóðendur voru ráðnir og sýndar sálrænt á St Luke's-Roosevelt sjúkrahúsinu fyrir BED með því að nota matarskoðun, skipulagt klínískt viðtal sem var breytt fyrir BED16). Þeir luku einnig Zung Depression Scale (17,18) og Gormally Binge Eating Scale19), sem endurspeglar binge-borða tengda hegðun og viðhorf.
Study hönnun
Viðfangsefnin voru beðin um að fylla út spurningalista, sem innihélt eftirfarandi upplýsingar á dagsetningu skimunar: mat á almennum áhuga á mat; Listi yfir uppáhalds matvæli; Listi yfir matar lykt sem örvað matarlyst; Listi yfir matar lykt sem minnkaði matarlyst; og mat á lista yfir matvæli fyrir óskir þeirra í mælikvarða frá 1 til 10, 10 er hæst. Maturin með hæstu einkunnir voru kynntar fyrir efnið í matvælaörvunarástandinu.
Einstaklingar voru skönnuð fjórum sinnum með [11C] racloprid á tveimur mismunandi dögum við eftirfarandi aðstæður (Mynd 1): Á fyrsta degi rannsóknarinnar var fyrsta [11C] racloprid skönnun var hafin 70 mín. Eftir lyfleysu (díkalsíumfosfat tafla) með hlutlausum íhlutun (hlutlauslyfleysa). Sekúndan [11C] racloprid skönnun var hafin 70 mín eftir gjöf metýlfenidats (MPH: 20 mg) til inntöku (matMPH) um 2 h og 20 mín eftir geislameðferðina í fyrsta skipti. Á annarri námsdegi, fyrsta [11C] racloprid skönnun var hafin 70 mín. Eftir lyfleysu (díkalsíumfosfat tafla) með inntöku matar (matlyfleysa). Sekúndan [11C] raclopride skönnun var hafin 70 mín eftir inntöku MPH (20 mg) með hlutlausum íhlutun (hlutlausMPH) um 2 hs og 20 mín eftir innspýtingu geislalyfsins í fyrsta lagi. Við völdum skammt af MPH (20 mg til inntöku), sem við höfðum áður sýnt fram á að örva verulega hækkun á dopamínþéttni striatala hjá einstaklingum með eðlilega þyngd meðan á fæðuörvun stóð (5). Bæði mat og hlutlaus inngrip byrjaði um 10 mín fyrir geislameðferðina og hélt áfram um það bil um það bil 40 mín. Þátttakendur vissu ekki hvort þeir fengu lyfleysu eða MPH. Að auki voru röð rannsóknardaganna fjölbreytt og jafnvægi gagnvart einstaklingum.
Flow chart af rannsókninni. PET, tómarúm losun tomography.
Fyrir matarörvunarástandið var maturinn hituð til að auka lyktina og einstaklingarnir voru kynntar með því að þeir gætu skoðað og lykt það. Bómullarþurrkur gegndreypt með matnum var settur á tungu sína svo að þeir gætu smakka það. Eitt matseðill var kynntur fyrir 4 mín og síðan skipt út fyrir nýjan. Bragðið, lyktin og matarskoðunin héldu áfram um örvunina. Þátttakendur voru beðnir um að lýsa uppáhalds matnum sínum og hvernig þeir vilja borða þau á meðan þau voru kynnt með matvælum sem þeir höfðu tilkynnt sem uppáhalds sjálfur. Fyrir hlutlaus örvun voru einstaklingar kynntar myndir, leikföng og fatnað svo þeir gætu skoðað þau og lyktað þeim og fjallað um þau meðan á örvun stendur. Við notuðum einnig bómullarþurrku sem var gegndreypt með hlutlausum bragði (svo sem málmi eða plasti) sem var sett á tungu sína. Matur og hlutlaus inngrip voru hafin 10 mín fyrir geislameðferð og voru haldið áfram í samtals 40 mín. Í báðum rannsóknardögum voru einstaklingar beðnir um að fá síðasta máltíð sín á 7: 00 kl. Kvöldið áður en námstíminn var liðinn og greint frá myndagerðarsvæðinu við 8: 30 am.
Hegðun og hjarta- og æðakerfi
Í PET rannsóknum voru þátttakendur beðnir um að svara hverri lýsingu munnlega með því að nota heilan fjölda milli 1 og 10 fyrir sjálfskýrsluna um "hungur" og "löngun matar" sem fengust fyrir mat / hlutlaus örvun og síðan í 4-mín millibili fyrir samtals 40 mín. Að auki voru púlshraði og blóðþrýstingur fenginn fyrir lyfleysu / MPH, 30 mín., 60 mín. (Fyrir hlutlausa / mæði örvun), þá er hvert 3 mín. Við mat / hlutlaus örvun í samtals 42 mín.
PET skannar
Einstaklingar voru skönnuð með [11C] raclopride með Siemens HR + PET skanni. Upplýsingar um málsmeðferð við staðsetningar á slagæðar- og bláæðasegareki einstaklingsins, magngreining á geislameðferð og sendingar- og losunarskannanir hafa verið birtar (5). Í stuttu máli voru öflug myndir teknar strax eftir inndælingu í bláæð af 3-7 mCi í [11C] raclopride fyrir samtals 60 mín. Blóðsýni fengust til að mæla plasmaþéttni MPH fyrir og við 30, 60, 90 og 120 mín eftir MPH. Plasmaþéttni MPH var greind á rannsóknarstofu Dr Thomas Cooper (Nathan Kline Institute, Orangeburg, NY).
Myndgreining
Áhugasviðin í dorsal striatum (caudate, putamen), ventral striatum og heilahimnubólga voru settar fram með því að setja mörk frá taugakrabbameinatriðum með því að nota sniðmát sem við höfðum áður gefið út (5). Í stuttu máli voru áhugasvæðum upphaflega settar fram á upphafsgildi einstaklingsins [11C] raclopride mynd (myndir sem fengust á milli 15 og 54 mín) og voru síðan spáð inn í dynamic [11C] raclopride myndir til að búa til tíma-virkni ferla fyrir striatal svæði (caudate, putamen og ventral striatum) og heilahimnubólgu. Þessir tímaræktarferlar fyrir vefjaþéttni ásamt tímavirkni fyrir óbreyttu sporbraut í plasma voru notuð til að reikna út [11C] raklópríðs flytja stöðugleika frá plasma til heila (K1) og heildarfjöldi vefja dreifingar (VT) sem samsvarar jafnvægismælingu á hlutföllum vefjaþéttni í plasmaþéttni, í striatum og heilahimnu með því að nota grafísku greiningartækni fyrir afturkræfar kerfi (20). Hlutfall VT í striatum að VT í heilablóðfalli samsvarar óbætanlegum bindandi möguleika (BPND) + 1 þar sem BPND er in vivo bindandi möguleiki sem er í réttu hlutfalli við fjölda tiltækra bindiefna Bavail / Kd. Það er ólíklegt að BPND fyrir raklópríð er fyrir áhrifum af breytingum á blóðflæði meðan á skönnuninni stendur, en til að athuga þennan möguleika K1 (sem er hlutverk blóðflæðis) var áætlað fyrir grunnlínu og MPH rannsóknir sem sýndu slagæðablóðflagningu með því að passa gögnin í einn hólf líkan (21). Ein hólf líkan var notað fyrir bæði heilahimnubólgu og D2 svæðin af áhuga.
Svörun við matvælisörvun (með lyfleysu eða með MPH) var mæld sem mismunurinn á Bmax/Kd með tilliti til hlutlausrarlyfleysa ástand, sem var ástandið notað sem upphafsgildi. Á sama hátt var svarið við MPH með hlutlausri örvun (notað sem mælikvarði á áhrifum MPH) magnbundið sem mismunurinn í BPND með hlutlausa / lyfleysu ástandi.
Gagnagreining
Mismunur á K1 gildi milli lyfleysu og MPH voru prófuð með pörun t-prófun. Mismunur í BPND milli skilyrða voru prófuð með 2 × 2 staðreyndarhönnun (eiturlyf × cue gerð) og hópurinn samanburður með blönduðum hönnun ANOVA. Hlutfallsleg framlag kynjanna og aldur og BMI voru teknar til greina í ANOVA líkaninu. Post hoc t-tilraunir voru síðan notaðar til að ákvarða fyrir hvaða aðstæður áhrifin voru frábrugðin grunnlínu ástandi (hlutlauslyfleysa). Post hoc máttur greiningar fyrir pöruð sýni t-prófanir með endurteknum prófunum og endurteknar aðgerðir ANOVA voru gerðar. Áhrif mats örvunar á sjálfsmatsskýrslur á hegðun voru prófuð með því að bera saman stig sem fengust fyrir örvun og meðaltals skorar fengnar á milli 15 og 40 mín eftir að meðferð hefst með því að nota endurteknar aðgerðir ANOVA. Áhrif mats örvunar á hjarta- og æðasjúkdómum voru prófaðir með því að bera saman ráðstafanir fyrir lyfleysu / MPH fyrir örvun (60 mín eftir lyfleysu / MPH) og meðaltalsaðgerðirnar sem fengust á milli 3 og 42 mín eftir að örvunin var hafin með því að endurtaka ráðstafanir ANOVA. Pearson vöruflokkatengsl voru notaðar til að meta sambandið milli breytinga á fæðuörvun í BPND og breytur eins og hegðunaráhrif mats örvunar, hjarta- og æðasjúkdómar (hjartsláttartíðni og blóðþrýstingur), skorar á mælikvarða, aldur og BMI, sem og milli MPH-valda breytinga á BPND og breytur eins og hjarta- og æðasjúkdómar, aldur og BMI. Pearson vöruflokkatengsl voru einnig gerðar á milli breytinga á dópamín völdum MPH þegar það var gefið með hlutlausri örvun vs. breytingarnar þegar þau voru gefin með matvælaörvun og breytur eins og hegðunaráhrif matvælaörvunar, skorar á binge-mælikvarða, hjarta- og æðasjúkdómar, aldur og BMI.
NIÐURSTÖÐUR
Tíu binge eaters og átta nonbinge eaters voru ráðnir til rannsóknarinnar. Báðir hópar voru svipaðar á aldrinum, BMI, Zung þunglyndi, árleg menntun og félagsleg efnahagsleg bakgrunnur (Tafla 1). The binge eaters höfðu marktækt hærri stig fyrir Gormally Binge Eating ScaleP <0.000001).
Einkenni þátttakenda í rannsókninni
Matur örvun aukið hungur og löngun til matar í binge eaters (P <0.001, P <0.001, hver um sig) og óætir matarar (P <0.05, ekki markvert, í sömu röð) í lyfleysu sem og MPH til inntöku (ofát: P <0.05, ekki marktækur; óætir matarar: P <0.05, P <0.05) skilyrði, í sömu röð (Tafla 2). Hins vegar jókst aukningin á sjálfsmatsbreytum við matvælaörvun (með eða án MPH) milli binge eaters og nonbinge eaters.
Sjálfsskýrsla tilfinningar um hungur og löngun til matar eftir matvælaörvun (FS) í binge eaters og nonbinge eaters
Matur örvun aukið slagbilsþrýsting í binge eaters (+ 6 ± 7%, P = 0.04) og nonbinge eaters (+ 2 ± 2%, P = 0.02) í lyfleysuTafla 3). Samanburður á slagbilsþrýstingsbreytingum meðan á fæðuörvun stóð og hlutlaus örvun skilaði sér ekki í binge eaters og í nonbinge eaters (mælt með örvun samskipti). Meðan á örvun matvæla fækkaði, minnkaði púlshraði í nonbinge eaters (P = 0.02) í lyfleysu en ekki í binge eaters. Blóðþrýstingur mældur við 60 mín. (Fyrir hlutlausa örvun) eftir inntöku MPH í nonbinge borðum sýndi slagbilsþrýstingshækkun (P = 0.002), sem hélst áfram við hlutlaus örvun (P = 0.004). Hins vegar var slagbilsþrýstingur í nonbinge eaters ekki breytt þegar það var mælt fyrir matarörvun (60 mín eftir inntöku MPH) og slagbilsþrýstingur var ekki marktækur munur á milli rannsókna (mæld með rannsóknarsamvinnu).
Hópur meðaltal ráðstafanir á púlshraða og blóðþrýstingi í fjórum prófunarskilyrðum fyrir upphafsgildi, fyrir hlutlausa / matvælaörvun og meðan á hlutlausum / matvælaörvun stendur
Meðaltalsþéttni blóðþéttni MPH var ekki á milli beggja hópa einstaklinga á hlutlausuMPH (binge eaters: 6.75 ± 2.33, nonbinge eaters: 6.07 ± 2.72) og matMPH (binge eaters: 6.6 ± 2.83, nonbinge eaters: 6.03 ± 2.48) skilyrði.
K1 gildi meðaltals fósturþroska fyrir lyfleysu og MPH skilyrði voru 0.101 ± 0.02 og 0.11 ± 0.026 (binge eaters), 0.09 ± 0.014 og 0.0927 ± 0.02 (binge eaters-hlutlaus), 0.107 ± 0.029 og 0.106 ± 0.03 (nonbinge eaters Matvæli), 0.093 ± 0.012 og 0.098 ± 0.011 (nonbinge eaters-hlutlaus). Meðal% breytingar á hópunum voru + 8%, + 4%, -0.6% og + 5%, í sömu röð. Munurinn á K1 gildi voru veruleg fyrir binge eaters: maturlyfleysa vs matMPH (P <0.01) og óætir matarar: hlutlaus lyfleysa vs. hlutlausMPH (P <0.03).
Grunngildi (hlutlauslyfleysa) aðgengi dopamíns D2 viðtaka var ekki á milli binge eaters og nonbinge eaters og var ekki í tengslum við BMI eða Zung þunglyndi skorar. Hvorki hlutlaus örvun né matarörvun þegar það var gefið með lyfleysu jókst utanfrumu dópamín í nonbinge borðum. Hlutlaus örvun gefið með MPH (hlutlausMPH, eiturlyf með cue samskipti, P = 0.003; áætlað áhrif stærð Cohen er d = 1.63 með orku = 99.99% við gildi 0.05 og orku = 99.96% við merkisstig 0.05 / 3 með endurteknum prófunum) en ekki matarörvunin sem gefinn er með MPH (maturMPH), jókst marktækt dópamín losun í bláæð í böklum. Í binge eaters, hlutlaus örvun hvorki með né án MPH (hlutlausMPH) aukin marktækt dópamín losun. Matarörvunin gefin með MPH (maturMPH) miðað við upphafsgildi (hlutlauslyfleysa) sýndi verulega dópamín losun í binge eaters í caudate (P = 0.003; áætlað gildi stærð, d = 1.30 Cohen er) og putamen (P = 0.05; áætlað áhrif stærð = 0.74). Matarörvun gefið með lyfleysu (matlyfleysa) valdi ekki marktækan mun á milli binge eaters og nonbinge eaters (skanna með örva milliverkunum). Jafnvel þó MPH með hlutlaus örvun (hlutlausMPH) valdið verulegu magni af völdum dópamíns í eggjaleifum en ekki í binge eaters, var milliverkunin ekki marktæk (skönnun með greiningu á milliverkunum). Til samanburðar á fæðuörvunum sem gefnar eru með MPH (maturMPH) vs. grunngildi (hlutlauslyfleysa), binge eaters hafði marktækt meira dópamín losun en nonbinge eater í caudate (skanna með greiningu samskipti, P = 0.026, Tafla 4 og Mynd 2 áætlað áhrif stærð = 0.79). Hins vegar var munurinn á putamen eða í ventralstriatum ekki marktæk.
Dreifikerfi hlutfall mynd [11C] racloprid á stigi af striatumi fyrir einn af binge eaters og einn af nonbinge eaters fyrir fjórum skönnunaraðstæðum: hlutlaus örvun með lyfleysu til inntöku, hlutlaus örvun með metýlfenidati til inntöku (MPH), mat ...
Hópur meðaltal ráðstafanir bindandi möguleika (BPND) fyrir fjórar prófunarskilyrði og prósent breytingar á hlutlausulyfleysa skilyrði fyrir caudate kjarnann, putamen og ventral striatum
Það var engin fylgni milli matarlyfleysa ástand og sjálfsskýrslugjafar, hjarta- og æðasjúkdómar, skorar á binge-mælikvarða, aldur eða BMI. Í samanburði við öll efni höfðu einstaklingar með stærri BMI minni MPH styrk í plasma (n = 18, r = 0.57, P <0.01). Aukningin á striatal dópamíni losun hjá öllum einstaklingum vegna hlutleysisMPH ástand var ekki í tengslum við sjálfsmatsskýrslur, hjarta- og æðasjúkdómar, skora á binge-mælikvarða, plasmaþéttni MPH, aldur og BMI. Aukin dópamín losun hjá öllum einstaklingum í blóði með mataræðiMPH ástand var í tengslum við alvarleika í Gormally Binge Eating Scalen = 18, r = 0.49, P <0.03, Mynd 3) en ekki með BMI, plasmaþéttni MPH, sjálfsskýrslugjafar, hjarta- og æðasjúkdómar og aldur. Engar kynbundnar áhrif komu fram við þessar breytur.
Samhengi á losun dópamíns (breytingar á óbætanlegum bindandi möguleikum (BPND)) í kjarna kjarna allra einstaklinga undir matMPH ástand með skora á Gormally Binge Eating Scalen = 18, r = 0.49, P <0.03). MPH, metýlfenidat. ...
Umræða
Þessi rannsókn sýndi að of feitir binge eaters höfðu meiri aukningu á utanfrumu dópamínþéttni í caudate kjarnanum meðan á fæðuörvun stóð þegar dópamín flutningsaðilar voru lokaðir með gjöf MPH en nonbinge eaters. Hins vegar er ventral striatum þar sem kjarninn er staðsettur, ekki frábrugðin hópnums. Dópamín í kjarnanum hefur verið sýnt fram á að hafa áhrif á hvatningu fyrir hegðunarframleiðslu gagnvart lyfjum og lyfjatengdum áreiti (22). Dýrarannsóknir sýndu að ávanabindandi verðlaun frá matvælaupptöku virkjuðu mesotelencefalískum dópamín taugafrumum og dopamínvirkjun í kjarnanum var meiri í viðurvist áfenginna örva sem benti á móttöku mjólkur en eftir raunverulegt afhendingu óvæntrar máltíðar (23). Kjarninn accumbens samlaga sameina inntak frá limbic staður sem tengist matarlyst og verðlaun að hefja nálgun hegðunr (24). Virkjun þess spáir strax laun. Hins vegar er dorsal striatum mikilvægt fyrir myndun hegðunarvanda og hefur verið sýnt fram á að vera meiriháttar sáttasemjari í hegðun á misnotkun lyfja (25). Dorsal striatum stuðlar að því að hvetja til að hvetja til viðleitni, þar sem hegðunin verður sjálfvirk og ekki lengur knúin áfram af aðgerðarniðurstöðum (26). Þegar skilyrt áreiti spá fyrir komandi verðlaun, er hleðsla dópamíns taugafrumna á sér stað eftir verðlaunaforspennandi hvati, frekar en eftir launin sjálft (27). Rafgreiningarfræðilegar upptökur í öpum í kyrrstæðu kjarnanum benda til þess að starfsemi þess megi vera háður því að búist er við afleiðingum frammistöðu (28). Hins vegar er talið að kaudate kjarninn taki þátt í styrkingu aðgerða sem hugsanlega leiðir til verðlauna en ekki í vinnslu verðlauna í sjálfu sér (29).
Í þessari rannsókn var BMI ekki frábrugðin bætiefnum og binge eaters. Hins vegar voru skorar á binge-borðið meiri fyrir binge eaters eins og búist var við. Gormally Binge Eating Scale skorin voru tengd aukningu á utanfrumu dópamíni í blóði við örvun matvæla. Einstaklingar með hærri binge eating skorar höfðu meiri utanfrumu dópamín hækkun á caudate meðan á mat örvun en þeir með lægri stig. Ítarlegar hugsanlegar rannsóknir hafa sýnt að of feitir binge eaters höfðu virkari virkni á framhlið og prefrontal cortical svæði en offitusjúklingar sem ekki höfðu borið á meðan á matvælum stóð30,31). Binge eaters sýndu meiri svörun í miðlægum sporöskjulaga heilaberki meðan þeir skoðuðu matarmyndir sem voru í tengslum við næmi þeirra30). Í fyrri rannsókn með því að nota PET-18F-flúoródeoxyglukósa og sama matvælaörvunar paradigma, sýndi við að við eðlilega þyngd fastandi einstaklinga var sporbrautarvirkjun tengd aukinni löngun til matar (32). The mesoaccumbens / mesocortical dópamín trefjar, sem að mestu leyti uppruna í ventral tegmental svæði, innyfla limbic og cortical svæðum þar á meðal prefrontal og sporbrautum cortices (33). Þannig gæti virkjunin í þessum framhliðssvæðum endurspeglað niðurstreymisáhrif dopamínvirkra örvunarvirkja.
Ólíkt of feitum binge eaters, olli offitusjúklingarnir ekki aukakvilla dopamíns í öldruðum meðan á fæðuörvun stóð. Notkun PET- [11C] raklópíð með sömu matvælaörvunar paradigm til að meta breytingar á utanfrumu dópamíni í matvælum, sem hafa áhrif á eðlilega þyngd, sýndu verulegar aukningar (+ 12%) í utanfrumu dópamíni í dorsalstriatumi (dorsal striatum)5). Það er hugsanlegt að offitusjúklingar gætu haft óreglulega dópamínkerfi (+ 8% hjá offituðum binge eaters og + 1% hjá offituöxlum). Hugsanlegar rannsóknir á mönnum og dýrum úr rannsóknarstofu okkar og öðrum sýndu aukið virkjun á svæðum heila sem tengjast skynjun vinnslu matvæla hjá offitu einstaklingum. Sérstaklega með PET og 18F-flúoródeoxyglukósa, sýndi við að sjúklingar með sykursýki, ofsakláðir, höfðu hærri en venjulega glúkósa umbrot í grunngerð (án örvunar)34). Hagnýt rannsókn á segulómun á unglingastúlkum sýndi að of feitir stúlkur höfðu meiri virkjun í insula og gustrandi somatosensory heilaberki til að bregðast við áætlaðri fæðu og raunverulegri neyslu matvæla en halla stúlkna (35). Forklínískar rannsóknir úr hópnum okkar sýndu að matur örvun (skoðun og lykta án neyslu) jókst virkni thalamíls í of feitum Zucker rottum meira en í mjólkurfrumum36). Þessir virkjaðir / auka svæði eru fólgin í skynjun (sótthreinsandi, sjónskortur, thalamus) og heitu (insula) þættir matseðla. Dopamín örvun merkir aukningu og auðveldar ástandi (37). Skammta dópamíns á taugavinnslu matvælaferla í skynjunarcortices og thalamus við matvælaörvun gæti aukið þéttni þeirra, sem líklegt er að gegna hlutverki í myndun skilyrtra samtaka milli matvæla og matvæla sem tengjast umhverfismerkjum. The hagnýtur segulómun myndun rannsókn unglinga stelpur (35) sýndi að of feitir stúlkur höfðu meiri virkjun í heilaþvættunum sem tengjast skynjunar- og hedonískum þáttum matarins. Hins vegar sýndu þessir of feitir stúlkur einnig minnkað virkjun í bláæðasegarefninu vegna neyslu matvæla, sem gætu bent til truflun á dópamínkerfi sem gæti aukið hættu á ofþenslu (35).
Hér sýnum við að meðferðarskammtur af MPH (20 mg til inntöku) jók marktækt aukalega utanfrumu dópamíns í bláæð í böklum en ekki í binge eaters. Hins vegar var hækkun dópamíns ekki marktækur munur á milli hópanna. Fyrra niðurstaða okkar í heilbrigðum eðlilegum þyngdartölum sýndi að MPH valdi ekki marktækum hjarta- og æðakerfum, svipað og niðurstöður þessarar rannsóknar og MPH-völdum stækkun dopamíns dópamíns var stærri þegar MPH var gefið með miklum örvun (sjónræn örvun þegar mat svipt, peninga) en þegar gefið er með hlutlausum hvati (5,38). Þessar niðurstöður gætu endurspeglað samhengisáhrif MPH (dópamín eykst vegna blokkunar dópamín flutningsaðila og skyndilegu dópamín losun). Hærri dópamínaukning varð þegar það varð fyrir víðtækri hvati sem líklega eykur dópamínfrumnafæði í binge eaters. Niðurstaðan er svipuð rannsókninni okkar í kókaín háðum einstaklingum þar sem þráhyggjuþrálátur þrálátur aðeins þegar hann er gefinn með váhrifum á kókaínhugmyndir (39). Ástæðan fyrir því að ekki tókst að fylgjast með dópamíni eykst þegar MPH var gefið með áberandi örvum (matvæli) í nonbinge eplum er ekki ljóst. Mögulegt er að þegar MPH eykur áhrif tiltölulega veikra styrkingarefna (eins og hjá binge eaters) getur það ekki gert það fyrir sterkari (eins og hjá eðlilegum einstaklingum). Einnig er mögulegt að hægur og lítil dópamín aukning, sem valdið er af MPH, gæti verið nægjanlegur til að hamla dópamín losun um dopamín D2 sjálfviðtaka og dregið úr fasísk dópamínfelli hleypa í tengslum við matvælaörvun.
Notkun MPH kynnir möguleika á blóðflæðisbreytingum sem koma fram meðan á skönnun stendur. Þetta er aðeins hugsanlegt vandamál að mati BPND ef breytingarnar eiga sér stað í skönnuninni eftir inntöku MPH. Ef flæði er meiri en stöðug meðan á skönnuninni stendur, mun engin áhrif verða á VT. Slifstein et al. hefur sýnt að mesta villa í VT áætlun mun eiga sér stað við stórar hraðari breytingar á flæði fyrstu fyrstu mínúturnar eftir inndælingu sprautunnar (21). Hins vegar hafa þeir sýnt að fyrir líffræðilega breytur sem einkennast af fallypride leiðir 60% breyting á flæði sem skyndilega veldur aðeins litlum mun á VT. Frá K1 vegna þess að raclopride er minni en fyrir fallypride, mun flæðisbreytingar hafa minni áhrif á upptöku. Einnig er skammturinn af MPH gefið til inntöku og ekki með inndælingu, þannig að væntingar um flæði væru samfelldar. Þar sem breytingin í K1 var í binge eaters, bera saman matlyfleysa og matMPH, myndum við álykta að breytingin á K1 hafði engin áhrif á VT þar sem það breyttist ekki. Fyrir nonbinge eaters, bera saman hlutlauslyfleysa og hlutlausMPH, meðaltalsbreytingin í K1 var 5%, sem ólíklegt er að bera ábyrgð á breytingum sem sjást í VT. Miðað við litla muninn á K1 fram í þessari rannsókn, gerum við ráð fyrir að allar breytingar á BPND voru ekki vegna breytinga á blóðflæði.
Þessi rannsókn hefur nokkrar takmarkanir. Í fyrsta lagi voru áhrif matvælaörvunar í sjálfu sér ófullnægjandi til að framkalla svörun sem hægt væri að greina með PET- [11C] raclopride aðferð. Við þurftum að nota lágskammta MPH, sem hindrar dópamín flutningatæki, til að auka uppgötvun dópamíns (5). Þannig getum við ekki útilokað möguleika á lyfjafræðilegum milliverkunum milli MPH og svörun við matvælum. Hins vegar er ekki hægt að sjá tengsl milli dopamínbreytinga sem MPH valdi milli hópanna þegar þau eru gefin með hlutlaus örvun og gefur til kynna að MPH-áhrifin hafi verið knúin áfram af matvælaörvunarástandinu. Í öðru lagi, þar sem allir einstaklingar fengu sama inntöku skammt af MPH, höfðu einstaklingarnir með meiri BMI minni plasmaþéttni MPH. Hins vegar höfðu einstaklingar með meiri BMI ekki sýnt lægri dópamínlosun hvorki fyrir hlutlausa MPH né fyrir matarþéttni MPH, sem gefur til kynna að MPH-áhrif voru knúin áfram af matvælaörvuninni. Í þriðja lagi, til að koma í veg fyrir viðbótar slagæðarlínur, voru rannsóknirnar gerðar á 2 dögum, sem kynnir hugsanlega óviðráðanlegar aukaverkanir. Í fjórða lagi var breytingin á ventral striatum ekki frábrugðin þeim skilyrðum sem gætu endurspeglað minnkað viðbrögð þessara einstaklinga við matvæli sem þeir vissu að þeir gætu ekki borðað. Hins vegar hafði umfang breytinga á geislameðferðarsvæðum mikla breytileika, sem gæti stafað af hreyfingu við mat / MPH örvun og uppbyggingu svæðisins fyrir utan staðbundna upplausn PET-skanna. Þar sem rannsóknin var gerð á litlum fjölda ólíkra einstaklinga (mismunandi í aldri, kyni og BMI) getum við ekki útilokað þann möguleika að skortur á hópáhrifum í virkni ventralstriatumsins stafaði af litlum tölfræðilegum krafti. Önnur takmörkun var sú að hvorki stýrðum við tíma tíðahringarinnar þar sem rannsóknirnar voru gerðar né mælum við með hormónatöflum. Tíðahringurinn gæti haft áhrif á heilasvörun við mat þar sem sýnt hefur verið fram á að sýnt hefur verið fram á að estradíólseytingu á eggjastokkum hafi áhrif á matarhegðun; td borða konur meira í luteal- og tíðafasa en eggfrumu- og æxlisstig (40).
Í stuttu máli er þetta fyrsta rannsóknin með því að nota PET til að mæla breytingar á dópamínsheilbrigði meðan á örvun matvæla stendur. Þessar niðurstöður gefa vísbendingu um þátttöku kyrningafjarnans í sjúkdómsfræði BED. Þar sem bingeing er ekki einvörðungu að finna hjá offitusjúklingum, eru frekari rannsóknir nauðsynlegar til að meta taugafræðilega þætti sem kunna að greina óléttar og ófædda binge eaters.
Þakkir
Rannsóknin á positron emission tomography (PET) var gerð í Brookhaven National Laboratory með uppbyggingu stuðnings frá US Department of Energy OBER (DE-ACO2-76CH00016) og undir stuðningi að hluta af Landlæknisembættinu: R01DA6278 (G.-JW ), R01DA06891 (G.-JW), rannsóknaráætlun landbúnaðarstofnunar um áfengissýki og áfengisneyslu, Z01AA000550 (NDV, FT, MJ) og M01RR10710 (almennt klínísk rannsóknarstofnun Stony Brook University). Rannsóknareiningarnar í St Luke's-Roosevelt Hospital voru studd að hluta til af R01DK068603 (AG) og R001DK074046 (AG). Ráðningin og sálfræðileg skimun voru á St Luke's-Roosevelt Hospital. Við þökkum David Schlyer og Michael Schueller fyrir cyclotron aðgerðir; Donald Warner, David Alexoff og Paul Vaska fyrir PET starfsemi; Richard Ferrieri, Colleen Shea, Youwen Xu, Lisa Muench og Payton King fyrir undirbúning og greiningu rafeindatækni, Karen Apelskog-Torres til að undirbúa námsprófanir, og Barbara Hubbard og Pauline Carter fyrir umönnun sjúklinga.
Neðanmálsgreinar
UPPLÝSINGAR
G.-JW skýrslur hafa fengið fyrirlestra gjöld frá og rannsóknir fjármögnun frá Orexigen Therapeutics Inc .; JSF, AG, KG, HH, MJ, JL, PS, FT, NDV, CTW, WZ lýsti engum hagsmunaárekstrum.
HEIMILDIR
1. Dymek-Valentine M, Rienecke-Hoste R, Alverdy J. Mat á binge eating disorder hjá sjúklingum með sykursýki, offitusjúklingar sem metin voru í meltingarvegi: SCID móti QEWP-R. Borða þyngdardrátt. 2004; 9: 211-216. [PubMed]
2. Geliebter A, Hassid G, Hashim SA. Prófa máltíðskammt í offitu binge eaters í tengslum við skap og kyn. Int J Eat Disord. 2001; 29: 488-494. [PubMed]
3. Mietus-Snyder ML, Lustig RH. Fæðingarfrjósemi í börnum: akstur í "limbískum þríhyrningi" Annu Rev Med. 2008; 59: 147-162. [PubMed]
4. Bello NT, Hajnal A. Dopamin og binge eating hegðun. Pharmacol Biochem Behav. 2010; 97: 25-33. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
5. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, o.fl. "Nonhedonic" matur hvatning hjá mönnum felur í sér dópamín í dorsalstriatumi og metýlfenidat magnar þessa áhrif. Synapse. 2002; 44: 175-180. [PubMed]
6. Lítil DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Fóðrunartengd dópamín losun í dorsalstriatum er í samræmi við mat á skemmtilegu mati hjá heilbrigðum sjálfboðaliðum. Neuroimage. 2003; 19: 1709-1715. [PubMed]
7. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, o.fl. D2 dópamínviðtaka genið sem ákvarðandi fyrir skort á endurgjaldshlutfalli. JR Soc Med. 1996; 89: 396-400. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
8. Volkow ND, Chang L, Wang GJ, et al. Lágt magn dópamíns D2 viðtaka í metamfetamíni: tenging við efnaskipti í sporbrautskvilli. Er J geðlækningar. 2001; 158: 2015-2021. [PubMed]
9. Thanos PK, Michaelides M, Piyis YK, Wang GJ, Volkow ND. Matarörðing eykur marktækt dópamín D2 viðtaka (D2R) í rottum líkamsþyngdar eins og metið er með in vivo muPET hugsanlegri myndun ([11C] raclopride) og in vitro ([3H] spiperone) autoradiography. Synapse. 2008; 62: 50-61. [PubMed]
10. Galanti K, Gluck ME, Geliebter A. Tíðni inntöku í fitusýrum í tengslum við hvatvísi og þrávirkni. Int J Eat Disord. 2007; 40: 727-732. [PubMed]
11. Wang GJ, Volkow ND, Thanos PK, Fowler JS. Samsvörun milli offitu og fíkniefna eins og metin er með taugafræðilegri myndun: hugmyndarskoðun. J fíkill Dis. 2004; 23: 39-53. [PubMed]
12. Cameron JD, Goldfield GS, Cyr MJ, Doucet E. Áhrif langvarandi hitaeininga sem leiða til þyngdartaps á hedonics matvæla og styrking. Physiol Behav. 2008; 94: 474-480. [PubMed]
13. Carr KD. Langvarandi matarörðugleikar: Auka áhrif á lyfjameðferð og heilablóðfallseinkenni. Physiol Behav. 2007; 91: 459-472. [PubMed]
14. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Sykur og feitur bingeing hafa áberandi mun á ávanabindandi hegðun. J Nutr. 2009; 139: 623-628. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
15. Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. Súkrósasamdráttur í binge áætlun gefur frá sér dopamín endurtekið endurtekið og útilokar asetýlkólín mætingarviðbrögð. Neuroscience. 2006; 139: 813-820. [PubMed]
16. Cooper Z, Cooper PJ, Fairburn CG. Gildið á matarskemmdum og áskrifendum hennar. Br J geðlækningar. 1989; 154: 807-812. [PubMed]
17. Zung WW, Richards CB, stutt MJ. Sjálfstætt þunglyndi mælikvarða á göngudeildum. Frekari staðfesting á SDS. Arch Gen Psychiatry. 1965; 13: 508-515. [PubMed]
18. Schaefer A, Brown J, Watson CG, et al. Samanburður á gildi Beck, Zung og MMPI þunglyndisskala. J Consult Clin Psychol. 1985; 53: 415-418. [PubMed]
19. Gormally J, Black S, Daston S, Rardin D. Mat á binge alvarleika meðal offitu fólks. Fíkill Behav. 1982; 7: 47-55. [PubMed]
20. Logan J, Fowler JS, Volkow ND, o.fl. Grafísk greining á afturkræfri geislalandi bindingu frá tímamælingum sem beitt er að [N-11C-metýl] - (-) - kókaín PET rannsóknum hjá mönnum. J Cereb blóðflæði Metab. 1990; 10: 740-747. [PubMed]
21. Slifstein M, Narendran R, Hwang DR, et al. Áhrif amfetamíns á [(18) F] fallypride in vivo bindandi við D (2) viðtaka í storkum og útdrætti í primate heila: Stakur bolus og bolus auk stöðugrar innrennslisrannsókna. Synapse. 2004; 54: 46-63. [PubMed]
22. Peciña S, Smith KS, Berridge KC. Hedonic heitur blettur í heilanum. Neuroscientist. 2006; 12: 500-511. [PubMed]
23. Schultz W. Neural kóðun á grundvallarlaunatekjum dýraheilbrigðisfræði, leikfræðideildar, hagfræði og hegðunarvanda. Curr Opin Neurobiol. 2004; 14: 139-147. [PubMed]
24. Weiss F. Neurobiology þrá, skilyrt verðlaun og afturfall. Curr Opin Pharmacol. 2005; 5: 9-19. [PubMed]
25. Gerdeman GL, Partridge JG, Lupica CR, Lovinger DM. Það gæti verið vana að mynda: eiturlyf af misnotkun og striatal synaptic plasticity. Stefna Neurosci. 2003; 26: 184-192. [PubMed]
26. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Áhrif dorsal striatums í cue-stjórnandi kókaíni leitandi. J Neurosci. 2005; 25: 8665-8670. [PubMed]
27. Schultz W, Preuschoff K, Camerer C, et al. Spjallað taugamerki sem endurspeglar óvissu um laun. Philos Trans R Soc Lond, B, Biol Sci. 2008; 363: 3801-3811. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
28. Schultz W, Tremblay L, Hollerman JR. Verðlaunameðferð í frumuhornshrörnun og basal ganglia. Cereb Cortex. 2000; 10: 272-284. [PubMed]
29. Tricomi EM, Delgado MR, Fiez JA. Modulation of caudate virkni með aðgerðartilfellum. Neuron. 2004; 41: 281-292. [PubMed]
30. Schienle A, Schäfer A, Hermann A, Vaitl D. Binge-eating disorder: laun næmi og heila virkjun á myndum af mat. Biol geðdeildarfræði. 2009; 65: 654-661. [PubMed]
31. Geliebter A, Ladell T, Logan M, et al. Móttækni við matvælaörvun í offitu og móðgandi binge eaters með hagnýtur MRI. Matarlyst. 2006; 46: 31-35. [PubMed]
32. Wang GJ, Volkow ND, Telang F, o.fl. Áhrif á matarlyst á matvælum virkja mönnum heilans markvisst. Neuroimage. 2004; 21: 1790-1797. [PubMed]
33. Swanson LW. Spáin á sjónhimnuhúsinu og aðliggjandi svæðum: samsetta flúrljómandi retrograde sporöskjulaga og ónæmisflúrljómunarannsókn á rottum. Brain Res Bull. 1982; 9: 321-353. [PubMed]
34. Wang GJ, Volkow ND, Felder C, o.fl. Aukin hvíldarvirkni í munnholsheilabólgu til inntöku hjá offituhópum. Neuroreport. 2002; 13: 1151-1155. [PubMed]
35. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, lítill DM. Samhengi á laun frá fæðu og áætlað mataræði til offitu: hagnýtur segulómunarskoðun. J Abnorm Psychol. 2008; 117: 924-935. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
36. Thanos PK, Michaelides M, Gispert JD, o.fl. Mismunur sem svar við matvælum á rottum með offitu: In-vivo mat á umbrotum glúkósa í heila. Int J Obes (Lond) 2008; 32: 1171-1179. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
37. Zink CF, Pagnoni G, Martin ME, Dhamala M, Berns GS. Mannlegt samband viðbrögð við augljósum óvæntum áreitum. J Neurosci. 2003; 23: 8092-8097. [PubMed]
38. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, o.fl. Vísbendingar um að metýlfenidat eykur aukningu á stærðfræðilegu verkefni með því að auka dópamín í heilanum. Er J geðlækningar. 2004; 161: 1173-1180. [PubMed]
39. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, o.fl. Dópamín aukning í striatum ekki framkalla löngun í misnotkun kókaíns nema þau séu tengd kókaín vísbendingum. Neuroimage. 2008; 39: 1266-1273. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
40. Reed SC, Levin FR, Evans SM. Breytingar á skapi, vitsmunalegum árangri og matarlyst í lokum luteal og follicular stigum tíðahringnum hjá konum með og án PMDD (premenstrual dysphoric disorder) Horm Behav. 2008; 54: 185-193. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
;