Physiol Behav. Auteur manuscript; beschikbaar in PMC 2010 Jul 14.
Gepubliceerd in definitief bewerkte vorm als:
Physiol Behav. 2009 Jul 14; 97 (5): 551-560.
Online gepubliceerd 2009 Mar 27. doi: 10.1016 / j.physbeh.2009.03.020
PMCID: PMC2734415
NIHMSID: NIHMS127696
Abstract
Dit rapport evalueert bevindingen uit onderzoeken die hebben onderzocht of afwijkingen in beloning van voedselinname en verwachte voedselinname het risico op obesitas verhogen. Zelfrapportage en gedragsgegevens suggereren dat zwaarlijvige familieleden ten opzichte van slanke individuen een verhoogde anticiperende en consumerende voedselbeloning vertonen. Hersenafbeeldingsstudies suggereren dat obesitas met betrekking tot magere individuen een grotere activering van de smaakcortex (insula / frontale operculum) en orale somatosensorische gebieden (pariëtaal operculum en Rolandic-operculum) vertonen als reactie op verwachte inname en consumptie van smakelijk voedsel. Toch suggereren gegevens ook dat obesitas met betrekking tot magere individuen minder activatie vertonen in het dorsale striatum als reactie op consumptie van smakelijke voedingsmiddelen en verminderde striatale D2 dopamine-receptordichtheid. Opkomende prospectieve gegevens suggereren ook dat abnormale activering in deze hersenregio's het risico op toekomstige gewichtstoename verhoogt en dat genotypen geassocieerd met verlaagde dopamine-signalering deze voorspellende effecten versterken. De resultaten impliceren dat personen die een grotere activering vertonen in de smaakcortex en somatosensorische regio's als reactie op anticipatie en consumptie van voedsel, maar die een zwakkere activering vertonen in het striatum tijdens de voedselinname, het risico kunnen lopen op te veel eten, vooral degenen met een genetisch risico voor verlaagd dopamine receptor signalering.
Obesitas gaat gepaard met een verhoogd risico op mortaliteit, atherosclerotische cerebrovasculaire aandoeningen, coronaire hartziekten, colorectale kanker, hyperlipidemie, hypertensie, galblaasaandoeningen en diabetes mellitus, resulterend in meer dan 111,000 sterfgevallen per jaar in de VS [1]. Momenteel hebben 65% volwassenen en 31% van de adolescenten in de VS overgewicht of obesitas [2]. Helaas resulteert de behandeling van de keuze voor obesitas (gedragsgewichtsverliesbehandeling) slechts in een matige en tijdelijke verlaging van het lichaamsgewicht [3] en de meeste programma's ter preventie van obesitas verminderen het risico op toekomstige gewichtstoename [4]. Het beperkte succes van deze interventies kan te wijten zijn aan een onvolledig begrip van de factoren die het risico op obesitas verhogen. Hoewel tweelingstudies impliceren dat biologische factoren een belangrijke etiologische rol spelen bij obesitas, hebben weinig prospectieve studies biologische factoren geïdentificeerd die het risico op toekomstige gewichtstoename vergroten.
Beloning van voedselinname
Theoretici hebben geponeerd dat obesitas het gevolg is van afwijkingen in de verwerking van beloningen. De bevindingen lijken echter enigszins inconsistent, wat heeft geleid tot concurrerende modellen met betrekking tot de relatie van abnormaliteiten in beloningsverwerking tot de etiologie van obesitas. Sommige onderzoekers stellen voor dat hyperreactiviteit van beloningscircuits voor voedselinname het risico van te veel eten [5,6]. Dit is vergelijkbaar met het versterkingsgevoeligheidsmodel van middelenmisbruik, dat stelt dat bepaalde mensen een grotere reactiviteit van hersenbeloningssystemen voor versterkende geneesmiddelen vertonen [6]. Anderen veronderstellen dat obese personen hypo-responsiviteit van beloningscircuits vertonen, waardoor ze te veel eten om dit tekort te compenseren [7,8]. Dit Reward Deficiency Syndrome kan bijdragen aan ander gemotiveerd gedrag, waaronder middelenmisbruik en kansspelen [9].
In overeenstemming met het hypergevoeligheidsmodel beoordelen zwaarlijvige personen hoog vet- en suikerrijk voedsel als aangenamer en consumeren meer van dergelijk voedsel dan magere individuen [10,11,12]. Kinderen met een verhoogd risico op obesitas op grond van ouderlijke obesitas geven de voorkeur aan de smaak van voedingsmiddelen met een hoog vetgehalte en vertonen een meer fervente voedingsstijl dan kinderen van magere ouders [13,14,15]. Voorkeuren voor voedingsmiddelen met een hoog en hoog suikergehalte voorspellen een verhoogde gewichtstoename en een groter risico op obesitas [16,17]. Zwaarlijvige versus magere individuen melden dat voedselinname sterker is [18,19,20]. Zelfrapportage maten van algemene gevoeligheid voor beloning correleren positief met overeten en lichaamsmassa [21,22].
Hersenbeeldstudies hebben gebieden geïdentificeerd die subjectieve beloning lijken te coderen voor voedselconsumptie. Consumptie van smakelijk voedsel, in verhouding tot de consumptie van onsmakelijk voedsel of smaakloos voedsel, resulteert in een grotere activering van de rechter laterale orbitofrontale cortex (OFC), het frontale operculum en de insula [23,24]. Verbruik van smakelijke voeding resulteert ook in dopamine-afgifte in het dorsale striatum [25]. Microdialyse studies bij knaagdieren wijzen erop dat appetitive smaken ook dopamine in de kern en de kern van de kern accumbens, evenals de prefrontale cortex [26,27]. Dierstudies geven aan dat bingeing op suiker de extracellulaire dopamine in de nucleus accumbens shell [verhoogt28]. Stimulatie van het meso-limbische netwerk met behulp van een μ-opioïde receptoragonist [29] en laesies van het baslolaterale amygdalaire en laterale hypothalamuscircuit kunnen overeten [30], ter ondersteuning van het belang van de neurochemie van deze regio in de voedselconsumptie.
Het verzamelen van gegevens impliceert tekortkomingen in dopamine-receptoren bij obesitas. Zwaarlijvig ten opzichte van magere ratten vertonen minder D2-receptordichtheid in de hypothalamus [31] en in het striatum [32] en verminderde hypothalamische dopamine-activiteit bij vasten, maar laat tijdens het eten meer fasisch statistisch dopamine vrijkomen en stop niet met eten als reactie op toediening van insuline en glucose [33]. Obesitas-gevoelige Sprague-Dawley-ratten hebben de dopamine-turnover in de hypothalamus verminderd in vergelijking met de voedingsresistente stam voordat ze zwaarlijvig worden en ontwikkelen alleen obesitas wanneer ze een smakelijk hoog energetisch dieet krijgen [34,35]. D2-receptorblokkade veroorzaakt zwaarlijvige, maar niet magere ratten die te veel eten [31,36], wat suggereert dat blokkering van de reeds lage D2-receptorstatus obese ratten gevoelig kan maken voor voedsel [37]. Zwaarlijvige versus magere mensen vertonen verminderde striatale D2-receptordichtheid [38,39]. Wanneer ze worden blootgesteld aan hetzelfde vetrijke dieet, vertonen muizen met een lagere D2-receptordichtheid in het putamen meer gewichtstoename dan muizen met hogere D2-receptordichtheid in deze regio [40]. Dopamine-antagonisten verhogen de eetlust, energie-inname en gewichtstoename, terwijl dopamine-agonisten de energie-inname verminderen en gewichtsverlies veroorzaken [41,42,43,44].
Studies in de neuro-economie wijzen erop dat activatie in verschillende delen van de hersenen positief correleert met de grootte van de geldbeloning en de beloningsgrootte [45]. Vergelijkbare bevindingen zijn naar voren gekomen voor voedselbeloning [46]. Bovendien zijn dergelijke antwoorden afhankelijk van honger en verzadiging. Antwoorden op de smaak van voedsel in de middenhersenen, insula, dorsale striatum, subcallosale cingulate, dorsolaterale prefrontale cortex en dorsale mediale prefrontale cortex zijn sterker in een vasten versus een verzadigde toestand, vermoedelijk een weerspiegeling van de hogere beloningswaarde van voedsel veroorzaakt door ontbering [47,48]. Dergelijke gegevens suggereren dat reacties op voedsel in verschillende hersenregio's kunnen worden gebruikt als een index voor responsiviteit van beloningen.
Hoewel er maar weinig hersenkrakerstudies zijn vergeleken met magere en obese personen met behulp van paradigma's die de activering van beloningscircuits beoordelen, komen bepaalde bevindingen overeen met de stelling dat obese personen hyperreactiviteit vertonen in hersengebieden die betrokken zijn bij voedselbeloning. Een Positron Emissie Tomografie (PET) -onderzoek wees uit dat zwaarlijvige met betrekking tot magere volwassenen een grotere ruststofwisselingsactiviteit vertoonden in de orale somatosensorische cortex, een regio die sensatie in de mond, lippen en tong codeert [8], wat de auteurs ertoe aanzet te speculeren dat verbeterde activiteit in deze regio mensen met obesitas gevoeliger kan maken voor de belonende eigenschappen van voedsel en het risico op overeten kan verhogen, hoewel dit niet direct is bevestigd. Uitbreiding van deze bevindingen, een functioneel onderzoek naar magnetische resonantie (fMRI) uitgevoerd door ons laboratorium om de neurale respons van obese en arme adolescenten op een primaire beloning (voedsel) te onderzoeken, wees uit dat obese versus magere adolescenten een hogere activering vertoonden in de orale somatosensorische cortex als reactie. ontvangst van chocolademilkshake versus ontvangst van smakeloze oplossing [49]. Deze gegevens suggereren gezamenlijk dat zwaarlijvige personen in vergelijking met slanke mensen een verbeterde neurale architectuur in dit gebied hebben. Toekomstig onderzoek zou op voxel gebaseerde morfometrie moeten gebruiken om te testen of zwaarlijvige personen in deze regio een hogere dichtheid of volume van grijze materie vertonen in vergelijking met magere individuen.
Studies met PET hebben aangetoond dat de dorsale insula, de middenhersenen en de achterste hippocampus abnormaal reageren op de consumptie van voedsel bij personen met obesitas in vergelijking met magere individuen [50,51], waardoor deze auteurs ertoe worden aangezet te speculeren dat deze abnormale reacties het risico op obesitas kunnen vergroten. Ons laboratorium heeft geconstateerd dat obesitas met betrekking tot slanke adolescenten een grotere activering van het voorste insula / frontale operculum in reactie op voedselconsumptie [49]. De insulaire cortex is geïmpliceerd in een verscheidenheid aan functies die verband houden met de integratie van autonome, gedragsmatige en emotionele reacties [51]. Specifiek suggereert de menselijke neuroimaging literatuur dat de insulaire cortex anatomisch verschillende regio's heeft die verschillende functies ondersteunen met betrekking tot smaakverwerking [52-55]. Mid-insula is gebleken te reageren op waargenomen intensiteit van een smaak ongeacht affectieve waardering, terwijl valentie-specifieke responsen worden waargenomen in anterieure insula / frontale operculum [54]. Interessant obese versus magere individuen vertonen verhoogde activering in beide regio's tijdens consumptie van voedsel, wat suggereert dat ze een grotere smaakintensiteit kunnen waarnemen en een hogere beloning ervaren.
Dieronderzoek impliceert ook een hyperreactiviteit van de dopamine-doelgebieden bij obesitas. In het bijzonder, Yang en Meguid [56] ontdekte dat obese ratten tijdens de voeding meer afgifte van dopamine in de hypothalamus vertonen dan magere ratten. Tot nu toe heeft geen enkele PET-beeldvormingsstudie getest of obese mensen meer dopamine-afgifte vertoonden als reactie op voedselinname in vergelijking met magere mensen.
Andere bevindingen staan in contrast met modellen van hyperreactiviteit en zijn in plaats daarvan consistent met de hypothese dat obese personen hypo-responsiviteit van beloningscircuits vertonen. Zwaarlijvig ten opzichte van magere knaagdieren vertonen minder striatale D2-receptorbinding [32]. PET-onderzoeken vinden eveneens dat zwaarlijvige met betrekking tot magere mensen minder striatale D2-receptorbinding vertonen [38,39], waardoor deze auteurs speculeren dat obese personen minder subjectieve beloning ervaren door voedselinname omdat ze minder D2-receptoren en lagere DA-signaaltransductie hebben. Dit is een intrigerende hypothese, hoewel enkele kanttekeningen aandacht verdienen. Ten eerste is de voorgestelde omgekeerde relatie tussen beschikbaarheid van de D2-receptor en subjectieve beloning van voedselinname moeilijk te rijmen met de bevinding dat mensen met een lagere D2-receptorbeschikbaarheid een grotere subjectieve beloning uit methylfenidaat melden dan mensen met meer D2-receptoren [57]. Als de beschikbaarheid van verminderde striatale D2-receptoren een verzwakte subjectieve beloning oplevert, is het onduidelijk waarom personen met een lagere D2-binding melden dat psychostimulanten subjectiever lonen. Het oplossen van deze schijnbare paradox zou ons begrip van de relatie tussen dopamine-actie en obesitas bevorderen. Methodologische kwesties verdienen ook aandacht bij het interpreteren van de PET-literatuur over D2-receptoren. Ten eerste spelen D2-receptoren zowel een post-synaptische als een pre-synaptische autoregulatorische rol. Terwijl algemeen aangenomen wordt dat PET-metingen van D2-binding in het striatum worden aangedreven door post-synaptische receptoren, is de precieze bijdrage van pre- en post-synaptische signalering onzeker, en verlaagde pre-synaptische receptorlevels zouden het tegenovergestelde effect hebben van minder -synaptische receptoren. Ten tweede, omdat PET-liganden op basis van benzamide concurreren met endogene dopamine, zou de bevinding van verminderde beschikbaarheid van D2-receptor kunnen ontstaan als gevolg van verhoogde tonische dopamine-activiteit [58]. Maar hoewel het bindingspotentieel wordt gemoduleerd door endogene DA, is de correlatie tussen D2-receptorbinding in de normale toestand en een dopamine-verarmde toestand extreem hoog, wat suggereert dat een groter deel van de variantie in D2-binding te wijten is aan de dichtheid en affiniteit van de populatie; in plaats van verschillen in endogene DA-niveaus [59]. Een ander argument tegen meer tonische dopamine niveaus in het striatum van obese personen komt uit gegevens van knaagdieren. Zwaarlijvige ratten hebben een verlaagde basale dopaminegehalte in de nucleus accumbens en een verminderde gestimuleerde dopamineafgifte in zowel de nucleus accumbens als het dorsale striatum [60].
Extra koppelingen naar dierlijk onderzoek hebben de werking van D2 verminderd met gewichtstoename. Zoals opgemerkt veroorzaakt de D2-receptorblokkade obese, maar niet magere ratten die te veel eten [31,33] wat suggereert dat blokkering van de al lage D2-receptorstatus obese ratten gevoelig kan maken voor voedsel [61]. Wanneer ze worden blootgesteld aan hetzelfde vetrijke dieet, vertonen muizen met een lagere D2-receptordichtheid in het putamen meer gewichtstoename dan muizen met hogere D2-receptordichtheid in deze regio [40]. Dopamine-antagonisten verhogen de eetlust, energie-inname en gewichtstoename, terwijl dopamine-agonisten de energie-inname verminderen en gewichtsverlies veroorzaken [41,42,43,44]. Alles bij elkaar suggereren deze gegevens dat het functioneren van D2 niet alleen een gevolg is van obesitas, maar eerder het risico verhoogt voor toekomstige gewichtstoename.
Beeldvormingsgegevens van de hersenen suggereren eveneens dat obesitas geassocieerd is met een hypogevoelig striatum. In twee fMRI-onderzoeken uitgevoerd door ons laboratorium, ontdekten we dat obese versus magere adolescenten minder activering vertoonden in het dorsale striatum als reactie op voedselconsumptie [49,62]. Omdat we de BOLD-reactie hebben gemeten, kunnen we alleen speculeren dat de effecten een lagere D2-receptordichtheid weerspiegelen. Deze interpretatie lijkt redelijk omdat de aanwezigheid van het Taq1A A1-allel, dat is geassocieerd met verminderde dopaminerge signalering in verschillende post mortem- en PET-onderzoeken [63-67], hebben de waargenomen GEBOLD-effecten aanzienlijk gematigd. Dat wil zeggen, activering in deze regio vertoonde een sterke omgekeerde relatie tot gelijktijdige Body Mass Index (BMI) voor mensen met het Taq1A A1-allel en een zwakkere relatie met BMI voor degenen zonder dit allel [49]. Toch kan de stompe striatale activering ook een gewijzigde dopamine-afgifte van voedselinname impliceren in plaats van een lagere D2-receptordichtheid. Dienovereenkomstig zal het belangrijk zijn om DA-afgifte te onderzoeken als reactie op voedselopname bij obese versus magere individuen. De bovenstaande bevindingen getuigen van bewijs dat verslavend gedrag zoals alcohol, nicotine, marihuana, cocaïne en heroïne-misbruik worden geassocieerd met lage expressie van D2-receptoren en afgestompte gevoeligheid van beloningscircuits voor geneesmiddelen en financiële beloning [68,69,70]. Wang en medewerkers [8] stellen dat tekorten in D2-receptoren personen vatbaar maken voor het gebruik van psychoactieve drugs of teveel eten om een traag dopamine-beloningssysteem te stimuleren. Zoals opgemerkt, vond een PET-onderzoek aanwijzingen dat een lagere striatale D2-receptorbeschikbaarheid bij niet-verslaafde mensen geassocieerd was met een grotere zelfgerapporteerde voorkeur in reactie op methylfenidaat [57]. Verder is de beschikbaarheid van een lagere D2-receptor in het striatum geassocieerd met een lager rustmetabolisme in de prefrontale cortex, wat het risico van overeten kan verhogen omdat dit laatste gebied is betrokken bij remmende controle [38].
Een alternatieve interpretatie van de bovenstaande bevindingen is dat de consumptie van een vetrijk dieet met een hoog suikergehalte leidt tot downregulatie van D2-receptoren [25], parallel aan de neurale respons op chronisch gebruik van psychoactieve drugs [57]. Dierstudies suggereren dat herhaalde inname van zoet en vet voedsel resulteert in downregulatie van post-synaptische D2-receptoren, verhoogde D1-receptorbinding, en verminderde D2-gevoeligheid en μ-opioïde receptorbinding [71,72,73]; veranderingen die ook optreden als reactie op chronisch middelenmisbruik. Interessant is dat er ook experimenteel bewijs is dat een verhoogde inname van vetrijke voedingsmiddelen leidt tot een grotere smaakvoorkeur voor vetrijke voedingsmiddelen: ratten toegewezen aan een vetrijk voedselpakket dat de voorkeur heeft voor vetrijke voedingsmiddelen boven voedingsmiddelen met een hoge koolhydraten, in vergelijking met controledieren een matig vet dieet of een koolhydraatrijk dieet [74,75]. Deze gegevens impliceren dat een verhoogde inname van een ongezond vetrijk voedsel leidt tot een voorkeur voor datzelfde type voedsel. Dienovereenkomstig is een prioriteit voor onderzoek om te testen of abnormaliteiten in circuit voor beloning van de hersenen vóór het begin van zwaarlijvigheid beginnen en het risico voor toekomstige gewichtstoename verhogen.
We hebben onlangs getest of de mate van activering van het dorsale striatum in reactie op de ontvangst van een smakelijk voedsel tijdens een fMRI-scan correleerde met een verhoogd risico op toekomstige gewichtstoename [49]. Hoewel de mate van activering van doelwithersenregio's geen hoofdeffect vertoonde bij het voorspellen van de gewichtstoename, werd de relatie tussen abnormale dorsale striatumactivering in reactie op voedselontvangst en gewichtstoename in de daaropvolgende 1-jaarperiode gematigd door het A1-allel van de TaqIA gen, dat geassocieerd is met lagere niveaus van striatale D2-receptoren (zie rubriek genotypen die van invloed zijn op dopamine-signalering hieronder). Lagere striatale activering als reactie op voedselopname verhoogd risico op toekomstige gewichtstoename voor degenen met het A1-allel van de TaqIA gen. Interessant is dat gegevens suggereren dat voor individuen zonder het A1-allel een hypergevoeligheid van het striatum voor de voedselontvangst een gewichtstoename voorspelde (Fig 1). Dit laatste effect was echter zwakker dan de sterke omgekeerde relatie tussen de striatale respons en de gewichtstoename bij personen met het A1-allel.
Samengevat suggereren bestaande gegevens dat obesitas met betrekking tot magere individuen een hyper-responsieve smaakcortex en somatosensorische cortex vertonen als reactie op voedselontvangst, maar dat obese personen ook hyporesponsiviteit vertonen in het dorsale striatum als reactie op voedselinname in vergelijking met magere individuen . Aldus komen bestaande bevindingen niet overeen met een eenvoudig hyperreactiviteitsmodel of een eenvoudig hypo-responsiviteitsmodel van obesitas. Een belangrijke prioriteit voor toekomstig onderzoek zal zijn om deze ogenschijnlijk onverenigbare bevindingen te verzoenen die erop lijken te wijzen dat obese personen zowel hyperresponsiviteit als hyporesponsiviteit van hersengebieden vertonen die betrokken zijn bij voedselbeloning ten opzichte van magere individuen. Zoals opgemerkt, is het mogelijk dat chronische inname van voedingsmiddelen met een hoog vet- en suikergehalte, die het gevolg kunnen zijn van de hyperreactiviteit van de smaak- en somatosensorische cortices, leidt tot neerwaartse regulatie van de striatale D2-receptoren en de stompe respons in deze regio tot inname van smakelijke voedingsmiddelen. Een andere mogelijkheid is dat de verkorte reactiviteit van het dorsale striatum en de verminderde beschikbaarheid van de D2-receptor een product zijn van verhoogde tonische dopamine onder zwaarlijvige ten opzichte van magere individuen, wat de beschikbaarheid van D2-receptor en de responsiviteit van dopaminedoelregio's zoals het dorsale striatum in reactie op voedsel vermindert bon. Prospectieve studies die testen of de hyperresponsiviteit in de smaak- en somatosensorische cortex en de hyporesponsiviteit van het dorsale striatum het risico op het ontstaan van obesitas verhoogt, moeten helpen om afwijkingen te onderscheiden die kwetsbaarheidsfactoren zijn voor ongezonde gewichtstoename versus de gevolgen van een overmatige eetlust of verhoogd lichaam dik. Tot op heden heeft slechts één prospectieve studie getest of abnormaliteiten in hersengebieden die betrokken zijn bij voedselbeloning het risico verhogen voor toekomstige gewichtstoename [49]. Een andere prioriteit voor toekomstig onderzoek zal zijn om te bepalen of obese personen een verhoogde gevoeligheid voor beloning in het algemeen of alleen een verhoogde gevoeligheid voor voedselbeloning vertonen. Het bewijs dat de ontvangst van voedsel, alcohol, nicotine en geld soortgelijke delen van de hersenen activeren [23,76,77] en dat abnormaliteiten in beloningscircuits geassocieerd zijn met obesitas, alcoholisme, drugsmisbruik en gokken [9] suggereert dat obese personen over het algemeen een grotere gevoeligheid voor beloning kunnen vertonen. Toch is het moeilijk om conclusies te trekken omdat deze studies de gevoeligheid voor zowel algemene beloning als voedselbeloning niet beoordelen. Zwaarlijvige individuen kunnen een verhoogde gevoeligheid voor algemene beloningen vertonen, maar zelfs een grotere gevoeligheid voor voedselbeloning.
Verwachte beloning van voedselinname
De literatuur over beloning maakt een belangrijk onderscheid tussen appetijtelijke en consumerende beloning, of willen versus lusten [78]. Dit onderscheid kan van cruciaal belang zijn voor het oplossen van een deel van de schijnbare discrepantie tussen hyper- en hyposreactie op voedselprikkels. Sommige theoretici hebben de hypothese geopperd dat het kernprobleem bij obesitas verband houdt met de anticiperende fase, met een grotere verwachte beloning van voedsel waardoor het risico op overeten en obesitas toeneemt [79,80]. De theorie van Incentive Salience stelt dat consumptieve en anticiperende beloningsprocessen samen werken bij het bepalen van de versterkingswaarde van voedsel, maar dat bij herhaalde presentaties van voedsel, de hedonische waarde (liking) afneemt, terwijl anticiperende beloning toeneemt [81]. Jansen [82] stelde voor dat signalen zoals het zicht en de geur van voedsel uiteindelijk fysiologische reacties uitlokken die het verlangen naar voedsel opwekken, waardoor het risico op verder te veel eten na conditionering toeneemt.
Imaging-onderzoeken hebben gebieden geïdentificeerd die anticiperende voedselbeloningen bij de mens lijken te coderen. Verwachte ontvangst van een smakelijk voedsel, tegenover onsmakelijk voedsel of een smaakloos voedsel, activeert de OFC, amygdala, cingulate gyrus, striatum (caudate nucleus en putamen), dopamine-middenhersenen, parahippocampal gyrus en fusiform gyrus bij mannen en vrouwen [23,79].
Twee studies hebben de activering direct vergeleken met de consumptie en de verwachte consumptie van voedsel om regio's te isoleren die een grotere activering vertonen als reactie op de ene fase van voedselbeloning dan de andere. Anticiperen op een aangename smaak, versus de werkelijke smaak, resulteerde in een grotere activering in de dopaminerge middenhersenen, ventraal striatum en de posterior right amygdala [23]. Anticiperen op een aangename drank resulteerde in een grotere activering in de amygdala en mediodorsal thalamus, terwijl de ontvangst van de drank resulteerde in een grotere activering in de linker insula / operculum [83]. Deze studies suggereren dat de amygdala, midhersenen, ventrale striatum en mediodorsale thalamus beter reageren op de verwachte consumptie van voedsel, terwijl het frontale operculum / insula beter reageert op de consumptie van voedsel. Anticipatie en ontvangst van geld, alcohol en nicotine activeren ook enigszins verschillende regio's die overeenkomen met diegene die betrokken zijn bij anticiperende en consumerende voedselbeloning [76,84,85,86].
Het ventrale striatum en insula vertonen een grotere activering als reactie op het bekijken van beelden van caloriearme versus caloriearme voedingsmiddelen [87,88], wat impliceert dat activering in deze regio's een reactie is op de grotere motivationele saillantie van calorierijk voedsel. Reacties op voedselbeelden in de amygdala, parahippocampal gyrus en anterieure fusiform gyrus waren sterker tijdens vasten, vers verzadigd [89], en reacties op voedselafbeeldingen in de hersenstam, parahippocampale gyrus, culmen, globus pallidus, middle temporal gyrus, inferieure frontale gyrus, middenfrontale gyrus en linguale gyrus waren sterker na 10% gewichtsverlies in vergelijking met oorspronkelijk overgewicht [90], vermoedelijk als gevolg van de hogere beloningswaarde van voedsel veroorzaakt door ontbering. Toenamen van zelfgerapporteerde honger als reactie op de presentatie van voedselaanwijzingen waren positief gecorreleerd met een grotere activering van de OFC, insula en hypothalamus / thalamus [91,92,93]. Transcraniële magnetische stimulatie van de prefrontale cortex verzwakt voedselhonger [94], wat een verdere aanwijzing vormt voor de rol van de prefrontale cortex in de anticiperende voedselbeloning. Stimulering van dit gebied vermindert ook de drang om te roken en roken [94], wat impliceert dat de prefrontale cortex een bredere rol speelt bij de verwachte beloning.
Een belangrijk kenmerk van beloningscodering verschuift van voedselinname naar verwachte voedselinname na conditionering. Naïeve apen die in een bepaalde setting geen voedsel hadden gekregen, vertoonden alleen activering van dopamine-neuronen als reactie op de smaak van voedsel; Na conditionering begon de dopaminerge activiteit echter vooraf aan de beloning te geven en uiteindelijk werd maximale activiteit uitgelokt door de geconditioneerde stimuli die de ophanden zijnde beloning eerder voorspelden dan door de feitelijke voedselontvangst [95,96]. Kiyatkin en Gratton [97] ontdekte dat de grootste dopaminerge activatie op een anticiperende manier plaatsvond toen ratten een staaf naderden die een voedselbeloning opleverde en de activering zelfs afnam naarmate de rat het voedsel ontving en at. Blackburn [98] ontdekte dat dopamine-activiteit groter was in de nucleus accumbens van ratten na de presentatie van een geconditioneerde stimulus die meestal een voedselontvangst aangeeft dan na levering van een onverwachte maaltijd. Deze gegevens pleiten niet voor modellen van fasisch dopamine-vuren die de nadruk leggen op de rol van dopamine bij het signaleren van positieve voorspellingsfouten [99], maar benadruk eerder het belang van dopamine bij de voorbereiding op en het anticiperen op voedselbeloning.
Een voorgeschiedenis van verhoogde suikerinname kan bijdragen aan abnormale stijgingen van de anticiperende beloning van voedsel [100]. Ratten die worden blootgesteld aan de beschikbaarheid van intermitterende suikers vertonen tekenen van afhankelijkheid (escalatie in periodes van een abnormaal grote inname van suiker, veranderingen in μ-opiod en dopaminereceptoren en door deprivatie geïnduceerde suikerspinnen) en somatische, neurochemische en gedragstekenen van opioïdenafscheiding die geprecipiteerd door toediening van naloxon, evenals kruis-sensibilisatie met amfetamine [100,101]. Experimenteel geïnduceerde hunkering naar drugs onder verslaafde volwassenen activeren de juiste OFC [102,103], parallel aan activatie in deze regio, veroorzaakt door blootstelling aan voedselcues [93], wat suggereert dat verstoorde orbitofrontale activiteit aanleiding zou kunnen geven tot te veel eten.
Zelfgerapporteerde hunkering naar voedsel correleert positief met BMI en objectief gemeten calorische inname [22,104,105,106]. Zwaarlijvige personen melden een sterker verlangen naar voedingsmiddelen met veel vet en veel suiker dan lean individuen [16,107,108]. Zwaardere volwassenen werken harder voor voedsel en werken voor meer voedsel dan lean volwassenen [19,37,109]. Ten opzichte van magere kinderen hebben kinderen met obesitas meer kans om te eten zonder honger [110] en werk harder voor voedsel [111].
Studies hebben de hersenactivatie vergeleken in reactie op de presentatie van voedselkeuzes bij soezen met zwaarlijvig vers. Karhunen [112] vond verhoogde activering in de juiste pariëtale en temporale cortex na blootstelling aan voedselbeelden bij zwaarlijvige maar niet magere vrouwen en dat deze activatie positief correleerde met hongerclassificaties. Rothemund [113] vond grotere dorsale striatumreacties op foto's van calorierijk voedsel bij dikke volwassenen met obesitas en dat BMI positief gecorreleerd was met respons in insula, claustrum, cingulate, postcentrale gyrus (somatosensorische cortex) en laterale OFC. Stoeckel [114] vond grotere activering in de mediale en laterale OFC, amygdala, ventrale striatum, mediale prefrontale cortex, insula, anterior cingulate cortex, ventrale pallidum, caudate en hippocampus in reactie op foto's van calorierijke versus caloriearme voedingsmiddelen voor obesitas met betrekking tot magere individuen. Stice, Spoor en Marti [115] vond dat BMI positief correleerde met activering in het putamen (Fig 2) als reactie op foto's van smakelijk voedsel versus onsmakelijk voedsel en activering in het laterale OFC (Fig 3) en frontale operculum als reactie op foto's van smakelijk voedsel versus glazen water.
Hoewel de bovenstaande neuroimaging-onderzoeken ons begrip van de responsiviteit van bepaalde hersenregio's op voedselbeelden hebben gevorderd, is het niet duidelijk of deze studies het anticiperen op voedselinname opvangen, omdat ze geen consumptie van de voedselstimuli tijdens het scannen inhouden. Voorzover ons bekend is, heeft slechts één beeldvormend onderzoek obese mensen vergeleken met slanke individuen met behulp van een paradigma waarin de verwachte voedselontvangst werd onderzocht. We ontdekten dat obese adolescenten een grotere activering van Rolandische, temporale, frontale en pariëtale operasculaire regio's lieten zien als reactie op het anticiperen op voedselconsumptie in vergelijking met arme adolescenten [49].
Kort samengevat suggereren zelfrapportage-, gedrags- en hersenafbeeldingsgegevens dat obese personen een grotere verwachte voedselbeloning vertonen dan slanke individuen. Zo kan obesitas ontstaan als gevolg van een hyperreactiviteit in het anticiperende "willen" -systeem. Wij zijn van mening dat het veld baat zou hebben bij meer beeldvormende onderzoeken die direct testen of obese personen blijk geven van een grotere anticiperende voedselbeloning als reactie op de presentatie van daadwerkelijk voedsel in plaats van voedingsmiddelen die niet verkrijgbaar zijn. Belangrijk is dat tot nu toe geen enkele beeldvormende onderzoeken hebben getest of verhogingen van de anticiperende voedselbeloning het risico vergroten op ongezonde gewichtstoename en het ontstaan van zwaarlijvigheid, waardoor dit een hoofdprioriteit wordt voor toekomstig onderzoek. Het zal ook belangrijk zijn om te testen of een verhoogde inname van voedingsmiddelen met een hoog vet- en hoog suikergehalte bijdraagt aan een verhoogde anticiperende voedselbeloning.
Moderators van beloningsgevoeligheid
Twee bewijslijnen suggereren dat het belangrijk is om moderators te onderzoeken die interageren met abnormaliteiten in voedselbeloningen om het risico op obesitas te vergroten. Gegevens geven aan dat voedsel, gebruik van psychoactieve stoffen en geldelijke beloning soortgelijke hersengebieden activeren [23,76,77,86]. Bovendien zijn abnormaliteiten in beloningscircuits geassocieerd met obesitas, drugsmisbruik en gokken [9,116]. Sterker nog, er is steeds meer bewijs voor een verband tussen voedsel en geneesmiddelenversterking. Voedseldeprivatie verhoogt de versterkingswaarde van voedsel en psychoactieve drugs [117,118], een effect dat ten minste gedeeltelijk wordt gemedieerd door veranderingen in het dopaminesignaal [119]. Verhoogde voorkeur voor sucrose bij dieren is geassocieerd met grotere zelftoediening van cocaïne [120] en inname van sucrose vermindert de versterkende waarde van cocaïne [121]. Neuroimaging-gegevens suggereren ook overeenkomsten in de dopamine-profielen van drugsgebruikers en personen met obesitas [39,122].
Hoewel er tal van factoren zijn die de relatie tussen afwijkingen in voedselbeloning en obesitas kunnen matigen, lijken drie in het bijzonder theoretisch redelijk: (1) de aanwezigheid van genotypen geassocieerd met verminderde dopamine-signalering in beloningscircuits (DRD2, DRD4, DAT, COMT), (2) trekimpulsiviteit, die in theorie het risico op het reageren op een verscheidenheid aan appetijtstimuli verhoogt, en (3) een ongezonde voedingsomgeving.
Genotypen die van invloed zijn op dopamine-signalering
Aangezien dopamine een belangrijke rol speelt in het beloningscircuit en betrokken is bij voedselbeloning [25,123,124], hieruit volgt dat genetische polymorfismen die de beschikbaarheid van dopamine en het functioneren van dopamine-receptoren beïnvloeden, de effecten van abnormaliteiten in voedselbeloningen op het risico van overeten kunnen matigen. Verschillende genen beïnvloeden het functioneren van dopamine, inclusief die welke dopamine-receptoren, transport en afbraak beïnvloeden.
Tot op heden is de sterkste empirische ondersteuning voor de TaqIA polymorfisme van het DRD2-gen. De TaqIA polymorfisme (rs1800497) heeft drie allelische varianten: A1 / A1, A1 / A2 en A2 / A2. TaqIA Oorspronkelijk dacht men dat het zich in het 3 '- onvertaalde gebied van DRD2 bevond, maar het bevindt zich feitelijk in het naburige ANKK1-gen [125]. Schattingen suggereren dat personen met genotypes die één of twee exemplaren van het A1-allel bevatten 30-40% minder striatale D2-receptoren en aangetaste hersenendotaminesignalering hebben dan die zonder een A1-allel [126,127,128]. Degenen met het A1-allel hebben een verminderd gebruik van glucosemetingen in striatale gebieden (putamen en nucleus accumbens), prefrontale en insula [70] - regio's die betrokken zijn bij voedselbeloning. Theoretisch is het A1-allel geassocieerd met hypofunctionering van de meso-limbische regio's, prefrontale cortex, hypothalamus en amygdala [9]. Een lage D2-receptordichtheid die geassocieerd is met het A1-allele stelt personen gevoelig minder voor de activering van op dopamine gebaseerde beloningscircuits, waardoor ze meer geneigd zijn te veel te eten, psychoactieve stoffen te gebruiken of andere activiteiten zoals gokken ondernemen om dit dopaminedeficit te overwinnen [57]. In genetisch homogene en heterogene monsters is het A1-allel geassocieerd met verhoogde obesitas [129,130,131,132,133,134,135]. Misschien vanwege de conditionering die optreedt tijdens te veel eten, rapporteren personen met het A1-allel grotere behoefte aan voedsel, werken ze aan meer voedsel in operante taken en consumeren ze meer voedsel ad lib dan degenen zonder dit allel [37,116].
Belangrijk is dat de relatie tussen afwijkingen in voedselversterking en objectief gemeten voedselinname wordt gematigd door het A1-allel. Epstein [136] vond een interactie tussen A1-allel en anticiperende voedselbeloning bij volwassenen, zodat de grootste voedselinname plaatsvond voor degenen die verhoogde versterking door voedsel rapporteerden en het A1-allel hadden. Evenzo Epstein [37] vond een significante interactie tussen het A1-allel en anticiperende voedselbeloning bij volwassenen, zodat de grootste voedselinname plaatsvond bij diegenen die het hardst werkten om snacks te verdienen en het A1-allel hadden. Zoals opgemerkt, Stice [49] ontdekte dat de relatie tussen een afgestompte dorsale striatale respons op voedselontvangst een verhoogd risico voorspelde voor toekomstige gewichtstoename gedurende een 1-jaar follow-up voor personen met een A1-allel.
Het 7-herhaling of langer allel van het DRD4 (DRD4-L) -gen is in een in vitro-onderzoek gekoppeld aan verminderde D4-receptorsignalering [137], tot een slechtere respons op methylfenidaat bij aandachtstekort / hyperkinetische aandoeningen [138,139] en minder dopamine-afgifte in het ventrale striatum na gebruik van nicotine [140], wat suggereert dat het gerelateerd kan zijn aan beloningsgevoeligheid. De DRD4 is een postsynaptische receptor die hoofdzakelijk remmend werkt op de second messenger adenylaatcyclase. Het is dus verondersteld dat degenen met het DRD4-L-allel een grotere impulsiviteit kunnen vertonen [138]. D4-receptoren zijn voornamelijk gelokaliseerd in gebieden die worden geïnnerveerd door mesocorticale projecties van het ventrale tegmentale gebied, waaronder de prefrontale cortex, cingulate gyrus en insula [141]. Mensen met versus zonder het DRD4-L-allel hebben een hogere BMI voor maximale levensduur aangetoond in monsters met een verhoogd risico op obesitas, waaronder personen met seizoensgebonden affectieve stoornis die aangeven te veel [142], personen met boulimia nervosa [143], en Afro-Amerikaanse adolescenten [144], maar deze relatie kwam niet naar voren in twee voorbeelden van adolescenten [145,146]. Het kan moeilijk zijn om genetische effecten te detecteren in een steekproef van personen die de periode met het grootste risico op het ontstaan van obesitas nog niet zijn gepasseerd. Volwassenen met versus zonder het DRD4-L-allel hebben verhoogde behoefte aan voedsel als reactie op voedselaanwijzingen [147], verhoogde roken hunkeren en activering van de superieure frontale gyrus en insula in reactie op roken cues [148,149], verhoogde hunkeren naar alcohol in reactie op het proeven van alcohol [150], en toegenomen verlangen naar heroïne als antwoord op heldenachtigen [151].
Phasically vrijgegeven dopamine wordt normaal geëlimineerd door snelle heropname door de dopaminetransporter (DAT), die overvloedig is in het striatum [152]. DAT reguleert de synaptische dopamine concentratie door heropname van de neurotransmitter in presynaptische terminals. Lagere DAT-expressie, die geassocieerd is met het 10 repeat allel (DAT-L), kan de synaptische klaring verminderen en daarom hogere basale dopaminegehalten produceren, maar stomp gemaakte fasische dopamine-afgifte [140]. Pecina [153] ontdekte dat een verstoring van het DAT-gen verhoogde synaptische dopamine veroorzaakte, samen met een verhoogde energie-inname en voorkeur voor smakelijk voedsel bij muizen. Een vetrijk dieet verminderde de DAT-densiteit in de dorsale en ventrale delen van het caudale caudaatputamen in vergelijking met een vetarm dieet bij muizen [154]. Lagere striatale DAT-beschikbaarheid is geassocieerd met een verhoogde BMI bij mensen [155]. DAT-L is geassocieerd met obesitas bij Afro-Amerikaanse rokers, maar niet bij andere etnische groepen [156]. Volwassenen met versus zonder het DAT-L-allel vertoonden een blunted fasische afgifte van dopamine als reactie op het roken van sigaretten [140].
Catechol-o-methyltransferase (COMT) reguleert de extrasynaptische afbraak van dopamine, vooral in de prefrontale cortex, waar COMT meer voorkomt dan in het striatum [157]. COMT heeft echter ook een klein lokaal effect in het striatum [158] en beïnvloedt dopamine niveaus in het striatum via de glutamaterge efferenten van de prefrontale cortex naar het striatum [159]. Een enkele nucleotide-uitwisseling in het COMT-gen, dat een valine-naar-methionine (Val / Met-158) -substitutie veroorzaakt, produceert een 4-voudige reductie in COMT-activiteit in Met ten opzichte van Val-homozygoten, waarbij vermoedelijk de Met homozygoten verhoogde tonische dopamineniveaus veroorzaken in de prefrontale cortex en striatum en minder fasische afgifte van dopamine [140,159]. Mensen met versus zonder het Met-allel vertonen een verhoogde algemene beloningsgevoeligheid zoals geïndexeerd door BOLD-responses tijdens beloningsanticipatie of beloningselectie [160,161] en middelengebruik [162]. Wang [154] ontdekte dat personen met het Met-allel versus zonder een grotere kans hadden om op zijn minst een 30% toename in BMI te vertonen vanaf de leeftijd 20 tot de leeftijd 50 (op basis van retrospectieve rapporten).
Ken impulsiviteit toe
Men heeft getheoretiseerd dat impulsieve individuen gevoeliger zijn voor aanwijzingen voor beloning en kwetsbaarder zijn voor de alomtegenwoordige verleiding van smakelijk voedsel in onze obesogene omgeving [164,165] leidend tot de hypothese dat de grootste gewichtstoename zal optreden voor jongeren die voedselbeloningsabnormaliteiten en trekimpulsiviteit vertonen. Zelfgerapporteerde impulsiviteit correleert positief met obesitasstatus [166,167,168] objectief gemeten calorische inname [169] en negatief met gewichtsverlies tijdens obesitasbehandeling [169,170,171]. Zwaarlijvig ten opzichte van magere individuen vertonen meer problemen met responsverbetering op gedrags-go-no-go en stop-signaal taken en tonen meer gevoeligheid voor beloning in een goktaak [172,173]. Overgewicht versus magere kinderen consumeren meer calorieën na blootstelling aan voedselaanwijzingen, zoals ruiken en proeven van een smakelijk voedsel [174], wat suggereert dat de eersten meer geneigd zijn toe te geven aan hunkeren als gevolg van voedselaanwijzingen. Zwaarlijvig ten opzichte van magere individuen hebben een voorkeur getoond voor hoge directe winst, maar grotere toekomstige verliezen op gedragsmaatregelen in sommige onderzoeken [5,175], maar niet anderen [173,176].
Beïnvloed reguleringsverwachtingen
We veronderstellen ook dat van mensen met afwijkingen in de voedselbeloning, degenen die geloven dat het eten het negatieve affect vermindert en het positieve affect versterkt, meer geneigd zijn te veel te eten en buitensporige gewichtstoename te vertonen in vergelijking met degenen die deze overtuigingen niet hebben. Verschillende affect-reguleringsverwachtingen kunnen inderdaad een belangrijke moderator zijn die bepaalt of personen met abnormaliteiten in het algemeen beloningsgevoeligheid het begin van obesitas laten zien, versus verslavingsmisbruik; we stellen dat degenen die geloven dat het eten de affecten verbetert, eerder geneigd zijn om de vorige route te volgen, terwijl degenen die geloven dat het gebruik van middelen de affecten verbetert, eerder geneigd zijn om de laatstgenoemde route te volgen. Corr [177] heeft eveneens gesteld dat de relatie tussen beloningsgevoeligheid en respons op die beloning gemodereerd wordt door individuele verschillen in affect-reguleringsverwachtingen. Ter ondersteuning, zelfgerapporteerde beloningsgevoeligheid was alleen gerelateerd aan beloningsresponsiviteit op een gedragstaak voor deelnemers die verwachtten dat de taak zou worden versterkt [178]. Meer in het algemeen, individuen die geloven dat eten negatief effect vermindert en positief effect verbetert, hebben meer kans op toename van eetaanvallen gedurende een 2-jaar follow-up dan degenen die dit niet geloven [179]. We vonden dat van mensen die vreetbuien eten, degenen die geloven dat het eten het negatieve affect vermindert en het positieve effect verbetert, eerder een persistentie van eetbuien vertonen gedurende een 1-jaar follow-up dan degenen die dit geloof niet hebben [180]. Verder zijn personen die geloven dat roken en alcoholgebruik het affect verbeteren, meer geneigd om een toename in hun rook- en alcoholgebruik te laten zien in vergelijking met degenen die deze affect-regulatieresultaten niet hebben [181,182].
Voedselomgeving
Onderzoekers hebben betoogd dat de prevalentie van voedingsmiddelen met veel vet en veel suikers in huis, scholen, supermarkten en restaurants het risico op obesitas verhoogt [183,184,185]. Theoretisch verhogen aanwijzingen voor ongezond voedsel (zicht op de verpakking, de geur van frites) de kans op inname van deze voedingsmiddelen, wat bijdraagt tot ongezonde gewichtstoename [186]. Personen die in huizen wonen met veel vetrijk en suikerrijk voedsel, eten meer van dit ongezonde voedsel, terwijl degenen die in huizen met fruit en groenten wonen, meer van dit gezonde voedsel eten [187,188,189]. De meeste voedingsmiddelen worden verkocht in automaten en A la carte op scholen bevatten veel vet en suiker [185,190]. Studenten op scholen met verkoopautomaten en A la carte winkels consumeren meer vet en minder fruit en groenten dan studenten in andere scholen [190]. Meer dan 35% van de adolescenten eet dagelijks fastfood en degenen die deze restaurants vaak gebruiken, eten meer calorieën en vet dan degenen die dat niet doen [191]. Fastfoodrestaurants zijn vaak dicht bij scholen [192]. Op regionaal niveau wordt de dichtheid van fastfoodrestaurants geassocieerd met obesitas en aan obesitas gerelateerde morbiditeit [193,194,195], hoewel er ook null-bevindingen zijn gerapporteerd [196,197]. Daarom veronderstellen we dat de relatie tussen afwijkingen in voedselbeloningen en risico's voor toekomstige gewichtstoename sterker zal zijn voor deelnemers aan een ongezonde voedingsomgeving.
Conclusies en aanwijzingen voor toekomstig onderzoek
In dit rapport hebben we recente bevindingen van onderzoeken onderzocht die hebben onderzocht of afwijkingen in beloning van voedselinname en verwachte inname van voedsel correleren met gelijktijdige BMI en toekomstige toename in BMI. Over het algemeen suggereert de literatuur dat obese versus magere mensen een grotere beloning van voedselinname verwachten; relatief consistente bevindingen zijn naar voren gekomen uit onderzoeken met behulp van hersenafbeeldingen, zelfrapportage en gedragsmatige maatregelen om de anticiperende voedselbeloning te beoordelen. Verder vonden studies met zelfrapportage en gedragsmetingen dat zwaarlijvige met betrekking tot magere individuen een grotere beloning uit voedselinname rapporteren en dat voorkeuren voor voedingsmiddelen met een hoog vetgehalte en veel suiker een hogere gewichtstoename en een verhoogd risico op obesitas voorspellen. Hersenbeeldstudies hebben eveneens gevonden dat zwaarlijvige personen in vergelijking met magere individuen een grotere activering vertonen in de smaakcortex en de somatosensorische cortex als reactie op de voedselontvangst, wat kan inhouden dat het eten van voedsel vanuit een zintuiglijk perspectief aangenamer is. Verscheidene beeldvormende onderzoeken hebben echter ook gevonden dat obese minder activering vertoonde in het dorsale striatum als reactie op voedselopname ten opzichte van magere individuen, hetgeen een stompgezette activering van beloningscircuits suggereert. Aldus, zoals opgemerkt, geven bestaande gegevens geen duidelijke ondersteuning aan een eenvoudige hyperresponsiviteit of een eenvoudig hypo-responsiviteitsmodel van obesitas.
Gezien deze reeks zaken en het bewijs uit dierproeven die suggereren dat inname van voedingsmiddelen met een hoog vet- en suikergehalte leidt tot neerwaartse regulatie van D2-receptoren, stellen we een voorlopig werkend conceptueel model voor (Fig 4) waarin we stellen dat mensen met een verhoogd risico op obesitas in eerste instantie een hyperfunctionerende werking hebben in de smaakcortex en in de somatosensorische cortex die het nuttigen van voedsel aangenamer maakt vanuit een zintuiglijk perspectief, wat kan leiden tot een grotere anticiperende beloning van voedsel en een verhoogde kwetsbaarheid voor overeten, met als gevolg ongezonde gewichtstoename. We veronderstellen dat deze overmatige voeding kan leiden tot een verlaging van de receptor in het striatum als gevolg van overmatige inname van overdreven rijk voedsel, wat de kans op verder te veel eten en aanhoudende gewichtstoename kan vergroten. Toch is het belangrijk op te merken dat obesitas in vergelijking met lean verhoogde activering vertoonde in het dorsale striatum in reactie op verwachte voedselinname, wat een verschil in impact suggereert op anticiperende en consumerende voedselbeloning.
Een prioriteit voor toekomstig onderzoek zal zijn om te testen of abnormaliteiten in circuit voor beloning van de hersenen het risico op ongezonde gewichtstoename en het optreden van obesitas verhogen. Slechts één prospectieve studie tot dusver heeft getest of abnormaliteiten in hersengebieden die betrokken zijn bij anticiperende en consumerende voedselbeloning het risico verhogen voor toekomstige gewichtstoename. Specifiek moeten toekomstige studies onderzoeken of somatosensorische en striatumstoornissen primair of secundair zijn aan een chronische inname van een vetrijk dieet met veel suiker. Het is belangrijk om belangrijke aannames met betrekking tot de interpretatie van deze bevindingen te testen, zoals of verminderde sensitiviteit van de somatosensorische en smaakregio's zich vertaalt in verminderd subjectief genot tijdens voedselinname. Toekomstig onderzoek zou ook moeten streven naar het oplossen van schijnbaar inconsistente bevindingen die suggereren dat obese personen hyperreactiviteit vertonen van sommige hersenregio's op voedselinname, maar hyporesponsiviteit van andere hersengebieden ten opzichte van magere individuen. Er is een bijzondere behoefte om de meting van dopaminefunctionaliteit te integreren met functionele MRI-metingen van striatale en corticale reacties op voedsel. Het literatuuroverzicht suggereert dat het functioneren van dopamine verband houdt met verschillen in voedselbeloningsgevoeligheid. Omdat bestaande studies bij mensen ofwel functionele MRI-metingen van responsen op voedsel hebben gebruikt, of PET-metingen van DA-binding, maar nooit beide bij dezelfde deelnemers hebben gemeten, is het onduidelijk in hoeverre de gevoeligheid van voedselbeloningen afhankelijk is van DA-mechanismen en of dit de differentiële responsiviteit bij obese versus magere individuen verklaart. Studies die een multimodale beeldvormingsbenadering gebruiken met zowel PET- als functionele MRI zouden dus bijdragen aan een beter begrip van de etiologische processen die aanleiding geven tot obesitas. Ten slotte hebben recente gegevens uit hersenafbeeldingsstudies ons toegelaten om te onderzoeken hoe deze abnormaliteiten in voedselbeloningen kunnen interageren met bepaalde genetische en omgevingsfactoren, zoals genen die zijn gerelateerd aan verminderde dopamine-signalering, kenmerkende impulsiviteit, affectregelgevingverwachtingen en een ongezonde voedselomgeving . Toekomstig onderzoek moet doorgaan met het onderzoeken van factoren die het risico verkleinen dat wordt veroorzaakt door abnormaliteiten in beloningscircuits als reactie op voedselontvangst en verwachte ontvangst om het risico op ongezonde gewichtstoename te vergroten.
voetnoten
Disclaimer uitgever: Dit is een PDF-bestand van een onbewerkt manuscript dat is geaccepteerd voor publicatie. Als service aan onze klanten bieden wij deze vroege versie van het manuscript. Het manuscript zal een copy-editing ondergaan, een typografie en een review van het resulterende bewijs voordat het in zijn definitieve citeervorm wordt gepubliceerd. Houd er rekening mee dat tijdens het productieproces fouten kunnen worden ontdekt die van invloed kunnen zijn op de inhoud en alle wettelijke disclaimers die van toepassing zijn op het tijdschrift.
Bijdrager informatie
Eric Stice, Oregon Research Institute.
Sonja Spoor, Universiteit van Texas in Austin.
Janet Ng, University of Oregon.
David H. Zald, Vanderbilt University.
Referenties
;
