PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.
Publicēts tiešsaistē 2014 maijs 7. doi: 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Deanna L. Wallace,1,* Esther Aarts,1,2 Linh C. Dang,1,3 Stephanie M. Greer,1 William J. Jagust,1 un Atzīmējiet D′Esposito1
J. Bruce Morton, redaktors
Šis raksts ir bijis citēts citiem PMC izstrādājumiem.
Anotācija
Līdz šim tikai daži pētījumi ir izpētījuši neirķīmiskos mehānismus, kas atbalsta individuālas atšķirības pārtikā. Šeit mēs pētām, kā dorsāls striatāla dopamīns, ko mēra ar pozitronu emisijas tomogrāfijas (PET) marķieri [18F] fluorometatirozīns (FMT), korelē ar ar pārtiku saistītu lēmumu pieņemšanu, kā arī ķermeņa masas indeksu (ĶMI) 16 veselam svaram līdz vidēji aptaukošanās indivīdiem. Mēs atklājam, ka zemāks PET FMT dopamīna sintēzes saistīšanās potenciāls korelē ar augstāku ĶMI, lielāku priekšroku uztvertajiem „veselīgajiem” pārtikas produktiem, bet arī lielāku pārtikas produktu veselīguma vērtējumu. Šie konstatējumi vēl vairāk pamato muguras striatāla dopamīna lomu ar pārtiku saistītā uzvedībā un izskaidro individuālo atšķirību atšķirības pārtikas izvēlei.
Ievads
Mūsdienu sabiedrību ieskauj pārpilnība un plaša pārtikas izvēle, kas daļēji veicina pieaugošo liekā svara iedzīvotāju skaitu Amerikas Savienotajās Valstīs. [1]. Tomēr pamatā esošie neiroķīmiskie mehānismi, kas atbalsta individuālās atšķirības pārtikas preferencēs, nav labi saprotami. Daži indivīdi dabiski pamato savas pārtikas preferences ar pārtikas produktu veselību, salīdzinot ar pārtikas produktu garšas vērtību, un ir pierādīts, ka ventromedial prefrontālā garoza (vmPFC) spēlē lomu mērķa vērtībās, kas saistītas ar “veselības” un “ietekmi”. garša ” [2]. Turklāt indivīdu vērtējums par kaloriju saturu un uztverto pārtikas produktu “veselīgumu” ir ļoti atšķirīgs [3]un pētījumi liecina, ka uztvertie „veselīgie” pārtikas produkti tiek patērēti pārmērīgi, salīdzinot ar uztverto „neveselīgo” pārtiku, neskatoties uz vienādu uzturvērtību [3], [4].
Ir pierādīts, ka muguras striatāla dopamīns veicina pārtikas motivāciju gan cilvēku, gan dzīvnieku modeļos [5], [6], [7]tomēr nav rūpīgi izpētīta saikne starp dopamīnu un vēlamo pārtiku vai vēlmēm cilvēkiem. Turklāt pētījumi, kuros izmanto PET ligandus, kas saistās ar dopamīna receptoriem, ir parādījuši korelācijas ar ĶMI, tomēr abos pozitīvos pētījumos. [8] un negatīvs [9] virzieni, un ne visi pētījumi atrod nozīmīgas asociācijas (skat [10]). Arī šo PET ligandu rakstura dēļ, kas ir atkarīgi no endogēnās dopamīna izdalīšanās stāvokļa, ir grūti interpretēt attiecības starp striatāla dopamīnu un ĶMI. Zemāka dopamīna receptoru saistīšanās varētu radīt mazāk esošu striatāla dopamīna receptoru (ti, negatīva saikne starp PET saistīšanos un ĶMI, kā norādīts [9]) vai lielāka dopamīna receptoru saistīšanās varētu būt zemāka endogēnā dopamīna izdalīšanās, ļaujot vairāk pieejamo receptoru, kuros PET ligands varētu saistīties (ti, pozitīva saistība starp saistīšanu un ĶMI, kā konstatēts [8]). Lai papildinātu iepriekšējos pētījumus, kuros izmantoti PET ligandi, kas saistās ar dopamīna receptoriem, šeit mēs izmantojām stabilu presinaptiskās dopamīna sintēzes jaudas mērījumu ar PET ligandu [18F] fluorometatirozīns (FMT), kas ir plaši pētīts cilvēku un dzīvnieku modeļos [11], [12], [13], [14].
Mūsu pētījuma mērķis bija izpētīt saistību starp dorsālo striatālu PET FMT dopamīna sintēzes pasākumiem un ĶMI un izpētīt, kā šie PET FMT dopamīna sintēzes pasākumi var korelēt ar individuālajām atšķirībām pārtikas preferencēs. Mēs pieņēmām, ka zemāka PET FMT dopamīna sintēzes saistība atbilst augstākam ĶMI, kā to iesaka iepriekšējais darbs [15]. Mēs arī paredzējām, ka indivīdiem ar zemāku endogēno striatālo dopamīnu būs lielāka vispārēja priekšroka pārtikas produktiem (ti, gan "veselīgiem", gan "neveselīgiem" ēdieniem), salīdzinot ar indivīdiem, kuriem ir lielāks striatālā dopamīna līmenis, un ka indivīda veselības uztvere par pārtikas precēm var arī ietekmēt priekšroka.
Metodes un materiāli
Priekšmeti
Trīsdesmit trīs veseliem labās puses subjektiem, kuri iepriekš saņēma PET FMT dopamīna sintēzes skenēšanu, tika uzaicināti piedalīties šeit aprakstītajā uzvedības pētījumā, un tiem nebija iepriekšēju zināšanu par pētījumu, tikai informējot, ka tajā ir iesaistīta sarežģītu lēmumu pieņemšana. No šiem 33 16 subjekti piekrita piedalīties (8 M, vecums 20 – 30). ĶMI ((svars kilogramos) / (augstums metros) ∧2)) tika aprēķināts visiem pacientiem (diapazons: 20.2 – 33.4, ar 1 aptaukošanos, 4 lieko svaru un 11 veseliem svariem). Pacientiem nebija anamnēzē narkotiku lietošanas, ēšanas traucējumi, smagas depresijas un trauksmes traucējumi. Tika lūgts arī, lai viņi būtu ļoti slikti, slikti, vidēji, labi vai teicami. Visi ziņoja, ka tie ir vidēji vidēji lieliski, un pašlaik tie nav diētas vai mēģina zaudēt svaru. Sociāli ekonomisko statusu (SES) ieguva arī no indivīdiem, kuri izmantoja Barratt vienkāršoto sociālo statusu (BSMSS). [16].
Ētikas paziņojums
Visi priekšmeti sniedza rakstisku informētu piekrišanu, un viņiem par dalību maksāja saskaņā ar vietējās ētikas komitejas (Kalifornijas Universitātes Berkeley (UCB) un Lawrence Berkeley Nacionālās laboratorijas (LBNL) Cilvēku dalībnieku aizsardzības komitejas (CPHP) un Lawrence Berkeley National) vadlīnijām. Laboratorijas institūciju pārskata padomes (IRB)). UCB un LBNL CPHP un IRB īpaši apstiprināja šeit izklāstītos pētījumus
PET datu iegūšana un analīze
PET attēlveidošana un FMT saistīšanās tika veikta Lawrence Berkeley National Laboratory, kā aprakstīts iepriekš [17]. FMT ir aromātisko L-aminoskābju dekarboksilāzes (AADC), dopamīna sintēzes enzīmu, kura aktivitāte atbilst dopamīnerģisko neironu spējai sintezēt dopamīnu, substrāts [13] un ir pierādīts, ka tas liecina par dopamīna sintēzes sintēzes jaudu [18]. FMT metabolizē AADC uz [18F] fluorometatiramīns, kas oksidējas līdz [18F] fluorhidroksifeniletiķskābe (FPAC), paliek dopamīnerģiskajos terminālos un ir redzama PET FMT skenēšanas laikā. Tādējādi ir pierādīts, ka PET FMT skenēšanas signāla intensitāte ir salīdzināma ar [18F] fluorodopa [18], kurā marķiera uzņemšana ir ļoti korelēta (r = 0.97, p <0.003) ar striatāla dopamīna olbaltumvielu līmeni pēcnāves pacientiem, ko mēra ar augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfijas (HPLC) metodēm [19]. Turklāt salīdzinājumā ar [18F] fluorodopa, FMT arī nav O-metilēšanas substrāts, un tādēļ nodrošina augstākus signālu-trokšņa attēlus nekā [18F] fluorodopa [18]. Turklāt ir pierādīts, ka FMT pasākumi tieši atbilst dopamīna rādītājiem dzīvnieku Parkinsona slimības modeļos [14].
Skenējumi tika veikti vai nu no 9AM-12PM vai 1PM-4PM. Vidējā kavēšanās starp PET FMT dopamīna sintēzes datu iegūšanu un uzvedības datiem bija 2.37 ± 0.26 gadi, kas ir salīdzināma ar aizkavēšanos, kas tika ziņota iepriekšējā laboratorijas pētījumā, izmantojot PET FMT. [11]. Lai gan šis kavējums nav ideāls, Vingerhoets et al. [20] ir pierādījis, ka striatāla Ki, kas saistīts ar presinaptisko dopamīnu, ir salīdzinoši stabils mērījums, 95% izredzes saglabāt 18% no sākotnējās vērtības atsevišķos veselos indivīdos 7 gada laikā. Tāpēc FMT pasākumi, kas ir salīdzināmi ar [18F] fluorodopa [13], tiek uzskatīts, ka tie atspoguļo relatīvi stabilus procesus (ti, sintēzes jaudu), un tāpēc tie nav īpaši jutīgi pret nelielām valsts izmaiņām. Turklāt BMI būtiski neatšķīrās no PET un uzvedības datu iegūšanas (vidējās izmaiņas ĶMI: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, divējāda pāra t-tests). Visi priekšmeti tika pārbaudīti arī attiecībā uz izmaiņām dzīvesveidā kopš pēdējās testēšanas (ti, diētas un fiziskās aktivitātes maiņa, ikdienas darbība, smēķēšana vai dzeršana, garīgā veselība vai medikamentu statuss). Visbeidzot, vairāku regresijas datu analīzē kā mainīgie tika izmantotas izmaiņas BMI laikā no PET FMT skenēšanas līdz uzvedības testēšanai, kā arī laiks, kas pagājis starp PET skenēšanu un uzvedības testēšanu.
PET skenēšanu veica, izmantojot Siemens ECAT-HR PET kameru (Knoksvilla, TN). Aptuveni 2.5 mCi ar augstu specifisko aktivitāti FMT tika injicēts kā booluss antecubital vēnā, un tika iegūta dinamiskā iegūšanas secība 3D režīmā kopumā 89 min skenēšanas laikā. Katram dalībniekam tika iegūti divi augstas izšķirtspējas anatomiskie attēli (MPRAGE), izmantojot Siemens 1.5 T Magnetom Avanto MRI skeneri (Siemens, Erlangen, Vācija), izmantojot 12 kanālu galvas spoli (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; vokseļa izmērs = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, 160 aksiālās šķēlītes, FOV = 256 mm, skenēšanas laiks ∼9 minūtes). Abas MPRAGE tika aprēķinātas, lai iegūtu vienu augstas izšķirtspējas strukturālo attēlu, kas tika izmantots, lai radītu individuālus caudāta un smadzeņu reģionus (ROI).
Kreisā un labā caudāta un smadzeņu ROI (izmanto kā atsauces reģionu, tāpat kā iepriekšējos pētījumos) [11]) tika manuāli uzzīmēti katra dalībnieka anatomiskajā MRI skenēšanā, izmantojot FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), kā aprakstīts iepriekš [21]. Gan iekšējais, gan iekšējais uzticamība bija augstāka par 95% (no divu laboratorijas locekļu vērtējumiem). Lai izvairītos no FMT signāla piesārņojuma ar dopamīnerģiskiem kodoliem, tikai smadzeņu atsauces reģionā tika iekļauti tikai trīs ceturtdaļas pelēkās vielas. Pēc līdzreģistrācijas PET FMT telpā tika iekļauti tikai vokseļi ar augstāku 50% iespēju atrasties ROI, lai nodrošinātu augstu pelēkās vielas varbūtību.
PET FMT attēlus rekonstruēja ar sakārtotu apakšgrupas gaidīšanas maksimizācijas algoritmu ar svērto vājinājumu, izlīdzinātu koriģētu, kustību koriģētu un izlīdzinātu ar 4 mm pilnu platuma pusi maksimālo kodolu, izmantojot statistisko parametru kartēšanas versiju 8 (SPM8) (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Anatomiskā MRI skenēšana tika reģistrēta vidējā attēlā, kurā redzami visi reorganizētie kadri PET FMT skenēšanā, izmantojot FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, versija 4.1.2). Izmantojot iekšējo grafisko analīzes programmu, ieviešot Patlaku grafiku [22], [23], Ki attēlus, kas atspoguļo smadzenēs uzkrāto marķiera daudzumu attiecībā pret atsauces reģionu (smadzeņu [11], tika izveidota standarta PET analīzes prakse, lai mazinātu potenciālo troksni no PET datiem). Ki vērtības tika iegūtas atsevišķi no kreisā un labā caudāta ROI un asociācijas tika aprēķinātas starp Ki vērtības, ĶMI un uzvedības pasākumi. Turklāt, tā kā ir pierādīts, ka vecums un dzimums ietekmē FMT saistīšanos [15], [24], korelācijas starp FMT un ĶMI tika koriģētas pēc vecuma un dzimuma (kā arī jebkuras ĶMI izmaiņas no PET skenēšanas līdz uzvedības testēšanai), izmantojot Pearson daļējās korelācijas kontroles mainīgos.
Uzvedības paradigma
Subjekti tika lūgti ēst tipisku, bet ne pārāk smagu maltīti stundu pirms testēšanas sesijas. Lai veicinātu atbilstību šim pieprasījumam, testēšanas sesijas tika plānotas pēc tipiskiem ēdienreizes laikiem (ti, 9AM, 2PM un 7: 30PM), un pēdējās maltītes laiks tika reģistrēts. Tika reģistrēti pārtikas produkti, kas patērēti pirms testēšanas, un pagājušais laiks no pēdējās ēdienreizes, kas notika līdz testa sesijai (kā to noteica resurss). www.caloriecount.com un ēdienreizes, kā arī ēdiena izmērus, par kuriem ziņo individuāli). Lai nodrošinātu badu, kas neietekmēja uzdevumu, mēs arī izmērījām badu un pilnību ar vizuālu analogo skalu [25].
Tika izmantoti astoņdesmit pārtikas preču attēli, kuros tika lūgts novērtēt elementus 3 atsevišķos blokos, pamatojoties uz 1) vēlamību, 2) veselību un 3) programmā E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg). PA, ASV) (sk. \ T Skaitlis 1). Lai izveidotu uzdevumu ar līdzsvarotu veselīgu, neveselīgu un neitrālu pārtikas produktu skaitu, mēs vispirms izveidojām objektīvu veselības vērtību katram astoņdesmit pārtikas posteņiem, piešķirot standartizētu, objektīvu -3 punktu (ļoti neveselīgs) līdz + 3 ( ļoti veselīgi) katram ēdienam, pamatojoties uz burtu pakāpi (sākot no F-mīnusa (ļoti neveselīgs) līdz A-plus (ļoti veselīgs) un uzturvērtības informāciju no tiešsaistes resursa www.caloriecount.com. Šīs burtu pakāpes ietver vairākus faktorus (piem., Kalorijas, tauku, šķiedras utt.) Un ir uzskaitītas kā tiešsaistes atsauce uz „veselīgas ēšanas izvēli”, kā norādīts tīmekļa vietnē. Pēc tam mēs līdzsvarojām šo uzdevumu ar aptuveni vienādu skaitu veselīgu (ti, pārtikas produktus ar objektīviem 2 vai 3 rādītājiem, piemēram, augļiem un dārzeņiem), neitrāliem (ti, pārtikas produktiem ar objektīviem 1 un −1 rādītājiem, piemēram, sāļie krekeri) un neveselīgiem priekšmetiem (ti, pārtikas produkti ar negatīvu objektīvu punktu skaitu -2 vai −3, piemēram, augsti apstrādāti konfektes).
Priekšmetiem vispirms tika prasīts novērtēt, cik lielā mērā viņi “vēlas” vai “vēlējās” katram postenim (1 skala (stipri nevēlas) uz 4 (ļoti vēlams)), ko visā tekstā sauc par „vēlamo”, terminu atbilst literatūrai [2]. Tiks parādīts pārtikas produkts, un subjekts varētu atbildēt līdz pat 4 sekundēm, un viņi novērtēja visus astoņdesmit pārtikas produktus, pirms turpināja turpmākos „veselības” un „garšas” blokus (skatīt zemāk). Tā kā cilvēkiem ir iespējas modulēt pārtikas izvēli, pamatojoties ne tikai uz dažu pārtikas produktu garšu, bet arī uz veselīguma uztveri [26], mēs tikai jautājām subjektam novērtēt, cik daudz viņi vēlas, lai pārtika vai atrastu vēlamo pārtiku, un priekšroku bloku vienmēr prezentēja vispirms. Mēģinot aptvert, cik daudz priekšmetu priekšroku deva iesniegtajiem pārtikas produktiem, priekšmeti tika informēti, ka viņi pēc pasūtījuma saņems ēdienu no uzdevuma, pamatojoties uz viņu “vēlamības” reitingiem. Priekšmeti arī nezināja nākamajā un trešajā blokā (turpmāk aprakstīti), viņiem tiks lūgts spriest, cik veselīgi un garšīgi viņi atrada katru pārtikas produktu.
Otrajā blokā subjekti novērtēja, cik daudz viņi uztvēra astoņdesmit pārtikas produktus kā veselīgus vai neveselīgus (-3 ļoti neveselīgiem 3 ļoti veseliem) un kādā trešajā blokā, cik garšīgi viņi atrada astoņdesmit pārtikas produktus (-3 ne vispār garšīgs 3 ļoti garšīgi). Šo bloku secība bija konsekventa visiem priekšmetiem, jo mēs negribējām ietekmēt veselības vērtējumus iespējamā secībā. Tēmas tika informētas, ka veselības un garšas novērtējumi neietekmēs to, ko viņi saņem, pamatojoties uz viņu atbildēm blokā „vēlamība”. Mēs izvēlējāmies 6 punktu skalu veselības un garšas vērtībām, lai ļautu plašākam mērījuma garšas / veselības uztveres diapazonam, ieskaitot “neitrālu” vērtējumu, kas atbilst –1 un + 1, savukārt vēlamās / preferences bloka 4 punktu skala atspoguļotu tikai vēlamos vai nevēlamos pārtikas produktus. Kopējais uzdevums ilga aptuveni 25 minūtes. Uzdevuma beigās tika uzdoti priekšmeti, ja bija kādas pārtikas preces, kas nebija pazīstamas un kas varēja novest pie atbildes. Visi priekšmeti ziņoja par pārtikas preču pazīmēm, un visiem priekšmetiem visiem priekšmetiem tika piešķirti vērtējumi visiem trim blokiem.
Ir pierādīts, ka dopamīns muguras striatumā ir spēcīgi saistīts ar pārtikas produktu motivāciju [5], [6], [7]. Garšas uztvere arī ir ļoti saistīta ar pārtikas vēlamību, jo lielākā daļa cilvēku dod priekšroku pārtikai, ko viņi arī uzskata par garšīgiem [27]. Tā kā ir daudzas kombinācijas, kuras varētu pārbaudīt, garšas un veselības blokus, lai novērstu vairākus salīdzinājumus un iespējamo neskaidrību iespējamību, pamatojoties uz šo literatūru, mēs pārbaudījām to pārtikas produktu skaitu, kas bija pašvērtēti kā 1) , garšīgs un uztverts „veselīgs” un „2”), garšīgs un uztverams „neveselīgs”. (Vēlamie priekšmeti, kas tiek vērtēti kā 3 vai 4 blokā „vēlamība”, garšīgi priekšmeti, kas tiek vērtēti kā 2 vai 3 “garšīguma” blokā, uztvertie „veselīgie” priekšmeti, kas novērtēti kā 2 vai 3, un uztverti „neveselīgi” priekšmeti, kas novērtēti kā –2 vai -3 “veselīguma” blokā). Post-hoc analīze arī pētīja uztverto „veselīgo” - „neveselīgo” pārtikas produktu attiecību, vēlamo uztveramo „veselīgo” pārtikas produktu skaitu, kas faktiski nav objektīvi novērtēti kā veselīgi (ti, vēlamie priekšmeti, kurus indivīds novērtēja kā veselīgu) mīnus vienumi, kuriem priekšroka tiek dota kā vēlamā, un kas faktiski bija veselīgi, kā to noteica piešķirtais objektīvais veselības rādītājs (piemēram, ja subjekts novērtējis „krekeri” kā vēlamo uztveramo veselīgu pārtiku ar veselīgu 3 punktu skaitu (ļoti veselīgi) un noteiktais objektīvais veselības rādītājs bija 1 (neitrāls-veselīgs), tas būtu uzskatāms par vēlamo uztveramo veselīgu pārtiku, kas faktiski nebija veselīga.
Statistiskā analīze
Pakāpeniski vairāku lineāru regresiju izmantoja, lai pārbaudītu attiecības starp diviem atsevišķiem atkarīgajiem mainīgajiem: 1) vēlamajiem, garšīgajiem un uztvertajiem veselīgajiem un 2) vēlamajiem, garšīgajiem un uztvertajiem neveselīgajiem pārtikas produktiem un neatkarīgajiem mainīgajiem lielumiem: labās caudate PET FMT vērtības, kreisā caudāta PET FMT vērtības, ĶMI, vecums, dzimums, sociālekonomiskais statuss, jebkuras ĶMI izmaiņas starp PET un uzvedības testēšanu un laiks, kas pagājis starp PET un uzvedības testēšanu SPSS 19. versijā (IBM, Čikāga, Il., ASV) ar neatkarīgā mainīgā iekļaušana modelī, kas iestatīts uz p <0.05 un izslēgts ar p> 0.1. Uztvertā “veselīgā” un “neveselīgā” attiecība bija ļoti korelēta ar vēlamo uztveramo “veselīgo” priekšmetu atkarīgo mainīgo (r = 0.685, p <0.003), un tāpēc šo mainīgo nevarējām ievadīt modelī. Tomēr Pīrsona daļējās korelācijas, kas koriģētas pēc vecuma, dzimuma un jebkurām ĶMI izmaiņām, tika izmantotas, lai pārbaudītu tiešas attiecības starp labā caudāta PET FMT un 1) ĶMI, 2) uztverto “veselīgo” un “neveselīgo” attiecību un 3) vidējās kalorijas. vēlamo priekšmetu, kas veikti ar SPSS 19. versiju (IBM, Čikāga, Il., ASV). Mēs arī tālāk pārbaudījām saistību starp PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām, vēlamo uztverto “veselīgo” pārtikas produktu skaitu, kurus aprēķinātais rādītājs nenovērtēja kā veselīgu, un vēlamos priekšmetus, kurus pakāpeniski novērtēja kā veselīgus pēc aprēķinātā rezultāta. gudrs vairāku regresijas modelis. (Vēlamo uztverto “veselīgo” pārtikas produktu skaits, kas aprēķinātajā vērtējumā nav vērtēts kā veselīgs, un vēlamie priekšmeti, kas pēc aprēķinātā vērtējuma ir vērtēti kā veselīgi, nebija būtiski korelēti (r = 0.354, p = 0.23). Mēs arī pārbaudījām, vai bija saikne starp ĶMI izmaiņām un atkarīgajiem mainīgajiem lielumiem: kreisās un labās kaudzētās PET FMT vērtības, SES, vecums, dzimums, laiks starp PET attēlveidošanu un uzvedības pārbaudi, vēlamo uztvertā “veselīgā” un vēlamā uztvertā “neveselīgā” ēdiena skaits - lineārā regresija. Dati tiek parādīti kā Pīrsona r vērtības.
rezultāti
Saistība starp PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un ĶMI
Vispirms mēs pārbaudījām, vai pastāv ievērojama saikne starp caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un ĶMI mērījumiem 16 indivīdiem (vidēji līdz vidēji lieko svaru / aptaukošanos). Mēs atklājām būtisku negatīvu korelāciju starp caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un ĶMI ar augstākiem ĶMI indivīdiem ar zemāku dopamīna sintēzi (Attēls 2A: PET FMT neapstrādāti attēli ar augstākiem (kreisajiem) un apakšējiem (labajiem) ĶMI indivīdiem; Attēls 2B: labais caudāts, r = −0.66, p = 0.014, kreisais caudāts: r = −0.22, p = 0.46 (nav nozīmīgs (ns)), ko kontrolē vecums, dzimums un jebkādas izmaiņas BMI no PET FMT dopamīna sintēzes skenēšanas uz uzvedības testēšanu ).
Saistība starp PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un pārtikas izvēli
Objekti vērtēja astoņdesmit pārtikas produktus 3 atsevišķos blokos, pamatojoties uz viņu uztveri par 1) vēlamību, 2) veselību un 3) katras pārtikas preces garšu (skat. Skaitlis 1). Aptuveni 50% priekšmetu bija veselīgi un neveselīgi, kā to nosaka veselības informācija (skat Metodes un materiāli). Ir pierādīts, ka dopamīns muguras striatumā ir spēcīgi saistīts ar pārtikas produktu motivāciju [5], [6], [7], bet ēdiena hedoniskās īpašības ir saistītas ar citiem neironu mehānismiem [7], [27]. Tomēr garšas uztvere ir ļoti saistīta ar pārtikas vēlamību, jo lielākā daļa cilvēku dod priekšroku pārtikai, ko viņi arī uzskata par garšīgiem [27]. Šeit mēs arī konstatējam, ka garšas uztvere un priekšroka ir ļoti savstarpēji saistīti, jo arī priekšroka tiek dota vērtēšanai kā garšīga (r = 0.707, p <0.002).
Tāpēc, lai pārbaudītu, kā veselības uztvere var ietekmēt ar pārtiku saistītu lēmumu pieņemšanu, mēs izmantojām pakāpenisku vairāku lineāru regresiju, lai modelētu attiecības starp atkarīgo mainīgo no pārtikas produktu skaita, kas novērtēti kā vēlami, garšīgi un uztverami veselīgi, un neatkarīgajiem mainīgajiem lielumiem. FMT kreisajā un labajā caudātā, ĶMI, vecums, dzimums, SES, ĶMI izmaiņas no PET skenēšanas līdz uzvedības testēšanai un laiks, kas pagājis no PET līdz uzvedības testēšanai. Labā caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtības ievērojami veicina vēlamo, garšīgo priekšmetu, kas tika uztverti kā veselīgi, skaita regresijas modeli (Beta: −0.696; t (15) = −3.625, p <0.003, Skaitlis 3), savukārt visi citi neatkarīgi mainīgie no modeļa tika izslēgti kā nenozīmīgi (t (15) <1.216, p> 0.246). Mēs pārbaudījām arī hipotēzi, ka vēlamo, uztverto “neveselīgo” vienību skaits parādīs arī saistību ar šiem neatkarīgajiem mainīgajiem, bet neviens neatkarīgs mainīgais modelī netika ievadīts kā nozīmīgs (F <2.7, p> 0.1). Tādējādi indivīdiem ar zemākām audu PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām ir lielākas vēlmes uztvert “veselīgus”, bet neuztvertus “neveselīgus” pārtikas produktus.
Saistība starp PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un pārtikas produktu uztveri veselībā
Mēs pieņēmām, ka attiecības starp caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un priekšroku uztvertajiem „veseliem” priekšmetiem var būt atsevišķas atšķirības pārtikas produktu uztverē. Lai gan mēs izstrādājām šo uzdevumu ar aptuvenu veselīgu un neveselīgu pārtikas produktu 1∶1 attiecību, indivīdi ļoti atšķirīgi uztvēra priekšmetu veselību, veselīgu un neveselīgu vienību attiecība, sākot no 1.83∶1 līdz 0.15∶1. Tāpēc, kā post-hoc analīze, mēs pētījām saikni starp labo caudate PET FMT dopamīna sintēzi un uztverto „veselīgo” un „neveselīgo” vienību attiecību un konstatējām būtisku negatīvu korelāciju (r = −0.534, p = 0.04) , ar zemāku caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtību, kas atbilst lielākam vienību skaitam, kas tiek uztverts kā “veselīgs” salīdzinājumā ar “neveselīgu”.
Tāpēc mēs izmantojām pakāpenisku daudzkārtēju lineāru regresiju, lai izpētītu attiecības starp caudate PET FMT dopamīna sintēzi un vēlamo veselīgo, bet ne reālo veselīgo pārtiku (kā to nosaka mērķa aprēķinātais rezultāts, skat. Metodes), un priekšroka veselīgam ēdienam, ko nosaka objektīvi aprēķinātais rezultāts. Mēs atradām nozīmīgu saistību starp caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un priekšroku uztveramam veselīgam, bet ne faktiskam veselīgam ēdienam (Beta: −0.631, t (15) = −3.043, p <0.01), bet nav nozīmīgas saiknes starp caudate PET FMT dopamīnu. sintēzes vērtības un priekšroka faktiskajiem aprēķinātajiem veselīgajiem pārtikas produktiem (t (15) = −1.54, p> 0.148), norādot, ka priekšroka pārmērīgi uztvertiem “veselīgiem” pārtikas produktiem ciešāk korelēja zemākām FMT personām. Turklāt nebija nozīmīgas sakarības starp caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un vēlamo priekšmetu vidējām kalorijām (r = 0.288, p> 0.34), kas norāda, ka zemākas PET FMT dopamīna sintēzes indivīdi neatšķiras pēc vēlamo pārtikas produktu kaloriju satura.
Mēs arī neatradām saistību starp ĶMI un PET FMT dopamīna sintēzes vērtību izmaiņām, SES, vecumu, dzimumu, laiku starp PET attēlveidošanu un uzvedības pārbaudēm, vēlamo uztverto “veselīgo” pārtikas produktu vai vēlamo uztverto “neveselīgo” ēdienu skaitu (p> 0.1).
Pārbaudes sesijas laiks, laiks, kas pagājis kopš pēdējās ēdienreizes, un pēdējā ēdienreizē apēsto kaloriju skaits nebija būtiski korelēti ar jebkādiem uzvedības pasākumiem (p> 0.13). Bada un pilnības rādītāji arī nekorelēja ar nevienu no uzvedības rādītājiem (p> 0.26).
diskusija
Šī pētījuma mērķis bija izpētīt saistību starp endogēno caudāta dopamīna sintēzi, ĶMI un ar pārtiku saistīto uzvedību. Mēs noskaidrojām, ka zemāka caudāta dopamīna sintēze, ko mēra ar PET FMT dopamīna sintēzi, korelē ar 1) lielāku BMI un 2), kas vairāk dod priekšroku uztveramiem „veselīgiem” pārtikas produktiem. Mēs atklājām arī saikni starp zemāku caudate PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām un lielāku pārtikas produktu veselīguma novērtējumu, kā arī nozīmīgu korelāciju ar lielāku vēlamo uztveramo „veselīgo” pārtiku, kas faktiski nebija veselīga. Mēs neesam konstatējuši būtiskas attiecības starp PET FMT dopamīna sintēzi un vidējo kaloriju saturu vēlamajos pārtikas produktos.
Pētījumi liecina, ka neveselīgu pārtikas produktu priekšroka un pārmērīga lietošana ir divi no daudziem svara pieauguma veicējiem un augstāks ĶMI (Slimību kontroles un profilakses centri); http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Interesanti, ka konstatējām zemāku dorsālo striatālu dopamīna sintēzi ar lielāku skaitu vēlamo, uztveramo „veselīgo” pārtikas produktu. Lai gan šī korelācija nenozīmē cēloņsakarību, šis konstatējums liecina, ka dorālā striatāla dopamīna sintēzes endogēnās atšķirības daļēji var ietekmēt individuālās atšķirības pārtikas izvēlei. Šeit mēs ierosinām, ka zemākas caudatās PET FMT dopamīna sintēzes vērtības ir zemāks tonizējošais dopamīns, kas, reaģējot uz garšīgiem stimuliem, pieļauj lielāku fāzisku plīsumu. [28] un, iespējams, mainījusies reakcija uz pārtiku. Aturklāt šīs dorsālā striatāla dopamīna atšķirības var ietekmēt garšas stimulējošo vielu apstrādi somatosensorā garozā, jo iepriekšējā pētījumā ir pierādīts, ka abos mugurkaula un somotosensoros reģionos ir mainījusies aktivācija ar uzturu indivīdiem, kas uzņēmīgi pret aptaukošanos [29]. Zemākā muguras striatāla dopamīns var izraisīt arī savienojamības atšķirības starp dorsālo striatumu un dorsolaterālo prefronālo garozu (DLPFC), kā to piedāvā mūsu jaunākie konstatējumi. [30]. Ttādēļ mēs domājam, ka ar dopamīnu saistīti dorsālie striatāla mehānismi var ietekmēt veselības uztveres atšķirības, izmantojot vai nu savienojumu ar somatosensorālu apstrādi (ti, pārveidotas garšas sajūtas īpašības), vai arī savienojumu ar DLPFC, kas ir pierādījis, ka tam ir nozīme iepriekš izvēlētās izvēles pārvērtēšanā vienumus [31]. Funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošana (fMRI) varētu izskaidrot šos potenciālos mehānismus, kas ietekmē individuālās atšķirības pārtikas preferencēs un pārmērīgu veselības vērtību novērtēšanu.
Sākotnēji mēs paredzējām, ka indivīdiem ar zemāku muguras striatra dopamīnu būtu lielāka vispārējā pārtikas priekšrocība (ti, dod priekšroku vairākiem priekšmetiem, kas paši novērtēti kā „veselīgi” un „neveselīgi”), salīdzinot ar indivīdiem ar augstāku dorsālo stropu dopamīnu. Tomēr vēl viens mūsu pētījuma atzinums bija tāds, ka pārtikas produktu veselīguma novērtēšana (ti, paaugstināta veselīguma sajūta), bet ne vēlamo pārtikas produktu kaloriju saturs vai priekšroka objektīvi definētiem veselīgiem pārtikas produktiem, bija būtiski saistīta ar endogēno pārtiku. dorsamīna doramīna pasākumus. Tāpēc viens izskaidrojums mūsu secinājumiem par nozīmīgām attiecībām tikai ar uztvertajiem “veselīgajiem” pārtikas produktiem var būt tas, ka pārtika, ko uzskata par “veselīgu”, ir vairāk pamatota kā priekšroka. Tas jo īpaši var notikt, jo mūsu pētījums tika veikts pēc subjektu ēdienreizēm, kad vispārējai vēlmei pēc ēdiena jābūt minimālai. Tāpēc subjekti vairāk izvēlējās pārāk vērtētos “veselīgos” ēdienus, kaut arī tie tajā laikā bija piesātināti un nebija izsalkuši. Turpmākie pētījumi, kuros pētīta saistība starp endogēno striatālo dopamīnu un ēdiena izvēli izsalkušajos un novecojušajos stāvokļos, vēl vairāk pamatotu šo hipotēzi.
Var arī apgalvot, ka veselības uztvere prasa iedarbību un pieredzi ar pārtikas produktiem, lai iegūtu veselības vērtības sajūtu, un var gadīties, ka uztura dzīvesveida atšķirības ir ietekmējušas vai modificējušas dorsālo striatālu dopamīna sintēzi. Turklāt atšķirības ar pārtikas produktu pazīmēm varētu būt saistītas ar atšķirībām pārtikas produktu preferencēs vai pārtikas produktu pārāk augstu novērtējumu par veselīgu. Tomēr uzdevuma beigās dalībnieki ziņoja, ka viņi ir iepazinušies ar visiem pārtikas produktiem (skat Metodes). Lai gan mēs neanalizējām uztura atšķirības, mēs apzināti pārbaudījām tēmas, kas pētījuma laikā nebija diētas. Turklāt visi pacienti bija jauni (vecuma diapazons 19 – 30) bez jebkādiem ēšanas traucējumiem un vērtēja sevi kā vidēji lielisku veselību. Mēs vērtējām arī sociāli ekonomisko stāvokli un neesam ietekmējuši. Tomēr ir citas vides ietekmes uz pārtikas preferencēm, kuras papildus striatāla dopamīnam varētu izpētīt turpmākos pētījumos.
Mēs hipotētiski, ka smalkās individuālās veselības uztveres atšķirības laika gaitā var veicināt ĶMI palielināšanos, jo ir ziņots, ka ikdienā neliels kaloriju patēriņa pieaugums (neatkarīgi no tā, vai to uztver kā „veselīgu” vai “neveselīgu”), veicina kopējo svara pieaugumu. [32]. Lai gan šeit nav konstatētas attiecības starp ĶMI un veselības uztveri, iespējams, ar lielāku ĶMI diapazonu, pārtikas produktu veselīguma pārvērtēšana var būt izteiktāka augstākajos ĶMI subjektiem. Mūsu nozīmīgo konstatējumu trūkums starp ĶMI un ar pārtiku saistīto uzvedību var arī liecināt, ka endogēno striatāla dopamīns ir ciešāk saistīts ar ar pārtiku saistītu uzvedību nekā pats ĶMI kā fenotips, jo ĶMI ietekmē dažādi sarežģīti faktori un var nebūt labākais prognozētājs uzvedības vai neirofotogrāfijas rezultātu (skat. \ t [10] pārskatīšanai). Mēs arī neatradām nekādus prognozes par ĶMI izmaiņām laikā, kas pagājis starp PET iegūšanu un uzvedības testēšanu, lai gan BMI pārmaiņas subjektiem bija nelielas un būtiski neatšķīrās starp laika punktiem. Tomēr turpmākajos pētījumos, kuros izmantoti PET FMT dopamīna sintēzes pasākumi, kā arī pārtikas preferences un veselības uztveres pasākumi iedzīvotājiem ar lielāku BMI svārstībām būtu ļoti svarīgi.
Lai papildinātu iepriekšējos pētījumus, kuros tika izmantoti PET ligandi, kas saistās ar dopamīna receptoriem, mēs izmantojām dopamīna sintēzes jaudu un parādām, ka zemākā dopamīna sintēze mugurā (ti, caudāts) atbilst augstākam ĶMI. Lai gan jāatzīmē, ka mūsu pētījuma šķērsgriezuma dēļ mēs nevaram galīgi noslēgt cēloņsakarību ar zemāku dorsālo striatālu FMT dopamīna sintēzes vērtībām, kas atbilst augstākam ĶMI. Tomēr mūsu pētījumā tika izmantoti veselīgi svari līdz vidēji lieko svaru / aptaukošanos (ti, bez saslimušiem aptaukošanās gadījumiem), un tāpēc mūsu rezultāti var liecināt, ka zemāki muguras striatāla presinaptiskie dopamīna pasākumi varētu atbilst tendencei aptaukošanos. No otras puses, var būt arī tas, ka presynaptiska dopamīna pazemināšanās caudātā ir notikusi, reaģējot uz mēreni augstāku ĶMI, jo ir pierādīts, ka dopamīnerģiskais signālierīces samazinās, reaģējot uz pārtikas pārmērīgu patēriņu dzīvnieku modeļos. [5], [33]un pārtikas pārmērīga lietošana parasti ir saistīta ar svara pieaugumu, kas izraisa augstāku ĶMI. Lai gan mūsu pētījumā mēs izmantojām indivīdus ar ierobežotu ĶMI diapazonu, kas, iespējams, uzskatāmi par pētījuma ierobežojumu, mēs patiešām atrodam rezultātus vēl pārliecinošākus, jo attiecības starp PET FMT dopamīna sintēzi un ĶMI ir klāt, neiekļaujot sāpīgi aptaukošanās indivīdus. Turklāt, lai gan mūsu izlases lielums (n = 16) bija lielāks vai salīdzināms ar citiem izlases lielumiem PET FMT pētījumos ([11], [12], [15]), mūsu secinājumu replikācija ar lielāku parauga lielumu un plašāku ĶMI diapazonu vēl vairāk pamatotu mūsu rezultātus un varētu atrast lielāku izvēli neveselīgiem pārtikas produktiem, kas korelē ar zemākām PET FMT dopamīna sintēzes vērtībām, kas mūsu pētījumā netika konstatētas.
Kopumā, lai gan citas neirotransmiteru sistēmas ir iesaistītas barības un svara regulēšanā [7], mūsu pētījums atklāj dorsāla striatāla dopamīna lomu pārtikas preferencēs, kā arī pārtikas uztveri cilvēkiem. Nākotnes perspektīvie pētījumi, kuros izmantoti ar dopamīnu saistīti PET pasākumi, ir ļoti svarīgi, lai izpētītu, kā endogēnais dopamīns, kā arī individuālās atšķirības ar pārtiku saistītā uzvedībā varētu korelēt ar ķermeņa masas svārstībām cilvēkiem.
Finansējuma pārskats
Šo darbu dāsni finansēja NIH dotācijas DA20600, AG044292 un F32DA276840, kā arī Tanita Healthy Weight Kopienas stipendiju. Finansētājiem nebija nekādas nozīmes pētījuma izstrādē, datu vākšanā un analīzē, lēmumu publicēt vai sagatavot manuskriptu.
Atsauces