Lielāka kortikolimbiska iedarbība, lietojot augstas kalorijas barības devas pēc ēšanas aptaukošanās apstākļos, salīdzinot ar pieaugušajiem ar normālu svaru (2012)

Apetīte. 2012 Feb;58(1):303-12. doi: 10.1016 / j.appet.2011.10.014.

Dimitropoulos A1, Tkach J, Ho A, Kennedy J.

Anotācija

Šī pētījuma mērķis ir noteikt nervu atbildes reakciju uz apbalvojošām pārtikas zīmēm pirms un pēc ēšanas liekā svara / aptaukošanās (OB) un parastā svara (NW) pieaugušajiem. Pamatojoties uz iepriekšējo literatūru, mēs gaidījām lielāku diferenciālaktivāciju attiecībā uz pārtikas norādēm pret OB objektiem, salīdzinot ar NW dalībniekiem gan pirms ēšanas, gan pēc tipiskas pusdienas. Divdesmit divi liekais svars / aptaukošanās (11 vīrietis) un 16 normālā masa (6 vīrieši) piedalījās funkcionālā magnētiskās rezonanses noteikšanas uzdevumā, analizējot neirālo reakciju uz augsta un zema kaloriju pārtikas produktu vizuālajām norādēm pirms un pēc ēšanas.

TOB grupa parādīja paaugstinātu nervu atbildes reakciju uz augsta un mazkaloriju pārtikas produktiem pēc ēšanas, salīdzinot ar NW dalībniekiem frontālā, laika un limbiskā reģionās.

Turklāt lielāks kaloriju barības devu aktivitātes kortikolimbiskajos reģionos (sānu OFC, caudāts, priekšējais cingulējums) bija redzamas OB un NW dalībnieku vidū pēc ēšanas.

Šie rezultāti liecina, ka OB indivīdiem augsta kaloriju līmeņa pārtikas norādes liecina par ilgstošu reakciju smadzeņu reģionos, kas saistīti ar atalgojumu un atkarību pat pēc ēšanas. Turklāt pārtikas norādes neizraisīja līdzīgu smadzeņu reakciju pēc ēšanas NW grupā, norādot, ka neirāla aktivitāte, reaģējot uz pārtikas norādēm, samazina šo indivīdu badu.

Skatiet citus PMC rakstus citāts publicēto rakstu.
atslēgvārdi: fMRI, aptaukošanās, atalgojuma sistēma, kortikolimbika, OFC, augstas kalorijas barība

Pārtikas uzņemšanu cilvēkiem ietekmē dažādi faktori, kas pārsniedz un pārsniedz homeostatisko kontroli. Pieejamība, jutekļi (piem., Aromāts, vizuālā pievilcība, garša) un prieks ir faktori, kas ietekmē to, ko un cik daudz cilvēku ēd pat pēc satiesības. Ņemot vērā pašreizējo aptaukošanās stāvokli Amerikā un pasaulē, izpratne par to, kā šie faktori ietekmē uzturu, ir kļuvusi par būtisku veselības, labklājības un ekonomisku iemeslu dēļ (Rigby, Kumanyika & James, 2004). Pēdējās desmitgades laikā dzīvnieku motivācijas pārtikas modeļi ir papildināti ar neinvazīviem pētījumiem par pārtikas apetīti un atalgojuma sistēmu. Abi traucējumi (Dimitropuls un Šulcs, 2008. gads; Farooqi et al., 2007) un neirotipiskās populācijas (Gautier et al., 2000; Goldstone et al., 2009; Killgore et al., 2003; LaBar et al., 2001; Stoeckel et al., 2008; Tataranni et al., 1999; Wang, Volkow, Thanos un Fowler, 2004) ir pētīti, izmantojot neirotogrāfijas paņēmienus, kas izstrādāti, lai vēl vairāk izprastu nervu mehānismus, kas saistīti ar badu un sāta sajūtu, un to, kā tie saistīti ar aptaukošanos un traucējumiem.

Līdz šim veiktie pētījumi liecina, ka vizuālās pārtikas norādes aktivizē pārtikas motivāciju un atalgojuma neironu shēmas (piemēram, prefrontālā garoza [PFC], orbitofrontālā garoza [OFC], amygdala, muguras un vēdera striatums, hipotalāmu, insula), kad ēdiens ir augsts kaloriju daudzums. norādes izraisa lielāku reakciju šajos reģionos, salīdzinot ar mazkaloriju pārtiku (Killgore et al., 2003; LaBar et al., 2001; Stoeckel et al., 2008; Wang et al., 2004). Neironu atbildes reakcija uz vizuāliem pārtikas rādītājiem atalgojuma reģionos tiek novērota gan normālā, gan aptaukošanās gadījumā, kā arī dažādos tukšā dūšā. Pārtikas norādes ietekme uz neironu reakciju pēc sāta piesātinājuma arī ir pētīta, lai gan retāk, ar dažādiem rezultātiem pētījumos. Piemēram, pētījumi liecina, ka pēc svara indivīdiem pēc ēšanas tiek samazināta aktivitātes pakāpe. LaBar et al. (2001) konstatēts, ka funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas laikā (fMRI) attēlotās pārtikas attēli izraisīja lielāku aktivizēšanos amygdala, parahippocampal gyrus un labajā fusiforma girā, kad dalībnieki bija izsalkuši, salīdzinot ar to, kad viņi bija apmierināti ar ēdienu pēc savas izvēles. Papildus, Goldstone un kolēģi (2009) ziņoja, ka pēc ēšanas pēc brokastīm nav vērojama būtiska diferenciāla aktivizēšanās ēstgribu un atalgojuma reģionos ar augstu vai zemu kaloriju daudzumu. Turpretī pētījumi ar lieko svaru un aptaukošanos indivīdiem liecina, ka pēc ēšanas uztura norādes turpina izraisīt nervu reakciju. Konkrēti, Martin un kolēģi (2010) konstatēja, ka smadzeņu aktivitāte bija lielāka, reaģējot uz pārtikas pret objektu norādēm mediālajā prefrontālā garozā, caudātā, augstākā frontālā girā un hipokampā pēc tam, kad aptaukošanās dalībnieki uzņema 500 kaloriju maltīti. Pētījumi, izmantojot citus modalitātes (piemēram, uztura norādes uz acīm), atbilst fMRI darbam, norādot, ka pēc liekā ēdiena uzņemšanas aptaukošanās indivīdiem ir saglabājies pārtikas cues.Castellanos et al., 2009).

Tiešie aptaukošanās salīdzinājumi ar indivīdiem ar normālu svaru ir arī parādījuši atšķirīgu reakciju uz pārtikas produktiem, kas saistīti ar svara statusu (Bruce et al., 2010; Geliebter et al., 2006; Martin et al., 2010; Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008). Kopumā pētījumi liecina, ka aptaukošanās indivīdiem ir lielāka aktivitātes reakcija uz pārtikas produktiem, salīdzinot ar parastajiem svara dalībniekiem vairākos smadzeņu reģionos, ieskaitot atalgojuma sistēmu reģionus. PFC, OFC, anterior cingulate, insula, amygdala un striatum laikā bada laikā tika novērota lielāka aktivitāte pret uzturu un priekšmetiem.Stoeckel et al., 2008), PFC, caudāts, hipokamps un temporālās daivas uzreiz pēc ēšanas (Martin et al., 2010), un striatumā, insulā, hipokampā un parietālā daivā neitrālā apetīti (ne izsalkuši, ne piesātināti) (Rothemund et al., 2007). Turklāt starp aptaukošanos un normālu svaru dzīvojošām personām pēc tukšā dūšā un neitrālā ēstgribas stāvoklī tika pārbaudīta diferenciāla aktivācija pārtikas produktu tipos (augstas kaloritātes, zema kaloriju daudzuma pārtika). Piemēram, aptaukošanās indivīdiem ir lielāka reakcija uz augstiem vai zemu kaloriju līmeņiem nekā tiem, kuriem ir normāls svars tādos reģionos kā putamen (Rothemund et al., 2007), sānu OFC, vidējā PFC, insula, striatum un amygdala (Stoeckel et al., 2008). Ir daži pierādījumi par lielāku neironu atbildes reakciju uz uztura norādēm parastajā svarā, salīdzinot ar liekā svara / aptaukošanās grupām, piemēram, mediālajā PFC (Stoeckel et al., 2008) un laika reģioni (Martin et al., 2010), bet lielākā daļa ziņoto rezultātu par tiešu salīdzinājumu starp normālo svaru un aptaukošanos / liekais svaru grupām norāda uz lielāku aktivitātes palielināšanos pārtikas produktu devu vidū no liekā svara / aptaukošanās.

Līdz šim liela daļa ar pārtiku saistītu neirodēšanas literatūru ir izmantojusi ilgus kaloriju trūkumus, lai pārbaudītu nervu reakciju badā (piemēram, 8 – 36hrs; Gautier et al., 2000; Gautier et al., 2001; Goldstone et al., 2009; Karhunens, Lappalainens, Vanninens, Kuika un Uusitupa, 1997; LaBar et al., 2001; Stoeckel et al., 2008; Tataranni et al., 1999) ar dažiem izņēmumiem (Killgore et al., 2003; Martin et al., 2010). Nav skaidrs, vai badošanās ilgums ietekmē nervu reakciju, jo pētījumi dramatiski atšķiras gan attēlveidošanas protokolā, gan prescan procedūrās, gan statistikas metodēs (piemēram, nelielu korekciju korekcijas attiecībā uz nekoriģētām veselām smadzeņu analīzēm), kur var tikt ievēroti stingri kritēriji vai interešu reģiona (ROI) analīzes. ietekmēt rezultātu ziņošanu. Šeit izklāstītā darba mērķis ir paplašināt esošos pētījumus, nosakot neirālo reakciju uz atalgojošu pārtiku normālās kalorijas atņemšanas laikā, kas notiek starp ēdienreizēm. Mūsu mērķis bija izpētīt dabiskāku badu un satiationību, kas notiek tipiskas dienas laikā rietumu sabiedrībā. Konkrētāk, mēs centāmies pārbaudīt neirālo reakciju, ko izraisīja augstas kalorijas pārtikas norādes normālā svarā un liekais svars / aptaukošanās cilvēki pirms un pēc ēšanas. Pamatojoties uz iepriekšējo literatūru, mēs gaidījām lielāku diferenciālu aktivāciju attiecībā uz pārtikas norādēm pret priekšmetiem attiecībā uz liekā svara / aptaukošanos, salīdzinot ar parastajiem svara dalībniekiem gan pirms ēšanas, gan pēc tipiskas pusdienas. Mēs visvairāk interesējāmies par nervu atbildes reakciju, kas raksturīga augstas un zemas kalorijas pārtikas devām pēc ēšanas, jo trūkst šīs literatūras, un mēs uzskatām, ka tas var apgaismot ļoti vēlamās pārtikas turpmāko ietekmi pēc ēšanas. Mēs pieņēmām, ka atalgojot (kaloriju) pārtiku vairāku smadzeņu reģionu, tostarp kortikolimbiskās atalgojuma sistēmas (OFC, anterior cingulate, insula, ventral striatum un amygdala), izraisītu lielāku nervu reakciju; Berthoud & Morrison, 2008; Kringelbach, 2004) pat pēc 750 kaloriju maltītes uzņemšanas liekā svara un aptaukošanās dalībnieku paraugam (turpmāk tekstā - aptaukošanās), salīdzinot ar parastā svara dalībniekiem. Turpretim, pamatojoties uz iepriekšējo literatūru, mēs sagaidām, ka parastie svara dalībnieki uzrāda mazāk neironu atbildes reakciju uz smadzeņu reģioniem, ieskaitot kortikolimbiskos reģionus, uz pārtikas produktiem (neatkarīgi no kaloriju veida) salīdzinājumā ar aptaukošanās dalībniekiem pirms un pēc ēšanas.

Metodes

Dalībnieki

Šajā pētījumā piedalījās divdesmit divi aptaukošanās (OB) [ĶMI vidējā (SD): 31.6 (4.5)] un 16 normālā masa (NW). Tabula 1 grupu raksturlielumiem). Šīs personas tika pieņemtas darbā no reklāmas Western Western Reserve University kopienā. Dalībnieki bija labā veselībā, bija normāli un koriģējuši normālu redzējumu un bija tiesīgi saņemt MRI skenēšanu (ti, bez feromagnētiskajiem implantiem). Personas, kas ziņojušas par psihiskiem vai neiroloģiskiem traucējumiem, ievērojamu svara zudumu vai ieguvumu 6 mēnešos vai galvas traumām ar samaņas zudumu, nebija tiesīgas piedalīties. Visi dalībnieki sniedza rakstisku piekrišanu un finansiāli kompensēja viņu līdzdalību. Šis pētījums tika apstiprināts Universitātes slimnīcu medicīnas centra Institucionālās cilvēkresursu pārbaudes komisijas.

Tabula 1 

Dalībnieka raksturojums

Procedūra

Dalībnieki tika skenēti starp 12 un 2pm secīgi pirmsskolas un postmeal skenēšanai. Lielāka projekta ietvaros, salīdzinot normālos svarus un liekā svara / aptaukošanās cilvēkus ar indivīdiem ar retu traucējumu (Pradera-Villija sindromu; PWS), skenēšanu ierobežoja pētījuma parametri attiecībā uz personām ar PWS. Tādējādi skenēšana atsevišķās dienās (un līdz ar to priekšlaicīgas un pēcdzemdību stāvokļa līdzsvarošana) nebija iespējama. Pirms 8: 00am pirms dalībnieku iecelšanas viņu skenēšanas dienā dalībnieki tika aicināti ēst vieglas brokastis un atturēties no ēšanas līdz eksperimentālās procedūras pabeigšanai. Piecpadsmit dalībnieki katrā grupā ziņoja par brokastīm [tukšgaitas stundām - OB: 6.2 (.68) diapazons = 5 – 8hrs, NW: 5.6 (1.1) diapazons = 3 – 7hrs, t= −1.79, p = .08]. Dalībnieku ziņojums par brokastu saturu tika reģistrēts un novērtēts par kaloriju patēriņu; tas neatšķīrās grupās (OB: 372.1 (190) kalorijas; NW: 270 (135)) kalorijas, t= −1.6, p = 12, n = 15 grupā). Astoņi dalībnieki (OB: n = 7; NW: n = 1) ziņoja, ka neēd brokastis, jo parasti brokastis neēd. Lai noteiktu, vai dalībnieki, kuri patērēja brokastis, atšķīrās no tiem, kuri to nedarīja, abās grupās tika salīdzināti pirmsskolas skenēšanas fMRI dati (p <05, nekoriģēti). Abas grupas nespēja atšķirties, reaģējot uz ēdiena norādēm, pēc jebkādiem interesējošiem kontrastiem (piemēram, augstas kalorijas vai mazkaloriju). Grupas arī neatšķīrās no bada vērtējuma pirms un pēc priekšlaicīgas skenēšanas (izsalkums pirms skenēšanas: t= .43, p = .67; pēc priekšlaicīgas skenēšanas: t= .39, p = .69) vai patērētās pusdienas kalorijas (t= .41 p = .68). Papildu apstiprinājums tika sniegts, veicot fMRI analīzi tikai ar dalībniekiem, kas ēda brokastis (n = 15 grupā), un galvenie secinājumi palika nemainīgi. Tādēļ visas turpmāk aprakstītās analīzes neņem vērā brokastu patēriņa statusu.

Pirms skenēšanas dalībniekiem tika veikta neiropsiholoģiska pārbaude (kā daļa no plašāka pētījuma, kas šeit nav ziņots) un apmācība par funkcionālajiem uzdevumiem. Šajā laikā tika iegūts arī augstums, svars un pārtikas priekšrocību novērtējums. Pārtikas preferenču novērtējums tika veikts, lai katram dalībniekam iegūtu augstu un zemu kaloriju barības izvēli. Novērtējums pieprasīja dalībniekiem novērtēt 74 pārtikas produktu (7 ”× 6”, PCI Educational Publishing, 2000) fotoattēlu zibatmiņas kartes, kas ietvēra desertus, gaļu, augļus, dārzeņus, uzkodas, maizes un pastas 5 punkta Likert skalā no “nepatīk” uz “līdzīgi”. Pārtikas preferenču novērtēšanas fotogrāfijas atšķiras no fMRI uzdevumā izmantotajiem attēliem. Augsta kaloriju (piemēram, kūkas, cepumi, kartupeļu čipsi, karstie suņi) un mazkaloriju (piem., Augļi un dārzeņi) pārtikas preferenču vērtējumi neatšķiras grupās vai starp tām (skatīt Tabula 1).

Pēc priekšlaicīgas skenēšanas dalībniekiem tika dota maltīte, ko Universitātes slimnīcu Dahmsa klīnisko pētījumu nodaļa bija sagatavojusi, lai nodrošinātu aptuveni 750 kalorijas un sastāv no sviestmaizes (tītara, cepta liellopa gaļas vai veģetāriešu izvēle), piena kastītes, porcijas augļi un vai nu dārzeņu, vai biezpiena puse. Izvēlņu izvēle bija līdzsvarota attiecībā uz makroelementu saturu. Dalībniekiem tika uzdots ēst līdz sātam, un viss atlikušais ēdiens tika nosvērts, lai novērtētu patērēto kaloriju skaitu. Pēc maltītes skenēšana parasti sākās 30 minūšu laikā pēc ēdienreizes pārtraukšanas. Uzreiz pirms un pēc priekšlaicīgas un pēc maltītes skenēšanas dalībnieki atbildēja uz jautājumu: "Cik izsalcis tu šobrīd esi?" skalā, kas svārstās no 0–8 ar 0 „vispār nav izsalcis” līdz 8 - „ārkārtīgi izsalcis”. Jāatzīmē, ka, lai gan dalībniekiem tika uzdots ēst līdz piesātinājumam, tiešs piesātinājuma rādītājs netika piemērots, bet netieši to izsecināja bada statusa izmaiņas.

fMRI uzdevumu dizains

Asins skābekļa līmeņa atkarības (BOLD) kontrasts tika mērīts bloku dizaina uztveres diskriminācijas uzdevumā. Dalībnieki, kas atzīmēti ar taustiņu nospiežot, vai augstas kalorijas pārtikas (piemēram, kūka, donuts, kartupeļu čipsi, kartupeļi), mazkaloriju pārtikas produktu (svaigu dārzeņu vai augļu) vai objektu (mēbeļu) krāsu attēli ir “Pats” vai “atšķirīgs” objekts. Attēli tika mainīti, lai nodrošinātu konsekventu izmēru, spilgtumu un izšķirtspēju. Katrs attēls fMRI procedūras laikā tika prezentēts tikai vienu reizi. Tika atlasīti tie paši / dažādi uzdevuma parametri, lai nodrošinātu, ka dalībnieki apmeklēja stimulus. Attēli tika attēloti blokos, kas atbilst 3 attēlu tipiem: augstas kalorijas pārtikas produkti, mazkaloriju pārtika un mēbeles. Šī paradigma agrāk ir pierādījusi, ka tā aktivizē sānu OFC, insula, hipotalāmu, talamu un amygdalu, reaģējot uz pārtikas produktiem (Dimitropuls un Šulcs, 2008. gads). Visi funkcionālie braucieni sastāvēja no 8 blokiem (katra 21 sekundes, ar 14 otro atpūtu starp blokiem), ar 6 attēlu pāriem katrā blokā. Stimulu ilgums tika noteikts 2250 ms un starpstimulus intervāls (ISI) pie 1250 ms. Katrā braucienā tika prezentēti mēbeļu bloki, kaloriju pārtikas produkti un mazkaloriju pārtika, kas ir līdzsvarota. Katras skenēšanas sesijas laikā (pirms ēšanas un pēc ēdienreizes) tika prezentētas divas funkcionālas darbības.

fMRI datu iegūšana

Visu skenēšanu veica attēlveidošanas pētījumu lietā. Attēlveidošanas dati tika iegūti 4.0T Bruker MedSpec MR skenerī, izmantojot 8 kanālu fāzes bloku trasmitt, kas saņem galvas spoli. Galvas kustība tika samazināta, novietojot putu polsterējumu ap galvu. Funkcionālos attēlus ieguva, izmantojot gradienta echo vienstūrveida atbalss plaknes secību pa 35 blakusesošām šķērsgriezumiem, kas bija paralēli AC-PC plaknei ar 3.4 X 3.4 X 3 mm (TR = 1950, TE = 22 ms, flip leņķis = 90 grādi). BOLD aktivācijas dati tika iegūti divu braucienu laikā (5: 01 minūtes, 157 EPI apjomi / mērījumi) katrā MRI sesijā. Vizuālie stimuli tika projicēti atpakaļ uz caurspīdīga ekrāna, kas novietots tuvu MRI skenera galam un skatīts caur spoguli, kas uzstādīts uz galvas spoles. 2D T1 svērtie strukturālie attēli (TR = 300, TE = 2.47ms, FOV = 256, matrica = 256 × 256, pārsegšanās leņķis = 60 grādi, NEX = 2), 3mm biezs, novietots vienā un tajā pašā plaknē un šķēluma vietās kā atbalss -planāri dati par reģistrāciju lidmašīnā un augstas izšķirtspējas 3D strukturālais tilpums (3D MPRAGE, blakusesošs, sagitāls iegūšana, 176 šķēles atlases starpsienas, katra ar 1 mm izotropu vokseļiem, TR = 2500, TE = 3.52ms, TI = 1100, FOV = 256, matrica = 256 × 256, uzsist leņķis = 12 grādi, NEX = 1) tika apkopoti sākotnējās sesijas laikā.

fMRI datu pirmapstrāde un analīze

Attēlu apstrāde, analīze un statistiski nozīmīgas pārbaudes tika veiktas, izmantojot Brainvoyager QX (Brain Innovation, Maastricht, Nīderlande; Goebel, Esposito un Formisano, 2006. gads). Priekšapstrādes posmi ietvēra trīslīniju trīsdimensiju kustības korekciju, telpisko izlīdzināšanu, izmantojot Gausa filtru ar pilna platuma pusi maksimālo vērtību 7 mm, un lineāru tendenču noņemšanu. Kustības korekcijas parametri tika pievienoti projektētajai matricai, un kustība> 2 mm gar jebkuru asi (x, y vai z) izraisīja šo datu izmetumu (<1% izmesti šim paraugam). Katra indivīda dati tika saskaņoti ar augstas izšķirtspējas 2D un 3D anatomiskiem attēliem, lai tos parādītu un lokalizētu. Atsevišķās datu kopās pa daļām tika lineāri pārveidota par proporcionālu 3D režģi, ko definēja Talairach un Tournoux (1988) un tika reģistrēti ar augstas izšķirtspējas 3D datu kopu un tika atkārtoti pārbaudīti uz 3 mm3 vokseli. Normalizētās datu kopas tika ievadītas otrā līmeņa analīzē, kurā tika pārbaudīta funkcionālā aktivācija, izmantojot nejaušas ietekmes vispārējā lineārā modeļa (GLM) analīzi pirms ēdienreizes skenēšanai un pēc ēdienreizes skenēšanai. Katram laika periodam (pirms / pēc ēdienreizes) aptaukošanās un normālā svara subjekti tika salīdzināti ar šādiem kontrastiem: ēdieni ar augstu kaloriju daudzumu, mazkaloriju ēdieni, viss ēdiens (kopā ar augstu un mazkaloriju) un priekšmeti . Rezultātā iegūtās statistikas kartes tika koriģētas, lai veiktu vairākus salīdzinājumus, izmantojot uz klasteriem balstītu sliekšņa korekciju (pamatojoties uz Montekarlo simulācijām, kas veiktas Brain Voyager ietvaros). Sākotnējā sliekšņa p vērtība p <01 un minimālā blakus esošā kopu korekcija, kas piemērota katrai kontrasta kartei, svārstoties no 7–12 vokseļiem (189–324 mm3) sniedza ģimenes labojumu p <, 05.

Grupu (OB vs NW) savstarpējās mijiedarbības analīze ar stāvokļa kontrastu (pārtika pret objektu; augsta kaloriju attiecība pret zemu kaloriju līmeni; augsta kaloriju attiecība pret objektu; zems kaloriju daudzums pret objektu) Valsts. Lai vizualizētu mijiedarbības efektus, post-hoc analīzes tika veiktas klasteriem ar visprecīzākajām atšķirībām starp grupu un stāvokli un klasteriem kortikolimbiskās atalgojuma sistēmās (OFC, anterior cingulate, insula, ventral striatum un amygdala). Konkrētāk, post-hoc analīzēm, katram subjektam tika iegūta BOLD signāla aktivizēšanas pakāpe (beta vērtības). SPSS (versija 17; SPSS, Inc; Chicago, IL) tika izmantota, lai veiktu post-hoc analīzes (t-testus) un apstiprinātu Brain Voyager rezultātus. Pēc ekstrakcijas tika aprēķināti beta kontrasti katram kaloriju stāvoklim, salīdzinot ar nepārtikas priekšmetiem katrā bada stāvoklī (augsts kaloriju daudzums - priekšmets, priekštelpas stāvoklis; zems kaloriju daudzums - priekšmets, priekštelpas stāvoklis; augsts kaloriju daudzums, postmeal stāvoklis; , postmeal stāvoklis). Pēc tam tika veikti post hoc pāru studentu t-testi, lai noteiktu atšķirības starp katras ēdienreizes augsto un zemo kontrastu katram reģionam katrā grupā.

rezultāti

Uzvedības dati

izsalkums

Novērtējumi par bada skalu pirms katras skenēšanas sesijas ievērojami atšķīrās starp priekšlaicīgu un pēcdzemdību apstākļiem, un abu grupu dalībnieki norādīja uz lielāku badu pirms priekšlaicīgas skenēšanas sesijas: premeal scan-OB vidējais (SD) = 4.72 (1.5), NW = 4.59 (1.5) ); postmeal scan- OB = .45 (.85) NW = .44 (.81). Grupas neatšķīrās no bada statusa pirmsdzemdību periodā (t= -. 266, p = .79) vai postmeal skenēšana (t= - 06, p = .95). Šie dati liecina, ka pārtikas manipulācijas bija efektīvas, un abas grupas ziņoja par samazinātu badu no premeal līdz postmeal sesijām.

Uzdevumu precizitāte

Uzdevumu precizitāte funkcionālo braucienu laikā (tas pats / atšķirīgs uzdevums) bija lielāks par 90% skenēšanas sesijai: premeal vidējais procents = 97.3 (.03); postmeal = 99.0 (.02) pārtikas un nepārtikas apstākļos: kopējais ēdiens = 93.8 (2.9); kopumā nonfood = 94.5 (1.7) (t= −1.42, p = .16), un katrai grupai: OB = 99.1 (.02), NW = .97.8 (.02). Grupu precizitāte neatšķīrās (t= −1.68, p = .11).

Pusdienas kalorijas patērētas

Vidēji OB dalībnieki patērēja 591 kalorijas (SD = 68.4) un NW dalībnieki patērēja 607 kalorijas (SD = 116.1), t= .91, p = .37. No 750 kalorijām, kas ietvertas ēdienreizē, preces, kas, visticamāk, paliks neapstrādātas, ietvēra garšvielu daļas (majonēzi un / vai sinepes) un dārzeņu sānu ēdienu.

fMRI dati

Premeal atbilde: grupas × stāvokļa mijiedarbība

Lai pārbaudītu premeal stāvokļa grupu atšķirības, tika pārbaudīti šādi kontrasti: OB> ZR [(i) pārtika> objekts, (ii) augstas kaloritātes> zemas kaloritātes, (iii) augstas kalorijas> objekts, (iv) zems -kalorija> objekts], ZR> OB [(v) pārtika> objekts, (vi) augstas kaloritātes> zemas kaloritātes, (vii) augstas kalorijas> objekts, (viii) mazkaloriju> objekts].

Pirmsdzemdību stāvoklī aptaukošanās grupa uzrādīja ievērojami lielāku aktivitāti nekā parastā svara grupa attiecībā uz pārtiku pret objektu un ar augstu kaloriju un objekta stimuliem galvenokārt prefrontālās garozas zonās, ieskaitot divpusējo priekšējo prefrontālo garozu (aPFC) (x, y , z = 23, 58, 0; -34, 63, 2). OB parādīja lielāku aktivāciju nekā ZR uz zemu kaloriju un objektu kontrastiem aPFC, kā arī augšējā priekšējā gyrus (BA6; −3, 11, 60) un smadzenītēs (47, −57, −33). Turpretī ZR grupa izrādīja lielāku aktivitāti nekā OB grupa pārtikas un objekta apstākļos galvenokārt aizmugurējos reģionos, ieskaitot parietālo (−46, 0, 7), cingulāta vidusdaļu (−14, −9, 42; −23, −26, 44) un laika daiva (−34, −1, −28; −43, −30, 17). Visi nozīmīgie starp grupu aktivācijas reģioni (p <05, koriģēti) ir iekļauti Tabula 2.

Tabula 2 

Smadzeņu reģioni, kas atšķīrās grupā un vizuālā cue kontrastā pirmsskolas un postmeal skenēšanas laikā

Neironu atbildes reakcija normālā svara dalībniekiem parādīja lielāku atšķirību starp augstas un zemas kalorijas pārtikas produktiem, salīdzinot ar aptaukošanās dalībniekiem. Priekšlaicīgas ārstēšanas laikā OB grupa neradīja lielākas atbildes uz augstas un zemas kalorijas pārtikas produktiem nekā NW grupa. Turpretī NW grupa parādīja lielāku reakciju uz augstas un zemas kalorijas pārtikas rādītājiem nekā OB kreisajā puslodē pēc centrālās gyrus (BA43; −55, −12, 15), insula (−40, −2, 15) , parahippocampal gyrus (−23, −12, -15) (skatīt Tabula 2/Skaitlis 1) un divpusēji smadzenēs (45, −50, −34; -16, −65, -19).

Skaitlis 1 

Normāls svars pret aptaukošanos. Kreisās: Pirms maltītes skenēšanas rezultāti. Paaugstināta normālās masas grupas aktivizācija ar augstu kaloriju un zemu kaloriju daudzumu ēdienreizē pirmsdzemdību laikā A) postcentral gyrus / BA43, B) insula / BA13 un C) parahippocampal gyrus / BA28. Nozīmīga aktivizēšana ...
Post-hoc analīzes

Post-hoc analīzes tika veiktas nozīmīgiem reģioniem ZR> OB augstā un mazkaloriju kontrasts, lai apstiprinātu BV konstatējumus un izgaismotu grupas iekšējās atšķirības. Papildus kortikolimbiskajiem reģioniem (insula) tika izvēlēti citi reģioni, jo augsts un mazkaloriju kontrasts parādīja visbūtiskākās atšķirības starp grupām. Smadzeņu smadzeņu atklājumi tika izslēgti no post-hoc analīzēm, jo ​​aktivācija tika novērota šajā reģionā, reaģējot uz zemu kaloriju un objektu norādēm OB> ZR kontrastā (sk. Tabula 2). ZR dalībniekiem priekšlaicīgas skenēšanas laikā lielāka reakcija tika izraisīta uz augstas kaloritātes pārtikas norādēm, salīdzinot ar zemas kaloritātes pārtikas norādēm postcentral gyrus (BA43; p <, 05; 1a attēls). Reakcija ievērojami atšķīrās arī OB dalībniekiem (p <, 05) ar augstas kaloritātes pārtikas produktiem, kas izraisīja lielāku dezaktivāciju postcentral gyrus nekā zemas kaloritātes pārtikas produkti pirmsskolas skenēšanas laikā. Parahippocampal gyrus (BA28) priekšlaicīgas ziemeļrietumu dalībnieku skenēšanas laikā atbilde bija ievērojami lielāka (p <, 05) uz augstas kaloritātes signāliem nekā zemu kaloriju signāliem (Attēls 1b). Turklāt ZR dalībniekiem parahipokampu aktivācija ievērojami samazinājās (p <05) no skenēšanas pirms un pēc ēdienreizes, reaģējot uz augstas kaloritātes pārtikas norādēm (Attēls 1b). Augsta kaloriju patēriņa norādes izraisīja diferenciālu reakciju insula pēc ēdienreizes abām grupām (Attēls 1c). ZR dalībniekiem aktivācija bija ievērojami lielāka (p <05), reaģējot uz augstas kaloritātes signāliem, nekā zemu kaloriju signāliem pirmsskolas skenēšanas laikā. Turpretī OB dalībniekiem augstas kaloriju norādes izraisīja lielāku atbildes reakciju insulā nekā mazkaloriju norādes pēc ēdienreizes skenēšanas laikā (p <05).

Postmeal atbilde: grupas × stāvokļa mijiedarbība

Lai pārbaudītu grupu atšķirības pēc ēdienreizes stāvoklī, tika pārbaudīti šādi kontrasti: OB> ZR [(i) pārtika> objekts, (ii) augstas kaloritātes> zemas kaloritātes, (iii) augstas kalorijas> objekts, (iv) zems -kalorija> objekts], ZR> OB [(v) pārtika> objekts, (vi) augstas kaloritātes> zemas kaloritātes, (vii) augstas kalorijas> objekts, (viii) mazkaloriju> objekts].

Pēcdzemdību periodā aptaukošanās grupā bija lielāka reakcija, salīdzinot ar parasto svaru grupu, pret dažādiem reģioniem, ieskaitot frontālās platības [dorsolaterālā PFC (BA9; 0, 53, 21), sānu OFC (BA47; 29 , 25, -9), un superior frontālās gyrus (BA6; 17, 15, 48)], kā arī laiki un vairāk posteriori reģioni, piemēram, aizmugurējā cingulācija (18, -46, 0) un entorinālā garoza (29, 6 , −9). Lielāka kaloriju attiecība pret objekta kontrastu vairākos reģionos, kas ir daļa no kortikolimbisko atalgojuma sistēmu, bija lielāka reakcija starp OB, salīdzinot ar NW dalībniekiem: sānu OFC (32, 29, −3), anterior cingulate (−4, 16, - 15), caudāts (8, 7, 14) (skat Tabula 2; Skaitlis 2) un citi frontālie reģioni, tostarp PFC (BA8; 4, 23, 51) un vidējā frontālā gyrus (BA6; 2, 47, 37). Zems kaloriju un objekta kontrasts radīja lielāku reakciju starp OB nekā NW dalībniekiem frontālajos apgabalos [aPFC (-16, 59, 3), dorsolaterālā PFC (0, 52, 24) un augstākā frontālā gyrus (BA6; -3, 11, 60)], īslaicīgās daivas reģioni [priekšējā laika lobe (45, 4, −13; -50, 18, -13), laika augšējais giruss (BA40; -57, -50, 20) un vidējais īslaicīgais gyrus ( 53, −63, 24)], caudāts (−2, 22, 3) un aizmugurējais cingulāts (21, -48, 3). NW grupa nekonstatēja lielāku atbildes reakciju nekā OB grupā jebkurā kontrastā postmeal stāvoklī. Turklāt, tāpat kā priekšdzimšanas stāvoklis, OB grupa nesniedza lielāku reakciju nekā NW grupā ar augstu kaloriju vai zemu kaloriju kontrastu. Skatīt Tabula 2 visiem grupas aktivācijas reģioniem, kas sasniedza nozīmīgumu (p <05, labots).

Skaitlis 2 

Aptaukošanās pret normālu svaru. Kreisās: Pēc maltītes skenēšanas rezultāti. Paaugstināts aptaukošanās grupas aktivācija pret augstu kaloriju un priekšmetu pēdām pēc ēšanas stāvokļa A) sānu OFC / BA47, B) priekšējā cingulā / BA25 un C) Caudate. Nozīmīga aktivizēšana ar augstu kaloriju daudzumu ...
Post-hoc analīzes

Post-hoc analīzēm tika izvēlēti nozīmīgi kortikolimbiski reģioni OB> ZR augstā un nepārtikas kontrastā, lai apstiprinātu BV atklājumus un apgaismotu grupas iekšējās atšķirības (sk. Skaitlis 2). OB dalībniekiem pēc ēdienreizes skenēšanas augstas kaloriju pārtikas norādes izraisīja lielāku atsaucību sānu OFC (BA47; p <05) nekā zemas kalorijas norādes (2a attēls). Līdzīgi atbilde caudātā būtiski atšķīrās arī OB dalībniekiem (p <05) ar augstas kaloritātes pārtikas produktiem, kas pēc maltītes skenēšanas izraisīja lielāku aktivāciju nekā zemas kaloritātes pārtikas produkti (Attēls 2c).

diskusija

Šajā pētījumā tika izmantots fMRI, lai pārbaudītu atšķirības neirāļu atbildes reakcijā uz uztura norādēm starp aptaukošanās un normālu svaru indivīdiem pirms un pēc ēšanas. Mūsu dati paplašina pārtikas neirapeitisko literatūru, sniedzot pierādījumus par lielākām aktivizēšanās spējām (gan augstiem, gan zemu kaloriju veidiem) pēc ēšanas aptaukošanās laikā, salīdzinot ar parastiem svariem. Prefrontālie un kortikolimbiskie reģioni, tostarp OFC, caudāts un anterior cingulate, uzrādīja ievērojami lielāku reakciju uz pārtikas produktiem ar augstu kaloriju un objektiem pēc ēšanas aptaukošanās laikā, salīdzinot ar parasto svaru grupu. Šie smadzeņu reģioni ir bijuši saistīti ar hedonisku reakciju, atlīdzības apstrādi un atkarību. Īpaši interesanti ir konstatējumi, jo dalībnieki ēda ievērojamu maltīti un ziņoja par pazeminātu badu tieši pirms skenēšanas, tādējādi norādot uz kaloriju pārtikas produktu zīmju nepārtraukto ietekmi uz smadzeņu atlīdzības shēmu pēc aptaukošanās dalībniekiem. Turklāt pēc uztura normālas masas indivīdiem pārtikas produktu norādes neizraisīja līdzīgu smadzeņu reakciju, kas liecināja, ka neirāla aktivitāte, reaģējot uz uztura norādēm, samazinās ar samazinātu badu.

Premeal atbilde

Mūsu konstatējumi liecina par paaugstinātu priekšējās prefronālās garozas aktivāciju starp aptaukošanos, salīdzinot ar parastajiem svara dalībniekiem, reaģējot uz kombinēto pārtikas stāvokli un abiem pārtikas produktu veidiem atsevišķi. Tomēr mēs arī konstatējām, ka kontrasta tipa (piemēram, augstas kalorijas vai objekta uc) vidū indivīdiem bija lielāka aktivācija vairākos reģionos, salīdzinot ar aptaukošanās grupu, izņemot atbildes reakciju uz mazkaloriju pārtiku. Faktiski, salīdzinot ar augsto vai zemo kaloriju kontrastu, grupas ievērojami atšķīrās, jo parastā svara grupa, kurai bija lielāka aktivācija insulā, postentrālajā gyrus, parahippocampal gyrus un smadzenēs un aptaukošanās grupā, neuzrādīja lielāku diferenciālaktivāciju ar augstu pret zemu kaloriju līmeni jebkurā reģionā salīdzinājumā ar parasto svaru grupu.

No pirmā acu uzmetiena šie secinājumi bija nedaudz pārsteidzoši un negaidīti, pamatojoties uz iepriekšējo literatūru. Vairāki pētījumi ir parādījuši lielāku aktivitātes palielināšanos attiecībā uz aptaukošanos attiecībā pret aptaukošanos, salīdzinot ar normāliem svariem badošanās laikā, un jo īpaši attiecībā uz augstu vai zemu kaloriju līmeni (Martin et al., 2010; Stoeckel et al., 2008) un līdz ar to mēs prognozējām līdzīgus secinājumus. Tomēr šajos secinājumos ir divi interešu punkti. Pirmkārt, aptaukošanās grupā ir lielāka aktivācija smadzeņu priekšējos prefronālos reģionos, salīdzinot ar parasto svaru grupu pirmsproduktu ēdieniem un augsta kaloriju un priekšmetu kontrastiem. Iepriekšējie pētījumi rāda, ka PFC ir labāka reakcija uz ēdienreizes tiem, kuriem ir traucēta ēšana, salīdzinot ar parasto svaru grupu (Holsen et al., 2006); un tas ir saistīts ar atkarību, iesaistoties cue-inducētā aktivācijā, reaģējot uz alkohola radītiem attēliem alkoholiķos (George et al., 2001; Grusser et al., 2004). Otrkārt, parastā svara grupā mazkaloriju pārtikas norādījumi neiesaistās neironu sistēmās, līdzīgi kā kaloriju līmeņiem, kā to pierāda šīs grupas lielo un zemo kaloriju aktivāciju būtiskā atšķirība. Post-hoc pārbaude beta vērtībām insulā, pēc centrālās gyrus un parahipokampālā gyrus rezultātiem (Skaitlis 1) liecina, ka grupu atšķirības galvenokārt izraisa paaugstināts aktivitātes līmenis šajos reģionos ar augstu kaloriju pārtiku parastā svara grupā, kā arī pēc centrālās Gyrus un Insula reģioniem - arī dezaktivēšana ar augstu kaloriju pārtikas produktiem. aptaukošanās grupa. Šiem reģioniem ir nozīme garšas un olficijas sensoriskajā apstrādē. Ir pierādīts, ka insula ir aktivizējusies vizuālo pārtikas produktu niansēs, un primātu pētījumi ir parādījuši, ka primārā garšas garoza atrodas insula (Pričards, Makalūzo un Eslingers, 1999. gads). Postentrālais gyrus (BA43) ir saistīts ar garšas uztveri (atrodas somatosensorālajā reģionā, kas ir vistuvāk mēlei), un iepriekš ir pierādīts, ka pārtikas produkti ir aktivizējuši šo reģionu (Frank et al., 2010; Haase, Grīns un Mērfijs, 2011; Killgore et al., 2003; Wang et al., 2004). Līdzīgi, lai gan parahipokampālais giruss ir vislabāk pazīstams ar atmiņas kodēšanu un izgūšanu, šķiet, ka tas ir iesaistīts vizuālo pārtikas produktu zīmju apstrādē, kā tas ir atkārtoti pierādīts, ka tas iepriekšējos pētījumos atšķirīgi reaģē uz pārtikas un objekta norādēm.Berthoud, 2002; Bragulat et al., 2010; Haase et al., 2011; Killgore et al., 2003; LaBar et al., 2001; Tataranni et al., 1999). Turklāt ir konstatēts, ka parahipokampālā gyrus stimulē autonomo un endokrīno iedarbību, piemēram, kuņģa sekrēciju (Halgren, 1982). Šķiet, ka mazkaloriju pārtika izraisa lielāku neironu atbildes reakciju, nekā mēs gaidījām aptaukošanās grupā, ko norāda augstie un zemo kaloriju kontrastu rezultāti (ja nozīmīgas aktivitātes nav novērotas salīdzinājumā ar normālo svaru) un nozīmīgs mazkaloriju līmenis objekta konstatējumi.

Postmeal atbildes reakcija

Atšķirībā no priekšlaicīgas saslimšanas, pēcdzemdību rezultāti liecina, ka aptaukošanās ir augstāka un mazkaloriju līmeņa pārtikas produktu aktivizācija, salīdzinot ar parastajiem svara dalībniekiem. Tika pierādīts, ka pārtika pret objektu, kaloriju daudzums pret objektu vai zems kaloriju vai priekšmetu kontrasts aktivizējas frontālos, laikos un vairāk posterioros reģionos. Kā paredzēts, parastā svara dalībnieki neuzrādīja lielāku aktivizēšanos nevienā reģionā nekā aptaukošanās dalībnieki postmeal uzdevuma laikā. Tomēr nav vērojama būtiska grupu ietekme uz augsto un zemo kaloriju līmeni. Aptaukošanās grupa uzrādīja mazāk diferenciālu aktivāciju ar augstu vai zemu kaloriju daudzumu pārtikas produktos, nekā mēs prognozējām, parādot lielāku aktivizāciju gan pret augstu, gan pret objektu un zemu pret objektu kontrastiem.

Mūsu galvenie konstatējumi liecina par pastiprinātu aktivāciju ar augstu kaloriju pārtikas produktiem (pret objektu) pēc ēšanas aptaukošanās indivīdiem. Labās puslodes frontālie reģioni (sānu OFC, PFC / BA8 mediālā frontālā gyrus / BA6) parādīja lielāku atbildes reakciju uz augstas kalorijas pārtikas produktiem aptaukošanās grupā. Pierādīts, ka pirmsreģionālie reģioni (BA6,8) reaģē uz pārtikas produktu norādēm aptaukošanās un normāla svara paraugos un īpaši uz kaloriju saturošiem pārtikas produktiem, kamēr tie ir izsalkuši (Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008). Sānu OFC ir svarīga loma ar pārtiku saistītā neironu shēmā un, pirmkārt, reaģē uz kaloriju pārtikas produktiem (Goldstone et al., 2009; Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008). Primātu pētījumi ir parādījuši saikni ar primāro garšas garozu insulā un hipotalāmā, un konstatēja, ka sekundārā garšas garoza atrodas OFC sānu malā.Baylis, Rolls un Baylis, 1995; Rullīši, 1999). Ir pierādīts, ka sānu OFC aktivizēšana ir pozitīva korelācija ar indivīda subjektīvajiem pārtikas patīkamības vērtējumiem, kas liecina, ka ļoti izdevīgi pārtikas produkti var aktivizēt šo zonu vairāk nekā mazāk vēlami pārtikas produkti (Kringelbahs, O'Dohertijs, Rols un Endrjūss, 2003). Mūsu rezultāti liecina, ka OFC reģions nesamazina atbildes reakciju pēc ēšanas aptaukošanās indivīdos (skatīt. \ T Skaitlis 2). Līdzīga OFC aktivācija netika novērota parastā svara salīdzināšanas grupā. Ir pierādīts, ka sānu OFC modulē arī izsalkums ar samazinātu neironu šaušanu pēc tam, kad ir sātināts ar īpašu garšu (Critchley & Rolls, 1996. gads). Interesanti, ka šajā pētījumā sāļuma sasniegšanai izmantotā maltīte neietvēra augstu tauku / saldo pārtiku. Ja neironiem sānu OFC ir pakļauti īpašai sātībai ar pārtiku, jo sātināšana vienā konkrētā pārtikā nemazina apdedzināšanu, reaģējot uz citu pārtikas veidu (Critchley & Rolls, 1996. gads), tas var atbalstīt nepārtraukto OFC darbību, kas novērota, reaģējot uz augstas kalorijas pārtikas produktiem pēc ēšanas starp aptaukošanās dalībniekiem.

Anterior cingulate arī parādīja diferencētu atbildes reakciju starp grupām pēc ēšanas, turklāt aptaukošanās grupā bija lielāka reakcija pret augstu kaloriju daudzumu pret objektu. Iepriekšējie konstatējumi liecina, ka ACC liecina par lielāku aktivitātes līmeni, salīdzinot ar zemu kaloriju pārtikas produktiem, bet izsalkuši un mazāki signālu maiņas samazinājumi pēc ēšanas aptaukošanās indivīdiem, salīdzinot ar kontrolēm (Bruce et al., 2010; Stoeckel et al., 2008). ACC ir iesaistīta pārtikas motivācijā, aktivizējot reakciju uz tauku un saharozes ievadīšanu (De Araujo & Rolls, 2004. gads), un narkomāniem parādās pastiprināta narkotiku lietošana;Volkow, Fowler, Wang, Swanson & Telang, 2007. gads). Nesenie pētījumi arī rāda, ka pārtikas atkarības smaguma pakāpe pozitīvi korelē ar aktivāciju ACC, gaidot garšīgus ēdienus (Gearhardt et al., 2011). Turklāt augsta kaloriju līmeņa pārtika pret objektu cues izraisīja lielāku reakciju aptaukošanās grupā aptaukošanās grupā. Atšķirībā no iepriekšējiem pētījumiem, kuros izmantots PET, kas liecina par samazinātu aktivāciju caudātā un putamenā pēc šķidras maltītes (Gautier et al., 2000), mūsu secinājumi liecina par striatuma ilgstošu aktivizēšanu kaloriju pārtikai. Tas atbilst dzīvnieku literatūras datiem, kas norāda, ka neironi, kas izdalās caur kodolu accumbens, caudātu un putamen starpniecību starp augsta cukura / tauku satura pārtikas produktu hedonisko iedarbību (Kelley et al., 2005).

Kopsavilkums un secinājumi

Mūsu rezultāti rāda, ka aptaukošanās un normālā svara indivīdi būtiski atšķiras pēc smadzeņu atbildes reakcijas uz pārtikas produktu norādēm, īpaši pēc ēšanas. Kaut arī izsalkuši, aptaukošanās indivīdiem ir lielāka reakcija uz abiem pārtikas cue tipiem priekšējos prefrontālajos reģionos, kas saistīti ar atkarību. Pretstatā tam, priekšlaicīgas terapijas laikā indivīdiem, kas iesaistīti sensorās apstrādes procesā, normāla svara indivīdiem ir skaidra priekšrocība pret augsta vai zema kaloriju līmeņa rādītājiem - atšķirība, kas nav novērota pēc ēdienreizes. Pēc ēšanas, kaloriju pārtikas produktu ietekme ir acīmredzama aptaukošanās dalībnieku vidū, jo kaloriju daudzums turpina izraisīt aktivāciju smadzeņu zonās, kas saistītas ar atlīdzības apstrādi un garšu arī pēc tam, kad ziņots par samazinātu badu. Turklāt mazkaloriju pārtika izraisa arī lielāku nervu reakciju pēc ēšanas aptaukošanās laikā, salīdzinot ar parastajiem svara dalībniekiem, uzsverot, ka aptaukošanās laikā indivīdi turpina reaģēt uz šiem pārtikas produktu veidiem un samazinās aktivācija starp cilvēkiem ar normālu svaru. Šie atklājumi ir īpaši interesanti, ņemot vērā, ka lielākā daļa dalībnieku pirms pusdienu ēšanas bija pakļauti normālai kaloriju atņemšanai.

Šim pētījumam ir vairāki ierobežojumi. Pirmkārt, sakarā ar datu vākšanas ierobežojumiem, kas bija daļa no lielāka projekta, mēs nespējām līdzsvarot tukšā dūšā un pēcgaršu stāvokli indivīdiem. Lai gan tas nav ideāls un konstatējumi jāatkārto ar līdzsvarotām procedūrām, gan īstermiņa, gan ilgāka (1 – 14 dienas) testu atkārtotas testēšanas fMRI pētījumi ir pierādījuši labu testu atkārtotas uzticamības sensoru uzdevumu izpildi (Friedman et al., 2008) un striatāla reakcijā alkohola lietošanas reakcijas uzdevumu laikā (\ tSchacht et al., 2011). Šī kompensācijas trūkums padara grupas iekšienē pirms un pēc maltītes salīdzināšanas grūti interpretēt, un tāpēc šeit tas nav galvenais uzsvars. Atšķirības starp ēdienreizēm tiek samazināta starp grupas rezultātiem, jo ​​abas grupas ir saskaņotas skenēšanas procedūrā. Turpmākajos pētījumos līdzsvarošana ļautu pilnīgāk analizēt grupas atbildes reakciju uz laiku. Otrkārt, gan vīriešu, gan sieviešu iekļaušana šajā paraugā var nebūt zināma ietekme uz datu kopu, jo ir pierādīts, ka sievietēm paredzētā atlīdzība ir atkarīga no menstruālā cikla posma (Dreher et al., 2007), kas nav ņemts vērā šajā izlasē, ņemot vērā lielā projekta prasības. Jāatzīmē, ka dalībniekiem nebija priekšroka konkrētam pārtikas veidam, pamatojoties uz pārtikas priekšrocību novērtējumu; tas var būt rezultāts, ja uzdevums tiek ievadīts tieši pirms badošanās skenēšanas, kas var atspoguļot paaugstinātu garšas sajūtu bada laikā. Tomēr tikai tāpēc, ka pārtiku var novērtēt ļoti augstu, tas nenozīmē, ka viņi dod priekšroku citam garšīgam ēdienam, ja tiek dota izvēle (piemēram, autors AD mīl burkānus, bet, ņemot vērā saldējuma vai burkānu izvēli, saldējums vienmēr būs uzvarēt). Pārtikas preferenču lēmumu pieņemšanas pasākums var dot vairāk diskriminējošu rezultātu par augstu vai zemu kaloriju izvēli. Neskatoties uz uzvedības reitingiem, gan aptaukošanās, gan normālā svara dalībnieki uzrāda diferencētu smadzeņu aktivāciju ar kaloriju tipu. Turklāt turpmākajos pētījumos šie rezultāti jāatkārto, iekļaujot labākus sāta mērījumus. Lai gan badu vērtējumi tika novērtēti četros laika punktos (pirms un pēc katra skenēšanas), un pēc ēšanas pazeminājās bads, netika iegūti tiešie sāta rādītāji. Mēs netieši secinām, ka sātīgums ir mainījies bada statusā. Visbeidzot, mēs neierobežojām šo paraugu ar labās puses dalībniekiem, jo ​​kā daļa no lielākiem projektiem šie dalībnieki tika salīdzināti ar reti sastopamu populāciju, kurā mēs nevarējām izvēlēties pēc rokraksta kritērijiem. Lai gan šis pētījums nav ierobežots, šie konstatējumi sniedz provizoriskus pierādījumus par aptaukošanos, lai ilgstoši reaģētu uz uztura norādēm ar atalgojumu saistītajos smadzeņu reģionos pat pēc ēšanas, salīdzinot ar reakciju normālā svara kontrolē. Turpmākajam darbam būtu jāpaplašina šie atklājumi, izpētot, cik lielā mērā uztura un ēšanas paradumi ietekmē neironu reakciju uz pārtikas norādēm.

Šajā pētījumā dalībnieki pirms badošanās skenēšanas norādīja tikai mērenu badu. Pat tie, kas izlaida brokastis, pirms skenēšanas norādīja tikai mērenu badu. Lielākā daļa iepriekšējo pētījumu ir vērsta uz neironu reakcijas pārbaudi pēc ilgstošas, netipiskas ātri. Mūsu rezultāti ir interesanti, jo ārkārtīgi bads nav nepieciešams, lai izsauktu neironu reakciju uz pārtikas produktiem. Patiesībā, izpratne par to, kā nervu sistēmas reaģē tipiskākos bada apstākļos, var sniegt mums kritisku ieskatu pārēšanās apstākļos. Interesanti atzīmēt, ka neironu atbildes reakcija uz ēdienkartēm neatšķīrās starp tiem, kas to darīja, un tiem, kas nav patērējuši brokastis. Tas var liecināt par to, ka personām, kas parasti izlaiž brokastis, atbildes reakcija uz pārtikas produktiem nav būtiski atšķirīgas no tām, kas patērē brokastis. Interesanti ir arī tas, ka lielākā daļa dalībnieku, kas izlaida brokastis, bija aptaukošanās; tas var liecināt par sliktāku uztura uzņemšanu, jo pētījumi liecina, ka brokastu ēšana ir saistīta ar veselīgākiem ēšanas paradumiem un samazinātu kopējo dienas devu pārtikā (de Castro, 2007; Leidy & Racki, 2010. gads).

Šeit mēs esam parādījuši, ka aptaukošanās indivīdiem augsta kaloriju līmeņa pārtikas norādes liecina par ilgstošu atbildi smadzeņu reģionos, kas saistīti ar atalgojumu un atkarību pat pēc ievērojamas maltītes uzņemšanas. Šī ilgstošā hedoniskā reakcija pēc augstas kalorijas slodzes var būt būtiska, lai izprastu pārēšanās uzvedību. Turpmākie darbi, kas vērsti uz to, cik lielā daudzumā kaloriju saldu / pikantu ēdienu pievienošana maltītei ierobežo neironu reakciju aptaukošanās sistēmās, ir pamatota, ņemot vērā pašreizējos rezultātus.

  • Lai pārbaudītu smadzeņu reakciju uz pārtiku pirms un pēc ēšanas, tika izmantota funkcionālā MRI
  • Aptaukošanās parādīja lielāku smadzeņu atbildes reakciju uz uztura norādēm pēc ēšanas nekā parasti
  • Palielināta OFC reakcija, caudāts un priekšējais cingulāts pēc ēšanas aptaukošanās laikā
  • Kortikolimbiska atbildes reakcija pēc ēšanas nozīmē nepārtrauktu augstu kaloriju barības klātbūtni
  • Aktivitāte, reaģējot uz normālu svaru, samazina badu

Pateicības

Šo darbu atbalstīja valsts veselības institūtu dotācijas RO3HD058766-01 un UL1 RR024989, kā arī Nacionālā Zinātnes fonda ACES Opportunity Grant. Mēs pateicamies Attēlu izpētes izpētes centram Jack Jesberger, Brian Fishman un Angela Ferranti un Kelly Kanya par pētniecības palīdzību; Jennifer Urbano Blackford un Elinora Price par noderīgiem komentāriem par manuskriptu; un visām personām, kas piedalījās.

Zemsvītras piezīmes

Izdevēja atruna: Šis ir PDF fails, kurā nav publicēta manuskripta, kas ir pieņemts publicēšanai. Kā pakalpojums mūsu klientiem sniedzam šo rokraksta agrīno versiju. Manuskripts tiks pakļauts kopēšanu, apkopošanu un iegūto pierādījumu pārskatīšanu, pirms tas tiek publicēts tā galīgajā citējamajā formā. Lūdzu, ņemiet vērā, ka ražošanas procesa laikā var rasties kļūdas, kas var ietekmēt saturu, un attiecas uz visiem žurnālam piemērojamiem juridiskajiem atrunas.

Interešu konflikts: Autori neuzrāda interešu konfliktu.

Atsauces

  1. Baylis LL, Rolls ET, Baylis GC. Primerā caudolaterālā orbitofrontālā garozas garšas zonas afferens savienojums. Neirozinātne. 1995, 64 (3): 801 – 812. [PubMed]
  2. Berthoud HR. Vairāku nervu sistēmas, kas kontrolē pārtikas uzņemšanu un ķermeņa svaru. Neirozinātnes un uzvedības pārskati. 2002, 26 (4): 393 – 428. [PubMed]
  3. Berthoud HR, Morrison C. Smadzenes, apetīte un aptaukošanās. Psiholoģijas ikgadējais pārskats. 2008: 59: 55 – 92. [PubMed]
  4. Bragulat V, Dzemidzic M, Bruno C, Cox CA, Talavage T, Considine RV, et al. Ar smaržu saistītās smadzeņu zondes, kas saistītas ar smadzeņu atlīdzības ķēdēm badā: izmēģinājums ar FMRI. Aptaukošanās (Silver Spring, Md.) 2010, 18 (8): 1566 – 1571. [PubMed]
  5. Bruce AS, Holsen LM, Chambers RJ, Martin LE, Brooks WM, Zarcone JR, et al. Bērni ar aptaukošanos liecina, ka smadzeņu tīklos pārtikas produktu attēli ir saistīti ar motivāciju, atalgojumu un kognitīvo kontroli. Starptautiskais aptaukošanās žurnāls (2005) 2010, 34 (10): 1494 – 1500. [PubMed]
  6. Castellanos EH, Charboneau E, Dietrich MS, Park S, Bradley BP, Mogg K, et al. Pieaugušajiem ar aptaukošanos ir vizuāla uzmanība attiecībā uz pārtikas cue attēliem: pierādījumi par mainītu atalgojuma sistēmas funkciju. Starptautiskais aptaukošanās žurnāls (2005) 2009, 33 (9): 1063 – 1073. [PubMed]
  7. Critchley HD, Rolls ET. Bads un sātīgums maina ožu un vizuālo neironu reakciju primāta orbitofrontālajā garozā. Neirofizioloģijas žurnāls. 1996, 75 (4): 1673 – 1686. [PubMed]
  8. De Araujo IE, Rolls ET. Pārstāvība cilvēka smadzenēs ar pārtikas tekstūru un mutes taukiem. Neiroloģijas žurnāls: Neiroloģijas biedrības Oficiālais Vēstnesis. 2004, 24 (12): 3086 – 3093. [PubMed]
  9. de Castro JM. Dienas laiks un ēdināto makroelementu proporcijas ir saistītas ar kopējo dienas devu pārtikā. British Journal of Nutrition. 2007, 98 (5): 1077 – 1083. [PubMed]
  10. Dimitropoulos A, Schultz RT. Ar uzturu saistītā neironu shēma Prader-Willi sindromā: atbildes reakcija uz pārtikas produktiem ar zemu kaloriju līmeni. Autisma un attīstības traucējumu žurnāls. 2008, 38 (9): 1642 – 1653. [PubMed]
  11. Dreher JC, Schmidt PJ, Kohn P, Furman D, Rubinow D, Berman KF. Menstruālā cikla fāze modulē ar atalgojumu saistīto nervu funkciju sievietēm. Amerikas Savienoto Valstu Zinātņu akadēmijas darbi. 2007, 104 (7): 2465 – 2470. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  12. Farooqi IS, Bullmore E, Keogh J, Gillard J, O'Rahilly S, Fletcher PC. Leptīns regulē striatālos reģionus un cilvēku ēšanas paradumus. Zinātne (Ņujorka, NY) 2007; 317 (5843): 1355. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  13. Frank S, Laharnar N, Kullmann S, Veit R, Canova C, Hegner YL, et al. Pārtikas attēlu apstrāde: bada, dzimuma un kaloriju satura ietekme. Smadzeņu izpēte. 2010: 1350: 159 – 166. [PubMed]
  14. Friedman L, Stern H, Brown GG, Mathalon DH, Turner J, Glover GH, et al. Testa atkārtota pārbaude un savstarpēja uzticamība daudzcentru fMRI pētījumā. Cilvēka smadzeņu kartēšana. 2008: 29: 958 – 972. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  15. Gautier JF, Chen K, Salbe AD, Bandy D, Pratley RE, Heiman M, et al. Atšķirīgas smadzeņu reakcijas uz piesātinājumu aptaukošanās un liesās vīriešiem. Diabēts. 2000, 49 (5): 838 – 846. [PubMed]
  16. Gautier JF, Del Parigi A, Chen K, Salbe AD, Bandy D, Pratley RE, et al. Piesātinājuma ietekme uz smadzeņu aktivitāti aptaukošanās un liesās sievietēs. Aptaukošanās pētījumi. 2001, 9 (11): 676 – 684. [PubMed]
  17. Gearhardt AN, Yokum S, Orr PT, Stice E, Corbin WR, Brownell KD. Pārtikas atkarības neirālās korelācijas. Vispārējās psihiatrijas arhīvs. 2011, 68 (8): 808 – 816. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  18. Džordžs MS, Anton RF, Bloomer C, Teneback C, Drobes DJ, Lorberbaum JP, et al. Prefrontālās garozas un priekšējā talamusa aktivizēšana alkohola grupās, lietojot alkohola koncentrāciju. Vispārējās psihiatrijas arhīvs. 2001, 58 (4): 345 – 352. [PubMed]
  19. Geliebter A, Ladell T, Logan M, Schneider T, Sharafi M, Hirsch J. Responsivity pret pārtikas stimuliem aptaukošanās un liesās barības ēdējiem, izmantojot funkcionālo MRI. Apetīte. 2006, 46 (1): 31 – 35. [PubMed]
  20. Goebel R, Esposito F, Formisano E. Funkcionālā attēla analīzes konkursa (FIAC) datu analīze ar Brainvoyager QX: No viena priekšmeta līdz kortikāli saskaņotai grupas vispārējai lineārās modeļa analīzei un pašorganizētai grupas neatkarīgai komponentu analīzei. Cilvēka smadzeņu kartēšana. 2006: 27: 392 – 401. [PubMed]
  21. Goldstone AP, de Hernandez CG, Beaver JD, Muhammed K, Croese C, Bell G et al. Badošanās traucē smadzeņu atalgojuma sistēmas pret kaloriju pārtiku. Eiropas Neiroloģijas žurnāls. 2009, 30 (8): 1625 – 1635. [PubMed]
  22. Grusser SM, Wrase J, Klein S, Hermann D, Smolka MN, Ruf M, et al. Cue-inducēta striatuma un mediālā prefrontālā garozas aktivācija saistīta ar turpmāko recidīvu abstinentos alkoholiķos. Psihofarmakoloģija. 2004, 175 (3): 296 – 302. [PubMed]
  23. Halgren E. Garīgās parādības, ko izraisa stimulācija limbiskajā sistēmā. Cilvēka neirobioloģija. 1982, 1 (4): 251 – 260. [PubMed]
  24. Haase L, Green E, Murphy C. Vīriešiem un sievietēm ir diferencēta smadzeņu aktivācija pēc garšas, kad tās izsalkušas un izbauda garšas un atalgojuma jomās. Apetīte. 2011, 57 (2): 421 – 434. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  25. Holsen LM, Zarcone JR, Brooks WM, Butler MG, Thompson TI, Ahluwalia JS, et al. Hiperfagijas pamatā esošie neironu mehānismi sāker-willi sindromā. Aptaukošanās (Silver Spring, Md.) 2006, 14 (6): 1028 – 1037. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  26. Karhunen LJ, Lappalainen RI, Vanninen EJ, Kuikka JT, Uusitupa MI. Reģionālā smadzeņu asins plūsma pārtikas produktu iedarbības laikā aptaukošanās un normāla svara sievietēm. Smadzenes: Neiroloģijas žurnāls. 1997; 120 (Pt 9) (Pt 9): 1675 – 1684. [PubMed]
  27. Kellija AE, Baldo BA, Prats MĒS, Vils Dž. Kortikosteriatāla-hipotalāma shēmas un ēdiena motivācija: enerģijas, darbības un atlīdzības integrācija. Fizioloģija un uzvedība. 2005; 86 (5): 773–795. [PubMed]
  28. Killgore WD, Young AD, Femia LA, Bogorodzki P, Rogowska J, Yurgelun-Todd DA. Kortikālā un limbiskā aktivācija, salīdzinot ar zemu kaloriju pārtikas produktiem. NeuroImage. 2003, 19 (4): 1381 – 1394. [PubMed]
  29. Kringelbach ML. Pārtikas domāšana: Hedoniska pieredze, kas pārsniedz homeostāzi cilvēka smadzenēs. Neirozinātne. 2004, 126 (4): 807 – 819. [PubMed]
  30. Kringelbach ML, O'Doherty J, Rolls ET, Andrews C. Cilvēka orbitofrontālās garozas aktivizēšana šķidrā pārtikas stimulam ir saistīta ar tā subjektīvo patīkamību. Smadzeņu garoza (Ņujorka, NY: 1991) 2003; 13 (10): 1064–1071. [PubMed]
  31. LaBar KS, Gitelman DR, Parrish TB, Kim YH, Nobre AC, Mesulam MM. Bada selektīvi modulē kortikolimbisko aktivitāti cilvēka pārtikas stimuliem. Uzvedības neirozinātne. 2001, 115 (2): 493 – 500. [PubMed]
  32. Leidijs HJ, Racki EM. Olbaltumvielām bagātu brokastu pievienošana un to ietekme uz pusdienu pusdienu pusdienu pusdienu pusdienu pusdienu pusaudžiem, kuri lieto brokastis, izlaižot brokastis. International Journal of Obesity (2005) 2010; 34 (7): 1125–1133. [PubMed]
  33. Martin LE, Holsen LM, Chambers RJ, Bruce AS, Brooks WM, Zarcone JR, et al. Neironu mehānismi, kas saistīti ar uztura motivāciju aptaukošanās un veseliem pieaugušajiem. Aptaukošanās (Silver Spring, Md.) 2010, 18 (2): 254 – 260. [PubMed]
  34. Pritchard TC, Macaluso DA, Eslingera PJ. Garšas uztvere pacientiem ar salu garozas bojājumiem. Uzvedības neirozinātne. 1999, 113 (4): 663 – 671. [PubMed]
  35. Rigby NJ, Kumanyika S, James WP. Saskaroties ar epidēmiju: vajadzība pēc globāliem risinājumiem. Sabiedrības veselības politikas žurnāls. 2004; 25 (3 – 4): 418 – 434. [PubMed]
  36. Rolls ET. Smadzenes un emocijas. Ņujorka: Oxford University Press; 1999.
  37. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, et al. Dorālā striatuma diferenciāla aktivizēšana ar kaloriju vizuāliem pārtikas stimuliem aptaukošanās indivīdiem. NeuroImage. 2007, 37 (2): 410 – 421. [PubMed]
  38. Schacht JP, Anton RF, Randall PK, Li X, Henderson S, Myrick H. fMRI striatāla reakcijas stabilitāte uz alkohola norādēm: hierarhiska lineārā modelēšanas pieeja. NeuroImage. 2011: 56: 61 – 68. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  39. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Plaši izplatīta atalgojuma sistēmas aktivizācija aptaukošanās sievietēm, reaģējot uz augstas kalorijas pārtikas attēliem. NeuroImage. 2008, 41 (2): 636 – 647. [PubMed]
  40. Talairach J, Tournoux P. Cilvēka smadzeņu kopplānojuma steriotaksiskais atlants. 3 dimensiju proporcionālā sistēma: pieeja smadzeņu attēlveidošanai. Ņujorka: Thieme Medical Publishers, Inc .; 1988.
  41. Tataranni PA, Gautier JF, Chen K, Uecker A, Bandy D, Salbe AD, et al. Cilvēku badu un piesātinājumu neiroanatomiskās korelācijas, izmantojot pozitronu emisijas tomogrāfiju. Amerikas Savienoto Valstu Zinātņu akadēmijas darbi. 1999, 96 (8): 4569 – 4574. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  42. Volkow ND, Fowler JS, Wang GJ, Swanson JM, Telang F. Dopamīns narkotiku lietošanā un atkarībā: attēlveidošanas pētījumu rezultāti un ārstēšanas sekas. Neiroloģijas arhīvs. 2007, 64 (11): 1575 – 1579. [PubMed]
  43. Wang GJ, Volkow ND, Thanos PK, Fowler JS. Aptaukošanās un narkomānijas līdzība, ko novērtē neirofunkcionāla attēlveidošana: koncepcijas pārskats. Žurnāls par atkarību izraisošām slimībām. 2004, 23 (3): 39 – 53. [PubMed]