Svorio prieaugis yra susijęs su sumažintu striattu atsaku į skanius maisto produktus (2010) ŽMOGUS

Komentaras: Tyrimas su žmonėmis rodo, kad maistas - natūralus stipriklis - gali sukelti dopamino receptorių sumažėjimą. Ar interneto pornografija yra mažiau stimuliuojanti nei „labai skanus“ maistas?

 

MOKSLINIS STRAIPSNIS: Tyrimai nagrinėja netinkamą persivalgymo ir nutukimo ciklą (žemiau)

Išleista: 9 / 29 / 2010 4: 30 PM EDT
Šaltinis: Teksaso universitetas Ostine

Newswise - Nauji tyrimai rodo užburto rato, atsiradusio nutukusiems individualiems persivalgimams, kad kompensuotų sumažintą malonumą iš maisto, įrodymas.

Nutukę asmenys turi mažiau malonumo receptorių ir persivalgyti, kad kompensuotų, pagal Teksaso universiteto tyrimą Austin vyresniojo mokslo darbuotojo ir Oregono tyrimų instituto vyresnysis mokslininkas Ericas Stice ir jo kolegos paskelbė šią savaitę The Journal of Neuroscience.

Stice rodo, kad šis persivalgymas gali dar labiau susilpninti malonumo receptorių reagavimą („hipofunkcinio atlygio schema“), dar labiau mažinant perkaitimą.
Maisto vartojimas susijęs su dopamino išsiskyrimu. Iš valgymo gaunamas malonumo laipsnis siejasi su išleisto dopamino kiekiu. Įrodymai rodo, kad nutukę asmenys smegenyse turi mažiau dopamino (D2) receptorių, palyginti su liesais asmenimis, ir siūlo nutukusius asmenis per daug, kad kompensuotų šį atlygio deficitą.

Žmonės, turintys mažiau dopamino receptorių, turi vartoti daugiau naudingos medžiagos, tokios kaip maistas ar narkotikai, kad gautų efektą, kurį kiti žmonės gauna su mažiau.

„Nors naujausi rezultatai parodė, kad nutukę žmonės gali patirti mažiau malonumo valgydami ir todėl valgyti daugiau, kad kompensuotų, tai yra pirmasis perspektyvus įrodymas, kad pats persivalgymas dar labiau nuvertina atlygio schemą“, - sako „Oregon Research“ vyresnysis mokslininkas Stice Institutas, ne pelno siekiantis nepriklausomas elgesio tyrimų centras. „Dėl susilpnėjusio atlygio schemos reagavimo padidėja rizika, kad ateityje svoris padidės. Tai gali paaiškinti, kodėl nutukimas paprastai būna lėtinis ir yra atsparus gydymui. “

Naudojant funkcinį magnetinio rezonanso vaizdavimą (fMRI), Stice komanda nustatė, kiek tam tikras smegenų plotas (nugaros striatumas) buvo suaktyvintas, atsižvelgiant į individo šokolado miltelių skonio vartojimą (palyginti su skoniu tirpalu). Mokslininkai stebėjo dalyvių kūno masės indekso pokyčius per šešis mėnesius.

Rezultatai parodė, kad dalyviai, kurie sveria svorį, po šešių mėnesių stebėjimo, palyginti su pradiniu skenavimu, parodė gerokai mažiau aktyvinimo, palyginti su jų pradiniu tyrimu, ir palyginti su moterimis, kurios neteko svorio.

„Tai naujas įnašas į literatūrą, nes, žinoma, tai yra pirmasis perspektyvus fMRI tyrimas, kurio tikslas - ištirti striatų reakcijos į maisto vartojimą pokyčius kaip svorio pokyčio funkciją“, - sakė Stice. „Šie rezultatai bus svarbūs kuriant nutukimo prevencijos ir gydymo programas.“

Tyrimas buvo atliktas „Oregono universiteto“ smegenų vaizdavimo centre. Stice bendraautoriai yra buvęs Teksaso universiteto Austin universiteto postdoktorantas Sonja Yokum.

„Stice“ tyrinėjo 20 metų valgymo sutrikimus ir nutukimą. Šis tyrimas parengė keletą prevencijos programų, kurios patikimai sumažina valgymo sutrikimų ir nutukimo atsiradimo riziką.

 

STUDIJA: Svorio prieaugis yra susijęs su sumažintu striattu atsaku į skanius maisto produktus.

J Neurosci. Autoriaus rankraštis; galima įsigyti „PMC Mar 29“, „2011“.
Paskelbta galutine redaguota forma:
PMCID: PMC2967483
NIHMSID: NIHMS240878
Leidėjo galutinę redaguotą šio straipsnio versiją galima nemokamai rasti adresu J Neuroscience
Žr. Kitus PMC straipsnius citata paskelbtas straipsnis.

Abstraktus

Laikantis teorijos, kad asmenys, turintys hipo veikiančią atlygio schemą, per daug atsveria atlygio deficitą, nutukę ir liesieji žmonės turi mažiau striatalų D2 receptorių ir rodo mažiau striatų atsaką į skanius maisto suvartojimo atvejus, o mažas striatų atsakas į maisto vartojimą prognozuoja būsimą svorio padidėjimą tiems, kuriems gresia genetinis pavojus, kad sumažėtų dopamino pagrindu gautų atlygio grandinių signalizacija. Vis dėlto tyrimai su gyvūnais rodo, kad skanių maisto produktų vartojimas sumažina D2 receptorių sumažėjimą, sumažina jautrumą D2 ir sumažina jautrumą atlyginimams, o tai reiškia, kad persivalgymas gali padėti sumažinti striatų reakciją. Taigi, išbandėme, ar perkaitimas sukelia sumažėjusį striatų reakciją į skanius maisto suvartojimus žmonėms, naudojant pakartotinai veikiančius funkcinius magnetinio rezonanso tyrimus (fMRI). Rezultatai parodė, kad moterys, sulaukusios 6 mėnesio svorio, sumažino striatų reakciją į skanius maisto produktus, palyginti su svorio stabiliomis moterimis. Kolektyviniai rezultatai rodo, kad mažas atlygio grandinių jautrumas padidina persivalgymo riziką ir kad šis perkaitimas gali dar labiau susilpninti atlygio schemų reagavimą į priekį.

Raktiniai žodžiai: nutukimas, striatumas, fMRI, skonis, atlygis, svorio padidėjimas

Įvadas

Striatumas atlieka svarbų vaidmenį koduojant atlygį iš maisto. Šėrimas siejamas su dopamino (DA) išsiskyrimu į nugaros striatumą ir DA išsiskyrimo laipsnis koreliuoja su malonumu iš valgymo (Szczypka ir kt., 2001; Small et al., 2003). Nugaros striatumas reaguoja į šokolado nurijimą liesuos žmonėmis ir jautriai reaguoja į jo devalvaciją, maitindamas po sotumo (Small et al., 2001).

Nutukę žmonės rodo mažiau striatalų D2 receptorių, nei liesieji žmonės (Wang et al., 2001; Volkow ir kt., 2008) ir nutukusios žiurkės turi mažesnį bazinį DA lygį ir sumažina D2 receptorių prieinamumą nei liesos žiurkės (\ tOrosco ir kt., 1996; Fetissov ir kt., 2002). Nutukę, palyginti su liesais žmonėmis, pasireiškia mažiau striatalų DA tikslinių regionų (caudato, putamen) aktyvumo, atsižvelgiant į geriamąjį maistą (Stice ir kt., 2008b, a), tačiau jie rodo didesnį striatų aktyvavimą atsakant į maisto \ tRothemund ir kt., 2007; Stoeckel ir kt., 2008; Stice ir kt., 2010), kuris rodo, kad maisto skirstymasis skiriasi nuo maisto produktų skatinamojo dėmesio. Kritiškai, žmonės, kuriems pasireiškė silpnesnė striatų reakcija į maistą, turinti A1 TaqIA alelį, kuris yra susijęs su mažesniu D2 striatrijos receptorių prieinamumu (Noble ir kt., 1991; Ritchie & Noble, 2003 m; Tupala ir kt., 2003) ir sumažėjęs striatų ramybės metabolizmas (\ tNoble, 1997), padidėjo svorio padidėjimas (Stice ir kt., 2008a). Šie rezultatai sutampa su teorija, kad asmenys, turintys mažesnius signalizavimo pajėgumus už atlygio schemą, perka, kad kompensuotų šį atlygio deficitą (Blum, 1996; Wang, 2002).

Tačiau yra įrodymų, kad skanių maisto produktų vartojimas lemia DA signalizacijos reguliavimą. Reguliariai vartojant daug riebalų ir didelį cukrų, dėl kurio padidėja svoris, sumažėja po sinapsinių D2 receptorių, sumažėja jautrumas D2 ir sumažėja jautrumas jautrumui graužikams (Colantuoni ir kt., 2001; Bello ir kt., 2002; Kelley ir kt., 2003; Johnson & Kenny, 2010 m). Kadangi šie duomenys rodo, kad persivalgymas gali prisidėti prie striatų reakcijos į maistą silpninimo, atlikome perspektyvų pakartotinai veikiančių magnetinio rezonanso tyrimo (fMRI) tyrimą, kad tiesiogiai ištirtume, ar persivalgymas yra susijęs su sumažėjusiu striatų aktyvavimu, atsižvelgiant į skanius maisto produktus. žmonėms.

Medžiagos ir metodai

Dalyviai

Dalyviai buvo 26 antsvorio ir nutukę jaunos moterys (M amžius = 21.0, SD = 1.11; M BMI = 27.8; SD = 2.45). Mėginį sudarė 7% Azijos / Ramiojo vandenyno salų gyventojai, 2% Afrikos amerikiečiai, 77% Europos amerikiečiai, 5% Indėnai ir 9% mišrios rasės paveldas. Dalyviai pateikė raštišką sutikimą. Vietos etikos vertinimo komisija patvirtino šį tyrimą. Tie, kurie praėjusiais 3 mėnesiais pranešė apie besaikius mitybos ar kompensacinius elgesius, dabartinį psichotropinių vaistų ar neteisėtų narkotikų vartojimą, galvos traumą, sąmonės netekimą arba dabartinį I krypties psichikos sutrikimą neįtraukė. Duomenys buvo renkami pradžioje ir stebint 6 mėnesį.

Priemonės

Kūno masės

Kūno masės indeksas (KMI = kg / m2) buvo naudojamas atspindėti rimtumą (Dietz & Robinson, 1998 m). Pašalinus batus ir sluoksnius, aukštis matuojamas artimiausiu milimetru, naudojant stadiometrą, o svoris buvo įvertintas artimiausiu 0.1 kg, naudojant skaitmeninę skalę. Gautos dvi vidutinės vertės. Prieš baigiant antropomorfines priemones standartizacijos tikslais, dalyviai buvo paprašyti susilaikyti nuo 3 valandų. KMI koreliuoja su tiesioginiais viso kūno riebalų matavimais, tokiais kaip dvigubos energijos rentgeno absorbcija.r = .80 - .90) ir su sveikatos priemonėmis, tokiomis kaip kraujospūdis, nepageidaujami lipoproteinų profiliai, ateroskleroziniai pakitimai, serumo insulino koncentracija ir cukrinis diabetas (Dietz & Robinson, 1998 m).

fMRI paradigma

Dalyviai buvo paprašyti vartoti reguliarų maistą, bet susilaikyti nuo valgymo ar gėrimo (įskaitant kofeino gėrimus) 4-6 valandoms prieš jų vaizdo seansą standartizavimui. Mes pasirinkome šį nepriteklių periodą, kad užfiksuotų alkį, kad dauguma žmonių patiria artėjant prie kito valgio, o tai yra laikas, kai individualūs maisto atlygio skirtumai logiškai paveiks kalorijų suvartojimą. Dalyviai užbaigė paradigmą tarp 11: 00 ir 13: 00 arba 16: 00 ir 18: 00. Nors bandėme atlikti pradinius ir tolesnius nuskaitymus tuo pačiu paros metu, dėl planavimo apribojimų tik 62% dalyvių atliko antrąjį nuskaitymą per 3 valandas nuo to laiko, kai baigė pradinį nuskaitymą (M skenavimo laiko skirtumas = 3.0 val., Intervalas = .5 - 6.0 val.). Prieš skenuojant dalyviai buvo susipažinę su fMRI paradigma praktikoje atskirame kompiuteryje.

Pieno kokteilių paradigma buvo sukurta siekiant ištirti aktyvumą, atsižvelgiant į vartojimą ir numatomą skanių maisto produktų vartojimą (Pav 1), nors šioje ataskaitoje daugiausia dėmesio buvo skiriama tik pirmajai. Stimulai buvo pateikti 5 atskirais nuskaitymo etapais. Stimulą sudarė 2 vaizdai (stiklinė pieno kokteilio ir stiklinė vandens), rodantys, kad tiekiamas 0.5 ml šokoladinio pieno kokteilio arba beskonis tirpalas. Dalyvių pateikimo tvarka buvo atsitiktinai parinkta. Šokoladinį pieno kokteilį sudarė 4 samteliai Häagen-Daz vanilinių ledų, 1.5 puodelio 2% pieno ir 2 šaukštai Hershey šokolado sirupo. Bekonis kalorijų neturintis beskonis tirpalas, sukurtas imituoti natūralų seilių skonį, sudarė 25 mM KCl ir 2.5 mM NaHCO3. Mes naudojome dirbtinę seilę, nes vanduo pasižymi skonio žievės skoniu (Zald & Pardo, 2000 m). Vaizdai buvo pateikti 2 sekundes naudojant MATLAB. Skonis buvo pristatytas praėjus 7-10 sekundžių nuo užuominos pradžios ir truko 5 sekundes. Kiekvienas dominantis renginys truko 5 sekundes. Kiekvieną važiavimą sudarė 20 pieno kokteilio suvartojimo ir 20 neskanaus tirpalo vartojimo atvejų. Skysčiai buvo tiekiami naudojant programuojamus švirkštų siurblius (Braintree Scientific BS-8000), valdomus MATLAB, kad būtų užtikrintas pastovus skonio pristatymo tūris, greitis ir laikas. Šešiasdešimt ml švirkštų, užpildytų šokolado pieno kokteiliu ir beskoniu tirpalu, „Tygon“ vamzdeliais per bangų kreiptuvą buvo prijungti prie kolektoriaus, pritvirtinto prie galvos ritės MRT skaitytuve. Kolektorius pateko į dalyvių burną ir suteikė skonį į nuoseklų liežuvio segmentą (Pav 2). Ši procedūra buvo sėkmingai naudojama anksčiau skystų skenerių pristatymui ir buvo išsamiai aprašyta kitur (Stice ir kt., 2008b). Dalyviai buvo pamokyti nuryti, kai pamatė „nurijimo“ lazdą. Vaizdai buvo pateikti su skaitmeninio projektoriaus / atvirkštinio ekrano sistema prie ekrano, esančio MRI skenerio gręžinio gale, ir buvo matomi per veidrodį, sumontuotą ant galvos ritės.

Pav 1    

Nuotraukų ir gėrimų pristatymo laiko ir užsakymo pavyzdys.
Pav 2    

Skonio kolektorius yra pritvirtintas prie stalo. Kiekvienam subjektui naudojami nauji vamzdžiai ir švirkštai, o kandiklis valomas ir sterilizuojamas tarp naudojimo būdų.

Vaizdo ir statistinė analizė

Skenavimą atliko „Siemens Allegra 3 Tesla“ tik MRI skeneris. Norint gauti duomenis iš viso smegenų, buvo naudojamas standartinis paukščių laikymo ritė. Termo putų vakuuminė pagalvė ir papildomos pagalvėlės buvo naudojamos galvos judėjimui apriboti. Iš viso 152 nuskaitymai buvo renkami kiekvieno funkcinio važiavimo metu. Funkciniai nuskaitymai naudojami pagal T2 * svertinį vieno kadro echo plokštumos vaizdavimo (EPI) seką (TE = 30 ms, TR = 2000 ms, apverstinis kampas = 80 °), kai plokštumos skiriamoji geba yra 3.0 × 3.0 mm2 (64 × 64 matrica; 192 × 192 mm2 matymo laukas). Kad būtų padengtos visos smegenys, 32 4mm griežinėliai (perplėšta gavimas, be peršokimo) buvo gauti išilgai AC-PC skersinės, įstrižosios plokštumos, kaip nustatyta pagal vidurinę dalį. Struktūriniai nuskaitymai surinkti naudojant inversijos atkūrimo T1 svertinę seką (MP-RAGE) ta pačia kryptimi kaip ir funkcinės sekos, kad būtų pateikti išsamūs anatominiai vaizdai, suderinti su funkciniais nuskaitymais. Didelės skiriamosios gebos struktūrinės MRI sekos (FOV = 256 × 256 mm2, 256 × 256 matrica, storis = 1.0 mm, griežinėlis ≈ 160).

Duomenys buvo iš anksto apdoroti ir analizuojami naudojant SPM5 (Wellcome Imaging Neuroscience departamentas, Londonas, Jungtinė Karalystė) MATLAB (Mathworks, Inc., Sherborn, MA) (Worsley ir Friston, 1995). Atvaizdai buvo gauti laiku, koreguojant pagal pjūvį, gautą pagal 50% TR. Funkciniai vaizdai buvo pertvarkyti į vidurkį. Anatominiai ir funkciniai vaizdai buvo normalizuoti pagal standartinę MNI šablono smegenis, įgyvendintas SPM5 (ICBM152, remiantis 152 normalaus MRI skenavimo vidurkiu). Normalizacija davė 3 mm vokselio dydį3 Funkciniai vaizdai ir „1 mm“ vokselio dydis3 struktūriniams vaizdams. Funkciniai vaizdai buvo išlyginti 6 mm FWHM izotropiniu Gauso branduoliu.

Norint nustatyti smegenų regionus, aktyvuotus vartojant skanius maisto produktus, BOLD atsaką nustatėme prieš gaunant pieno kokteilį ir skanaus tirpalo gavimą. Mes manėme, kad skonio atsiradimas į burną yra naudingas atlygis, o ne skonio nurijimas, tačiau pripažįstame, kad po nurijimo atsirandantis poveikis prisideda prie maisto atlygio vertės (O'Doherty ir kt., 2002). Sąlygos specifinis poveikis kiekvienam vokseliui buvo įvertintas naudojant bendrus linijinius modelius. Kiekvieno susidomėjimo įvykio vektoriaus vektoriai buvo sukompiliuoti ir įvesti į projektinę matricą, kad su įvykiu susiję atsakymai galėtų būti modeliuojami pagal kanoninę hemodinaminę atsako funkciją (HRF), įgyvendintą SPM5, sudarytą iš 2 gama funkcijų mišinio, kuris imituoja ankstyvą smailę 5 sekundėmis ir vėlesnį pėdsaką. Kad būtų atsižvelgta į dispersiją, sukeltą nurijus tirpalus, mes įtraukėme nurijimo lazdos laiką (asmenys buvo išmokyti nuryti šiuo metu) kaip kontrolinį kintamąjį. Mes taip pat įtraukėme hemodinaminės funkcijos laikinus darinius, kad gautume geresnį duomenų modelį (Henson ir kt., 2002). 128 antrasis aukšto dažnio filtras (pagal SPM5 konvenciją) buvo naudojamas mažo dažnio triukšmui šalinti ir lėtiems signalams perduoti.

Buvo sudaryti individualūs žemėlapiai, siekiant lyginti kiekvieno dalyvio aktyvumą kontrasto milkshake gavimo atveju - be jokio skonio. Tarp grupių palyginimai buvo atlikti naudojant atsitiktinių efektų modelius, kad būtų atsižvelgta į dalyvių skirtumą. Paradigmos įverčiai buvo įvesti į antros pakopos 2 × 2 atsitiktinius efektus ANOVAs (milkshake gavimas - skonio gavimas) pagal svorio padidėjimo grupę arba svorio stabilumo grupę arba svorio grupę arba svorio stabilumo grupę prieš svorio grupę ). BOLD aktyvacijos reikšmė nustatyta nustatant tiek didžiausią atsako intensyvumą, tiek atsakymo mastą. Atlikome domenų paieškų regionus, naudojant aukščiau esančius anksčiau nustatytus nugaros striatus (Stice ir kt., 2008a) kaip centroidai, skirti apibrėžti 10 mm skersmens rutulius. Šių a priori ROI reikšmė buvo įvertinta pagal statistinę ribą P <0.005 nekoreguotas ir grupių mastas ≥ 3 vokseliai. Norėdami atsižvelgti į tai, kad atlikome kelis palyginimus, pranešame apie klaidingo atradimo dažnio (FDR) pataisytas p reikšmes (p <05).

Patvirtinimas

Įrodyta, kad ši fMRI paradigma yra tinkamas individualių skirtumų iš anksto numatomo ir sunkaus maisto atlygio matas (Stice ir kt., 2008b). Dalyviai įvertino pieno kokteilį žymiai (r = .68) malonesnis nei skonio tirpalas vizualiam analoginiam skalui. Pieno kokteilio malonumo įvertinimai siejasi su aktyvavimu parahippocampal gyrus, reaguojant į pieno miltelių gavimą (r = .72), regionas, jautrus maisto produktų devalvacijai (Small et al., 2001). Šiame fMRI paradigmoje aktyvinimas regionuose, atspindinčiuose naudingą maisto atlygį, atsakant į pieno kokteilio gavimą.r = .84 į .91) su savarankiškai pranešta suvokiama malonumu įvairiems maisto produktams, vertinant pagal pritaikytą Maisto troškimo inventoriaus versiją (White ir kt., 2002). Aktyvinimas reaguojant į sunkaus maisto atlygį šiame fMRI paradigmoje koreliuoja (r = .82 į .95), kaip sunkiai dalyviai dirba maistui ir kiek maisto jie dirba operacinėje elgesio užduotyje, kurioje vertinami individualūs maisto stiprinimo skirtumai (Saelens & Epstein, 1996 m). Preliminarus tyrimas, naudojant tą pačią paradigmą su koleginėmis moterimis (N = 20), nustatė, kad moterys, kurios tikisi, kad maistas bus naudingas, vertinant pagal Valgymo laukimo inventorių, parodė didesnį aktyvumą VMPFC, sukelia gyrus, frontalinę operą, amygdalą ir parahipokampą gyrus (η2 = .21 į .42) atsakant į pieno kokteilių gavimą, nei moterys, kurios tikisi, kad maistas bus mažiau naudingas.

rezultatai

Mes ištyrėme, ar tiriamiesiems, kurių KMI padidėjo> 2.5% per 6 mėnesių stebėjimo laikotarpį (N = 8, MMI KMI pokytis = 4.41, diapazonas = 2.6–8.2), sumažėjo kaudato aktyvacija, atsižvelgiant į pieno kokteilio suvartojimą tiems, kuriems nustatytas <2% KMI pokytis (N = 12, M% KMI pokytis = 05, diapazonas = -0.64–1.7), siekiant pateikti tiesioginį a priori hipotezė, kad svorio padidėjimas būtų susijęs su striato atsako į skanų maistą sumažėjimu, palyginti su stabiliais svorio dalyviais. Tiriamojoje analizėje taip pat buvo patikrinta, ar dalyviai, kuriems KMI sumažėjo> 2.5% (N = 6, M% KMI pokytis = -4.7, diapazonas: -3.1 iki -6.8), parodė skirtingą striato atsako į skanų maistą pokytį nei dalyviai, kurie liko svorio stabilus arba priaugtas svoris. Kalbant apie neapdorotą svorio pokytį, tai reiškia vidutinį svorio pokytį 6.4 lbs svorio padidėjimo grupei, vidutinį svorio svyravimą 0.5 lbs svorio stabiliai grupei ir vidutinį svorio pokytį –6.8 lbs svorio metimo grupei . Nors pradiniame etape KMI nesiskyrė, mes kontroliavome šį kintamąjį. Kadangi dienos metu, kai tiriamieji atliko pradinį ir tolesnį tyrimą, buvo tam tikrų skirtumų, kurie galėjo turėti įtakos rezultatams, mes taip pat kontroliavome dviejų nuskaitymų laiko skirtumą (valandomis). Parametrų įvertinimai iš pieno kokteilio - beskoniai kontrastai buvo įtraukti į antrojo lygio 2 × 2 × 2 atsitiktinius efektus ANOVA (pvz., Svorio padidėjimas - stabilus svoris) iki (pieno kokteilio kvitas - beskonis kvitas) iki (6 mėnesių stebėjimas - pradinė padėtis). .

Kaip hipotezė, svorio padidėjimo grupė parodė gerokai mažiau aktyvacijos dešiniajame caudate, reaguojant į milkshake suvartojimą (12, -6, 24, Z = 3.44, FDR pataisyta p = .03, r = -.35; 9, 0, 15, Z = 2.96, FDR pataisyta p = .03, r = -.26), stebint 6 mėnesio stebėjimą, palyginti su pradiniu lygiu, palyginti su svorio stabilių dalyvių pokyčiais (Pav 3). Kūno svorio mažėjimo grupėje atsako į pieno kokteilį vartojimas, palyginti su svorio padidėjimo grupe arba svorio stabilia grupe, neparodė reikšmingų pokyčių caudate.Pav 3). Norint iliustruoti ryšį tarp nuolatinio svorio padidėjimo laipsnio ir striatinio jautrumo maistui mažinimo laipsnio, mes sumažinome KMI pokyčius, kai visi SPSS dalyviai pasikeitė dešinėje caudatėje (12, -6, 24). , kontroliuojant pradinį KMI ir skenavimo laiko skirtumą (Pav 4). Norint nustatyti, ar dešiniosios kūdikio pokytis tiems, kurie sveria svorį, palyginti su tais, kurie išlaikė svorį, buvo žymiai didesnis nei kairiojo caudato veidrodiniame regione, mes lyginome aktyvinimą dešinėje ir kairėje caudate, naudojant ROI analizę. Mes atlikome ANOVA tyrimą, kuris tikrina pusrutulio sąveiką, laiką ir grupę, kad kontrastas tarp aktyvinimo atsakytų į milkshake ir skonio neturinčio tirpalo gavimą. Nėra reikšmingos sąveikos (F (1, 18) = 0.91, p = 0.35). Taigi, nors mūsų analizė atskleidė reikšmingą laiko grupių sąveiką dešiniajame caudate, bet ne kairiajame caudate, negalime daryti išvados, kad pastebėtas poveikis buvo reikšmingai lateralizuotas.

Pav 3    

Koronalinis pjūvis, rodantis mažiau aktyvacijos dešinėje uodegoje (12, -6, 24, Z = 3.44, pFDR = 03, P <05) svorio padidėjimo grupėje (N = 8; ≥2% KMI padidėjimas), palyginti su svoriu stabili grupė (N = 12; ≤2% KMI pokytis) gavus pieno kokteilį ...
Pav 4    

Sklaidos sklypas, rodantis dešiniojo caudato aktyvacijos pokyčius pieno krakmolo gavimo metu - be kvapo gaunamas 6 mėnesio stebėjimas, lyginant su pradiniu lygiu, kaip pokyčio% KMI funkcija.

Diskusija

Rezultatai rodo, kad svorio padidėjimas buvo susijęs su striatų aktyvacijos sumažėjimu, atsižvelgiant į geriamąjį maistą, palyginti su pradiniu atsaku, kuris yra naujas indėlis į literatūrą, nes tai yra pirmasis perspektyvus fMRI tyrimas, kurio tikslas - ištirti striatų reakcijos į maisto vartojimą pokyčius. svorio pokyčio funkcija. Šie rezultatai išryškina eksperimentų rezultatus, kurie rodo, kad dėl didelio riebalų ir didelio cukraus kiekio dietos sumažėja DA pagrindu gautų atlygio schemų signalizavimo pajėgumas ir jautrumas jautrumui graužikams (Colantuoni ir kt., 2001; Bello ir kt., 2002; Kelley ir kt., 2003; Johnson & Kenny, 2010 m). Šie duomenys taip pat suderinti su įrodymais, kad gydymo sukeltas svorio sumažėjimas sukelia padidėjusį D2 receptorių prieinamumą žmonėms (Steele ir kt., 2010) ir genų, reguliuojančių DA signalizacijos pajėgumą pelėse, reguliavimas ir \ tYamamoto, 2006). Šie duomenys rodo, kad persivalgymas mažina striatų reakciją į skanius maisto produktus.

Pirmiau pateiktos išvados kartu su įrodymais, kad mažas striatų jautrumas maistiniams maisto produktams didina būsimo svorio padidėjimo riziką, jei kartu su genotipais, susijusiais su mažesniu DA pagrindu gautų atlygio grandinių pajėgumu (Stice ir kt., 2008a) reiškia, kad gali būti iš anksto pažeidžiamumo procesas, kai mažas pradinis striatinis atsakas į maistą gali padidinti persivalgymo riziką, kuri prisideda prie D2 receptorių mažinimo ir blunted striatų reakcijos į maistą, taip dar labiau padidindama riziką ateityje ir dėl to padidėjus svoriui. Jei šis atotrūkis tarp striatrijos reakcijos į maistą ir pakartotinių pakartojimų nepriklausomuose tyrimuose rodo, kad ateityje atliekami tyrimai turėtų įvertinti elgsenos ir farmakologines intervencijas, didinančias D2 receptorius ir signalizavimo pajėgumus DA pagrindu, kaip priemonei skirti atlygį. nutukimo prevencija arba gydymas. Šis darbo modelis taip pat reikštų, kad prevencijos programos ir sveikatos politika turėtų siekti mažinti didelio riebalų ir cukraus kiekio maisto produktų vartojimą, kad būtų išvengta tolesnio striatų reakcijos į maistą ir sumažinta rizika, kad ateityje svoris padidės pažeidžiamose populiacijose.

Tačiau svarbu pripažinti, kad šis tyrimas ir ankstesnis tyrimas, pagal kurį buvo prognozuojama svorioStice ir kt., 2008a) dalyvavo dalyviai, kurie pagal pradinį vertinimą jau buvo antsvorio. Taigi, yra įmanoma, kad persivalgymas jau prisidėjo prie akių striatų atsako į maistą. Būtų naudinga išnagrinėti atlyginimų regionų reagavimą į maisto gavimą tarp liesų asmenų, turinčių didelę ir mažą riziką ateityje svorio padidėjimui, kad būtų geriau apibūdinti bet kokie anomalijos, egzistuojančios prieš sveiką svorio padidėjimą. Taip pat svarbu pažymėti, kad atlygio grandinių hipotenzija maisto suvartojimui yra tik vienas iš daugelio etiologinių procesų, kurie gali padidinti nutukimo riziką ir kad nutukimas yra nevienalytė būklė, kuri gali turėti kokybiškai skirtingus etiologinius kelius (Davis ir kt., 2009).

Svarbu apsvarstyti šio tyrimo apribojimus. Pirma, mes tiesiogiai nenustatėme DA veikimo, todėl galime tik spėlioti, kad DA signalizacijos pokyčiai prisideda prie pastebėto striatų reakcijos pokyčio. Tačiau Hakyemez ir kt. (2008) patvirtino, kad teigiamas ryšys tarp burnos d-amfetamino sukeltos DA išskyros ventralinėje stiatumoje vertinamas pozronų emisijos tomografijos (PET) ir BOLD aktyvacijos, įvertintos per fMRI tame pačiame regione, metu (motorinis pasirengimas gauti piniginį atlygį) (r = .51), lygiagrečiai kito PET / fMRI tyrimo rezultatai (Schott ir kt., 2008). Antra, mes neatlikome svorio matavimų tuo pačiu paros metu, kai dalyviai dalyvavo pagrindinio ir 6 mėnesio stebėjimo vertinimuose, kurie galėjo sukelti klaidą mūsų svorio pokyčių modeliavime. Tačiau mes standartizavome laiką nuo paskutinio valgio, prašydami dalyvių susilaikyti nuo bet kokio maisto ar gėrimų (išskyrus vandenį) suvartojimo 3 valandoms iki svėrimo. Mes taip pat nustatėme, kad KMI parodė aukštą 1 mėnesio bandymo pakartotinio patikimumo patikimumą (r = .99) ankstesniame tyrime, kuris taip pat neatliko svorio matavimų tuo pačiu paros metu pradiniame etape ir tolesnio vertinimo (Stice, Shaw, Burton ir Wade, 2006 m). Trečia, mes negalėjome patvirtinti, kad dalyviai iš tikrųjų susilaikė nuo 4-6 valandų prieš fMRI nuskaitymą, o tai galėjo sukelti nereikalingą dispersiją.

Apibendrinant galima teigti, kad dabartiniai rezultatai, gauti kartu su ankstesniais rezultatais, rodo, kad mažas DA pagrindu gautų atlygio schemų jautrumas maisto vartojimui gali padidinti persivalgymo riziką, be to, dėl to, kad šis persivalgymas sukelia papildomą silpnėjimą atlyginimų grandinės reagavimui, tokiu būdu padidinant riziką ateities svorio prieaugis. Šis darbo modelis gali paaiškinti, kodėl nutukimas paprastai pasireiškia lėtiniu būdu ir yra atsparus gydymui.

Padėka

Šis tyrimas buvo paremtas NIH stipendijomis: R1MH64560A DK080760

Nuorodos

  1. Bello NT, Lucas LR, Hajnal A. Pakartotinė sacharozės prieiga veikia dopamino D2 receptorių tankį striatume. Neuroreportas. 2002: 13: 1575 – 1578. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  2. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, Braverman ER, Chen TJ, Cull JG, Comings DE. D2 dopamino receptorių genas kaip atlygio trūkumo sindromo determinantas. JR Soc Med. 1996: 89: 396 – 400. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  3. Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Cadet JL, Schwartz GJ, Moran TH, Hoebel BG. Pernelyg didelis cukraus suvartojimas keičia prijungimą prie dopamino ir mu-opioidų receptorių smegenyse. Neuroreportas. 2001: 12: 3549 – 3552. [PubMed]
  4. Davis ir kt. Dopaminas „norintiems“ ir opioidams „skoniui“: nutukusių suaugusiųjų palyginimas su ir nevalgius. Nutukimas. 2009: 17: 1220 – 1225. [PubMed]
  5. Dietz WH, Robinson TN. Kūno masės indekso (KMI) panaudojimas kaip vaikų ir paauglių antsvorio matas. J Pediatr. 1998: 132: 191 – 193. [PubMed]
  6. Fetissov SO, Meguid MM, Sato T, Zhang LH. Dopaminerginių receptorių ekspresija liesos ir nutukusios Zucker žiurkių hipotalamuose ir maisto suvartojimas. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2002: 283: R905 – 910. [PubMed]
  7. Hakyemez HS, Dagher A, Smith SD, Zald DH. Stremalinis dopamino perdavimas sveikiems žmonėms pasyvios piniginės užduoties metu. Neuroimage. 2008: 39: 2058 – 2065. [PubMed]
  8. Henson RN, Price CJ, Rugg MD, Turner R, Friston KJ. Įvykių BOLD atsakymų latentinių skirtumų nustatymas: taikymas žodžiams, palyginti su ne žodžiais, ir pradiniai ir pakartotiniai veido pristatymai. Neuroimage. 2002: 15: 83 – 97. [PubMed]
  9. Johnson PM, Kenny PJ. Dopamino D2 receptoriai priklausomybei priklausančiose atlygio disfunkcijose ir kompulsinis valgymas nutukusioms žiurkėms. Gamtos neurologija. 2010: 13: 635 – 641. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  10. Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Ribotas kasdienis vartojimas labai skanus maistas (šokoladas „Assure“ (R)) keičia striatalo enkefalino genų ekspresiją. Eur J Neurosci. 2003: 18: 2592 – 2598. [PubMed]
  11. Noble EP, Blum K, Ritchie T, Montgomery A, Sheridan PJ. Alelinis D2 dopamino receptorių geno susiejimas su receptorių rišamosiomis savybėmis alkoholizme. Arch Gen psichiatrija. 1991: 48: 648 – 654. [PubMed]
  12. Noble EP, Gottschalk LA, Fallon JH, Ritchie TL, Wu JC. D2 dopamino receptorių polimorfizmas ir smegenų regioninis gliukozės metabolizmas. Am J Med Genet. 1997: 74: 162 – 166. [PubMed]
  13. O'Doherty JP, Deichmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Neuriniai atsakai numatant pirminį skonį. Neuronas. 2002: 33: 815 – 826. [PubMed]
  14. Orosco M, Rouch C, Nicolaïdis S. Rostromedialinis hipotalaminis monoamino pokytis, reaguojant į į veną infuzuotas insulino ir gliukozės dozes laisvai maitinančioms nutukusioms Zucker žiurkėms: mikrodializės tyrimas. Apetitas. 1996: 26: 1 – 20. [PubMed]
  15. Ritchie T, Noble EP. Septynių D2 dopamino receptoriaus geno polimorfizmų susiejimas su smegenų receptorių surišimo charakteristikomis. Neurochem Res. 2003: 28: 73 – 82. [PubMed]
  16. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Didesnė kalorijų vizualinio maisto stimulų nutekėjusių asmenų diferencinė aktyvacija. Neuroimage. 2007: 37: 410 – 421. [PubMed]
  17. Saelens BE, Epstein LH. Maisto vertės stiprinimas nutukusioms ir nekalcingoms moterims. Apetitas. 1996: 27: 41 – 50. [PubMed]
  18. Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, Seidenbecher CI, Coenen HH, Heinze HJ, Zilles K, Duzel E, Bauer A. Mesolimbinės funkcinės magnetinio rezonanso vaizdavimo aktyvacijos atlyginimų numatymo metu koreliuoja su su atlygiu susijusiais ventralinio striatalo dopamino išsiskyrimas. Neuroscience žurnalas. 2008: 28: 14311 – 14319. [PubMed]
  19. Mažas DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Pašarų sukeltas dopamino išsiskyrimas į nugaros striatumą koreliuoja su sveikų savanorių sveikata. Neuroimage. 2003: 19: 1709 – 1715. [PubMed]
  20. Mažas DM, Zatorre RJ, Dagher A, Evans AC, Jones-Gotman M. Smegenų veiklos pokyčiai, susiję su šokolado valgyimu: nuo malonumo iki pasipiktinimo. Smegenys. 2001: 124: 1720 – 1733. [PubMed]
  21. Steele KE, Prokopowicz GP, Schweitzer MA, Magunsuon TH, Lidor AO, Kuwabawa H, Kumar A, Brasic J, Wong DF. Centrinių dopamino receptorių pakeitimai prieš ir po skrandžio šuntavimo operacijos. Obes Surg. 2010: 20: 369 – 374. [PubMed]
  22. Stice E, Shaw E, Burton E, Wade E. Dissonanso ir sveikos mitybos sutrikimų prevencijos programos: atsitiktinių imčių veiksmingumo tyrimas. Nenormalaus psichologijos žurnalas. 2006: 74: 263 – 275. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  23. E, Spoor S, Bohon C, mažas DM. Ryšys tarp nutukimo ir neryškių striatų atsakų į maistą yra reguliuojamas TaqIA A1 alelio. Mokslas. 2008a: 322: 449 – 452. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  24. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Small DM. Atlygio iš maisto suvartojimo ir numatomo maisto suvartojimo santykis su nutukimu: funkcinis magnetinio rezonanso tyrimas. J Abnorm Psychol. 2008b; 117: 924 – 935. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  25. E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen S. Reward grandinės reakcija į maistą prognozuoja būsimą kūno masės padidėjimą: DRD2 ir DRD4 moderuojantis poveikis. Neuroimage. 2010: 50: 1618 – 1625. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  26. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Plačiai paplitęs atlygio sistemos aktyvinimas nutukusioms moterims, reaguojant į aukštos kalorijų turinčios maisto nuotraukas. Neuroimage. 2008: 41: 636 – 647. [PubMed]
  27. Szczypka MS, Kwok K, Brot MD, Marck BT, Matsumoto AM, Donahue BA, Palmiter RD. Dopamino gamyba caudate putamen atkuria maitinimą dopamino nepakankamomis pelėmis. Neuronas. 2001: 30: 819 – 828. [PubMed]
  28. Tupala E, H salė, Bergström K, Mantere T, Räsänen P, Särkioja T, Tiihonen J. Dopamino D2 receptoriai ir transporteriai 1 ir 2 alkoholikai, išmatuoti žmogaus žmogaus pusrutulio autoradiografija. Hum Brain Mapping. 2003: 20: 91 – 102. [PubMed]
  29. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, Alexoff D, Ding YS, Wong C, Ma Y, Pradhan K. Mažos dopamino striatrijos D2 receptoriai yra susiję su prefrontaliniu metabolizmu nutukusiems asmenims: galimi veiksniai . Neuroimage. 2008: 42: 1537 – 1543. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  30. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS. Dopamino vaidmuo motyvuojant maistą žmonėms: poveikis nutukimui. Ekspertų nuomonė. 2002: 6: 601 – 609. [PubMed]
  31. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Smegenų dopaminas ir nutukimas. Lancet. 2001: 357: 354 – 357. [PubMed]
  32. Baltoji MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Maisto troškimų inventoriaus kūrimas ir patvirtinimas. Obes Res. 2002: 10: 107 – 114. [PubMed]
  33. Worsley KJ, Friston KJ. Dar kartą peržiūrėta fMRI laiko eilučių analizė. Neurovaizdas. 1995; 2: 173–181. [laiškas; komentaras] [PubMed]
  34. Yamamoto T. Neuriniai substratai, skirti kognityvinių ir afektinių skonio aspektų apdorojimui smegenyse. Arch Histol Cytol. 2006: 69: 243 – 255. [PubMed]
  35. Zald DH, Pardo JV. Žievės aktyvacija, kurią sukelia intraoralinė stimuliacija žmonėms vandenyje. Chem Senses. 2000: 25: 267 – 275. [PubMed]