Smegenų baltos medžiagos išplitimas žmonių nutukime ir atsinaujinantis dietos poveikis (2007)

J Clin Endocrinol Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.

„Haltia LT“, Viljanenas A, Parkkola R, Kemppainen N, „Rinne JO“, Nuutila P, Kaasinen V.

Šaltinis

Turku universiteto Neurologijos katedra, PO Box 52, FIN-20521 Turku, Suomija. [apsaugotas el. paštu]

Abstraktus

Abstraktus

Kontekstas ir tikslas:

Nutukimas yra susijęs su keliais metabolizmo sutrikimais. Naujausi tyrimai rodo, kad nutukimas taip pat turi įtakos smegenų funkcijai ir yra kai kurių degeneracinių smegenų ligų rizikos veiksnys. Šio tyrimo tikslas buvo ištirti svorio padidėjimo ir sumažėjimo įtaką smegenų pilkosios ir baltosios medžiagos struktūrai. Mes iškėlėme hipotezę, kad galimi nutukusių asmenų smegenų skirtumai išnyks arba sumažės po intensyvios dietos.

Metodai:

Tyrimo I dalyje nuskaitėme magnetinio rezonanso vaizdą 16 liesą (vidutinis kūno masės indeksas, 22 kg / m2) ir 30 nutukę (vidutinis kūno masės indeksas, 33 kg / m2) sveikiems asmenims. II dalyje 16 nutukę pacientai toliau vartojo labai mažai kalorijų turinčią dietą 6 wk, po kurio jie vėl buvo nuskaityti. Regioninės smegenų baltos ir pilkosios medžiagos kiekiai buvo apskaičiuoti naudojant vokselio pagrindu pagamintą morfometriją.

Rezultatai:

Nutukusių asmenų baltųjų medžiagų tūris buvo didesnis, palyginti su liesų asmenų keliuose bazinių smegenų regionuose, o nutukę asmenys parodė teigiamą koreliaciją tarp baltosios medžiagos tūrio bazinėse smegenų struktūrose ir juosmens bei klubų santykio. Aptikus baltosios medžiagos išsiplėtimą iš dalies buvo atsisakyta. Regioninės pilkosios medžiagos tūriai nutukusiems ir liekniems asmenims reikšmingai nesiskyrė, o dietos pilkajai medžiagai įtakos neturėjo.

Išvados:

Tikslus nustatytų baltųjų medžiagų pokyčių mechanizmas lieka neaiškus, tačiau šis tyrimas rodo, kad nutukimas ir mityba yra susiję su priešingais smegenų struktūros pokyčiais. Neatmetama galimybė, kad baltosios medžiagos išplitimas nutukime turi įtakos degeneracinių smegenų ligų neuropatogenezei.

OBESITY TAIKOMAS kūno sudėties pokyčiais ir visceralinių bei sc riebalų padidėjimu. Kūno riebalų kaupimasis siejamas su daugybe medžiagų apykaitos sutrikimų, kurie gali paskatinti tokias ligas kaip 2 tipo diabetas, hipertenzija, insultas ir vėžys. Centrinės nervų sistemos nutukimo pokyčiai yra mažiau žinomi, nors epidemiologiniai tyrimai rodo ryšį tarp tam tikrų degeneracinių smegenų ligų ir nutukimo. Žinoma, kad padidėjęs kūno svoris yra kognityvinio nuosmukio rizikos veiksnys (1, 2) ir Alzheimerio liga (3), o ryšys tarp nutukimo ir demencijos nepriklauso nuo kitų susirgimų sąlygų.4). Centrinis nutukimas taip pat gali būti susijęs su didesne kitų neurologinių sutrikimų, tokių kaip Parkinsono liga, rizika (5). Patofiziologiniai mechanizmai, kuriais grindžiami šie sudėtingi santykiai, nėra gerai suprantami, tačiau vienas galimas ryšys tarp nutukimo ir demencijos ligų yra atsparumo insulinui ir (arba) cukrinio diabeto vystymasis, turintis įtakos pažinimui (1).

Taigi, degeneracinių smegenų ligų tyrimai patvirtina mintį, kad nutukimas turi neigiamą poveikį smegenų funkcijai, ir yra žmonių tyrimai, rodantys funkcinius smegenų skirtumus tarp sveikų nutukusių ir liesų asmenų. Nustatant pozronų emisijos tomografijos (PET) ir funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI) vaizdavimo tyrimus nustatyta, kad nutukimas susijęs su smegenų kraujotakos ir neurochemijos pokyčiais. PET tyrimas su [11C] raclopride parodė, kad labai nutukusių asmenų smegenų dopamino D2 receptorių prieinamumas sumažėja proporcingai jų kūno masės indeksui (KMI) (6). Tyrimai, naudojantys PET ir regioninio smegenų kraujotakos matavimus, parodė, kad nutukusių ir raumeningų individų smegenų atsakas į atotrūkį yra skirtingas (7, 8ir fMRI tyrimas parodė, kad geriamojo gliukozės nurijimas sukelia fMRI signalo slopinimą hipotalamo dalyse ir kad šis centrinis slopinantis atsakas yra labai susilpnėjęs nutukusiems pacientams (9). Kitas fMRI tyrimas parodė, kad atsakas į regėjimo ir klausos binge esančius maisto dirgiklius padidėjo smegenų aktyvavimo sričių, esančių nutukusiose valgomosiose dalyse, skaičius (palyginti su liesais besaikiais valgytais ir liesomis ir nutukusiomis nevartojančiomis valgytojomis).10). Be to, vienas ankstesnis tyrimas su vieno fotono emisijos tomografija parodė, kad regimasis poveikis maistui yra susijęs su regioninio smegenų kraujotakos, atsiradusios dėl tinkamų laikinų ir parietinių žievių, padidėjimu nutukusioms moterims, bet ne įprastoms moterims (11). Neseniai atliktas tyrimas su magnetinio rezonanso (MRI) ir vokselio pagrindu atlikta morfometrija (VBM) parodė, kad nutukę asmenys turi gerokai mažesnius smegenų pilkosios medžiagos kiekius po centrinio gyrus, priekinės operacijos, putameno ir vidurinio frontinio gyrus, palyginti su grupe tiriamųjų (tačiau ne liesos) tiriamųjų KMI neigiamai siejasi su pilkosios medžiagos kiekiu kairiajame viduriniame gyrus (12). Be to, šalia striatumo buvo aptiktas baltos medžiagos kiekio skirtumas, kuriame nutukę asmenys turėjo didesnį tūrį nei liesieji.

Dauguma nutukimo smegenų vaizdavimo tyrimų yra statiniai grupės palyginimai. Dažnai grupės buvo atskirtos pagal KMI ir pasirinktą centrinės nervų sistemos kintamąjį, pvz regioninis kraujo tekėjimas, dopamino receptoriai arba pilkosios medžiagos tūris tiriami skerspjūvio būdu. Mūsų žiniomis, nutukime nėra smegenų funkcijos išilginės analizės. Šiame tyrime domėjome apie svorio padidėjimo ir praradimo poveikį žmogaus smegenų pilkos ir baltos medžiagos struktūrai. Fosfolipidai yra pagrindinės neuronų ir glialinių membranų sudedamosios dalys ir dalyvauja membranos rekonstrukcijoje ir sintezėje bei signalų transdukcijoje (13). Smegenų fosfolipidų metabolizmas yra dinamiškas procesas, kurį veikia, pavyzdžiui, laisvųjų riebalų rūgščių koncentracija plazmoje. Apie 5% nekesterifikuotų riebalų rūgščių ekstrahuojama iš kraujo, kai ji eina per žiurkių smegenis, ir ekstrahavimas nepriklauso nuo smegenų kraujotakos (13). Nutukimą lydi laisvųjų riebalų rūgščių perteklius plazmoje, dėl to riebalų kaupimasis į adipocitus ir į keletą organų. Todėl mes manėme, kad nutukę asmenys gali turėti skirtingų smegenų riebalų apykaitos ir padidėjusio riebalų kaupimosi baltoje medžiagoje, o tai gali atspindėti baltos medžiagos tūrį.

Tyrimas buvo sudarytas iš dviejų dalių: 1), įprastas skerspjūvio smegenų palyginimas su nutukimais ir liesais asmenimis, ir koreliacijos analizė, ir 2 - išilginis atskirų smegenų stebėjimas po didelio greito kūno svorio sumažėjimo. I dalyje ištyrėme smegenų regioninių pilkos ir baltos medžiagos kiekių skirtumus tarp raumeningų ir nutukusių asmenų. II dalyje nutukusių asmenų subpopuliacija (n = 16) nuo pirmos dalies pradėjo kontroliuoti labai mažai kalorijų turinčią dietą (VLCD) 6 wk, o antrąjį smegenų nuskaitymą po to, kai jie sėkmingai sumažino savo svorį vidutiniškai 12 %. Yra žinoma, kad dieta turi teigiamą poveikį, pavyzdžiui, jautrumui insulinui ir lipidams plazmoje nutukusiems asmenims (14), o svorio mažinimas taip pat susijęs su leptino koncentracijos plazmoje sumažėjimu (\ t15). Smegenų, kaip lipidų turinčio audinio, taip pat gali paveikti svorio netekimas. Mes išbandėme, ar svorio mažinimas gali sumažinti smegenų tūrį nutukusiems asmenims, atsižvelgiant į riebalų sumažėjimą visame kūne.

Dalykai ir metodai

Dalykai ir studijų dizainas

I dalis.

Tyrime dalyvavo 30 nutukę (12 ir 18 moterys) ir 16 raumenys (aštuoni vyrai ir aštuonios moterys). Liesiniai asmenys buvo apibrėžti kaip tie, kurių KMI yra mažesnis nei 26 kg / m2 ir nutukę asmenys, kurių KMI yra didesnis nei 27 kg / m2. Pacientai, sergantys valgymo sutrikimais, medžiagų apykaitos ligomis, širdies ir kraujagyslių ligomis, ankstesne ar esama kepenų ar inkstų funkcija, anemija arba geriamasis kortikosteroidų gydymas, buvo atmesti. Pagrindinės fizinės ir medžiagų apykaitos charakteristikos pateiktos 1 lentelėje. Nutukę asmenys turėjo gerokai didesnę gliukozės, insulino, leptino ir laisvųjų riebalų rūgščių koncentraciją nevalgius (1 lentelė).). Raštu pagrįstas sutikimas buvo gautas paaiškinus dalyko tikslą ir galimą riziką. Studijų protokolą patvirtino Pietvakarių Suomijos sveikatos priežiūros rajono etikos komitetas ir jis buvo vykdomas pagal Helsinkio deklaracijos principus.

Peržiūrėkite šią lentelę:

1 LENTELĖ.

Pagrindiniai tiriamų asmenų demografiniai rodikliai ir laboratorinės vertės (po pasninko)

II dalis.

Aštuoniolika nutukusių asmenų (keturi vyrai ir 12 moterys) dalyvavo II dalyje, kurios metu jiems buvo paskirta VLCD (2 lentelė).). 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Suomija) visus dienos patiekalus pakeitė VLCD produktai (2.3 MJ, 4.5 g riebalai, 59 g baltymai ir 72 g angliavandeniai per dieną). Pridėjus Nutrifast, pacientai kasdien gėrė mažiausiai 2 litrus vandens ar be cukraus. Fizinio aktyvumo pokyčiai neleidžiami. Mitybą reguliariai kontroliavo studijų slaugytoja, turinti mitybos patirtį. Po dietos atsirado 1-wk atkūrimo laikotarpis su normokalorine dieta, kad būtų išvengta katabolinės būklės. MRT, antropometriniai matavimai ir laboratoriniai vertinimai buvo pakartoti po atkūrimo laikotarpio. Riebalinio audinio masė pilvo srityje buvo vertinama L2 / L3 tarpslankstelinio disko lygiu prieš ir po dietos naudojant standartizuotą MRI metodą.16).

Vaizdo ir duomenų analizė

MRI buvo gauti su „Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual“ skaitytuvu („Philips“, „Best“, Nyderlandai). Viso smegenų T1 svertinis trimatis greito lauko aido (FFE) duomenų rinkinys buvo gautas skersinėje plokštumoje (laiko atkartojimas = 25 msec, laikas echo = 5 msec, pasvirimo kampas = 30 °, sužadinimų skaičius (NEX) = 1, ir regėjimo laukas = 256 × 256 mm2), suteikiant mažiausiai 160 gretimų griežinėlių per galvą. Vaizdai perkelti į asmeninį kompiuterį ir konvertuoti į „Analyze“ formatą, naudojant „MRIconvert“ (http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) ir analizuojami naudojant SPM2 (Wellcome departamentas, pažinimo neurologija, Londonas, Jungtinė Karalystė; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / spm) ir Matlab 6.5 (The MathWorks, Natick, MA). Vaizdams pritaikytas optimizuotas VBM protokolas (17). Prieš VBM analizę, patyręs neuroradiologas (RP) atliko klinikinį MR vaizdų įvertinimą. Vienas pagyvenęs raumeningas subjektas turėjo nedidelį lakūninį infarktą arti kairiosios salos žievės; jokiu kitu klinikiniu požiūriu reikšmingo tyrimo nepastebėta.

Šablonai

Individualūs šablonai buvo sukurti siekiant palengvinti optimalų nutukimo ir liesos temos MRI skenavimą. Šablonų generavimas buvo atliktas naudojant įrankių rinkinio išplėtimą SPM2 segmentavimo algoritmui (Christian Gaser, Jenos universitetas, Jena, Vokietija; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Šablonai sukonstruoti, nes dabartinių MRT skenavimo kontrastas gali skirtis nuo esamo šablono, dabartinės temos populiacijos demografija gali skirtis nuo tų, kurie naudojami kuriant esamą šabloną, ir kiekvienas skaitytuvas įveda konkrečius nelygumus ir nesuderinamumus. Todėl šablonai buvo sukurti taip, kad sumažintų šališkumo potencialą vienos grupės atžvilgiu erdvinio normalizavimo metu (18).

Optimizuotas VBM

Sukūrus su konkrečiaisiais tyrimais susijusius šablonus, originaliems duomenims pritaikytas optimizuotas protokolas (17). Optimizuotas VBM protokolas pagerina erdvinį normalizavimą naudodamas pilkosios medžiagos vaizdus ir pilkosios medžiagos šabloną, o ne anatominius T1 vaizdus. Optimizuotas protokolas taip pat apima pertvarų valymą taikant morfologines operacijas ir pasirinktinį pertvarų moduliavimą, kad būtų išsaugotas bendras signalo kiekis. Kadangi mes daugiausia domėjomės nutukimo tūriniais skirtumais, o ne koncentracijų skirtumais, pasirinkome papildomą moduliavimą mūsų VBM protokole. Erdvinio normalizavimo nutraukimas buvo 25 mm, buvo naudojamas vidutinis netiesinis reguliavimas, o protokole dalyvavo 16 nelinijinės iteracijos. Moduliuoti vaizdai buvo išlyginti 12-mm pločio pilno pločio pusiau maksimaliu (FWHM) izotropiniu Gauso branduoliu. Ankstesniuose tyrimuose optimizuotas VBM buvo tinkamai patvirtintas, o audinių klasifikavimo metodas, naudojamas VBM, davė labai atkuriamus rezultatus (17).

Biocheminės analizės

Gliukozės koncentracija plazmoje buvo nustatyta dviem egzemplioriais gliukozės oksidazės metodu (Analox GM9 analizatorius; Analox Instruments, London, UK). Glikozilintas hemoglobinas buvo matuojamas greitos baltymų skysčių chromatografijos būdu (MonoS; Pharmacia, Uppsala, Švedija). Insulino koncentracija plazmoje buvo matuojama dvigubo antikūno fluoroimmunoanalizėmis (Autodelfia; Wallac, Turku, Suomija). Bendras cholesterolio ir didelio tankio lipoproteinų cholesterolio kiekis serume buvo išmatuotas naudojant standartinius fermentinius metodus (Roche Molecular Biochemicals, Manheimas, Vokietija) su visiškai automatizuotu analizatoriumi (Hitachi 704; Hitachi, Tokijas, Japonija). Serumo mažo tankio lipoproteinų cholesterolis buvo apskaičiuotas pagal Friedewald lygtį (19). Serumo neturinčios riebalų rūgštys buvo nustatytos fermentiniu metodu (acil-CoA sinazazės-acil-CoA oksidazės peroksidazės metodas; Wako Chemicals, Neuss, Vokietija). Plazmos leptinas buvo analizuojamas su RIA (Linco, St. Charles, MO). I dalyje kraujo tyrimų, juosmens apimties ir juosmens iki klubo santykio duomenys nebuvo gauti iš keturių raumeningų tiriamųjų, o vieno nutukusio žmogaus leptino duomenys nebuvo.

Statistinė analizė

Išlyginti, moduliuojami duomenys buvo analizuojami naudojant statistinį parametrinį kartografavimą (SPM2), naudojant bendrąjį linijinį modelį. Tūrio pokyčiai buvo išbandyti analizuojant moduliuojamus duomenis. Kadangi moduliavimo metu mes įtraukėme erdvinio normalizavimo sukeltą tūrio pokyčio korekciją, buvo tikslinga įtraukti bendrą intrakranijinį tūrį (TIV) kaip kovariaciją, kad pašalintume bet kokią dispersiją dėl galvos dydžio skirtumų. TIV buvo apskaičiuotas naudojant SPM2 get_globals funkciją. Apskaičiuota ir suvestinė kiekviename audinių skyriuje esančių vokselių skaičius.

Siekiant išvengti galimų kraštinių efektų aplink pilkos ir baltos medžiagos sieną, statistinei analizei atlikti buvo atmesti vokseliai, kurių pilka arba balta medžiaga yra mažesnė nei 0.1. Skirtumai tarp nutukusių ir raumeningų tiriamųjų buvo išbandyti naudojant kovariaciją naudojant lytį ir TIV kaip trikdančius kovariančius. Koreliacinės analizės tarp fizinių / metabolinių priemonių ir smegenų baltos / pilkosios medžiagos kiekių buvo atliktos naudojant daugialypę regresinę analizę, naudojant lytį ir TIV. Dietos poveikis baltai ir pilkai medžiagai buvo išbandytas su poromis t SPM2. II dalies koreliacijos analizė atlikta paprasta regresija, apskaičiuojant delta vaizdus (nuskaitymo 1 - scan 2) ir delta reikšmes fizinėms ir metabolinėms priemonėms. Nustatyta SPM analizės aukščio riba P = 0.01 ir 50 voxels ribos. SPM interpretavimui ir tinkamoms anatominėms etiketėms nustatyti buvo naudojamas MNI erdvės įrankis (Sergejus Pakhomovas, Rusijos mokslų akademija, Sankt Peterburgas, Rusija). Statistinio reikšmingumo lygis buvo nustatytas vokelio lygiu P <0.01 [pataisyta pagal kelis palyginimus naudojant klaidingą atradimo dažnį (FDR)]. Duomenys pateikiami kaip priemonės (sd), jei nenurodyta kitaip.

rezultatai

Regioniniai smegenų kiekiai liesos ir nutukę asmenys (I dalis)

Didesniais santykiniais smegenų baltos medžiagos kiekiais buvo stebimi nutukę asmenys, lyginant su raumeningais subjektais, keliuose regionuose: pranašesnis, vidutinis ir prastesnis laikinasis gyri; fusiform gyrus; parahippocampal gyrus; smegenų kamienas; ir smegenėlių (visi išvados dvišaliai) (1 pav.), A ir B). SPM smegenų žemėlapyje gretimi voxels, turintys reikšmingą grupinio skirtumo santykinį baltos medžiagos tūrį, susiliejusį sudarant dvi grupes [35,901 voxels, piko vokselis (esant 6 mm, −23 mm, -29 mm), FDR pataisyta P = 0.006; 16,228 voxels, piko vokselis (esant –52 mm, −18 mm, −28 mm), FDR pataisyta P = 0.006] (lentelė 3). Lean tiriamieji neturėjo didesnės baltos medžiagos kiekio, lyginant su nutukusiais, bet kuriame smegenų regione. Vidutinis (sd) baltosios medžiagos tūris buvo 0.486 litrai (0.063) nutukusiems pacientams ir 0.458 litrai (0.044) raumeningiems asmenims (TIV pataisyta P = 0.14).

Fig. 1.

A, Regionai, kuriuose nutukę subjektai, palyginti su raumeningais subjektais, parodė didesnius baltos medžiagos kiekius. Statistiniai parametriniai žemėlapiai vaizduojami vidutiniškai viso tyrimo mėginio T1 MRI (n = 46). Spalvų juosta reiškia T statistines vertes. Atkreipkite dėmesį į simetrišką klasterių pasiskirstymą laikinose skiltyse ir smegenų kamiene. Pateiktos reikšmingos išvados, FDR pataisyta P = 0.006. B, baltos medžiagos kiekis vyrams (kvadratų) ir moterys (apskritimai) klasterio subjektai, kurie užėmė dalis kairiųjų laikinų ir limbinių skilčių (16,228 voxels), atstovaujantys juosmens ir klubo perimetro santykio funkciją. Atkreipkite dėmesį į mažesnius baltos medžiagos kiekius asmenims, turintiems mažesnį juosmens ir klubo santykį.

Peržiūrėkite šią lentelę:

3 LENTELĖ.

Tyrimo I ir II dalyse reikšmingų regioninių baltymų kiekio skirtumų vietos

Teigiama koreliacija tarp baltos medžiagos tūrio ir juosmens iki klubo santykio nutukusioje grupėje laikinose skiltyse, smegenų kamiene ir smegenėlių (kaip nurodyta aukščiau). Be to, tokia pati koreliacija buvo pastebėta ir limbinės bei okcipitalinės skilties dalyse (lentiforminis branduolys ir vidurinis pakaušio gyrus). Šios sritys sudarė dvi grupes, turinčias reikšmingą koreliaciją [59,340 voxels, piko vokselis (esant –33 mm, -53 mm, −47 mm), FDR pataisyta P = 0.008; 7,269 voxels, piko vokselis (esant 43 mm, −48 mm, −21 mm), FDR pataisyta P = 0.008]. Amžius reikšmingai nesusijęs su juosmens ir klubo santykiu (r = 0.21, P = 0.28). Kitas teigiamas ryšys nutukusiems asmenims buvo nustatytas tarp baltos medžiagos kiekio ir be riebalų rūgšties koncentracijos serume. Tai buvo reikšminga klasteryje, kuris užėmė dalis kairiųjų laikų ir pakaušio skilčių (10,682 voxels, piko vokselis (–43 mm, −49 mm, −18 mm), FDR pataisyta P = 0.004]. Nėra reikšmingų koreliacijų tarp baltos medžiagos kiekio ir KMI. Liesos grupėje reikšmingų koreliacijų tarp fizinių ar medžiagų apykaitos priemonių ir regioninių tūrių nebuvo.

Nebuvo statistiškai reikšmingų pilkosios medžiagos kiekių skirtumų tarp nutukusių ir raumeningų tiriamųjų, nors tam tikruose smegenų regionuose, pvz., Cinguliniame gyri, pranašesniame ir medialiniame frontiniame žirgyje, smegenų kamiene ir smegenėlių kūnuose, raumeningumo lygis buvo didesnis. FDR pataisyta P = 0.025). Vidutinis (sd) pasaulinė pilkosios medžiagos apimtis buvo 0.752 litrai (0.070) nutukusiems asmenims ir 0.734 litrai (0.074) liesiems asmenims (TIV pataisyta P = 0.79).

Dietos poveikis (II dalis)

Šešių savaičių VLC dietos sukėlė labai didelį svorio mažėjimą visose nutukusiose tiriamosiose grupėse [11 (3.4) kg, 6.6 – 19 kg] ir sc ir visceralinių riebalų masės sumažėjimą pilvo srityje (2 lentelė)). Svorio sumažėjimas buvo susijęs su kraujospūdžio, cholesterolio, leptino ir glikozilinto hemoglobino kiekio sumažėjimu (2 lentelė).), tačiau reikšmingų gliukozės koncentracijos plazmoje ir insulino koncentracijų pokyčių nebuvo.

Peržiūrėkite šią lentelę:

2 LENTELĖ.

Dietos poveikis fizinėms priemonėms ir laboratorinėms vertėms (pasninkavus)

Dieta mažina pasaulinės baltos medžiagos kiekį: 0.498 litrus (0.051) prieš ir 0.488 litrus (0.048) po dietos (P = 0.002). Regioniniai baltųjų medžiagų kiekiai sumažėjo kairiajame laikiniame skiltyje (fusiform gyrus; parahippocampal gyrus ir žemesni, medialiniai ir geresni laikini gyri) [12,026 gretimi vokseliai, piko vokselis (-46, −6 ir −31 mm), FDR pataisyta P = 0.009] (pav. 2, A ir B, ir lentelė 3). Be to, baltųjų medžiagų sumažėjimas pasiekė tendencijos lygio reikšmę keliose kitose grupėse (FDR pataisyta P vertė tarp 0.03 ir 0.07). Nė viena iš smegenų struktūrų nedidėjo baltos medžiagos kiekio po dietos. Pasaulinės arba regioninės pilkosios medžiagos pokyčiai buvo nereikšmingi (P > 0.28).

Fig. 2.

A, smegenų regionas, kuriame nutukę pacientai žymiai sumažino baltos medžiagos kiekį po dietos 6. Statistiniai parametriniai žemėlapiai yra brėžiami vidutiniu T1 MRI iš dietos subample (n = 16). Spalvų juosta reiškia T statistines reikšmes, FDR pataisyta P = 0.009. B, Dietos poveikis individualiems baltos medžiagos kiekiams klasteryje, parodytas A. Ploto, Vyrai; apskritimai, moterys.

Diskusija

Šis tyrimas rodo, kad nutukę asmenys turi daugiau baltos medžiagos kiekio keliose bazinio smegenų srityse, lyginant su raumeningais tiriamaisiais. Kai nutukę pacientai buvo gydomi VLCD 6 wk, nustatyta baltojo baltojo kiekio ir baltos medžiagos kiekio sumažėjimas kairiajame laikiniame skiltyje. Pasaulinės ir regioninės pilkosios medžiagos kiekiai grupėse buvo panašūs ir dietos nesikeitė.

Pastaruoju metu buvo pastebėtas padidėjęs baltojo tirpalo tūris, esant rimtai nutukusių tiriamųjų striatumui (BMI 39.4).12). Šiame tyrime nutukusių asmenų pilkosios medžiagos tūris buvo mažesnis keliose smegenų zonose, o atvirkštinė sąsaja buvo nustatyta tarp KMI ir pilkosios medžiagos tūrio kairiajame viduriniame gyrus nutukusiuose, bet ne liesuose tiriamuosiuose. Mes nenustatėme didelių pilkosios medžiagos skirtumų tarp raumeningų ir nutukusių pacientų, nors buvo keletas smegenų sričių, kuriose nutukę subjektai parodė tendenciją žemesnius pilkosios medžiagos kiekius nei liesos individai (P = 0.025). Kadangi šio tyrimo dalyviai buvo mažiau nutukę, palyginti su ankstesniame tyrime dalyvavusiems \ t12), gali būti, kad sunkesnis lėtinis nutukimas turi įtakos pilkai medžiagai kartu su balta medžiaga.

Šiame tyrime didesnės baltos medžiagos kiekiai nutukusioje grupėje buvo matomi baziniuose dvišaliuose regionuose, o baltos medžiagos išplitimas buvo susijęs su padidėjusiu juosmens ir klubo santykiu (pataisyta lytis), bet ne BMI. Daugybė tyrimų parodė, kad kūno riebalų pasiskirstymas, o ne kiekis, yra susijęs su medžiagų apykaitos pokyčiais.20, 21, 22). Vertinant širdies ir kraujagyslių ligų ir medžiagų apykaitos sutrikimų riziką prieš ir po menopauzės sergančių moterų, atrodo, kad juosmens ir klubo santykis yra geresnis nei KMI.23). Be to, neseniai atliktas didelis tyrimas (n = 27,007) rodo, kad liemens ir klubo santykis papildo prognozuojamą informaciją apie širdies ir kraujagyslių riziką moterims visais KMI ir vyrams, kurių svoris yra normalus (žr.24). Šiame tyrime matėme stiprų lytį koreguojamą teigiamą koreliaciją tarp juosmens ir klubo santykio bei baltos medžiagos kiekio. Tai rodo, kad smegenų balta medžiaga gali būti labiau susijusi su pilvo riebalų kaupimu, o ne kūno riebalais Rep. Tačiau smegenyse didelis bendras klasterių dydis rodo, kad santykiai gali būti bendresni ir mažiau regioniniai. Vienas iš aiškinimų galėtų būti tai, kad visceralinių riebalų padidėjimas yra susijęs su riebalų kaupimu centriniame miele visoje smegenyse.

Dabartinis tyrimas taip pat parodė teigiamą ryšį tarp riebalų rūgšties koncentracijos serume ir smegenų baltojo medžiagos kiekio nutukusiems pacientams kairėje laiko ir pakaušio skiltyje, o nutukę asmenys pasižymėjo gerokai didesnes laisvo riebalų rūgščių koncentracijas serume. Todėl baltųjų medžiagų nutukimo skirtumų paaiškinimas gali būti nenormalus lipidų metabolizmas ir kaupimasis smegenyse. Ankstesni tyrimai su graužikais parodė, kad riebalų rūgščių hipotalaminis metabolizmas gali modifikuoti šėrimo elgseną ir kad hipotalaminis riebalų acilo transferazės-A koenzimo kiekis gali būti padidintas padidinus cirkuliuojančių ar centrinių lipidų esterinimą ir (arba) vietiniu slopinimu. lipidų oksidacija (25). Šio tyrimo rezultatai kartu su tyrimų su gyvūnais rezultatais rodo, kad riebalų rūgščių perteklius nutukime gali sukelti patologinį lipidų apykaitą smegenyse, o tai gali turėti įtakos tiek smegenų baltumo kiekiui, tiek smegenų funkcijai reguliuojant maistą. vartojimas. Kita vertus, nors aptikti kiekio skirtumai atitinka tyrimo hipotezę, jie tiesiogiai neįrodo, kad nutukimu lydi riebalų kaupimasis smegenyse. Siekiant patvirtinti hipotezę, būsimi tyrimai turėtų suteikti daugiau įrodymų, kad žmogaus organizme nutukimo metu pasikeičia smegenų riebalų rūgščių metabolizmas.

Pažymėtina, kad nors VBM gali tiksliai nustatyti regioninius apimties pokyčius, ji nesuteikia jokių klaidų apie priežastinį veiksnį. Todėl baltymų kiekio padidėjimas nutukime nebūtinai yra susijęs su riebaliniu audiniu ar mielinu. Teoriškai individuali hidratacijos būsena gali turėti įtakos baltos medžiagos kiekiui, nes pranešta, kad 16 h skysčio suvartojimas sumažėja pagal 0.55%.26). Tačiau liesos ir nutukę pacientai prieš MRI tyrimą laikėsi vienodų nurodymų dėl nevalgius ir turėjo normalias (ir panašias) kraujo hematokrito reikšmes (vidutinė 41% raumeningoje grupėje, 42% nutukusiose grupėse). Antra, rezultatai buvo regioniškai selektyvūs ir daugiausia buvo bazinių smegenų regionuose. Intervencinėje dalyje nutukusiems asmenims buvo atlikta 1-wk normokalorinė dieta prieš antrąjį MRT tyrimą, kuris, tikėtina, normalizavo skysčio pusiausvyrą. Jie taip pat turėjo normalias kraujo hematokrito vertes prieš ir po dietos (39 vs 37% atitinkamai), rodo, kad nebuvo reikšmingų hidratacijos būsenos pokyčių.

Yra žinoma, kad dieta pagerina jautrumą insulinui ir lipidų kiekį plazmoje (14), todėl išvengiama su nutukimu susijusių bendrų ligų. Dietos vartojimo poveikis smegenų struktūrai anksčiau nebuvo tirtas. Šio tyrimo II dalyje dietos sukeltas baltos medžiagos sumažėjimas kartu su I dalies rezultatais rodo, kad tiek lėtinis svorio padidėjimas, tiek greitas svorio netekimas yra susiję su smegenų balta medžiaga. Šio tyrimo neapima tirti baltosios medžiagos tūrio pokyčių nutukimo klinikinę reikšmę. Negalime atsakyti, ar pranešti smegenų struktūriniai pokyčiai yra pirminiai ar antriniai. Tačiau, remdamiesi mielino turtingos baltos medžiagos aptikimu (su pilkosios medžiagos išsaugojimu), mes spėliojame, kad įrodyta pokyčiai yra antriniai, atspindintys riebalų kaupimąsi. Mes nesugebėjome koreguoti baltos medžiagos pokyčių dietoje su fizinių ar medžiagų apykaitos pokyčių pokyčiais, nors buvo pastebėtas tendencijos lygio ryšys tarp baltos medžiagos kiekio sumažėjimo ir pilvo vidaus organų riebalų nuostolių (atsižvelgiant į sc riebalus). Tačiau rezultatai nereiškia, kad centrinės baltos spalvos pokyčiai yra atskiras svorio padidėjimo ir svorio kritimo atvejis, bet kad 30 nutukę asmenys (I dalis) ir 16 nutukę subjektai (II dalis) galėjo būti per maži koreliacijos analizei su didele variacija. Galiausiai, dėl galimų registracijos klaidų ir išlyginimo, galima manyti, kad, nors didžioji dauguma pastebėtų skirtumų atspindi baltos medžiagos pokyčius, negalima atmesti galimybės, kad tam tikras pilkosios medžiagos signalas yra įtrauktas į bendrą signalą.

Apibendrinant, pateikiame duomenis, rodančius, kad nutukimas yra susijęs su smegenų baltos medžiagos tūrio plėtimu. Svarbiausias santykis buvo tarp juosmens ir klubo santykio bei baltos medžiagos. Išilginėje analizėje rezultatai parodė, kad smegenų balta medžiaga susitraukė po trumpalaikio dietos. Nors epidemiologiniai tyrimai parodė, kad nutukusiems asmenims yra padidėjusi degeneracinių smegenų ligų rizika, išlieka neaiški čia pateiktos baltos medžiagos pokyčių nutukimo ir dietos reikšmė. Ateities tyrimai galėtų būti atliekami siekiant ištirti centrinio riebalų kaupimosi ir baltųjų medžiagų sutrikimų vaidmenį degeneracijos neuropatogenezėje.

 

Padėka

Dėkojame Dr. Paului Maguire'ui (Groningeno universitetas, Groningenas, Nyderlandai) už neįkainojamą pagalbą įvaizdžio analizėje. Taip pat dėkojame Turku PET centro personalui už kvalifikuotą pagalbą egzaminuose.

Išnašos

  • Šį darbą palaikė Suomijos akademija (Sprendimas 104334), Turku universiteto centrinė ligoninė ir Turku universiteto fondas.

  • Informacijos atskleidimas: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN ir VK neturi nieko deklaruoti.

  • Pirmasis paskelbtas internete Gegužės 29, 2007

  • Santrumpos: KMI, Kūno masės indeksas; FDR, klaidingas atradimas; fMRI, funkcinis MRT; MRT, magnetinio rezonanso vaizdavimas; PET, pozronų emisijos tomografija; TIV, bendras intrakranijinis tūris; VBM, vokselio pagrindu sukurta morfometrija; VLCD, labai mažo kaloringumo dieta.

  • Įstojo į Lapkričio 13, 2006.
  • Priimta Gali 23, 2007.

Nuorodos

Straipsniai, kuriuose minimas šis straipsnis