Plus unu. 2014; 9 (5): e96319.
Publicat online 2014 Mai 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 și Mark D'Esposito1
J. Bruce Morton, Editor
Acest articol a fost citat de alte articole din PMC.
Abstract
Până în prezent, puține studii au explorat mecanismele neurochimice care susțin diferențele individuale în preferințele alimentare la om. Aici investigăm modul în care dopamina dorsală striatală, măsurată prin markerul tomografiei cu emisie de pozitroni (PET)18F] fluorometatirozina (FMT), se corelează cu procesul de luare a deciziilor legate de alimentație, precum și cu indicele de masă corporală (IMC) la persoanele cu greutate normală 16 la persoanele obeze moderat. S-a constatat că potențialul de legare a sintezei dopaminei inferioare PET se corelează cu un IMC mai mare, o preferință mai mare pentru alimentele "sănătoase" percepute, dar și o evaluare mai bună a sănătății pentru produsele alimentare. Aceste constatări susțin în continuare rolul dopaminei dorsale dorsale în comportamentele legate de alimente și evidențiază complexitatea diferențelor individuale în preferințele alimentare.
Introducere
Societatea modernă este înconjurată de o suprasolicitare și o varietate largă de opțiuni alimentare, ceea ce contribuie în parte la creșterea populației supraponderale din Statele Unite [1]. Totuși, mecanismele neurochimice care susțin diferențele individuale în preferințele alimentare nu sunt bine înțelese. Unii indivizi își bazează în mod natural preferințele alimentare mai mult pe valoarea sănătății produselor alimentare față de valoarea gustului produselor alimentare și cortexul prefrontal ventromedial (vmPFC) sa dovedit a juca un rol în valorile țintă legate de influențele "sănătății" și " gust" [2]. Mai mult, există o mare variație în aprecierea indivizilor cu privire la conținutul caloric și la „sănătatea” percepută a produselor alimentare [3], iar studiile arată că alimentele "sănătoase" percepute sunt supra-consumate în comparație cu alimentele percepute "nesănătoase", în ciuda valorii nutriționale egale [3], [4].
Dorsal dopamina striatală sa dovedit a juca un rol în motivarea hranei atât la modelele umane, cât și la cele animale [5], [6], [7], totuși relația dintre doza și dorința de alimente sau preferințele alimentare la om nu a fost explorată temeinic. În plus, studiile care utilizează liganzi PET care leagă receptorii dopaminei au arătat corelații cu IMC, cu toate acestea, atât în poziția pozitivă [8] și negativă [9] direcții și nu toate studiile găsesc asociații semnificative (pentru revizuire a se vedea [10]). De asemenea, datorită naturii acestor liganzi PET care sunt dependente de starea eliberării endogene a dopaminei, este dificil să se interpreteze relațiile dintre dopamina striatală și IMC. Receptorul receptorului dopaminei inferioare ar putea reprezenta mai puține receptori ai dopaminei striatali existenți (adică o relație negativă între legarea PET și IMC, așa cum se găsește în [9]) sau o legare mai mare a receptorului de dopamină ar putea reprezenta eliberarea endogenă a dopaminei, permițând mai mulți receptori disponibili în care ligandul PET s-ar putea lega (adică o relație pozitivă între legare și IMC, [8]). Pentru a completa studiile anterioare care au utilizat liganzi PET care leagă receptorii dopaminici, am folosit aici o măsurătoare stabilă a capacității de sinteză a dopaminei presinaptice cu ligandul PET [18F] fluorometatirozină (FMT), care a fost extensiv studiată pe modele umane și animale [11], [12], [13], [14].
Obiectivele studiului nostru au fost de a investiga relația dintre măsurile de sinteză a dopaminei dopaminei striate dorsale PET și IMC și de a studia modul în care aceste metode de sinteză a dopaminei din FMT PET se pot corela cu diferențele individuale în preferințele alimentare. Am emis ipoteza că legarea sintezei dopaminei inferioare de PET FMT ar corespunde cu IMC mai mare, așa cum a sugerat lucrarea anterioară [15]. De asemenea, am prezis că persoanele cu dopamină striatală endogenă mai mică vor avea o preferință generală mai mare pentru produsele alimentare (adică atât alimentele „sănătoase”, cât și „nesănătoase”) în comparație cu persoanele cu dopamină striatală mai mare și că percepția asupra sănătății unui individ asupra produselor alimentare poate influența, de asemenea, preferinţă.
Metode și materiale
Subiecții
Treizeci și trei de subiecți sănătoși, dreptaci, care au primit anterior scanări de sinteză a dopaminei cu PET FMT, au fost invitați să participe la studiul comportamental prezentat aici și nu i-au fost date cunoștințe anterioare, doar informând că implică studierea proceselor complexe de luare a deciziilor. Dintre acești subiecți 33, 16 au fost de acord să participe (8 M, vârsta 20-30). BMI (greutate în kilograme) / (înălțime în metri) ∧2) a fost calculat pentru toți subiecții (interval: 20.2-33.4, 1 obezi, 4 supraponderali și 11 subiecți sănătoși). Subiecții nu au avut istoric de abuz de droguri, tulburări de alimentație, depresie majoră și tulburări de anxietate. Subiecții au fost rugați, de asemenea, să fie în stare săracă, slabă, medie, bună sau excelentă. Toate au raportat că sunt în general la o medie de sănătate excelentă și nu dieting în prezent sau încearcă să piardă în greutate. Statutul socio-economic (SES) a fost, de asemenea, colectat de la persoanele care utilizează măsura Barratt simplificată a statutului social (BSMSS) [16].
Declarație de etică
Toți subiecții au dat consimțământul scris în scris și au fost plătiți pentru participare în conformitate cu orientările instituționale ale comitetului de etică local (University of California Berkeley (UCB) și Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) Committee for the Protection of Human Participants (CPHP) și Lawrence Berkeley National Comitete de evaluare instituțională de laborator (IRB)). CPHP-urile și IRB-urile UCB și LBNL au aprobat în mod specific studiile prezentate aici
Obținerea și analiza datelor PET
Imagistica PET și legarea FMT au fost efectuate la Laboratorul Național Lawrence Berkeley, așa cum s-a descris anterior [17]. FMT este un substrat al decarboxilazei aromatice L-aminoacid (AADC), o enzimă de sinteză a dopaminei, a cărei activitate corespunde capacității neuronilor dopaminergici de a sintetiza dopamina [13] și sa dovedit a fi o indicație a capacității pre-sinaptice de sinteză a dopaminei [18]. FMT este metabolizat de AADC la [18F] fluorometatiramină, care este oxidat la [18F] acid fluorhidroxifenilacetic (FPAC), rămâne în terminalele dopaminergice și este vizibil în scanările PET FMT. Astfel, intensitatea semnalului pe scanările PET FMT sa dovedit a fi comparabilă cu [18F] fluorodopa [18], în care absorbția trasorului este foarte corelată (r = 0.97, p <0.003) cu nivelurile de proteine dopaminare striatale la pacienții post-mortem, măsurate prin metode de cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) [19]. Mai mult decât atât, în comparație cu [18F] fluorodopa, FMT nu este, de asemenea, un substrat pentru O-metilare și, prin urmare, oferă imagini mai mari de semnal-zgomot decât [18F] fluorodopa [18]. În plus, s-a demonstrat că măsurile FMT corespund direct cu măsurile de dopamină în modelele de boală Parkinson la animale [14].
Scanurile au fost efectuate fie de la 9AM-12PM, fie 1PM-4PM. Întârzierea medie între achiziția datelor de sinteză a dopaminei FMT PET și a datelor comportamentale a fost de 2.37 ± 0.26 ani, comparabilă cu întârzierea raportată într-un studiu anterior din laboratorul nostru care utilizează PET FMT [11]. Deși această întârziere nu este ideală, un studiu realizat de Vingerhoets et al. [20] a arătat că Ki striatal asociat dopaminei presinaptice este o măsură relativ stabilă, având o șansă de 95% de a rămâne în limita a 18% din valoarea sa inițială în cadrul subiecților sănătoși individuali pe o perioadă de timp 7. Prin urmare, măsurile FMT, comparabile cu [18F] fluorodopa [13], se consideră că reflectă procese relativ stabile (adică capacitatea de sinteză) și, prin urmare, nu sunt deosebit de sensibile la schimbările de stat mici. În plus, IMC nu a fost semnificativ diferită între achiziția datelor PET și comportamentale (schimbare medie în BMI: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, t-test pereche dublă). De asemenea, toți subiecții au fost examinați pentru orice schimbare a stilului de viață în perioada de timp de la ultima testare (de exemplu schimbarea dietei și exercițiului / activitatea zilnică, fumatul sau băutul, starea de sănătate mintală sau starea de medicamente). În cele din urmă, modificarea IMC din momentul scanării PET FMT la testarea comportamentală, precum și timpul scurs între scanarea PET și testarea comportamentală au fost folosite ca variabile în analiza datelor de regresie multiplă.
S-au efectuat scanări PET utilizând camera Siemens ECAT-HR PET (Knoxville, TN). Aproximativ 2.5 mCi cu activitate specifică ridicată FMT a fost injectată ca bolus într-o venă antecubitală și s-a obținut o secvență de achiziție dinamică în modul 3D pentru un total de timp de scanare 89 min. Două imagini anatomice de înaltă rezoluție (MPRAGE) au fost obținute la fiecare participant pe un scanner RMN Siemens 1.5 T Magnetom Avanto (Siemens, Erlangen, Germania), utilizând o bobină cu cap 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, secțiuni axiale 160; FOV = 256 mm; timp de scanare ~ 9 minute). Cele două MPRAGE-uri au fost medii pentru a obține o imagine structurală de înaltă rezoluție, care a fost utilizată pentru a genera regiuni individuale caudate și cerebelos de interes (ROI).
Analiza ROI a causului și a cerebelului (utilizată ca regiune de referință, ca și în studiile anterioare) [11]) au fost desenate manual pe scanarea RMN anatomică a fiecărui participant folosind FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), așa cum s-a descris anterior [21]. Atât fiabilitatea inter-, cât și intra-raterul au fost peste 95% (din evaluările făcute de doi membri ai laboratorului). Pentru a evita contaminarea semnalului FMT din nucleele dopaminergice, în regiunea de referință cerebelară s-au inclus numai cele trei-patruzeci posterioare posterioare ale materiei cenușii. După co-înregistrarea în spațiul PET FMT, au fost incluse numai voxelurile cu o șansă mai mare de 50% de a se afla în ROI pentru a asigura probabilitatea ridicată a materiei cenușii.
Imaginile PET FMT au fost reconstruite cu algoritmul de maximizare a așteptărilor subsetului ordonat, cu atenuare ponderată, corectată cu scatter, corectată în mișcare și netezită cu un kernel cu jumătate maximă 4 mm, folosind parametrul 8 (SPM8) pentru parametrizarea parametrilor statistici (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Scanarea RMN anatomică a fost coregrantă la imaginea medie a tuturor cadrelor realizate în scanarea PET FMT utilizând FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, versiunea 4.1.2). Folosind un program de analiză grafică internă care implementează plotarea Patlak [22], [23], Ki imagini, reprezentând cantitatea de trasor acumulat în creier în raport cu regiunea de referință (cerebelul [11], o practică standard în analiza PET pentru a minimiza potențialele confuzii ale zgomotului din datele PET). Ki valorile au fost obținute separat de ROI stânga și dreapta caudate și asociațiile au fost calculate între Ki valorile, IMC și măsurile comportamentale. În plus, deoarece sa demonstrat că vârsta și sexul au un efect asupra legării FMT [15], [24], corelațiile dintre FMT și IMC au fost corectate în funcție de vârstă și sex (precum și orice modificări ale IMC de la momentul scanării PET la testarea comportamentală) prin variabile de control într-o corelație parțială a lui Pearson.
Comportamentală paradigmă
Subiecții au fost rugați să mănânce o masă tipică, dar nu prea grea, cu o oră înainte de sesiunea de testare. Pentru a încuraja respectarea acestei solicitări, sesiunile de testare au fost programate după orele tipice de masă (de ex. 9AM, 2PM și 7: 30PM), și a fost înregistrat timpul ultimei mese. Produsele alimentare consumate înainte de testare și timpul scurs de la ultima masă mâncat până la sesiunea de testare au fost înregistrate (determinate de resurse www.caloriecount.com și mâncare și dimensiuni de servire auto-raportate de către individ). Pentru a asigura că foamea nu a influențat sarcina, am măsurat, de asemenea, foamea și plenitudinea cu o scală vizuală analogică [25].
În programul E-Prime Professional (Psihologie Software Tool, Inc., Sharpsburg, SUA) au fost folosite imagini cu optzeci de produse alimentare în care subiecții au fost rugați să evalueze elementele din blocurile separate 3 bazate pe 1 (desigur, 2) PA, SUA) (a se vedea Figura 1). Pentru a crea o sarcină cu un număr echilibrat de produse alimentare sănătoase, nesănătoase și neutre, am creat mai întâi o valoare obiectivă de sănătate pentru fiecare dintre cele opt articole alimentare, atribuind un scor standardizat, obiectiv de -3 (foarte nesănătos) la + 3 foarte sănătoasă) pentru fiecare produs alimentar, pe baza unui nivel de scrisoare (de la F-minus (foarte nesănătoasă) la A-plus (foarte sănătos)) și informații nutriționale din resursele on-line www.caloriecount.com. Aceste clase de scrisori includ mai mulți factori (de exemplu, calorii, grame de grăsimi, fibre etc.) și sunt enumerate ca referințe on-line pentru "alegeri pentru o alimentație sănătoasă", așa cum se menționează pe site. Apoi am echilibrat sarcina cu aproximativ un număr egal de alimente sănătoase (adică alimente cu scoruri obiective de 2 sau 3, cum ar fi fructele și legumele), neutre (adică alimentele cu scoruri obiective de 1 și -1, cum ar fi biscuiții din săruri) și obiecte nesănătoase (de exemplu, alimentele cu scoruri negative ale obiectivelor -2 sau -3, cum ar fi barele de bomboane foarte prelucrate).
Subiecții au fost rugați mai întâi să evalueze gradul în care au "dorit" sau "au vrut" fiecare element (scara 1 (nu prea vrea) 4 (dorim cu tărie)), menționată în text ca "preferată" în concordanță cu literatura [2]. Produsul alimentar ar apărea și subiectul ar avea până la 4 secunde pentru a răspunde și au evaluat toate cele optzeci de produse alimentare înainte de a continua să blocheze ulterior "sănătate" și "gust" blocuri (a se vedea mai jos). Deoarece oamenii au capacitatea de a modula alegerea alimentelor bazată nu numai pe gustul anumitor alimente, ci și pe percepțiile privind sănătatea [26], am cerut doar subiectului să evalueze cât de mult ar dori mâncarea sau să găsească hrana dorită, iar blocul de preferințe a fost întotdeauna prezentat mai întâi. Într-o încercare de a surprinde cât de mult subiectul prefera de fapt produsele alimentare prezentate, subiecții au fost informați că vor primi un produs alimentar din sarcină la sfârșitul testării pe baza evaluărilor lor de "dorință". Subiecții, de asemenea, nu știau în al doilea și al treilea bloc care urmează (descriși mai jos), li s-ar cere să judece cât de sănătos și gustos au găsit fiecare produs alimentar.
În al doilea bloc, subiecții au evaluat cât de mult au perceput cele optzeci de produse alimentare sănătoase sau nesănătoase (-3 pentru foarte nesănătoase la 3 pentru foarte sănătoși) și într-un al treilea bloc, cât de gustoase au găsit cele optzeci de produse alimentare (-3 pentru că nu la toate gustoase la 3 pentru foarte gustoase). Ordinea acestor blocuri a fost consecventă pentru toți subiecții, deoarece nu am vrut să influențăm evaluările de sănătate într-un efect de ordin potențial. Subiecții au fost informați că evaluările de sănătate și gust nu ar afecta elementul pe care l-ar primi pe baza răspunsurilor lor în blocul "de dorit". Am selectat o scară 6 pentru valorile de sănătate și gust pentru a permite o gamă mai largă de percepție a gustului / sănătății, inclusiv o valoare "neutră" corespunzătoare lui -1 și + 1, în timp ce scala punctului 4 a blocului de preferință / preferință ar reflecta numai produsele alimentare preferate sau nepercepute. Sarcina totală a durat aproximativ 25 minute. Subiecții au fost întrebați la sfârșitul sarcinii, dacă ar fi existat produse alimentare care să nu fie cunoscute, ceea ce ar fi putut duce la ne-răspunsuri. Toți subiecții au raportat familiaritate cu produsele alimentare și toate articolele au primit ratinguri pentru toate cele trei blocuri de către toți subiecții.
Dopamina în striatul dorsal sa dovedit a avea o asociere puternică în motivația pentru alimente [5], [6], [7]. Gustul percepției este, de asemenea, foarte corelat cu dorința de alimente, prin faptul că majoritatea oamenilor preferă alimente pe care le găsesc, de asemenea, gustoase [27]. Deoarece există numeroase combinații ale preferințelor, gusturilor și blocurilor de sănătate care ar putea fi examinate, pentru a elimina comparațiile multiple și potențialul pentru corelații false, pe baza acestei literaturi, am examinat numărul de produse alimentare care au fost evaluate ca 1) preferate , gustoase și percepute "sănătoase" și 2) preferate, gustoase și percepute "nesănătoase". (Obiecte preferate clasificate ca 3 sau 4 în blocul "desirabilitate", elemente gustoase clasificate ca 2 sau 3 în blocul "degustare", obiecte percepute "sănătoase" clasificate ca 2 sau 3 și articole percepute "nesănătoase" clasificate ca -2 sau -3 în blocul "sănătate"). Analiza post-hoc a investigat, de asemenea, raportul dintre elementele alimentare "sănătoase" percepute "nesănătoase", numărul de produse alimentare sănătoase percepute "sănătoase", care, de fapt, nu au fost evaluate obiectiv ca fiind sănătoase (adică articole preferate pe care individul le consideră sănătoase (de exemplu, dacă un subiect a evaluat "biscuiții" ca o hrană sănătoasă percepută pentru sănătate cu un scor sănătos de 3 (foarte sănătoasă) și obiectivul obiectiv de sănătate atribuit a fost un 1 (neutru-sănătos), acest lucru ar fi considerat un aliment preferat perceput sănătoasă, care nu era de fapt sănătos.) Calorii medii pentru elementele preferate din fiecare subiect individual au fost, de asemenea, calculate.
Analiza statistică
Regresia liniară multiplă pas cu pas a fost utilizată pentru a testa relațiile dintre cele două variabile dependente separate: 1) preferate, gustoase și percepute sănătoase și 2) produse alimentare preferate, gustoase și percepute nesănătoase, precum și variabilele independente: valori caudate drept PET FMT, valorile FMT caudate stângi, IMC, vârstă, sex, status socio-economic, orice modificări ale IMC între PET și testarea comportamentală și timpul scurs între PET și testarea comportamentală în versiunea SPSS 19 (IBM, Chicago, Ill., SUA), cu includerea variabilei independente la modelul setat la p <0.05 și exclus cu p> 0.1. Raportul perceput „sănătos” - „nesănătos” a fost puternic corelat cu variabila dependentă a elementelor preferate percepute „sănătoase” (r = 0.685, p <0.003) și, prin urmare, nu am putut introduce această variabilă în model. Cu toate acestea, corelațiile parțiale ale lui Pearson, corectate în funcție de vârstă, sex și orice modificări ale IMC, au fost folosite pentru a testa relațiile directe dintre caudatul drept PET FMT și 1) IMC, 2) raportul „sănătos” - „nesănătos” perceput și 3) calorii medii a articolelor preferate, realizate cu versiunea SPSS 19 (IBM, Chicago, Ill., SUA). Am testat, de asemenea, relația dintre valorile sintezei dopaminei PET FMT, numărul de produse alimentare „sănătoase” percepute preferate care nu au fost evaluate ca fiind sănătoase după scorul calculat și articolele preferate care au fost evaluate ca fiind sănătoase după scorul calculat într-o etapă- model de regresie multiplă înțelept. (Numărul de produse alimentare „sănătoase” percepute preferate care nu au fost evaluate ca fiind sănătoase după scorul calculat și articolele preferate clasificate ca sănătoase după scorul calculat nu au fost corelate semnificativ (r = 0.354, p = 0.23). De asemenea, am testat dacă a existat o relație între schimbarea IMC și variabilele dependente: valorile FMT caudate stânga și dreapta, SES, vârstă, sex, timpul dintre imagistica PET și testarea comportamentală, numărul de alimente „sănătoase” percepute preferate și alimente „nesănătoase” percepute preferate folosind pasul regresie liniară în sensul următor. Datele sunt prezentate ca valori r Pearson.
REZULTATE
Relația dintre valorile de sinteză a dopaminei FMT PET și IMC
Am testat mai întâi dacă există o relație semnificativă între valorile sintezei de dopamină din FMT de la caudate PET și măsurătorile IMC la persoanele cu 16 (indivizi cu greutate medie / moderată supraponderală / obeză). Am constatat o corelație negativă semnificativă între valorile de sinteză a dopaminei de la dopamina caudală PET și IMC, cu indivizi cu IMC mai mari având o sinteză a dopaminei mai scăzute (Figura 2A: PET Imagini brute FMT ale persoanelor fizice mai mari (stânga) și inferioare (dreapta); Figura 2B: (R) -0.66, p = 0.014, rata-0.22, p = 0.46 (nesemnificativă (ns)), controlată pentru vârstă, sex și orice modificare a IMC de la scanarea de sinteză a dopaminei PET FMT la testarea comportamentală ).
Relația dintre valorile de sinteză a dopaminei din FMT PET și preferințele alimentare
Subiecții au evaluat optzeci de produse alimentare în blocuri separate 3 bazate pe percepția lor asupra 1 (de dorit, 2) sănătatea și 3) degustarea fiecărui produs alimentar (a se vedea Figura 1). Aproximativ 50% dintre articole au fost sănătoase și nesănătoase, așa cum au fost prezentate de informațiile despre sănătate (a se vedea Metode și materiale). Dopamina în striatul dorsal sa dovedit a avea o asociere puternică în motivația pentru alimente [5], [6], [7], în timp ce proprietățile hedonice ale alimentelor sunt mediate prin alte mecanisme neuronale [7], [27]. Cu toate acestea, percepția gustului este foarte corelată cu dorința de alimente, prin faptul că majoritatea oamenilor preferă alimente pe care le găsesc de asemenea gustoase [27]. Aici găsim, de asemenea, că percepția și preferința gustului sunt foarte corelate, prin faptul că articolele preferate sunt, de asemenea, evaluate ca gustoase (r = 0.707, p <0.002).
Prin urmare, pentru a examina modul în care percepția asupra sănătății poate influența luarea deciziilor legate de alimente, am folosit regresia liniară multiplă în trepte pentru a modela relațiile dintre variabila dependentă a numărului de produse alimentare clasificate ca preferate, gustoase și percepute sănătoase și variabilele independente de FMT în caudatul stâng și drept, IMC, vârstă, sex, SES, schimbarea IMC de la momentul scanării PET la testarea comportamentală și timpul scurs de la momentul PET la testarea comportamentală. Valorile sintezei de dopamină a caudatului PET FMT drept contribuie semnificativ la modelul de regresie pentru numărul de articole preferate, gustoase, care au fost percepute ca fiind sănătoase (Beta: -0.696; t (15) = -3.625, p <0.003, Figura 3), în timp ce toate celelalte variabile independente au fost excluse din model ca nesemnificative (t (15) <1.216, p> 0.246). De asemenea, am testat ipoteza că numărul articolelor preferate, percepute „nesănătoase” ar arăta, de asemenea, o relație cu aceste variabile independente, dar nicio variabilă independentă nu a fost introdusă în model ca fiind semnificativă (F <2.7, p> 0.1). Astfel, indivizii cu valori de sinteză a dopaminei PET FMT caudate mai mici au preferințe mai mari pentru produsele alimentare percepute „sănătoase”, dar nu percepute „nesănătoase”.
Relația dintre valorile sintezei dopaminei FMT din PET și percepția asupra sănătății produselor alimentare
Am emis ipoteza că relația dintre valorile sintezei de dopamină PET FMT caudate și preferința pentru elementele percepute "sănătoase" se poate datora diferențelor individuale în percepția de sănătate a produselor alimentare. Deși am creat sarcina cu un raport 1:1 aproximativ de produse alimentare sănătoase și nesănătoase, indivizii au variat foarte mult în percepția lor asupra sănătății produselor, cu rapoarte de produse sănătoase și nesănătoase, variind de la 1.83:1 la 0.15:1. Prin urmare, ca o analiză post-hoc, am investigat relația dintre sinteza de dopamină PET FMT caudală dreaptă și raportul dintre elementele percepute "sănătoase" și "nesănătoase" și am găsit o corelație negativă semnificativă (r = -0.534, p = 0.04) , cu valori de sinteză a dopaminei cu frecvență inferioară de caudat PET FMT corespunzătoare unui număr mai mare de elemente percepute ca fiind "sănătoase" comparativ cu "nesănătoase".
Prin urmare, am utilizat o regresie liniară multiplă în etape pentru a investiga relațiile dintre sinteza dopaminei FMT caudate PET și preferința pentru alimentele sănătoase percepute, dar nu reale (determinate de scorul obiectivului calculat, vezi Metode) și preferința pentru alimentele sănătoase, determinată de scorul obiectiv calculat. Am găsit o relație semnificativă între valorile sintezei dopaminei caudate PET FMT și preferința pentru alimentele sănătoase percepute, dar nu reale sănătoase (Beta: -0.631, t (15) = -3.043, p <0.01), dar nu există o relație semnificativă între dopamina caudată PET FMT valorile de sinteză și preferința pentru alimentele sănătoase calculate efectiv (t (15) = -1.54, p> 0.148), indicând preferința pentru alimentele „sănătoase” supra-percepute corelate mai puternic la indivizii FMT mai mici. Mai mult, nu a existat nicio relație semnificativă între valorile sintezei dopaminei caudate PET FMT și caloriile medii ale articolelor preferate (r = 0.288, p> 0.34), indicând faptul că persoanele mai mici din sinteza dopaminei PET FMT nu diferă în ceea ce privește conținutul caloric al alimentelor preferate.
De asemenea, nu am găsit nicio relație între schimbarea valorilor de sinteză a dopaminei IMC și PET FMT, SES, vârstă, sex, timpul dintre imagistica PET și testarea comportamentală, numărul de alimente „sănătoase” sau alimente „nesănătoase” percepute preferate (p> 0.1).
Timpul sesiunii de testare, timpul scurs de la ultima masă și numărul de calorii consumate la ultima masă nu au fost corelate semnificativ cu măsurile comportamentale (p> 0.13). De asemenea, măsurile de foame și plenitudine nu s-au corelat cu niciuna dintre măsurile comportamentale (p> 0.26).
Discuție
Scopul acestui studiu a fost de a investiga relația dintre sinteza dopaminei caudate endogene, IMC și comportamentul alimentar. Am constatat că sinteza dopaminei caudate inferioare măsurată prin sinteza de dopamină FMT PET corelată cu 1), o mai mare preferință pentru alimentele "sănătoase" percepute. Am constatat, de asemenea, o relație între valorile sintezei dopaminei cu mai puțină cavitate PET FMT și o supraestimare mai mare a sănătății produselor alimentare, precum și o corelație semnificativă cu alimentele mai sănătoase percepute "sănătoase" care nu erau de fapt sănătoase. Nu am găsit o relație semnificativă între sinteza dopaminei FMT PET și conținutul caloric mediu al produselor alimentare preferate.
Cercetările sugerează că preferința și consumul exagerat de alimente nesănătoase reprezintă două dintre multele contribuții la creșterea în greutate și la creșterea BMI (Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Interesant, am constatat că sinteza dopaminei dorsale dorsale inferioare corelate cu un număr mai mare de produse alimentare preferate, percepute "sănătoase". Deși această corelație nu poate implica o cauzalitate, această constatare sugerează că diferențele endogene în sinteza dorsală a dopaminei striate pot, în parte, să joace un rol în diferențele individuale pentru preferințele alimentare. Aici propunem ca valorile de sinteză a dopaminei cu dopamină inferioară caudate PET să reprezinte dopamina inferioară tonică, care, ca răspuns la stimulii gustabili, permite o explozie fazică mai mare [28] și, probabil, modificarea reactivității la alimente. Aîn plus, aceste diferențe în dopamina dorsală striatală pot afecta procesarea stimulilor gustativi în cortexul somatosenzorial, deoarece un studiu anterior a arătat o activare modificată atât în regiunile striatale dorsale cât și în cele somotosenzoriale, cu aport alimentar la persoanele susceptibile la obezitate [29]. Dopamina dorsală striatală inferioară poate, de asemenea, să ducă la diferențe de conectivitate între striatul dorsal și cortexul prefrontal dorsolateral (DLPFC), după cum sugerează concluziile noastre recente [30]. Tprin urmare, ipoteza că mecanismele striatale dorsale legate de dopamină pot influența diferențele de percepție a sănătății fie prin conectivitate cu procesarea somatosenzorală (adică proprietăți de senzație de gust modificate), fie prin conectivitate cu DLPFC, care sa dovedit a juca un rol în supraevaluarea alegerii preferate anterior articole [31]. Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) ar putea elucida aceste mecanisme potențiale de diferențe individuale în preferințele alimentare și supradotarea valorilor de sănătate.
Inițial, am anticipat că indivizii cu dopamină dorsală striatală inferioară ar avea o preferință generală mai mare a alimentelor (de exemplu, preferă un număr mai mare de produse auto-evaluate ca "sănătoase" și "nesănătoase"), comparativ cu persoanele cu dopamină dorsală striatală mai mare. Cu toate acestea, o altă constatare a studiului nostru a constat în faptul că supra-evaluarea sănătății alimentelor (adică un sentiment sporit de sănătate), dar nu conținutul caloric al produselor alimentare preferate sau preferința pentru produse alimentare sănătoase definite în mod obiectiv, a fost semnificativ legată de endogen dorsal măsuri de dopamină striatal. Prin urmare, o explicație pentru concluziile noastre despre o relație semnificativă cu alimente percepute „sănătoase” poate fi aceea că alimentele percepute ca „sănătoase” sunt mai justificate ca preferate. Acest lucru se poate întâmpla mai ales, deoarece studiul nostru a fost realizat în mod intenționat după orele de masă ale subiecților, când dorința generală de mâncare ar trebui să fie minimă. Prin urmare, subiecții aveau o preferință mai mare pentru alimentele „sănătoase” supraevaluate, chiar dacă erau saturi și nu aveau foame în acel moment. Studiile viitoare care investighează relația dintre dopamina striată endogenă și preferințele alimentare în statele înfometate față de cele satisfăcute ar fundamenta această ipoteză.
Se poate de asemenea susține că percepția asupra sănătății necesită expunerea și experiența cu produsele alimentare pentru a obține un sentiment de valoare pentru sănătate și poate că diferențele de stil alimentar au influențat sau modificat sinteza dopaminei dorsale striate. În plus, diferențele cu familiaritatea articolelor alimentare ar fi putut fi atribuite diferențelor de preferințe alimentare sau supraestimării alimentelor ca fiind sănătoase. Cu toate acestea, subiecții au raportat la sfârșitul sarcinii că erau familiarizați cu toate produsele alimentare (a se vedea Metode). Deși nu am investigat diferențele în dietă, am examinat în mod intenționat subiecți care nu au fost dieta la momentul studiului. În plus, toți subiecții au fost tineri (grupe de vârstă 19-30) fără istoric de tulburări de alimentație și s-au evaluat ca fiind în medie la o stare excelentă de sănătate. De asemenea, am evaluat statutul socio-economic și nu am găsit nicio influență. Cu toate acestea, există și alte influențe asupra mediului asupra preferințelor alimentare, care, pe lângă dopamina striatală, ar putea fi explorate în continuare în studiile viitoare.
Noi presupunem că diferențele individuale subtile în percepția asupra sănătății pot contribui la creșterea BMI în timp, deoarece sa raportat că creșterile minore ale consumului caloric zilnic (percepute ca "sănătoase" sau "nesănătoase") contribuie la creșterea în greutate globală [32]. Deși nu am găsit nici o relație între IMC și percepția asupra sănătății aici, probabil cu o gamă mai mare de IMC, supra-evaluarea sănătății produselor alimentare poate fi mai pronunțată în subiecții cu IMC mai mari. Lipsa noastră de descoperiri semnificative între IMC și comportamentele legate de alimente poate sugera, de asemenea, că dopamina endogenă striatală este mai strâns legată de comportamentul alimentar decât IMC însuși ca fenotip, deoarece IMC este influențată de diferiți factori complicați și poate să nu fie cel mai bun predictor a comportamentului sau a rezultatelor neuroimagistice (a se vedea [10] pentru revizuire). De asemenea, nu am găsit predictori pentru modificarea IMC pentru timpul scurs între achiziția PET și testarea comportamentală, deși modificarea IMC pentru subiecți a fost mică și nu a fost semnificativ diferită între punctele de timp. Cu toate acestea, studiile viitoare care utilizează măsurile de sinteză a dopaminei din PET FMT, împreună cu preferințele alimentare și măsurile de percepție a sănătății, într-o populație cu fluctuații mai mari ale IMC ar fi de mare interes.
Pentru a completa studiile anterioare care au utilizat liganzi PET care leagă receptorii dopaminei, am utilizat o măsură a capacității de sinteză a dopaminei și am demonstrat că sinteza dopaminei mai scăzută în striatum dorsal (adică caudat) corespunde cu IMC mai mare. Deși trebuie remarcat că, din cauza naturii transversale a studiului nostru, nu putem încheia definitiv o relație cauză-efect cu valori mai mici ale sintezei dopaminei FMT dorsale striate care corespund cu IMC mai mare. Cu toate acestea, studiul nostru a utilizat persoanele cu greutate în greutate până la moderat supraponderali / obezi (de exemplu, pacienți fără obezitate morbidă) și, prin urmare, rezultatele noastre pot sugera că măsurile dorsale dorsale presinaptice ale dopaminei ar putea corespunde unei tendințe spre obezitate. Pe de altă parte, s-ar putea să se întâmple și faptul că downregularea dopaminei presinaptice în caudat a apărut ca răspuns la IMC moderat mai mare, deoarece s-a arătat că semnalarea dopaminergică este scăzută ca răspuns la supraconsumarea alimentelor în modele animale [5], [33], iar consumul excesiv de alimente este în mod obișnuit asociat cu creșterea în greutate care conduce la creșterea IMC. Deși am folosit persoane cu o gamă limitată de IMC în studiul nostru, poate fi văzută ca o limitare a studiului, de fapt, rezultatele sunt și mai convingătoare prin faptul că există o relație între sinteza dopaminei și IMC PET FMT, fără a include persoanele obeze morbid. Mai mult, deși mărimea eșantionului nostru (n = 16) a fost mai mare sau comparabilă cu celelalte dimensiuni ale eșantionului în studiile PET FMT ([11], [12], [15]), replicarea constatărilor noastre cu o dimensiune mai mare a eșantionului și o gamă mai largă de IMC ar susține în continuare rezultatele noastre și ar putea găsi preferințe mai mari pentru produsele alimentare nesănătoase, corelând cu valori mai mici ale sintezei dopaminei FMT din PET, care nu au fost detectate în studiul nostru.
În concluzie, deși alte sisteme neurotransmițătoare sunt implicate în hrănirea și reglarea greutății [7], studiul nostru constată un rol pentru dopamina dorsală striatală în preferințele alimentare, precum și percepția asupra sănătății alimentelor la om. Studiile prospective prospective care utilizează măsurile PET legate de dopamină prezintă un mare interes pentru a investiga modul în care dopamina endogenă, precum și diferențele individuale în comportamentul alimentar, ar putea să se coreleze cu fluctuația greutății corporale la om.
Declarație de finanțare
Această lucrare a fost finanțată în mod generos de granturile NIH DA20600, AG044292 și F32DA276840 și de Tanita Healthy Weighty Community Fellowship. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de a publica sau pregătirea manuscrisului.
Referinte
;
