Desinhibitéiertes iessen an obese Jugendlecher ass mat Orbitofrontal Volumenreduktiounen a executive Dysfunktion (2011)

L Maayan,^{2,4 *} C Hoogendoorn,^1* V Sweat,¹ an A. Convit^1,3,4

LINK FULL STUDIEN

Obesitéit (Silver Spring). 2011 Juli; 19 (7): 1382-1387.

¹ De Department of Psychiatry, New York University School of Medicine, 550 First Avenue, New York, NY 10016, USA.

² De Department of Child Psychiatry, New York University School of Medicine, 550 First Avenue, New York, NY 10016, USA.

³ De Department of Medicine, New York University School of Medicine, 550 First Avenue, New York, NY 10016, USA.

⁴ Nathan Kline Institut fir Psychiatryesch Research, 140 Old Orangeburg Rd. Orangeburg NY 10962, USA

Bei Erwuessenen ass d'Adipositas mat disinhibittem Iess ass, verréngert Kortikale Grau Matière Volumen, a manner wéi seng kognitiv Evaluatioun. Vill manner ass bekannt wéi dës Bezéiungen zu der Jugend an et gëtt keng Studien fir Verhalens-, Kognitiv a Neurostrukturell Moossnamen an der selweschter Grupp vun Studler-Participanten beurteelen. Dës Uni studéiert d'Relatioun tëscht Adipositas, Exekutivfunktioun, Desinfektioun an Hirenzäit an relativ gesonde Jugend. Participanten gehéieren 54 fett an 37 Muppenjugend. D'Participanten hunn eng kognitiv Batterie, Fraes'en am Verhale vun Liewensmëttel, a Magnéitesch Resonanzvirstellung (MRI) kritt. Neuropsychologesch Bezeechnungen beinhalt d'Aufgaben op der frontal Lobefunktioun. D'Verhale vu Verhandlungen goufen mat dem Three Factor Dining Questionnaire (TFEQ) festgeluecht a strukturell MRI waren op engem 1.5 T Siemens Avanto MRI System (Siemens, Erlangen, Däitschland) opgefouert fir d'Gehaltsgrousstécker Volume ze bestëmmen. Lean an oberzielte Jugendlecher goufen iwwer Alter, Jorhonnert, Geschlecht, a sozioökonomesche Status ugepasst. Relativ fir schlau Jugendlech, obwuel Beteiler hu wesentlech méi grouss Ënnerscheeder vun der Inhibitioun op der TFEQ, méi leeschtungsfäheg op den kognitiven Tester a gerénge Orbitofrontal-Cortex Volumen. Ënnergläichheet bezeechent sech staark mat Body Mass Index, Stroop Faarf-Peer Score an Orbitofrontal Cortex Volumen. Dëst ass den éischte Bericht vun dësen Associatiounen an Jugendlecher an weisen op d'Wichtegkeet vun enger besserer Verstäerkung vun den Associatiounen tëscht neurostructuralen Defiziten an der Mathematik.

Schlësselen: Ongewëssheet, Jugendlecher, Disinhibition, MRI, Frontal Lobe, Kognitioun, Orbitofrontal Cortex

Aféierung

D'Prévalenz vun Kanner an Jugendgewunnechten an den USA huet méi wéi dräimol zënter dem 1970. Obwuel neier Beweiser schätzt datt d'Kandheet vun den Obesitéit ofgeschloss huet, de momentan héich Préparet virun engem onentstännegen öffentleche Gesondheetsproblem virleet déi mat der kardiovaskulärer an der elliptescher Krankheet betreffen (1).

Disinhibition am Liewensverhalen, wat als Deel vun der Propensitéit opkomme gelooss huet, op opportunistesch Awierkung op Ëmweltopêden ze charakteriséieren, ass laang mat der Adipositéit bei der Jugend an der Erwuessener ass (2). Dee betreffende Kontrollfehler an der Kalorie betrëfft dat zu eventuellt Adipositas féiert op e puer Niveauen am Gehir, an och de Hypothalamus (3) a laut enger neier Aarbecht, an zerebrale Cortax (4). Eng Rei vu funktionneleg Neurimittestudien vu Mager a fessele Leit an deene béise hungeren a geessenen Staaten hunn e puer kortikale Regiounen ugebueden, ennert dem anteriären Cingulat, medezinesche Virdeel (5), Insuléierung, Deplikatioun cingulate, temporär a orbitofrontal Kortikele (6) ënnerschiddlech differenzéiert aktivéiert ginn, jee no Séit an BMI, déi suguer soen datt se eng Korruptioun vun der Kalorie betrëfft. D'Ahnung vu OFC als e Schlësfeld an der Verhënnerung vun der Verhalensstreckung geet op de Fall vun Phineas Gage, déi leider net 19^th Schengener Eisenbunner, deen e Accident deen d'Orbitofrontal Cortis beweegt wahrscheinlech huet, wat zu Perséinlechkeet Ännerungen a méi Impulsivitéit gedroen huet (7).

Neurostrukturell Resultater ginn och mat der Body Mass Index (BMI) korreléiert. An enger klenger Studie vu Frae 55 Joer vu méi aareren, déi Voxel-baséiert Morphetrie (VBM) benotzt gouf, war den BMI negativ mat grau Matière Volumen an véier Frontalgebidder, dorënner de lénks Orbitofrontal, richteg schlechte Frontal, a riets Präzentral Gyri zousätzlech korreléiert. an aner Regiounen wéi de richtegen Cerebellum wéi och eng grouss rietger Säit, déi de Parahippocampal, de Fusiform a lingual gyri (8). Eng méi grouss Studie vu 1,428 Erwuessen huet eng negativ Korrelatioun tëscht Männer a Gesiichter tëscht Groen a speziellen Hirnregiounen wéi bilateralen medialen Temporalléift, occipital Lobbyen, Frontalleppes, Precuneus, Midbrain an anterior Mound vum Cerebellum fonnt.9). Eng aner VBM-Studie huet gewisen, datt fettleiert Erwuessene méi schwaarz Matière Density an Gebidder wéi Frontal Operculum, mëttel frontal Gyrus, post-central gyrus, wéi och Putamen (10). Eis Grupp huet beschäftegt neurostructural anormalitéiten tëschent obwuel Jugendlecher mat Typ 2 Diabetis mellitus (T2DM) (26), awer fir eis Kenntnisser hunn dës Defiziter net ënnert Tatsaach vun ober Jugend agespaart, ouni T2DM.

Zousätzlech zu strukturellen Erkenntnisser hunn kognitiv Bewäertungen bewisen datt d'Exekutivfunktiounen an d'Reaktiounsinhibitioun an der Erwuessener an adoleszenter Ongewéinlecher Persoune kompromitt ginn. Eng Studie déi Positoun Emissioun Tomographie (PET) a kognitiven Tester benotzt huet, hunn adjoent Erwuessener fonnt fir den baseline-prefrontalen Glukosemetabolismus ze verréngeren, wéi och d'Ausgab vun der Stroop Task, engem Test vun selektiver Opmierksamkeet an Exekutivfunktioun (11). Aner Etuden vun der Executivfunktioun an der Reaktiounsmoossnam an der Erwuessener hunn eng negativ Vereenegung vun dëse Variabelen mat BMI (12-14). Ausserdeem weisen extrem obwuel Jugendlech d'Funktioun op Executiv Aufgaben verglach mat normativen Donnéeën (15).

Mir hu hypothesch gemaach, wat mat virdrunner Erklärungen ënner dem Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ) konsequent waren, obwuel Jugendlecher méi héige Bewäertungen vun der selbstberechtegten Desinhibitioun beim Eierverhalen hunn. Mir hunn Hypothesen datt hypothetesch adolescents e bëssche bescht Scoren op d'Bewäertung vun der Executivfunktioun hunn a reduzéiert Integritéit an den neurostructuralen Moossnamen (MRI-baséierter Moudfaarffaarf wéi och regional Brainvolumina). Ausserdeem ware mir dës Disinhibitioun op der TFEQ negativ mat kognitiven Notzelen op relevant Domains ass wéi och mat MRI-baséiert Mesuren vun Gehirergebidder, déi an der Reaktiounshemmung an der Exekutivkontrolle involvéiert sinn.

Methoden

Participanten a Prozeduren

Ninety-one Jugend (14-21y / o), 37 schlank (BMI <25 kg / m² oder Taille zu Héicht Verhältnis <0.5) a 54 fettleibeg (BMI ≥30 kg / m² oder> 95 Prozentil fir BMI fir Alter a Geschlecht) un der Studie deelgeholl. Uechtzeg-eent vun dësen (36 schlank, 45 fettleibeg) krut eng MRI. Zéng Jugendlecher kréie keng MRI aus de folgende Grënn: zwee hunn hir Rendez-vousen net agehalen, ee war schwanger a mir hu gewielt fir op der Säit vun der Sécherheet ze fehlen, et konnt een de MRI net toleréieren (Claustrophobie), a sechs haten e BMI> 50 kg / m² an d'Kierpergréisst iwwerschréit, déi duerch den Scanner erfollegert ginn ass.

Lean Participanten hunn e mëttleren Alter vu 17.3 ± 1.6 Joer an obgewéinlech 17.5 Joer ± 1.6 Joer. Déi zwou Gruppen hu sech och an de Joren vun der Erzéiung, vum Geschlecht a vum sozio-ökonomesche Status gekämpft an waren all an der cognitiv normaler Band. D'Beweegung vu neurologeschen, medezineschen (ausser Dyslipidämie, Insulinresistenz vun T2DM, polyzystesche Oarekrankheet oder Hypertonie), oder psychiatresch (och Depressioun an Alkohol oder aner Substanzmiessunge) Krankheet ausgeschloss Leit vu der Participatioun an der Studie. T2DM huet och Leit aus der Participatioun ausgeschloss. D'Participanten an d'Elteren hunn schrëftlech informéiert Zoustëmmung an hir Kompensatioun fir hir Zäit a Verständnis. D'Etudeprotokoll gouf vun der New York University School of Medicine Institutional Review Board genehmegt.

All Participatioun bei der Studie hat e Bluttprouf geholl, deen no enger 10-Stonn iwwerluecht gouf fir d'Evaluatioun vu Glucos, Insulin, Lipid an Entzündungsmarker (High-Sensitivity C-Reactive Protein; hs-CRP). Glucose ass gemooss ginn mat enger Glucose-Oxidase-Methode (VITROS 950 AT, Amersham, England), Insulin vu Chemilumineszenz (Advia Centaur, Bayer Corporation), an CRP gouf am Plasma gebraucht mat engem enzymateschen Immunoassay (Vitros CRP slide, Ortho Clinical Diagnostics). D'Insulinempfindlechkeet ass geschat ginn duerch d'Homogenisaasz Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR).

Assessments

Neuropsychologescher Beurdeelung

Mir hunn eng breet Evaluatioun vun neurokognitiven Funktiounen gemaach, dorënner intellektuell Erreeche, rezent Erënnerung, Aarbechtsgediechtnes, Opmierksamkeet an Exekutivfunktioun. Mir hu hypothiséiert datt et Differenze bei de Frontlobe Funktiounen tëscht magerem an fettleibege Jugendlecher wieren an hunn dofir eis Analysen op neurokognitiv Tester beschränkt déi d'Frontlobe Integritéit an intakt Exekutivfunktiounen reflektéieren, nämlech de Controlled Oral Word Association Test (COWAT), Trail Making Test Deeler A & B, Stroop Aufgab, Opmierksamkeet / Konzentratiounsindex vun der Wide Range Assessment of Learning and Memory (WRAML) an Working Memory Index of the WRAML. Mat Ausnahm vum WRAML an dem Stroop, déi alterskorrektéiert Standardscores ubidden, gi rou Scores gemellt. All verwalteten Tester si standard neuropsychologesch Instrumenter déi am Detail soss anzwuesch beschriwwe ginn (16).

Dräi Faktor Ernärungsfragen (TFEQ)

D'Charakteristike vum Liewensverhalen waren iwwer d'TFEQ befaasst. D'TFEQ ass en 51-Instrument, deen aus dräi Subscales medezinesch Récksiicht (dh kognitiv Kontroll vu Liewensverhalten, 21 Elementer), Disinhibition (dh der Empfindlechkeet vum Iessen an den emotionalen Faktoren an de sensoreschen Signaturen, 16 Elementer) a hongereg (dh d'Suggestibilitéit vum Essen an der Äntwert op d'Gefill vu Hunger, 14 Elementer). D'TFEQ gouf ongeféier eng Stonn verginn wann de Sujeten e Mëttesbeitrag hunn.

MRI Akquisitioun a Bildanalysen

All Sujeten am selwechte 1.5 T Siemens Avanto MRI System studéiert hunn, deen en Zwergdiel 65 Zoll an engem Dësch ass fir bis zu engem 400-Pfund individuell. Mir hunn T1-gewéckte Magnetiséierung preparéiert séier Rapid Acquisition Gradient Echo Biller (MPRAGE; TR 1300 ms; TE 4.38 ms; TI 800 ms; FX 250 × 250; Scheissstärke 1.2 mm; NEX 1; Flipwinkel 15 °; Matrixgréisst 256 × 256; 192 Koronal Scheiwen).

WM / GM Volumetrie Analyse

Spatial Normaliséierung a Segmentatioun vun MPRAGE-Biller benotzt automatiséiert Prozedere wéi et an (17) d'statistesch parametresch Mapping Software (SPM5). D'MPRAGE Biller goufen zunächst fir Signal-Uniformen korrigéiert a räumlech normaliséiert op d'Standard T1 Montreal Neurologesch Institut Schabloun. Den Tissue-Klassifikatiouns-Algorithmus bei SPM5 segmentéiert de Segment vun den normaliséierter MPRAGE-Biller an hirem Grousstéck (GM), de wäissem Matière (WM) a Cerebrospinalflëssegkeeten (CSF), déi de Wahrscheinlechkeet fir all Voxel, GM, WM oder CSF. Dës segmentéierter Partition gouf duerno an hir jeweileg Standardproblemer normaliséiert. Niewent der ganzer Gehirnbeurteilung auszereechen an ze ginn datt während der Jugendzeitung de Frontalleeft Myeléierung ëmmer weider ass, hunn mir zwou verschidde Templates benotzt fir d'Regiounen vun Interesse (ROI) an der Frontalleece z'erreechen. Dëst waren d'SPM Automatesch Anatomesche Labeling (AAL) (18) Schabloun an eis veröffentlecht zouverléissege Frontal Lobe Parzellatioun Method (19). D'AAL-Schabloun gouf benotzt fir eng total Frontallee, en anterior Cingulatregioun, an eng Orbitofrontalregioun. Eis eegelt Parellatiounsmethod gouf benotzt fir e prefrontal Régime (frontal Lobe minus d'Ergänzungsmotorregioun) z'erreechen. Mir quantifizéieren déi Ausmooss vun WM, GM, CSF-Bénévolen an de ganze Gehirn- a Frontalgebitt am Fallniveau duerch déi éischt Kaarten vun de Regiounen op all segmentéiert Partizipatioun an dann d'Vermëttlung vun de Wäerter iwwer Themen fir all vun deenen zwee Gruppen.

Statistesch Analysen

Mir hunn zwee-tailed onofhängeg Proben t-Tester gemaach, déi Gruppenunterschiede vun der Demographie, endokrinen Daten, kognitiven Donnéeën a Gehirvolumen ënnersichen, wéi och Pearson Korrelatiounen tëscht dem TFEQ Desinhibitiouns Score an dem BMI, Stroop Faarf Wuert Score, an Orbitofrontal Cortex Gro Matière Volumen. Date déi méi wéi 2 Standardabweichunge vum Mëttel vum Grupp fir déi Variabel ware waren ausgeschloss. Entscheet datt et individuell Variabilitéit an de regionale Gehirnvolumen am Zesummenhang mat der Gesamtkopfgréisst ass, hu mir all eenzel intra-kranial Vault (ICV) Gréisst gemooss an d'ICV Wäerter benotzt fir d'regional Gehirvolumen z'änneren. Dofir, fir Vergläichbarkeet mat anere Studien z'erméiglechen an dem Lieser e Sënn vun der Gréisst vun de studéierte Gehirregiounen ze ginn, weist d'Tabell déi regional Gehirvolumen beschreift déi réi (net-restualiséiert) Volumen. Wéi och ëmmer, statistesche Verglach an d'Bedeitung an d'Effektgréisst fir all präsentéiert Imaging hunn d'Volumen ugepasst (restualiséiert) Gehirvolumen benotzt.

Resultater

Demografie an endokrine Daten

D'Betreffgruppen goufe fir Alter, Geschlecht, Schoulstudie a Hollingshead sozialistesch-status (SES) agepaakt. Obese Mataarbechter waren Definitioun méi héich an BMI, wéi och erwuessend och héicht systolesch a diastolësch Blutdrock, séier Insulin a Glukosniveauen (awer all am normoglycemesche Spektrum) wéi och de homöostatesche Modellbeurteilung vun der Insulinresistenz (HOMA-IR ), Triglyzeriden, Lipoprotein (LDL), Cholesterin (LDL) an héichem Empfindlechkeet C-reaktivem Protein (CRP). Obese Sujeten hunn och de wesentlech méi nidderegst héich Lipoprotein (HDL). Kuckt weg Table 1.

Dräi Faktor Ernärungsfragen

Fettgewéinlech Jugendlecher hunn däitlech méi héich geschloen wéi schlank Participanten um Desinhibitiounsfaktor vum Three Factor Eating Questionnaire (6.85 ± 3.55 vs. 3.91 ± 1.96, p <0.000, cohen's d (d) = 1.07), souwéi den Hungerfaktor (6.60 ± 3.37 géint 4.68 ± 2.84, p = 0.008, d = 0.81) an de kognitiven Restriktiounsfaktor (9.19 ± 4.30 vs. 6.78 ± 4.11, p = 0.012, d = 0.57). Maacht weg datt mir dës Analysen fir den Ënnersatz vun 81 Participanten mat engem MRI widderholl hunn an d'Resultater wesentlech onverännert waren (Daten net gewisen).

Kognitiv Moossnamen

Relativ fir schlau Jugendlech, obwuel Jugendlecher e bëssi kognitiv Leeschtung an all Frontaler Task Task, am strengste fir de Stroop (en Moss vun Inhibitioun), an de Arbeitsgedächtnisindex vun der WRAML, och wa mir fir geschat IQ kontrolléiert hunn. Kuckt weg Table 2.

Well 10 Sujete keng MRI Evaluatioun kritt hunn (fir Detailer bezuelt Dir de Prozentsen an de Prozesser ueweit), a mir hunn d'Analysen fir den Ënnergrupp vun den 81 Jugendlecher, déi en MRI haten an d'Richtung an d'Bedeitung vun den kognitiven Ergebnissen bliwwen unhänke bliwwen (Daten net gewisen).

Brain imaging

D'Frontal-Mier groewe Mataarbechtervolumen (an kubisch Zentimeter) ass méi kleng, obwuel si net zu enger statistescher Signifikanz, ënnert obwuel Jugendlechen (265.3 ± 29.5 vs. 269.6 ± 26.7; verbleibend 0.00369 ± 0.018312 vs. -0.00609 ± 0.014076, p = 0.139, d = 0.35). Maacht weg datt datt d'Absolutunterschiede tëschent dëse Bännewisen kleng waren, goufen d'Analysen nach Residualiséierung vun der ICV gemaach an d'Wichtegkeet vun de Wäerter an d'Effektgréissten hunn dës Analysen reflektéiert. Zousätzlech fir de méigleche Entwécklungsalarm vum Alter op Frontal- a Cerebral Volumen ze kontrolléieren, hu mir eisen Analyserequipen nees agefouert. Mir hu wesentlech méi schwaach Matière Volumen fir fettleibeg Jugend an Orbitofrontal-Cortex fonnt (32.3 ± 3.68 vs. 33.3 ± 3.99; verbleibend 0.00781 ± 0.024944 vs. -0.01227 ± 0.018947, p = 0.005, d = 0.66). D'OFC Band Grupp Differenzen goufen onverännert nom Contrôle vu systolesche Blutdrock oder HOMA-IR. Aner Gehirerregiounen, an där de Préfrontal Cortex an anterior cingulate cortisée waren, waren net vill ënnerschiddlech tëscht fettleiwen a liichtleefeg Participanten. De Co-variéiere fir Alter huet keng vun dësen Bezéiungen verännert.

Associatiounen

Mir hu bedeitend Associatiounen tëscht der TFEQ a kognitiven, BMI a MRI Volumenmoossnamen fonnt. Spezifesch huet d'Desinhibitiounsfaktor Score op der TFEQ eng bedeitend Korrelatioun mat BMI gewisen (r (81) = 0.406, p <0.001), Stroop Color-Word Score (r (77) = -0.272, p = 0.017), an OFC gro Matière Volumen (r (71) = -0.273, p = 0.021). Fir d'Bezéiung tëscht OFC Volumen an Desinhibitioun weider ze verstoen hu mir d'Associatioun getrennt fir déi zwou Gruppen exploréiert. Mir hu fonnt datt et keng Associatioun tëscht Desinhibitioun an OFC Volumen fir fettleibeg Persoune war (r (40) = -0.028, p = 0.864), wärend et eng staark Associatioun fir déi schlank Grupp war (r (31) = -0.460, p = 0.009). D'Associatiounen tëscht dem Desinhibitiounsfaktor Score an dem BMI a Stroop blouwe bedeitend fir den Ënnergrupp vu Persounen mat MRI (Daten net gewisen).

Diskussioun

Wéi erwaart hunn, hunn adeleg Adolescents e wesentlech méi héige Bewäertungen vun Desinhibitioun, Hunger a kognitiv Réckronn op der TFEQ. Obwuel méi héich Niveaue vun enger kognitiver Réckrhyte bei den adolescenter Adolesint op der éischter Inspektioun erscheinen counterintuitive sinn, entsprécht et dem beschriwwenen Modell "starr Rhythmus", an där eng Persoun mat der gefallene Ernährung an d'kognitiv Sperrung kann dozou bäidroen, Liewensmëttel an e puer Situatioune limitéieren, awer gross overeat an aneren (20).

Eis Roman Neurostrukturell Resultater ënner obese Jugendlecher sinn konsistent mat de Resultater vun der erwuesse Literatur (8, 9) Demonstratioun vun der groer Matière Volumenreduktiounen. An eiser Adolescentprobe hunn dës Verloschter am meeschte markéiert fir den Orbitofrontal-Cortex, eng Gehirregregioun déi an der Impulskontrolle wichteg ass, awer och e schwaache Trend fir ganz Frontallee. Mir spekuléieren datt d'méi subtile Volumenreduktiounen, déi an aner Gehirnregiounen tëscht adolescent Adolescents existéieren, tatsächlech statistesch Bedeitung an enger erweiderter Probe kréien.

Wichteg fir dëse Rapport hu mer d'Grupp fonnt mat Iwwermass fir net nëmmen méi héich Inhibitiounsnorien op der TFEQ, mee eng kleng Performance op kognitiven Tester, déi Reflexioun vu Gehirnfunktiounen als zentral fir Verhënnerungsinhibitioun reflektéieren, och wann déi IQ kontrolléiert. Aus deene Frontalgebonnen Regiounen a Funktiounen, déi mir gemooss haten, waren mir besonnesch interesséiert fir d'Bezéiung tëscht dem Ofhibibungsfaktor vum TFEQ an dem OFC, enger Gehirregregioun, déi ganz wichteg ass fir Verhalensinhibitioun (Impulskontrolle) z'erreechen. Mir hunn de Stroop gewielt, well et ass déi eenzeg vun eise Frontalleece (och déi Leit, déi exekutive Fonctionnairen opfalen), déi speziell d'Fähigkeit testen fir automatesch Äntwerten z'entwéckelen. Dëst ass déi direkt kognitiv Parallele vum Verhale (Desinhibitiounsfaktor vum TFEQ) an de Gehirregregioun (OFC) och an der Hemmung vun automateschen Reaktiounen. Eist Interessi war d'Funktioun (Stroop vs. aaner Frontal Aufgaben, déi d'Reaktiouns Hemmung net messen) an d'anatomesch (OFC) Spezifitéit vun eisen Erkenntnisser a senger Associatioun un de Inhibitiounsfaktor vum TFEQ ermittelt.

Mir hunn och bedeitend signifikante Associatiounen tëscht der Inhibitiounsfaktor Notiz a vum BMI an OFC Volumen. Wann d'Bezéiung tëschent Ofwiesselung an OFC-Volume getrennt an magerer oder obwueler Participanten gepréift gouf, hu mer eng staark negativ Associatioun fir d'Magergrupp fonnt. Et ass méiglech, datt d'béiser Mënsch huet e kriteschen Niveau vun der Desinhibitioun erfuerscht (wat mir als demonstriéiert mat BMI ass), wou zousätzlech Desinhibitioun net esou kloer a spéider Verännerungen vun OFC, awer vläicht an ënnerschiddleche Gehirnregiounen oder Netzwierker net beurteelt als Deel vun dëser Etude. Eng aner Méiglechkeet fir dës Differenzéierungen fir jiddereen vun deenen zwou Gewichtsgruppen ze hunn, datt d'obwuel Gruppen méi héicht Stuf vun Elementer ofgeséchert hunn, si kënnen méi susceptibel fir Problemer vun der sozialer Wënschstabilitéit an si kënnen dofir manner Wahrscheinlechkeet fir den Ausmooss vun hir Verhalensdiskussioun beim Iessen, Dämpfung vun der Associatioun an dëser Grupp. Leschtens ass et och méiglech datt d'Restriktiounsfähegkeet, nämlech d'Phänomener vun de Korrelatiounen niddergelooss ginn, wann d'Varianz ofgeholl gëtt wéi geschitt, wann mir eis Probe ënnerschreiden an eis Resultater betrëfft.

Während eis Studie fënnt, datt d'Inhibitioun am Verfütterungsverhënner mat Reduktiounen an der Exekutivfunktioun an de Frontalgrou Stoffvolumen ass, ass d'Querschnittsphär vun eisem Design net erlaabt eis fir d'Ausgab vu Richtungsrichtung oder Kaushéet z'ënnerstëtzen. Mat deem gesot, et gëtt verschidde plausibel Theorien wat d'Richtung vun dësen Associatiounen ugeet.

Eng Méiglechkeet ass datt primär strukturell oder funktionell Gehirfdefiziter zu disinhibited Liewensmëttel a Reduktioun vun der neuroziognitescher Funktioun féieren. Dës Zeil vu Begrënnung gëtt deelweis ënnerstëtzt vun der Aarbecht, déi Disinhibition am Essen Verhalen ze vermëttelen, fir méi kaloresch Ernärung ze vermëttelen (21) an Adipositas (22). Et ass och konsequent mam funktionalen Bildgebitt, déi demonstrieren datt eenzel Leit, déi an der Reaktioun op d'visualiséierter Aufnäermung vu klenge Liewensmëttel weisen, méi schwaach Aktivatioun vu Gehirer Belounskreesser ze erhéigen, op e erhéicht Risiko fir zukünfteg Gewiicht gewannen (23); vläicht brauche se e méi grousser Reiz (méi Liewensmëttel) fir déi selwecht Belounungsaktioun z'erreechen.

Eng aner méiglecht Erklärung ass datt de Gehir vum strukturellen Defizit wéi déi an dëser Studie bewisen huet vun der Adipositas an der assoziéierten Insulinresistenz. Dës Méiglechkeet gëtt duerch eng 24-Joer-Längsstudie gestützt, déi de BMI beginn an Mëttelalter mat kueleg temporäre Lobe Volumen am spéidere Liewen (24). Och d'Ënnerstëtzung vun dëser Effekt Uerdnung ass eis eegent Aarbecht an Erwuessener, wou mir fannen datt hippocampal Bänn am Verglach zu Glukosetoleranz ass (25) wéi och bei Jugendlechen mat T2DM, wou mir kognitiv Beeinträchtigungen an Reduktiounen am Frontallobe Volumen a weisser Matière mikrostrukturell Integritéit fannen (26). Mir hu positiv datt d'Adipositas assoziéiert Insulinresistenz vun eiser Grupp vu Jugendlechen mat Iwwerméiglecht Gewiicht kann zu de verréngerter Exekutiounfunktioun a strukturelle Defiziter beitragen. Mir hunn e méiglecht Modell fir dës Effekter beschriwwen (27), an deem mir hypotheschéiren, datt d'Insulinresistenz mat enger verréngerte Hirn vaskuläre Reaktivitéit bezuelt gëtt mat der endothelialer Dysfunktion. Mir wëssen, datt während der Gehireraktivatioun, wéi z. Iesst wann et eng kognitiv Aufgab ass, eng Erhéijung vun synaptescher Aktivitéit an der Gehirregregioun betrëfft. Am normale Gehir ass dëst zu enger regional Vazodilatioun a sou enger Erhéijung vun der Glukosverfügbarkeet zu där Regioun zur Ënnerstëtzung vun der verstäerkter kognitiver Fuerderung (28). Dee vaskuläre Reaktivitéit, déi integral fir gutt geregelt zerebrale Blutt ass, ass e Schlëssel fir d'Erhaalung vun engem optimalen neuronalen Ëmfeld an der Gehirnaktivéierung (29). Fuerschung déi endothelial Dysfunktioun am beschten Kanner war, och virun der Entwécklung vu Diabetis (30), ënnerstëtzt dës Viraussetzung weider. Zousätzlech huet de inflammatoresche Marker C-reaktive Protein (CRP) an eisen adolescenter Erhuelung erhéicht. Bei Studien, déi grouss Kohorten vun Erwuessenen iwwerpréift ginn, hunn d'Enquêteure verstäerkt Néierentzündung Zytokine als Putative Mediateur vum kognitiven Réckgang bei Persounen mat engem metabolesche Syndrom fonnt (31-34). Eng méiglech Mechanismus fir dës kognitiv Auswierkunge gëtt duerch Déieren Daten, déi demonstrieren, datt iwwerschossentleetesch Zytokine eng laangfristeg Potenzatioun (LTP) verkleeden, e Prozess, deen als essentlech an der Konsolidéierung vun Erënnerung am Hippocampus verstanden ass. Inflammatoresch Zytokine kënnen e bessere Behënnerung an der Neurogenes an der Neuroplastie verursaachen, Prozesser vital fir d'Erschaffung vun Erënnerungen an d'Instandhaltung vun der struktureller neurologescher Integritéit.

Eng drëtt Meiglechkeet ass datt dës Effekter bireirectionnell sinn, wouduerch Verhaltens-Hemmung fir Adipositas virgeschriwwe gëtt, wat negativ Auswierkungen op d'Gehirgefregens fir d'Exekutiounsfunktion an d'Inhibierung vun der Kalorie betrëfft a verursaacht also e béise Zyklus vu Dysfunktioun. Dës drëtt Potenzial kéint hëllefen ze erklären firwat et esou schwéier ass fir eenzel Gewiicht ze verléieren, wann et gewonnen gouf.

Mir sinn vun der Tatsaach gefuerdert, datt de OFC, eng Gehirregregioun, déi als Verhalensinhibitioun an Déieremechts- an Humanstudien wichteg ass, de gréisste Volumenreduktioun vun den adolescenter Adolescents bewisen huet. Eis Erkenntnisser, ënnert anerem enger gerénger Performance op kognitiven Tester, déi sech intakt OFC erfannen, mat Mengenreduktiounen an dësem Gebitt verknëppt mat der Verhalensmoosstiefe fir seng Wahrscheinlechkeet am Gewiicht Gewiicht.

Dës Etude huet e puer kloer Aschränkungen. Als éischt ass et eng Querschnittsvisioun déi eis net erlaabt eng kloer Kausalitéit ze kommentéieren. Zweetens, duerch eis relativ bescheide Probe Gréisst, hu mir eis Moossnamen op Gehirregregioune beschränkt, déi a fréiere Studien entweder fonnt goufen, fir Adipositas oder Desinhibitioun verbonnen ze sinn, oder déi, déi mir gutt theoretesch Grënn haten ze gleewen, kéinte bedeelegt ginn. Dofir ass et méiglech datt et aner Gehirregregiounen ginn, déi mir net evaluéiert hunn, déi och kënnen involvéiert sinn. Eng drëtt Begrenzung vun eiser Studie ass datt mir nëmmen dat aktuellt Gewiicht vun de Participanten hunn a mir kënnen net op d'Dauer vun der Iwwergewiicht kommentéieren; d'Probe déi mir studéiert hunn méiglecherweis bedeitend Variabilitéit an der Dauer vun der Iwwergewiicht a senger assoziéierter Insulinresistenz. Trotzdem huet eis Studie bedeitend Stäerkten, inklusiv de virsiichtege Matching tëscht Gruppen, déi multidimensional Evaluatioune gemaach an déi onparteiesch MRI Methoden, déi an den Analyse vun de MRI Daten benotzt ginn.

Fir d'Fro beschreift besser ze verstoen, soll d'Zukunftsaarbechten Themen ze laang an d'Evaluatioun vun der Adipositivitéit iwwerdriwwen vergläichen an doduerch kognitiv, Verhalens- a Neurostrukturell Ännerungen gemooss ginn. Alternativ kann eisen Verständnis och duerch eng Studie entwéckelt ginn fir d'Konsequenzen vun enger erfollegräicher Adipositasbehandlung (z. B. bariatric Chirurgie) ze iwwerpréiwen an sou feststellen ze kënnen ob e puer vun dëse Defiziter reversibel sinn. Ausserdeem musse weider Aarbechtskenntnis aner méigleche Faktore wéi Pro- an Anti-inflammatoresch Zytokine evaluéieren an och méi sensibel MRI-Techniken wéi Diffusiouns Tensorabbildung (DTI) benotzen.

Dankbarkeet

D'Studie ass duerch Ënnerstëtzung vun den nationalen Institutiounen fir Gesondheet R21 DK070985 a RO1 DK083537 ënnerstëtzt an, ënnerstëtzt deelweis duerch grant1UL1RR029893 vum National Center for Research Resources. D'Auteuren wëllen d'Kanner a Familljen unzeechent sin, déi un dëser Fuerschung deelhuelen wéi Po Lai Yau a Valentin Polyakov bei der Erfaassung an d'Veraarbechtung vun den Daten an d'Hëllef vun Allison Larr bei der Preparatioun vun dësem Manuskript.

Noten

Finanzéirend Disclosures:

Keen vun de aner Autoren hunn keng finanziell / konfliktpolitesch Interessen, fir ze verëffentlechen

Referenze

1. Ogden CL, Carroll MD, Flegal KM. Helle Kierstes Mass Index fir Alter tëschent US Kanner a Jugendlecher, 2003-2006. JAMA. 2008; 299: 2401-5. [PubMed]

2. Stunkard AJ, Messick S. Den 3-Faktor Iessen Fraecher fir d'Ernährungsberouegung, d'Inhibitioun an d'Hunger ze messen. J Psychosom Res. 1985; 29: 71-83. [PubMed]

3. Schwartz MW, Woods SC, Porte D, Jr., Seeley RJ, Baskin DG. Zentral Nervensystem Kontroll vun der Nahrungsaufnahme. Natur. 2000; 404: 661-71. [PubMed]

4. Korner J, Leibel RL. Fir ze iessen oder net ze iessen - wéi den Daarm mam Gehir schwätzt. N Engl J Med. 2003; 349: 926–8. [PubMed]

5. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, et al. Neural Mechanismen mat der Motivatioun vun der Liewensmëttelhuelung zu fettgewéinlechem a gesonden Gewiicht erwuesse. Obesitéit (Silver Spring) 2010; 18: 254-60. [PubMed]

6. Del Parigi A, Gautier JF, Chen K, et al. Neuroimaging an Adipositas: Mapping de Gehir op Responsabele vum Hunger an der Satisatioun an de Mënschen duerch Positounemissions Tomographie. Ann NY Acad Sci. 2002; 967: 389-97. [PubMed]

7. Damasio H, Grabowski T, Frank R, Galaburda, Damasio AR. De Retour vum Phineas Gage: wat d'Gehir vum Schued vun engem berühmten Patient behandelt. Wëssenschaft. 1994; 264: 1102-5. [PubMed]

8. Walther K, Birdsill AC, Glisky EL, Ryan L. Struktural Gehirnunterschiede an kognitiv Aarbecht am Kierpermass Index bei alen Ween. Hum Brain Mapp. 2010; 31: 1052-64. [PubMed]

9. Taki Y, Kinomura S, Sato K, et al. Bezéiung tëscht Kierpermass Index an dem Grousstoffervolumen an 1,428 gesond Menschen. Obesitéit (Silver Spring) 2008; 16: 119-24. [PubMed]

10. Pannacciulli N, Del Parigi A, Chen K, Le DS, Reiman EM, Tataranni PA. Brainoformalitéiten an der Mënschheet: e Voxel-baséiert morphometresch Studie. Neuroimage. 2006; 31: 1419-25. [PubMed]

11. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, et al. Inverse associatiounen tëscht BMI an prefrontalen metaboleschen Aktivitéiten an gesonde Erwuessener. Obesitéit (Silver Spring) 2009; 17: 60-5. [PMC gratis Artikel][PubMed]

12. Elias MF, Elias PK, Sullivan LM, Wolf PA, D'Agostino RB. Méi niddereg kognitiv Funktioun a Präsenz vun Adipositas an Hypertonie: d'Framingham Häerzstudie. Int J Obes Relat Metab Disord. 2003; 27: 260–8. [PubMed]

13. Gunstad J, Paul RH, Cohen RA, Tate DF, Spitznagel MB, Gordon E. D'Erhéigung vun der Kierpermassage ass mat Executivfunktiounen an anere gesonde Erwuessen ass. Compr Psychiatry. 2007; 48: 57-61. [PubMed]

14. Waldstein SR, Katzel LI. Interaktive Relatiounen tëscht Zentral a totalen Adipositas a Blutdrock op d'kognitiv Funktioun. Int J Obes (Lond) 2006; 30: 201-7. [PubMed]

15. Lokken KL, Boeka AG, Austin HM, Gunstad J, Harmon CM. Beweis vu executive dysfunctionnéiert an extrem obwuel Jugendlecher: eng Pilotstudie. Surg Obes Relat Dis. 2009; 5: 547-52. [PubMed]

16. Lezak MD, Howleson DB, Loring DW, Hannay HJ, Fischer JS. Neuropsychologesch Bewäertung. Oxford University Press; New York: 2004.

17. Good CD, Scahill RI, Fox NC, et al. Automatesch Differenzatioun vun anatomesche Mustere vum mënschleche Gehir: Validatioun mat Studien iwwer degenerative Demenz. Neuroimage. 2002; 17: 29-46. [PubMed]

18. Tzourio-Mazoyer N, Landeau B, Papathanassiou D, et al. Automatiséiert anatomesch Kennzeechen vun Aktivatioun am SPM mat enger makroskopescher anatomescher Parzellatioun vum MNI MRI Single-Subject Gehir. Neuroimage. 2002; 15: 273-89. [PubMed]

19. Convit A, Wolf OT, de Leon MJ, et al. Volumetresch Analyse vun de viraus Diskussiounen: Erkenntnisser am Alter an der Schizophrenie. Psychiatry Res. 2001; 107: 61-73. [PubMed]

20. Westenhoefer J, Broeckmann P, Munch AK, Pudel V. Kognitiv Kontroll vu Liewensverhalen an den Desinhibitiounseffekt. Appetit. 1994; 23: 27-41. [PubMed]

21. Yeomans MR, Leitch M, Mobini S. Impulsivitéit ass verbonne mat der Desinfektioun, awer net d'Réckdrankung vum Faktor Drei Faktor Ernährung. Appetit. 2008; 50: 469-76. [PubMed]

22. Hays NP, Bathalon GP, ​​McCrory MA, Roubenoff R, Lipman R, Roberts SB. D'Eierverhalen korreléiert vu erwuessene Gewiicht an Adipositas bei gesonde Fraen vu 55-65. Am J Clin Nutr. 2002; 75: 476-83. [PubMed]

23. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen A. Belaaschtung vun der Responsabilitéit géint d'Liewensmëttel virgesi gëtt zukünfteg Erhéijunge vun der Kierpermass: Moderéiert Effekter vum DRD2 an DRD4. Neuroimage. 2010; 50: 1618-25. [PubMed]

24. Gustafson D, Lissner L, Bengtsson C, Bjorkelund C, Skoog I. E Resultat vum 24-Joer vum Kierpermass Index an der Hireralphroth. Neurologie. 2004; 63: 1876-81. [PubMed]

25. Convit A, Wolf OT, Tarshish C, de Leon MJ. Reduzéiert Glukoser Toleranz ass mat armen Gedächtnisperioden a Hippocampus Atrophie bei normale Senioren ass. Proc. Natl Acad Sci US A. 2003; 100: 2019-22. [PMC gratis Artikel][PubMed]

26. Yau PL, Javier DC, Ryan CM, et al. Viruerdeeg Beweiser fir Gehir komplikatioune bei adjoent Jugendlecher mat Typ 2 Diabetes mellitus. Diabetologia. 2010

27. Convit A. Verknäppt tëschent kognitiver Behënnerung an der Insulinresistenz: e Begrëffsmodell. Neurobiol Aging. 2005; 26 (Suppl 1): 31-5. [PubMed]

28. Benton D, Parker PY, Donohoe RT. D'Versuergung vu Glukos zum Gehir oder kognitiven Fonktionnement. J Biosoc Sci. 1996; 28: 463-79. [PubMed]

29. Drake CT, Iadecola C. D'Roll vun der neuronaler Signalisatioun am Contrôle vu cerebralen Bluttflëss. Brain Lang. 2007; 102: 141-52. [PubMed]

30. Karpoff L, Vinet A, Schuster I, et al. Abnormal vaskuläre Reaktivitéit bei Rescht an Ausübung an Obese Jongen. Eur J Clin Invest. 2009; 39: 94-102. [PubMed]

31. Dik MG, Jonker C, Comijs HC, et al. Kontributioun vun de metaboleschen Syndromskomponenten fir Erënnerung an eeler Leit ze erkennen. Diabetis Care. 2007; 30: 2655-60. [PubMed]

32. Roberts RO, Geda YE, Knopman DS, et al. Metabolescher Syndrom, Inflammatioun a Nonamnestic Mild Kognitiver Ënnerriichte bei alener Persoun: A Population Population based. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2009

33. Sweat V, Starr V, Bruehl H, et al. C-reaktive Protein ass verknäicht mat enger kognitiver Virschrëft bei Iwwergewiicht a fessere Fraen. Inflammatioun. 2008; 31: 198-207. [PMC gratis Artikel][PubMed]

34. Yaffe K, Kanaya A, Lindquist K, et al. De metabolesche Syndrom, d'Entzündung an de Risiko vum kognitiven Réckgang. JAMA. 2004; 292: 2237-42. [PubMed]