J Clin Endocrinol Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.
Haltia LT, Viljanen A, Parkkola R, Kemppainen N, Rinne JO, Nuutila P, Kaasinen V.
Source
Jabatan Neurologi, Universiti Turku, PO Box 52, FIN-20521 Turku, Finland. [e-mel dilindungi]
Abstrak
Abstrak
Konteks dan Objektif:
Obesiti dikaitkan dengan beberapa keabnormalan metabolik. Kajian terkini mencadangkan obesiti juga mempengaruhi fungsi otak dan merupakan faktor risiko bagi beberapa penyakit otak degeneratif. Objektif kajian ini adalah untuk mengkaji kesan berat badan dan penurunan berat badan pada struktur bahan kelabu dan otak. Kami menghipnotakan bahawa perbezaan yang mungkin dilihat dalam otak subjek obes akan hilang atau berkurang selepas tempoh diet yang intensif.
Kaedah:
Pada bahagian I kajian ini, kami mengimbas pengimejan resonans magnetik 16 lean (min indeks jisim badan, 22 kg / m2) dan obesiti 30 (indeks jisim badan minima, 33 kg / m2) subjek yang sihat. Dalam bahagian II, subjek obes 16 terus dengan diet kalori yang sangat rendah untuk 6 wk, selepas itu mereka diimbas kembali. Volum perkara otak putih dan kelabu serantau dikira dengan menggunakan morfometri berasaskan voksel.
Results:
Jumlah bahan putih lebih tinggi dalam subjek gemuk, berbanding dengan subjek rawak di beberapa kawasan otak basal, dan individu gemuk menunjukkan korelasi positif antara jumlah bahan putih dalam struktur otak basal dan nisbah pinggang dan pinggul. Pengembangan bahan putih yang dikesan sebahagiannya dibalikkan oleh diet. Jumlah bahan kelabu serantau tidak berbeza dengan ketara dalam subjek yang gemuk dan kurus, dan diet tidak mempengaruhi bahan kelabu.
Kesimpulan:
Mekanisme yang tepat untuk perubahan benda putih yang ditemui masih tidak jelas, namun kajian ini menunjukkan bahwa obesitas dan diet dikaitkan dengan perubahan bertentangan dalam struktur otak. Ia tidak dikecualikan bahawa pengembangan bahan putih dalam obesiti mempunyai peranan dalam neuropathogenesis penyakit otak degeneratif.
OBESITI disertakan dengan perubahan dalam komposisi badan dan peningkatan mendalam dan lemak. Pengumpulan lemak badan disambungkan kepada pelbagai keabnormalan metabolik, yang boleh terdedah kepada penyakit seperti jenis diabetes 2, hipertensi, strok, dan kanser. Sistem saraf pusat perubahan dalam obesiti kurang diketahui, walaupun kajian epidemiologi menunjukkan hubungan antara penyakit otak degeneratif tertentu dan obesiti. Meningkatkan berat badan diketahui menjadi faktor risiko penurunan kognitif (1, 2) dan penyakit Alzheimer (3), dan persatuan antara obesiti dan demensia adalah bebas daripada keadaan komorbid yang lain (4). Obesiti pusat juga boleh dikaitkan dengan risiko yang lebih tinggi daripada gangguan neurologi yang lain, seperti penyakit Parkinson (5). Mekanisme patofisiologi yang mendasari hubungan kompleks ini tidak dipahami dengan baik, tetapi satu kemungkinan hubungan antara obesitas dan penyakit penyingkiran adalah perkembangan ketahanan insulin dan / atau diabetes mellitus, yang mempengaruhi kognisi (1).
Oleh itu, kajian mengenai penyakit otak degeneratif menyokong idea bahawa obesiti mempunyai kesan negatif terhadap fungsi otak, dan terdapat kajian manusia yang menunjukkan perbezaan fungsi di otak antara individu yang gemuk dan gemuk. Kajian imaging dengan tomography emission positron (PET) dan pencitraan resonans magnetik berfungsi (fMRI) telah mendapati bahawa obesiti dikaitkan dengan perubahan dalam aliran darah otak dan neurokimia. Kajian PET dengan [11C] raclopride telah menunjukkan bahawa terdapat reseptor Dopamine D2 otak individu yang sangat gemuk dikurangkan mengikut nisbah indeks jisim badan mereka (BMI)6). Kajian yang menggunakan PET dan langkah-langkah aliran darah serebrum serantau telah menunjukkan tanggapan otak yang berbeza untuk memuaskan kesedaran di kalangan individu gemuk dan kurus (7, 8), dan kajian fMRI menunjukkan bahawa pengambilan glukosa oral mendorong perencatan isyarat fMRI di bahagian hipotalamus dan tindak balas perencatan sentral ini dilemahkan dengan ketara dalam mata pelajaran obes (9). Satu lagi kajian fMRI menunjukkan bilangan pengaktifan otak yang lebih besar di pemakan pesta gemuk (berbanding dengan pemakan pesta yang kurus dan pemakan tanpa makanan yang gemuk dan gemuk) sebagai tindak balas kepada rangsangan makanan pesta visual dan pendengaran10). Di samping itu, satu kajian terdahulu dengan tomografi pelepasan foton tunggal menunjukkan bahawa pendedahan visual terhadap makanan dikaitkan dengan peningkatan aliran darah serebrum serantau pada korteks temporal dan parietal yang betul di kalangan wanita gemuk tetapi bukan wanita yang berat badan normal11). Kajian struktur baru-baru ini dengan pengimejan resonans magnetik (MRI) dan morfometri berasaskan voxel (VBM) menunjukkan bahawa individu obes mempunyai isipadu kelabu otak yang jauh lebih rendah dalam gyrus postzal, frontal operculum, putamen, dan gyrus frontal tengah, berbanding dengan kumpulan dari subjek tanpa lemak, dan BMI yang subjek (tetapi tidak kurus) obes dikaitkan secara negatif dengan jumlah bahan kelabu gyrus postcent kiri12). Juga, perbezaan dalam jumlah bahan putih dikesan di sekitar striatum, di mana subjek obes mempunyai jumlah yang lebih tinggi daripada subjek tanpa lemak.
Kebanyakan kajian pencitraan otak obesiti adalah perbandingan kumpulan statik. Selalunya kumpulan telah dipisahkan mengikut BMI, dan pembolehubah sistem saraf pusat yang dipilih, contohnya aliran darah serantau, reseptor dopamin atau isipadu kelabu, dikaji dengan cara rentas keratan. Untuk pengetahuan kita, tiada analisis membujur fungsi otak dalam obesiti. Dalam kajian ini, kami berminat dengan kesan berat badan dan kerugian pada struktur bahan kelabu dan otak manusia. Phospholipid adalah komponen utama membran neuronal dan glial, dan mengambil bahagian dalam pembentukan semula membran dan sintesis dan transduksi isyarat (13). Metabolisme fosfolipid otak adalah proses yang dinamik, yang dipengaruhi oleh, misalnya, kepekatan plasma asid lemak bebas. Mengenai 5% asid lemak tidak diekstrak diekstrak dari darah kerana melewati otak tikus, dan pengekstrakan bebas dari aliran darah serebral (13). Obesiti disertai oleh lebihan asid lemak bebas dalam plasma yang menghasilkan pengumpulan lemak ke adiposit dan juga kepada beberapa organ. Oleh itu, kita menegaskan bahawa individu gemuk mungkin mempunyai perbezaan dalam metabolisme lemak otak dan pengumpulan lemak meningkat dalam perkara putih, dan ini boleh mencerminkan jumlah bahan putih.
Kajian ini direka bentuk untuk terdiri daripada dua bahagian: 1) perbandingan otak rentas keratan konvensional bagi individu yang gemuk dan kurus dan analisis korelasi, dan 2) tindak lanjut membujur otak individu selepas kehilangan berat badan yang cepat. Pada bahagian saya, kita menyiasat perbezaan dalam jumlah bahan kelabu dan putih serantau otak antara individu yang kurus dan gemuk. Dalam bahagian II, subpopulation individu obes (n = 16) dari bahagian pertama memulakan diet kalori sangat rendah kalori (VLCD) untuk 6 wk, dan imbasan otak kedua diikuti selepas mereka berjaya mengurangkan berat badan secara purata oleh 12 %. Dieting diketahui mempunyai kesan yang baik pada, sebagai contoh, kepekaan insulin dan lipid plasma pada individu gemuk (14), dan pengurangan berat badan juga dikaitkan dengan pengurangan paras leptin plasma (15). Otak, sebagai tisu kaya lipid, juga boleh terjejas oleh penurunan berat badan. Kami menguji sama ada pengurangan berat badan boleh mengurangkan jumlah otak dalam subjek gemuk selaras dengan pengurangan lemak di seluruh badan.
Subjek dan Kaedah
Subjek dan reka bentuk kajian
Bahagian I.
Kajian itu termasuk obesiti 30 (lelaki 12 dan wanita 18) dan subjek 16 lean (lapan lelaki dan lapan wanita). Individu lean ditakrifkan sebagai mereka yang mempunyai BMI kurang daripada 26 kg / m2 dan obesinya dengan BMI lebih besar daripada 27 kg / m2. Pesakit yang mengalami gangguan makan, penyakit metabolik, penyakit kardiovaskular, hepatik atau fungsi buah pinggang yang tidak normal atau sebelumnya, anemia, atau rawatan kortikosteroid oral tidak dikecualikan. Ciri fizikal dan metabolik utama subjek dibentangkan dalam Jadual 1⇓. Individu obes mempunyai kepekatan plasma puasa yang lebih tinggi yang lebih tinggi daripada glukosa, insulin, leptin, dan asid lemak bebas (Jadual 1⇓). Pernyataan bertulis bertulis diperolehi selepas menerangkan tujuan dan potensi risiko kajian kepada mata pelajaran. Protokol kajian telah diluluskan oleh jawatankuasa etika Daerah Kesihatan Finland Barat Daya dan dijalankan mengikut prinsip deklarasi Helsinki.
Ciri demografi utama dan nilai makmal (selepas berpuasa) mata pelajaran yang dikaji
Bahagian II.
Subjek enam belas obes (empat lelaki dan wanita 12) dari bahagian saya mengambil bahagian dalam bahagian II, di mana mereka telah ditetapkan VLCD (Jadual 2⇓). Semua makanan harian telah digantikan oleh produk VLCD untuk tempoh 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Finland) (2.3 MJ, 4.5 g lemak, protein 59 g dan 72 g karbohidrat sehari). Ditambah kepada Nutrifast, subjek minum sekurang-kurangnya 2 liter air atau minuman ringan tanpa gula. Tiada perubahan dalam aktiviti fizikal dibenarkan. Diet sentiasa dikawal oleh jururawat dengan kepakaran nutrisi. Selepas diet terdapat masa pemulihan 1-wk dengan pemakanan normocaloric untuk mengelakkan keadaan katabolik. MRI, ukuran antropometrik, dan penilaian makmal diulangi selepas tempoh pemulihan. Massa tisu adipose di kawasan abdomen dinilai pada tahap cakera intervertebral L2 / L3 sebelum dan selepas berdiet menggunakan kaedah berasaskan MRI yang standard (16).
Pengimejan dan analisis data
MRI diperoleh dengan pengimbas Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual (Philips, Best, Belanda). Set data echo medan tiga dimensi T1 yang berbobot seluruh telur T25 diperolehi dalam satah melintang (pengulangan masa = 5 msec, masa echo = 30 msec, sudut flip = 1 °, bilangan penggambaran (NEX) = 256, dan bidang paparan = 256 × XNUMX mm2), menghasilkan sekurang-kurangnya irisan bersambung 160 melalui kepala. Imej telah dipindahkan ke komputer peribadi dan ditukar ke format Analisa menggunakan MRIconvert (http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) dan dianalisis dengan menggunakan SPM2 (Wellcome Jabatan Kognitif Neurologi, London, UK; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / spm) dan Matlab 6.5 (The MathWorks, Natick, MA). Protokol VBM yang dioptimumkan digunakan pada imej (17). Sebelum analisis VBM, penilaian visual klinikal imej MR dilakukan oleh pakar neuroradiologi yang berpengalaman (RP). Satu subjek ransel tua mempunyai infark lacunar kecil berhampiran korteks serangga kiri; tiada penemuan penting secara klinikal yang lain diperhatikan dalam mana-mana subjek.
Templates
Templat tersuai telah dibuat untuk memudahkan pengoptimuman optimum dan segmentasi imbasan MRI subjek obes dan kurus. Penjanaan templat dilakukan menggunakan sambungan kotak alat kepada algoritma segmentasi SPM2 (Christian Gaser, University of Jena, Jena, Jerman; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Templat telah dibina kerana perbezaan imbasan MRI sekarang mungkin berbeza dari templat yang sedia ada, demografi populasi subjek sekarang mungkin berbeza daripada yang digunakan untuk menghasilkan templat yang sedia ada, dan setiap pengimbas memperkenalkan ketidaksamaan dan ketidaksopanan tertentu. Oleh itu templat dibina dalam usaha untuk mengurangkan potensi kecenderungan terhadap satu kumpulan semasa normalisasi spasial (18).
Dioptimumkan VBM
Setelah penciptaan templat khusus kajian, protokol yang dioptimumkan telah digunakan pada data asal (17). Protokol VBM yang dioptimumkan meningkatkan normalisasi spatial dengan menggunakan imej matlamat kelabu dan templat perkara kelabu dan bukan imej T1 anatomi. Protokol yang dioptimumkan juga melibatkan membersihkan sekatan dengan menggunakan operasi morfologi dan modulasi pilihan sekatan untuk mengekalkan jumlah isyarat. Kerana kami sangat berminat dengan perbezaan volumetrik dalam obesiti dan bukannya perbezaan kepekatan, kami memilih menggunakan modulasi tambahan dalam protokol VBM kami. Pemotongan pemformatan spatial adalah 25 mm, regulatarisasi nonlinear sederhana telah digunakan, dan protokol tersebut melibatkan lelaran nonlinear 16. Imej yang dimodelkan dilapis dengan lebar penuh 12-mm pada separuh maksimum (FWHM) isotropic Gaussian kernel. Dalam kajian terdahulu, VBM dioptimumkan telah disahkan dengan betul, dan teknik klasifikasi tisu yang digunakan dalam VBM telah menghasilkan keputusan yang sangat boleh dihasilkan (17).
Analisis biokimia
Kepekatan glukosa plasma ditentukan dalam pendua oleh kaedah oksidase glukosa (Analox GM9 analyzer; Analox Instruments, London, UK). Hemoglobin glikosilat diukur oleh kromatografi cecair protein cepat (MonoS, Pharmacia, Uppsala, Sweden). Kepekatan insulin plasma diukur oleh fluoroimmunoassays double-antibodi (Autodelfia; Wallac, Turku, Finland). Kolesterol total serum dan kolesterol lipoprotein berketumpatan tinggi diukur menggunakan kaedah enzimatik piawai (Biokimia Roche Molecular, Mannheim, Jerman) dengan penganalisis automatik sepenuhnya (Hitachi 704; Hitachi, Tokyo, Jepun). Serum kolesterol lipoprotein berketumpatan rendah dikira mengikut persamaan Friedewald (19). Asid lemak bebas serum ditentukan oleh kaedah enzimatik (kaedah acyl-CoA synthase-acyl-CoA oxidase peroxidase; Wako Chemicals, Neuss, Jerman). Leptin plasma dianalisis dengan RIA (Linco, St. Charles, MO). Pada bahagian pertama, data dari ujian darah, lilitan pinggang, dan pinggang ke pinggul tidak tersedia dari empat subjek lean dan data leptin hilang dari satu subjek obes.
Analisis statistik
Data yang dimodelkan dan dimodulasi dianalisis dengan menggunakan pemetaan parametrik statistik (SPM2) menggunakan model linear am. Perubahan volumetrik diuji dengan analisis data yang dimodulasi. Kerana semasa modulasi kita memasukkan pembetulan untuk perubahan volum yang disebabkan oleh normalisasi spasial, adalah wajar untuk memasukkan isipadu jumlah intrakranial (TIV) sebagai kovariat untuk menghapuskan sebarang varians kerana perbezaan saiz kepala. TIV telah dikira menggunakan fungsi get_globals SPM2. Bilangan voxel dalam setiap tisu tisu dikira dan dijumlahkan.
Untuk analisis statistik, vokel dengan nilai bahan kelabu atau putih kurang daripada 0.1 dikecualikan untuk mengelakkan kesan kelebihan di sekeliling sempadan antara bahan kelabu dan putih. Perbezaan antara subjek obes dan rapi diuji dengan analisis kovarians menggunakan seks dan TIV sebagai kovariates yang mengelirukan. Analisis korelasi antara langkah-langkah fizikal / metabolik dan jumlah bahan / otak putih / kelabu otak dilakukan dengan analisis regresi berganda menggunakan seks dan TIV sebagai kovariates yang mengelirukan. Kesan pemakanan pada bahan putih dan kelabu telah diuji dengan berpasangan t ujian dalam SPM2. Analisis korelasi untuk bahagian II dilakukan dengan regresi mudah dengan mengira imej delta (scan 1 - scan 2) dan nilai delta untuk langkah fizikal dan metabolik. Ambang ketinggian dalam analisis SPM ditetapkan pada P = 0.01 dan taksiran ambang 50 voxels. Penggunaan ruang MNI (Sergey Pakhomov, Akademi Sains Rusia, St Petersburg, Rusia) telah digunakan untuk mentafsirkan SPM dan menentukan label anatomi yang sesuai. Tahap kepentingan statistik telah ditetapkan pada tahap voxel yang diperbetulkan P <0.01 [diperbetulkan untuk pelbagai perbandingan menggunakan kadar penemuan palsu (FDR)]. Data disajikan sebagai kaedah (sd), melainkan dinyatakan sebaliknya.
Hasil
Jumlah otak serantau di subjek kurus dan obes (bahagian I)
Jumlah kandungan otak putih yang lebih besar dilihat dalam mata pelajaran obes, berbanding dengan subjek rawak, di beberapa wilayah: gyri temporal unggul, menengah, dan rendah; gyrus fusiform; gyrus parahippocampal; batang otak; dan cerebellum (semua penemuan bilateral) (Rajah 1⇓, A dan B). Dalam peta otak SPM, vokal yang bersebelahan dengan perbezaan kumpulan yang signifikan dalam jumlah bahan putih relatif yang bercabang membentuk dua klompok [vokel 35,901, puncak voxel (pada 6 mm, -23 mm, -29 mm), FDR diperbetulkan P = 0.006; Voxel 16,228, voxel puncak (pada -52 mm, -18 mm, -28 mm), FDR diperbetulkan P = 0.006] (Jadual 3⇓). Subjek lean tidak mempunyai jumlah bahan putih yang lebih besar, berbanding subjek obes, di mana-mana kawasan otak. Purata (sdJumlah isi padu global adalah 0.486 liter (0.063) dalam mata pelajaran obes dan 0.458 liter (0.044) dalam subjek ramping (TIV diperbetulkan P = 0.14).
A, Kawasan di mana subjek obes menunjukkan jumlah bahan putih yang lebih besar, berbanding dengan subjek yang kurus. Peta statistik statistik digambarkan pada purata T1 MRI dari keseluruhan sampel kajian (n = 46). Bar warna menandakan nilai statistik T. Perhatikan taburan simetri kluster dalam lobus temporal dan batang otak. Penemuan penting dibentangkan, FDR diperbetulkan P = 0.006. B, jirim bahan putih lelaki (kuasa dua) dan perempuan (bulatansubjek dalam kluster yang menduduki bahagian lobus temporal dan limbik kiri (vokel 16,228), diwakili sebagai fungsi pinggang untuk nisbah pinggul pinggul. Perhatikan jumlah bahan putih yang lebih rendah dalam mata pelajaran dengan pinggang yang rendah ke nisbah pinggang.
Lokasi perbezaan serantau yang ketara dalam jumlah bahan putih dalam bahagian I dan bahagian II kajian
Korelasi positif dilihat antara jumlah bahan putih dan pinggang hingga nisbah pinggang dalam kumpulan obes pada lobus temporal, batang otak, dan cerebellum (seperti di atas). Di samping itu, korelasi yang sama dilihat di bahagian lobus limbic dan occipital (nukleus lentiform dan gyrus occipital tengah). Bidang-bidang ini membentuk dua kelompok dengan korelasi yang signifikan [VNNX 59,340, voxel puncak (pada -33 mm, -53 mm, -47 mm), FDR diperbetulkan P = 0.008; VOXX 7,269, puncak voxel (pada 43 mm, -48 mm, -21 mm), FDR diperbetulkan P = 0.008]. Umur tidak berkorelasi dengan nisbah pinggang dan pinggul (r = 0.21, P = 0.28). Satu lagi persatuan positif dalam subjek obes dikesan antara jumlah bahan putih dan kepekatan asid lemak bebas serum. Ini penting dalam kelompok yang menduduki bahagian lobus temporal dan occipital kiri (vokel 10,682, puncak voxel (pada -43 mm, -49 mm, -18 mm), FDR diperbetulkan P = 0.004]. Tiada korelasi yang ketara dilihat antara jumlah bahan putih dan BMI. Dalam kumpulan kurus, tiada korelasi yang ketara dilihat antara langkah-langkah fizikal atau metabolik dan volum serantau.
Tidak ada perbezaan statistik yang ketara dalam jumlah bahan kelabu antara subjek obes dan kurus, walaupun subjek rawan mempunyai tahap yang lebih tinggi pada tahap otak tertentu di kawasan otak tertentu seperti gyry cingulate, tajuk frontal medial dan medial, batang otak, dan cerebellum ( FDR diperbetulkan P = 0.025). Purata (sdJumlah bahan kelabu global adalah isipadu 0.752 (0.070) dalam mata pelajaran obes dan 0.734 liter (0.074) dalam subjek ramping (TIV diperbetulkan P = 0.79).
Kesan pemakanan (bahagian II)
Enam minggu pengambilan VLC disebabkan pengurangan berat badan yang sangat ketara di semua subjek obes [11 (3.4) kg, pelbagai 6.6-19 kg] dan penurunan massa sc dan massa lemak di bahagian perut (Jadual 2⇓). Kehilangan berat badan dikaitkan dengan pengurangan tekanan darah, kolesterol, leptin, dan hemoglobin glikosilasi (Jadual 2⇓), tetapi tiada perubahan ketara dilihat dalam glukosa plasma puasa dan kepekatan insulin.
Kesan pemakanan terhadap langkah fizikal dan nilai makmal (selepas berpuasa)
Dieting mengurangkan jumlah bahan putih global: 0.498 liter (0.051) sebelum dan 0.488 liter (0.048) selepas diet (P = 0.002). Volum bahan putih serantau menurun di lobus temporal kiri (fusiform gyrus; gyrus parahippocampal; dan gyri temporal yang lebih rendah, medial, dan superior) [VNNX bersebelahan 12,026, puncak voxel (di -46, -6, dan -31 mm), FDR diperbetulkan P = 0.009] (Gambarajah 2⇓, A dan B, dan Jadual 3⇑). Di samping itu, pengurangan bahan putih mencapai kepentingan tahap trend dalam beberapa kelompok lain (FDR diperbetulkan P nilai antara 0.03 dan 0.07). Tiada struktur otak yang menunjukkan peningkatan dalam jumlah bahan putih selepas diet. Perubahan dalam perkara kelabu global atau serantau adalah tidak penting (P > 0.28).
A, Wilayah otak di mana subjek obes menunjukkan pengurangan ketara dalam jumlah bahan putih selepas diet 6. Peta parametrik statistik diletakkan pada purata T1 MRI dari subsample diet (n = 16). Bar warna menandakan nilai statistik T, FDR diperbetulkan P = 0.009. B, Kesan diet pada jumlah bahan putih individu dalam kumpulan yang ditunjukkan dalam A. Kuadrat, Mata pelajaran lelaki; bulatan, subjek wanita.
Perbincangan
Kajian ini menunjukkan bahawa subjek obes mempunyai jumlah bahan putih yang lebih besar di beberapa kawasan otak basal, berbanding dengan subjek tanpa lemak. Apabila subjek obes dirawat dengan VLCD untuk 6 wk, pengurangan volum perkara putih global dan jumlah bahan putih serantau di lobus temporal kiri didapati. Jumlah bahan kelabu global dan serantau adalah serupa di antara kumpulan dan tidak berubah dengan diet.
Kelantangan bahan putih yang meningkat baru-baru ini telah dikesan di sekitar striatum subjek yang sangat gemuk (BMI 39.4) (12). Dalam kajian itu, jumlah bahan kelabu lebih rendah dalam subjek obes di beberapa kawasan otak dan persamaan songsang dilihat antara BMI dan jumlah bahan kelabu di gyrus postentrum kiri dalam subjek obes tetapi tidak kurus. Kami tidak mengesan perbezaan kelabu yang ketara antara subjek yang kurus dan obes, walaupun ada beberapa kawasan otak di mana subjek obes menunjukkan jumlah trend kelabu yang lebih rendah daripada individu yang bersandarP = 0.025). Oleh kerana subjek dalam kajian ini kurang obes, berbanding dengan kajian terdahulu (12), mungkin obesiti kronik yang lebih teruk mempengaruhi bahan kelabu bersama-sama dengan bahan putih.
Dalam kajian ini, jumlah bahan putih yang lebih besar dalam kumpulan obes dilihat di kawasan dua hala basal, dan pengembangan bahan putih dikaitkan dengan nisbah pinggang yang meningkat ke pinggul (jantina diperbetulkan) tetapi bukan BMI. Banyak kajian menunjukkan bahawa pengedaran, bukannya jumlah, lemak tubuh berkaitan dengan perubahan metabolik (20, 21, 22). Nisbah pinggang ke pinggang nampaknya lebih baik daripada BMI dalam menilai risiko penyakit kardiovaskular dan keabnormalan metabolik pada wanita pra dan menopaus (23). Di samping itu, terdapat bukti oleh kajian besar baru-baru ini (n = 27,007), nisbah pinggang dan pinggul menambah maklumat prognostik mengenai risiko kardiovaskular pada wanita di semua peringkat BMI dan lelaki dengan berat normal (24). Dalam kajian ini, kita melihat korelasi positif yang diperbetulkan seks antara nisbah pinggang dan pinggul dan jumlah bahan putih. Ini menunjukkan bahawa masalah putih serebrum mungkin lebih berkaitan dengan pengumpulan lemak perut dan bukan lemak tubuh per se. Walau bagaimanapun, di dalam otak, jumlah keseluruhan besar kluster menunjukkan bahawa hubungan itu boleh menjadi lebih umum dan kurang spesifik wilayah. Satu tafsirannya ialah peningkatan lemak mendalam dikaitkan dengan pengumpulan lemak dalam myelin pusat di seluruh otak.
Kajian semasa juga menunjukkan persatuan positif antara kepekatan asid lemak bebas serum dan jumlah bahan otak putih di lobus temporal dan cuping sebelah kiri di subjek obes, dan subjek gemuk menunjukkan kepekatan asid lemak bebas serum yang lebih tinggi. Oleh itu, penjelasan mengenai perbezaan warna putih dalam obesiti boleh menjadi metabolisme lipid abnormal dan pengumpulan di otak. Kajian terdahulu dengan tikus telah menunjukkan bahawa metabolisme hipotalamik asid lemak dapat memodifikasi tingkah laku makan dan tahap hypothalamic dari rantai panjang acyltransferase-coenzyme A dapat ditingkatkan dengan peningkatan esterifikasi peredaran atau lipid pusat dan / atau oleh perencah lokal pengoksidaan lipid (25). Penemuan kajian ini bersama-sama dengan hasil kajian haiwan menunjukkan bahawa asid lemak yang berlebihan dalam obesiti boleh menyebabkan metabolisme lipid patologi di otak, dan ini mungkin mempunyai pengaruh pada jumlah otak otak dan fungsi otak dalam peraturan makanan pengambilan. Sebaliknya, walaupun perbezaan volum yang dikesan adalah sejajar dengan hipotesis kajian, mereka tidak membuktikan secara langsung bahawa obesiti disertai oleh pengumpulan lemak di dalam otak. Untuk mengesahkan hipotesis, kajian masa depan harus memberikan lebih banyak bukti bahawa metabolisme asid lemak otak berubah dalam obesiti pada manusia.
Perlu diingat bahawa walaupun VBM secara tepat dapat mengesan perubahan kelantangan serantau, ia tidak memberikan sebarang petunjuk tentang agen penyebabnya. Perkembangan isipadu putih dalam obesiti tidak semestinya berkaitan dengan tisu adiposa atau myelin. Secara teorinya, status penghidratan individu boleh mempengaruhi jumlah bahan putih kerana kekurangan pengambilan cecair untuk 16 h dilaporkan mengurangkan jumlah otak oleh 0.55%26). Walau bagaimanapun, subjek yang kurus dan gemuk mengikuti arahan puasa yang sama sebelum imbasan MRI dan mempunyai nilai hematokrit darah yang normal (dan sama) dalam darah (bermakna 41% dalam kumpulan kurus, 42% dalam kumpulan obes). Kedua, penemuan itu selektif di rantau dan terletak di kawasan otak basal. Dalam bahagian campur tangan, subjek obes menjalani diet normocaloric 1-wk sebelum imbasan MRI kedua, yang mungkin dinormalisasi keseimbangan bendalir. Mereka juga mempunyai nilai hematokrit darah biasa sebelum dan selepas diet (39 vs 37%), menunjukkan bahawa tiada perubahan ketara dalam status penghidratan.
Diet yang dikenali untuk meningkatkan kepekaan insulin dan profil lipid plasma (14), dengan itu menghalang komorbiditi yang berkaitan dengan obesiti. Kesan diet di atas struktur otak belum dipelajari sebelumnya. Penurunan bahan kulit putih disebabkan oleh diet di bahagian II kajian ini digabungkan dengan hasil bahagian saya menunjukkan bahawa kedua-dua berat badan yang kronik dan penurunan berat badan yang cepat dikaitkan dengan masalah otak putih. Ia adalah di luar skop kajian ini untuk menyiasat kepentingan klinikal perubahan jumlah benda putih dalam obesiti. Kami tidak dapat menjawab sama ada perubahan struktur otak yang dilaporkan adalah primer atau sekunder. Walau bagaimanapun, berdasarkan penyetempatan penemuan dalam bahan putih kaya myelin (dengan pemeliharaan bahan kelabu), kami membuat spekulasi bahawa perubahan yang ditunjukkan adalah sekunder, mencerminkan akumulasi lemak. Kami gagal mengaitkan perubahan-perubahan perkara putih dalam diet untuk perubahan dalam langkah-langkah fizikal atau metabolik, walaupun hubungan tahap trend antara pengurangan bahan putih dan kehilangan lemak penderita abdomen (berkaitan dengan lemak sc) dilihat. Walau bagaimanapun, hasilnya tidak menunjukkan bahawa perubahan warna kulit putih adalah peristiwa yang terpencil dalam penambahan berat badan dan penurunan berat badan, tetapi subpopulations yang dipelajari dari subjek-subjek obesitas 30 (bahagian I) dan subjek obes 16 (bahagian II) mungkin terlalu kecil untuk analisis korelasi dengan variasi yang besar. Akhir sekali, disebabkan oleh kemungkinan kesalahan pendaftaran dan pelicinan, ia dapat difikirkan bahawa walaupun majoriti perbezaan yang diperhatikan mencerminkan perubahan warna putih, ia tidak boleh dikecualikan bahawa beberapa isyarat perkara kelabu dimasukkan dalam isyarat total.
Untuk membuat kesimpulan, kami telah membentangkan data yang menunjukkan bahawa obesiti dikaitkan dengan perkembangan jumlah bahan otak putih. Hubungan yang paling ketara dilihat antara nisbah pinggang dan pinggul dan perkara putih. Dalam analisis membujur, hasil menunjukkan pengecutan perkara otak putih selepas diet jangka pendek. Walaupun kajian epidemiologi telah menunjukkan bahawa risiko penyakit otak degeneratif meningkat pada individu gemuk, kepentingan klinikal di sini menunjukkan perubahan warna kulit pada obesiti dan diet masih tidak jelas. Kajian masa depan boleh direka untuk menyiasat peranan pengumpulan lemak utama dan kelainan bahan putih dalam neuropathogenesis degenerasi.
Penghargaan
Kami berterima kasih kepada Dr Paul Maguire (University of Groningen, Groningen, Belanda) untuk bantuan yang tidak ternilai dalam analisis imej. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada kakitangan Pusat Petua Turku atas bantuan mereka yang mahir dalam peperiksaan.
Nota kaki
Kerja-kerja ini disokong oleh Akademi Finlandia (Keputusan 104334), Hospital Pusat Universiti Turku, dan Yayasan Universiti Turku.
Maklumat Pendedahan: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN, dan VK tidak mempunyai apa-apa untuk diumumkan.
Pertama diterbitkan dalam talian Mei 29, 2007
Singkatan: BMI, Indeks jisim badan; FDR, kadar penemuan palsu; fMRI, MRI berfungsi; MRI, pengimejan resonans magnetik; PET, tomografi pelepasan positron; TIV, jumlah jumlah intrakranial; VBM, morfometri berasaskan voxel; VLCD, diet kalori sangat rendah.
- Diterima November 13, 2006.
- Diterima Mei 23, 2007.
Rujukan
Artikel yang memetik artikel ini
;