"Trends Cogn Sci". 2011 m. sausis;15(1):37-46. doi: 10.1016/j.tics.2010.11.001. Epub 2010 lapkričio 24 d.
Šaltinis
Nacionalinis piktnaudžiavimo narkotikais institutas, Nacionaliniai sveikatos institutai, Bethesda, MD 20892, JAV. [apsaugotas el. paštu]
Abstraktus
Norint atsispirti norui valgyti, reikia tinkamai funkcionuoti neuronų grandinėms, dalyvaujančioms valdant iš viršaus į apačią, kad būtų pasipriešinta sąlyginėms reakcijoms, kurios numato atlygį valgant maistą ir norą valgyti maistą. ašmaging tyrimai rodo, kad nutukę asmenys gali turėti sutrikimų dopaminerginiuose keliuose, kurie reguliuoja neuronų sistemas, susijusias su atlygio jautrumu, kondicionavimu ir kontrole. Yra žinoma, kad neuropeptidai, reguliuojantys energijos balansą (homeostatinius procesus) per pagumburį, taip pat moduliuoja dopamino ląstelių aktyvumą ir jų projekcijas į regionus, susijusius su maisto suvartojimo procesu.. Manoma, kad tai taip pat gali būti mechanizmas, pagal kurį persivalgymas ir dėl to atsirandantis atsparumas homoeostatiniams signalams pablogina grandinių, susijusių su atlygio jautrumu, kondicionavimu ir pažinimo kontrole, funkciją.
Įvadas
Trečdalis JAV suaugusiųjų yra nutukę [kūno masės indeksas (KMI) ≥30 kg m-2] [1]. Šis faktas turi toli siekiančių ir brangiai kainuojančių pasekmių, nes nutukimas yra stipriai susijęs su rimtomis medicininėmis komplikacijomis (pvz., diabetu, širdies ligomis, suriebėjusiomis kepenimis ir kai kuriomis vėžio formomis).2]. Nenuostabu, kad vien sveikatos priežiūros išlaidos dėl nutukimo JAV siekia beveik 150 mlrd.3].
Socialiniai ir kultūriniai veiksniai neabejotinai prisideda prie šios epidemijos. Konkrečiai kalbant, aplinka, skatinanti nesveiką mitybos įpročius (visur prieinama prie labai perdirbto ir greito maisto) ir fizinio neveiklumo, turi esminį vaidmenį sprendžiant plačiai paplitusią nutukimo problemą (Ligų kontrolės ir prevencijos centrų antsvorio ir nutukimo svetainė); http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Tačiau individualūs veiksniai taip pat padeda nustatyti, kas tokioje aplinkoje nutuks (ar nenutuks). Remiantis paveldimumo tyrimais, genetiniai veiksniai sudaro 45–85 % KMI kintamumo.4,5]. Nors genetiniai tyrimai atskleidė taškinių mutacijų, kurios yra per daug tarp nutukusių asmenų.4Manoma, kad nutukimas dažniausiai yra kontroliuojamas poligeniškai [6,7]. Iš tiesų, naujausiame viso genomo masto asociacijos analizės tyrime (GWAS), kuriame dalyvavo 249,796 32 Europos kilmės asmenys, buvo nustatyti XNUMX lokusai, susiję su KMI. Tačiau šie lokusai paaiškino tik 1.5% KMI dispersijos [8]. Be to, buvo apskaičiuota, kad GWAS tyrimai su didesniais mėginiais turėtų padėti nustatyti 250 papildomų lokusų, turinčių įtakos KMI. Tačiau net ir esant neatrastiems variantams, buvo apskaičiuota, kad signalai iš įprastų variantų lokusų sudarytų tik 6–11% KMI genetinės variacijos (remiantis apskaičiuotu 40–70%) paveldimumu. Ribotas šių genetinių tyrimų skirtumų paaiškinimas greičiausiai atspindi sudėtingą sąveiką tarp individualių veiksnių (kaip nulemta genetikos) ir būdo, kuriuo individai bendrauja su aplinka, kurioje maistas yra plačiai prieinamas ne tik kaip mitybos šaltinis, bet ir taip pat kaip stiprus atlygis, kuris savaime skatina valgyti [9].
Pagumburis [per reguliuojančius neuropeptidus, tokius kaip leptinas, cholecistokininas (CCK), grelinas, oreksinas, insulinas, neuropeptidas Y (NPY) ir maistinių medžiagų, tokių kaip gliukozė, aminorūgštys ir riebalų rūgštys], yra pripažintas pagrindinėmis smegenimis. maisto suvartojimą reguliuojantis regionas, susijęs su kalorijų ir mitybos poreikiais [10-13]. Visų pirma, lankinis branduolys per savo ryšius su kitais pagumburio branduoliais ir užpagumburio smegenų regionais, įskaitant nucleus tractus solitarius, reguliuoja homeostatinio maisto suvartojimą.12] ir yra susijęs su nutukimu [14-16] (1a pav, kairysis skydelis). Tačiau daugėja įrodymų, kad su maisto vartojimu ir nutukimu yra susijusios ir kitos smegenų grandinės, nei reguliuojančios alkį ir sotumą.y [17]. Konkrečiai, keletas limbinių [branduolio branduolio (NAc), migdolinio kūno ir hipokampo] ir žievės smegenų regionų [orbitofrontalinė žievė (OFC), cingulinė žievė (ACC) ir izoliacija] ir neurotransmiterių sistemos (dopaminas, serotoninas, opioidai ir kanabinoidai), taip pat pagumburis yra susijęs su maloniu maisto poveikiu [18] (1a pav, dešinysis skydelis). Atrodo, kad pagumburio maisto suvartojimo reguliavimas priklauso nuo atlygio ir motyvacijos nervų grandinės, kad pakeistų valgymo elgesį.19-21].
Remiantis vaizdinių tyrimų išvadomis, neseniai buvo pasiūlytas nutukimo modelis, kuriame persivalgymas atspindi elgseną skatinančių grandinių disbalansą (dėl jų dalyvavimo atlygyje ir kondicionavime).) ir grandinės, valdančios ir slopinančios išankstinį potencialų atsaką [22]. Šis modelis identifikuoja keturias pagrindines grandines: (i) atlygis – patrauklumas; ii) motyvacija ir paskata; iii) mokymasis – kondicionavimas; ir (iv) slopinanti kontrolė – emocijų reguliavimas – vykdomoji funkcija. Pažymėtina, kad šis modelis taip pat taikomas priklausomybei nuo narkotikų.
In pažeidžiami asmenys, vartojant daug skanaus maisto (arba priklausomybė nuo narkotikų) gali sutrikdyti subalansuotą šių grandinių sąveiką, todėl padidėja maisto vertė (arba priklausomybė nuo narkotikų) ir susilpnėjus valdymo grandinėms. Šis sutrikimas yra sąlyginio mokymosi ir atlygio slenksčių nustatymo iš naujo suvalgius daug kaloringų maisto produktų (arba priklausomybė nuo narkotikų) rizikos grupės asmenys. Pažeidus žievės iš viršaus į apačią tinklus, reguliuojančius iš anksto stiprias reakcijas, atsiranda impulsyvumas ir kompulsyvus maisto vartojimas (arba kompulsinis narkotikų vartojimas esant priklausomybei).
Šiame dokumente aptariami įrodymai, kurie susieja neuronines grandines, susijusias su valdymu iš viršaus į apačią, su atlygio ir motyvacijos klausimais bei jų sąveika su periferiniais signalais, reguliuojančiais homeostatinį maisto suvartojimą.
Maistas yra stiprus natūralus atlygis ir kondicionuojantis stimulas
Tam tikri maisto produktai, ypač turintys daug cukrų ir riebalų, yra stiprus atlygis [23], kurie skatina valgyti (net jei nėra energijos poreikio) ir sukelia išmoktas asociacijas tarp stimulo ir atlygio (kondicionavimo). Evoliucine prasme ši skanaus maisto savybė anksčiau buvo naudinga, nes užtikrino, kad maistas būtų valgomas, kai tik buvo, ir suteikdavo galimybę organizme kaupti energiją (riebalų pavidalu) būsimam poreikiui aplinkoje, kurioje maisto šaltiniai buvo menki ir (arba) nepatikimi. Tačiau šiuolaikinėse visuomenėse, kur maistas yra plačiai prieinamas, šis pritaikymas tapo įsipareigojimu.
Keletas neurotransmiterių, įskaitant dopaminą (DA), kanabinoidus, opioidus ir serotoniną, taip pat neuropetidus, dalyvaujančius homeostatiniame maisto suvartojimo reguliavime, pavyzdžiui, oreksiną, leptiną ir greliną, yra susiję su maloniu maisto poveikiu.24-26]. DA buvo nuodugniausiai ištirtas ir geriausiai apibūdinamas. Tai yra pagrindinis neuromediatorių moduliuojantis atlygis (natūralus ir vaistų atlygis), kurį jis daro daugiausia per savo projekcijas iš ventralinės tegmentinės srities (VTA) į NAc.27]. Taip pat yra įtrauktos ir kitos DA projekcijos, įskaitant nugaros striatumą (uodegą ir putameną), žievės (OFC ir ACC) ir limbinius regionus (hipokampą ir migdolinį kūną) ir šoninį pagumburį. Iš tiesų, buvo įrodyta, kad žmonėms, valgant skanų maistą, DA išskiriama nugaros juostoje, proporcingai išreikštam malonumo lygiui, kurį patiria valgant maistą.28]. Tačiau DA įtraukimas į atlygį yra sudėtingesnis nei vien hedoninės vertės kodavimas. Pirmą kartą gavus atlygį už maistą (arba netikėtą atlygį), DA neuronų aktyvumas VTA padidėja ir dėl to padidėja DA išsiskyrimas NAc.29]. Tačiau pakartotinai veikiant atlygį už maistą, DA atsakas pripranta ir palaipsniui perkeliamas į dirgiklius, susijusius su maisto atlygiu (pvz., maisto kvapu), kuris vėliau apdorojamas kaip atlygio pranašas (tampa sąlyginiu ženklu). į atlygį) [30,31]; DA signalas, reaguojantis į užuominą, tada perteikia „atlygio numatymo klaidą“ [31]. Platūs glutamaterginiai aferentai DA neuronams iš regionų, susijusių su sensorine (izolia arba pirminė skonio žievė), homeostatiniais (pagumburis), atlygio (NAc), emociniais (migdolai ir hipokampas) ir multimodaliniai (OFC, skirti išskirtinumo priskyrimui), moduliuoja jų aktyvumą reaguodami į apdovanojimai ir sąlyginiai ženklai [32]. Konkrečiai, projekcijos iš migdolinio kūno ir OFC į DA neuronus ir NAc yra susijusios su sąlyginiais atsakais į maistą.33]. Iš tiesų, vaizdų tyrimai parodė, kad kai nenutukusių vyrų buvo paprašyta slopinti savo potraukį maistui, kai jie buvo veikiami maisto signalų, jie sumažino migdolinio kūno ir OFC [taip pat hipokampo] metabolinį aktyvumą (taip pat žr. Dėžutė 1), insula ir striatum]; OFC sumažėjimas buvo susijęs su potraukio maistu mažėjimu [34].
Sąlyginiai signalai gali paskatinti maitinimąsi net sočioms žiurkėms [30], o žmonėms atlikti vaizdiniai tyrimai parodė, kad maisto užuominų poveikis išprovokuoja DA padidėjimą striatumoje, susijusią su noru valgyti maistą.35]. DA ne tik dalyvauja kondicionuojant, bet ir skatina motyvaciją atlikti veiksmus, reikalingus maistui įsigyti ir vartoti. Iš tiesų, DA dalyvavimas atlygyje už maistą buvo siejamas su motyvuojančiu ar maisto „norėjimu“, o ne su maisto „mėgimu“.36] (Dėžutė 2), poveikis, kuris gali būti susijęs su nugaros striatum ir galbūt taip pat NAc [37]. DA šiame kontekste atlieka tokį lemiamą vaidmenį, kad transgeninės pelės, kurios nesintetina DA, miršta iš bado dėl motyvacijos valgyti stokos.37]. Atkūrus DA neurotransmisiją nugaros juostoje, šie gyvūnai išgelbėjami, o atkūrus NAc – ne.
Maisto hedoninės („mėgstamos“) savybės, be kita ko, priklauso nuo opioidų, kanabinoidų ir GABA neurotransmisijos.36]. Šios maisto „patinkančios“ savybės yra apdorojamos atlygio regionuose, įskaitant šoninį pagumburį, NAc, ventralinį blyškumą, OFC [9,27,38] ir insula (pirminė skonio sritis smegenyse) [39].
Atrodo, kad opioidų signalizacija NAc (apvalkale) ir pilvo blyškumas tarpininkauja maisto „mėgimui“ [40]. Priešingai, opioidų signalizacija bazolaterinėje migdolinėje dalyje yra susijusi su emocinių maisto savybių perteikimu, o tai savo ruožtu moduliuoja maisto skatinamąją vertę ir atlygio siekimo elgesį, taip taip pat prisidedant prie maisto „norėjimo“ [41]. Įdomu tai, kad graužikams, kurie buvo laikomi daug cukraus turinčiomis dietomis, farmakologinis naloksono (opiatų antagonisto vaisto, neturinčio poveikio kontrolinėms žiurkėms) poveikis sukelia opiatų abstinencijos sindromą, panašų į tą, kuris stebimas gyvūnams, kurie buvo nuolat veikiami opioidiniais vaistais.42]. Be to, cukraus poveikis žmonėms arba laboratoriniams gyvūnams sukelia analgetinį atsaką [43], o tai rodo, kad cukrus (ir galbūt kiti skanūs maisto produktai) turi tiesioginį gebėjimą padidinti endogeninių opioidų kiekį. Iš šių duomenų kyla tyrimo klausimas, ar žmonėms dietos laikymasis sukelia lengvą abstinencijos sindromą, galintį prisidėti prie atkryčio.
Endokanabinoidai, daugiausia per kanabinoidų CB1 receptorių signalizaciją (priešingai nei CB2 receptoriai), dalyvauja tiek homeostatiniuose, tiek atlygio maisto suvartojimo ir energijos sąnaudų mechanizmuose.44-46]. Homeostatinis reguliavimas iš dalies vyksta per arkinius ir paraventrikulinius branduolius pagumburyje ir per atskiro trakto branduolį smegenų kamiene, o atlygio procesų reguliavimą iš dalies lemia poveikis NAc, pagumburiui ir smegenų kamienui. Todėl kanabinoidų sistema yra svarbus taikinys kuriant vaistus, skirtus nutukimui ir metaboliniam sindromui gydyti. Panašiai, serotonino šėrimo elgsenos moduliavimas apima ir atlygį, ir homeostatinį reguliavimą, be to, tai buvo tikslas kuriant vaistus nuo nutukimo.47-50].
Be to, daugėja įrodymų, kad periferiniai homeostatiniai energijos balanso reguliatoriai, tokie kaip leptinas, insulinas, oreksinas, grelinas ir PYY, taip pat reguliuoja elgesį, kuris nėra homeostatinis, ir moduliuoja naudingas maisto savybes.50]. Šie neuropeptidai taip pat gali būti susiję su kognityvine valgymo kontrole ir maisto stimuliuojančiais veiksniais.51]. Tiksliau, jie gali sąveikauti su giminingais receptoriais vidurio smegenų VTA DA neuronuose, kurie ne tik projektuojasi į NAc, bet ir į prefrontalinius bei limbinius regionus; Tiesą sakant, daugelis iš jų taip pat išreiškia receptorius priekinėse srityse, hipokampe ir migdoliniame kūne.50].
Nustatyta, kad insulinas, kuris yra vienas iš pagrindinių hormonų, dalyvaujančių reguliuojant gliukozės metabolizmą, susilpnina žmogaus smegenų limbinių (įskaitant smegenų atlygio sritis) ir žievės sričių reakciją į maisto dirgiklius. Pavyzdžiui, sveikų kontrolinių asmenų organizme insulinas susilpnino hipokampo, priekinės ir regos žievės aktyvavimą, reaguodamas į maisto nuotraukas.52]. Atvirkščiai, insulinui atsparūs tiriamieji (pacientai, sergantys 2 tipo cukriniu diabetu) labiau suaktyvėjo limbinėse srityse (migdolai, striatum, OFC ir insula), kai buvo veikiami maisto dirgiklių, nei pacientams, nesergantiems cukriniu diabetu.53].
Ižmogaus smegenyse yra adipocitų kilmės hormonas leptinas, kuris iš dalies veikia per pagumburio (arkinio branduolio) leptino receptorius, kad sumažintų maisto suvartojimą, taip pat buvo įrodyta, kad jis susilpnina smegenų atlygio regionų reakciją į maisto dirgiklius. Konkrečiai, pacientams, kuriems buvo įgimtas leptino trūkumas, DA mezolimbiniai taikiniai (NAc ir caudate) suaktyvėjo regėjimo maisto dirgikliams, kurie buvo susiję su maisto trūkumu, net kai tiriamasis buvo ką tik maitinamas. Priešingai, po 1 savaitės gydymo leptinu mezolimbinė aktyvacija neįvyko (2a,b pav). Tai buvo aiškinama taip, kad leptinas sumažino atsaką į maistą.19]. Kitas fMRI tyrimas, taip pat atliktas su pacientais, turinčiais įgimtą leptino trūkumą, parodė, kad gydymas leptinu sumažino alkio regionų (izoliacijos, parietalinės ir laikinosios žievės) aktyvavimą, o sustiprino kognityvinio slopinimo sritis [prefrontalinė žievė (PFC)]. veikiant maisto dirgikliui [20]. Taigi šie du tyrimai įrodo, kad žmogaus smegenyse leptinas moduliuoja smegenų sričių, susijusių ne tik su homeostatiniais procesais, bet ir su naudingais atsakymais bei slopinančią kontrolę, aktyvumą.
Atrodo, kad žarnyno hormonai taip pat moduliuoja smegenų atlygio regionų reakciją į maisto dirgiklius žmogaus smegenyse. Pavyzdžiui, peptidas YY3-36 (PYY), kuris išsiskiria iš žarnyno ląstelių po valgio ir mažina suvartojamo maisto kiekį, moduliuoja maisto suvartojimo reguliavimo perėjimą homeostatinėmis grandinėmis (ty pagumburiu) prie jo reguliavimo atlygio grandinėmis pereinant nuo alkio prie sotumo. . Tiksliau, kai PYY koncentracija plazmoje buvo didelė (kaip ir sočiųjų), OFC aktyvinimas maisto dirgikliais neigiamai numatė maisto suvartojimą; kadangi kai PYY lygis plazmoje buvo žemas (kaip ir tada, kai trūko maisto), pagumburio aktyvacija teigiamai numatė maisto suvartojimą [54]. Tai buvo aiškinama taip, kad atspindėtų, kad PYY sumažina naudingus maisto aspektus, nes moduliuoja OFC. Priešingai, buvo įrodyta, kad grelinas (iš skrandžio gaunamas hormonas, kurio padaugėja nevalgius ir skatina maisto suvartojimą) padidina aktyvaciją, reaguodamas į maisto dirgiklius smegenų atlygio regionuose (migdolinėje, OFC, priekinėje izoliacijoje ir striatum), ir jų aktyvacija buvo susijęs su savęs pranešimais apie alkį (2c, d pav). Tai buvo aiškinama kaip grelino hedoninio ir skatinamojo atsako į su maistu susijusius signalus stiprinimas [55]. Apskritai šie rezultatai taip pat atitinka skirtingą regioninį smegenų aktyvavimą, reaguojant į maisto dirgiklius sočiųjų ir nevalgiusių asmenų atveju; atlygio regionų aktyvacija, reaguojant į maisto dirgiklius, yra sumažinta sotumo metu, palyginti su nevalgiusia būsena [15].
Šie stebėjimai rodo sutapimą tarp neuroschemų, reguliuojančių atlygį ir (arba) pastiprinimą, ir tos, kuri reguliuoja energijos apykaitą. (1b pav). Atrodo, kad periferiniai signalai, reguliuojantys homeostatinius maisto signalus, padidina limbinių smegenų sričių jautrumą maisto dirgikliams, kai jie yra oreksigeniški (grelinas), ir sumažina jautrumą aktyvacijai, kai jie yra anoreksigeniški (leptinas ir insulinas). Panašiai padidėja smegenų atlygio regionų jautrumas maisto dirgikliams maisto trūkumo metu, o sumažėja sotumo metu. Taigi, homeostatinė ir atlygio grandinė veikia kartu, skatindama valgymo elgesį nepriteklių sąlygomis ir slopindama maisto suvartojimą sotumo sąlygomis. Homeostatinės ir atlygio grandinės sąveikos sutrikimas gali paskatinti persivalgymą ir nutukimą (1 pav). Nors kiti peptidai [į gliukagoną panašus peptidas-1 (GLP-1), CKK, bombezinas ir amilinas] taip pat reguliuoja maisto suvartojimą per pagumburio veikimą, jų poveikis ekstrahipotalaminei susilaukė mažiau dėmesio.12]. Taigi dar daug ko reikia išmokti, įskaitant homeostatinių ir nehomeostatinių mechanizmų, reguliuojančių maisto suvartojimą ir jų dalyvavimą nutukimo, sąveiką.
Atlygio ir maisto ruošimo sutrikimas antsvorį turintiems ir nutukusiems asmenims
Ikiklinikiniai ir klinikiniai tyrimai parodė, kad striataliniuose regionuose sumažėja DA signalizacija [sumažėja DAD2 (D2R) receptoriai ir DA išsiskyrimas], kuris yra susijęs su atlygiu (NAc), bet taip pat su įpročiais ir rutina (nugaros striatumas) nutukimo atveju.56-58]. Svarbu tai, kad striatalinio D2R sumažėjimas buvo susijęs su nutukusių graužikų priverstiniu maisto vartojimu [59] ir sumažėjęs OFC ir ACC metabolinis aktyvumas nutukusiems žmonėms [60] (3a – c pav). Atsižvelgiant į tai, kad OFC ir ACC disfunkcija sukelia kompulsyvumą [peržiūrėta 61], tai gali būti mechanizmas, kuriuo mažas striatalinis D2R signalas palengvina hiperfagiją [62]. Sumažėjęs su D2R susijęs signalizavimas taip pat gali sumažinti jautrumą natūraliems atlygiams, o tai trūkumas, kurį nutukę asmenys gali laikinai kompensuoti persivalgydami [63]. Ši hipotezė atitinka ikiklinikinius įrodymus, rodančius, kad sumažėjęs DA aktyvumas VTA smarkiai padidina riebaus maisto vartojimą.64].
Iš tiesų, lyginant su normalaus svorio asmenimis, nutukusiems asmenims, kuriems buvo pateiktos kaloringo maisto nuotraukos (dirgikliai, prie kurių jie yra kondicionuojami), padidėjo nervinis aktyvumas regionuose, kurie yra atlygio ir motyvacijos grandinių dalis (NAc, nugaros striatumas, OFC). , ACC, amygdala, hipokampas ir izoliacija) [65]. Priešingai, normalaus svorio kontrolinėse grupėse nustatyta, kad ACC ir OFC (regionai, susiję su išskirtinumo priskyrimu, kurie projektuojasi į NAc) aktyvacija pateikiant kaloringą maistą buvo neigiamai koreliuojama su jų KMI.66]. Tai rodo dinamišką sąveiką tarp suvalgyto maisto kiekio (iš dalies atspindi KMI) ir atlygio regionų reaktyvumo į kaloringą maistą (atspindi OFC ir ACC aktyvavime) normalaus svorio asmenims, kurie prarandami nutukimas.
Stebėtina, kad nutukę asmenys, palyginti su liesais, mažiau suaktyvino atlygio grandines nuo faktinio maisto vartojimo (visiškas maisto atlygis), tuo tarpu jie labiau suaktyvino somatosensorinius žievės regionus, kurie apdoroja skonį, kai tikėjosi vartoti.67] (4 pav). Pastaroji išvada atitinka tyrimą, kuriame buvo pranešta apie padidėjusį pradinį gliukozės metabolinį aktyvumą (smegenų funkcijos žymuo) somatosensoriniuose regionuose, kuriuose nutukusiems žmonėms būdingas skonis, įskaitant izoliaciją, palyginti su liesais tiriamaisiais.68] (3d pav.,e). Padidėjęs regionų, kurie apdoroja skonį, aktyvumas gali priversti nutukusius asmenis teikti pirmenybę maistui, o ne kitiems natūraliems stiprintuvams, o sumažėjęs dopaminerginių taikinių aktyvavimas dėl faktinio maisto vartojimo gali sukelti perteklinį vartojimą, kaip priemonę kompensuoti silpnus DA signalus.69].
Šie vaizdo gavimo rezultatai atitinka padidėjusį atlygio grandinės jautrumą sąlyginiams dirgikliams (daug kalorijų turinčio maisto peržiūrai), kurie prognozuoja atlygį, bet sumažėjusį jautrumą naudingam faktinio maisto vartojimo poveikiui dopaminerginiuose nutukimo keliuose. Manome, kad jei yra neatitikimas tarp laukiamo atlygio ir pristatymo, kuris neatitinka šio lūkesčio, tai skatins priverstinį valgymą kaip bandymą pasiekti laukiamą atlygio lygį. Nors negavus laukiamo atlygio, sumažėjęs DA ląstelių aktyvumas laboratoriniams gyvūnams [70], tokio sumažėjimo (kai atlygis už maistą yra mažesnis nei tikėtasi) elgsenos reikšmė, mūsų žiniomis, nebuvo ištirta.
Lygiagrečiai su šiais nutukusių asmenų atlygio schemos aktyvavimo pokyčiais, vaizdavimo tyrimai taip pat dokumentavo nuoseklų nutukusių asmenų pagumburio reaktyvumo į sotumo signalus sumažėjimą.71,72].
Antsvorio ir nutukusių asmenų pažinimo sutrikimų įrodymai
Daugėja įrodymų, kad nutukimas yra susijęs su tam tikrų pažinimo funkcijų, tokių kaip vykdomoji funkcija, dėmesys ir atmintis, sutrikimu. [73-75]. Iš tiesų, gebėjimas slopinti norą valgyti norimą maistą skiriasi tarp asmenų ir gali būti vienas iš veiksnių, prisidedančių prie jų pažeidžiamumo persivalgyti.34]. Neigiama nutukimo įtaka pažinimui taip pat atsispindi didesniame dėmesio deficito hiperaktyvumo sutrikimo (ADHD) paplitime.76], Alzheimerio liga ir kitos demencijos [77], žievės atrofija [78] ir baltosios medžiagos liga [79] nutukusiems asmenims. Nors žinoma, kad gretutinės sveikatos būklės (pvz., smegenų kraujagyslių patologija, hipertenzija ir diabetas) neigiamai veikia pažinimą, taip pat yra įrodymų, kad aukštas KMI pats savaime gali pakenkti įvairioms pažinimo sritims, ypač vykdomajai funkcijai.75].
Nepaisant kai kurių tyrimų neatitikimų, smegenų vaizdavimo duomenys taip pat parodė struktūrinius ir funkcinius pokyčius, susijusius su dideliu KMI kitaip sveikiems žmonėms. Pavyzdžiui, MRT tyrimas, atliktas su pagyvenusiomis moterimis, naudojant vokselių morfometriją, parodė neigiamą koreliaciją tarp KMI ir pilkosios medžiagos tūrio (įskaitant priekines sritis), o tai OFC atveju buvo susijusi su sutrikusia vykdomoji funkcija.80]. Naudojant pozitronų emisijos tomografiją (PET) sveikų kontrolinių asmenų smegenų gliukozės metabolizmui matuoti, taip pat buvo parodyta neigiama koreliacija tarp KMI ir PFC (dorsolaterinio ir OFC) bei ACC metabolinio aktyvumo. Šiame tyrime PFC metabolinis aktyvumas numatė tiriamųjų rezultatus atliekant vykdomosios funkcijos testus [81]. Panašiai, sveikų vidutinio amžiaus ir vyresnio amžiaus žmonių BMR spektroskopinis tyrimas parodė, kad KMI buvo neigiamai susijęs su N-acetil-aspartatas (neuronų vientisumo žymuo) priekinėje žievėje ir ACC [79,82].
Smegenų vaizdavimo tyrimai, kuriuose lyginami nutukę ir liesi asmenys, taip pat pranešė apie mažesnį pilkosios medžiagos tankį priekiniuose regionuose (priekinės dalies ir vidurinio priekinio sruogos) bei po centrinio žandikaulio ir putame.n [83]. Kitas tyrimas, kurio metu nerasta jokių skirtumų tarp nutukusių ir liesų asmenų pilkosios medžiagos tūrio, pranešė apie teigiamą koreliaciją tarp baltosios medžiagos kiekio bazinėse smegenų struktūrose ir juosmens: klubų santykio; tendencija, kurią iš dalies pakeitė dieta [84].
Galiausiai, DA vaidmuo slopinant kontrolę yra gerai žinomas, o jo sutrikimas gali prisidėti prie nekontroliuojamų elgesio sutrikimų, tokių kaip nutukimas. Buvo pranešta apie neigiamą koreliaciją tarp KMI ir striatalinio D2R nutukusiems pacientams [58] taip pat antsvorio turintiems asmenims [85]. Kaip aptarta aukščiau, mažesnis nei įprasta D2R prieinamumas nutukusių asmenų striatumoje buvo susijęs su sumažėjusiu PFC ir ACC metaboliniu aktyvumu.60]. Šie atradimai rodo, kad DA signalizacijos neuroadaptacijos prisideda prie priekinių žievės sričių, susijusių su antsvoriu ir nutukimu, sutrikimo. Geresnis šių sutrikimų supratimas gali padėti vadovautis strategijomis, kaip pagerinti ar net pakeisti specifinius sutrikimus svarbiausiose pažinimo srityse.
Pavyzdžiui, atidėjimo diskontavimas, kuris yra tendencija nuvertinti atlygį, atsižvelgiant į jo pristatymo vėlavimą, yra viena iš plačiausiai ištirtų kognityvinių operacijų, susijusių su sutrikimais, susijusiais su impulsyvumu ir kompulsyvumu. Atidėtos nuolaidos buvo išsamiai ištirtos piktnaudžiaujantiems narkotikais, kurie pirmenybę teikia mažiems, bet greitiems atlygiams, o ne dideliems, bet atidėtiems atlygiams [86]. Keletas tyrimų, atliktų su nutukusiomis asmenimis, taip pat parodė, kad šie asmenys pirmenybę teikia dideliems, tiesioginiams atlygiams, nepaisant didesnės tikimybės ateityje patirti didesnius nuostolius.87,88]. Be to, neseniai buvo pranešta apie teigiamą koreliaciją tarp KMI ir hiperbolinio diskontavimo, kai būsimi neigiami laimėjimai diskontuojami mažiau nei būsimi teigiami mokėjimai.89]. Atrodo, kad delsos diskontavimas priklauso nuo ventralinio striatumo (kur yra NAc) funkcijos.90,91] ir PFC, įskaitant OFC [92] ir yra jautrus DA manipuliacijoms [93].
Įdomu tai, kad OFC pažeidimai gyvūnams gali padidinti arba sumažinti pirmenybę nedelsiant gauti mažą atlygį, o ne atidėtą didesnį atlygį.94,95]. Šis akivaizdžiai paradoksalus elgesio poveikis greičiausiai atspindi faktą, kad bent dvi operacijos yra apdorojamos naudojant OFC; vienas iš jų yra išskirtinumo priskyrimas, per kurį stiprintuvas įgyja skatinamąją motyvacinę vertę, o kita yra išankstinių potraukių kontrolė [96]. OFC disfunkcija yra susijusi su susilpnėjusiu gebėjimu keisti skatinamąją stiprintuvo motyvacinę vertę, atsižvelgiant į kontekstą, kuriame jis pasireiškia (ty sumažina skatinamąją sotumo maisto vertę), dėl to gali atsirasti priverstinis maisto vartojimas.97]. Jei stimulas labai sustiprina (pavyzdžiui, maistas ir maisto užuominos nutukusiam asmeniui), padidinus stiprintuvo svarbą, padidės motyvacija jį įsigyti, o tai gali pasirodyti kaip noras atidėti pasitenkinimą (pvz., leisti laiką ilgos eilės nusipirkti ledų).
Tačiau tais atvejais, kai maistas yra lengvai prieinamas, tas pats didesnis dėmesys gali paskatinti impulsyvų elgesį (pvz., pirkti ir valgyti šokoladą, esantį šalia kasininkės, net ir iš anksto nesuvokus, kad nori tokio daikto). OFC (ir ACC) disfunkcija pablogina gebėjimą suvaldyti iš anksto stiprius potraukius, todėl atsiranda impulsyvumas ir perdėta uždelsta diskonto norma.
Maistas mintims
IIš čia pateiktų surinktų įrodymų atrodo, kad didelė dalis nutukusių asmenų turi disbalansą tarp padidėjusio atlygio grandinės jautrumo sąlyginiams dirgikliams, susijusiems su daug energijos turinčiu maistu, ir sutrikusios vykdomosios valdymo grandinės funkcijos, dėl kurios susilpnėja slopinimo kontrolė. per apetitą keliantį elgesį. Nepriklausomai nuo to, ar šis disbalansas sukelia patologinį persivalgymą, ar jį sukelia, šis reiškinys primena konfliktą tarp atlygio, kondicionavimo ir motyvacijos grandinių bei slopinančios kontrolės grandinės, apie kurią pranešta sergant priklausomybe. [98].
Per pastaruosius du dešimtmečius sukauptos žinios apie genetinius, neuroninius ir aplinkos nutukimo pagrindus nekelia abejonių, kad dabartinė krizė kilo dėl neurobiologijos, kuri skatina mūsų rūšių maisto vartojimą, ir mūsų skatinamų maisto stimulų turtingumo ir įvairovės. socialines ir ekonomines sistemas. Geros naujienos yra tai, kad giliai įsišaknijusių elgsenos konstrukcijų, palaikančių nutukimo epidemiją, supratimas yra raktas į jos galutinį sprendimą (taip pat žr. 3 dėžės ir 4).
Nuorodos
;
