J Clin Endocrinol Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.
Haltia LT, Viljanen A, Parkkola R, Kemppainen N, Rinne JO, Nuutila P, Kaasinen V.
avots
Turku Universitātes Neiroloģijas katedra, PO Box 52, FIN-20521 Turku, Somija. [e-pasts aizsargāts]
Anotācija
Anotācija
Konteksts un mērķis:
Aptaukošanās ir saistīta ar vairākām vielmaiņas traucējumiem. Nesenie pētījumi liecina, ka aptaukošanās ietekmē arī smadzeņu darbību un ir riska faktors dažām deģeneratīvām smadzeņu slimībām. Šī pētījuma mērķis bija izpētīt svara pieauguma un svara zuduma ietekmi uz smadzeņu pelēkās un baltās vielas struktūru. Mēs pieņēmām, ka iespējamās atšķirības, kas novērotas aptaukošanās izraisītu personu smadzenēs, pēc intensīva diētas perioda izzudīs vai samazinās.
Metodes:
Pētījuma I daļā mēs skenējām ar magnētiskās rezonanses attēlu 16 liesās (vidējais ķermeņa masas indekss, 22 kg / m2) un 30 aptaukošanās (vidējais ķermeņa masas indekss, 33 kg / m2) veseliem cilvēkiem. II daļā 16 aptaukošanās pacienti turpināja ar ļoti zemu kaloriju diētu 6 wk, pēc tam tos skenēja vēlreiz. Reģionālās smadzeņu baltās un pelēkās vielas tilpumus aprēķināja, izmantojot vokseļa morfometriju.
rezultāti:
Aptaukošanās pacientiem baltās vielas tilpums bija lielāks, salīdzinot ar liesajiem subjektiem vairākos bazālo smadzeņu reģionos, un aptaukošanās indivīdiem bija pozitīva korelācija starp balto vielu tilpumu bazālo smadzeņu struktūrās un vidukļa un gūžas attiecību. Atklāta baltās vielas izplešanās daļēji tika mainīta ar diētu. Reģionālie pelēkās vielas apjomi būtiski neatšķīrās aptaukošanās un liesās tēmās, un diēta neietekmēja pelēkās vielas.
Secinājumi:
Precīzs atklāto balto vielu izmaiņu mehānisms paliek neskaidrs, taču šis pētījums parāda, ka aptaukošanās un uzturs ir saistīti ar pretējām izmaiņām smadzeņu struktūrā. Nav izslēgts, ka baltās vielas izplatība aptaukošanās procesā ietekmē degeneratīvu smadzeņu slimību neiropatogenitāti.
OBESITY ir pakļauta ķermeņa sastāva izmaiņām un viscerālo un sc tauku palielināšanai. Ķermeņa tauku uzkrāšanās ir saistīta ar vairākām vielmaiņas anomālijām, kas var ietekmēt tādas slimības kā 2 tipa diabētu, hipertensiju, insultu un vēzi. Centrālās nervu sistēmas izmaiņas aptaukošanā ir mazāk pazīstamas, lai gan epidemioloģiskie pētījumi liecina par saikni starp noteiktām deģeneratīvām smadzeņu slimībām un aptaukošanos. Ir zināms, ka paaugstināts ķermeņa svars ir kognitīvās pazemināšanās riska faktors (1, 2) un Alcheimera slimība (\ t3), un saistība starp aptaukošanos un demenci ir neatkarīga no citiem līdzīgiem apstākļiem (\ t4). Centrālā aptaukošanās var būt saistīta arī ar lielāku citu neiroloģisku traucējumu, piemēram, Parkinsona slimības, risku.5). Šo sarežģīto attiecību pamatā esošie patofizioloģiskie mehānismi nav labi saprotami, bet viena no iespējamām saiknēm starp aptaukošanos un demences slimībām ir insulīna rezistences un / vai cukura diabēta attīstība, kas ietekmē izziņas (1).
Tādējādi pētījumi par deģeneratīvām smadzeņu slimībām atbalsta domu, ka aptaukošanās negatīvi ietekmē smadzeņu darbību, un ir pētījumi par cilvēkiem, kas norāda uz funkcionālo atšķirību smadzenēs starp veseliem aptaukošanās un liesiem indivīdiem. Attēlveidošanas pētījumos ar pozitronu emisijas tomogrāfiju (PET) un funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlu (fMRI) konstatēts, ka aptaukošanās ir saistīta ar smadzeņu asins plūsmas un neiroķīmijas izmaiņām. PET pētījums ar [11C] raclopīds ir norādījis, ka smadzeņu dopamīna D2 receptoru pieejamība ļoti aptaukošanās pacientiem ir samazināta proporcionāli to ķermeņa masas indeksam (ĶMI) (6). Pētījumi, kuros izmanto PET un reģionālās smadzeņu asins plūsmas mērījumus, ir parādījuši diferencētas smadzeņu reakcijas uz piesātinājumu aptaukošanās un liesās personas (7, 8), un fMRI pētījums parādīja, ka perorāla glikozes uzņemšana izraisa fMRI signāla inhibīciju hipotalāma daļās un ka šī centrālā inhibējošā reakcija ir ievērojami vājināta aptaukošanās pacientiem (9). Vēl viens fMRI pētījums atklāja, ka, reaģējot uz redzes un dzirdes barības stimuliem, lielāks ir smadzeņu aktivācijas apgabalu skaits aptaukošanās barojošos ēdienos (salīdzinot ar liesās ēšanas un liesās un aptaukošanās nevēlamiem ēdējiem).10). Turklāt viens no iepriekšējiem pētījumiem ar vienu fotonu emisijas tomogrāfiju parādīja, ka vizuāla iedarbība uz pārtiku ir saistīta ar reģionālās smadzeņu asins plūsmas palielināšanos īstās laikietilpīgās un parietālās korekcijās aptaukošanās sievietēm, bet ne parastiem svariem sievietēm (11). Nesenā strukturālā pētījumā ar magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (MRI) un vokseļu morfometriju (VBM) tika konstatēts, ka aptaukošanās pacientiem ir ievērojami mazāks smadzeņu pelēkās vielas tilpums pēc centrālās gyrus, frontālās operas, putamen un vidējās frontālās gyrus, salīdzinot ar grupu no ķermeņa masas, un ka ĶMI aptaukošanās (bet ne liesās) subjektiem ir negatīvi saistīts ar pelēkās vielas tilpumu kreisajā \ t12). Arī striatuma tuvumā tika konstatēta balto vielu tilpuma atšķirība, kurā aptaukošanās pacientiem bija lielāks apjoms nekā liesās vielas.
Lielākā daļa aptaukošanās smadzeņu attēlveidošanas pētījumu ir statiski grupu salīdzinājumi. Bieži vien grupas ir atdalītas pēc ĶMI un izvēlētā centrālās nervu sistēmas mainīgā, piem reģionālā asins plūsma, dopamīna receptori vai pelēkās vielas tilpums tiek pētīts šķērsgriezumā. Mūsuprāt, aptaukošanās gadījumā nav garīgās analīzes par smadzeņu darbību. Šajā pētījumā mēs interesējāmies par svara pieauguma un zaudējumu ietekmi uz cilvēka smadzeņu pelēkās un baltās vielas struktūru. Fosfolipīdi ir galvenās neironu un gliemeņu membrānu sastāvdaļas, un tās piedalās membrānas pārveidošanā un sintēzes un signālu transdukcijā (13). Smadzeņu fosfolipīdu metabolisms ir dinamisks process, ko ietekmē, piemēram, brīvo taukskābju koncentrācija plazmā. Par 5% nesterificētu taukskābju ekstraktu no asinīm izdalās caur žurku smadzenēm, un ekstrakcija nav atkarīga no smadzeņu asins plūsmas (13). Aptaukošanos papildina brīvo taukskābju pārpalikums plazmā, kas rada tauku uzkrāšanos adipocītos, kā arī vairākos orgānos. Tāpēc mēs pieņēmām, ka aptaukošanās indivīdiem var būt atšķirības smadzeņu tauku vielmaiņā un palielināta tauku uzkrāšanās baltā vielā, un tas varētu atspoguļot balto vielu tilpumu.
Pētījums tika izstrādāts, lai sastāvētu no divām daļām: 1) - parastais šķērsgriezuma smadzeņu salīdzinājums ar aptaukošanos un liesām indivīdiem un korelācijas analīzēm, un 2), kas pēc garas ķermeņa masas samazināšanās bija gareniska atsevišķu smadzeņu novērošana. Pirmajā daļā mēs pētījām atšķirības smadzeņu reģionālajā pelēkā un baltā materiāla tilpumā starp liesām un aptaukošanās indivīdiem. II daļā aptaukošanās indivīdu (n = 16) apakšpopulācija no pirmās daļas sāka kontrolēt ļoti zemu kaloriju diētu (VLCD) 6 wk, un otro smadzeņu skenēšanu sekoja pēc tam, kad viņi bija veiksmīgi samazinājuši vidējo svaru 12 %. Ir zināms, ka diēta ir labvēlīga ietekme, piemēram, uz insulīna jutību un plazmas lipīdiem aptaukošanās indivīdiem (14), un svara samazināšana ir saistīta arī ar leptīna līmeņa pazemināšanos plazmā (\ t15). Smadzeņu kā lipīdu saturošu audu var ietekmēt arī svara zudums. Mēs pārbaudījām, vai svara samazināšana varētu samazināt smadzeņu tilpumu aptaukošanās pacientiem saskaņā ar tauku samazināšanos visā ķermenī.
Priekšmeti un metodes
Priekšmeti un studiju plānojums
I daļa.
Pētījumā piedalījās 30 aptaukošanās (12 vīrieši un 18 sievietes) un 16 liesās (astoņi vīrieši un astoņas sievietes). Liesās personas tika definētas kā tās, kuru ĶMI bija mazāks par 26 kg / m2 un aptaukošanās pacientiem, kuriem ĶMI ir lielāks par 27 kg / m2. Nav iekļauti pacienti ar ēšanas traucējumiem, vielmaiņas slimībām, sirds un asinsvadu slimībām, iepriekšējiem vai pašreizējiem aknu vai nieru darbības traucējumiem, anēmiju vai perorālu kortikosteroīdu terapiju. Galvenās fizikālās un vielmaiņas īpašības ir norādītas 1 tabulā⇓. Aptaukošanās pacientiem bija ievērojami augstāka glikozes, insulīna, leptīna un brīvo taukskābju koncentrācija tukšā dūšā (1 tabula).⇓). Pēc pētījuma mērķa un iespējamo risku izpētes priekšmetiem tika iegūta rakstiska informēta piekrišana. Pētījuma protokolu apstiprināja Dienvidrietumu Somijas veselības aprūpes rajona ētikas komiteja, un to veica saskaņā ar Helsinku deklarācijas principiem.
Galvenie pētāmo priekšmetu demogrāfiskie rādītāji un laboratorijas vērtības (pēc badošanās)
II daļa.
Sešpadsmit aptaukošanās pacienti (četri vīrieši un 12 sievietes) no manis piedalījās II daļā, kuras laikā viņiem tika noteikts VLCD (2 tabula)⇓). Visi dienas ēdieni tika aizstāti ar VLCD produktiem uz 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Somija) periodu (2.3 MJ, 4.5 g tauki, 59 g proteīns un 72 g ogļhidrāts dienā). Pievienojot Nutrifast, pacienti katru dienu dzēra vismaz 2 litru ūdens vai bez cukura bezalkoholiskos dzērienus. Fiziskās aktivitātes izmaiņas netika atļautas. Uzturs tika regulāri kontrolēts ar pētniecisko māsu, kurai bija uzturvērtības zināšanas. Pēc diētas pastāvēja 1-wk atveseļošanās periods ar normālkalorisko diētu, lai izvairītos no katabolisma stāvokļa. MRI, antropometriskie mērījumi un laboratorijas novērtējumi tika atkārtoti pēc atveseļošanās perioda. Taukaudu masas vēdera rajonā tika novērtētas L2 / L3 starpskriemeļu diska līmenī pirms un pēc diētas, izmantojot standartizētu MRI metodi (16).
Attēlveidošana un datu analīze
MRI tika iegūti ar Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual skeneri (Philips, Best, Nīderlande). Visu smadzeņu T1 svērtās trīsdimensiju ātrās lauku atbalss (FFE) datu kopa tika iegūta šķērsplaknē (laika atkārtojums = 25 msec, laiks echo = 5 msec, pārsegšanās leņķis = 30 °, uzbudinājumu skaits (NEX) = 1, un redzamības lauks = 256 × 256 mm2), kas nodrošina vismaz 160 blakus esošās šķēles caur galvu. Attēli tika pārsūtīti uz personālo datoru un pārvērsti Analizēt formātā, izmantojot MRIconvert (http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) un analizēti, izmantojot SPM2 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, Londona, Lielbritānija; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / spm) un Matlab 6.5 (The MathWorks, Natick, MA). Attēliem tika izmantots optimizētais VBM protokols (17). Pirms VBM analīzes klīnisko vizuālo MR attēlu novērtējumu veica pieredzējis neiroradiologs (RP). Vienam vecāka gadagājuma liesam subjektam bija neliels lakūnu infarkts kreisajā salu garozā; nevienā no pacientiem netika novēroti citi klīniski nozīmīgi konstatējumi.
Veidnes
Tika izveidotas pielāgotas veidnes, lai atvieglotu aptaukošanās un liesās priekšmetu MRI skenēšanas optimālu normalizāciju un segmentāciju. Veidņu ģenerēšana tika veikta, izmantojot SPM2 segmentācijas algoritmu (Christian Gaser, Jenas Universitāte, Jena, Vācija), izmantojot instrumentu kopas paplašinājumu; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Veidnes tika izveidotas, jo pašreizējo MRI skenēšanas kontrasts var atšķirties no esošās veidnes, pašreizējā subjekta populācijas demogrāfija var atšķirties no tiem, kas izmantoti esošās veidnes veidošanai, un katrs skeneris ievieš specifiskas nevienlīdzības un neomogēnās īpašības. Tāpēc veidnes tika veidotas tā, lai samazinātu iespējamo novirzi pret vienu grupu telpiskās normalizācijas laikā (18).
Optimizēts VBM
Pēc pētījumam specifisku veidņu izveides sākotnējiem datiem tika piemērots optimizētais protokols (17). Optimizētais VBM protokols uzlabo telpisko normalizāciju, izmantojot pelēkās vielas attēlus un pelēkās vielas veidni, nevis anatomiskus T1 attēlus. Optimizētais protokols ietver arī starpsienu tīrīšanu, pielietojot morfoloģiskās operācijas un izvēles starpsienu modulāciju, lai saglabātu kopējo signāla apjomu. Tā kā mēs galvenokārt interesējāmies par aptaukošanās tilpuma atšķirībām, nevis koncentrāciju atšķirībām, mēs izvēlējāmies izmantot papildu modulāciju mūsu VBM protokolā. Telpiskās normalizācijas pārtraukums bija 25 mm, tika izmantota vidēja nelineāra regulēšana, un protokols ietvēra nelineārās 16 iterācijas. Modulētie attēli tika izlīdzināti ar 12-mm pilnu platumu pusautomātiskajā (FWHM) izotropajā Gausa kodolā. Iepriekšējos pētījumos optimizēts VBM ir pareizi validēts, un audu klasifikācijas metode, ko izmanto VBM, ir devusi ļoti reproducējamus rezultātus (17).
Bioķīmiskās analīzes
Glikozes koncentrācija plazmā tika noteikta divos eksemplāros ar glikozes oksidāzes metodi (Analox GM9 analizators; Analox Instruments, Londona, Apvienotā Karaliste). Glikozilēts hemoglobīns tika mērīts ar ātrās olbaltumvielu šķidruma hromatogrāfiju (MonoS; Pharmacia, Uppsala, Zviedrija). Insulīna koncentrāciju plazmā mēra ar divējāda antivielu fluoroimmunoanalīzi (Autodelfia; Wallac, Turku, Somija). Kopējais holesterīna un augsta blīvuma lipoproteīna holesterīna līmenis serumā tika mērīts, izmantojot standarta fermentu metodes (Roche Molecular Biochemicals, Manheima, Vācija) ar pilnībā automatizētu analizatoru (Hitachi 704; Hitachi, Tokyo, Japan). Zema blīvuma lipoproteīna holesterīna līmeni serumā aprēķināja pēc Friedewald vienādojuma (19). Brīvās taukskābes serumā tika noteiktas ar enzīmu metodi (acil-CoA sintāzes-acil-CoA oksidāzes peroksidāzes metodi; Wako Chemicals, Neuss, Vācija). Plazmas leptīns tika analizēts ar RIA (Linco, St. Charles, MO). Pirmajā daļā dati no asins analīzēm, vidukļa apkārtmērs un vidukļa un gūžas attiecība nebija pieejami no četriem liesiem subjektiem, un viena aptaukošanās subjekta dati nebija pieejami.
Statistiskā analīze
Izlīdzināti, modulētie dati tika analizēti, izmantojot statistisko parametru kartēšanu (SPM2), izmantojot vispārējo lineāro modeli. Volumetriskās izmaiņas tika pārbaudītas, analizējot modulētos datus. Tā kā modulācijas laikā mēs iekļāvām telpiskās normalizācijas izraisītās tilpuma izmaiņas korekciju, bija lietderīgi iekļaut kopakriālo tilpumu (TIV) kā kovariantu, lai novērstu jebkādas dispersijas, kas radušās galvas izmēra atšķirību dēļ. TIV tika aprēķināts, izmantojot SPM2 funkciju get_globals. Aprēķināja un summēja vokseļu skaitu katrā audu nodalījumā.
Statistikas analīzei tika izslēgti vokseļi ar pelēkās vai baltās vielas vērtību, kas ir mazāka par 0.1, lai izvairītos no iespējamām malām, kas rodas ap pelēko un balto malu. Atšķirības starp aptaukošanās un liesās subjektiem tika pārbaudītas, analizējot kovariāciju, izmantojot seksu, un TIV kā neskaidru kovariantu. Korelācijas analīzes starp fizikāliem / vielmaiņas pasākumiem un smadzeņu balto / pelēko vielu tilpumu tika veiktas ar vairāku regresijas analīzi, izmantojot dzimumu un TIV kā neskaidru kovariantu. Dietēšanas ietekme uz balto un pelēko vielu tika pārbaudīta ar pārī t testus SPM2. Korelācijas analīze II daļai tika veikta ar vienkāršu regresiju, aprēķinot delta attēlus (skenēšanas 1 - skenēšanas 2) un delta vērtības fiziskiem un vielmaiņas pasākumiem. Augstuma slieksnis SPM analīzēs tika noteikts P = 0.01 un 50 vokseļu apjoms. SPM interpretēšanai un atbilstošu anatomisko marķējumu noteikšanai tika izmantota MNI kosmosa lietderība (Sergejs Pakhomovs, Krievijas Zinātņu akadēmija, Sanktpēterburga, Krievija). Statistiskās nozīmības līmenis tika noteikts vokseļu līmenī P <0.01 [labots vairākiem salīdzinājumiem, izmantojot viltus atklāšanas ātrumu (FDR)]. Dati tiek uzrādīti kā līdzekļi (sd), ja vien nav norādīts citādi.
rezultāti
Reģionālie smadzeņu apjomi liesās un aptaukošanās tēmās (I daļa)
Lielākos relatīvos smadzeņu baltās vielas tilpumus novēroja aptaukošanās tēmās, salīdzinot ar liesajiem subjektiem, vairākos reģionos: augstākā, vidējā un zemākā laika ģimenē; fusiform gyrus; parahipokampāls gyrus; smadzeņu kāts; un smadzenēm (visi secinājumi divpusēji) (1⇓, A un B). SPM smadzeņu kartē blakus esošie vokseļi ar ievērojamu grupu atšķirību relatīvajā baltās vielas tilpumā, kas sapludināti, veidojot divus klasterus [35,901 vokseļi, maksimālais vokselis (pie 6 mm, −23 mm, -29 mm), FDR labots P = 0.006; 16,228 vokseļi, maksimālais vokselis (pie -52 mm, −18 mm, −28 mm), FDR labots P = 0.006] (tabula 3⇓). Lean subjektiem nevienā smadzeņu reģionā nebija lielākas baltās vielas tilpuma, salīdzinot ar aptaukošanās pacientiem. Vidējais (sd) globālā baltās vielas tilpums bija 0.486 litri (0.063) aptaukošanās pacientiem un 0.458 litri (0.044) liesās tēmās (TIV koriģēts P = 0.14).
A, Reģioni, kuros aptaukošanās subjektiem bija lielāki balto vielu apjomi, salīdzinot ar liesajiem subjektiem. Statistiskās parametru kartes tiek attēlotas vidēji T1 MRI visam pētījuma paraugam (n = 46). Krāsu josla apzīmē T statistiskās vērtības. Ievērojiet klasteru simetrisko sadalījumu īslaicīgajās daivās un smadzeņu kātu. Ir sniegti nozīmīgi konstatējumi, FDR labots P = 0.006. B, vīriešu balto vielu tilpums (laukumi) un sieviete (apļi) priekšmeti klasterī, kas aizņēma daļu no kreisās un limbiskās cilpas (16,228 voxels), kas pārstāvētas kā vidukļa līdz gūžas apkārtmērs. Ņemiet vērā zemākos baltās vielas tilpumus cilvēkiem ar zemāku vidukļa un gūžas attiecību.
Pētījuma I un II daļā nozīmīgās reģionālās atšķirības baltās vielas tilpumā
Pozitīva korelācija tika novērota starp baltās vielas tilpumu un vidukļa un gūžas attiecību aptaukošanās grupā īslaicīgās cilpās, smadzeņu stumbra un smadzenēs (kā minēts iepriekš). Turklāt tika novērota tāda pati korelācija limbisko un okcipitāro lūpu daļās (lentiformas kodolā un vidū astoņkāju girā). Šīs zonas veidoja divus klasterus ar nozīmīgu korelāciju [59,340 vokseļi, maksimālais vokselis (pie -33 mm, −53 mm, -47 mm), FDR labots P = 0.008; 7,269 vokseļi, maksimālais vekselis (pie 43 mm, −48 mm, −21 mm), FDR labots P = 0.008]. Vecums nav būtiski korelējis ar vidukļa un gūžas attiecību (r = 0.21, P = 0.28). Vēl viena pozitīva saistība aptaukošanās pacientiem tika konstatēta starp baltās vielas tilpumu un brīvo taukskābju koncentrāciju serumā. Tas bija nozīmīgs klasterī, kas aizņēma daļas kreisās un astoņās cilpas (10,682 vokseļi, maksimālais vokselis (pie -43 mm, −49 mm, −18 mm), FDR labots P = 0.004]. Nav konstatētas būtiskas korelācijas starp baltās vielas tilpumu un ĶMI. Lean grupā netika novērotas būtiskas korelācijas starp fiziskiem vai metaboliskiem pasākumiem un reģionālajiem apjomiem.
Nebija statistiski nozīmīgu atšķirību pelēkās vielas tilpumos starp aptaukošanās un liesās subjektiem, lai gan liesās personas bija tendences līmeņa lielākiem pelēkās vielas apjomiem dažos smadzeņu reģionos, piemēram, cingulārā gira, augstākā un vidējā frontālā gyri, smadzeņu stumbra un smadzeņu ( FDR labots P = 0.025). Vidējais (sd) globālā pelēkās vielas tilpums bija 0.752 litri (0.070) aptaukošanās pacientiem un 0.734 litri (0.074) liesās tēmās (TIV koriģēts P = 0.79).
Diētas iedarbība (II daļa)
Sešas nedēļas ilgas VLC diētas izraisīja ļoti nozīmīgu ķermeņa masas samazinājumu visiem aptaukošanās pacientiem [11 (3.4) kg, diapazons 6.6 – 19 kg] un sc un viscerālo tauku masas samazināšanos vēdera rajonā (2 tabula)⇓). Svara zudums bija saistīts ar asinsspiediena pazemināšanos, holesterīnu, leptīnu un glikozilētu hemoglobīnu (2 tabula).⇓), bet nozīmīgas glikozes un insulīna koncentrācijas plazmā nenovēroja.
Diētas ietekme uz fiziskiem pasākumiem un laboratorijas vērtībām (pēc badošanās)
Diēta samazina baltās vielas daudzumu pasaulē: 0.498 litri (0.051) pirms un 0.488 litri (0.048) pēc diētas (P = 0.002). Reģionālās baltās vielas tilpums samazinājās kreisajā laikā (fusiform gyrus; parahippocampal gyrus un zemāka, mediālā un augstākā laika ģimenē) [12,026 blakusesošie vokseļi, maksimālais vokselis (pie -46, −6 un −31 mm), FDR labots P = 0.009] (Zīm. 2⇓, A un B, un tabula 3⇑). Turklāt baltās vielas samazinājums sasniedza tendences līmeņa nozīmi vairākās citās kopās (FDR koriģēja P vērtība starp 0.03 un 0.07). Neviena no smadzeņu struktūrām neliecināja par balto vielu daudzuma palielināšanos pēc diētas. Izmaiņas pasaules vai reģionālajā pelēkā vielā nebija nozīmīgas (P > 0.28).
A, smadzeņu reģions, kurā aptaukošanās pacientiem bija ievērojams balto vielu tilpuma samazinājums pēc 6 devas samazināšanas. Statistiskās parametru kartes tiek attēlotas vidējā T1 MRI uztura apakšparaugā (n = 16). Krāsu josla apzīmē T statistiskās vērtības, FDR labots P = 0.009. B, Diēta ietekme uz atsevišķu balto vielu tilpumu klasterī, kas parādīts A. Laukumi, Vīriešu priekšmeti; apļi, sievietes.
diskusija
Šis pētījums parāda, ka aptaukošanās pacientiem ir lielāks baltās vielas daudzums vairākos smadzeņu galvas reģionos, salīdzinot ar liesajiem subjektiem. Kad aptaukošanās pacienti tika ārstēti ar VLCD uz 6 wk, tika konstatēts globālās baltās vielas tilpuma samazinājums un reģionālās baltās vielas tilpums kreisajā laikā. Globālās un reģionālās pelēkās vielas apjomi grupās bija līdzīgi un ar diētu nemainījās.
Nopietnu aptaukošanās izraisītu personu (BMI 39.4) tuvumā ir konstatēts palielināts balto vielu tilpums.12). Šajā pētījumā aptaukošanās pacientiem vairākos smadzeņu reģionos pelēkās vielas tilpums bija mazāks, un aptaukošanās, bet ne liesās, bija novērojama apgrūtināta saistība starp ĶMI un pelēkās vielas tilpumu kreisajā postentrālajā gyrus. Mēs neatklājām nozīmīgas pelēkās vielas atšķirības starp nabadzīgajiem un aptaukošanās pacientiem, lai gan bija vairākas smadzeņu zonas, kurās aptaukošanās pacientiem bija tendences līmeņa zemāki pelēkās vielas apjomi nekā liesās personas (P = 0.025). Tā kā šajā pētījumā iesaistītie pacienti bija mazāk aptaukošanās, salīdzinot ar iepriekšējā pētījumā \ t12), ir iespējams, ka smagāka hroniska aptaukošanās ietekmē pelēkās vielas kopā ar balto vielu.
Šajā pētījumā lielākos baltās vielas daudzumus aptaukošanās grupā novēroja divpusējos bazālajos reģionos, un baltās vielas izplešanās bija saistīta ar palielinātu vidukļa un gūžas attiecību (dzimuma korekcija), bet ne ĶMI. Daudzi pētījumi liecina, ka ķermeņa tauku sadalījums, nevis daudzums ir saistīts ar vielmaiņas izmaiņām (20, 21, 22). Novērtējot sirds un asinsvadu slimību un vielmaiņas traucējumu risku sievietēm pirms un pēc menopauzes, šķiet, ka vidukļa un gūžas attiecība ir labāka nekā ĶMI.23). Turklāt nesenā lielā pētījumā (n = 27,007) ir pierādījumi, ka vidukļa un gūžas attiecība palielina prognozes informāciju par kardiovaskulāro risku sievietēm visos ĶMI un vīriešu ar normālu svaru līmeņos (24). Šajā pētījumā mēs redzējām spēcīgu dzimuma koriģētu pozitīvu korelāciju starp vidukli un gūžas attiecību un baltās vielas tilpumu. Tas liecina, ka smadzeņu balta viela var būt vairāk saistīta ar vēdera tauku uzkrāšanos, nevis ķermeņa tauku per se. Tomēr smadzenēs lielais kopu skaits liecina, ka attiecības varētu būt vispārīgākas un mazāk specifiskas reģionam. Viena interpretācija varētu būt tā, ka viscerālo tauku pieaugums ir saistīts ar tauku uzkrāšanos centrālajā mielīnā visā smadzenēs.
Pašreizējais pētījums arī pierādīja pozitīvu saikni starp beztauku taukskābju koncentrāciju serumā un smadzeņu balto vielu tilpumu kreisajā laikā un astoņkājējā daiviņās aptaukošanās pacientiem, un aptaukošanās pacientiem bija ievērojami augstākas seruma brīvās taukskābes koncentrācijas. Tāpēc baltās vielas atšķirības aptaukošanās gadījumā var būt nenormāls lipīdu metabolisms un akumulācija smadzenēs. Iepriekšējie pētījumi ar grauzējiem parādīja, ka taukskābju hipotalāma vielmaiņa var modificēt barošanas uzvedību un ka hipotalāmu līmeņi garo ķēžu taukskābju aciltransferāzes-koenzīma A var palielināties, uzlabojot cirkulējošo vai centrālo lipīdu esterifikāciju un / vai lokāli inhibējot lipīdu oksidēšanās (25). Šī pētījuma rezultāti kopā ar pētījumiem ar dzīvniekiem liecina, ka aptaukošanās taukskābju pārpalikums smadzenēs var izraisīt patoloģisku lipīdu vielmaiņu, un tas var ietekmēt gan smadzeņu balto vielu daudzumu, gan smadzeņu darbību ēdiena regulēšanā. uzņemšana. No otras puses, lai gan konstatētās apjoma atšķirības saskan ar pētījuma hipotēzi, tās tieši nepierāda, ka aptaukošanos papildina tauku uzkrāšanās smadzenēs. Lai apstiprinātu hipotēzi, turpmākajos pētījumos ir vairāk pierādījumu tam, ka aptaukošanās laikā cilvēka aptaukošanās ir mainījusies.
Jāatzīmē, ka, lai gan VBM var precīzi noteikt reģionālās apjoma izmaiņas, tas nesniedz nekādas norādes par cēloni. Tāpēc baltās vielas tilpuma palielināšanās aptaukošanās gadījumā ne vienmēr ir saistīta ar taukaudiem vai mielīnu. Teorētiski individuālais hidratācijas stāvoklis var ietekmēt baltās vielas daudzumu, jo ziņots, ka 16 h šķidruma uzņemšanas trūkums samazina smadzeņu tilpumu par 0.55%26). Tomēr liesas un aptaukošanās pacienti pirms MRI skenēšanas sekoja līdzīgiem badošanās norādījumiem, un tiem bija normālas (un līdzīgas) asins hematokrīta vērtības (vidējais 41% liesās grupā, 42% aptaukošanās grupā). Otrkārt, konstatējumi bija reģionāli selektīvi un galvenokārt atrodas bazālo smadzeņu reģionos. Intervences daļā aptaukošanās pacientiem tika veikta 1-wk normokaloriskā diēta pirms otrās MRI skenēšanas, kas, iespējams, normalizēja šķidruma līdzsvaru. Viņiem bija arī normālas asins hematokrīta vērtības pirms un pēc diētas (39 vs Attiecīgi 37%), kas liecina, ka nav būtisku izmaiņu hidratācijas statusā.
Ir zināms, ka uzturs uzlabo insulīna jutību un plazmas lipīdu profilu (14), tādējādi novēršot ar aptaukošanos saistītus blakusslimības. Dietēšanas ietekme uz smadzeņu struktūru iepriekš nav pētīta. Balto vielu skaita samazināšanās, ko izraisa diēta šī pētījuma II daļā, kopā ar I daļas rezultātiem liecina, ka gan hronisks svara pieaugums, gan strauja svara zudums ir saistīti ar smadzeņu balto vielu. Šī pētījuma darbības joma nebija saistīta ar baltās vielas tilpuma izmaiņas aptaukošanās klīnisko nozīmīgumu. Mēs nevaram atbildēt, vai ziņotās smadzeņu strukturālās izmaiņas ir primārās vai sekundārās. Tomēr, pamatojoties uz konstatētajiem datiem par mielīna bagātu balto vielu (saglabājot pelēkās vielas), mēs spekulējam, ka pierādītās izmaiņas ir sekundāras, atspoguļojot tauku uzkrāšanos. Mēs nespējam korelēt baltās vielas izmaiņas diētā ar fizikālo vai vielmaiņas pasākumu izmaiņām, lai gan bija vērojama tendences līmeņa saikne starp balto vielu samazināšanos un vēdera iekšējo tauku zudumu (attiecībā pret sc taukiem). Tomēr rezultāti neliecina, ka centrālās baltās vielas izmaiņas ir atsevišķs gadījums ar svara pieaugumu un svara zudumu, bet drīzāk, ka pētītās 30 aptaukošanās subjekti (I daļa) un 16 aptaukošanās subjekti (II daļa) varētu būt pārāk mazi korelācijas analīzei ar lielo variāciju. Visbeidzot, iespējamo reģistrācijas kļūdu un izlīdzināšanas dēļ ir iespējams, ka, lai gan lielākā daļa novēroto atšķirību atspoguļo baltās vielas izmaiņas, nevar izslēgt, ka kopējais signāls iekļauj kādu pelēkās vielas signālu.
Visbeidzot, mēs esam iesnieguši datus, kas norāda, ka aptaukošanās ir saistīta ar smadzeņu baltās vielas tilpuma palielināšanos. Visnozīmīgākā saikne bija starp vidukli un gūžas attiecību un balto vielu. Garengriezuma analīzē rezultāti parādīja smadzeņu balto vielu saraušanos pēc īslaicīgas diētas. Lai gan epidemioloģiskie pētījumi ir parādījuši, ka aptaukošanās laikā ir palielinājies deģeneratīvo smadzeņu slimību risks, klīniskā nozīme, ko sniedz šeit esošās baltās vielas izmaiņas aptaukošanās un uztura ziņā, joprojām nav skaidrs. Turpmākos pētījumus varētu izstrādāt, lai izpētītu centrālo tauku uzkrāšanās un balto vielu noviržu lomu deģenerācijas neiropātijā.
Pateicības
Pateicamies Dr. Paul Maguire (Groningenas Universitāte, Groningena, Nīderlande) par nenovērtējamu palīdzību attēlu analīzē. Paldies arī Turku PET centra personālam par kvalificēto palīdzību eksāmenos.
Zemsvītras piezīmes
Šo darbu atbalstīja Somijas Akadēmija (Lēmums 104334), Turku Universitātes Centrālā slimnīca un Turku Universitātes fonds.
Informācijas atklāšana: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN un VK nav nekādas deklarācijas.
Pirmais publicēts tiešsaistē maijs 29, 2007
Saīsinājumi: ĶMI, ķermeņa masas indekss; FDR, viltus atklāšanas ātrums; fMRI, funkcionāls MRI; MRI, magnētiskās rezonanses attēlveidošana; PET, pozitronu emisijas tomogrāfija; TIV, kopējais intrakraniālais tilpums; VBM, uz vokseļiem balstīta morfometrija; VLCD, ļoti zema kaloriju diēta.
- Saņēma Novembris 13, 2006.
- Pieņemts Maijs 23, 2007.
Atsauces
Raksti, kuros minēts šis pants
;