비만과 중독 : 신경 생물학 오버랩. (2012) 노라 볼코

Obes 목사님 2012 9 월 27. doi : 10.1111 / j.1467-789X.2012.01031.x.

볼코프 ND, 왕 GJ, 토 마시 D, Baler RD.

키워드 :

  • 탐닉;
  • 도파민;
  • 비만;
  • 전두엽 피질

요약

약물 중독과 비만은 여러 가지 특성을 공유하는 것으로 보입니다. 둘 다 특정 유형의 보상 (음식 또는 약물)의 현저 성이 다른 보상에 비해 과장되고 다른 보상을 희생하는 장애로 정의 될 수 있습니다. 약물과 음식 모두 강력한 강화 효과가 있으며, 이는 부분적으로 뇌 보상 센터에서 갑작스러운 도파민 증가에 의해 매개됩니다. 취약한 개인의 갑작스러운 도파민 증가는 뇌의 항상성 제어 메커니즘을 무시할 수 있습니다. 이러한 유사점은 중독과 비만의 공통된 취약점을 이해하는 데 관심을 불러 일으켰습니다.

예상대로 그들은 또한 격렬한 논쟁을 불러 일으켰다. 특히, 뇌 영상 연구는이 두 조건 사이의 공통된 특징을 밝히기 시작했으며 기능 장애가 관찰 된 적자의 기초가 될 수있는 중첩 된 뇌 회로를 묘사하기 시작했습니다.

결합 된 결과는 비만 및 약물 중독 개인 모두 보상 감수성 및 인센티브 동기뿐만 아니라 컨디셔닝, 자기 조절, 스트레스 반응성 및 인터렉션 인식과 관련된 신경 시스템을 조절하는 도파민 경로의 장애로 고통 받음을 시사합니다.

동시에, 연구는 또한 항상성 조절과 관련된 말초 신호가 음식물 섭취에 미치는 주요 역할을 중심으로 한 차이점을 설명합니다. 여기서 우리는 비만 및 중독의 공유 신경 생물학적 기질에 초점을 맞 춥니 다.

약어 

  • D2R
  • 도파민 2 수용체
  • DA
  • 도파민
  • NAc
  • 측쇄 핵

배경

학대의 마약은 음식 섭취 동기를 조절하는 연결 메커니즘을 이용하므로, 비만과 강박 섭취에서 볼 수있는 음식물 섭취의 통제 및 과소 소비에 연루된 신경 메커니즘에 중첩이 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다 중독에서 본 마약의

이 두 병리의 중심은 환경 자극에 대한 행동 반응을 조절하는 뇌 도파민 (DA) 경로의 파괴입니다나는. 도파민 뉴런은 선조체 (중이 중격 또는 NAc 및 등쪽 선조), 변연 (편도선 및 해마) 및 피질 영역 (전두엽 피질, 대뇌 피질)에 투사하는 중뇌 핵 (복부 피질 영역 또는 VTA 및 흑색질 간질 유사체 또는 SN) cingulate gyrus, temporal pole) 생존에 필요한 행동을 수행하는 데 필요한 노력의 동기와 지속 가능성을 조정합니다. 티DA 뉴런은 그 기능을 달성하기 위해 광대역을 통해 자율 반응 (예 : 시상 하부, 뇌간), 기억 (해마), 정서적 반응 (편도), 각성 (시상) 및인지 조절 (전두엽 피질 및 대상)과 관련된 뇌 영역에서 예측을 수신합니다 신경 전달 물질 및 펩타이드의 배열.

따라서, 약물 탐색 행동에 관여하는 신경 전달 물질이 음식물 섭취와 관련되어 있으며, 반대로 음식 섭취를 조절하는 펩타이드가 약물의 강화 효과에도 영향을 미친다는 것은 놀랄 일이 아니다 (표 1 및 2). 그러나 뇌 보상 DA 경로 (NAc 및 복부 팔리 둠)에서 직접적인 약리학 적 효과에 의해 작용이 촉발되는 약물과 대조적으로, 식습관의 조절과 이에 따른 음식에 대한 반응은 여러 가지 말초 및 중앙 메커니즘에 의해 조절됩니다. 시상 하부의 특별한 역할과 함께 뇌의 DA 보상 경로에 정보를 직접 또는 간접적으로 전달합니다 (그림. 1).

그림    

그림 1. 음식과 약물 섭취에 영향을 미치는 고도로 상호 연결된 시스템의 개략도. 여기에는 음식에 반응하는 펩타이드와 호르몬, 시상 하부의 에너지 항상성 구조, 복부 피막 영역과 선조체의 도파민 반응성 시스템의 핵심, 영향, 운동 및인지 정보를 처리하는 다양한 피질 영역이 포함됩니다. 뇌 보상 도파민 경로 수준에서 효과가 직접 발휘되는 약물과 달리, 음식은 뇌의 DA 보상 경로에 정보를 직간접 적으로 전달하는 최초의 여러 주변 및 중앙 메커니즘에 영향을 미칩니다. 시상 하부는 약물 보상에도 강하게 관련되어 있지만 이와 관련하여 특히 중요한 역할을합니다. [225].

표 1. 음식 섭취를 조절하는 펩타이드는 약물 남용의 강화 효과에도 영향을 미칠 수 있습니다.
내분비 호르몬유래비 시상 하부 메커니즘마약 / 보상 연결
쁨
그렐린위편도, OFC, 전방 뇌줄, 선조체 [161]. GHS 수용체 1a를 통해 그렐린은 기억, 학습 및 신경 보호에도 영향을 미친다 [162].중앙 그렐린은 알코올 보상에 필요합니다. [163]
오렉신측부 시상 하부VTA DA 뉴런에서 글루타메이트 의존성 장기간 증강 촉진 [164]코카인에 의한 역할 - 유도 된 복직 [165] 그리고 모르핀 조건화 된 환경 설정 [166]
멜라노 코르 틴시상 하부MC4R은 복부 선조체의 도파민 1 수용체 (D1R)와 함께 발현된다 [167].Melanocortin 수용체 유형 2 변이는 스페인 사람에있는 헤로인 탐닉에서 보호 효과와 연관되었다 [168]
신경 펩티드 Y (NPY)시상 하부NPY 수용체 (Y1, Y2, Y4 및 Y5)는 다양한 변연계 구조에서 발견되었으며, 이것은 비만 및 감정적 인 상태의 조절에 관여한다 [169, 170].알코올 음주, 철수 및 의존에 역할 수행 NPY는 알코올 의존을 조절합니다. [163, 171].
식욕 부진
Leptin지방

VTA에 대한 시상 하부 예측.

또한 섬피 피질에서 [172], NAc [173], 외측 중격 핵, 내측 전 광학 영역 및 주둥이 선형 핵 [38, 174].

알코올 [175]

Leptin은 mesoaccumbens DA 신호 전달에서 중요한 역할을하는 것으로 보이며, 이는 또한 무 급식 동기 행동을 통합하는 데 기여합니다 [176]. 만성 ICV leptin 주입 광고 무제한 급식 쥐는 d-AMP의 보상 효과를 가역적으로 증가시킨다 [177].

인슐린이자VTA에 대한 시상 하부 예측. 해마의인지 조절 [178].PCP로 유도 된 정신 분열병 모델에서 자극제로 인슐린 수치가 증가 함 [179]
글루카곤 - 유사 펩티드 -1 (GLP-1) [180]

소장

구강 맛 봉오리

일부 식욕 부진 효과는 중 간 변복 보상 제도의 수준에서 나타납니다. [181]Exendin, GLP-1 수용체 작용제는 암페타민에 의한 행동 활성화를 조절합니다 [182]
콜레시스토키닌 (CCK)소장 (십이지장 및 회장 세포).CCK 수용체 분포는 오피오이드의 그것과 상당히 겹쳐지는 것으로 보인다 [183] 도파민 [184] 변연계의 시스템.Nucleus 내장의 DA-CCK 상호 작용은 정신 자극 자 보상 관련 행동에 기여합니다 [185, 186] [184]. 성인 OLETF 래트 (CCK-1 KO)는 약물 유도 감작과 유사한 D2R 신호 전달 (NAc 쉘)을 나타내어 자당 및 비정상적인 갈망 반응에 대한 결합력과의 연관성을 제시한다 [187].
펩티드 YY (PYY)회장 및 결장 내분비 세포caudolateral OFC, ACC 및 복부 striatum. 높은 혈장 PYY는 섭식 상태를 모방합니다 : caudolateral OFC 내의 신경 활동의 변화는 식사 관련 감각 경험과 독립적으로 섭식 행동을 예측합니다. 낮은 PYY 하에서 시상 하부 활성화는 음식물 섭취량을 예측합니다. 식사 후 PPY는 식품 섭취 조절을 항상성에서 쾌락으로 전환합니다. [188],(없음)
갈라 닌 (GAL)CNS

게르마닌의 항문에 대한 항 침해 효과 [189] 편도의 [190].

두뇌에있는 세로토닌 신경 전달의 강력한 변조기 [191].

알코올, 니코틴 [192]. GAL은 지방 또는 알코올의 소비를 증가시키고 GAL의 표현을 자극하여 과량 섭취를 유도합니다. [193].
코카인 및 암페타민 조절 성 전사 물 (CART) [194]중추 신경계에서 널리 나타남NAc 셸. 외측 시상 하부로의 측부 돌출 [195]opioid-mesolimbic-dopamine 회로의 조절 및 / 또는 코카인과 암페타민에 대한 반응 [196]
부 신피질 자극 호르몬 방출 호르몬 (CRH)방실 핵 (PVN)쥐에서 Amygdalar CRH 발현은 급성 스트레스에 의해 조절된다. [197] 대마초 의존도 [198].CRF 수용체 및 스트레스에 의한 코카인 재발 [199] 알코올 [200].
옥시토신방실 핵 (PVN)옥시토신은 편도체 발달 및 부피를 조절할 수있다. [201]옥시토신은 메스 암페타민 유도 CPP를 조절한다 : (멸종 중) 또는 위로 (복직 중) [202].
 
표 2. 음식 섭취에 영향을 미치는 것으로 밝혀진 약물 추구 행동과 관련된 신경 전달 물질
신경 전달 물질유래기구마약과 음식
도파민VTA, SN, 시상 하부인센티브 향상, 컨디셔닝 향상

모든 마약

DRD2의 보급 증가 Taq비만 한 비만 환자와 비교하여 다른 약물 의존성이있는 비만 환자의 1A A1 대립 유전자 [203]

오피오이드두뇌를 통해

Hedonic 응답, 고통 조절.

ghrelin 및 NPY1과 상호 작용하여 음식 보상을 조정합니다. [204]

모든 약물은 가장 유명한 헤로인 및 아편 제 진통제

내인성 오피오이드는 달고 지방이 풍부한 맛을 섭취합니다 [205]. 식품 중독의 목표 연구에서 mu-opioid 수용체 유전자의 기능적 A118G 다형성은 폭식 장애와 관련이있다 [206]

카나비노이드두뇌를 통해보상과 항상성 조절, 뇌 전체에 걸친 단기간 및 장기간 시냅스 가소성 [207]

모든 마약에서 가장 눈에 띄는 마리화나

Endocannabinoids는 leptin, 인슐린, 그렐린 및 포만감 호르몬과 같은 주변 신호와 상호 작용하여 에너지 균형과 비만에 영향을줍니다. [208]

세로토닌Raphe 원자핵기분, 기아, 신체 온도를 포함한 행동, 지각 (예 : olfaction) 및 규제 시스템 제어. 성적 행동, 근육 조절 및 감각 지각. 음식 섭취의 시상 하부 제어 [209]

엑스터시, 환각제 (LSD, mescaline, psilocybin)

5-HT 약물은 포만감의 향상과 일치하는 방식으로 설치류에서의 음식물 섭취를 줄입니다. [210].

히스타민후 시상 하부의 결핵 모핵 (TMN)수면 - 호기 사이클, 식욕, 내분비 항상성, 체온, 통각인지, 학습, 기억 및 감정의 조절 [211].

알코올 및 니코틴 [212, 213] [214].

쥐에서 지속적으로 일어나는 히스타민 성 차단은 체중 감소와 관련이있다. [215].

콜린성 [216]VTA와 시상 하부의 니코틴 수용체

DA 뉴런과 MCH 뉴런의 활동을 조절합니다.

측면 시상 하부에 니코틴을 투여하면 음식물 섭취가 현저히 감소합니다. [217]

니코틴.

Hyperphagia : 연기가 나기에 중요한 제지 [218]

글루탐산 염두뇌를 통해고통의 인식, 환경 및 기억에 대한 반응. 외측 시상 하부에 글루타메이트를 주입하면 포화 된 쥐에서 강렬한 영양분을 섭취하게된다. [219]

모든 약물은 가장 두드러진 PCP와 케타민

LH에서 AMPAR의 선택적 자극은 수유를 유도하는데 충분하다. [220].

GABA두뇌를 통해D1R 및 D2R 표현 뉴런에서 선조체 신호를 변조하고 중뇌에서 DA 뉴런의 반응을 조절합니다

알콜, 아편 제, 흡입제, 벤조디아제핀 [171].

렙틴 억제 뉴런에서 방출되면 GABA는 체중 증가를 촉진 할 수 있습니다 [221].

노르 에피네프린자구NE (NPY와 AGRP와 같은)는 시상 하부와 뒷다리 부위 모두에서 작용을 통해 정상적인 섭식 반응 회로를 조절한다고보고했다 [222].

약물과의 기억 [223]

추억의 음식 속성 [224]

 

말초 신호에는 펩타이드와 호르몬 (예 : 렙틴, 인슐린, 콜레시스토키닌 또는 CCK, 종양 괴사 인자 -α)뿐만 아니라 운반되는 영양소 (예 : 설탕과 지질)가 포함됩니다. 를 통해 신경 원성구에 대한 미주 신경의 구 심성 및 시상 하부 및 다른 자율 신경계 및 변연 뇌 영역에 위치한 수용체를 통해 직접적으로 전달된다. 이러한 여러 가지 신호 전달 경로는 이러한 중복 메커니즘 중 하나라도 실패하더라도 필요한 경우 음식을 소비하도록합니다. 그러나 고도의 맛을 지닌 음식에 반복적으로 접근하면 일부 개인 (실험 동물뿐만 아니라 인간도)은 결국 포만감을 나타내는 억제 과정을 무효화하고 영양 과부하 및 심지어이 행동에 대한 반발에도 불구하고 강제적으로 많은 양의 음식을 섭취하기 시작할 수 있습니다. 인간의 경우. 이러한 통제력 상실과 음식물 섭취의 강박적인 패턴은 중독에서 나타나는 약물 섭취 패턴을 연상하며 '음식 중독'의 한 형태 인 비만에 대한 설명으로 이어진다. [1].

환경에 대한 반응을 조절하는 뇌 DA 보상 회로는 동일한 강화제 (특정 식품 또는 약물)를 만났을 때 그것을 활성화시키는 행동 (음식 섭취 또는 약물 섭취)이 반복 될 확률을 높입니다. DA 보상 회로의 중단은 중독과 비만에서 나타나는 통제 상실에 연루되어있다. [2], 비록 보상 (복부 striatum)과 습관 형성 (지느러미 striatum)에 연루된 것을 포함하여 DA 선조체 회로의 기능을 방해 생리 메커니즘, 명확한 divergences을 제시 [3]. 또한, 자기 통제와 강박 섭취 (음식 또는 약물의 여부)는 전체 통제에서 전혀 통제 할 수없는 상황에 크게 영향을받는 차원 적 연속체에서 발생합니다. 같은 개인이 어떤 상황에서 다른 사람보다 더 잘 통제 할 수 있다는 사실은 이들이 두뇌에서 역동적이고 유연한 과정임을 나타냅니다. 이러한 패턴 (통제와 강박 섭취의 상실)이 딱딱 해지고 개인의 행동과 선택을 악의적 인 결과에도 불구하고 중독의 개념과 비슷한 병리학 적 상태가 유발 될 수있는 때입니다. 그러나 약물을 섭취하는 대부분의 사람들이 중독되지 않은 것처럼, 과도하게 섭취하는 대부분의 사람들은 어떤 경우에는 음식물 섭취를 통제하지만 다른 경우에는 통제하지 못합니다.

그러나 비만이 '음식 중독'을 반영하는지에 대한 논쟁은이 두 질환의 차원 적 성격을 고려하지 못한다.

약물 중독을 전염병으로 모델링하기위한 제안도있었습니다 [4, 5], 그것의 사회, 역학 및 경제 구성 요소를 분석하는 데 유용합니다 [4, 6] 그러나 마약은 감염성 물질과 같고 중독은 마약을 근절함으로써 해결 될 수 있다는 개념으로 이어진다. 결론은 맛있는 음식을 없애면 '음식 중독'이 해결 될 것이라는 믿음입니다. 그러나이 에이전트 중심의 개념적 틀은 방대하고 이질적인 '방아쇠'가족의 일환으로 마약 (그리고 무질서한 식습관을 포함한 다른 행동 패턴)에 대한 현재의 이해에 직면하여, 환경) 상황, 근본적인 (생물학적) 취약성.

마지막으로,이 논쟁은 성격 결점과 연결된 낙인을 불러 일으키는 '중독'이라는 단어로 인해 더욱 부정적으로 작용하여 부정적인 의미를 넘어서지 못하게됩니다. 여기에서 우리는이 두 질병이 신경 생물학적 과정을 공유하고, 파괴되면 차원 연속체에서 강박적인 소비와 통제력 상실을 초래할 수있는 동시에 고유 한 신경 생물학적 과정을 포함한다는 사실을 인식하는 입장을 제안합니다 (그림. 2). 우리는 다양한 현상 학적 수준에서 공유 된 신경 생물학적 기질의 주요 증거를 제시합니다.  

 

그림 2. 비만과 중독은 다양한 병적, 병리학 적, 생리 학적 차원을 따라 존재하는 복잡한 생리 행동 장애로서, 모두 유사점과 차이점을 나타낼 수 있습니다.

마약을 찾고 소비하려는 압도적 인 충동은 중독의 특징 중 하나입니다. 다방면 연구는 그러한 강력한 갈망을 보상하고 뇌 신경 회로망의 적응에 연결하여 보상을 예상하고 평가하며 습관과 자동 행동을 유도하는 조건부 연관성을 학습합니다 [7]. 병행하여 자기 통제 및 의사 결정, 인터소 싱 및 기분 및 스트레스 조절과 관련된 회로에 장애가 있습니다 [8]. 중독의이 기능 모델은 또한 왜 중독의 이유를 이해하는 데 사용될 수 있습니다. 일부 비만인들은 칼로리 섭취를 적절히 조절하고 에너지 항상성을 유지하는 것이 그렇게 어렵다는 것을 알게됩니다. 이 차원 분석은 다른 섭식 장애 (예 : 폭식 장애 [BED])를 앓고있는 비만이 아닌 개인을 포함하기 때문에 우리는 단순성을 위해 '비만'을 사용함을 언급하는 것이 중요합니다. 신경성 식욕 부진) [9, 10]이는 또한 보상 및 자기 통제 회로의 불균형을 수반 할 가능성이있다.

먹는 행동의 진화는 생존에 필요한 에너지 항상성을 얻을 필요가 있고 중추 (예 : 시상 하부) 및 말초 (예 : 위, 위장관, 지방 조직)와 관련된 복잡한 조절 기작에 의해 형성되었습니다. 중독과 비만 pathophysiologies 사이의 차이의 대부분은 규제 의이 수준에서 장애, 즉, 에너지 항상성에서 발생합니다. 그러나 수유 행동은 또한 DA 신호를 통해 보상을 처리하고 관련 식품에 대한 욕구를 유발할 수있는 식품 관련 자극을 조절할 수있는 능력을 포함하는 또 다른 규정의 영향을받습니다. 연구는 두 가지 규제 과정 사이의 높은 수준의 의사 소통을 밝혀 내고 있으며, 따라서 섭식 행동의 항상성과 쾌락 조절 사이의 경계가 점차 흐려지고 있습니다 (표 1 및 2). 좋은 예는 특정 펩타이드 호르몬 (예 : 펩타이드 YY [PYY], 그렐린 및 렙틴)이 보상 (VTA, NAc 및 복부 팔리 덤)에 포함 된 DA 조절 영역에 직접 영향을 미치는 새로운 유전 학적, (전두엽 피질), interoception (대상, insula), 감정 (편도선), 습관과 루틴 (등쪽 striatum) 및 학습 기억 (해마) [11].

환경 자극에 대한 반응을 중재하는 뇌 네트워크의 중심에있는 도파민

사실상 모든 복잡한 시스템은 효율성, 견고성 및 진화 가능성 중에서 효과적인 절충안을 중재하는 고도로 조직 된 네트워크에 의존합니다. 그러한 네트워크의 예측 가능한 취약성을 연구하는 것이 질병 발병 기전을 이해할 수있는 최선의 방법을 제공한다는 것이 알려졌다. [12]. 대부분의 경우 이러한 네트워크는 '보우 타이 (bow tie)'라고도하는 계층화 된 아키텍처로 구성됩니다. [12], 많은 잠재적 인 입력의 좁은 깔대기가 상대적으로 적은 수의 프로세스에 수렴하여 다양한 출력으로 재 패닝합니다. 식습관은 시상 하부가 신진 대사 나비 넥타이의 '매듭'을 유지하는이 구조의 훌륭한 예를 제시합니다 (그림. 3a) DA 경로는 두드러진 외부 자극 (약물 및 음식 포함) 및 내부 신호 (시상 하부 신호 및 렙틴 및 인슐린과 같은 호르몬 포함)에 대한 반응성에 대한 '매듭'을 준수합니다. 3비). 중뇌 DA 뉴런 (VTA와 SN 모두)이 무수히 많은 외부 자극과 내부 자극에 대한 적절한 행동 반응을 조율하기 때문에, 마약과 같은 다양한 입력에 대한 기능 장애를 극복 할 수있는 취약성이있는 중요한 '매듭'을 대표합니다. 음식 보상.

그림    

그림 3. 복잡한 시스템의 중첩 된 나비 넥타이 구조는 영양소 (a) 또는 보람있는 자극 (b)이 될 수있는 다양한 요소의 입력을 허용하고 다양한 제품 / 거대 분자 (a) 또는 목표 지향적 행동을 생성합니다 b) 상대적으로 적은 중간 중간 통화를 사용한다. 이 경우 나비 넥타이의 '매듭'을 형성하는 일반적인 통화는 다양한 orexigenic / anorexigenic 신호 (a)와 도파민 (b)입니다. [12] (John Doyle 박사의 독창적 인 프리젠 테이션의 허가로 약간 수정 됨).

약물과 음식에 대한 급성 보상에서 도파민의 역할

학대의 마약은 다른 메커니즘을 통해 보상 및 보조 회로에 작용합니다. 그러나 이들 모두 NAc에서 날카로운 DA 증가를 유도합니다. 흥미롭게도, 비슷한 도파민 반응이 음식 보상과 연관되어 있다는 증거가 축적되어 있으며, 이러한 메커니즘이 과도한 식량 섭취와 비만에 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 특정 음식, 특히 설탕과 지방이 풍부한 음식은 유익한 것으로 알려져 있습니다. [13] a실험 동물에서 중독성 행동을 유발할 수있다. [14, 15]. 그러나 인간의 식품에 대한 반응은 훨씬 더 복잡하며 기호성뿐만 아니라 그 유용성에 영향을받습니다ty (먹는 지형이라고도 불리는 제한 패턴과 과식 패턴) [16]), 시각적 호소, 경제 및 인센티브 (예 : '슈퍼 사이징'제공, 소다 콤보), 식사, 대체 보강 및 광고에 대한 사회적 루틴 [17].

고 칼로리 식품은 과식을 촉진 할 수 있으며 (즉, 활력이 필요한 음식에서 벗어나 섭취) 자극과 보상 사이의 연관성을 유발할 수 있습니다 (조절). I진화론 적 측면에서 볼 때 맛좋은 음식의이 특성은 식량 원천이 부족하거나 신뢰할 수없는 환경에서 유리한 점이 있었다.. 그러나 음식이 풍부하고 유비쿼터스 인 우리와 같은 사회에서 이러한 적응은 위험한 책임이되었습니다.

DA, 칸 나비 노이드, 오피오이드, 감마-아미노 부티르산 (GABA) 및 세로토닌, 인슐린, 오렉신, 렙틴, 그렐린, PYY, 글루카곤 유사 펩티드와 같은 음식 섭취의 항상성 조절에 관여하는 호르몬 및 신경 펩티드를 포함한 여러 신경 전달 물질 -1 (GLP-1)은 식품 및 약물의 보상 효과와 관련이 있습니다 (표 1 및 2) [18-21]. 이 중 DA는 가장 철저하게 조사되었으며 가장 잘 특성화되었습니다. 설치류 실험은 음식 보상에 처음 노출되었을 때 VTA에서 DA 뉴런의 발사가 증가하여 NAc에서 DA 방출이 증가한다는 것을 보여주었습니다 [22]. 티음식 섭취를 조절하는 말초 신호가 VTA에 대한 시상 하부 신호 전달에 의한 작용뿐만 아니라 VTA DA meso-accumbens 및 meso-limbic 경로에 대한 직접 효과에 의해 작용을한다는 광범위한 증거가있다. Orexigenic 펩타이드 / 호르몬은 음식 자극에 노출 될 때 VTA DA 세포의 활성을 증가시키고 NAc (VTA DA 뉴런의 주요 타겟)에서 DA 방출을 증가시키는 반면, 식욕 부진제는 DA 발사를 ​​억제하고 DA 방출을 감소시킨다 [23]. 또한, VTA 및 / 또는 NAc의 뉴런은 GLP-1 [24, 25], 그렐린 [26, 27], 렙틴 [28, 29], 인슐린 [30], 오렉신 [31] 및 멜라노 코르 틴 수용체 [32]. 따라서 이러한 호르몬 / 펩티드가 남용 약물의 보상 효과를 조절할 수 있다고보고하는 연구가 늘어나는 것은 놀라운 일이 아닙니다 (표 1), 이는 비만 동물 모델에서 약물 보상에 대한 감쇠 반응의 결과와도 일치한다 [33, 34]. 인체의 체질량 지수 (BMI)와 최근의 불법 약물 사용간에 역의 관계가 있다는보고가있다 [35] 비만과 약물 사용 장애 위험 감소와의 연관성 [36]. 사실, 비만인들은 니코틴 [37] 마리화나 남용 [38] 비만이 아닌 사람들보다 또한, BMI를 감소시키고 인슐린과 렙틴의 혈장 수준을 감소시키는 병행 된 개입은 정신 자극제에 대한 감수성을 향상시킨다 [39]. 이것은 전임상과 일치합니다. [40] 임상 [41] 음식 제한과 두뇌 DA 신호에 의해 유발 된 신경 내분비 호르몬 (예 : 인슐린, 렙틴, 그렐린)의 변화와 비만 수술 이후 중독성있는 성격과 부적 절한 식사 행동의 관계에 대한 최근 보고서의 변화 사이의 역동적 인 연관성을 보여주는 연구 [42, 43]. 종합하여 볼 때, 이러한 결과는 음식과 약물이 중복 된 보상 체계를 놓고 경쟁 할 수있는 가능성을 강하게 시사한다.

뇌 이미징 연구는 그러한 중첩 기능 회로에 대한 중요한 단서를 제공하기 시작했습니다. 예를 들어, 건강한 정상 체중의 사람에서 맛좋은 음식을 섭취하면 선천적으로 DA가 식사 즐거움의 등급에 비례하여 DA를 분비합니다 [44], 음식 자극은 뇌의 보상 회로의 일부인 뇌 영역을 활성화시킵니다 [45]. 최근 건강한 사람 지원자가 밀크 쉐이크 (milkshake)를 받으면 강력한 선조체 활성화를 보였고, 아이스크림을 자주 마시면 선천성 반응이 둔해진다. [46]. 다른 이미징 연구는 실험 동물의 결과와 일치하여 식욕 부진 펩타이드 (예 : 인슐린, 렙틴, PYY)는 뇌 보상 시스템이 음식 보상에 미치는 민감도를 감소시키는 반면 orexigenic (예 : 그렐린)은 증가한다고 설명했다 [47]).

그러나, 마약과 중독의 경우에서와 마찬가지로 선천성 DA의 식품 유도 성 증가만으로도 정상적인 음식 섭취와 과도한 강박적인 음식 섭취의 차이를 설명 할 수는 없으며 이러한 반응은 과도하게 섭취하지 않는 건강한 개인에게 나타나기 때문에. 따라서, 하류 적응은 약물 섭취의 경우와 마찬가지로 음식물 섭취에 대한 통제의 상실과 관련이있을 수 있습니다.

강박 소비로의 전환

강화에서 도파민의 역할은 단순히 쾌락을위한 코딩보다 더 복잡합니다. 특히, DA를 빠르고 크게 증가시키는 자극은 조건화 된 반응을 유도하고이를 조달하려는 인센티브 동기를 유도합니다. [48]. 이것은 조절의 덕택으로 강화제 (자연 또는 약 보강자이든)와 연결된 중립적 인 자극이 보상을 기대하면서 줄무늬 체 (DA를 포함하여)에서 DA를 증가시키는 능력을 스스로 획득하기 때문에 중요합니다. 따라서 약물을 찾거나 음식을 찾는데 필요한 행동을 수행하고 유지하기위한 강한 동기를 부여합니다 [48]. 따라서, 일단 컨디셔닝이 발생하면, DA 신호는 보상의 예측 인자로서 작용한다 [49]예상되는 보상 (마약 또는 음식)을 소비하게 될 행동을 수행하도록 동물에게 장려합니다. 전임상 연구에 따르면, NAc에서 등쪽 선조로의 DA 증가가 점차적으로 변화한다는 증거가 있는데, 음식과 약물 모두에서 발생합니다. 구체적으로, 본질적으로 보람있는 새로운 자극이 반복적 인 노출로 선조체 (NAc)의 복부 영역과 결합하는 반면, 보상과 관련된 신호는 선조체의 등쪽 영역에서 DA 증가를 유발한다 [50]. 이 전이는 VTA의 초기 개입과 SN 및 관련 dorso-striatal-cortical 네트워크의 참여 증가와 일관된 반응과 루틴으로 일관됩니다.

감각 (인슐라 또는 일차 성 미각 피질), 항상성 (시상 하부), 보상 (NAc 및 복부 팔리 덤), 정서적 (편도체 및 해마) 및 다중 모달 (orbitofrontal cortex [OFC])의 처리에 관련된 영역에서 DA 뉴런에 광범위한 글루탐산 동성 구심 중요성에 대한 정보) 정보를 얻고, 보상 및 조건부 신호에 대한 응답으로 활동을 조정합니다. [51]. 유사하게, 시상 하부에 대한 글루타메이트 성 투영은 금식을 따르고 먹이를 용이하게하는 신경 변성 변화에 관여한다. [52]. 보상 네트워크의 경우 편도체와 OFC에서 DA 뉴런과 NAc 로의 예측은 음식에 대한 조건부 반응과 관련됩니다 [53] 마약 [54, 55]. (비만 한 남성 대상자가 음식 큐에 노출되는 동안 음식에 대한 갈망을 금지하도록 요청할 때 편도선과 OFC (해마뿐만 아니라), insula 및 striatum에서 대사 활동이 감소하고 OFC의 감소는 음식 갈망의 감소와 관련이있다 [56]. 코카인 중독자가 코카인 신호에 노출되었을 때 약물 마취를 억제하도록 요청 받았을 때, OFC (그리고 NAc에서도)에서 대사 활동의 유사한 억제가 관찰되었다 [57].

이 문맥에서 음식 큐와 비교할 때 마약 단서는 적어도 식량이 부족하지 않은 동물의 경우 절제 기간이 끝난 후 강화제 추구 행동의 더 강력한 원인이라고 언급되어야합니다 [58]. 또한 일단 소멸되면 약물 강화 된 행동은 식품 강화 된 행동보다 스트레스에 의한 복직에 훨씬 더 취약합니다 [58].

그러나 그 차이는 원칙보다는 학위의 하나 인 것처럼 보입니다.. 사실, 스트레스는 맛있는 식품의 섭취 증가와 체중 증가와 관련이있을뿐 아니라 급성 스트레스는 BMI와 OFC에서의 밀크 쉐이크 소비에 대한 반응의 강화 된 상관 관계를 밝혀줍니다 [59], 돌출과 동기 부여의 인코딩에 기여하는 뇌 영역. 영양 상태에 대한 음식 단서에 대한 반응의 의존성 [60, 61] 보상 네트워크의 제어에서 항상성 네트워크의 역할을 강조하며, 신경 회로망은 또한 스트레스를 처리하는 신경 경로에 의해 영향을 받는다.

자제에있는 역기능의 충격

단서 조절 욕구의 출현은 부적응 행동을 억제하는 뇌의 능력에 증가하는 결핍과 결합되지 않는다면 해롭지 않을 것입니다. 실제로, 전능 한 반응을 억제하고 자제력을 발휘하는 능력은 약물 복용이나 포만감 이상의 식사와 같은 과도한 행동을 피하는 개인의 능력에 기여하여 중독에 대한 취약성을 증가시킵니다. 또는 비만) [62, 63].

양전자 방출 단층 촬영 (PET) 연구는 중독 된 피험자의 선조체에서 도파민 2 수용체 (D2R) 유용성의 상당한 감소를 보여 주었으며 장기간의 해독 후 수개월 동안 지속된다 (에서 검토 됨 [64]). 유사하게, 설치류 및 비인간 영장류에 대한 전임상 연구에 따르면, 반복 된 약물 노출은 선조체 D2R 수준의 감소 및 D2R 신호 전달과 관련되어 있음이 밝혀졌습니다 [65-67]. 선조체에서 D2R은 전두엽 피질 부위를 조절하는 선조체 간접 경로에서 신호 전달을 중재한다. 동물 모델에서의 약물 효과에 대한 민감성을 증가시킨다 [68], 그들의 상향 조정은 마약 소비를 방해한다 [69, 70]. 또한, 선조체 D2R의 억제 또는 D1R- 발현 선조체 뉴런 (선조체 직접 경로에서 신호 전달을 매개하는)의 활성화는 약물의 보람 효과에 대한 민감성을 향상시킨다 [71-73]. 그러나 식습 행동에서 직접적 및 간접적 인 경로에 대한 유사한 정반대의 규제 과정이있는 정도는 여전히 탐구되어야한다.

I인체에 중독 된 선인성 D2R의 감소는 전두엽 영역, OFC, 전 이그 랗게 이랑 (cynulate gyrus) 및 전 측두엽 (dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)의 활동 감소와 관련이있다 [67, 74, 75]. OFC와 마찬가지로 ACC와 DLPFC는 각각 고유성 속성, 억제 제어 / 감정 조절 및 의사 결정과 관련되어 있으며, 중독 된 피험자에서의 D2R 매개 DA 시그널링에 의한 부적절한 규제가 약물의 행동에있어 동기 부여 가치를 높이고 약물 섭취에 대한 통제력을 상실 할 수 있다고 가정되었다 [62]. 또한 OFC 및 ACC의 장애는 강박 행동 및 충동과 관련이 있기 때문에 DA의 이러한 영역에 대한 조절 장애는 중독에서 볼 수있는 강박적이고 충동적인 약물 섭취에 기여할 가능성이 높습니다. [76].

역전 시나리오는 반복적 인 약물 사용에 의해 유발 된 선조체 D2R의 추가 감소로 더욱 악화 될 수있는 전두엽 영역에서의 약물 사용에 대한 기존의 취약성에 달려 있습니다. 사실, 알코올 중독 위험이 높았음에도 불구하고 알코올 중독 환자가 아닌 사람들은 OFC, ACC 및 DLPFC의 정상적인 신진 대사와 관련된 정상적인 선조체 D2R 가용성을 나타냈다. [77]. 이것은 알콜 중독의 위험이있는 이들 피험자에서 정상적인 전두엽 기능이 선조증 D2R 신호 전달과 관련이 있으며, 이로 인해 알코올 남용으로부터 보호받을 수 있다고합니다. 흥미롭게도, 형제들에 대한 최근의 연구는 흥분제에 대한 중독에 대해 불일치합니다 [78] 중독 된 형제 자매에서 대조군보다 유의하게 더 작은 OFC의 형태학에서 두뇌 차이를 보인 반면, 중독이없는 형제 자매에서는 OFC가 대조군과 다르지 않았다 [79].

dysregulated D2R 선조체 신호의 증거도 비만 개인들에게서 발견되었습니다. 전임상 시험과 임상 시험 모두 선조체 D2R의 감소의 증거를 제공했는데, 이는 NAC를 통해 보상과 연결되고 배 쪽 striatum을 통해 비만에서 습관과 일상을 확립하는 것이다 [80-82]. 지금까지 비만인과 비만 대조군 사이의 선조체 D2R의 통계적으로 유의 한 감소를 발견하지 못한 한 연구 [83]낮은 통계력으로 인해 방해를 받았을 수 있습니다 (n  = 5 / 그룹). 이러한 연구는 낮은 D2R과 높은 BMI 사이의 새로운 연관성이 인과 관계를 가리키는 지 여부에 대한 질문을 해결할 수는 없지만, 감소 된 선조체 D2R 가용성이 비만 설치류의 강박적인 음식 섭취와 관련이 있는지 여부에 대한 질문을 해결할 수 없음을 강조하는 것이 중요합니다. [84] 비만 한 사람에서 OFC와 ACC에서 대사 활동이 감소한 것으로 나타났다 [63]. OFC와 ACC의 기능 장애로 인해 강박증이 발생합니다 (재검토 참조). [85]), 이것은 낮은 striatal D2R signaling이 hyperphagia를 촉진하는 메커니즘의 일부일 수있다 [86, 87]. 또한 선천성 D2R 관련 신호 전달이 감소하면 다른 자연적 보상에 대한 민감도가 감소 할 수 있기 때문에 비만인의 이러한 적자도 보상적인 과식에 기여할 수 있습니다 [88]. 뇌 보상과 억제 회로 간의 상대적인 불균형은 프라다 - 윌 증후군 (과다증과 고혈당증을 특징으로 함)으로 고통받는 환자와 단순히 비만 한 환자간에 차이가 있음을 언급하고있다 [87]이러한 장애의 다양성과 다양성을 강조합니다.

보상 과식에 대한 가설은 VTA에서 감소 된 DA 활성이 고지방 식품의 소비를 극적으로 증가 시킨다는 전임상의 증거와 일치한다 [89]. 유사하게, 정상 체중 개인과 비교하여, 고 칼로리 음식 (컨디셔닝 된 자극)의 그림이 제시된 비만 한 개인은 보상 및 동기 회로 (NAc, 등의 선조체, OFC , ACC, 편도체, 해마 및 충치) [90]. 대조적으로, 정상 체중 조절에서, 고 칼로리 음식을 제시하는 동안 ACC 및 OFC (NAc에 돌출하는 돌출 부위 속성과 관련된 부위)의 활성화는 BMI와 음의 상관 관계가있는 것으로 나타났습니다 [91]. 이것은 정상 체중 개체에서 섭취 한 음식의 양 (BMI에 부분적으로 반영됨)과 높은 칼로리 음식 (OFC 및 ACC의 활성화에 반영됨)에 대한 보상 영역의 반응성 사이의 역동적 인 상호 작용을 나타내지 만 관찰되지 않았습니다 비만인.

놀랍게도, 비만 한 사람들은 실제 음식 소비로부터 보상 회로의 활성화가 덜 나타났다 (완성 된 식량 보상)을 제공하는 반면, 소비를 예상 할 때 기호성을 처리하는 체성 감각 피질 영역의 더 큰 활성화를 보여 주었다 [91]. 후자의 관찰은 이전의 연구가 자극없이 시험 된 비만 피험자에서 강화 된 활성을 나타 냈던 영역과 일치했다 [92]. 육식성을 처리하는 뇌 영역에서의 강화 된 활동은 비만인 대상자가 다른 자연 보강제에 비해 식품을 선호하도록 유도 할 수있는 반면, 실제 식품 소비에 의한 도파민 성 물질 표적의 활성 감소는 약한 D2R 매개 시그널링을 보완하는 수단으로서의 과소 소비로 이어질 수있다 [93]. 비만 한 사람들의 보상 회로에서 음식 섭취에 대한 무딘 반응은 중독되지 않은 사람들과 비교했을 때 약물 중독에 의해 유발 된 DA 감소를 연상시킨다 [94]. 중독에서 볼 수 있듯이, 일부 섭식 장애는 실제로 조건부 음식 신호에 과민 반응을 일으킬 수도 있습니다. 사실 BED를 지닌 비만인이 아닌 사람들은식이 신호에 노출되었을 때 등쪽의 선조체 (caudate)에서 DA의 정상적인 방출보다 높았으며이 증가는 폭식 행동의 심각성을 예측했다 [95].

전두엽 피질 (prefrontal cortex, PFC)은 자기 통제를 포함한 실행 기능에서 중요한 역할을합니다. 이러한 과정은 D1R과 D2R (아마도 D4R)에 의해 조절되므로 중독과 비만에서 PFC의 활성이 감소되면 자제력, 충동 성 및 강박성이 저하 될 수 있습니다. 비만인의 선조체에서 D2R의 정상적인 이용 가능성이 낮아 PFC 및 ACC에서의 활성 감소와 관련되어있다 [63] 따라서 음식 섭취에 대한 통제력 부족에 기여할 가능성이있다. 실제로 비만으로보고 된 BMI와 선조체 D2R 사이의 음성 상관 관계 [81] 과체중 [96] 개인뿐만 아니라 건강한 개인의 전두엽 영역에서의 BMI와 혈류 감소와의 상관 관계 [97, 98] 과체중 군에서 전두엽 대사 감소 [63] 이것을지지하십시오. 비만 (또는 중독)에서 손상된 PFC 기능을 일으키는 기전에 대한 더 나은 이해는 결정적인인지 영역에서의 특정 장애를 완화 시키거나 심지어는 역전시킬 수있는 전략의 개발을 촉진시킬 수있다. 예를 들어, 지연 할인은 보상의 일시적인 지연의 함수로서 보상을 평가 절하하는 경향인데, 충동과 강박과 관련된 장애와 관련하여 가장 광범위하게 연구 된인지 수술 중 하나입니다. 지연 할인은 크지 만 지연된 보상에 비해 작지만 즉각적인 것의 과장된 선호를 보이는 약물 남용자들에 대해 가장 철저하게 조사되었습니다. [99]. 그러나 비만 한 사람들을 대상으로 실시한 연구에 따르면 미래의 손실이 더 커질 가능성이 커졌음에도 불구하고 높은 즉각적인 보상에 대한 선호의 증거가 밝혀지기 시작했습니다 [100, 101]. 예를 들어, 비만 여성의 집행 기능에 대한 최근의 기능성 자기 공명 영상 (fMRI) 연구는 장래의 체중 증가를 예측하는 지연된 할인 작업 중 뇌 활성화의 지역적 차이를 확인했습니다 [102]. 그러나 또 다른 연구는 BMI와 쌍곡선 할인함으로써, 미래 부정 보수는 미래의 긍정적 보상보다 낮게 책정됩니다. [103]. 흥미롭게도, 지연 할인은 복부 줄무늬 체의 기능에 의존하는 것으로 보인다 [104] 및 OFC를 포함한 PFC의 [105] NAc와의 연결 [106]DA 조작에 민감하다. [107].

동기 회로의 중첩 장애

도파민 성 신호 전달은 또한 동기를 조절합니다. 활력, 지속성 및 목표 달성을 향한 지속적인 노력 투자와 같은 행동 특성은 모두 NAc, ACC, OFC, DLPFC, 편도선, 등쪽 선조체 및 복부 pallidum을 포함하는 여러 대상 영역을 통해 DA가 변조에 영향을 받는다 [108]. Dysregulated DA 신호는 약물 중독의 특징 인 약물 조달에 대한 동기 부여 강화와 관련이 있습니다. 약물 중독 환자는 알려진 심한 부작용을 수반 할 때 마약을 복용하기 위해 종종 극단적 인 행동을하는 경우가 많으며 지속되고 복잡한 행동이 필요할 수 있습니다. 그들을 얻다 [109]. 마약 복용은 마약 중독의 주요 동기 부여가되기 때문에 [110]중독 된 피험자는 약물을 얻는 과정에서 자극 받고 동기를 부여 받지만 비 약물 관련 활동에 노출 될 경우 철회되고 냉담한 경향이 있습니다. 이러한 변화는 컨디셔닝 된 큐에 노출시 발생하는 뇌 활성화 패턴을 그러한 큐가없는 경우에 발생하는 것과 비교함으로써 연구되었습니다. 해독 된 코카인 남용자에게서보고 된 전두엽 활동의 감소가 약물이나 약물 단서로 자극받지 않을 때와 대조적으로 [64]), 이들 전두엽 영역은 코카인 남용자가 갈망 유발 자극 (약물 또는 신호)에 노출 될 때 활성화되며, [111-113]. 또한, 코카인 중독자와 중독자 사이의 반응을 비교했을 때, 전립선 암은 복부 ACC 및 내측 OFC (갈망과 관련된 효과)에서 신진 대사가 증가한 반면, 후자는 이러한 부위에서 대사가 감소한 것으로 나타났다 [114]. 이것은 약물 노출에 의한 이러한 전두엽 영역의 활성화가 중독에 특정적이고 약물에 대한 강화 된 욕구와 관련 될 수 있음을 시사한다. 또한, 마약 중독에 노출되었을 때 코카인 중독자가 의도적으로 갈망을 억제하도록 한 연구는 갈망을 억제하는데 성공한 사람들이 내측 OFC (강화제의 동기 부여 가치를 처리 함) 및 NAC 보상을 예측한다) [57]. 이러한 결과는 중독에서 보인 약을 조달하려는 동기에 OFC, ACC 및 striatum의 관련성을 뒷받침합니다.

OFC는 또한 식품에 고유 가치를 부여하는 데 관여합니다. [115, 116]그것의 맥락에 따라 기대되는 즐거움과 기호성을 평가하는 것을 돕는다. 정상 체중 개인의 뇌 포도당 대사를 측정하기 위해 FDG를 사용한 PET 연구는 음식 신호에 노출되면 음식에 대한 욕구와 관련된 OFC의 대사 활동이 증가한다고보고했습니다 [117]. 식품 자극에 의한 향상된 OFC 활성화는 다운 스트림 도파민 효과를 반영하고 식품 소비를위한 DA의 참여에 참여할 가능성이 높습니다. OFC는 자극-강화 연관성 및 컨디셔닝 학습에 역할을합니다. [118, 119], 컨디셔닝 - 큐 - 유도 된 먹이를 지원한다. [120] 굶주림 신호와 관계없이 과식에 기여할 수 있습니다. [121]. 실제로, OFC의 손상은 과다증 [122, 123].

분명히, 집행 기능의 개인차 중 일부는 학교 비만 예방 프로그램에서 997 4 학년의 최근 잠재 클래스 분석에 의해 밝혀 짐에 따라 일부 개인의 비만에 대한 전조 위험을 구성 할 수 있습니다 [124]. 흥미롭게도, 예측 가능하지만, 어린이가 스스로 조절하고, 문제를 해결하고, 목표 지향적 건강 행동에 참여하는 능력에 대한 횡단면 조사를 통해 실행 기능 숙련도가 물질 사용뿐만 아니라 고 칼로리 소비와도 음의 상관 관계가 있음을 보여줍니다. 스낵 식품 및 앉아있는 행동 [125].

뇌 영상 데이터는 연구 중 일부 모순에도 불구하고 실행 기능 (억제 조절 포함)에 관련된 뇌 영역의 구조적 및 기능적 변화가 건강한 사람의 높은 BMI와 관련 될 수 있다는 개념을지지합니다. 예를 들어, voxel 기반의 형태소 분석법을 사용하는 노인 여성에서 시행 한 MRI 연구는 OFC에서 BMI와 회백질 양 (전두엽을 포함)의 부정적 상관 관계가 있음을 발견했다 [126]. 건강한 대조군에서 뇌 포도당 대사를 측정하기 위해 PET를 사용하여, 우리는 DLPFC, OFC 및 ACC에서 BMI와 대사 활동 사이에 음의 상관 관계를보고했습니다. 이 연구에서 전두엽의 대사 활동은 실행 기능 테스트에서 피험자의 성능을 예측했습니다. [98]. 유사하게, 건강한 중년 및 노인 대조군에서 핵 자기 공명 분광학 연구는 BMI가 전두엽 피질 및 ACC에서 N- 아세틸 - 아스 파르 테이트 (뉴런 완전성의 마커)의 수준과 부정적으로 관련이 있음을 보여 주었다 [98, 127].

뚱뚱한 사람과 마른 사람을 비교하는 뇌 이미징 연구에서도 정면 영역 (정면 가랑이와 중간 정면 이랑)과 중추부 이랑과 피라멘 [128]. 또 다른 연구는 비만과 야윈 피험자 사이의 회색질 양에 차이가 없다는 것을 발견했다. 그러나 기초 뇌 구조와 허리 둘레 비율의 백분율 간에는 긍정적 인 상관 관계가 있었는데, 다이어트로 부분적으로 역전 된 경향 [129]. 흥미롭게도 억제 조절에 관여하는 DPFC 및 OFC와 같은 피질 영역은 식사 소비에 반응하여 성공적인 다이어트하는 사람에서 활성화되는 것으로 밝혀졌습니다 [130]비만 치료에서 (또한 중독에서) 행동 재교육을위한 잠재적 표적을 제안한다.

인터셉트 회로의 개입

Neuroimaging 연구는 중간 insula가 음식, 코카인과 담배에 대한 갈망에 중요한 역할을한다는 것을 밝혀냈다. [131-133]. insula의 중요성은이 지역에 손상을 입은 흡연자 (extra-insular lesions를 앓은 흡연자는 아님)가 쉽게 흡연을 중단 할 수 있었고 갈망이나 재발을 경험하지 않았다고보고 한 연구에 의해 강조되었습니다 [134]. insula, 특히 그것의 더 앞부분은 여러 가지 변연계 지역 (예 : ventromedial prefrontal cortex, 편도선, 복부 striatum)에 상호 연결되어 있고, 감수성과 동기 부여와 자율 및 내장 정보를 통합하여 의식을 제공하는 interoceptive 기능을 가지고있는 것처럼 보입니다. 이 충동에 대한 인식 [135]. 실제로, 뇌 병변 연구는 감정적 인 PFC와 insula가 감정적 인 의사 결정을 지원하는 분산 회로의 필수 구성 요소임을 시사합니다 [136]. 이 가설과 일관되게, 많은 영상 연구는 갈망하는 동안 insula의 차동 활성화를 보여줍니다 [135]. 따라서,이 뇌 영역의 반응성은 재발을 예측하는 데 도움이되는 바이오 마커 역할을하는 것으로 제안되었습니다 [137].

insula는 또한 맛과 같은 먹는 행동의 여러 측면에 참여하는 기본 맛보기 영역입니다. 또한, (기본 맛 피질에 연결된) 주걱 insula는 들어오는 음식의 즐거움이나 보상 가치의 multimodal 표현에 영향을 미치는 정보를 OFC에 제공합니다 [138]. 인 슐라가 신체의 무 감각적 감각에 관여하기 때문에 감정적 인식에 [139] 동기 부여와 감정에 [138], 비만에서의 뇌 손상의 기여는 놀랄만 한 일이 아니다. 그리고 실제로, 위 팽창은 몸의 상태 (충만의이 경우)의 의식에있는 그것의 역할과 일치하는 후부 insula의 활성화 귀착된다. [140]. 또한, 엎드려서 있지만, 비만인은 아니지만, 위 팽창으로 편도가 활성화되고 전방 섬모가 불 활성화되었다 [141]. 비만 한 대상에서 편도체의 반응이 없다는 것은 포만감과 관련된 신체 상태의 둔감 한 인식 (전체 위장)을 반영 할 수 있습니다. 비록 DA에 의한 뇌 활동의 조절이 잘 조사되지 않았지만, DA가 insula를 통해 매개되는 맛있는 음식의 시음에 대한 반응에 관여한다는 것이 인정된다 [142]. 인간 이미징 연구에 따르면 맛있는 음식으로 인슐린과 중뇌 영역을 활성화 시켰습니다 [143, 144]. DA 신호는 또한 음식의 칼로리 함량을 감지하는 데 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 정상 체중 여성이 칼로리 (수크로오스)가있는 감미료를 먹었을 때 insula와 dopaminergic midbrain 영역이 활성화되는 반면 칼로리가없는 감미료 (sucralose)는 insula 만 활성화되었다 [144]. 비만 환자는 설탕과 지방으로 구성된 액상 음식을 시식 할 때 정상 대조군보다 더 큰 섬 모양의 활성화를 보입니다. [143]. 대조적으로, 수크로오스를 시식 할 때, 신경성 식욕 부진으로부터 회복 된 피험자는 대조군에서 관찰되는 바와 같이 섬 세포의 활성화가 적고 쾌감의 느낌과 관련이 없다 [145]. 또한 비만 한 사람과 비만 한 사람의 뇌 반응을 반복적으로 표현한 식욕을 돋우는 음식과 약한 음식 그림과 비교 한 최근의 fMRI 연구 [146] 비만인의 음식 신호에 대한 과민 반응을 설명하는 데 도움이 될 수있는 보상 회로의 주요 영역 간의 반응 및 상호 연결성에서 기능적인 변화를 발견했습니다. 관찰 된 변화는 편도선과 insula에서 과도한 입력을 제안한다. 이것들은 다시 대뇌 피질 영역에 의한 약한 억제 조절에 비추어 압도적으로 될 수있는 등쪽의 꼬리 핵의 과도한 자극 반응 학습과 음식 신호에 대한 인센티브 동기를 유발할 수 있습니다.

혐오와 스트레스 반응의 회로

앞서 언급했듯이, 보상을 예측하는 큐를 훈련 (컨디셔닝)하면 보상 예측이 아니라 보상 예측에 따라 도파민 성 세포가 발사됩니다. 다른 한편,이 논리와 일치하여, 도파민 성 세포가 발화한다는 것이 관찰되었다 보통보다 작음 예상되는 보상이 실현되지 않으면 [147]. 누적 증거 [148-151] VTA에서 도파민 성 세포의 발사 감소를 제어하는 ​​영역 중 하나 인 habenula를 가리키며 예상되는 보상을받지 못하는 경우가 있습니다 [152]. 따라서, 만성 약물 노출의 결과로서의 habenula의 향상된 감도는 약물 섭취가 뒤 따르지 않을 때 또는 약물 효과가 기대되는 보상 결과를 충족시키지 않을 때 약물 단서에 대한 더 큰 반응성의 밑바탕이 될 수있다. 사실, 코카인 중독의 동물 모델에서 habenula의 활성화는 cue 노출에 대한 약물 복용에 대한 재발과 관련이있다 [153, 154]. 니코틴의 경우, habenula의 α5 니코틴 수용체는 많은 양의 니코틴에 대한 반응을 조절하는 것으로 보입니다 [155], 및 α5 및 α2 수용체가 니코틴 금단 [156]. 보상 노출 (비활성화 대 활성화)이있는 DA 뉴런의 반응에 대한 하베 눌라의 반대 반응과 혐오 자극에 대한 노출로 활성화되기 때문에, 여기서는 '반 보상'입력을 전달하는 것으로 하베 눌라의 신호를 참조합니다.

habenula는 음식 보상과 관련하여 비슷한 역할을하는 것으로 보입니다. 고도로 맛있을 수있는 음식물 섭취는 쥐에게 비만을 유발할 수 있으며, 체중 증가는 기저 외측 및 기저부 편도 정에서 μ- 아편 양 제 펩타이드 결합의 증가와 상관 관계가있다. 흥미롭게도, 내측 habenula는 체중이 증가한 쥐 (더 많은 음식을 섭취 한 쥐)에서 맛있은 음식에 노출 된 후에 유의하게 더 높은 μ-opioid 펩타이드 결합을 보였으 나 (40 % 정도), 그렇지 않은 사람들에서는 그렇지 않았다 [157]. 이것은 맛있는 음식을 먹을 수있을 때 habenula가 과식에 관여 할 수 있음을 암시합니다. 또한, 측면 habenula에서 주요 입력을받는 rostromedial tegmental 핵에 뉴런은 VTA DA 뉴런에 투영하고 식량 부족 후 활성화됩니다 [158]. 이러한 발견은 횡격막 자극이나식이 요법이나 약물 중독과 같은 박탈 상태에 대한 반응을 중재하는 데있어 하벤 뉼라 (내측과 외측 모두)의 역할과 일치합니다.

정서적 네트워크 내에서 전복 적 허브로서 habenula가 관여한다는 것은 민감한 스트레스 반응과 부정적인 기분 (편도의 민감도 증대와 corticotrophin 방출 인자를 통한 증가 된 신호 전달을 매개로 함)이 약물 섭취를 유도한다는 이전의 이론적 모델과 일치한다 중독에 [159]. 비슷한 반대 반응 (증가 된 스트레스 반응성, 부정적인 기분 및 불편 함 포함)은 또한 비만의 과도한 음식 섭취와 스트레스 성 또는 좌절감을주는 사건에 노출 된 후에식이 요법을 할 때의 높은 재발 성향에 기여할 수 있습니다.

끝으로

약물을 사용하거나 포만감을 피우려는 충동에 저항하는 능력은 음식 / 약물 섭취 욕구를 유발하는 조절 된 반응에 반대하는 하향식 통제와 관련된 신경 회로의 적절한 기능을 필요로합니다. 특정 유형의 비만이 행동 중독으로 정의되어야하는지 여부 [160], 뇌에는 여러 가지 식별 가능한 회로가있다. [2],이 장애는 두 질환 사이의 실제적이고 임상 적으로 의미있는 유사점을 밝혀냅니다. 신흥 그림은 마약 중독과 비슷한 비만입니다. [226]보상 / 현출 성, 동기 부여 / 운전, 감정 / 스트레스 반응성, 기억 / 조절, 집행 기능 / 자기 통제 및 상호 작용에 관련된 영역의 불균형으로 인한 결과로 나타난다. 음식물 섭취.

지금까지 축적 된 자료는 약물 / 식품 효과에 대한 기대 (조절 된 반응)와 예상되는 보상을 얻기 위해 마약 / 음식 과소 소비 행동을 유지하는 둔한 보상 경험 간의 불일치라고 제안합니다. 또한, 금욕 /식이 요법의 초기 또는 장기간 동안 시험 되었건간에, 중독 / 비만인 피실험자는 돌출 성 원인 (OFC) 및 억제 조절에 관여하는 전두뇌 영역에서의베이스 라인 활성의 감소와 연관된 줄무늬 체에서의 D2R의 감소를 나타낸다 (ACC 및 DLPFC), 그 혼란은 강박과 충동을 초래한다. 마침내, 마약이나 음식을 강하게 섭취하게되는 체계적 불균형에 대한 감수성과 혐오 성 회로의 역할에 대한 증거가 또한 나타났습니다. 이 회로에서 순차적 인 혼란의 결과로, 개인은 (i) 다른 강화제를 희생하여 약물 / 음식 (조절 및 습관을 통해 학습 된 연관에 따라 2 차적으로)의 동기 부여 가치를 높일 수있다 ), (ii) 약물 / 음식 섭취에 대한 강한 욕구 (실행 기능 장애에 이차적 인)에 의해 유발 된 의도적 (목표 지향적) 행동을 억제하는 장애인 능력, '전향 적 반응성 (antireward reactivity)'은 혐오 상태를 벗어나기 위해 충동적인 약물 복용을 초래합니다.

중독과 비만 사이에서 확인 된 많은 기계 론적 및 행동 적 유사점은이 두 가지 장애에 대해 다각적 인 병행 치료법의 가치를 제시합니다. 이러한 접근법은 약물 / 식품의 보강 특성을 감소시키고, 대체 보강제의 보람있는 성질을 재구성 / 강화 시키며, 조건부 학습 연합을 억제하고, 비 약물 / 식품 관련 활동에 대한 동기를 강화하고, 스트레스 반응성을 감소 시키며, 분위기를 개선시키고, 범용 적 자제력을 강화한다.

이해 상충의 진술

이해 충돌에 대한 진술이 없음.

참고자료