PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.
Publicado on-line 2014 May 7. doi: 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Deanna L. Wallace,1,* Esther Aarts,1,2 Linh C. Dang,1,3 Stephanie M. Greer,1 William J. Jagust,1 e Mark D′Esposito1
J. Bruce Morton, editor
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Sumário
Até hoje, poucos estudos exploraram os mecanismos neuroquímicos que suportam diferenças individuais na preferência alimentar em humanos. Aqui investigamos como a dopamina dorsal do estriado, medida pelo traçador de tomografia por emissão de pósitrons (PET)18F] fluorometatirosina (FMT), correlaciona-se com a tomada de decisão relacionada à comida, bem como índice de massa corporal (IMC) em 16 peso saudável para indivíduos com obesidade moderada. Descobrimos que o menor potencial de ligação da síntese de dopamina FMT PET se correlaciona com maior IMC, maior preferência por alimentos “saudáveis” percebidos, mas também maiores classificações de salubridade para itens alimentares. Esses achados comprovam ainda mais o papel da dopamina dorsal estriatal em comportamentos relacionados aos alimentos e esclarecem a complexidade das diferenças individuais na preferência alimentar.
Introdução
A sociedade moderna está cercada por uma superabundância e uma ampla variedade de escolhas alimentares, o que em parte contribui para a crescente população com excesso de peso nos Estados Unidos. [1]. No entanto, os mecanismos neuroquímicos subjacentes que apóiam as diferenças individuais nas preferências alimentares não são bem compreendidos. Alguns indivíduos naturalmente baseiam suas preferências alimentares mais no valor de saúde dos itens alimentares versus o valor de gosto dos itens alimentares, e o córtex pré-frontal ventromedial (vmPFC) tem mostrado um papel nos valores de metas relacionados às influências de “saúde” e “saúde”. gosto" [2]. Além disso, há uma grande variação no julgamento dos indivíduos sobre o conteúdo calórico e a percepção de "salubridade" dos alimentos [3]e estudos mostram que alimentos “saudáveis” percebidos são consumidos em excesso em comparação com alimentos “não saudáveis” percebidos, apesar do valor nutricional igual [3], [4].
Demonstrou-se que a dopamina dorsal do estriado desempenha um papel na motivação para a alimentação em modelos humanos e animais [5], [6], [7], no entanto, a relação entre a dopamina e a conveniência ou preferências alimentares em humanos não foi completamente explorada. Além disso, estudos que utilizam ligantes de PET que se ligam a receptores de dopamina mostraram correlações com o IMC, no entanto, [8] e negativos [9] direções, e nem todos os estudos encontram associações significativas (para revisão ver [10]). Além disso, devido à natureza desses ligantes de PET que são dependentes do estado de liberação de dopamina endógena, é difícil interpretar as relações entre a dopamina do estriado e o IMC. A ligação baixa ao receptor de dopamina pode representar menos receptores existentes de dopamina no estriado (isto é, uma relação negativa entre a ligação PET e o IMC, conforme [9]), ou maior ligação do receptor de dopamina poderia representar menor liberação de dopamina endógena, permitindo mais receptores disponíveis em que o ligante PET poderia se ligar (ou seja, uma relação positiva entre ligação e IMC, como encontrado em [8]). Para complementar estudos prévios que utilizaram ligantes de PET que se ligam a receptores de dopamina, aqui usamos uma medida estável da capacidade de síntese de dopamina pré-sináptica com o ligante PET [18F] fluorometatirosina (FMT) que tem sido extensivamente estudada em modelos humanos e animais [11], [12], [13], [14].
Os objetivos do nosso estudo foram investigar a relação entre as medidas de síntese dopaminérgica do PET estriado dorsal e o IMC e estudar como essas medidas de síntese de dopamina FM-PET podem se correlacionar com diferenças individuais na preferência alimentar. Nós hipotetizamos que a menor ligação de síntese de dopamina FMT PET corresponderia a um IMC mais alto, como sugerido pelo trabalho anterior. [15]. Também previmos que os indivíduos com dopamina estriatal endógena mais baixa teriam maior preferência geral por itens alimentares (ou seja, alimentos "saudáveis" e "não saudáveis") em comparação com indivíduos com dopamina estriatal mais elevada e que a percepção de saúde de um indivíduo em relação aos alimentos também pode influenciar preferência.
Métodos e Materiais
Assuntos
Trinta e três indivíduos saudáveis, destros, que anteriormente receberam PET síntese de dopamina FMT foram convidados a participar no estudo comportamental aqui apresentado e não foram dadas conhecimento prévio ao estudo, apenas informou que envolveu o estudo de tomada de decisão complexa. Destes 33, os participantes do 16 concordaram em participar (8 M, idade 20 – 30). O IMC ((peso em quilogramas) / (altura em metros) ∧2) foi calculado para todos os indivíduos (intervalo: 20.2-33.4, com 1 obeso, 4 com sobrepeso e 11 com peso saudável). Os indivíduos não tinham histórico de abuso de drogas, transtornos alimentares, depressão grave e transtornos de ansiedade. Os sujeitos também foram solicitados se estivessem com saúde muito ruim, ruim, média, boa ou excelente. Todos relataram estar em média geral para excelente saúde e não atualmente fazer dieta ou tentando perder peso. O status socioeconômico (SES) também foi coletado de indivíduos usando a medida simplificada de status social de Barratt (BSMSS) [16].
Declaração de ética
Todos os indivíduos deram consentimento informado por escrito e foram pagos pela participação de acordo com as diretrizes institucionais do comitê de ética local (University of California Berkeley (UCB) e Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Comitê para a Proteção de Participantes Humanos (CPHP) e Lawrence Berkeley National Laboratórios Institutional Review Boards (IRB)). Os CPHPs e IRBs da UCB e LBNL aprovaram especificamente os estudos aqui apresentados
Aquisição e análise de dados PET
A imagem PET e a ligação FMT foram realizadas no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, conforme descrito anteriormente [17]. A FMT é um substrato da L-aminoácido descarboxilase aromática (AADC), uma enzima sintetizadora de dopamina cuja atividade corresponde à capacidade de os neurônios dopaminérgicos sintetizarem a dopamina. [13] e tem demonstrado ser indicativo de capacidade de síntese de dopamina pré-sináptica [18]. A FMT é metabolizada pela AADC para [18F] fluorometatiramina, que é oxidada a [18F] ácido fluorohidroxifenilacético (FPAC), permanece nos terminais dopaminérgicos e é visível em PET FMT. Assim, a intensidade do sinal nos exames de PET FMT mostrou ser comparável com [18F] fluorodopa [18], em que a captação do traçador está altamente correlacionada (r = 0.97, p <0.003) com os níveis de proteína dopamina estriatal em pacientes post-mortem, conforme medido por métodos de cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) [19]. Além disso, em comparação com [18F] fluorodopa, a FMT também não é um substrato para a O-metilação e, portanto, fornece imagens sinal-ruído mais altas do que [18F] fluorodopa [18]. Além disso, as medidas de FMT mostraram corresponder diretamente às medidas de dopamina em modelos animais da doença de Parkinson [14].
As varreduras foram conduzidas a partir de 9AM-12PM ou 1PM-4PM. O atraso médio entre a aquisição dos dados de síntese de dopamina FM-PET e os dados comportamentais foi de 2.37 ± 0.26 anos, comparável ao atraso relatado em um estudo anterior do nosso laboratório utilizando PET FMT [11]. Embora esse atraso não seja ideal, um estudo de Vingerhoets et al. [20] demonstrou que o Ki do estriado relacionado com a dopamina pré-sináptica é uma medida relativamente estável, tendo uma probabilidade de 95% de permanecer dentro de 18% do seu valor original em sujeitos saudáveis individuais durante um período de tempo de 7-ano. Portanto, medidas de FMT, comparáveis a [18F] fluorodopa [13], acredita-se que refletem processos relativamente estáveis (isto é, capacidade de síntese) e, portanto, não particularmente sensíveis a pequenas mudanças relacionadas ao estado. Além disso, o IMC não foi significativamente diferente entre a aquisição do PET e os dados comportamentais (variação média no IMC: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, teste t pareado bilateral). Além disso, todos os indivíduos foram selecionados para quaisquer mudanças de estilo de vida no tempo desde o último teste (ou seja, mudança na dieta e exercício / atividade diária, fumar ou beber, saúde mental ou estado de medicação). Finalmente, a mudança no IMC desde o tempo da PET FMT até o teste comportamental, bem como o tempo decorrido entre o PET scan e o teste comportamental, foram usados como variáveis na análise de dados de regressão múltipla.
PET scans foram realizados utilizando a câmara Siemens ECAT-HR PET (Knoxville, TN). Aproximadamente 2.5 mCi de alta atividade específica FMT foi injetado como um bolus em uma veia antecubital e uma seqüência de aquisição dinâmica no modo 3D foi obtida para um total de 89 min scan time. Duas imagens anatômicas de alta resolução (MPRAGE) foram adquiridas em cada participante em um scanner Siemens 1.5 T Magnetom Avanto (Siemens, Erlangen, Alemanha), usando uma bobina de cabeça de canal 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; tamanho voxel = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, 160 fatias axiais; FOV = 256 mm; tempo de digitalização ∼9 minutos). Os dois MPRAGEs foram calculados para obter uma imagem estrutural de alta resolução, que foi usada para gerar regiões individuais de interesse (ROI) de caudado e cerebelo.
ROIs caudado e cerebelar esquerdo e direito (usado como região de referência, como em estudos anteriores [11]) foram desenhados manualmente na varredura de ressonância magnética anatômica de cada participante usando FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), conforme descrito anteriormente [21]. Tanto a confiabilidade inter e intra-avaliador estavam acima de 95% (de avaliações feitas por dois membros do laboratório). Para evitar a contaminação do sinal FMT dos núcleos dopaminérgicos, apenas os três quartos posteriores da substância cinzenta foram incluídos na região de referência cerebelar. Após o co-registro no espaço PET FMT, apenas os voxels com uma chance acima de 50% de estar nas ROIs foram incluídos para garantir alta probabilidade de massa cinzenta.
As imagens de PET FMT foram reconstruídas com um algoritmo de maximização de expectativa de subconjuntos ordenados com atenuação ponderada, corrigido por dispersão, corrigido por movimento e suavizado com um kernel 4 mm largura máxima metade, usando a versão 8 (SPM8) do Mapeamento Estatístico Paramétrico (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). A ressonância magnética anatômica foi coregistrada para a imagem média de todos os quadros realinhados na PET FMT usando FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, versão 4.1.2). Usando um programa de análise gráfica interna implementando a plotagem de Patlak [22], [23]Ki imagens, representando a quantidade de marcador acumulado no cérebro em relação à região de referência (cerebelo [11], uma prática padrão na análise de PET para minimizar potenciais confusões de ruído de dados PET), foram criadas. Ki os valores foram obtidos separadamente das ROIs caudadas esquerda e direita e as associações foram calculadas entre Ki valores, IMC e medidas comportamentais. Além disso, desde que a idade e o sexo foram mostrados para ter um efeito na ligação de FMT [15], [24], as correlações entre FMT e IMC foram corrigidas para idade e sexo (bem como quaisquer mudanças no IMC desde o momento da PET até o teste comportamental) por variáveis de controle em uma correlação parcial de Pearson.
Paradigma comportamental
Os indivíduos foram convidados a comer uma refeição típica, mas não muito pesada, uma hora antes da sessão de teste. A fim de incentivar o cumprimento desta solicitação, as sessões de teste foram agendadas após as refeições típicas (ou seja, 9AM, 2PM e 7: 30PM) e o horário da última refeição foi registrado. Itens alimentares consumidos antes do teste e o tempo decorrido desde a última refeição ingerida até a sessão de teste foram registrados (conforme determinado pelo recurso). www.caloriecount.com e refeição e servindo tamanhos auto-relatados pelo indivíduo). Para garantir que a fome não estivesse influenciando a tarefa, também medimos a fome e a plenitude com uma escala analógica visual. [25].
Foram utilizadas imagens de oitenta itens alimentares nos quais os sujeitos foram solicitados a classificar os itens em blocos distintos 3 com base na 1) conveniência, 2) salubridade e 3) sabor no programa E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg, PA, EUA) (ver Figura 1). Para criar uma tarefa com números balanceados de itens alimentares saudáveis, não saudáveis e neutros, primeiro criamos um valor objetivo de saúde para cada um dos oitenta alimentos, atribuindo uma pontuação objetiva padronizada de -3 (muito insalubre) a + 3 ( muito saudável) para cada alimento com base em um grau de letra (variando de F-menos (muito insalubre) para A-plus (muito saudável)) e informação nutricional do recurso on-line www.caloriecount.com. Esses tipos de letra incorporam vários fatores (ou seja, calorias, gramas de gordura, fibras, etc.) e são listados como uma referência on-line para “escolhas para alimentação saudável”, conforme declarado no site. Em seguida, equilibramos a tarefa com números aproximadamente iguais de alimentos saudáveis (ou seja, com escores objetivos de 2 ou 3, como frutas e verduras), neutros (ou seja, alimentos com escores objetivos de 1 e −1, como biscoitos salgados) e itens não íntegros (ou seja, alimentos com escores objetivos negativos de −2 ou −3, como barras de chocolate altamente processadas).
Os sujeitos foram primeiramente solicitados a avaliar o grau em que “desejavam” ou “queriam” cada item (a escala de 1 (fortemente não quer) para 4 (fortemente desejado)), referida em todo o texto como “preferida”, um termo consistente com a literatura [2]. O item alimentar apareceria e o sujeito teria até 4 segundos para responder, e eles classificaram todos os oitenta itens alimentares antes de continuar com os blocos subsequentes de “saúde” e “gosto” (veja abaixo). Porque os seres humanos têm a capacidade de modular as escolhas alimentares baseadas não apenas no gosto por certos alimentos, mas também em percepções de salubridade [26], pedimos apenas que o sujeito avaliasse o quanto eles gostariam da comida ou achavam a comida desejável e o bloco de preferência era sempre apresentado primeiro. Na tentativa de captar o quanto o sujeito realmente preferia os itens alimentares apresentados, os participantes foram informados de que receberiam um item alimentício da tarefa no final do teste, com base em suas classificações de "desejo". Os sujeitos também não sabiam nos próximos segundo e terceiro blocos (descritos abaixo), eles seriam solicitados a julgar quão saudáveis e saborosos encontrariam cada item alimentar.
No segundo bloco, os sujeitos avaliaram o quanto eles consideraram os oitenta alimentos saudáveis ou insalubres (−3 por muito insalubre a 3 por muito saudável) e em um terceiro bloco, quão saborosos encontraram os oitenta alimentos (−3 por não de todo gostoso para 3 por muito saboroso). A ordem desses bloqueios foi consistente para todos os sujeitos, já que não desejamos influenciar as classificações de saúde em um possível efeito de ordem. Os sujeitos foram informados de que as classificações de saúde e sabor não afetariam o item que receberiam com base em suas respostas no bloco "desejável". Escolhemos uma escala de ponto 6 para valores de saúde e sabor para permitir uma faixa mais ampla de percepção de sabor / saúde, incluindo uma classificação “neutra” correspondente a –1 e + 1, enquanto a escala 4 do bloco de desejo / preferência refletiria apenas itens alimentares preferidos ou não preferidos. A tarefa total durou aproximadamente 25 minutos. Os sujeitos foram questionados no final da tarefa se houvesse algum item alimentar que não fosse familiar e que pudesse levar a não respostas. Todos os indivíduos relataram familiaridade com os itens alimentares e todos os itens receberam avaliações para todos os três blocos por todas as disciplinas.
A dopamina no estriado dorsal demonstrou ter uma forte associação na motivação para a alimentação [5], [6], [7]. A percepção do sabor também é altamente correlacionada com a conveniência dos alimentos, na medida em que a maioria dos humanos prefere alimentos que eles também acham saborosos. [27]. Como existem muitas combinações de blocos de preferência, sabor e saúde que poderiam ser examinados, para eliminar comparações múltiplas e o potencial para correlações espúrias, com base nesta literatura, examinamos o número de itens alimentares que foram autoavaliados como 1). , saboroso e percebido “saudável” e 2) preferido, saboroso e percebido “insalubre”. (Itens preferenciais classificados como 3 ou 4 no bloco "Desejabilidade"; Itens saborosos classificados como 2 ou 3 no bloco "saborosidade"; Itens percebidos como "saudáveis" classificados como 2 ou 3 e itens "insalubres" classificados como -2 ou −3 no bloco “healthiness”). A análise post-hoc também investigou a proporção de alimentos considerados “saudáveis” para “não saudáveis”, o número de itens alimentares “saudáveis” preferidos que não foram avaliados objetivamente como saudáveis (isto é, itens preferidos que o indivíduo classificou como saudáveis menos os itens classificados como preferidos que estavam realmente saudáveis, conforme determinado pela pontuação objetiva de saúde atribuída (por exemplo, se um indivíduo classificasse “biscoitos” como um alimento saudável percebido preferido com um escore saudável de 3 (muito saudável), e A pontuação de saúde objetiva atribuída era um 1 (saudável neutro), isso seria contado como um alimento saudável percebido de preferência que não era realmente saudável.calorias médias para itens preferidos de cada indivíduo individual também foram calculadas.
Análise Estatística
A regressão linear múltipla passo a passo foi usada para testar as relações entre as duas variáveis dependentes separadas: 1) preferido, saboroso e percebido como saudável e 2) itens alimentares preferidos, saborosos e percebidos como não saudáveis, e as variáveis independentes: valores de PET FMT caudado direito, valores de PET FMT caudado esquerdo, IMC, idade, sexo, status socioeconômico, quaisquer mudanças no IMC entre PET e teste comportamental e tempo decorrido entre PET e teste comportamental no SPSS versão 19 (IBM, Chicago, Ill., EUA), com inclusão da variável independente no modelo estabelecido em p <0.05 e excluída com p> 0.1. A razão percebida “saudável” -para- “não saudável” foi altamente correlacionada com a variável dependente de itens percebidos “saudáveis” preferidos (r = 0.685, p <0.003) e, portanto, não fomos capazes de inserir essa variável no modelo. No entanto, as correlações parciais de Pearson, corrigidas para idade, sexo e quaisquer alterações de IMC, foram usadas para testar relações diretas entre PET FMT caudado direito e 1) IMC, 2) razão percebida de "saudável" para "não saudável" e 3) calorias médias de itens preferidos, conduzido com SPSS versão 19 (IBM, Chicago, Ill., EUA). Também testamos ainda a relação entre os valores de síntese de dopamina PET FMT, o número de itens alimentares "saudáveis" percebidos preferidos que não foram classificados como saudáveis pela pontuação calculada e itens preferidos que foram classificados como saudáveis pela pontuação calculada em uma etapa modelo de regressão múltipla inteligente. (O número de itens alimentares “saudáveis” percebidos preferidos não classificados como saudáveis pela pontuação calculada, e itens preferidos classificados como saudáveis pela pontuação calculada não foram significativamente correlacionados (r = 0.354, p = 0.23). Também testamos se havia uma relação entre a mudança no IMC e as variáveis dependentes: valores PET FMT esquerdo e direito caudado, SES, idade, sexo, tempo entre a imagem PET e o teste comportamental, número de alimentos "saudáveis" preferidos percebidos e alimentos "não saudáveis" preferidos percebidos usando o passo regressão linear -wise. Os dados são apresentados como valores r de Pearson.
Resultados
Relação entre os valores de síntese de dopamina do PET FMT e o IMC
Primeiro, testamos se existe uma relação significativa entre os valores de síntese de dopamina de FMT do caudado e as medições do IMC em indivíduos com 16 (indivíduos com sobrepeso / moderadamente obesos). Encontramos uma correlação negativa significativa entre os valores de síntese de dopamina de FMT do caudado e IMC, com indivíduos com maior IMC e menor síntese de dopamina (Figura 2A: Imagens cruas do PET FMT de indivíduos com IMC maior (esquerda) e menor (direita); Figura 2B: caudado à direita, r = −0.66, p = 0.014, caudado à esquerda: r = −0.22, p = 0.46 (não significativo (ns)), controlado por idade, sexo e quaisquer alterações no IMC da varredura da síntese de dopamina FMT para teste comportamental ).
Relação entre valores de síntese de dopamina FM-PET e preferência alimentar
Os indivíduos classificaram oitenta itens alimentares em blocos separados 3 com base na sua percepção de 1) conveniência, 2) salubridade e 3) sabor de cada item alimentar (ver Figura 1). Aproximadamente 50% dos itens eram saudáveis e insalubres, conforme estabelecido pelas informações de saúde. Métodos e Materiais). A dopamina no estriado dorsal demonstrou ter uma forte associação na motivação para a alimentação [5], [6], [7], enquanto as propriedades hedônicas dos alimentos são mediadas por outros mecanismos neuronais [7], [27]. No entanto, a percepção do paladar está altamente correlacionada com a desejabilidade dos alimentos, na medida em que a maioria dos humanos prefere alimentos que eles também acham saborosos. [27]. Aqui também descobrimos que a percepção do sabor e a preferência estão altamente correlacionadas, em que os itens preferidos também são classificados como saborosos (r = 0.707, p <0.002).
Portanto, para examinar como a percepção da saúde pode influenciar a tomada de decisão relacionada à alimentação, utilizamos a regressão linear múltipla passo a passo para modelar as relações entre a variável dependente do número de itens alimentares classificados como preferidos, saborosos e considerados saudáveis e as variáveis independentes de FMT no caudado esquerdo e direito, IMC, idade, sexo, SES, mudança no IMC desde o momento da PET até o teste comportamental e tempo decorrido do tempo do PET até o teste comportamental. Os valores de síntese de dopamina PET FMT caudado direito contribuem significativamente para o modelo de regressão para o número de itens saborosos preferidos que foram percebidos como saudáveis (Beta: −0.696; t (15) = −3.625, p <0.003, Figura 3), enquanto todas as outras variáveis independentes foram excluídas do modelo como não significativas (t (15) <1.216, p> 0.246). Também testamos a hipótese de que o número de itens preferidos percebidos como “não saudáveis” também mostraria uma relação com essas variáveis independentes, mas nenhuma variável independente foi inserida no modelo como significativa (F <2.7, p> 0.1). Assim, indivíduos com valores mais baixos de síntese de dopamina PET FMT caudada têm maiores preferências por itens alimentares considerados “saudáveis”, mas não percebidos como “não saudáveis”.
Relação entre valores de síntese de dopamina FM-PET e percepção de saúde de alimentos
Nós hipotetizamos que a relação entre os valores de síntese de dopamina de FMT caudado e a preferência por itens “saudáveis” percebidos pode ser devida a diferenças individuais na percepção de saúde dos itens alimentares. Embora tenhamos desenhado a tarefa com uma relação 1∶1 aproximada de alimentos saudáveis para alimentos não saudáveis, os indivíduos variaram muito em sua percepção da salubridade dos itens, com proporções de itens saudáveis a não saudáveis variando de 1.83∶1 a 0.15∶1. Portanto, como uma análise post-hoc, investigamos a relação entre a síntese de dopamina de PET FMD no caudado direito e a proporção de itens “saudáveis” para “não saudáveis”, e encontramos uma correlação negativa significativa (r = −0.534, p = 0.04) , com valores mais baixos de síntese de dopamina de PET FMT caudada, correspondendo a um maior número de itens percebidos como “saudáveis” em comparação com “insalubres”.
Nós, portanto, utilizamos a regressão linear múltipla passo a passo para investigar as relações entre a síntese de dopamina de PET FMT caudado e a preferência por alimentos saudáveis saudáveis, mas não reais (conforme determinado pela pontuação objetiva calculada, ver De Depósito) e preferência por alimentos saudáveis, conforme determinado pela pontuação calculada do objetivo. Encontramos uma relação significativa entre os valores de síntese de dopamina do PET FMT caudado e a preferência por alimentos saudáveis percebidos, mas não realmente saudáveis (Beta: −0.631, t (15) = −3.043, p <0.01), mas nenhuma relação significativa entre a dopamina PET FMT caudada os valores de síntese e a preferência por alimentos saudáveis reais calculados (t (15) = −1.54, p> 0.148), indicando preferência por alimentos “saudáveis” super percebidos, correlacionaram-se mais fortemente em indivíduos com menor FMT. Além disso, não houve relação significativa entre os valores de síntese de dopamina do PET FMT caudado e as calorias médias dos itens preferidos (r = 0.288, p> 0.34), indicando que indivíduos com menor síntese de dopamina PET FMT não diferiram no conteúdo calórico dos alimentos preferidos.
Também não encontramos qualquer relação entre a mudança no IMC e os valores de síntese de dopamina PET FMT, SES, idade, sexo, tempo entre a imagem PET e o teste comportamental, número de alimentos "saudáveis" preferidos percebidos ou alimentos "não saudáveis" preferidos percebidos (p> 0.1).
O tempo da sessão de teste, o tempo decorrido desde a última refeição e o número de calorias ingeridas na última refeição não foram significativamente correlacionados com quaisquer medidas comportamentais (p> 0.13). As medidas de fome e saciedade também não se correlacionaram com nenhuma das medidas comportamentais (p> 0.26).
Discussão
O objetivo deste estudo foi investigar a relação entre a síntese de dopamina caudada endógena, o IMC e o comportamento relacionado ao alimento. Descobrimos que a menor síntese de dopamina caudada, medida pela síntese de dopamina de PET FMT correlacionada com 1) maior IMC e 2) maior preferência por alimentos “saudáveis” percebidos. Também foi encontrada uma relação entre os valores de síntese de dopamina de FMT com baixo índice caudado e a superestimação da salubridade dos itens alimentares, bem como uma correlação significativa com os alimentos “saudáveis” preferidos percebidos que não eram realmente saudáveis.. Não encontramos relação significativa entre a síntese de dopamina FM-PET e o conteúdo calórico médio dos alimentos preferidos.
Pesquisas sugerem que a preferência e o consumo excessivo de alimentos não saudáveis são dois dos muitos fatores que contribuem para o ganho de peso e o IMC (Centros para Controle e Prevenção de Doenças; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Curiosamente, encontramos menor síntese de dopamina dorsal estriatal correlacionada com maior número de itens alimentares “saudáveis” preferidos e percebidos. Embora essa correlação não possa implicar em causa, este achado sugere que diferenças endógenas na síntese de dopamina no estriado dorsal podem, em parte, desempenhar um papel nas diferenças individuais quanto à preferência alimentar. Neste trabalho, propomos que valores mais baixos de síntese de dopamina de PET FMT caudado representam menor dopamina tônica, que em resposta a estímulos palatáveis, permite maior explosão fásica [28] e talvez a responsividade alterada aos alimentos. AAlém disso, essas diferenças na dopamina dorsal estriatal podem afetar o processamento de estímulos gustatórios no córtex somatossensorial, já que um estudo anterior mostrou ativação alterada em ambas as regiões dorsal estriatal e somotossensorial com ingestão alimentar em indivíduos suscetíveis à obesidade. [29]. A dopamina dorsal dorsal do dorsal inferior também pode resultar em diferenças de conectividade entre o estriado dorsal e o córtex pré-frontal dorsolateral (DLPFC), como sugerido pelos nossos achados recentes. [30].Portanto, hipotetizamos que os mecanismos dorsais estriados relacionados à dopamina podem influenciar as diferenças de percepção de saúde através da conectividade com o processamento somatossensorial (ou seja, propriedades alteradas da sensação gustativa) ou talvez conectividade com o DLPFC, que desempenhou um papel na superavaliação da escolha preferida anteriormente Unid [31]. A ressonância magnética funcional (fMRI) poderia elucidar esses mecanismos potenciais de diferenças individuais nas preferências alimentares e superestimação dos valores de saúde.
Inicialmente, previmos que indivíduos com dopamina dorsal estriada dorsal mais baixa teriam maior preferência alimentar geral (ou seja, prefeririam mais itens auto-avaliados como “saudáveis” e “não saudáveis”), comparados a indivíduos com dopamina dorsal estriatal dorsal. No entanto, outro achado do nosso estudo foi que a classificação excessiva da salubridade dos alimentos (ou seja, um aumento da sensação de salubridade), mas não o conteúdo calórico dos alimentos preferidos ou a preferência por alimentos saudáveis definidos objetivamente, estava significativamente relacionada ao endógeno. medidas de dopamina dorsal estriatal. Portanto, uma explicação para nossas descobertas de uma relação significativa apenas com alimentos "saudáveis" percebidos pode ser que os alimentos percebidos como "saudáveis" são mais justificados como preferidos. Isso pode ser especialmente o caso, uma vez que nosso estudo foi propositalmente conduzido após as refeições dos sujeitos, quando o desejo geral por comida deveria ser mínimo. Portanto, os indivíduos tiveram maior preferência por alimentos “saudáveis” superestimados, embora estivessem saciados e sem fome no momento. Estudos futuros que investiguem a relação entre a dopamina estriatal endógena e as preferências alimentares em estados de fome versus saciado iriam substanciar ainda mais essa hipótese.
Também pode-se argumentar que a percepção da saúde requer exposição e experiência com itens alimentares para obter uma sensação de valor para a saúde, e pode ser o caso de diferenças no estilo de vida alimentar terem influenciado ou modificado a síntese da dopamina dorsal estriada subjacente. Além disso, as diferenças com a familiaridade dos itens alimentares poderiam ter sido atribuídas a diferenças na preferência alimentar ou sobre-classificação dos alimentos como saudáveis. No entanto, os indivíduos relataram no final da tarefa que estavam familiarizados com todos os itens alimentares (ver De Depósito). Embora não tenhamos investigado diferenças na dieta, nós selecionamos propositadamente os indivíduos que não estavam fazendo dieta no momento do estudo. Além disso, todos os participantes eram jovens (faixa etária 19-30), sem qualquer histórico de transtornos alimentares e se classificaram como tendo uma saúde excelente. Também avaliamos o status socioeconômico e não encontramos influência. No entanto, existem outras influências ambientais nas preferências alimentares que, além da dopamina estriatal, poderiam ser mais exploradas em estudos futuros.
Nossa hipótese é que as sutis diferenças individuais na percepção da saúde podem contribuir para o aumento do IMC ao longo do tempo, pois tem sido relatado que pequenos aumentos na ingestão calórica diária (percebida como “saudável” ou “não saudável”) contribuem para o ganho de peso total [32]. Embora não tenhamos encontrado nenhuma relação entre o IMC e a percepção de saúde aqui, talvez com uma faixa maior de IMC, o excesso de avaliação da salubridade dos itens alimentares pode ser mais pronunciado em indivíduos com IMC mais alto. Nossa falta de resultados significativos entre o IMC e os comportamentos relacionados aos alimentos também pode sugerir que a dopamina estriatal endógena está mais intimamente relacionada ao comportamento alimentar do que o próprio IMC como fenótipo, uma vez que o IMC é influenciado por vários fatores complicados e pode não ser o melhor preditor. de achados de comportamento ou neuroimagem (ver [10] para revisão). Também não encontramos nenhum preditivo para a mudança no IMC para o tempo decorrido entre a aquisição de PET e o teste comportamental, embora a mudança no IMC para os participantes fosse pequena e não fosse significativamente diferente entre os momentos. No entanto, estudos futuros utilizando medidas de síntese de dopamina FM-PET, juntamente com as preferências alimentares e medidas de percepção de saúde, em uma população com maior flutuação do IMC seriam de grande interesse.
Para complementar estudos prévios que utilizaram ligantes de PET que se ligam a receptores de dopamina, utilizamos uma medida da capacidade de síntese de dopamina e mostramos que uma menor síntese de dopamina no estriado dorsal (ie caudado) corresponde a um IMC mais alto. Embora deva ser observado, devido à natureza transversal de nosso estudo, não podemos concluir definitivamente uma relação de causa ou efeito para valores de síntese de dopamina dorsal estriada dorsal mais baixos que correspondam a um IMC mais alto. No entanto, nosso estudo utilizou indivíduos com peso saudável a moderadamente obeso / obeso (ou seja, obesos não mórbidos) e, portanto, nossos resultados podem sugerir que medidas de dopamina pré-sináptica dorsal estriatal dorsal mais baixas poderiam corresponder a uma propensão à obesidade. Por outro lado, também pode acontecer que a regulação negativa da dopamina pré-sináptica no caudado tenha ocorrido em resposta a um IMC moderadamente maior, já que foi demonstrado que a sinalização dopaminérgica está diminuída em resposta ao consumo excessivo de alimentos em modelos animais. [5], [33]e o consumo excessivo de alimentos está tipicamente associado ao ganho de peso, levando a um IMC mais alto. Embora tenhamos utilizado indivíduos com uma faixa limitada de IMC em nosso estudo, talvez vistos como uma limitação do estudo, nós realmente achamos os resultados ainda mais convincentes, uma vez que uma relação entre a síntese de dopamina FMT e o IMC está presente sem incluir obesos mórbidos. Além disso, embora o tamanho da nossa amostra (n = 16) tenha sido maior ou comparável a outros tamanhos de amostra em estudos de PET FMT ([11], [12], [15]), a replicação de nossos achados com um tamanho amostral maior e uma faixa mais ampla de IMC melhoraria ainda mais nossos resultados e pode encontrar maiores preferências por itens alimentares não saudáveis correlacionados com valores menores de síntese de dopamina FMT de PET, que não foram detectados em nosso estudo.
Em resumo, embora outros sistemas de neurotransmissores estejam envolvidos na alimentação e regulação de peso [7], nosso estudo encontrou um papel para a dopamina dorsal estriatal em preferências alimentares, bem como a percepção da saúde dos alimentos em humanos. Futuros estudos prospectivos utilizando medidas de PET relacionadas à dopamina são de grande interesse para investigar como a dopamina endógena, bem como as diferenças individuais no comportamento relacionado aos alimentos, podem se correlacionar com a flutuação do peso corporal em humanos.
Declaração de financiamento
Este trabalho foi generosamente financiado por doações NIH DA20600, AG044292 e F32DA276840, e da Comunhão da Comunidade de Peso Saudável Tanita. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicar ou preparação do manuscrito.
Referências
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