Uzależnienie od cukru: od ewolucji do rewolucji (2018)

Abstrakcyjny

Wprowadzenie

Otyłość stała się jednym z największych obciążeń opieki zdrowotnej od zakończenia drugiej wojny światowej, zwiększając zachorowalność i obniżając średnią długość życia (1, 2). Jest to główny czynnik przyczyniający się do wielu chorób przewlekłych, w tym chorób układu krążenia, cukrzycy i raka (3). Biorąc pod uwagę społeczne i ekonomiczne obciążenie związane z „epidemią otyłości”, w celu odwrócenia tej tendencji nastąpiło znaczne globalne zainteresowanie wieloma dyscyplinami, w tym medycyną, żywieniem, neurobiologią, psychologią, socjologią i zdrowiem publicznym. Zaproponowano wiele interwencji, ale jak dotąd osiągnięto minimalny postęp. Ten kryzys otyłości dotyczy nie tylko krajów rozwiniętych, ale również krajów słabiej rozwiniętych, nawet do 30% lub więcej populacji zakwalifikowanej jako nadwaga lub otyłość (1, 4). Nieproporcjonalny wzrost masy ciała nasilił się w ostatnich 30 latach (1, 5, 6).

Praktycznie wszyscy badacze zadali pytanie, co się zmieniło w tym stosunkowo krótkim okresie? Powszechną teorią jest wzrost siedzącego trybu życia. Niektórzy twierdzą, że samo to wyjaśnia epidemię, argumentując, że wydatki energetyczne, a nie konsumpcja żywności, znacznie spadły we współczesnym społeczeństwie w porównaniu z naszymi przodkami-zbierackimi łowcami (7). Wiele badań potwierdza tę koncepcję bezpośredniej korelacji między brakiem aktywności fizycznej, godzinami oglądania telewizji i otyłością (8-10). Druga teoria to dostępność i konsumpcja bardzo smacznych potraw, które wzrosły w ciągu ostatnich kilku dekad. Nestle informowało o pojawieniu się nowych produktów spożywczych 11,000 na półkach supermarketów co roku w 1998 (11), wprowadzając niezliczone nowe i atrakcyjne kombinacje smakowe dla konsumentów żywności. Badania nad związkiem między „środowiskiem żywnościowym” a otyłością doprowadziły do ​​wniosku, że wszechobecny dostęp do stosunkowo niedrogich i wygodnych „przekąsek” zmienił normalne zachowania żywieniowe, w tym mniej czasu poświęcanego na przygotowanie posiłków w domu (12). Uprzemysłowienie dostaw żywności obniżyło koszt gęstej żywności poprzez dodanie rafinowanych cukrów, ziaren i / lub tłuszczów do ich produktów (11). Spożycie tej przetworzonej żywności wzrosło u dzieci (13) i małe dzieci (14).

Podczas gdy interwencje behawioralne i związane z trybem życia pozostają głównym podejściem do leczenia otyłości, przestrzeganie diety pozostaje przeszkodą (15). Ostatnie badania sugerują, że wysoko przetworzona żywność uzależnia i hedoniczne mechanizmy (ścieżki poszukujące przyjemności) mogą odgrywać kluczową rolę w patogenezie otyłości (16). Sugerowano również, że skupienie się na liczeniu kalorii jest błędne, a przyszłe strategie powinny podkreślać jakość diety i czynniki indywidualne, takie jak hormonalna regulacja metabolizmu (17), a mikrobiom jelit (18). Biorąc pod uwagę wyzwania, przed którymi stoi wiele osób kontrolujących swój apetyt w dzisiejszym „środowisku żywnościowym”, wydaje się, że zmiany w polityce publicznej będą konieczne, aby zmodyfikować warunki, w których dokonywane są wybory żywieniowe (19). Według Gearhardta i Brownella (20) „Ważne będzie przyjrzenie się rozpowszechnionemu subklinicznemu wpływowi potencjalnie uzależniającej żywności poprzez stosowanie podejścia do zdrowia publicznego” (20). Celem tego artykułu jest dokonanie przeglądu ludzkiej skłonności do rafinowanych cukrów i tego, jak przekształcają one mózg, z jego implikacjami dla polityki zdrowia publicznego.

Teoria przejścia żywieniowego

Teoria przejścia na żywienie pojawiła się po raz pierwszy, aby opisać globalne trendy w kierunku „zachodniej diety” zawierającej wyrafinowane produkty spożywcze o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru oraz niskiej zawartości błonnika (21). Później termin ten wykorzystano do uchwycenia korelacji ze zwiększonym BMI i zmieniającymi się czynnikami ekonomicznymi i rolniczymi. Wczesne zidentyfikowane czynniki obejmują urbanizację, wzrost gospodarczy, zmiany techniczne i kulturę (22) podczas gdy nowsze opisy kluczowych czynników leżących u podstaw obejmują technologię, urbanizację, dobrobyt ekonomiczny w stosunku do kosztu żywności oraz ekspansję globalnego handlu (23). Teoria przejścia na żywienie nie jest nową koncepcją. Poprzednie modele obejmowały zmiany demograficzne i epidemiologiczne. Popkin i Gordon-Larsen stwierdzają, że oba procesy historyczne poprzedzają przejście żywieniowe (22). Przejście epidemiologiczne opisuje przejście od wysokiej częstości występowania chorób związanych z głodem, niedożywieniem i złymi warunkami sanitarnymi do wzorca częstego występowania chorób przewlekłych i zwyrodnieniowych związanych z miejsko-przemysłowym stylem życia (24). Te ramy ekologiczne analizują zmiany na poziomie społecznym, badając, w jaki sposób łańcuchy dostaw rolno-spożywczych wpływają na globalne wzorce żywieniowe. Teoria sugeruje, że interwencje „upstream” (strona podażowa) będą bardziej skuteczne niż zajmowanie się owocami o niższym zawieszeniu (np. Ćwiczenia, ograniczenie kalorii).

Teoria przejścia na żywienie jest również poparta przekonującymi dowodami sugerującymi, że w ostatnich latach przybiera na sile wiele zwierząt (25, 26). Inne terminy wspierające „środowiskową teorię otyłości” obejmują „globalność” na najbardziej odległych poziomach, a „efekt sąsiedztwa” na poziomie bliższym (27). Niezależnie od tego, „efekt sąsiedztwa” ma daleko idące implikacje społeczne, biorąc pod uwagę, że sąsiedztwo, w którym żyjemy, jest jedynie wyznacznikiem statusu społeczno-ekonomicznego. Ostatnio inne badania sugerują, że dyskusje na temat nierówności żywieniowych podkreślające czynniki po stronie podaży są mniej wskazujące na wzorce konsumpcji niż różnice po stronie popytu (28), udzielanie wsparcia hipotezie uzależnienia od żywności (FA).

Ewolucyjne i genetyczne aspekty żywienia

Tkanka tłuszczowa u ssaków odgrywa ważną rolę w przetrwaniu, przygotowując organizm na okres głodu (29). Z ewolucyjnego punktu widzenia, wzrost ilości zwierząt przygotowywanych w postaci tkanki tłuszczowej na czas niedoboru żywności, w rzeczywistości osoby gromadzące tkankę tłuszczową miały przewagę w porównaniu z tymi, które nie miały (30). Nastąpiło to jednak w czasach, gdy ludzie mieli niepewne zaopatrzenie w żywność (łowcy-zbieracze) i mogli spędzić wiele dni na diecie hipokalorycznej. W czasach prehistorycznych nadmierny wzrost masy ciała był tłumiony przez aktywność fizyczną potrzebną w poszukiwaniu pożywienia, ponadto nadmierny tłuszcz oznaczałby, jako drapieżnika, mniejsze szanse na złapanie ofiary i odwrotnie (29). Tak więc, nawet jeśli spożywano obfite ilości pożywienia, aktywność fizyczna powodowała naturalny hamulec.

Kiedy ta panorama się zmieniła? Pierwszą zmianą było nadejście rolnictwa i udomowienia zwierząt ~ 10,000 lata temu, co doprowadziło ludzi do zostania producentami poprzez gromadzenie i zabezpieczanie dostaw żywności (31). Oczywiście rolnictwo zależało od klimatu i plag, które mogły zdziesiątkować uprawy powodujące głód (3). Drugą zmianą była industrializacja dostaw żywności (rewolucja przemysłowa w XIX wieku) pozwalająca na masową produkcję mąki i cukru (32), z późniejszą produkcją, w ostatnich dziesięcioleciach, przetworzonej i ultra przetworzonej żywności, która jest niedroga i wysoce kaloryczna (obfite cukry, sole, tłuszcze) (11, 33). Te dwa wydarzenia związane są z dostępnością żywności i sposobem rafinacji i komercjalizacji żywności. Tymczasem w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci nastąpiła trzecia ważna rewolucja: przybycie i publiczna dostępność samochodów, odbiorników telewizyjnych, a później komputera prowadzącego nas do siedzącego trybu życia (7). Gdy wszystkie trzy transformacje zostaną połączone, możemy zauważyć, że spożycie kalorii wzrosło, podczas gdy wydatek kalorii znacznie się zmniejszył, prowadząc do epidemii otyłości.

Chociaż ludzie rozwinęli się kulturowo i technologicznie, nasz genom bardzo się zmienił w ostatnich 10,000 latach (4). Oznacza to, że nasz obwód mózgowy jest nadal zaprogramowany, aby jeść więcej w czasach obfitości jedzenia przygotowującego się na okresy głodu (31). Ostatnie badania genetyczne skupiły się na polimorfizmach genów związanych ze specyficznymi składnikami odżywczymi i otyłością (34-37). Ten obszar badań został nazwany nutrigenetyką i sugeruje, że czynniki epigenetyczne wpływają na ekspresję genów predysponujących w niektórych populacjach. Na przykład stwierdzono pozytywne skojarzenia między genem związanym z masą tłuszczową a otyłością (FTO) i BMI (38). Wielu badaczy interesuje się genami, takimi jak receptor beta-adrenergiczny 2 (ADRB2) i receptor melanokortyny 4 (MCR4), ponieważ ich ekspresja może być zmieniona po spożyciu węglowodanów (cukru) (39-41). Naukowcy odkryli znaczącą interakcję między napojami słodzonymi cukrem a oceną predyspozycji genetycznych obliczoną na podstawie loci związanych z 32 BMI, co sugeruje, że osoby niosące tę cechę, po ekspozycji na słodzone napoje, BMI i otyłość zostaną zwiększone (35). Ponadto inni badacze odkryli, że na chromosomie 16p11.2 różne odmiany tego genu mogą wpływać na spożycie słodkich pokarmów (42, 43). Pytanie w tym momencie brzmi: w jaki sposób możemy powiązać spożycie cukru z zachowaniami uzależniającymi?

Ewolucja uzależniających leków

Kiedy Karol Darwin postulował teorię ewolucji, zasugerował, że pojawi się cecha, jeśli przyczyni się do przetrwania i zwiększy sukces reprodukcyjny gatunku. Rośliny rozwinęły środki ochronne, aby zapobiec jedzeniu roślinożerców. Na przykład niektóre alkaloidy, które nadają roślinie gorzki smak, powodują unikanie przez większość gatunków w królestwie zwierząt (44, 45). Niemniej jednak wiele gatunków zwierząt, w tym hominidy, a także prehistoryczni ludzie, spożywało mniejsze ilości substancji toksycznych i uzyskiwało korzyści dla własnego przetrwania (45). W ten sposób doszło do koewolucji, gdy u zwierząt ewoluowały różne cechy do wykrywania kalorycznych składników odżywczych w żywności (np. Węglowodany), pojawiły się cechy, które pozwoliły na spożycie niewielkiej ilości toksycznych roślin w celu zapobiegania chorobom lub poprawy warunków fizycznych (45). Wyjaśniłoby to żucie liści kokainy lub tytoniu przez tubylców w obu Amerykach, umożliwiając im lepszą sprawność fizyczną, aby poradzić sobie ze zmęczeniem i większą szansę złapania zdobyczy lub znalezienia pożywienia44). Można argumentować, że podobnie jak nasza zależność od żywności odżywczej, aby przetrwać, byliśmy również częściowo uzależnieni od pewnych toksycznych roślin. Co ich uzależniało? Analogicznie do składników odżywczych, ludzie nauczyli się przetwarzać te toksyczne rośliny, zwiększając ich siłę działania, jak to ma miejsce w dzisiejszych czasach, nadając narkotyki i żywność istotną satysfakcjonującą odpowiedzią. Tak więc w obu przypadkach (pożywienie lub leki) nastąpiło „niedopasowanie ewolucyjne”, dzięki któremu technologia ludzka była w stanie znacznie szybciej zmienić warunki środowiskowe niż zmiany zachodzące w naszym ośrodkowym układzie nerwowym (46, 47). Ostatecznie na początku naszej ewolucji przyjmowanie pożywienia lub leków okazało się pozytywnym wzmocnieniem i wyewoluowało wspólne obwody neuronowe dla nagrody, co nie zmieniło się z czasem, z powodu dzielenia się podobnymi mechanizmami neuronowymi w uzależniających zachowaniach (48-50).

Obwody neuronowe do nagrody

Układ limbiczny składa się z różnych obszarów mózgu zaangażowanych w różne aspekty emocji. Historycznie zawierał dwukierunkową ścieżkę między hipokampem a podwzgórzem (51). Z biegiem czasu do obwodu zostały dodane inne struktury, w tym: ciało migdałowate, jądro półleżące (prążkowie brzuszne) i kora przedczołowa. Funkcje tych struktur są złożone, a ich różnorodne mechanizmy działania są nadal wyjaśnione. Różne neuroprzekaźniki w tym obwodzie (jak GABA, glutaminian i opioidy) biorą udział w kilku aspektach nagrody (52, 53) jednak najwięcej uwagi poświęca się szlakowi dopaminergicznemu z brzusznego obszaru nakrywkowego (VTA) do jądra półleżącego (NAc) w kaskadzie „nagrody” (54-60). Podsumowując, blokowanie szlaku dopaminergicznego między VTA a NAc hamuje instrumentalną odpowiedź na pokarm i stało się podstawą hipotezy nagrody dopaminy (DA) (61). Później badania wykazały, że „nagroda” jest terminem niejasnym (62) składający się z co najmniej trzech elementów: hedoniki („lubienia”), wzmocnienia (uczenia się) i motywacji (zachęta, „chęć”) (63). DA w NAc wydaje się mieć przeważającą rolę w dwóch ostatnich komponentach (motywacja do nauki i motywacji), a mniej w pierwszej (hedonika), gdzie opioid i system GABA wydają się odgrywać silniejszą rolę (64, 65).

Żywność „nagradzająca” i odkładająca dopaminę

Chociaż dokładny udział półleżących DA w nagrodzie jest nadal niejasny, większość badaczy zgadza się, że jest on zaangażowany w zachowania żywieniowe. Na przykład, oryginalne badania z lat siedemdziesiątych XX wieku wykazały, że uszkodzenie szlaku DA w prążkowiu z 1970-OH-dopaminą wywołuje głęboką afagię i otyłość (66). Odkrycie to zostało później potwierdzone u myszy z niedoborem DA, które również stały się hipoaktywne, afagiczne i adypijne (67). Podobnie, naciskanie dźwigni na granulki żywności u zwierząt zwiększa uwalnianie DA w NAc (68-70), ale nie podczas karmienia karmą dla szczurów (70, 71) sugerując, że DA w accumbens reguluje uczenie instrumentalne. Inni zaobserwowali, że półleżąca DA zwiększa się podczas karmienia karmy dla szczurów tylko wtedy, gdy szczury były pozbawione pożywienia (72, 73) lub w obecności smacznych potraw (74-81). Co ciekawe, zwiększona dawka DA podczas spożywania bardzo smacznych potraw zmniejsza się po wielokrotnym narażeniu (74, 75, 79) i powraca, jeśli smaczne potrawy są przełączane na inne (82) sugerując rolę tego neuroprzekaźnika w NAc do rozpoznawania nowości. Ponadto wykazano, że neurony DA reagują na ekspozycję nowej żywności i jeśli ta nowa żywność zostanie sparowana z sygnałem, w następnej ekspozycji, sama żywność nie wywoła odpalania neuronów, podczas gdy sama cue ma, sugerując, że neurony DA są zaangażowany w uczenie się warunkowe (83, 84). Ożywcze poszukiwanie pożywienia może być uważane za adaptacyjne, ale nieprzystosowane jedzenie przy braku głodu stanowi podstawę hipotezy FA. Wykazano, że ograniczony lub sporadyczny dostęp do bardzo smacznych pokarmów zwiększa reakcję na tę żywność, co ma konsekwencje dla konsekwencji skrajnego zachowania dietetycznego u ludzi (85).

Kolejna przewaga dowodów na zaangażowanie półleżących DA w zachowania żywieniowe pochodzi z badań wykorzystujących peptydy oreksygeniczne. Dobrze wiadomo, że niektóre peptydy w różnych miejscach mózgu są zdolne do inicjowania zachowań żywieniowych, na przykład, zastrzyk parawentralny galaniny, greliny lub opioidów będzie sprzyjał przyjmowaniu pokarmu, nawet jeśli szczury są nasycone (86-92). Peptydy te, ogólnoustrojowo lub miejscowo wstrzyknięte do jąder okołokomorowych, zwiększyły DA NAc (93-95). Odwrotnie, miejscowe wstrzyknięcie cholecystokininy (CCK), peptydu anoreksygenicznego, zmniejszyło uwalnianie DA w NAc (96). Wydaje się, że półleżąca DA odgrywa większą rolę w zachowaniu antycypacyjnym niż w zachowaniu konsumpcyjnym. Grelina pochodzenia żołądkowego ma znane działanie na neurony oreksygeniczne w podwzgórzu, a receptory zidentyfikowano w VTA, hipokampie i ciele migdałowatym (97, 98). Ghrelina wydaje się być zaangażowana w nagradzanie aspektów jedzenia odmiennych od mechanizmów homeostatycznych, które promują konsumpcję żywności, gdy zapasy energii są niskie, a zatem może być kluczowym czynnikiem motywacyjnym („chcącym”) spożywania smacznych potraw poza potrzebą metaboliczną (99, 100).

Wreszcie manipulacja farmakologiczna systemem DA doprowadziła do sprzecznych wyników. Z jednej strony DA wstrzykiwany bezpośrednio do NAc jest w stanie zwiększać zachowania pokarmowe (101, 102). Jednak inni nie byli w stanie zmodyfikować zachowania żywieniowego, gdy stosowano specyficznych agonistów lub antagonistów DA (103, 104). Ostatnio chemogenetycznie aktywując neurony DA w VTA, które projektują na NAc zakłóciły schematy żywieniowe (105). Po części te odmienne wyniki pokazują, że bardzo trudno jest zaproponować, że tylko jeden neurotransmiter lub hormon jest odpowiedzialny za zachowanie kierowcy.

Dysfunkcja układu dopaminergicznego u osób otyłych

Badacze mogą zidentyfikować zwierzęta, które mają skłonność do otyłości, przy wzroście masy ciała o 5 w diecie wysokotłuszczowej (szczury OP) (106). U tych szczurów OP stwierdzono niedobór mechanizmów egzocytozy w neuronie DA, a także spadek poziomów podstawowych DA w obszarze półleżącym (107, 108). Podobnie, szczury otyłe z „dietą bufetową” wykazywały obniżone podstawowe poziomy DA w NAc i wykazują tępą odpowiedź DA na smak karmy dla szczurów, jednocześnie zwiększając uwalnianie DA w odpowiedzi na wysoce smaczne jedzenie (109). Badania na ludziach z zastosowaniem neuroobrazowania wykazały, że pacjenci otyli mieli niższą wrażliwość DA półleżącego (110) i zmniejszenie dostępności receptora DA-D2 (111, 112). W kilku badaniach wykorzystano termin „zespół niedoboru nagrody”, aby opisać genetyczną dysfunkcję receptora DA-D2, prowadzącą do poszukiwania substancji (żywności, leków) u ludzi (113-115). Różnice w genie DA-D2 były również związane z impulsywnością i preferencją dla mniejszych nagród o natychmiastowym znaczeniu w porównaniu z większymi, ale opóźnionymi nagrodami (dyskontowanie opóźnienia) (116). Jest możliwe, że osoby otyłe kompensują obniżone poziomy podstawowe DA przez przejadanie się smacznymi pokarmami (57). Odwrotnie, indukowany optogenetycznie wzrost podstawowego uwalniania DA hamuje zachowania konsumpcyjne (117). Jak można pogodzić te wyniki z innymi badaniami? DA jest uwalniany fazowo i tonicznie z możliwymi rozbieżnymi zadaniami (118, 119). Podstawowe poziomy DA najprawdopodobniej określą odpowiedź toniczną systemu, a zatem mogą dać całkowitą przeciwną odpowiedź.

Narkotyki i uzależnienia dopaminy

Większość leków uzależniających aktywuje szlak VTA-NAc bez względu na to, czy są one wstrzykiwane systemowo (120) lub lokalnie stosowane w accumbens (121, 122). Ponadto leki, które zwiększają uwalnianie DA w NAc, są również podawane samodzielnie (123-126). Zatem leki uzależniające, takie jak żywność, zwiększają uwalnianie DA w NAc, jednak w przypadku leków ten przyrost występuje wielokrotnie za każdym razem, gdy jest podawany, w porównaniu ze spadkiem uwalniania obserwowanym przy smacznym pożywieniu. Stępione prążkowate DA i zmniejszona dostępność receptora DA-D2 (mierzona za pomocą radioznaczników jako potencjału wiązania względem wiązania niespecyficznego) były wielokrotnie identyfikowane w skanach tomografii emisyjnej pozycji (PET) u ludzi uzależnionych od narkotyków i prawdopodobnie będą zarówno wynikiem, jak i przyczyna uzależnienia (127). Biorąc pod uwagę podobieństwa w skanach PET u ludzi między osobami nadużywającymi narkotyków a osobami otyłymi (128) potrzebne są dodatkowe badania, aby zidentyfikować neurobiologiczne czynniki ryzyka związane z uzależnieniem od jedzenia. Badania na zwierzętach sugerują, że nadmierna konsumpcja każdego z nich może być czynnikiem predysponującym dla drugiego (129, 130).

Akumulacja acetylocholiny i sygnalizacja sytości

Acetylocholina (ACh) jest uwalniana przez lokalne interneurony, które zagrażają mniej niż 2% neuronów w NAc (131, 132). Mają rozległą arborację aksonów i tworzą synapsy w średnim neuronie wyjściowym kolczastym (133). Pomysł, że ACh przeciwstawia się działaniu DA w prążkowiu, pochodzi z badań nad chorobą Parkinsona (PD). Wiadomo, że leki antycholinergiczne (antymuskarynowe) były pierwszymi lekami stosowanymi w leczeniu PD antagonizującymi głównie receptory M1 (134, 135). Wskazuje to, że DA normalnie wywiera działanie hamujące na interneurony ACh prążkowia, jak wykazano u szczurów (136). Ponadto hiperlokomocja indukowana przez L-dopa u myszy z niedoborem DA jest tłumiona przez agonistów cholinergicznych (137). Oddzielnie leki antycholinergiczne są nadużywane (138) prawdopodobnie przez zwiększenie aktywności DA w prążkowiu (139), zatem istnieje prawdopodobnie antagonistyczne powiązanie między DA i ACh w NAc i prążkowiu.

ACh w NAc wydaje się mieć modulujący wpływ na zachowanie żywieniowe. Podczas darmowego karmienia ACh zwiększył się pod koniec posiłku (72) i podczas spożywania smacznego pokarmu osiągnął maksimum po tym, jak zwierzę przestało jeść (79, 140). Przyrost ten zniknął u zwierząt karmionych pozornie, u których otwarto przetokę żołądkową w porównaniu z grupą kontrolną z zamkniętą przetoką żołądkową (141). Obustronna perfuzja w NAc pośredniego agonisty ACh, neostygmina, zmniejszone spożycie pokarmu u zwierząt pozbawionych żywności (142). Odwrotnie, uszkodzenie cholinergicznego interneuronu w NAc ze specyficzną toksyną (AF64A) spowodowało znaczny wzrost spożycia pokarmu (142). Ponadto wstrzyknięcie anorektycznej kombinacji leków fenterminy / fenfluraminy zwiększyło uwalnianie ACh w NAc (143). Wszystkie te wyniki sugerują, że ACh w NAc prawdopodobnie sygnalizuje sytość. Niedawno naukowcy odkryli, że zwiększenie aktywności interneuronu cholinergicznego w NAc zmniejszyło smaczne spożycie żywności, wspierając hipotezę, że NAc-ACh działa jako sygnał stopu (144).

Co się stanie, jeśli jedzenie stanie się awersyjnym bodźcem? Używając paradygmatu uwarunkowanej awersji smakowej, wykazano, że bodziec awersyjny (w tym przypadku sacharyna) zmniejszyłby uwalnianie DA (78) przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności ACh (145). Ponadto zastrzyk neostygminy (pośredni agonista ACh) jest wystarczający, aby wywołać uwarunkowaną niechęć do smaku (146). Dlatego też wzrost DA jednocześnie ze wzrostem uwalniania ACh w NAc sygnalizuje uczucie sytości (zatrzymanie), ale jeśli zmiana w uwalnianiu tych neuroprzekaźników jest rozbieżna (spadek DA i wzrost ACh), wówczas bodziec staje się awersyjny (140). Podsumowując, karmienie zwierząt wywołuje początkowy i długotrwały wzrost uwalniania DA, po którym następuje wzrost sygnalizacji nasycenia ACh, co sprawia, że ​​zwierzę czuje się usatysfakcjonowane (uwalnianie DA) i zatrzymuje zachowanie (ACh).

Wpływ nadużywania i odstawiania leków na uwalnianie acetylocholiny w NAc

Leki uzależnienia wywierają zróżnicowane odpowiedzi na interneuron cholinergiczny półleżący. Można oddzielić te leki przez ich wpływ na karmienie, na przykład uwalnianie ACh jest zmniejszone lub nie zmienione w NAc, jeśli lek zwiększa spożycie pokarmu (opioidy, alkohol, benzodiazepiny) (147-150) podczas gdy te, które działają jak anorektyczne (kokaina, amfetamina, nikotyna) wywołują odwrotny skutek, wzrost uwalniania ACh (142, 151-153). Ponadto ablacja cholinergiczna w NAc zwiększyła wrażliwość na kokainę (154). To, co jest powszechne w przypadku większości narkotyków, to fakt, że podczas wycofywania narkotyków ACc zwiększa się w NAc (147, 149-151, 155). Ponadto ulepszone funkcjonowanie interneuronu ACh w NAc zapobiega zachowaniom uzależniającym dla kokainy i morfiny (156). Zwiększone uwalnianie ACh w NAc następuje równocześnie ze zmniejszeniem uwalniania DA (150, 151, 155, 157), identyczny z reakcją obserwowaną podczas uwarunkowanej niechęci smakowej.

Jaka jest różnica między jedzeniem a narkotykami?

Po pierwsze, zachowanie żywieniowe, podobnie jak w przypadku innych „naturalnych” zachowań, ma system sytości zapewniany przez mechaniczne ograniczenia żołądka i peptydy takie jak CCK, które sygnalizują sytość, podczas gdy leki uzależniające najwyraźniej tego nie robią. Po drugie, nawet w obecności smacznego posiłku przyjemny efekt wydaje się słabnąć równocześnie z osłabieniem odpowiedzi DA (74, 75, 79, 82) nawet jeśli w niektórych przypadkach „sytość specyficzna dla zmysłów” może prowadzić do dalszego zachowania konsumpcyjnego po wprowadzeniu nowej żywności (82). Wreszcie, wielkość wzrostu DA jest mniejsza podczas posiłku niż podczas podawania leku. Narkotyki nie tylko uwalniają prążkowia DA, ale także blokują lub odwracają wychwyt zwrotny DA, tworząc silniejsze wzmocnienie poprzez stan euforii (158). Niektórzy autorzy argumentują, że nie ma konkretnych dowodów na wycofanie się z żywności, zwłaszcza w porównaniu z lekami takimi jak opioidy (159) i że nazywanie uzależnienia od żywności grozi trywializowaniem poważniejszych uzależnień (160). Inne argumenty przeciwko FA sugerują „uzależnienie od jedzenia” jako behawioralne, a nie związane z substancją (161). Dowody wycofania w modelach zwierzęcych zostaną omówione poniżej.

Biorąc pod uwagę, że okres dojrzewania jest krytycznym okresem rozwoju neurologicznego, wygląda na to, że ekspozycja na sacharozę w tym czasie (gryzonie z dnia poporodowego 30 – 46) prowadzi do eskalacji spożycia w okresie ekspozycji i późniejszego zmniejszenia liczby komórek immunoreaktywnych c-Fos w NAc (mierzony w dniu poporodowym 70), który bierze udział w przetwarzaniu hedonicznych właściwości słodkich produktów spożywczych (162). W tym eksperymencie dorosłe szczury spożywały mniej cukru po zwiększonej ekspozycji w okresie dorastania, co jest zgodne z innymi ustaleniami (163, 164). Badania te pokazują również, że młodzież narażona na cukier wykazuje większą preferencję do kokainy (164) ale nie alkohol (163) w dorosłości. Różnice w substratach neurobiologicznych leżących u podstaw zachowań żywieniowych i nadużywania narkotyków są prawdopodobnie spowodowane zmianami motywacyjnego aspektu przyjmowania pokarmu, a nie brakami w hedonicznym przetwarzaniu (162). Odkrycia te wskazują na braki w „lubianym” składniku słodkich pokarmów i napojów, co daje wgląd w nasze rozumienie zaburzeń związanych z nagrodami. Efekty interakcji między genetyczną predyspozycją do uzależnienia a ekspozycją na cukier w okresie dojrzewania na mechanizm „pragnienia” w dorosłości uzasadniają dalsze badania.

Czy cukier może uzależniać?

Zanim podejmiemy decyzję o uznaniu cukru za substancję uzależniającą, musimy najpierw zdefiniować uzależnienie, które jest obecnie określane jako zaburzenie używania substancji (SUD). Amerykańskie Stowarzyszenie Psychiatryczne definiuje uzależnienie na swojej stronie internetowej dla pacjentów i rodziny jako „stan złożony, chorobę mózgu objawiającą się nałogowym używaniem substancji pomimo szkodliwych konsekwencji”. Pod względem operacyjnym eksperci wykorzystują Podręcznik diagnostyczny i statystyczny zaburzeń psychicznych ( DSM) jako narzędzie do unifikacji kryteriów diagnostycznych w projektowaniu klinicznym i / lub eksperymentalnym. Aktualna wersja tego podręcznika, znana jako DSM-5, zawiera sekcję SUD i zawiera jedenaście kryteriów diagnostycznych. Pacjent musi spełnić przynajmniej dwa z tych kryteriów. Z kolei te jedenaście kryteriów, według ich cech, można zestawić w cztery szersze grupy (165) (patrz Tabela â € <Table11).

Wytyczne te mają pomóc w diagnozowaniu pacjentów, jednak naukowcy wykorzystują je w modelach zwierzęcych, odrzucając te, które są unikalne dla ludzkich zachowań (tj. Upośledzenie społeczne). Nasz model zwierzęcy uzależnienia od cukru składa się z gryzoni o ograniczonym dostępie do 10% cukru lub 25% glukozy w okresie 12-h rozpoczynającym 4 h do ich aktywnego cyklu (jak Bart Hoebel zauważyłby „śniadanie pominięte przez zwierzęta”) dla 21 dni ( szczegóły protokołu można znaleźć w Avena i in. (166). Jesteśmy w stanie zbadać następujące kryteria spełnione przez nasz model:

1. Ograniczona kontrola:

1. Używaj większych ilości i dłużej niż zamierzono: szczury zazwyczaj zwiększają spożycie cukru stopniowo od początkowego 37 mL do 112 mL do dnia 11, gdy osiągną asymptotę, która utrzymuje się przez następne dni 10 (79, 167). Eskalacji nie można przypisać neofobii, którą łatwiej pokonać. Ponadto zwierzęta doświadczalne i kontrolne piją około 6 mL w ciągu pierwszej godziny pierwszego dnia i podwajają liczbę osób doświadczalnych (ponad 12 mL) w dniu 21, podczas gdy kontrole (ad lib cukier) wypiły ten sam 6 mL co pierwszy dzień (79, 167). Ten wzrost można uznać za „binge” (168). Z pewnością układ żołądkowo-jelitowy ma wewnętrzne ograniczenia mechaniczne ograniczające ilość spożywaną podczas eskalacji roztworu cukru, jeśli zostanie pominięty (tj. Z przetoką żołądkową), szczury będą się objadać 40 mL w pierwszej godzinie (141). Tak więc przerywane podawanie cukru naśladuje te stosowane do samodzielnego podawania leków (169) i tworzy „binge” wzorzec spożycia, który przypomina kompulsywne zachowanie obserwowane w narkomanii (170, 171). Wzorce konsumpcji sacharozy podobne do binge związane są ze zmniejszoną dendrytyczną długością powłoki NAc, która wspomaga tworzenie zwiększonych pobudzeń wejściowych (172). Zdolność Greliny do bezpośredniej interakcji z obwodem nagrody DA i ekspresją genu receptora ACh w VTA została powiązana z motywacyjnymi aspektami karmienia w warunkach o wysokiej zawartości cukru (173) co jest zgodne z ustaleniami, że grelina jest niezbędna do nagrody z alkoholu (174, 175) i narkotyki (176). Tymczasem wadą jest to, że nie możemy określić „intencji” w naszym modelu zwierzęcym tak, jak można to ocenić u ludzi. Dlatego „zamierzone” jest założeniem.
2. Pragnienie: definiowane przez słownik Cambridge jako „silne uczucie pragnienia czegoś” lub „uczucie pożądania”. W warunkach laboratoryjnych definiuje się je jako motywację („pragnienie”) uzyskania nadużywanej substancji (177) i jest pośrednio badany w modelach zwierzęcych z wykorzystaniem zachowań instrumentalnych. W jednym przypadku pręty szczurów naciskają, aby samodzielnie podawać narkotyki, a gdy są zmuszone do powstrzymania się, będą naciskać pręt, chociaż nie są chronione (odporność na wyginięcie). Po drugie, szczury z łatwością naciskają kostkę w obecności wskaźnika, który był wcześniej związany z lekiem (inkubacja) (178-182). Trzeci paradygmat, początkowo stosowany w uzależnieniu od alkoholu, to efekt deprywacji alkoholu (ADE). Szczury pijące alkohol zwiększą konsumpcję po okresie abstynencji (181, 183). Eksperymenty przeprowadzone na szczurach wyszkolonych do reagowania na sacharozę, zamiast narkotyków, wykazały odporność na wyginięcie i inkubację podobnie jak kokaina (184). Ponadto odpowiedź na inkubację została osłabiona przez podawanie naloksonu, argumentując na rzecz endogennego zaangażowania opioidów w głód cukru (185). Dodatkowo, szczury wyszkolone do picia niekalorycznego roztworu (sacharyna) również wykazywały inkubację, w związku z tym zjawisko zależy od smaku (hedonicznego), a nie tylko od kalorycznej zawartości roztworu (186). Wreszcie, szczury wyszkolone na 28 dni do wypicia roztworu sacharozy i pozbawione 14 dni wykazały efekt deprywacji cukru analogiczny do ADE (187). Wyniki te są pośrednią miarą motywacji do używania cukru (głód) i spełniają jedno z kryteriów DSM-5 dla SUD. Pragnienie jest ściśle związane z wysokim odsetkiem nawrotów w przypadku nadużywania narkotyków (171) a teraz z cukrem.

• B. Upośledzenie społeczne (niezdolne do oceny za pomocą modelu zwierzęcego).
• C. Dalsze użytkowanie pomimo ryzyka:

1. Niebezpieczne użycie: w kontekście nadużywania narkotyków, warunkowy paradygmat tłumienia jest wykorzystywany jako wskaźnik kompulsywnego zachowania i daje pośredni dowód siły pragnienia (168). Zwierzęta będą poszukiwać leku (tj. Kokainy) pomimo awersyjnego bodźca warunkowego (188). Wyniki dotyczące konsumpcji sacharozy przy użyciu tego paradygmatu są kontrowersyjne. Z jednej strony stwierdzono, że uwarunkowany bodziec tłumił spożycie cukru, co wskazuje, że zwierzę nie podejmie ryzyka (188). W tym przypadku szczury szkolono, aby uzyskać sacharozę w „łańcuchu poszukiwań / przyjmowania”, w którym równoległe używanie kokainy i warunkowy bodziec tłumiły spożycie sacharozy, jak również zwiększone opóźnienie poszukiwania, jednak w tym paradygmacie nie wiemy, czy szczury były zależne od cukru lub nie. Tymczasem inni odkryli, że myszy o bardzo smacznej diecie żywnościowej były niewrażliwe na awersyjny bodziec warunkowy (189-191) lub wytrzyma nieprzyjemne środowisko, aby uzyskać dostęp do posiłku (192). Konieczne są dalsze badania, aby ustalić, czy szczury zależne od cukru przetrwają awersyjny bodziec do poszukiwania roztworu cukru.

• D. Kryteria farmakologiczne:

1. Tolerancja: jest stopniowym spadkiem wrażliwości na lek wymagającym zwiększenia dawek spożywanych w celu uzyskania takiego samego efektu początkowego (168, 193). W naszym modelu szczury stopniowo zwiększały spożycie cukru, jak wyjaśniono powyżej, i prawdopodobnie argumentują za efektem tolerancji (79, 167).
2. Wycofanie: odpowiada zestawowi objawów, które użytkownik narkotyku przedstawia po zawieszeniu leku lub wstrzyknięciu określonego antagonisty. Jednym z najbardziej jasno określonych, u zwierząt, są oznaki odstawienia opiatów albo spontaniczne, albo wywołane określonym antagonistą (tj. Naltreksonem, naloksonem), w tym: trzęsienia mokrego psa, szczękanie zębów, piloerekcja, biegunka, pielęgnacja, hodowla, wijący się (149). Dwa inne objawy odstawienia opiatów to lęk i depresja behawioralna. Pierwszy z nich wywnioskowano na szczurach używających labiryntu plus i mierząc czas spędzony na otwartych lub zamkniętych ramionach (194). Spontaniczne i wywołane naloksonem odstawienie opiatów u szczurów zmniejszyło eksplorację otwartych ramion, potwierdzając efekt lękopodobny po porzuceniu leku (195). Ten ostatni objaw bada się za pomocą testu wymuszonego pływania i monitorowania czasu pływania (196). Odstawienie morfiny powoduje przedłużone zwiększenie unieruchomienia u szczurów, potwierdzając depresję behawioralną wywołaną zawieszeniem leku (197).

Cukier działa najprawdopodobniej jako środek przeciwbólowy poprzez uwalnianie endogennych opioidów (198). Dlatego rozsądne jest szukanie oznak odstawienia opiatów u szczurów uzależnionych od cukru lub smacznego jedzenia (199). Wstrzyknięcie naloksonu u szczurów zależnych od cukru spowodowało kilka objawów odstawienia opiatów i reakcję podobną do lęku na labiryncie plus (200, 201). Podobnie, deprywacja cukru (analogiczna do samoistnego odstawienia leku) wywołała oznaki odstawienia opiatów, w tym zachowania podobne do lęku (200, 202). Dopiero niedawno wyjaśniono objawy odstawienne u ludzi spełniających kryteria FA w drodze predykcyjnego resetowania odniesienia (allostazy) kontrolowanego przez przednią kość obręczy dziobowej i grzbietową boczną korę przedczołową (203).

Neurochemicznie, odstawieniu morfiny towarzyszy zmniejszenie uwalniania DA z półleżącego z jednoczesnym wzrostem ACh (147, 149, 157). Równą odpowiedź obserwowano, gdy szczurom doświadczonym z cukrem wstrzykiwano nalokson lub pozbawiony cukru (200-202), potwierdzając zaangażowanie endogennego systemu opioidowego w rozwój uzależnienia od cukru.

Dodatkowe aspekty uzależnienia od cukru są porównywalne z uzależnieniem od narkotyków

Jak dotąd ten model uzależnienia od cukru spełnia pięć kryteriów ustanowionych w DSM-5. Oprócz kryteriów klinicznych, istnieją również inne cechy behawioralne i neurochemiczne obserwowane w doświadczeniach na zwierzętach, które omówimy poniżej.

Uczulenie behawioralne jest zjawiskiem związanym z kilkoma aspektami uzależnienia od narkotyków i polega na długotrwałym wzroście aktywności lokomotorycznej po wielokrotnym podawaniu środków psychostymulujących lub opioidów (204-206). Zwierzęta uczulone jednym narkotykiem często wykazują taką samą nadpobudliwość, gdy wstrzykuje się inny lek. Nazywa się to uczuleniem krzyżowym i występuje między różnymi lekami uzależnienia (207). Na przykład, szczury uczulone na 9-delta-tetrakannabinol wykazywały uczulone zachowanie po wstrzyknięciu morfiny (208). Podobnie, szczury uczulone na kokainę są uczulone krzyżowo na etanol i odwrotnie (209). Porównując z narkotykami, szczury zależne od cukru wykazują uczulenie krzyżowe na narkotyki i na odwrót. Na przykład szczury utrzymywane w przerywanym schemacie cukru wykazują uczulenie krzyżowe na amfetaminę (210) i szczury uczulone na amfetaminę zwiększają swoją lokomocję po wystawieniu na działanie 10% roztworu sacharozy (211). Ponadto wykazano, że spożycie sacharozy zwiększa uczulenie behawioralne indukowane przez kokainę i etanol (212, 213). Tak więc przerywany cukier sprzyja zachowaniom obserwowanym w przypadku narkotyków.

Ludzkie badania nad uczuleniem behawioralnym posłużyły do ​​wyjaśnienia postępowej natury używania narkotyków oraz roli wewnętrznych i zewnętrznych działań w procesie motywacji. Wysoce kaloryczna żywność wywołuje najsilniejszą odpowiedź DA, ale zasugerowano, że tylko podgrupa podatnych osobników jest uwarunkowana do uwrażliwienia behawioralnego (214) prawdopodobnie ze względu na zmienność genetyczną układu dopaminergicznego. Nadal dyskutuje się, czy jednostki są bardziej podatne w warunkach nadwrażliwości na nagrody (215) lub nadwrażliwość (216). Dyskutowano również, że gęstość energii, ale nie cukier, odgrywa szczególnie ważną rolę w określaniu wartości nagrody żywności (217).

Hipoteza bramy twierdzi, że legalne leki (alkohol lub nikotyna) poprzedza spożycie kanabinoidów, a kannabinoidy poprzedzają inne nielegalne narkotyki (218). W modelach zwierzęcych nadużywania narkotyków zjawisko to wydaje się być związane z uczuleniem krzyżowym i zamiast zwiększać aktywność lokomotoryczną zwiększa spożycie innego leku („uwrażliwienie krzyżowe”) (168). Na przykład ekspozycja na konopie u młodych dorosłych szczurów zwiększa spożycie opiatów u dorosłych (219). W oddzielnym eksperymencie wstępna ekspozycja na etanol zwiększyła samopodawanie kokainy u dorosłych myszy (220, 221). Szczury zależne od cukru, zmuszone do powstrzymania się, nasiliły spożycie 9% etanolu. W tym przypadku cukier wydaje się działać jako brama do używania alkoholu (222).

Zaobserwowano inne podobieństwa neurochemiczne między narkotykami a szczurami zależnymi od cukru. Jak opisano wcześniej w tym przeglądzie, reakcja DA na smaczne jedzenie przyzwyczajenia po wielokrotnym narażeniu (74, 79), jednak gdy cukier jest podawany z przerwami, ten efekt zanika i jak narkotyki, DA wzrasta za każdym razem, gdy zwierzę jest narażone na cukier (79).

Zmiany w właściwościach opioidów mu i DA (D1 i D2) wystąpiły również w różnych eksperymentalnych modelach nadużywania narkotyków. Na przykład powtarzane stosowanie kokainy było skorelowane z regulacją w górę receptorów opioidowych mu (MOR) i zwiększonym wiązaniem receptorów DA-D1 (223). Samo podawanie kokainy u małp zwiększyło gęstość DA-D1 i zmniejszyło receptory DA-D2 (224). Jednakże wykryto sprzeczne wyniki dla receptora DA-D1, podczas gdy występowała spójna regulacja w dół receptora DA-D2 u osób uzależnionych od kokainy (225), podobnie jak badania na ludziach (112, 226-229). W naszym modelu przerywanego cukru wykryto wzrost wiązania DA-D1 i MOR z przeciwną odpowiedzią w wiązaniu DA-D2 (167). W późniejszym okresie badania wykazują spadek mRNA DA-D2 lub wiązanie w NAc cukru i pijących syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy, podczas gdy mRNA MOR wzrastał tylko u osób pijących syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy (230-232). Dlatego smaczne jedzenie i nadużywanie dzielą podobne układy neuroprzekaźników ze zmianami w uwalnianiu DA, jak również w funkcji receptora.

Podsumowując, szczury w harmonogramie przerywanego dostępu do cukru spełniają pięć z jedenastu kryteriów w DSM-5 i wywołują inne zmiany mózgu, które przypominają narkotyki. Tak więc, potwierdzając, że cukier może uzależniać i odgrywa kluczową rolę w szerszym konstrukcie „uzależnienia od żywności”, przynajmniej w tym modelu zwierzęcym. Krótki przegląd danych dotyczących ludzi zostanie podsumowany poniżej, a także niektóre argumenty przeciwko FA.

Potencjał uzależnienia od bardzo smacznego pokarmu związany z wpływem matki

Biorąc pod uwagę ograniczenia etyczne, nie można podjąć prospektywnych badań oceniających wpływ skrajnych zaburzeń równowagi żywieniowej (o wysokiej zawartości cukru lub tłuszczu) podczas ciąży u ludzi. Modele gryzoni pokazują, że takie skrajności dietetyczne (o wysokiej zawartości cukru i / lub tłuszczu) mogą wpływać na rozwój neurologiczny płodu, dostarczając dowodów na „przeniesienie uzależnienia” od matki do noworodka (233). Te badania na zwierzętach podkreślają znaczenie procesów biologicznych (brak czynników społecznych) w rozwoju FA. W szczególności narażenie matki na nadużywanie narkotyków lub bardzo smaczne potrawy w okresie przed- i poporodowym zmieniają zachowanie poprzez system nagradzania DA (234, 235) i MOR (236) potomstwa. Eksperymenty żywieniowe wewnątrzmaciczne na modelach zwierzęcych wykazały perturbacje w sygnalizacji hormonalnej (np. Insulina, leptyna, grelina), które oddziałują z rozwojem systemu nagrody w VTA. Zarówno niedostateczne, jak i nadmierne żywienie mogą zwiększyć częstość występowania otyłości u potomstwa dzięki układom DA i opioidów (237) i takie efekty zaobserwowano na poziomie międzypokoleniowym (238, 239). Zmiany w metylacji DNA wydają się modyfikować ekspresję genetyczną transportera DA i MOR (240). Podczas gdy przeprowadzono więcej badań z użyciem wysokotłuszczowego w porównaniu z modelem o wysokiej zawartości cukru, wykazano, że kaloryczne substancje słodzące faworyzują mechanizmy hedoniczne ponad homeostatyczne (241). Hormonalna regulacja nagrody żywnościowej może częściowo wyjaśniać, dlaczego sacharoza jest korzystniejsza niż sztuczne słodziki.

Ludzkie badania nad „uzależnieniem od żywności”

Główną konstrukcją, która wyłoniła się z teorii FA, jest Yale Food Addiction Scale (YFAS). Wstępna walidacja YFAS wystąpiła w 2008, aby „zidentyfikować te, które wykazują oznaki uzależnienia od pewnych rodzajów żywności” (242). Skala jest przeznaczona do odzwierciedlenia opisanych powyżej kryteriów uzależnienia od alkoholu i narkotyków. Pytania zostały dostosowane do oceny spożycia żywności o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru oraz zostały poddane przeglądowi przez zespół ekspertów, a także pacjentów z zaburzeniami objadania się w celu uzyskania informacji zwrotnej na temat sformułowania. Autorzy doszli do wniosku, że YFAS może być użytecznym narzędziem w identyfikacji osób z uzależniającymi tendencjami do jedzenia i zaproponować jego zastosowanie w badaniu, czy FA jest ważną i użyteczną koncepcją. W 2016, YFAS 2.0 został opracowany, aby zachować spójność z obecnym zrozumieniem diagnostycznym SUD opisanych w DSM-5, który zawiera również wskaźniki dotkliwości (243).

Dowody gromadzą się na temat nakładania się obwodów nerwowych i podobieństw między nadużywaniem narkotyków a FA u ludzi (244). Badania populacyjne przeprowadzone przy użyciu zarówno YFAS, jak i niedawno YFAS 2.0 wykryły występowanie uzależnionych od żywności od tak niskiego 5.4% do tak wysokiego jak 56% w zależności od badanej populacji (ważona średnia częstość występowania zgłoszona w 19.9% w przeglądzie systematycznym) (242, 245-248). Co ciekawe, liczba ta [19.9%] ściśle pasuje do rozpowszechnienia innych legalnych narkotyków, takich jak alkohol (249) i tytoniu (250). Rozważając związek pomiędzy FA i BMI, blisko 20% było otyłych, a niewiele ponad 40% miało niedowagę (248). Można spekulować na temat przyczyny tego odmiennego wyniku. Uzależniające mechanizmy pełnią funkcję homeostatyczną, tak że jeśli brakuje żywności, można jej szukać i upijać się, gdy zostanie znaleziona. Ponadto osoby z niedowagą mogą odchudzać się lub wykazywać powściągliwe wzorce jedzenia, co może zwiększyć wrażliwość na nagrodę za jedzenie. Niepowodzenie ludzkich modeli uzależnienia od żywności przy użyciu YFAS do kontroli zachowań dietetycznych jest wadą tego konstruktu (omówionego poniżej).

Dysfunkcja systemu nagrody w obecności bardzo smacznego jedzenia staje się głównym czynnikiem wpływającym na częstość występowania otyłości. Chociaż istnieje interakcja między FA a otyłością, nie są one tym samym stanem. Nie możemy odrzucić FA, ponieważ nie wszyscy otyli ludzie są uzależnieni od żywności i nie wszyscy uzależnieni od żywności są otyli (251-253). Wiele czynników ma wpływ na wygląd otyłości, a uzależnienie od jedzenia jest tylko jednym z nich (254), ale kiedy 15% populacji USA uważa się za „uzależnionych od żywności” szacowanego 330 milionów ludzi (census.gov uzyskany w lipcu 2018), to blisko 50 milionów ludzi i (jeśli szacunki są poprawne) blisko 20% to otyły (248), daje nam to liczbę 10 milionów ludzi, którzy są zarówno uzależnieni od jedzenia, jak i otyli. Jest to znaczna liczba osób z nieprawidłowym funkcjonowaniem. Niedawny systematyczny przegląd i metaanaliza badań na ludziach „wsparcie, które zmieniło ogólne podejmowanie decyzji związanych z nagrodami, jest istotnym czynnikiem neuropsychologicznym w zaburzeniach jedzenia i wagi w wieku dorosłym” (255). Podsumowując, perspektywa FA sugeruje, że zmiany biochemiczne i predyspozycje genetyczne do uzależnienia mogą prowadzić do nadmiernego spożycia żywności niezależnie od czynników społecznych. Ważnym tematem, który się pojawił, jest fakt, że FA jest zarówno indywidualnym problemem, jak i zbiorowym problemem, który należy rozwiązać na poziomie społecznym. Biorąc pod uwagę tendencje otyłości, a ostatnio epidemię opioidów, można stwierdzić, że uzależnienie jest najważniejszym problemem zdrowia publicznego w Stanach Zjednoczonych.

Uzależnienie od żywności i zaburzenia odżywiania

Badania nad interakcją między uzależnieniem od jedzenia a zaburzeniami odżywiania (ED), zwłaszcza zaburzeniem objadania się (BED) i bulimią (BN), doprowadziły do ​​wniosków dotyczących oddzielnych, ale powiązanych ze sobą konstrukcji. W jednym badaniu osób z BN, 96% spełnił kryteria FA (244). Zaproponowano, aby osoby spełniające kryteria BN były podzielone na odrębne podtypy: hiporeaktywne na nagrody (podobne do jadłowstrętu psychicznego) i te z nadwrażliwością obwodów nagrody (podobne do FA) (256). Około połowa pacjentów z BED spełnia kryteria FA (257). Nakładające się mechanizmy obejmują dysfunkcję nagrody i impulsywność oraz unikalne cechy BED obejmują ograniczenia dietetyczne i obawy dotyczące kształtu / wagi (258).

Największą luką w naszym rozumieniu interakcji pomiędzy FA i ED jest restrykcyjny składnik jedzenia. Istnieje wiele przeciwników hipotezy FA ze społeczności zajmującej się leczeniem zaburzeń erekcji, którzy twierdzą, że odchudzanie (określane również jako powściągliwe jedzenie) powoduje wzrost wyników w YFAS. Argumentowano również, że rola spożywanych substancji jest nieswoistym znaczeniem, które odnoszą się również do ED (259). Przyszłe badania powinny kontrolować powściągliwe jedzenie, które nie zostało odpowiednio wykonane. Nic więc dziwnego, że wysoka częstość występowania FA występuje w kategorii niedowagi (248, 260) i normalna kategoria wagowa w przypadku BN (261). Niedawno badacze zasugerowali, że dane FA można włączyć do konceptualizacji przypadku ED z perspektywy diagnostycznej (262, 263). Wnioski sugerują poświęcenie większej uwagi wpływowi bardzo smacznych potraw dla niektórych osób poszukujących leczenia ED. Kilka badań łączyło FA i SUD (264, 265) ale należy przeprowadzić dodatkowe badania na osobach z SUD, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób zachowania żywieniowe mogą postępować w trakcie procesu zdrowienia. Efekty interakcji między FA, ​​SUD i ED nie zostały jeszcze odpowiednio opisane.

Cukier i otyłość

Istnieją znaczne kontrowersje w odniesieniu do spożycia cukru i otyłości (266). Istnieje ogólna zgoda wskazująca, że ​​cukier (sacharoza, fruktoza) nie jest bezpośrednią przyczyną otyłości (267, 268), jednak inne badania wiążą napoje słodzone cukrem (SSB) ze wzrostem masy ciała u dzieci i dorosłych (269, 270). Przedstawiono kilka powodów, aby wyjaśnić tę rozbieżność, ale SSB wydaje się być przypadkiem szczególnym. Po pierwsze, możliwe jest, że kalorie płynne nie są kompensowane całkowitym spadkiem poboru energii. Po drugie, spożywanie SSB może być wskaźnikiem niezdrowego stylu życia (266). Żadne z tych badań nie wiązało SSB z uzależnieniem od cukru, więc nie możemy odpowiednio ocenić bezpośredniego wpływu kompulsywnego spożywania SSB na masę ciała.

Teoria przejścia na żywienie proponuje, że „wraz z rozwojem gospodarczym populacje przechodzą z diet o minimalnym przetworzeniu bogatym w podstawowe produkty pochodzenia roślinnego na diety bogate w mięso, oleje roślinne i przetworzoną żywność” (271). Jak wspomniano, tej zmianie diety towarzyszy epidemia otyłości obserwowana w krajach rozwijających się (272, 273). Badania pokazują, że kilka krajów rozwijających się w Azji przenosi swoją dietę na preferencyjnie przetworzoną żywność i gazowane napoje bezalkoholowe jako główny „wektor produktu” na spożycie cukru (271). Podobnie w Brazylii zaobserwowano zmianę żywności z minimalnie przetworzonej żywności na ultra przetworzoną (więcej dodanego cukru, więcej tłuszczów nasyconych, więcej sodu, mniej błonnika) (33). Oba badania potępiły żywność ultra przetworzoną jako ważny winowajca epidemii otyłości i proszą decydentów politycznych o uwzględnienie prawodawstwa i „podejść regulacyjnych” w celu zminimalizowania wpływu na zdrowie. Takie podejście musi być równoległe do programów edukacyjnych.

Implikacje polityczne

Chociaż ekologiczne podejście do globalnej polityki żywieniowej wydaje się obiecujące, systemy rolnicze pozostają kierowane przez wielomiliardowe wielonarodowe korporacje żywnościowe, a nie przez rządy. Trudno jest przewidzieć, w jaki sposób pojawiające się dane na temat FA mogą wpłynąć na politykę, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że korporacje mają obowiązki powiernicze wobec swoich akcjonariuszy, które wymagają od nich maksymalizacji zysków i mogą zagrozić innym celom społecznym i ekologicznym (274). Niektórzy eksperci ds. Zdrowia publicznego proponują, że będziemy musieli zająć się korporacjami spożywczymi podobnie jak przemysł tytoniowy w ostatnich latach, z zakazem i sporem sądowym (275). Nie jest jasne, w jaki sposób rozumienie FA przełoży się na zmianę zachowania, jednak ostatnie badanie sugeruje, że określanie niektórych środków spożywczych jako uzależniających może zwiększyć wsparcie związane z otyłością, takie jak etykiety ostrzegawcze, podobne do tytoniu (276). Inni badacze uważają, że uzależnienie od cukru jest zbyt wąskie i dlatego wciąż jest przedwczesne, ostrzegając przed zmianami polityki, które prawdopodobnie nie będą miały wpływu, ponieważ cukier jest już tak wszechobecny w dostawach żywności (253).

Teoria FA bezpośrednio wpływa na przemysł spożywczy, podczas gdy teoria przemian żywieniowych implikuje inne globalne gałęzie przemysłu, które również mogą negatywnie wpływać na nasze środowisko. Proponujemy, aby struktura FA mogła prowadzić do poprawy wyników zdrowotnych, ale jest bardziej prawdopodobne, że będzie bardziej widoczna w grupach uprzywilejowanych społecznie, biorąc pod uwagę bariery stworzone przez status społeczno-ekonomiczny. Wiele interwencji związanych ze zdrowiem publicznym ukierunkowanych na otyłość ma na celu zmniejszenie różnic między grupami, które naszym zdaniem mogą mieć znaczący wpływ na długoterminowe wyniki zdrowotne. Biorąc pod uwagę dowody omówione w niniejszym dokumencie, rozważamy uzależnienie od cukru w ​​modelu zwierzęcym. Przegapienie tych wyników będzie stanowić straconą szansę na politykę związaną z otyłością i potencjalną rewolucję w dziedzinie zdrowia publicznego. Potencjalne strategie leczenia FA zostały poddane przeglądowi gdzie indziej (277). Wcześniej opublikowano komentarz na temat konieczności oraz potencjalnych wad modelu uzależnienia od żywności (278).

Wnioski

Podstawą FA dla zrozumienia otyłości jest przekonanie, że wysoko przetworzone „nadprzyrodzone” pokarmy porwały ośrodki wynagrodzeń w mózgu, upośledzając tym samym proces podejmowania decyzji, podobny do narkotyków. Głównym założeniem jest to, że biochemia napędza zachowanie. Teoria uzależnienia od cukru wypełnia obecne luki między nauką o żywności a neurobiologią oraz między żywieniem a psychologią. Teoria ta została pierwotnie opracowana na podstawie badań na zwierzętach, nie brakuje jednak przekonujących danych ludzkich. Podczas gdy FA jest rewelacja w popularnej prasie z nagłówkami takimi jak „Oreos More Addictive Than Cocaine?”, Proponujemy, aby przetworzone FA u ludzi bardziej przypominało kofeinę lub uzależnienie od nikotyny niż kokainę lub heroinę. Istnieje uzależnienie od uzależnienia od żywności, gdzie znaczna większość osób spełniających kryteria może nie być tego świadoma, prawdopodobnie dlatego, że nie jest powszechnie akceptowana jako norma społeczna. W międzyczasie pojawiły się niekliniczne ruchy naprawcze samozwańczych „uzależnionych od żywności”, datowanych na 1960, kiedy utworzono Anonimowych Opiekunów.

Najnowszy artykuł Glass and McAtee przewidywał przyszłość zdrowia publicznego, która integruje nauki przyrodnicze i behawioralne w odniesieniu do badań nad zdrowiem. Ich wielopoziomowe ramy rozszerzają „strumień przyczynowy”, obejmując zarówno wpływy społeczne, jak i biologiczne. Autorzy używają terminu „ucieleśnienie”, aby opisać „rzeźbienie wewnętrznych systemów biologicznych, które powstaje w wyniku przedłużonej ekspozycji na określone środowiska” (279). Autorzy ci proponują, aby modele nowej generacji koncentrowały się na wpływie środowisk społecznych na organizm (człowieka), który wpłynie na organy, komórki, poziomy subkomórkowe i molekularne oraz na to, w jaki sposób dostarczą informacji zwrotnych na wielu poziomach. Argumentują, że chociaż czynniki społeczne działają jako pośredniki regulujące ryzyko, wyjaśnienia otyłości muszą obejmować biologiczny substrat: „cokolwiek zmieniło się w środowisku, które doprowadziło do wykładniczej ekspansji masy ciała populacji, musi być spiskowe z czynnikami epigenetycznymi i psychofizjologicznymi. Zachowanie żywieniowe jest przykładem zjawiska wynikającego z synergicznych interakcji między poziomami biologicznymi (głód) i społecznymi (sygnały żywieniowe) ”(279).

Do tej pory YFAS jest jedynym zatwierdzonym środkiem oceny jedzenia podobnego do uzależnienia. Chociaż istnieje ponad 100 oryginalne badania naukowe z wykorzystaniem YFAS i narzędzie przeszło kilka iteracji (obecnie YFAS 2.0), badania obrazowania mózgu u ludzi pozostają nieco ograniczone, a między oceną psychologiczną a obwodami mózgu związanymi z nagrodą pozostaje luka. Co ważniejsze, badania FA nie były w stanie wyjaśnić wszystkich czynników społecznych (np. Dochodów, edukacji, dostępu, kultury), które przyczyniają się do wzorców konsumpcji żywności. Dodatkowo FA nie ogranicza się do otyłości, ponieważ ten konstrukt został rozszerzony na populacje nieotyłe, co utrudnia ocenę przyczynową. Wiele badań związanych z apetytem nie obejmuje terminu „uzależnienie od żywności”, prawdopodobnie ze względu na znamiona kulturowe związane z uzależnieniem.

Wreszcie, istnieją silne dowody na istnienie uzależnienia od cukru, zarówno na poziomie przedklinicznym, jak i klinicznym. Nasz model wykazał, że pięć z jedenastu kryteriów dotyczących SUD jest spełnionych, w szczególności: użycie większych ilości i dłużej niż zamierzono, głód, niebezpieczne użycie, tolerancja i wycofanie. Z ewolucyjnej perspektywy musimy rozważyć uzależnienie jako normalną cechę, która pozwoliła ludziom przetrwać prymitywne warunki, kiedy jedzenie było rzadkie. Gdy ewoluowaliśmy kulturowo, obwody nerwowe zaangażowane w zachowania uzależniające stały się dysfunkcyjne i zamiast pomagać nam przetrwać, w rzeczywistości zagrażają naszemu zdrowiu. Z rewolucyjnego punktu widzenia zrozumienie molekularnych i neurologicznych / psychologicznych zawiłości uzależnienia (cukru, narkotyków) pozwoli na odkrycie nowych terapii (farmakologicznych i niefarmakologicznych) i możliwe zarządzanie co najmniej jednym kluczowym czynnikiem w występowaniu otyłość.

Autorskie Wkłady

Wszyscy wymienieni autorzy wnieśli znaczący, bezpośredni i intelektualny wkład do pracy i zatwierdzili ją do publikacji.

Przypisy

Referencje