중독과 비만에서 겹쳐지는 신경 회로 : 시스템 병리학의 증거 (2008) Nora Volkow

의견 : NIDA의 책임자 인 Volkow 작성. 정말 간단합니다. 음식 중독은 중독 메커니즘과 뇌의 변화에서 마약 중독과 유사합니다. 음식 중독이 약물과 같은 방식으로 뇌를 변화시킬 수 있다는 더 많은 증거입니다. 우리의 질문-음식이 중독을 유발할 수 있다면 어떻게 포르노에 대한 자위가 잠재적으로 중독성이 없을 수 있습니까? 특히 포르노 사용이 먹는 것보다 훨씬 더 자극적이고 지속 시간이 길다는 사실을 고려할 때.

중독과 비만에 겹치는 신경 회로 : 시스템 병리학의 증거

Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008 10 월 12; 363 (1507) : 3191–3200입니다.

2008 7 월 24 온라인 게시. doi :  10.1098 / rstb.2008.0107

PMCID : PMC2607335

노라 D 볼 코우,1,2,* 진 - 잭 왕,3 조안나 S 파울러,3 및 프랭크 텔랑2

추상

약물과 식품은 변연부에서 도파민 (DA)을 증가시킴으로써 부분적으로 강화 효과를 발휘하며, 약물 남용 / 중독이 비만과 어떻게 관련되는지 이해하는 데 관심을 불러 일으켰습니다. 여기, 우리는 약물 남용 / 중독 및 비만에서 DA의 역할에 대한 양전자 방출 단층 촬영 영상 연구 결과를 통합하고 이러한 두 가지 조건에 대한 공통 모델을 제안합니다. 남용 / 중독 및 비만 모두에서, 다른 강화제를 희생시키면서 한 유형의 강화제 (각각 약물 및 음식)의 가치가 향상되며, 이는 조건 학습 및 다음과 같은 반복적 인 자극에 따른 보상 임계 값 재설정의 결과입니다. 약물 (남용 / 중독) 및 취약한 개인 (예 : 유전 적 요인)의 다량의 맛있는 음식 (비만). 이 모델에서는 강화제 또는 조절 된 단서에 노출되는 동안 예상되는 보상 (기억 회로에 의해 처리됨)이 보상 및 동기 회로를 과도하게 활성화하는 동시에인지 제어 회로를 억제하여 약물이나 음식을 소비하려는 욕구를 억제 할 수 없게됩니다. 그렇게하려는 시도에도 불구하고. DA에 의해 조절되는 이러한 신경 회로는 서로 상호 작용하여 한 회로의 중단이 다른 회로에 의해 완충 될 수 있으며, 이는 중독 및 비만 치료에있어 다구 접근 방식의 필요성을 강조합니다.

키워드 : 도파민, 양전자 방출 단층 촬영, 영상, 자기 통제, 강박

1. 소개

약물 남용 및 중독, 특정 유형의 비만은 행동의 반복으로 강화되고 잠재적으로 치명적인 결과에도 불구하고 개인이 통제하기가 점점 더 어려워지는 습관으로 인한 것으로 이해 될 수 있습니다. 굶주림으로 먹는 것 이외의 음식 소비 및 일부 약물 사용은 초기에 보람 특성에 의해 좌우되며, 두 경우 모두 메 소림 빅 도파민 (DA) 경로의 활성화를 포함합니다. 음식과 약물 남용은 DA 경로를 다르게 활성화합니다 (1 테이블). 음식은 기호성 (내인성 아편 유사 제 및 칸 나비 노이드 포함)과 포도당 및 인슐린 농도 증가 (DA 증가 포함)를 통해 뇌 보상 회로를 활성화시키는 반면, 약물은 약리학 적 효과 (DA 세포에 직접적인 영향을 통해 또는 신경 전달 물질을 통해 간접적으로)를 통해 동일한 회로를 활성화합니다 DA 세포, 예컨대 아편 제, 니코틴, γ- 아미노 부티르산 또는 칸 나비 노이드를 조절하는 것; Volkow & Wise 2005).

표 1  

강화제로서 식품 및 약물의 비교. (에서 수정 됨 Volkow & Wise 2005.)

DA 보상 경로의 반복 된 자극은 다른 신경 전달 물질 및 하류 회로에서 신경 생물학적 적응을 유발하여 행동을 점점 강박 적으로 만들고 음식 및 약물 섭취에 대한 통제력을 상실시킬 수있는 것으로 여겨진다. 남용 약물의 경우, 만성 사용으로 인해 반복적 인 초 생리 학적 DA 자극이 뇌의 소성 변화 (즉, 글루타메이트 성 코르티코-스트 리아 경로)를 유발하여 약물 또는 그 신호에 대한 정서적 반응성이 향상되고 약물 소비에 대한 억제 억제가 저하되는 것으로 여겨집니다. 강박 약물 섭취 (Volkow & Li 2004). 동시에, 중독 동안의 도파민 성 자극은 약물 및 약물 관련 자극 (약물 단서)에 대한 컨디셔닝을 용이하게하여, 학습 습관을 강화 시켜서 단서 또는 스트레스 요인에 노출 될 때 약물을 취하는 행동을 유도한다. 유사하게, 특정 음식 (특히 지방 함량이 높고 설탕 함량이 높은 다량의 에너지 밀도 음식; 아베 나 외. 2008) 취약한 개인의 경우, 강박적인 음식 소비, 열악한 음식 섭취 조절 및 음식 자극에 대한 조절을 초래할 수 있습니다. 취약한 개인 (즉, 유전 적 또는 발달 적 소인이있는 사람)에서는 비만 (식품) 또는 중독 (약물)을 초래할 수 있습니다.

음식 섭취는 보상뿐만 아니라 보상에 참여하는 것 이상의 여러 주변, 내분비 및 중심 요인에 의해 통제되기 때문에 사료 공급의 신경 생물학 규제는 약물 남용 규제보다 훨씬 복잡합니다.레빈 외. 2003). 이 논문에서 우리는 음식의 보람있는 특성과 관련된 신경 회로에만 집중하는데, 이는 지난 30 년 동안 발생한 비만의 엄청난 증가를 설명하는 데 중요한 기여자가 될 수 있기 때문입니다. 우리의 가설은 보상 회로와 동기 부여, 기억 및 제어 회로에서의 적응이 많은 양의 음식을 반복적으로 노출 할 때 발생하는 반복적 인 약물 노출로 관찰되는 것과 유사하다는 것입니다 (2 테이블). 또한 우리는 강박 적 섭식 또는 약물 남용 이전에 이러한 회로의 기능에있어 개인들 사이의 차이가 바람직한 강화제로서 음식 또는 약품에 대한 취약성의 차이에 기여할 가능성이 있다고 가정합니다. 여기에는 식품에 대한 보람 특성에 대한 민감도와 약물에 대한 민감성의 차이가 포함됩니다. 부정적인 결과에 직면했을 때 매력적인 음식을 먹으려는 의도에 대한 억제 통제력을 발휘하는 능력의 차이 (체중 증가) 또는 불법 약물 복용 (불법 행위); 음식 대 약물에 노출 될 때 조건부 반응을 나타내는 경향의 차이.

표 2  

중독과 비만의 행동 표현형에 연루된 뇌 기능의 중단과 뇌 영역은 그들의 파괴의 근간으로 여겨진다. (에서 수정 됨 Volkow & O'Brien 2007.)

2. 중독과 비만의 보상 / 생성 회로

DA는 식품과 많은 약물의 보람있는 특성에 기초하기 때문에 DA 시스템의 식품 또는 약물에 대한 반응성의 차이가 소비 가능성을 조절할 수 있다고 가정합니다. 이 가설을 테스트하기 위해, 우리는 양전자 방출 단층 촬영 (PET)과 다중 추적기 접근 방식을 사용하여 건강한 뇌와 약물에 중독 된 피험자와 병적 비만인 인간 뇌의 DA 시스템을 평가했습니다. DA 신경 전달의 시냅스 마커 중 DA D의 가용성2 선조체의 수용체는 약물과 음식에 대한 강화 반응을 조절하는 것으로 인식됩니다.

(a) 약물 반응 및 약물 남용 / 중독에 대한 취약성

건강한 비 약물 학대 통제에서 우리는2 선조체에서의 수용체 이용 가능성은 자극제 약물 메틸 페니 데이트 (MP)에 대한 그들의 주관적 반응을 조절 하였다. 경험을 쾌적하다고 기술 한 대상체는 MP를 불쾌한 것으로 기술 한 대상체와 비교하여 수용체의 수준이 상당히 낮았다 (Volkow 외. 1999a, 2002a). 이것은 DA 수준과 강화 반응 사이의 관계가 역 U 자형 곡선을 따른다는 것을 암시합니다. 너무 적은 것이 강화에 최적은 아니지만 너무 많은 것은 파괴적입니다. 따라서 높은 D2 수용체 수준은 약물자가 투여로부터 보호 할 수있다. 이것에 대한 지원은 D의 상향 조절을 보여주는 전임상 연구에 의해 제공됩니다2 핵 축적에있는 수용체 (NAc; 약물과 음식 보상에 연루된 선조체의 영역)는 이전에자가 투여 알코올로 훈련 된 동물의 알코올 섭취를 극적으로 감소 시켰습니다 (Thanos 외. 2001) 및 임상 연구에 따르면 가족 중독 기록에도 불구하고 중독되지 않은 피험자는 D가 더 높았습니다.2 그러한 가족 역사가없는 개인보다 선조체의 수용체 (민툰 외. 2003; Volkow 외. 2006a).

PET 및 D 사용2 수용체 방사성 리간드, 우리와 다른 연구자들은 다양한 약물 중독 (코카인, 헤로인, 알코올 및 메탐페타민)을 가진 피험자가 D의 현저한 감소를 나타냅니다2 장기간 해독 후 수 개월 동안 지속되는 선조체에서의 수용체 이용 가능성 Volkow 외. 2004). 또한 약물 남용자 (코카인 및 알코올)도 DA 방출 감소를 보여 주므로 DA 세포 소성 감소 (Volkow 외. 1997; 마르티네스 외. 2005). DA 방출은 PET 및 [11C] raclopride (D)2 내인성 DA와 경쟁하여 D에 결합하는 수용체 방사성 리간드2 수용체에 의해 약물에 의해 유도 된 DA의 변화를 평가하는데 사용될 수있다. DA의 선조체 증가 ([11코카인 남용자 및 알콜 중독자에서 자극제 (MP 또는 암페타민)의 정맥 투여로 유도 된 C] raclopride)는 대조군과 비교했을 때 현저하게 둔화되었다 (50 % 이상 감소; Volkow et al. 1997, 2007a; 마르티네즈 외. 2005, 2007). MP에 의해 유도 된 DA 증가 DA 릴리스, DA 세포 발사의 기능에 따라 달라지기 때문에, 우리는 아마도이 차이 코카인 남용자와 알콜 중독자에서 감소 된 DA 세포 활동을 반영 추측.

이 연구는 중독 된 피험자에서 DA 보상 회로의 출력 감소를 초래할 두 가지 이상을 시사합니다 : DA D 감소2 수용체, 및 선조체에서의 DA 방출 (NAc 포함). 각각은 자연 강화제에 중독 된 대상의 감수성 감소에 기여할 것입니다. 실제로, 약물에 중독 된 개인은 자연 강화제에 대한 보상 회로의 감도가 전반적으로 감소하는 것으로 보입니다. 예를 들어, 기능적 자기 공명 영상 연구는 코카인 중독 개인의 성적 신호에 대한 반응으로 뇌 활성화가 감소한 것으로 나타났습니다 (가라반 외. 2000). 마찬가지로 PET 연구에 따르면 흡연자의 뇌는 비 흡연자와 비교할 때 금전적 보상과 비 금전적 보상에 대해 다른 방식으로 반응한다는 증거가 발견되었습니다.마틴 솔치 외. 2001). 약물은 천연 강화제보다 DA 조절 보상 회로를 자극하는 데 훨씬 더 강력하기 때문에 여전히 하향 조절 보상 회로를 활성화 할 수 있습니다. 보상 회로의 감도가 감소하면 환경 자극에 대한 관심이 줄어들어 피험자가 이러한 보상 회로를 일시적으로 활성화시키는 수단으로 약물 자극을 요구할 가능성이 있습니다.

(b) 비만에 대한 행동 패턴과 취약성

건강한 정상 체중 피험자에서 D2 선조체 조절식이 행동 패턴에서의 수용체 이용 가능성Volkow 외. 2003a). 구체적으로 부정적인 감정에 노출되었을 때 먹는 경향은 D와 음의 상관 관계가있었습니다.2 수용체 가용성 (D가 낮을수록2 감정적으로 스트레스를받을 경우 피험자가 먹을 가능성이 높음).

병적 비만 환자 (체질량 지수 (BMI)> 40)에서 우리는 정상보다 낮은 D2 수용체 가용성과 이러한 감소는 그들의 BMI에 비례했다왕 외. 2001). 즉, D가 낮은 대상2 수용체는 더 높은 BMI를 가졌다. D 감소의 유사한 결과2 비만 환자의 수용체가 최근에 복제되었다 (할 티아 외. 2007). 이러한 발견으로 인해 우리는 저 D를 가정했습니다2 수용체 가용성은 과식의 위험에 처할 수 있습니다. 실제로 이것은 차단 D를 보여주는 결과와 일치합니다.2 수용체 (항 정신병 약)는 음식 섭취를 늘리고 비만 위험을 높입니다 (앨리슨 외. 1999). 그러나 낮은 D의 메커니즘2 수용체 가용성은 과식의 위험을 증가시킬 것입니다 (또는 약물 남용의 위험을 증가시키는 방법)은 잘 이해되지 않습니다.

3. 중독 및 비만의 억제 조절 / 감성 반응성 회로

(a) 약물 남용 및 중독

약물 가용성은 실험 및 남용 가능성을 현저히 증가시킵니다 (Volkow & Wise 2005). 따라서, 약물에 쉽게 접근 할 수있는 환경에서 발생할 수있는 전능 한 반응을 억제하는 능력은 개인이 약물 복용을 억제하는 능력에 기여할 가능성이있다. 마찬가지로 불리한 환경 스트레스 요인 (즉, 사회적 스트레스 요인)도 약물 실험 및 남용을 촉진합니다. 모든 피험자가 스트레스에 대해 동일하게 반응하는 것은 아니기 때문에 정서적 반응성의 차이는 약물 남용에 대한 취약성을 조절하는 요인으로 간주됩니다광장 외. 1991).

약물 남용자와 중독 위험이있는 대상에 관한 연구에서 D의 유용성 사이의 관계를 평가했습니다.2 D와 관련하여 활동이 감소 된 뇌 영역을 평가하기위한 수용체 및 국소 뇌 포도당 대사 (뇌 기능의 마커)2 수용체가 감소합니다. 우리는 striatal D의 감소가2 해독 된 약물-중독 된 대상체의 수용체는 안와 전두엽 피질 (OFC), 전립선 이랑 (CG) 및 배측 전두엽 피질 (DLPFC)에서의 대사 활성 감소와 관련이 있으며; 그림 1; Volkow 외. 1993, 2001, 2007a). OFC부터 CG 및 DLPFC는 억제 제어 (Goldstein & Volkow 2002) 및 감정적 인 처리 (판 외. 2002), 우리는 중독 된 피험자에 대한 DA의 부적절한 규제가 약물 섭취에 대한 통제력 상실과 정서적 자기 통제력 저하의 기초가 될 수 있다고 가정했다. 실제로 알코올 중독에서 D 감소2 복부 선조체에서의 수용체 이용 가능성은 갈망 중증도와 내측 전전두엽 피질 및 CG의 더 큰 큐-유도 활성화와 관련이있다 (하인즈 외. 2004). 또한 OFC의 손상으로 인해 지속적인 행동 (롤 2000) 및 OFC 및 CG의 인간 장애는 강박 적 강박 행동 (인셀 1992), 우리는 또한이 지역의 DA 손상이 중독을 특징 짓는 강박 약물 섭취의 기초가 될 수 있다고 가정했다 (Volkow 외. 2005).

그림 1  

(a) DA D의 이미지2 수용체 ([11(i) 대조군 및 (ii) 코카인 남용자에서 선조에서의 C] raclopride. (b) 포도당 대사가 DA D와 관련이있는 곳을 보여주는 다이어그램2 orbitofrontal을 포함한 코카인 학대 수용기 ...

그러나, 협회는 또한 전전두엽 지역의 활동 장애로 인해 개인이 약물 남용의 위험에 처할 수 있으며 약물 사용이 반복되면 D의 하향 조절이 발생할 수 있음을 나타내는 것으로 해석 될 수2 수용체. 실제로, 후자의 가능성에 대한 지원은 알코올 중독의 위험이 높지만 알코올 중독의 가족력이 높지 않은 과목에서 알코올 중독자가 아닌 과목에서 우리 연구에 의해 제공됩니다.2 가족력이없는 개인보다 선조체의 수용체 (Volkow 외. 2006a). 이러한 주제에서 D가 높을수록2 수용체, OFC, CG 및 DLPFC에서의 대사가 더 높음. 또한, OFC 대사는 또한 긍정적 인 감정의 성격 측정치와 긍정적으로 상관되었다. 따라서 우리는 높은 수준의 D2 수용체는 억제 제어 및 정서적 조절에 관여하는 전 전부 영역을 조절함으로써 중독으로부터 보호 할 수있다.

(b) 음식 섭취 및 비만

음식의 가용성과 다양성으로 인해 식사 가능성이 높아지기 때문에 (와드 2007), 매력적인 음식에 쉽게 접근하려면 음식을 먹고자하는 욕구를 자주 억제해야합니다 (Berthoud 2007). 개인이 이러한 반응을 억제하고 먹는 양을 조절하는 능력이 다른 정도는 현재의 음식이 풍부한 환경에서 과식 위험을 조절할 가능성이 있습니다 (Berthoud 2007).

위에서 설명한 바와 같이, 우리는 이전에 D 감소를 기록했습니다2 병적으로 비만인 대상의 수용체. 이로 인해 우리는 저 D를 가정했습니다2 수용체는 과식의 위험에 처할 수 있습니다. 낮은 D에 의한 메커니즘2 수용체가 과식의 위험을 증가시킬 수 있는지는 확실하지 않지만 약물 남용 / 중독의 경우와 마찬가지로 D에 의해 중재 될 수 있다고 가정했습니다.2 전전 두 영역의 수용체-매개 조절.

D의 감소 여부를 평가하려면2 병 적으로 비만 과목에서 수용 체 전 두 엽 영역 (CG, DLPFC 및 OFC)의 활동과 관련 된 우리는 D 사이의 관계를 평가2 선조체 및 뇌 포도당 대사에서의 수용체 이용 가능성. SPM 분석 (영역을 사전 선택하지 않고 픽셀 단위로 상관 관계를 평가하기 위해)과 독립적으로 그려진 관심 영역에서 D2 수용체 이용 가능성은 배측 전두엽 피질 (브로드 만 영역 (BA) 9 및 10), 중간 OFC (BA 11) 및 CG (BA 32 및 25)에서의 대사와 관련이 있으며; 그림 2). 전두엽 대사와의 연관성은 D의 감소를 제안합니다2 비만 환자의 수용체는 억제 조절 및 정서적 조절에 연루된 전두엽 영역의 탈 조절을 통해 과식에 기여한다.

그림 2  

(a) DA D의 평균 이미지2 수용체 ([11(i) 대조군의 군에서 C] raclopride)n= 10) 및 (ii) 병적 비만 환자 (n= 10). (b) D에서 뇌의 영역을 식별하는 SPM의 결과2 수용체 가용성은 ...

4. 약물 남용 / 중독 및 비만에 대한 동기 부여 / 구동

(a) 약물 남용 및 중독

해독 된 코카인 남용자에서 전두엽 영역에서 대사 활동의 감소와 대조적으로,이 지역은 활성 코카인 남용자에서 대사성 임 (Volkow 외. 1991). 따라서, 우리는 코카인 중독 동안 또는 중독이 가라 앉으면 서, 약물-유도 DA가 선조체의 OFC 및 CG를 활성화시켜 갈망하고 강박적인 약물 섭취를 초래한다고 가정한다. 실제로, 우리는 정맥 내 MP가 강한 갈망을 유발 한 코카인 학대자에서만 OFC에서 신진 대사를 증가시키는 것으로 나타났습니다.Volkow 외. 1999b). 약물 남용자에서 OFC 및 CG의 활성화는 코카인 큐 비디오를 시청하여 갈망되는 동안 발생하는 것으로보고되었습니다.부여 외. 1996) 및 이전 약물 경험 (왕 외. 1999).

(b) 비만

비만 피험자에 대한 화상 진찰 연구는 식사에 노출되었을 때 전두엽 영역의 활성화 증가를 기록했으며, 이는 비만 피험자보다 비만에서 더 높았습니다고티에 외. 2000). 음식 관련 자극이 비만 피험자에게 주어질 때 (약 관련 자극이 중독자에게 주어질 때와 같이); Volkow & Fowler 2000), 전두엽 전두엽 피질이 활성화되고 갈망이보고 됨 (고티에 외. 2000; 왕 외. 2004; 제분업자 외. 2007). 전두엽 피질의 여러 영역 (OFC 및 CG 포함)은 사료 공급 동기와 관련이 있습니다 (롤 2004). 이러한 전두엽 영역은 먹는 드라이브 또는 약물을 복용하는 드라이브에 공통적 인 신경 생물학적 기질을 반영 할 수있다. 이들 영역의 이상은 대상의 보상 및 / 또는 확립 된 습관에 대한 민감성에 따라 약물 또는 음식 지향적 행동을 향상시킬 수있다.

5. 약물과 음식에 대한 기억, 조절 및 습관

(a) 약물 남용 및 중독

조건부 인센티브 학습, 습관 학습 및 선언적 기억을 포함한 기억과 학습의 기본 회로 Vanderschuren & Everitt 2005), 약물 중독에 관여하는 것으로 제안되었습니다. 기억 시스템에 대한 약물의 효과는 중립적 자극이 강화 된 속성과 동기 부여 경감, 즉 조건부 인센티브 학습을 통해 얻을 수있는 방법을 제안합니다. 재발에 관한 연구에서, 약물에 중독 된 피험자들이 약물을 복용 한 장소, 사전 약물 사용이 있었던 사람들, 및 약물을 투여하기 위해 사용 된 도구에 노출 될 때 약물에 대한 열망이 나타나는 이유를 이해하는 것이 중요합니다. 조절 된 단서 (약물과 관련된 자극)에 대한 노출이 재발의 주요 원인이기 때문에 이것은 임상 적으로 관련이 있습니다. DA는 보상 예측에 관여하기 때문에 슐츠 2002), 우리는 DA가 갈망을 일으키는 조건부 반응의 기초가 될 수 있다는 가설을 세웠다. 실험실 동물에 대한 연구는 이러한 가설을 뒷받침합니다 : 중립 자극이 약물과 짝을 이룰 때, 반복 된 연관으로 NAc와 등쪽 선조에서 DA를 증가시키는 능력을 얻습니다 (조건화 된 신호가 됨). 또한, 이러한 신경 화학 반응은 약물을 찾는 행동과 관련이 있습니다 ( Vanderschuren & Everitt 2005).

사람의 경우, [11C] raclopride는 최근 코카인 학대자 마약 단서 (코카인을 복용하는 피험자 장면의 코카인 큐 비디오)에서 등쪽 선조의 DA를 크게 증가 시켰으며 이러한 증가는 코카인 갈망과 관련이 있음을 보여줌으로써이 가설을 확인했습니다.그림 3; Volkow 외. 2006b; 웡 외. 2006). 등 지층은 습관 학습에 연루되어 있기 때문에,이 연관성은 중독의 만성이 진행됨에 따라 습관의 강화를 반영 할 가능성이 높습니다. 이것은 중독의 기본적인 신경 생물학적 파괴가 DA- 트리거 된 조절 된 반응 일 수 있고, 이는 습관적으로 강박 약물 소비를 초래할 수 있음을 시사한다. 이러한 조절 된 반응은 DA 방출을 조절하는 코르티코-스트리 아탈 글루타메이트 성 경로에서의 적응을 포함 할 가능성이있다 (검토 됨) 칼리 바스 외. 2005). 따라서, 약물 (식품뿐만 아니라 약물)은 초기에 복부 선조에서 DA 방출 (시그널 보상)을 초래할 수 있지만, 반복 된 투여와 습관이 발달함에 따라 등쪽 선조에서 발생하는 DA 증가가 이동하는 것으로 보인다.

그림 3  

(a) DA D의 평균 이미지2 수용체 ([11코카인에 중독 된 피험자 그룹에서 C] raclopride)n= 16)는 중성 비디오를 보는 동안과 코카인 큐 비디오를 보는 동안 테스트되었습니다. (b) DA D의 측정치를 나타내는 히스토그램2 수용체 가용성 ...

(b) 음식과 비만

DA는 보람 속성의 조절을 통해서만 음식 소비를 규제합니다 (Martel & Fantino 1996) 또한 음식 자극에 대한 컨디셔닝을 촉진하여 음식 소비 동기를 유발합니다.Kiyatkin & Gratton 1994; 표시 외. 1994). 조건부 반응에 대한 첫 번째 설명 중 하나는 파블로프 (Pavlov)가 개들이 고기 조각과 톤을 반복해서 페어링 할 때 톤 자체가이 동물들에서 타액 분비를 유발한다는 것을 보여주었습니다. 그 이후로, 전압 전류 측정 연구는 음식에 조절 된 중립 자극의 제시는 선조 적 DA의 증가를 초래하고 DA 증가는 음식을 조달하는 데 필요한 운동 행동과 관련이 있음을 보여주었습니다. 로트 만 외. 2004).

우리는 PET를 사용하여 건강한 대조군에서 이러한 조절 된 반응을 평가했습니다. 우리는 음식 신호가 선조체의 세포 외 DA를 증가시킬 것이며 이러한 증가는 음식에 대한 욕구를 예측할 것이라고 가정합니다. 음식이 부족한 대상은 중성 또는 음식 관련 자극 (조절 된 단서)으로 자극하면서 연구되었습니다. DA 변화를 증폭시키기 위해, 본 발명자들은 DA 수송 체 (세포 외 DA의 제거를위한 주요 메카니즘; 지 로스 외. 1996). 음식 자극은 선조에서 DA를 크게 증가 시켰으며, 이러한 증가는 기아에 대한 자기보고의 증가와 음식에 대한 욕구와 관련이 있습니다.Volkow 외. 2002b; 그림 4). MP로 전처리하지 않고 음식 단서를 건강한 대조군에 제시했을 때 유사한 결과가보고되었다. 이러한 결과 음식에 대 한 조건부 응답에 striatal DA 신호의 참여와 인간의 음식 동기 부여 에이 통로의 참여를 확증합니다. 이러한 반응은 피험자가 음식을 섭취하지 않았을 때 얻어 졌기 때문에, 이러한 반응은 NAc를 통한 보상 조절에서 DA의 역할과 구별되는 것으로 식별됩니다.

그림 4  

(a) DA D의 평균 이미지2 수용체 ([11컨트롤 그룹에서 C] raclopride)n= 10)는 가족 계보 (중립 자극)를보고하거나 음식에 노출되는 동안 테스트되었습니다. (b) DA D의 측정치를 나타내는 히스토그램2 리시버 ...

우리는 현재 정상 체중 개인과 비교하여 단서에 노출 될 때 DA의 강조된 증가를 가정하는 비만 환자에서 이러한 조절 된 반응을 평가하고 있습니다.

6. 학대 / 중독과 비만의 시스템 모델

앞서 요약 한 바와 같이, 약물 연구 / 중독 및 비만의 신경 생물학에 관련이있는 이미징 연구에 의해 몇 가지 일반적인 뇌 회로가 확인되었다. 여기서, 우리는이 회로들 중 네 가지를 강조한다 : (i) 보상 / 보상, (ii) 동기 부여 / 구동, (iii) 학습 / 조절 및 (iv) 억제 제어 / 정서적 규제 / 실행 기능. 다른 두 회로 (감정 / 분위기 조절 및 내성 식)도 약물을 먹거나 복용하는 경향을 조절하는 데 참여하지만 단순성을 위해 모델에는 포함되지 않습니다. 우리는이 4 가지 회로의 붕괴의 결과가 다른 강화제를 희생시키면서 한 종류의 강화제 (약물 남용 자용 약물 및 비만인을위한 고밀도 식품)의 강화 된 가치이며, 이는 조절 된 결과이다 취약한 개인의 약물 (약물 남용자 / 중독자) 및 다량의 고밀도 음식 (비만인 개인)에 의한 반복적 인 자극으로 인한 보상 임계 값의 학습 및 재설정.

긍정적 / 부정적 강화제에 대한 우리의 반응을 조절하는 보상 / 보상 회로 (NAc, 복부 pallidum, 중간 OFC 및 시상 하부를 통해 부분적으로 매개되는 과정)의 손상의 결과는 달리 행동을 유발하는 자극에 대한 감소 된 가치입니다 처벌을 초래할 수있는 행동을 피하면서 유익한 결과를 초래할 가능성이 있습니다. 약물 남용 / 중독의 경우,이 신경 회로의 기능 장애로 인해 대체 보강제 (자연 자극)가 덜 흥미롭고 부정적인 결과를 초래하기 때문에 약물 사용을 자제 할 가능성이 적을 것으로 예측할 수 있습니다 ( 예를 들어, 투옥, 이혼)은 덜 중요합니다. 비만의 경우,이 신경 회로의 기능 장애의 결과로 다른 강화제 (물리적 활동과 사회적 상호 작용)가 덜 흥미롭고 부정적인 결과 (예 : 얻는 것)가 없기 때문에 사람은 식사를 삼가려는 경향이 적을 것으로 예측할 수 있습니다 체중, 당뇨병)은 덜 두드러집니다.

억제 제어 / 정서 조절 회로의 중단의 결과는 억제 제어 및 정서적 조절 (DLPFC, CG 및 측면 OFC를 통해 부분적으로 매개되는 과정)을 억제하는 개인의 손상이며, 이는 억제에 필요한 기질의 중요한 구성 요소이다 중독 된 대상에서 약물을 복용하거나 비만인 개인에서 고밀도 음식을 먹고자하는 열망과 같은 전능 한 반응. 결과적으로, 사람은 의도적 인 행동을 억제하고 강한 욕구와 관련된 정서적 반응을 조절할 가능성이 적습니다 (약물 섭취 또는 음식 섭취).

(해마, 편도선 및 등쪽 선조를 통해 부분적으로 매개되는) 기억 / 조절 / 해비 회로의 참여의 결과는 약물 (약물 남용자 / 중독자)의 반복적 사용 또는 다량의 고밀도 음식 (비만 개인의 반복 된 소비)의 결과입니다 ) 약물 (약물 남용자 / 중독자) 또는 음식 (비만 개인)에 노출되었을 때뿐만 아니라 즐거운 반응을 기대할 수있는 새로운 연결 기억 (해마 및 편도를 통해 부분적으로 매개되는 과정)이 형성됩니다. 또한 약물에 대한 자극 (담배 냄새) 또는 음식에 대한 자극 (예 : TV 시청)에 노출되는 것. 이러한 자극은 약물 복용을 중단하거나 체중 감량을하려는 사람들에게조차도 약물 남용자 / 중독자와 음식 폭식에서 재발을 유발하는 자동 반응을 유발합니다.

동기 부여 / 구동 및 행동 회로 (OFC, 등쪽 선조 및 보조 운동 피질을 통해 부분적으로 조정 됨)는 행동을 실행하고 억제하는 데 관여하며, 행동은 보상 / 의존성, 기억 / 조절 및 억제 제어 / 감성 반응성 회로. 보상의 가치가 이전의 조정으로 인해 향상 될 때, 그것은 더 큰 동기 부여 동기를 가지며, 이것이 억제 제어 회로의 중단과 병행하여 발생하는 경우, 이는 반사적 인 방식으로 행동을 유발할 수 있습니다 (인지 제어는 없습니다; 그림 5). 이것은 마약 중독자가 피험자를 몰랐 는데도 약물 복용을보고하는 이유와 비만인 개인이 왜 음식 섭취를 통제하는데 어려움을 겪고 있는지, 왜 일부 개인은 마약이나 음식을 강박 적으로 복용한다고 주장 하는지를 설명 할 수 있습니다 인식되지 않았다 그것 자체로 유쾌한.

그림 5  

중독 및 비만과 관련된 뇌 회로 모델 : 보상 / 사상 동기 부여 / 구동, 기억 / 조절 및 억제 제어 / 감정 규정. 억제 조절 / 정서 조절과 관련된 뇌 영역의 활동 중단 ...

이 모델에서, 강화 기 또는 강화기에 조절 된 신호에 노출되는 동안, 예상 보상 (메모리 회로에 의해 처리됨)은 보상 및 동기 부여 회로의 과잉 활성화를하면서인지 제어 회로에서의 활동을 감소시킨다. 이는 드라이브가 약물 (약물 남용자 / 중독자) 또는 음식 (비만인)을 구하려고 시도하지만이를 시도하는 것을 억제 할 수 없게합니다 (그림 5). DA에 의해 조절되는 이러한 뉴런 회로는 서로 상호 작용하기 때문에 한 회로의 중단은 다른 회로의 활동에 의해 버퍼링 될 수 있으며, 이는 왜 개인이 약물이나 음식을 섭취하는 행동을 더 잘 통제 할 수 있는지 설명 할 수 있습니다. 어떤 경우에는 그렇지 않지만 다른 경우에는 그렇지 않습니다.

7. 임상 적 의의

이 모델은 다음과 같은 전략을 목표로하는 다중 갈래 접근법을 제안하기 때문에 치료 적 함의를 갖는다 : 문제 강화제 (약물 또는 식품)의 보전 특성을 감소시키고; 대체 강화제 (예 : 사회적 상호 작용, 신체 활동)의 보람있는 속성을 강화합니다. 조건부 학습 협회를 방해 (즉, 오래된 습관을 대체 할 새로운 습관을 장려); 약물 남용 / 중독 및 비만의 치료에서 억제 조절 (즉, 바이오 피드백) 강화 Volkow 외. (2003b).

각주

토의 회의에 17 기여 1 호 '중독의 신경 생물학 : 새로운 전망'.

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