Am J Clin Nutr. Rugsėjo 2013; 98 (3): 641 – 647.
Paskelbta internete birželio 26, 2013. doi: 10.3945 / ajcn.113.064113
PMCID: PMC3743729
Belinda S Lennerz, David C Alsop, Laura M Holsen, Emily Stern, Rafael Rojas, Cara B Ebbeling, Jill M Goldsteinir David S Ludwig
Šis straipsnis buvo minimas kiti PMC straipsniai.
Abstraktus
Background: Kokybiniai mitybos aspektai įtakoja valgymo elgesį, tačiau fiziologiniai šių kalorijų nepriklausomo poveikio mechanizmai lieka spekuliatyvūs.
Tikslas: Ištyrėme glikemijos indekso (GI) poveikį smegenų aktyvumui vėlesniame pokalbio periode po tipiško tarpinio intervalo.
dizainas: Naudojant atsitiktinės atrankos, aklumo, kryžminio dizaino, 12 antsvorio ar nutukę vyrai, sulaukę 18 – 35 y, vartojo 2 kartus didelius ir mažus GI valgius, kontroliuojamus kalorijų, makroelementų ir skonio. Pagrindinis rezultatas buvo smegenų kraujotaka, kaip ramybės smegenų aktyvumo matas, kuris buvo įvertintas naudojant arterinį spin-ženklinimo funkcinį magnetinio rezonanso tyrimą 4 h po bandymų. Mes įtarėme, kad smegenų veikla būtų didesnė po aukšto GI valgio iš anksto nustatytuose regionuose, dalyvaujančiuose valgymo elgsenoje, atlygiu ir troškimu.
Rezultatai: Inkrementinė veninė plazmos gliukozė (2-h plotas po kreive) po 2.4 buvo didesnė, palyginti su dideliu nei mažo GI valgymu (P = 0.0001). Gliukozės koncentracija plazmoje buvo mažesnė (vidurkis ± SE: 4.7 ± 0.14, palyginti su 5.3 ± 0.16 mmol / L; P = 0.005) ir pranešė, kad badas buvo didesnis (P = 0.04) 4 h po aukšto nei žemo GI valgio. Šiuo metu didelio GI miltai sukėlė didesnį smegenų aktyvumą, sutelktą dešiniajame branduolyje accumbens (iš anksto apibrėžta sritis; P = 0.0006 su koregavimu, skirtu daugybiniam palyginimui), kuris išplito į kitas dešiniojo striatumo sritis ir į uoslės plotą.
Išvados: Palyginti su izokaloriniu mažo GI maistu, didelis GI miltai sumažino gliukozės koncentraciją plazmoje, padidino alkį ir pasirinktinai stimuliuoja smegenų regionus, susijusius su atlyginimu ir troškimu vėlesniame posėdyje, o tai yra laikas, ypatingai svarbus valgymo elgsenai kitame valgio. Šis bandymas buvo užregistruotas clinicaltrials.gov kaip NCT01064778.
ĮVADAS
Mesolimbinė dopaminerginė smegenų sistema, kuri susilieja su branduoliu accumbens (striatumo dalimi), atlieka pagrindinį vaidmenį už atlygį ir troškimą, ir ši sistema, atrodo, tarpininkauja hedoniniams maisto atsakams (1-3). Tyrimų su graužikais metu po to, kai vartojama labai skanus maistas, padidėjo dopamino ir jo metabolitų ekstraląstelinė koncentracija, nei standartinių graužikų pašarų granulių (4). Be to, opiatų mikroinjekcijos į branduolį pakyla dėl didesnio maisto suvartojimo ir maistinės vertės.5). Klinikiniai tyrimai, kuriuose buvo naudojamas funkcinis smegenų vaizdavimas, parodė, kad nutukę daugiau nei subrendę individai, po to, kai jie apžiūrėjo ar suvartojo skanius, kalorijų turinčius maisto produktus, padidėjo aktyvumas branduoliuose ar kituose striatum regionuose.6-11). Ypač domina striatalo dopaminas D2 nutukę asmenys buvo gerokai mažesni nei nešiojamų pacientų, kuriems nustatytas \ t11), dėl kurio atsirado galimybė, kad persivalgymas gali kompensuoti mažą dopaminerginį aktyvumą. Tačiau šie skersinių ir nutukusių žmonių grupių lyginamieji palyginimai negalėjo įvertinti priežastinės krypties.
Fiziologiniai stebėjimai dėl glikemijos indekso (GI)5 sukurti mechanizmą, skirtą suprasti, kaip konkretus mitybos veiksnys, išskyrus skonį, gali sukelti maisto troškimą ir persivalgymą. GI aprašo, kaip angliavandenių turintys maisto produktai paveikia gliukozės kiekį kraujyje po gydymo būklės (12, 13). Kaip anksčiau aprašyta nutukusiems paaugliams (13, 14), vartojant didelį, palyginti su mažo GI valgiu, ankstyvuoju pooperaciniu laikotarpiu (0 – 2 h) padidėjo gliukozės ir insulino kiekis kraujyje, po kurio vėlesnį po gydymo laikotarpį buvo sumažėjęs gliukozės kiekis kraujyje (3 – 5 h ). Gliukozės kiekio kraujyje sumažėjimas, kuris dažnai būna mažesnis už nevalgius 4 h po didelio GI valgio, gali sukelti pernelyg didelį alkį, persivalgymą ir pirmenybę maisto produktams, kurie greitai atkuria gliukozės kiekį kraujyje iki normalaus (ty didelio GI) (15-17), persodinimo ciklai. Iš tiesų, suaugusiųjų su raumenų ir nutukimu tyrimu, vidutinis insulino sukeltas gliukozės koncentracijos kraujyje sumažėjimas nuo 4.9 iki 3.7 mmol / L padidino striatumo stimuliatoriaus aktyvumą ir norą vartoti daug kalorijų turinčius maisto produktus (18). Norėdami ištirti šiuos mechanizmus, mes palyginome aukšto ir žemo GI testo valgių, kontroliuojamų kalorijų, makroelementų, sudedamųjų dalių šaltinių ir skonio, poveikį vėlyvajame postprandinio laikotarpio metu, naudojant funkcinę smegenų vaizdavimo sistemą, susijusią su maisto motyvacija ir energijos balansu.
DALYKAI IR METODAI
Mes atlikome atsitiktinės atrankos, aklumo, kryžminį tyrimą su sveikais antsvoriais ir nutukusiais jaunais vyrais ir palyginome 2 d atskirtus 2-8 wk didelio ir žemo GI testo valgius. Pagrindinis rezultatas buvo smegenų kraujotaka, kaip ramybės smegenų aktyvumo matas, kuris buvo nustatytas naudojant arterinį sukimo ženklinimą (ASL) fMRI 4 h po bandymo miltų. Mes hipotezėme, kad didelio GI miltai padidins striatumo, hipotalamos, amygdalos, hipokampo, cingulato, orbitofrontalinės žievės ir salų žievės aktyvumą, kuris yra smegenų regionai, dalyvaujantys valgymo elgsenoje, atlyginime ir priklausomybėje (6-11). Antriniai parametrai buvo gliukozės koncentracija plazmoje, serumo insulinas ir pranešta apie alkį per visą 5-h periodą. Bandymų patiekalų skonį taip pat įvertino naudojant 10-cm vizualią analoginę skalę (VAS). Statistiniai gydymo būdai apėmė svarbių smegenų regionų nustatymą ir korekciją daugkartiniams palyginimams. Protokolas buvo atliktas ir gautas etiniu požiūriu iš Beth Israel Deaconess medicinos centro (Bostonas, MA). Tyrimas buvo užregistruotas klinikos klinikoje kaip NCT01064778, o dalyviai pateikė raštišką sutikimą. Duomenys buvo renkami tarp 24 balandžio 2010 ir 25 vasario 2011.
Dalyviai
Dalyviai buvo įdarbinti „Boston“ metropolinės zonos ir interneto sąrašuose platinamais stendais ir plakatais. Įtraukimo kriterijai buvo vyrų lytis, amžius tarp 18 ir 35 y, ir KMI (kg / m2) ≥25. Moterys nebuvo įtrauktos į šį pradinį tyrimą, kad būtų išvengta painiavos, kuri galėjo atsirasti dėl menstruacinio ciklo (19). Išskyrimo kriterijai buvo bet kuri pagrindinė medicininė problema, vaistų, kurie paveikė apetitą ar kūno svorį, vartojimas, rūkymas ar pramoginių narkotikų vartojimas, didelis fizinis aktyvumas, dabartinis dalyvavimas svorio metimo programoje arba kūno svorio pokytis> 5% per ankstesnius 6 mėn., Alergija bandomiesiems patiekalams ar jų netoleravimas ir visos kontraindikacijos dėl MRT procedūros [pvz., Kontraindikuotini metaliniai implantai, svoris> 300 kg (136 kg)]. Tinkamumas buvo įvertintas atliekant atranką telefonu, po kurio vyko asmeninio vertinimo sesija. Vertinimo sesijoje mes gavome antropometrines priemones ir atlikome geriamojo gliukozės tolerancijos testą. Be to, dalyviai atrinko bandomuosius patiekalus ir jiems buvo atlikta MRT seka, siekiant įsitikinti gebėjimu toleruoti procedūrą.
Užregistruoti dalyviai buvo nuosekliai įrašyti į atsitiktinių užduočių sąrašą (parengtą Bostono vaikų ligoninės klinikinių tyrimų centro), skirtą bandomiesiems patiekalams tvarkyti, naudojant atsitiktinai permutuotus 4 blokus. Tyrimo darbuotojai dalyviams tiekė skystus bandomuosius patiekalus popierinėse taurėse. . Abiejų bandomųjų patiekalų išvaizda, kvapas ir skonis buvo panašūs. Visi dalyviai ir mokslinių tyrimų darbuotojai, dalyvaujantys duomenų rinkime, buvo užmaskuoti pagal intervencijos seką. Dalyviai už protokolo įvykdymą gavo 250 USD.
Išbandykite maistą
Bandymo patiekalai buvo modifikuoti iš Botero ir kt.20) pasiekti panašaus saldumo ir skonio skonio bandymuose, kuriuose dalyvavo studijų personalas. Kaip parodyta Lentelė 1abu bandymų patiekalai buvo sudaryti iš panašių ingredientų ir turėjo tokį patį makroelementų pasiskirstymą (ProNutra Software, versija 3.3.0.10; Viocare Technologies Inc). Prognozuojamas aukšto ir mažo GI testo valgių GI buvo atitinkamai 84% ir 37%, naudojant etaloninį standartą gliukoze. Tiriamųjų patiekalų kalorijų kiekis individualiai buvo nustatytas siekiant suteikti kiekvienam dalyviui 25% dienos energijos poreikių, remiantis apskaičiuotomis energijos sąnaudomis (21) ir 1.2 aktyvumo faktorius.
procedūros
Vertinimo metu buvo išmatuotas aukštis ir svoris, surinkti baziniai aprašomieji duomenys (įskaitant savarankiškai praneštą etninę kilmę ir rasę) ir gautas serumo skydliaukę stimuliuojantis hormonas (pasireiškiantis hipotiroze). Dalyviai gavo 75-g geriamojo gliukozės tolerancijos testą (gėrimas 10-O-75; Azer Scientific), gavus kraujo plazmos gliukozės ir serumo insuliną 0, 30, 60, 90 ir 120 min.
Bandymų sesijos buvo atskirtos 2 – 8 wk. Dalyviai buvo informuoti, kad prieš kiekvieną bandymo sesiją būtų išvengta įprastinės dietos ir fizinio aktyvumo lygio pokyčių 2 d ir išlaikyti kūno svorį per 2.5% nuo pradinio tyrimo metu. Dalyviai atvyko į 0800 ir 0930 abu bandymus, kai jie buvo nevalgę ≥12 val. Ir susilaikė nuo alkoholio nuo praėjusio vakaro. Kiekvienos sesijos pradžioje buvo įvertintas sveikatos intervalas, patvirtintas greitis, matuojamas svoris ir kraujospūdis. 20 gabarito intraveninis kateteris buvo dedamas serijiniam kraujo mėginių ėmimui. Po 30-min aklimatizacijos periodo atsitiktinai nustatytas bandymo miltai buvo visiškai suvartoti per 5 min. Kraujo mėginiai ir bado reitingai buvo gauti prieš ir kiekvieną 30 min. Po bandymo pradžios 5-h po gydymo laikotarpio. Mes negalėjome naudoti metalo rankų pašildymo įrenginio venų kraujo arterizavimui arti fMRI mašinos, o stresas, susijęs su pakartotiniais pirštų lazdomis kapiliariniam kraujui, galėjo sutrikdyti pirminio tyrimo rezultatus. Venų kraujo vartojimas galėjo sukelti klaidą, kai matuojamas arterinis gliukozės kiekis kraujyje virš ir neviršijant koncentracijos nevalgius, ypač didelės GI valgio, kuris apėmė tyrimo ribojimą (22). Patirtumas buvo įvertintas baigus bandomąjį miltelį, ir po 4 h atlikta neurofiltracija.
Matavimai
Svoris buvo matuojamas ligoninės suknelėje ir šviesiuose apatiniuose drabužiuose su kalibruotu elektroniniu skale (Scaletronix). Aukštis buvo matuojamas kalibruotu stadiometru (Holtman Ltd). KMI buvo apskaičiuotas dalijant svorį kilogramais pagal aukščio kvadratą metrais. Kraujo spaudimas buvo gautas automatizuota sistema („IntelliVue“ monitorius; „Phillips Healthcare“), o dalyvis sėdėjo ramiai už 5 min. Gliukozės ir skydliaukės stimuliuojančio hormono plazmoje buvo nustatyti klinikinės laboratorijos patobulinimų patvirtinti metodai (Labcorp). Serumas buvo paruoštas centrifuguojant ir laikomas -80 ° C temperatūroje, kad būtų galima nustatyti insuliną vienoje partijoje tyrimo pabaigoje (Harvardo katalizatoriaus centrinė laboratorija).
Malonumas buvo įvertintas su klausimu „Kaip skanus buvo šis patiekalas?“ Dalyviams buvo nurodyta, kad 10-cm VAS būtų vertikalus ženklas su žodiniais inkarais, kurie svyravo nuo „ne visai skanus“ (0 cm) iki „labai skanus“ ( 10 cm). Taip pat buvo įvertintas badas, o klausimas „Kaip tu dabar esate alkanas?“ Ir žodiniai inkarai, kurie svyravo nuo „ne alkanas“ iki „labai alkanas“ (14).
Neurodrafija buvo atlikta 4 h po bandomojo valgio, kai gliukozės koncentracija kraujyje buvo mažesnė, kai buvo tikimasi aukšto GI valgio.14), naudojant GE 3Tesla viso kūno skaitytuvą (GE Healthcare). Smegenų kraujotaka buvo nustatyta naudojant ASL, kuris yra MRT pagrįstas metodas, kuris naudoja išoriškai taikomus magnetinius laukus, kad pereinamuoju laikotarpiu etiketėje pripildytų arterijų kraujo vanduo būtų naudojamas kaip difuzinis žymeklis. Buvo gautas „3“ plokštumos lokalizatoriaus nuskaitymas, po kurio sekė T1 svertinis anatominės koreliacijos duomenų rinkinys (Modified Driven Equilibrium Fourier Transform).23), kai 7.9 ms pasikartojimo laikas, 3.2 ms aido laikas, 32-kHz dažnių juostos plotis, 24 × 19 regėjimo laukas, 1 mm plokštumos skiriamoji geba ir 1.6-mm griežinėliai. Paruošimo laikas buvo 1100 ms, pakartotinai prisotinus paruošimo laikotarpio pradžioje ir adiabatinės inversijos impulsas 500 ms prieš vaizdą. Po šių sekų ASL skenavimas buvo gautas pagal anksčiau aprašytus metodus (24). Ši seka naudojo pseudocontinuous etiketę su foniniu slopinimu, kad sumažintų judesio artefaktus, 3 matmenų daugiaspektę spiralinio vaizdo krūvą, 3.8 mm vaizdo skiriamąją gebą plokštumoje ir keturiasdešimt keturias 4-mm skilteles kiekvienam tūriui. 1.5 s pseudocontinuous ženklinimas su 1.5 s rašmenų užrašymo vėlavimu prieš vaizdo gavimą (25) buvo atliktas 1 cm žemiau smegenų bazės (4 vidurkiai etiketėje ir kontrolėje bei 2 nepripažinti vaizdai smegenų kraujotakos kiekybiniam įvertinimui). Smegenų kraujotaka buvo apskaičiuota pagal individualiai pritaikytą programinę įrangą, kaip nurodyta anksčiau (24-26).
Statistinės analizės
Tyrimas buvo sukurtas siekiant suteikti 80% galios, naudojant 5% I tipo klaidų lygį, kad būtų galima nustatyti 11.8% smegenų kraujotakos skirtumą, darant prielaidą, kad 12 dalyvių imties dydis, 11% likutinis SD vienam matavimui ir vidinis objektas 0.6 koreliacija. Pasiektas 11 dalyvių, turinčių naudingų duomenų, pavyzdys suteikė 80% galią, kad nustatytų 12.4% skirtumą, o visos kitos prielaidos liko.
Neurodualizavimo duomenų analizė atlikta statistinės parametrinės kartografinės statistikos vaizdo analizės aplinkoje (SPM5; Wellcome kognityvinio neurologijos departamentas). Smegenų kraujotakos vaizdai buvo pertvarkyti į pirmąjį atvaizdą ir transformuoti į standartinę anatominę erdvę (Monrealio neurologinis institutas / Tarptautinis smegenų atrankos konsorciumas) (27) naudojant registracijos kintamuosius, gautus iš SPM5 normalizavimo algoritmo. Ruošiant statistinę analizę, vaizdai buvo išlyginti 8-mm pločio pilno pločio puse didžiausio branduolio.
Mes ištyrėme stereotaktinę erdvę naudojant šablonus WFU Pickatlas įrankių rinkinyje (28). Iš viso 334 nežalingų anatominių regionų visuose smegenyse, iš anksto apibrėžtos interesų sritys apėmė atskirus 25 regionus (matyti Papildoma lentelė 1 „Papildomi duomenys“ internetinėje emisijoje). Norėdami išbandyti mūsų pirminę hipotezę, palyginome vidutinį regioninį kraujo srautą (didelio GI miltų atėmus mažo GI valgį), naudojant suporuotą 2-uodegą t bandymai, pakoreguoti pagal užsakymo efektą ir Bonferroni korekcija daugkartiniams palyginimams (žaliaviniai P vertė padauginta iš 25). Norėdami apibūdinti smegenų kraujotakos skirtumų erdvinį pasiskirstymą, mes atlikome vokselio-vokelio analizę, naudodami bendrojo linijinio modelio algoritmus (29) ir statistinė riba -. \ t P ≤ 0.002.
Didėjantis plazmos gliukozės AUC (0 – 2 h), serumo insulinas (0 – 2 h) ir alkis (0 – 5 h) apskaičiuoti naudojant trapecijos metodą. Šios sritys ir šių rezultatų reikšmės 4 h (iš anksto nustatytas pirminio intereso laikas) buvo ištirtos bandymo valgio efektui naudojant 2 pusę, suporuotą t bandymas su SAS programine įranga (versija 9.2; SAS Institute Inc). Koregavimas dėl užsakymo poveikio reikšmingai neturėjo įtakos šiems rezultatams. Ištirti fiziologinių kintamųjų ir smegenų aktyvacijos santykį, bendrosios linijinės modelio analizės buvo atliekamos su kraujo tekėjimu dešinėje branduolyje kaip priklausomas kintamasis ir dalyvio numeris bei atitinkami metaboliniai kintamieji kaip nepriklausomi kintamieji. Duomenys pateikiami kaip priemonės ir, jei yra, SE.
REZULTATAI
Studijų dalyviai
Iš 89 tiriamųjų, kuriems buvo atliktas 13 tyrimas, 1 buvo nutrauktas prieš vartojant pirmąjį bandomąjį maistą (1 pav). Likusieji 12 dalyviai buvo 2 Hispanics, 3 ne Ispaniški juodi ir 7 ne Ispaniški baltymai. Vidutinis amžius buvo 29.1 y (diapazonas: 20 – 35 y), KMI buvo 32.9 (diapazonas: 26 – 41), gliukozės koncentracija nevalgius plazmoje buvo 4.9 mmol / L (diapazonas: 3.6 – 6.2 mmol / L) ir nevalgiusio insulino koncentracija buvo 10.3 μU / ml (intervalas: 0.8 – 25.5 μU / ml). Vieno dalyvio vaizdavimo duomenys buvo neišsamūs dėl duomenų saugojimo klaidos; kiti dalyviai protokolą užbaigė netyčia.
Subjektyvūs ir biocheminiai atsakai į bandymų patiekalus
Didelio ir mažo GI testo patiekalų skonio skirtumai pagal 10-cm VAS (atitinkamai 5.5 ± 0.67 cm, atitinkamai 5.3 ± 0.65 cm) neatitiko; P = 0.7). Atitinka numatomą GI (Lentelė 1), po didelio nei mažo GI testo valgio (2 ± 2.4, palyginti su 2.9 ± 0.36 mmol · h / L, padidėjo 1.2-h AUC). P = 0.0001) (2 pav). Papildomas insulino 2-h AUC (127.1 ± 18.1, palyginti su 72.8 ± 9.78 μU · h / ml; P = 0.003) ir didėjantis 5-h AUC bado atveju (0.45 ± 2.75, palyginti su –5.2 ± 3.73 cm · h; P = 0.04), taip pat buvo didesni, palyginti su aukšto nei mažo GI testo miltais. 4 h įprasto laikotarpio metu gliukozės koncentracija kraujyje buvo mažesnė (4.7 ± 0.14, palyginti su 5.3 ± 0.16 mmol / L, P = 0.005), ir bado pokytis, palyginti su pradiniu, buvo didesnis (1.65 ± 0.79, palyginti su –0.01 cm ± 0.92; P = 0.04) po didelio nei mažo GI bandymo miltų.
Smegenų vaizdavimas
Smegenų kraujotaka buvo didesnė 4 h po aukšto, nei mažo GI valgio dešinėje branduolyje (vidutinis skirtumas: 4.4 ± 0.56 mL 100 g-1 · Min-1; diapazonas: 2.1 – 7.3 mL · 100 g-1 · Min-1; 8.2% santykinis skirtumas). Šis skirtumas išliko reikšmingas po Bonferroni korekcijos 25 iš anksto apibrėžtiems anatominiams regionams.P = 0.0006) ir po koregavimo visiems 334 nesusijusiems smegenų regionams (P = 0.009). Vaizdo analizė parodė, kad Monrealio Neurologijos institute / Tarptautiniame smegenų susiejimo konsorciume 8, 8, −10 viename regione yra dešiniajame dešiniajame regione. t = 9.34) ir kitas vietinis maksimalus koordinates 12, 12, 2 (t = 5.16), kuris išplito į kitas dešiniojo striatumo sritis (caudate, putamen, globus pallidus) ir uoslės plotą (3 pav). Mes nesilaikėme skirtumų tarp priešpriešinio striatumo ar kitų iš anksto nustatytų regionų.
Santykis tarp metabolinių kintamųjų ir kraujo tekėjimo dešiniajame branduolyje yra parodytas Lentelė 2. Visi kintamieji, susiję su gliukozės koncentracija plazmoje, serumo insulinu ir badu, buvo reikšmingai susiję su kraujo tekėjimu dešiniajame branduolyje, tuo tarpu valgio skonio nebuvo.
DISKUSIJA
Maisto suvartojimą reguliuoja hedoninės ir homeostatinės sistemos (3), kuris istoriškai padėjo išlaikyti vidutinį KMI sveikame diapazone esant labai skirtingoms aplinkos sąlygoms. Tačiau, sutampant su nutukimo epidemija, maisto pasiūla radikaliai pasikeitė: sparčiai didėjant labai perdirbtų maisto produktų, daugiausia gaminamų iš grūdų produktų, vartojimui. Dėl to glikeminė apkrova (dauginamasis GI ir angliavandenių kiekis) (30) JAV dieta per pastarąjį pusmetį gerokai išaugo, ir ši pasaulietinė tendencija gali neigiamai paveikti abu sistemas, reguliuojančias maisto vartojimą. Kraujo gliukozės (ir kitų metabolinių degalų) sumažėjimas (\ t13, 14) po vėlyvo periodo po didelio GI valgio ne tik būtų stiprus homeostatinis bado signalas (15), bet taip pat padidina maisto hedoninę vertę, naudojant striatalų aktyvavimą (\ t18). Šis fiziologinių reiškinių derinys gali paskatinti maisto potraukį, ypač pirmenybę teikiant aukšto GI angliavandeniams (16, 17), tokiu būdu dauginant perkaitimo ciklus. Be to, pasikartojantis striatumo aktyvavimas gali sumažinti dopamino receptorių prieinamumą ir dar labiau sustiprinti gebėjimą persivalgyti (11).
Šis tyrimas turėjo keletą privalumų. Pirma, naudojome ASL, kuris yra naujas vaizdavimo metodas, leidžiantis kiekybiškai įvertinti smegenų kraujotaką. Įprastas metodas (priklausomas nuo kraujo deguonies lygio priklausomas fMRI) įvertina ūminius smegenų veiklos pokyčius, o ne absoliučius skirtumus, kurie paprastai apriboja stebėjimus iki kelių minučių po fiziologinio perturbacijos. Su ASL, mes galėjome ištirti nuolatinius bandymų patiekalų poveikius be viršutinių dirgiklių (pvz., Aukštos kalorijų turinčių maisto produktų). Antra, mes naudojome kryžminį įsikišimą, o ne skerspjūvio palyginimą tarp grupių (pvz., Liesos, palyginti su nutukusiomis), kurios suteikė didesnę statistinę galią ir įrodymus dėl priežastinės krypties. Trečia, mes sutelkėme dėmesį į konkretų mitybos veiksnį, kontroliuojant kalorijų kiekį, makroelementų sudėtį, sudedamųjų dalių šaltinius ir maisto formą, o ne palyginus labai skirtingus maisto produktus (pvz., Sūrio pyragas, palyginti su daržovėmis) (6, 10, 31, 32). Ketvirta, 2 bandymų patiekalai buvo suprojektuoti ir dokumentuoti taip, kad jie būtų panašūs, o tai padėjo išskirti metabolinius efektus iš tiesioginio hedoninio atsako. Penkta, ištyrėme vėlyvąjį postprandinį laikotarpį, kuris yra ypatingai svarbus valgymo elgesiui kitame valgio metu. Ankstesni tyrimai paprastai apribojo stebėjimo trukmę iki ≤1 h po maisto suvartojimo, kai gliukozės absorbcijos smailės ir didelis GI miltai gali laikinai suteikti naudos smegenų funkcijai (33). Šešta, mes naudojome mišrią maistą su makroelementų sudėtimi ir mitybos glikemijos krūviu vyraujančiose ribose. Taigi išvados yra svarbios didelės GI pusryčiams, paprastai vartojamiems Jungtinėse Valstijose (pvz., Grietinėlės ir riebalų be grietinėlės).12).
Pagrindiniai tyrimo apribojimai apėmė nedidelį dydį ir išskirtinį dėmesį sutelkti į antsvorį turinčius ir nutukusius vyrus. Mažos studijos riboja apibendrinamumą ir padidina klaidingos neigiamos (bet ne klaidingai teigiamos) išvados riziką. Mūsų tyrimas, nepaisant jo dydžio, turėjo tvirtą galią išbandyti a priori hipotezę su koregavimu, kad būtų galima atlikti daugelį palyginimų. Papildomi tyrimai, susiję su liesos kontrolės subjektais, moterimis ir nutukusiais žmonėmis, yra informatyvūs. Mes tiesiogiai nenagrinėjome hedoninių atsakymų į valgius ar maisto potraukį, todėl negalėjome ištirti šių subjektyvių verčių ir smegenų aktyvacijos santykio. Be to, skystoji bandymų patiekalų forma apribojo išvadų apibendrinamumą iki kietų patiekalų.
Reikia apsvarstyti keletą kitų aiškinamųjų klausimų. Mes nenumatėme GI poveikio smegenyse, kuris buvo apribotas tik dešiniuoju pusrutuliu, nors priešingumas anksčiau buvo susijęs su nervų elgesio sutrikimais, kurie apima atlygio schemą. Iš tiesų, tyrimas, lyginantis su insulinu jautrus, palyginti su insulinu atspariais vyrais, parodė, kad sisteminis insulino vartojimas skiriasi nuo gliukozės metabolizmo dešinėje, bet ne kairėje, ventralinėje striatum (34). Mes taip pat nesilaikėme skirtumų tarp kitų iš anksto nustatytų smegenų regionų, nes mūsų tyrimas neturėjo galios matyti mažiau patikimus efektus arba dėl to, kad 4-h laiko momentu toks poveikis nebuvo. Nepaisant to, cheminis branduolio accumbens manipuliavimas žiurkėse sukėlė oreksigeninių neuronų stimuliavimą ir anoreksijos neuronų slopinimą hipotalamoje (35), kuris parodė striatumo įtaką kitoms smegenų sritims, dalyvaujančioms šėrimo procese.
Be atlygio ir troškimo, branduolys accumbens yra labai susijęs su piktnaudžiavimu ir priklausomybe nuo narkotikų (36-38), kelia klausimą, ar tam tikri maisto produktai gali būti priklausomi. Iš tiesų, priklausomybės nuo maisto sąvoka yra gausiai populiarus per mitybos knygas ir anekdotines ataskaitas ir vis labiau tampa moksliniu tyrimu. Naujausi tyrimai, kuriuose buvo naudojamas nuo fMRI priklausantis įprastinis kraujo deguonies kiekis, parodė, kad nutukusiose branduoliuose ir su jais susijusiuose smegenų plotuose pasireiškia selektyvus per daug aktyvumas, palyginti su liesais asmenimis, kai jie yra labai skanūs maisto produktai.6-11) ir tiems asmenims, kurie įvertino aukštą maisto priklausomybės \ t39). Tačiau galima teigti, kad šis malonumo atsakas, susijęs su maistu, iš esmės nesiskiria nuo to, kaip mėgaujasi golfo žaidėjų, kurie groja žalios spalvos ar audiofiliniu klausymu, gražią muziką (40). Priešingai nei ankstesniuose tyrimuose, mūsų tyrime buvo naudojami panašaus skonio ir ASL metodai, skirti tirti nestabilizuotą smegenų veiklą po 4 h. Nepaisant to, maisto priklausomybės sąvokos galiojimas tebėra aktyviai diskutuojamas (41-47). Skirtingai nuo piktnaudžiavimo narkotikais, maistas yra būtinas išgyvenimui, o kai kurie asmenys gali įprastai vartoti didelį kiekį aukšto GI (ir labai kaloringų, labai perdirbtų) maisto produktų, neturinčių akivaizdžių neigiamų fizinių ar psichologinių pasekmių. Taigi, priklausomybės nuo maisto koncepcijos taikymas reikalauja papildomo mechaniškai orientuoto intervencinio ir stebėjimo tyrimo.
Apibendrinant, parodėme, kad aukšto, palyginti su mažo GI testo valgiu, vartojimas padidino smegenų regionuose, susijusiuose su maisto vartojimu, atlyginimu ir troškimu, aktyvumą vėlyvojo periodo laikotarpiu, kuris sutapo su mažesniu gliukozės kiekiu kraujyje ir didesnis. bado. Šie neurofiziologiniai tyrimai kartu su ilgesniu svorio netekimo palaikymo tyrimu (48, 49), rodo, kad sumažėjęs didelių angliavandenilių (ypač labai perdirbtų grūdų produktų, bulvių ir koncentruoto cukraus) suvartojimas gali pagerinti persivalgymą ir palengvinti sveikų svorio išlaikymą antsvoriuose ir nutukusiuose asmenyse.
Padėka
Dėkojame Dorota Pawlak, Simon Warfield ir Phillip Pizzo už diskusijų ir patarimų skatinimą; Joanna Radziejowska už pagalbą bandymų miltų formavimui ir aprūpinimui; ir Henry Feldman už statistinius patarimus. Nė vienas iš šių asmenų negavo kompensacijos už jų įmokas.
Autorių atsakomybė buvo tokia: DCA, CBE, JMG, LMH, BSL, DSL ir ES: pateikė studijų koncepciją ir dizainą; DCA ir BSL: gauti duomenys ir statistinė patirtis; DCA, JMG, LMH, BSL ir DSL: išanalizuoti ir interpretuoti duomenys; BSL ir DSL: parengė rankraštį; DCA, CBE, JMG, LMH, RR ir ES: kritiškai peržiūrėjo rankraštį; RR: teikė techninę pagalbą; DCA, BSL ir DSL: gautas finansavimas; DCA ir DSL: teikiama priežiūra; ir DSL: kaip pagrindinis tyrėjas turėjo visapusišką prieigą prie visų tyrimo duomenų ir prisiėmė atsakomybę už duomenų vientisumą ir duomenų analizės tikslumą. DCA gavo NIH ir GE Healthcare, kuris yra MRT pardavėjas, dotacijas, skirtas vaizdavimo technikos kūrimui ir taikomosioms programoms bei autoriniams honorarams per savo dabartines ir buvusias akademines institucijas už išradimus, susijusius su šiame tyrime naudojamais ASL metodais. DSL gavo stipendijas iš NIH ir fondų, susijusių su nutukimu susijusiems moksliniams tyrimams, mentoriams ir pacientų priežiūrai, ir autorinių atlyginimų iš knygos apie vaikų nutukimą. BSL, LMH, ES, RR, CBE ir JMG nepranešė apie interesų konfliktus.
Išnašos
5Naudojami sutrumpinimai: ASL, arterinio sukimosi ženklinimas; GI, glikemijos indeksas; VAS, vizualinė analoginė skalė.
NUORODOS
;
