Gepubliceerd in definitief bewerkte vorm als:
- Biol Psychiatry. 2013 mei 1; 73 (9): 827-835.
- Online gepubliceerd 2013 Mar 26. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.032
PMCID: PMC3658316
NIHMSID: NIHMS461257
Rajita Sinha, PhD1,2,3 en Ania M. JastreboffMD, PhD4,5
De definitieve bewerkte versie van dit artikel is beschikbaar op Biol Psychiatry
Zie andere artikelen in PMC dat citeren het gepubliceerde artikel.
Abstract
Stress is geassocieerd met obesitas en de neurobiologie van stress overlapt aanzienlijk met die van eetlust en energieregulatie. Deze review gaat in op stress, allostasis, de neurobiologie van stress en de overlap met neurale regulatie van eetlust en energiehomeostase. Stress is een belangrijke risicofactor in de ontwikkeling van verslaving en bij terugval van verslaving. Hoge niveaus van stress veranderen eetpatronen en verhogen de consumptie van voedsel dat zeer smakelijk is (HP), wat op zijn beurt de incentive van HP-voedsel en allostatische belasting verhoogt. De neurobiologische mechanismen waarmee stress de beloningsroutes beïnvloedt om de motivatie en consumptie van HP-voedsel en verslavende geneesmiddelen te versterken, worden besproken. Met verbeterde stimulans van HP-voedsel en overconsumptie van deze voedingsmiddelen, zijn er aanpassingen in stress- en beloningscircuits die stressgerelateerde en HP-voedselgerelateerde motivatie bevorderen, evenals gelijktijdige metabole aanpassingen, waaronder veranderingen in het glucosemetabolisme, insulinegevoeligheid, en andere hormonen gerelateerd aan energie homeostase. Deze metabolische veranderingen kunnen beurtelings ook van invloed zijn op de dopaminerge activiteit om de voedselmotivatie en de inname van HP-voedsel te beïnvloeden. Een integrerend heuristisch model wordt voorgesteld waarbij herhaalde hoge stressniveaus de biologie van stress en eetlust / energieregulatie veranderen, waarbij beide componenten direct invloed hebben op neurale mechanismen die bijdragen aan stress-geïnduceerde voedselaanval-geïnduceerde HP voedselmotivatie en betrokkenheid bij overeten van dergelijke voedingsmiddelen om het risico op gewichtstoename en obesitas te vergroten. Toekomstige richtingen in onderzoek worden geïdentificeerd om meer inzicht te krijgen in de mechanismen waardoor stress het risico op gewichtstoename en obesitas kan verhogen.
Obesitas en verslaving: de integrale rol van stress
Verslaving aan alcohol en drugs blijft een groot probleem voor de volksgezondheid met verwoestende medische, sociale en maatschappelijke gevolgen (1). Stress is een kritieke risicofactor die zowel de ontwikkeling van verslavende aandoeningen als terugval van verslavend gedrag beïnvloedt, waardoor het beloop en het herstel van deze ziekten in gevaar wordt gebracht (2Obesitas is een wereldwijde epidemie en de Verenigde Staten lopen voorop in de pandemie, waarbij tweederde van de bevolking wordt geclassificeerd als overgewicht of obesitas (BMI> 25 kg / mXNUMX).2) (3). De ontwikkeling van zowel obesitas als verslaving omvat genetische, omgevings- en individuele levensstijlkenmerken die allemaal bijdragen aan deze pandemie (4); (5). Terwijl eerdere beoordelingen zich op deze factoren richten, onderzoekt dit artikel de rol van stress, voedingskeuzes en voedselmotivatie bij het bijdragen aan overeten bij obesitas.
Stress en allostasis
Meest eenvoudig, spanning is het proces waarbij elke zeer uitdagende, onbeheersbare en overweldigende emotionele of fysiologische gebeurtenis of reeks van gebeurtenissen resulteert in adaptieve of slecht aangepaste processen die nodig zijn om de homeostase en / of stabiliteit te herstellen (6), (2). Voorbeelden van emotionele stressfactoren zijn interpersoonlijke conflicten, verlies van een zinvolle relatie, werkloosheid, overlijden van een naast familielid of verlies van een kind. Enkele veel voorkomende fysiologische stressfactoren zijn honger of voedselgebrek, slapeloosheid of slaapgebrek, ernstige ziekte, extreme hyperthermie of hypothermie, psychoactieve medicijneffecten en ontwenningsverschijnselen. Aan stress gerelateerde aanpassing omvat het concept van allostasis, wat het vermogen is om door veranderingen in het inwendige milieu fysiologische stabiliteit te bereiken en de schijnbare stabiliteit op een nieuw fysiologisch instelpunt te behouden (6); (7)). Volgens McEwen en zijn collega's zijn er voortdurende aanpassingen van het interne milieu, met schommelingen in fysiologie, gemoedstoestand en activiteit als individuen reageren en zich aanpassen aan de milieueisen (7). Overmatige stress voor het organisme, aangeduid als toegenomen Allostatische belasting, resulteert in "slijtage" van de adaptieve regulerende systemen resulterend in biologische veranderingen die stress-adaptieve processen verzwakken en de vatbaarheid van ziekten vergroten (7). Hoge niveaus van onbeheersbare stress en aandoeningen van herhaalde en chronische stress bevorderen dus aanhoudende allostatische belasting, resulterend in ontregelde neurale, metabolische en biobehaviorale toestanden die bijdragen tot maladaptief gedrag en fysiologie buiten het homeostatische bereik {McEwen, 2007 #4}.
Stress, chronische tegenspoed en verhoogde kwetsbaarheid voor obesitas
Vergelijkbaar met de effecten van herhaalde en chronische stress op de toenemende kwetsbaarheid van verslaving (2), aanzienlijk bewijs uit populatiegebaseerde en klinische studies wijst op een significante en positieve associatie van hoge, onbeheersbare stressvolle gebeurtenissen en chronische stresstoestanden met adipositas, BMI en gewichtstoename (8), (9), (10), (11). Deze relatie lijkt ook het sterkst te zijn bij mensen met overgewicht en bij mensen die vreetbuien eten (8), (9), (12). Met behulp van een uitgebreide interviewbeoordeling van cumulatieve en herhaalde stress in een steekproef van gezonde volwassenen (n = 588), vonden we dat hogere aantallen stressvolle gebeurtenissen en chronische stressoren (zie Tabel 1) gedurende de levensduur geassocieerd met overmatig alcoholgebruik, zijnde een roker en een hogere BMI, na controle voor leeftijd, ras, geslacht en sociaaleconomische statusvariabelen (zie Figuur 1).
Omdat stress gewichtstoename en BMI beïnvloedt, hebben we ook de effecten op basale glucose, insuline en insulineresistentie beoordeeld. Ochtendscreening van nuchtere plasmaglucose (FPG) en insuline werd beoordeeld in een grote subgroep van deze gezonde gemeenschapsvrijwilligers en beoordeling van het homeostasismodel (HOMA-IR) werd berekend als een index voor insulineresistentie. We vonden dat cumulatieve stress geassocieerd was met BMI-gerelateerde veranderingen in hogere niveaus van glucose, insuline en HOMA-IR (Figuur 2). Deze gegevens duiden op sterkere associaties tussen cumulatieve totale stress en metabole disfunctie bij individuen in hogere dan in lagere BMI-categorieën. Deze bevindingen zijn vergelijkbaar met eerder onderzoek, wat wijst op sterkere effecten van stress op het gebruik van meer middelen bij personen die regelmatig tot zwaar zijn in vergelijking met lichte of recreatieve gebruikers (2). Samen suggereren deze bevindingen dat cumulatieve en herhaalde stress het risico op zwaarlijvigheid verhoogt en dat personen met hogere BMI's mogelijk gevoeliger zijn voor stressgerelateerde voedselconsumptie en daaropvolgende gewichtstoename.
Stress en eetgedrag
Acute stress verandert het eten aanzienlijk (13); (10); (9). Hoewel sommige onderzoeken afnamen in voedselinname onder acute stress, kan acute stress ook de inname verhogen, vooral wanneer HP, caloriearme voedingsmiddelen beschikbaar zijn (9, 13), (14), (15), (16). Bijvoorbeeld, door zelfrapportage alleen al meldde 42% van de studenten de voedselinname met waargenomen stress, en 73% van de deelnemers meldde toename van snacking tijdens stress (17). Een derde tot de helft van de laboratoriumstudies met dieren of mensen toont een stijging van de voedselinname tijdens acute stress, terwijl andere geen verandering vertonen of de inname verminderen (18), (11). Dus, hoewel een verhoogde voedselinname met acute stress niet bij iedereen voorkomt, heeft het zeker invloed op veel mensen. Daarnaast is het belangrijk op te merken dat een aantal experimentele factoren kan bijdragen aan onderzoek naar deze differentiële effecten op acuut stress-geïnduceerd eten (19), (20), (12). Deze factoren omvatten het specifieke type stressor dat wordt gebruikt bij de manipulatie, de duur van de provocatie van stress, de duur van blootstelling aan voedselinname en de hoeveelheid en soort voedingsmiddelen die in het experiment worden aangeboden, evenals het verzadigings- en hongerniveau aan het begin van het experiment. de studie. Deze factoren kunnen bijdragen aan de variabiliteit in resultaten van de laboratoriumexperimenten die stresseffecten op voedselinname modelleren.
Er is significant bewijs dat wijst op mogelijk schadelijke effecten van stress op eetpatronen (bijv. Overslaan van maaltijden, beperken van inname, eetbuien) en voedselvoorkeur (10). Stress kan de consumptie van fast food verhogen (21), snacks (22), calorierijk en zeer smakelijk voedsel (23) en stress is geassocieerd met toegenomen eetaanvallen (12). De effecten van stress kunnen in lean anders zijn dan bij obese personen (8, 24-26). Stressgedreven eten blijkt te zijn verergerd bij vrouwen met obesitas, terwijl stressgedreven eten een inconsistent effect lijkt te hebben op de voedselconsumptie bij magere personen (24). Bovendien kunnen veranderingen in eetpatronen verband houden met koolhydraatmetabolisme en insulinegevoeligheid (27). Bij gezonde magere vrouwen verhoogt eetbuien de nuchtere glucose, insulinerespons en verandert het dagpatroon van leptinesecretie (28). Van een onregelmatige maaltijdfrequentie is gebleken dat deze insuline verhoogt in reactie op een testmaaltijd na een periode van onregelmatige eetpatronen (27). Alles bij elkaar suggereert dit onderzoek dat stress onregelmatige eetpatronen kan bevorderen en de voedselvoorkeur kan veranderen en dat mensen met overgewicht en obesitas mogelijk kwetsbaarder zijn voor dergelijke effecten, mogelijk via gewichtsgerelateerde aanpassingen in energieregulatie en homeostase.
De overlappende neurobiologie van stress en energie homeostase
De fysiologische reacties op acute stress manifesteren zich via twee interacterende stressroutes. De eerste is de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) -as, waarin de corticotropine-afgevende factor (CRF) wordt vrijgemaakt uit de paraventriculaire nucleus (PVN) van de hypothalamus, en de afscheiding van adrenocorticotrofinehormoon (ACTH) uit de hypofysevoorkwab bevordert, die stimuleert vervolgens de afscheiding van glucocorticoïden (GC) (cortisol of corticosteron) uit de bijnieren. De tweede is het autonome zenuwstelsel, dat wordt gecoördineerd door de sympathoadrenale medullair (SAM) en de parasympathische systemen. Beide componenten van deze stressroutes beïnvloeden ook inflammatoire cytokines en immuniteit (2); (6).
De afgifte van CRF en ACTH uit de hypothalamus en de hypofyse aan de achterkant tijdens stress resulteert in GC-afgifte uit de bijnierschors, die op zijn beurt energie-mobilisatie en gluconeogenese ondersteunt. Stressgerelateerde sympathieke opwinding verhoogt de bloeddruk en een afleiding van de bloedstroom van het maagdarmkanaal naar skeletspieren en de hersenen. De acute effecten van stress op CRF en ACTH worden beëindigd door GC-negatieve feedback, die een terugkeer naar homeostase ondersteunt, en onder dergelijke acute stressomstandigheden is er significant bewijs dat de voedselinname eerder dan in een toename afneemt (19), (9). De hypothalamus reageert op GC's via negatieve feedback, maar ook op insuline, uitgescheiden door de pancreas en een integraal onderdeel van het glucosemetabolisme en energieopslag (29), (9) en andere hormonen, zoals leptine dat de eetlust remt, en ghreline die de eetlust bevordert (5); (9); Currie, 2005). Glucocorticoïden verhogen het plasma leptine en ghreline niveaus, en ghrelin neemt ook toe met stress en is betrokken bij het reguleren van angst en stemming (30). Verder spelen een aantal hypothalamische neuropeptiden, zoals CRF, propriomelanocortine (POMC), het orexigene neuropeptide Y (NPY) en agouti-gerelateerd peptide (AgRP), evenals de melanocortine-receptoren die betrokken zijn bij het reguleren van de stressrespons, ook een rol bij het voeren (31). Glucocorticoïden veranderen de expressie van deze neuropeptiden die de energie-inname reguleren (32), (31). Bilaterale bijnier vermindert bijvoorbeeld voedselinname en GC-toediening verhoogt de voedselinname door de afgifte van NPY en het remmen van CRF-afgifte te stimuleren (31). Bovendien veranderen voedselbeperking en vetrijke diëten de HPAaxis-reacties op stress en GC-genexpressie in een aantal hersenregio's die betrokken zijn bij energiehomeostase en stress (33), (20), (18), (34), (35). Aldus is de hypothalamus een kritisch gebied in het stresscircuit evenals in de regulering van de voeding en energiebalans.
Chronische en hoge niveaus van herhaalde en oncontroleerbare stress resulteren in disregulatie van de HPA-as, met veranderingen in GC-genexpressie (6), (36), die op hun beurt ook van invloed zijn op de energiehomeostase en het voedingsgedrag. Het is bekend dat chronische activatie van de HPA-as het glucosemetabolisme verandert en de insulineresistentie bevordert, met veranderingen in een aantal eetlustgerelateerde hormonen (bijv. Leptine, ghreline) en voedende neuropeptiden (bijv. NPY) (37), (38), (39), (40). Chronische stress verhoogt blijvend GC's en bevordert buikvet, dat in aanwezigheid van insuline de activiteit van de HPA-as verlaagt (9), (38) (33). Fundamentele wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat bijniersteroïden de glucose- en insulinespiegels verhogen, evenals selectie en inname van hoogcalorisch voedsel (13), (14), (15), (41). Chronische hoge GC's en toename van insuline hebben synergistische effecten op de toename van de voedselinname en abdominale vetafzetting van HP (23), (9); (42). Hoge niveaus van herhaalde stress leiden ook tot sympathische overactiviteit en stressgerelateerde toenames in autonome responsen houden verband met insulineniveaus en insulineresistentie bij adolescenten en volwassenen (43).
Stresseffecten op voedselbeloning, motivatie en inname
De hypothalamische stresscircuits bevinden zich onder de regulatie van extrahypothalamische cortico-limbische routes gemoduleerd door CRF, NPY en noradrenergische routes. De stressreactie wordt geïnitieerd via de amygdala en stressregulatie vindt plaats via GC-negatieve feedback naar de hippocampus en mediale prefrontale corticale (mPFC) regio's (6). De extrahypothalamische projecties van CRF zijn betrokken bij subjectieve en gedragsmatige reacties op stress, terwijl afgifte van orexigeen NPY tijdens stress en verhoogd NPY-mRNA in de boogvormige kern van de hypothalamus, amygdala en hippocampus, de voeding verhoogt, maar ook angst en stress vermindert (31). Stress en GC's versterken dopaminerge transmissie en beïnvloeden het zoeken naar en belonen van dieren bij proefdieren (18), (13) (2). Acute stress verhoogt de verwerving van voedselbeloning, inname van vetrijke diëten (11), (16) en dwangmatig voedsel zoeken naar HP-voedsel (25), en bevordert afhankelijke gewoonten (44). Stress versterkt ook het verlangen naar desserts, snacks en een hogere voedselinname van HP bij verzadigde mensen met overgewicht in vergelijking met slanke individuen (25).
Verhoogd drugsgebruik en vetrijke diëten veranderen de CRF-, GC- en noradrenergische activiteit om de gevoeligheid van beloningsroutes te verhogen (inclusief het ventrale tegmentale gebied [VTA], nucleus accumbens [NAc], dorsale striatum en de mPFC-regio's) die de voorkeur voor verslavende stoffen beïnvloeden en HP-voedsel en verhoogt de hunkering en inname van drugs / voedsel (45), (2) (46). Wat nog belangrijker is, dit motivatiecircuit overlapt met limbische / emotionele gebieden (bijv. De amygdala, hippocampus en insula) die een rol spelen bij het ervaren van emoties en stress, en bij leer- en geheugenprocessen die betrokken zijn bij het onderhandelen van gedrags- en cognitieve reacties die kritisch zijn voor aanpassing en homeostase (2); (47). Amygdala, hippocampus en insula spelen bijvoorbeeld een belangrijke rol bij het coderen van beloning, belonen met cue-gebaseerd leren en geheugen voor hoge emotionele en beloningselementen en potentiërende emoties en beloning met cue-gebaseerde voeding (48), (49). Aan de andere kant zijn de mediale en laterale componenten van de prefrontale cortex (PFC) betrokken bij hogere cognitieve en uitvoerende controlefuncties en ook bij het reguleren van emoties, fysiologische reacties, impulsen, verlangens en hunkering (50). Hoge en herhaalde stress verandert structurele en functionele reacties in deze prefrontale en limbische hersenregio's, wat een basis biedt voor de effecten van chronische stress op cortico-limbische regio's die voedselbeloning en hunkering moduleren (51); (52). Deze bevindingen komen overeen met gedrags- en klinisch onderzoek dat aangeeft dat stress of negatieve affect emotionele, viscerale en gedragsmatige controle verminderen, de impulsiviteit verhogen (2) die op zijn beurt weer geassocieerd wordt met grotere betrokkenheid bij alcohol, roken en ander drugsgebruik, evenals een verhoogde inname van HP-voedsel (23); (53); (54). Met toenemende aandacht voor voedselverslaving en hoe hunkering naar snoep en vet obesitas kan bevorderen (55), zou het belangrijk zijn om te overwegen of de kwetsbaarheid voor voedselverslaving ook wordt verergerd door chronische stress.
Food cues, voedselbeloning, motivatie en inname
Zeer smakelijke voedselelementen zijn alomtegenwoordig in de huidige obesogene omgeving. Blootstelling aan deze HP-voedingselementen kan de voedselinname doen toenemen en bijdragen tot gewichtstoename (49). Dergelijke voedingsmiddelen zijn lonend, stimuleren de hersenbeloningsroutes en vergroten via leer / conditioneringsmechanismen de kans op voedselzoekende en -consumptie door HP (56), (57), (58). Dieren en mensen kunnen geconditioneerd worden om deze HP-voedingsmiddelen op te sporen en te consumeren, met name in de context van stimuli of 'aanwijzingen' in verband met HP-voedsel in de omgeving (55), (59), (57). Zulke toenamen in conditionering en daarmee samenhangende toenames in de inname van HP-voedsel resulteren in aanpassingen in neurale belonings- / motivatiepaden, die optreden bij verhoogde saillantie van deze HP-voedingsmiddelen, en op hun beurt resulteren in meer 'willen' en op zoek zijn naar HP-voedsel, vergelijkbaar met de incentive salience-processen die optreden bij toenemende alcohol- en drugsinname (60). Een overvloed aan dieronderzoek en groeiend menselijk neuroimaging-onderzoek laat nu duidelijk de betrokkenheid zien van hersenbeloningsregio's en verhoogde dopaminerge transmissie met HP voedselcue-blootstelling, met gelijktijdige toename van eetlust en motivatie (61), (62), (63), en een grotere responsiviteit van hersenbeloningsregio's en eetlust bij mensen met een hogere BMI (64), (65), (66), (67).
Bij een hogere consumptie van HP-voedsel beïnvloeden de bijkomende veranderingen in koolhydraat- en vetmetabolisme, insulinegevoeligheid en eetlusthormonen die energiehomeostase beïnvloeden, ook de neurale beloningsregio's die betrokken zijn bij toenemende salience, willen en motivatie voor voedselinname (68), (57), (69), (70), (71), (72), (73). In gezonde individuen bijvoorbeeld, stimuleert de voedselgerelateerde stijging van de plasmaglucose de insulinesecretie, waardoor de opname van glucose in de perifere weefsels mogelijk wordt; is aangetoond dat interessante centrale infusie van insuline de eetlust en het eten onderdrukt (74); (75); (76); (77); (78). Chronische hoge niveaus van perifere insuline- en insulineresistentie, zoals wordt waargenomen bij veel mensen met obesitas, kunnen echter hunkering naar voedsel en voedselinname bevorderen en de dopaminerge activiteit in beloningsregio's zoals de VTA, NAc en dorsale striatum (78), (79), (80), (81). Evenzo beïnvloeden leptine en ghreline de dopaminerge transmissie in hersenbeloningsregio's en voedselzoekgedrag bij dieren, en activeren ze hersenbeloningsregio's bij mensen (69), (70), (71), (73). Insulineresistentie en T2DM gaan ook gepaard met veranderingen in de functie van neurale beloningscircuits en hun reactie op voedselaanwijzingen (82), (79), (80). Onlangs toonden we verhoogde limbische en striatale reactiviteit voor stress en voedselaanwijzingen in obesitas in vergelijking met magere individuen (81) (zien Figuur 3). Bovendien correleerde een hogere activiteit in de insula en het dorsale striatum met hogere insulinespiegels, insulineresistentie en voedselverdriet wanneer deelnemers werden blootgesteld aan favoriete voedingscontexten (81). Samen ondersteunen deze bevindingen het idee dat er mogelijk parallelle en gerelateerde aanpassingen zijn in metabole en neurale motivatiecircuits die nauw samenwerken om honger dynamisch te beïnvloeden, voedselkeuze en selectie, motivatie voor HP-voedsel en te veel eten van HP-voedsel.
Toenemend bewijs suggereert dat hormonen die betrokken zijn bij eetlust en energiehomeostase (bijv. Leptine, ghreline, insuline) ook een rol kunnen spelen bij het hunkeren naar, belonen voor en dwangmatig zoeken naar alcohol en drugs (49); (57); (58); (68); (69); (72); (71) Deze associaties hebben belangstelling gewekt voor het verkennen van het idee van "verslavingsoverdracht", of het vervangen van één "verslaving", in dit geval bepaalde voedingsmiddelen, voor een andere, zoals alcohol of andere stoffen (83). Een recente studie toonde bijvoorbeeld aan dat het gebruik van alcohol toenam na een snel, aanzienlijk gewichtsverlies, zoals wordt waargenomen bij patiënten die bariatrische chirurgie ondergaan (84). Zo kan toekomstig onderzoek naar de mogelijke kruisovergevoeligheid van voedsel en verslavende stoffen bij kwetsbare individuen licht werpen op de onderliggende mechanismen van deze verschijnselen.
Gewichts- en dieetgerelateerde metabolische en stress-aanpassingen: beïnvloedt de eetlust en inname van voedsel
Toenemende gewichtsniveaus boven gezonde magere niveaus en overeten van HP-voedsel, resulteren in veranderingen in glucosemetabolisme, insulinegevoeligheid en in hormonen, regulerende eetlust en energie-homesostase (85), (57), (58). Zoals aangegeven in de vorige paragrafen, beïnvloeden deze metabole factoren niet alleen de neurale beloningsregio's om de motivatie te beïnvloeden, maar ze beïnvloeden ook de hypothalamische circuits, in wisselwerking met de overlappende stress- en energieregelingscircuits. Het is dus niet verrassend dat verhoogd gewicht, insulineresistentie en vetrijke diëten worden geassocieerd met afgestompt GC-reacties op stressuitdagingen en veranderde autonome en perifere catecholamine-reacties (43), (20), (33) (34). Zoals eerder opgemerkt, verhogen hoge niveaus van stress en glucocorticoïden de glucose- en insulineniveaus en bevorderen ze ook de insulineresistentie. Evenzo is aangetoond dat chronische hoge insulinespiegels de HPA-asresponsen verlagen en de basale sympatische tonus verhogen (43), (86), (42), (87). Bovendien wijst bewijs erop dat stress de glucosespiegels en variabiliteit beïnvloedt bij beide patiënten met type 1 en 2 diabetes (88), (89), (90), terwijl ghrelin, dat via signalering van beloningsroutes eetlust opwekt en voedt (71), is ook betrokken bij door stress veroorzaakte voedselbeloning en het zoeken naar voedsel (30) (73). Aldus kunnen gewichtgerelateerde metabole verschuivingen in instelpunten de allostatische belasting met verhoogde autonome basale tonus en gewijzigde HPA-asactiviteit verhogen (18), (91), (40), (6).
In overeenstemming met dit eerdere werk met BMI en stressaanpassingen die voedselbeloning en motivatie beïnvloeden, hebben we recent aangetoond dat acute stress amygdala-activiteit en afgestompte mediale orbito-frontale cortexrespons op milkshake vs. smakeloze ontvangst verhoogt, maar dit effect werd gematigd door hoge cortisolspiegels en door een hoge BMI (92). Met behulp van een hyperinsulinemische klem toonden we ook aan dat milde hypoglycemie de activering van hersenbeloning en limbische regio's (hypothalamus, striatum, amygdala, hippocampus en insula) versterkte bij voorkeur tot HP-voedselcues, een effect dat correleerde met toenemende cortisolspiegels, terwijl het mediale prefrontale activering, een effect dat correleert met verlaagde glucosespiegels (93). Aangezien milde hypoglycemie als een fysiologische stressor kan worden beschouwd, suggereren onze bevindingen dat het gebruik van glucose in de hersenen differentieel kan voorkomen met toenemende stress, met verhoogde motivatie en limbische signalering in de aanwezigheid van voedselaanwijzingen, maar een verminderde neurale respons in zelfcontrole en regulerende prefrontale gebieden . Bovendien was dit neurale patroon opvallender bij gezonde obese personen, wat suggereert dat dergelijke aanpassingen plaatsvinden bij toenemend gewicht, waardoor mogelijk de weg wordt ingeslagen voor gewichtgerelateerde metabole, neurale en stressgerelateerde aanpassingen die de voedselmotivatie van HP beïnvloeden. Deze studie in combinatie met eerder geciteerd bewijs suggereert een voortreffelijk georchestreerde neuroendocriene metabolische beloning-as die onder normale gezonde omstandigheden fysiologische en psychologische aspecten van voeding en energiehomeostase coördineert, maar met toenemende risicofactoren en aanpassingen in deze routes, de regulerende circuits in elk van deze systemen kan "gekaapt" worden, waardoor verhoogde HP voedselmotivatie en -inname worden bevorderd.
Samenvatting en voorgesteld model
De convergerende lijnen van gepresenteerde bewijzen suggereren dat alomtegenwoordige voedselkeuzes van HP en hoge niveaus van stress het eetgedrag kunnen veranderen en de hersenbeloning / motivatiepaden die betrokken zijn bij het willen en zoeken naar HP-voedsel beïnvloeden. Dergelijke gedragsreacties kunnen veranderingen in gewicht en lichaamsvetmassa verder bevorderen. Groeiend bewijs ondersteunt gewichtgerelateerde bio-gedragsaanpassingen in interacterende metabole, neuro-endocriene en neurale (cortico-limbisch-striatale) wegen, om hunkering naar voedsel en opname te versterken onder omstandigheden van HP-voedsel en gerelateerde signalen en met stress. Zo wordt een heuristisch model voorgesteld van hoe HP-voedsel, voedselaanwijzingen en blootstelling aan stress metabolische, stress- en beloningsmotivatiepaden in de hersenen en het lichaam kunnen veranderen om de voedselmotivatie en -inname van HP te bevorderen (zie Figuur 4). Zoals beschreven in voorgaande paragrafen, beïnvloeden stressgevoelige hormonen (CRF, GCs) en metabole factoren (insuline, ghreline, leptine) elk de dopaminerge hersentransmissie en met gewichtgerelateerde aanpassingen (chronische veranderingen), kunnen deze factoren hogere HP-waarden bevorderen voedselmotivatie en -inname, via potentiëring van hersenbeloningsactiviteit. Dus, een gesensibiliseerd feed-forward proces kan volgen waarin gewichtgerelateerde aanpassingen in metabole, neuro-endocriene en cortico-limbische striatale paden HP voedselmotivatie en -opname bij kwetsbare personen bevorderen. Een dergelijk gevoelig proces met verhoogde voedselinnovatie en -inname van HP zou op zijn beurt ook toekomstige gewichtstoename bevorderen, waardoor de cyclus van gewichtgerelateerde aanpassingen in stress- en metabole routes en versterkte sensitisatie van hersenmotiveringsroutes in de context van HP voedsel wordt versterkt signalen of stress, om HP voedselmotivatie en -inname te promoten. Naast gewicht en BMI kunnen individuele verschillen in genetische en individuele gevoeligheid voor obesitas, eetpatronen, insulineresistentie, chronische stress en andere psychologische variabelen dit proces verder matigen.
Toekomstige richtingen
Hoewel er een groeiende wetenschappelijke aandacht is voor de complexe interacties tussen stress, energiebalans, eetlustregulatie en voedselbeloning en -motivatie en hun effecten op de obesitas-epidemie, zijn er aanzienlijke hiaten in ons begrip van deze relaties. Een aantal belangrijke vragen blijft onbeantwoord. Het is bijvoorbeeld niet bekend hoe stressgerelateerde neuro-endocriene veranderingen in cortisol, ghreline, insuline en leptine de voedselmotivatie en -inname van HP beïnvloeden. Als chronische stress de HPA-asresponsen neerwaarts reguleert, zoals is aangetoond in eerder onderzoek, hoe beïnvloeden deze veranderingen voedsel hunkering en voedselinname? Het zou nuttig zijn om te onderzoeken of gewichtgerelateerde veranderingen in stress, neuro-endocriene en metabole responsen HP voedselmotivatie en -inname veranderen en of dergelijke veranderingen toekomstige gewichtstoename en obesitas voorspellen. Het identificeren van specifieke biomarkers en het ontwikkelen van kwantificeerbare maatregelen om biobehavelijke aanpassingen in verband met stress en voedselverslaving te beoordelen, kan helpen bij het begeleiden van optimale klinische zorg en het richten op specifieke kwetsbare subgroepen met nieuwe volksgezondheidsinterventies. Bovendien zou bewijsmateriaal over neuromoleculaire veranderingen die zich voordoen in stress en metabole routes als ze betrekking hebben op vetrijke diëten, en chronische stress, en hoe ze zich verhouden tot voedselinname en gewichtstoename, van cruciaal belang zijn voor het begrijpen van de rol die stress en metabole aanpassingen spelen in voedselmotivatie, overeten en gewichtstoename.
Er is ook een gebrek aan gegevens over mechanismen die ten grondslag liggen aan het falen om het gewichtsverlies te behouden of terugval naar voeding en gewichtstoename die te veel eten, en waarop obesitasbehandelingen het meest geschikt zijn voor welke subgroep van individuen. Het verslavingsveld biedt belangrijke aanwijzingen over de neurobiologische aanpassingen die terugval van verslaving en falen van de behandeling bevorderen. Omdat het niet handhaven van gewichtsverlies is besproken in de context van terugval naar onaangepast gedrag (94, 95), is het mogelijk dat soortgelijke mechanismen mogelijk een terugval veroorzaken in het overeten van HP-voedsel en gewichtstoename, maar specifieke studies over dit onderwerp zijn zeldzaam. Er is ook een gebrek aan informatie over metabole aanpassingen en de bijbehorende effecten op beloning en stress-neurobiologie die kunnen optreden met de verscheidenheid aan interventies voor gewichtsverlies, waaronder geleidelijk gewichtsverlies, snel gewichtsverlies via "crashdiëten" of verschillende bariatrische chirurgische ingrepen . Bovendien zijn een aantal stressgerelateerde ziektes, zoals stemmings- en angststoornissen, geassocieerd met obesitas en T2DM, en interessant genoeg verhogen medicijnen voor dergelijke aandoeningen (bijv. Bepaalde antidepressiva) het risico op gewichtstoename, maar er zijn weinig aanwijzingen voor opheldering. de onderliggende mechanismen voor deze verschijnselen. In de setting van T2DM bevordert een strakke glycemische controle met een exogene insulinetherapie vaak de gewichtstoename. Omdat hyperinsulinemie, insulineresistentie of de langetermijneffecten van insulineresistentie neurotransformatie- en beloningstrillingen bij mensen met obesitas en insuline kunnen versterken, zou het nuttig zijn om therapeutische benaderingen te onderzoeken die minder waarschijnlijk HP voedsel promoten. verlangen en inname om verdere gewichtstoename bij deze gevoelige personen te verminderen.
Ten slotte zijn er nieuwe ontwikkelingen in het gedrag en farmacologisch beheer van obesitas, maar het is onduidelijk hoe deze zich verhouden tot het normaliseren van stress, metabolische en beloningsstoornissen bij kwetsbare obese personen. Recent bewijs suggereert bijvoorbeeld dat gewichtstoename gepaard gaat met een laag stressniveau en een beter vermogen om met stress om te gaan (96); (97). Omdat stress eetbuien en eetbuien bevordert, kunnen interventies voor stressvermindering nuttig zijn in effectieve programma's voor gewichtsbeheersing, en sommige proefgedragstressverminderingsstudies bij obesitas en T2DM laten positieve effecten zien op het verbeteren van stress, eetlust en fysiologische functie (98, 99). Dergelijk onderzoek staat echter nog in de kinderschoenen en vereist in de toekomst meer aandacht. Ook worden medicijnen die worden gebruikt om drugsmisbruik te behandelen, ook beschouwd als mogelijke interventies voor gewichtsverlies (100). Inderdaad, toekomstig onderzoek naar het vergroten van ons begrip van de neuro-gedrags-metabole mechanismen die ten grondslag liggen aan stress, verslaving en obesitas zou van enorm voordeel zijn bij de ontwikkeling van nieuwe therapieën om HP voedselmotivatie, inname en gewichtstoename te verzwakken.
Dankwoord
Dit werk werd ondersteund door NIDDK / NIH, 1K12DK094714-01 en de NIH Roadmap voor Medisch Onderzoek Common Fund Grants UL1-DE019586, UL1-RR024139 (Yale CTSA) en de PL1-DA024859.
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.
Financiële informatieverschaffing: Dr. Sinha is lid van de Scientific Advisory Board voor Embera Neutotherapeutics. Ania Jastreboff assisteert ManPower die contractanten levert voor de Pfizer New Haven Clinical Research Unit.
Referenties