Am J Clin Nutr. septembrie 2013; 98(3): 641–647.
Publicat online Jun 26, 2013. doi: 10.3945 / ajcn.113.064113
PMCID: PMC3743729
Belinda S Lennerz, David C Alsop, Laura M Holsen, Emily Stern, Rafael Rojas, Cara B Ebbeling, Jill M Goldstein, și David S Ludwig
Acest articol a fost citat de alte articole din PMC.
Abstract
Context: Aspectele calitative ale dietei influențează comportamentul alimentar, dar mecanismele fiziologice pentru aceste efecte independente de calorii rămân speculative.
Obiectiv: Am examinat efectele indicelui glicemic (IG) asupra activității creierului în perioada postprandială târzie după un interval intermeal tipic.
Design: Cu ajutorul unui design randomizat, orb, încrucișat, 12 bărbați supraponderali sau obezi cu vârsta cuprinsă între 18 și 35 de ani au consumat mese cu IG ridicat și scăzut, controlate pentru calorii, macronutrienți și palatabilitate în 2 ocazii. Rezultatul primar a fost fluxul sanguin cerebral ca măsură a activității creierului în repaus, care a fost evaluat prin utilizarea imagisticii prin rezonanță magnetică funcțională cu etichetare spin arterială la 4 ore după mesele de testare. Am emis ipoteza că activitatea creierului ar fi mai mare după masa cu IG ridicat în regiunile prespecificate implicate în comportamentul alimentar, recompensă și poftă.
Rezultate: Glicemia plasmatică venoasă incrementală (zona de 2 ore sub curbă) a fost de 2.4 ori mai mare după masa cu IG ridicat decât cea cu IG scăzut (P = 0.0001). Glicemia plasmatică a fost mai mică (media ± SE: 4.7 ± 0.14 comparativ cu 5.3 ± 0.16 mmol/L; P = 0.005) și foamea raportată a fost mai mare (P = 0.04) 4 ore după masa cu IG mai mare decât cea cu IG scăzut. În acest moment, masa cu IG ridicat a provocat o activitate cerebrală mai mare centrată în nucleul accumbens drept (o zonă prespecificată; P = 0.0006 cu ajustare pentru comparații multiple) care se răspândesc în alte zone ale striatului drept și în zona olfactivă.
Concluzii: În comparație cu o masă izocalorică cu IG scăzut, o masă cu IG ridicat a scăzut glicemia plasmatică, a crescut foamea și a stimulat selectiv regiunile creierului asociate cu recompensă și pofta în perioada postprandială târzie, care este un moment cu o semnificație specială pentru comportamentul alimentar la următoarea. masă. Acest proces a fost înregistrat la clinicaltrials.gov ca NCT01064778.
INTRODUCERE
Sistemul dopaminergic mezolimbic al creierului, care converge spre nucleul accumbens (parte a striatului), joacă un rol central în recompensă și poftă, iar acest sistem pare să medieze răspunsurile alimentare hedonice (1-3). În studiile la rozătoare, concentrațiile extracelulare de dopamină și metaboliții săi în nucleul accumbens au crescut mai mult după consumul de alimente foarte gustoase decât peletele standard de hrană pentru rozătoare (4). În plus, microinjecțiile de opiacee în nucleul accumbens au crescut aportul alimentar și valoarea recompensă a alimentelor (5). Studiile clinice care au folosit imagistica funcțională a creierului au raportat o mai mare activare în nucleul accumbens sau în alte regiuni ale striatumului la obezi decât la persoanele slabe, după ce au văzut sau au consumat alimente gustoase, bogate în calorii (6-11). De interes deosebit, dopamina striatală D2 disponibilitatea receptorilor a fost semnificativ mai scăzută la persoanele obeze decât la martorii neobezi (11), care a ridicat posibilitatea ca supraalimentarea să compenseze activitatea dopaminergică scăzută. Cu toate acestea, aceste comparații transversale între grupuri de oameni slabi și obezi nu au putut evalua direcția cauzală.
Observații fiziologice privind indicele glicemic (GI)5 oferă un mecanism pentru înțelegerea modului în care un anumit factor alimentar, altul decât palatabilitatea, ar putea provoca pofta de mâncare și supraalimentarea. IG descrie modul în care alimentele care conțin carbohidrați afectează glicemia în starea postprandială (12, 13). După cum s-a descris anterior la adolescenții obezi (13, 14), consumul unei mese cu indice glicemic ridicat în comparație cu o masă cu IG scăzut a dus la creșterea glicemiei și a insulinei în perioada postprandială timpurie (0–2 ore), care au fost urmate de o scădere a glicemiei în perioada postprandială târzie (3–5 ore). ). Scăderea glicemiei, care scade adesea sub concentrațiile a jeun cu 4 ore după o masă cu IG ridicat, poate duce la foame excesivă, supraalimentare și o preferință pentru alimente care restabilesc rapid glicemia la normal (adică, IG ridicat) (15-17), propagarea ciclurilor de supraalimentare. Într-adevăr, într-un studiu efectuat pe adulți slabi și obezi, o scădere medie indusă de insulină a concentrațiilor de glucoză din sânge de la 4.9 la 3.7 mmol/L a crescut activarea stimulului alimentar a striatului și dorința de alimente bogate în calorii (18). Pentru a explora aceste mecanisme, am comparat efectele meselor de test cu IG ridicat și scăzut controlate pentru calorii, conținutul de macronutrienți, sursele de ingrediente și palatabilitatea în timpul perioadei postprandiale târzii, utilizând imagistica funcțională a creierului a circuitelor de recompensă implicate în motivația alimentară și echilibrul energetic.
SUBIECTELE ȘI METODE
Am efectuat un studiu randomizat, orb, încrucișat la bărbați tineri sănătoși supraponderali și obezi și am comparat efectele meselor cu IG ridicat și scăzut pe 2 zile separate de 2-8 săptămâni. Rezultatul primar a fost fluxul sanguin cerebral ca măsură a activității creierului în repaus, care a fost determinat prin utilizarea etichetei arteriale spin labeling (ASL) fMRI la 4 ore după masa de testare. Am emis ipoteza că masa cu IG ridicat ar crește activitatea în striat, hipotalamus, amigdala, hipocamp, cingulat, cortexul orbitofrontal și cortexul insular, care sunt regiuni ale creierului implicate în comportamentul alimentar, recompensă și dependență (6-11). Obiectivele secundare au inclus glucoza plasmatică, insulina serică și foamea raportată pe parcursul perioadei postprandiale de 5 ore. Gustabilitatea meselor de testare a fost, de asemenea, evaluată prin utilizarea unei scale vizuale analogice (VAS) de 10 cm. Tratamentele statistice au inclus prespecificarea regiunilor de interes ale creierului și corecția pentru comparații multiple. Protocolul a fost realizat și a primit o revizuire etică de la Centrul Medical Beth Israel Deaconess (Boston, MA). Studiul a fost înregistrat pe clinicaltrials.gov ca NCT01064778, iar participanții au furnizat consimțământul informat scris. Datele au fost colectate între 24 aprilie 2010 și 25 februarie 2011.
Participanții
Participanții au fost recrutați cu fluturași și postere distribuite în zona metropolitană Boston și listări pe internet. Criteriile de includere au fost sexul masculin, vârsta între 18 și 35 de ani și IMC (în kg/m2) ≥25. Femeile nu au fost incluse în acest studiu inițial pentru a evita confuzia care ar fi putut apărea din ciclul menstrual (19). Criteriile de excludere au fost orice problemă medicală majoră, utilizarea unui medicament care a afectat apetitul sau greutatea corporală, fumatul sau consumul de droguri recreative, niveluri ridicate de activitate fizică, participarea curentă la un program de slăbire sau modificarea greutății corporale > 5% în perioada precedentă. 6 luni, alergii la sau intoleranță la mesele de testare și orice contraindicație pentru procedura RMN [de exemplu, implanturi metalice contraindicate, greutate > 300 lb (136 kg)]. Eligibilitatea a fost evaluată prin screening telefonic urmată de o sesiune de evaluare în persoană. La ședința de evaluare am obținut măsuri antropometrice și am efectuat un test oral de toleranță la glucoză. În plus, participanții au luat probe din mesele de testare și au fost supuși unei secvențe RMN pentru a verifica capacitatea de a tolera procedura.
Participanții înscriși au fost introduși secvenţial pe o listă de atribuiri aleatorii (pregătită de Centrul de Cercetare Clinică de la Spitalul de Copii din Boston) pentru ordinea meselor de testare folosind blocuri de 4 permutate aleatoriu. Mesele de testare lichide au fost furnizate participanților de către personalul studiului în pahare de hârtie. . Ambele mese de testare au avut un aspect, miros și gust similare. Toți participanții și personalul de cercetare implicat în colectarea datelor au fost mascați în secvența de intervenție. Participanții au primit 250 USD pentru finalizarea protocolului.
Testați mesele
Mesele de testare au fost modificate de la Botero et al (20) pentru a obține o dulceață și un gust similar în testele gustative care au implicat personalul de studiu. Așa cum se arată în Tabelul 1, ambele mese de testare au fost compuse din ingrediente similare și au avut aceeași distribuție de macronutrienți (ProNutra Software, versiunea 3.3.0.10; Viocare Technologies Inc). IG prezis pentru mesele de test cu IG ridicat și scăzut a fost de 84% și, respectiv, 37%, folosind glucoza ca standard de referință. Conținutul caloric al meselor de testare a fost determinat individual pentru a oferi fiecărui participant 25% din necesarul zilnic de energie pe baza unei estimări a cheltuielilor energetice de odihnă (21) și un factor de activitate de 1.2.
Proceduri
La sesiunea de evaluare, au fost măsurate înălțimea și greutatea, au fost colectate date descriptive de bază (inclusiv etnia și rasa auto-raportate) și a fost obținut hormonul seric de stimulare a tiroidei (pentru a detecta hipotiroidismul). Participanții au primit un test oral de toleranță la glucoză de 75 g (băutură 10-O-75; Azer Scientific) cu eșantionare de glucoză plasmatică și insulină serică la 0, 30, 60, 90 și 120 de minute.
Sesiunile de testare au fost separate de 2-8 săptămâni. Participanții au fost instruiți să evite schimbările în dieta obișnuită și nivelul de activitate fizică timp de 2 zile înainte de fiecare sesiune de testare și să mențină greutatea corporală cu 2.5% față de valoarea inițială pe tot parcursul studiului. Participanții au sosit la ambele sesiuni de testare între orele 0800:0930 și 12:20, având post ≥30 ore și s-au abținut de la alcool din seara precedentă. La începutul fiecărei sesiuni, s-a evaluat starea de sănătate a intervalului, a fost confirmată durata postului și s-au măsurat greutatea și tensiunea arterială. A fost plasat un cateter intravenos de calibrul 5 pentru prelevarea de sânge în serie. După o perioadă de aclimatizare de 30 de minute, masa de test determinată aleatoriu a fost consumată în întregime în decurs de 5 minute. Probele de sânge și evaluarea foamei au fost obținute înainte și la fiecare XNUMX de minute după începerea mesei de testare în timpul perioadei postprandiale de XNUMX ore. Nu am putut folosi un dispozitiv metalic de încălzire a mâinilor pentru a arterializa sângele venos în apropierea aparatului fMRI, iar stresul implicat în bețișoarele repetate pentru sângele capilar ar fi putut confunda rezultatul studiului primar. Utilizarea sângelui venos ar fi putut cauza o eroare în măsurarea concentrațiilor de glucoză din sângele arterial peste și sub concentrațiile a jeun, în special pentru masa cu IG ridicat, care a cuprins o limitare a studiului (22). Gustabilitatea a fost evaluată după terminarea mesei de testare și neuroimagistică a fost efectuată după 4 ore.
Măsurători
Greutatea a fost măsurată într-o halată de spital și lenjerie de corp ușoară cu un cântar electronic calibrat (Scaletronix). Înălțimea a fost măsurată cu un stadiometru calibrat (Holtman Ltd). IMC a fost calculat împărțind greutatea în kilograme la pătratul înălțimii în metri. Tensiunea arterială a fost obținută cu un sistem automat (monitor IntelliVue; Phillips Healthcare) cu participantul așezat liniștit timp de 5 minute. Glucoza plasmatică și hormonul de stimulare a tiroidei au fost măsurate cu metode aprobate de Amendamentele de îmbunătățire a laboratorului clinic (Labcorp). Serul a fost preparat prin centrifugare și depozitat la -80°C pentru măsurarea insulinei într-un singur lot la sfârșitul studiului (Harvard Catalyst Central Laboratory).
Gustabilitatea a fost evaluată cu întrebarea „Cât de gustoasă a fost această masă?” Participanții au fost instruiți să facă un semn vertical pe un VAS de 10 cm cu ancore verbale care variază de la „deloc gustos” (0 cm) la „extrem de gustos” (10 cm). Foamea a fost evaluată în mod similar, cu întrebarea „Cât de foame ți-e acum?” și ancore verbale care variau de la „deloc foame” la „extrem de foame” (14).
Neuroimagistică a fost efectuată la 4 ore după masa de testare, când era de așteptat nadirul glicemiei după masa cu IG ridicat (14), prin utilizarea unui scaner pentru întregul corp GE 3Tesla (GE Healthcare). Fluxul sanguin cerebral a fost determinat prin utilizarea ASL, care este o metodă bazată pe RMN care utilizează câmpuri magnetice aplicate extern pentru a eticheta tranzitoriu apa din sângele arterial care intră pentru a fi utilizată ca trasor difuzibil. A fost obținută o scanare cu localizator pe 3 planuri, urmată de un set de date ponderat T1 pentru corelarea anatomică (Transformată Fourier de echilibru determinată modificată) (23), cu un timp de repetiție de 7.9 ms, timp de ecou de 3.2 ms, plan de achiziție coronal cu lățime de bandă de 32 kHz, câmp vizual de 24 × 19, rezoluție în plan de 1 mm și felii de 1.6 mm. Timpul de pregătire a fost de 1100 ms cu saturație repetată la începutul perioadei de pregătire și un impuls de inversare adiabatică cu 500 ms înainte de imagistică. După aceste secvențe, a fost obținută o scanare ASL urmând metode descrise anterior (24). Secvența a folosit etichetare pseudocontinuă cu suprimare de fundal pentru a minimiza artefactele de mișcare, o stivă tridimensională de imagini în spirală, o rezoluție a imaginii de 3 mm în plan și patruzeci și patru de felii de 3.8 mm pe un singur volum. Etichetare pseudocontinuă timp de 4 s cu o întârziere de postetichetare de 1.5 s înainte de achiziționarea imaginii (25) a fost efectuată la 1 cm sub baza cerebelului (au fost obținute 4 medii de etichetare și control și 2 imagini nesuprimate pentru cuantificarea fluxului sanguin cerebral). Fluxul sanguin cerebral a fost cuantificat cu un software personalizat, așa cum a fost raportat anterior (24-26).
analize statistice
Studiul a fost conceput pentru a oferi o putere de 80% prin utilizarea unei rate de eroare de tip I de 5% pentru a detecta o diferență în fluxul sanguin cerebral de 11.8%, presupunând o dimensiune a eșantionului de 12 participanți, SD rezidual de 11% pentru o singură măsurare și intrasubiect. corelație de 0.6. Eșantionul atins de 11 participanți cu date utilizabile a oferit o putere de 80% pentru a detecta o diferență de 12.4%, rămânând toate celelalte ipoteze.
Analizele datelor neuroimagistice au fost efectuate în mediul de analiză statistică a imaginilor Statistical Parametric Mapping (SPM5; Wellcome Department of Cognitive Neurology). Imaginile fluxului sanguin cerebral au fost realiniate la prima imagine și transformate într-un spațiu anatomic standard (Institutul Neurologic din Montreal/Consorțiul Internațional pentru Cartografierea Creierului) (27) prin utilizarea variabilelor de înregistrare derivate din algoritmul de normalizare SPM5. Imaginile au fost netezite cu o lățime completă de 8 mm la jumătatea maximă a miezului în pregătirea pentru analiza statistică.
Am examinat spațiul stereotactic folosind șabloane în setul de instrumente WFU Pickatlas (28). Dintr-un total de 334 de regiuni anatomice neredundante din creier, zonele de interes prespecificate au cuprins 25 de regiuni separate (vedea Tabelul suplimentar 1 din „Date suplimentare” din numărul online). Pentru a testa ipoteza noastră principală, am comparat diferența de flux sanguin regional mediu (masă cu IG ridicat minus masa cu IG scăzut) utilizând pereche, cu două cozi. t teste ajustate pentru efectul de ordine și cu corecția Bonferroni pentru comparații multiple (raw P valoare înmulțită cu 25). Pentru a descrie distribuția spațială a diferențelor de flux sanguin cerebral, am efectuat o analiză voxel cu voxel utilizând algoritmi ai modelului liniar general (29) și un prag statistic de P ≤ 0.002.
ASC-urile incrementale pentru glucoza plasmatică (0–2 ore), insulina serică (0–2 ore) și foame (0–5 ore) au fost calculate utilizând metoda trapezoidală. Aceste zone și valori pentru aceste rezultate la 4 ore (punctul de timp prespecificat de interes primar) au fost analizate pentru efectul mesei de testare utilizând o pereche cu două fețe. t testați cu software-ul SAS (versiunea 9.2; SAS Institute Inc). Ajustarea pentru efectul comenzii nu a afectat în mod semnificativ aceste rezultate. Pentru a examina relația dintre variabilele fiziologice și activarea creierului, au fost efectuate analize generale de model liniar cu fluxul sanguin în nucleul accumbens drept ca variabilă dependentă și numărul de participanți și variabilele metabolice respective ca variabile independente. Datele sunt prezentate ca mijloace și, acolo unde este indicat, SE.
REZULTATE
Participanții la studiu
Din 89 de indivizi examinați, am înrolat 13 bărbați, cu 1 abandon înainte de administrarea primei mese test (Figura 1). Restul de 12 participanți au inclus 2 hispanici, 3 negri non-hispanici și 7 albi non-hispanici. Vârsta medie a fost de 29.1 ani (interval: 20-35 ani), IMC a fost 32.9 (interval: 26-41), concentrația de glucoză plasmatică a jeun a fost de 4.9 mmol/L (interval: 3.6-6.2 mmol/L) și concentrația de insulină a jeun. a fost de 10.3 μU/mL (interval: 0.8–25.5 μU/mL). Datele imagistice pentru un participant au fost incomplete din cauza unei erori de stocare a datelor; ceilalți participanți au finalizat protocolul fără incidente.
Răspunsuri subiective și biochimice la mesele testate
Gustabilitatea meselor test cu IG ridicat și scăzut nu a diferit în funcție de răspunsurile la VAS de 10 cm (5.5 ± 0.67 comparativ cu 5.3 ± 0.65 cm, respectiv; P = 0.7). În concordanță cu GI prezis (Tabelul 1), ASC incrementală de 2 ore pentru glucoză a fost de 2.4 ori mai mare după masa de test cu IG ridicat decât scăzut (2.9 ± 0.36 comparativ cu 1.2 ± 0.27 mmol · h/L, respectiv; P = 0.0001) (Figura 2). ASC incrementală de 2 ore pentru insulină (127.1 ± 18.1 comparativ cu 72.8 ± 9.78 μU · h/mL; P = 0.003) și ASC incrementală de 5 ore pentru foame (0.45 ± 2.75 comparativ cu −5.2 ± 3.73 cm · h); P = 0.04) au fost, de asemenea, mai mari după masa de test cu IG ridicat decât IG scăzut, respectiv. La 4 ore în perioada postprandială, concentrația de glucoză din sânge a fost mai mică (4.7 ± 0.14 comparativ cu 5.3 ± 0.16 mmol/L, P = 0.005), iar modificarea foametei față de valoarea inițială a fost mai mare (1.65 ± 0.79 comparativ cu −0.01 cm ± 0.92; P = 0.04) după masa de test cu IG mai mare decât cu IG scăzut, respectiv.
Creierul imagistic
Fluxul sanguin cerebral a fost mai mare la 4 ore după masa cu IG mai mare decât cu IG scăzut în nucleul accumbens drept (diferența medie: 4.4 ± 0.56 mL · 100 g-1 · Min-1; interval: 2.1–7.3 ml · 100 g-1 · Min-1; o diferență relativă de 8.2 %). Această diferență a rămas semnificativă după corecția Bonferroni pentru cele 25 de regiuni anatomice de interes prespecificate (P = 0.0006) și după corecție pentru toate cele 334 de regiuni ale creierului neredundante (P = 0.009). O analiză bazată pe imagini a arătat o singură regiune în nucleul accumbens drept la Institutul Neurologic din Montreal/Consorțiul Internațional pentru Cartografierea Creierului coordonatele 8, 8, -10 (vârf t = 9.34) și un alt maxim local la coordonatele 12, 12, 2 (t = 5.16), care s-a extins în alte zone ale striatului drept (caudat, putamen și globus pallidus) și zona olfactivă (Figura 3). Nu am observat diferențe în striatul contralateral sau în alte regiuni de interes prespecificate.
Relația dintre variabilele metabolice și fluxul sanguin în nucleul accumbens drept este prezentată în Tabelul 2. Toate variabilele legate de glucoza plasmatică, insulina serică și foamea au fost semnificativ legate de fluxul sanguin în nucleul accumbens drept, în timp ce palatabilitatea meselor nu a fost.
DISCUŢIE
Aportul alimentar este reglat de sistemele hedonice și homeostatice (3) care a servit istoric la menținerea unui IMC mediu într-un interval sănătos în condiții de mediu foarte variate. Cu toate acestea, în coincidență cu epidemia de obezitate, aprovizionarea cu alimente s-a schimbat radical, odată cu creșterea rapidă a consumului de produse alimentare foarte procesate, derivate în principal din mărfuri cereale. În consecință, încărcarea glicemică (produsul multiplicativ al IG și cantitatea de carbohidrați) (30) din dieta SUA a crescut substanțial în ultima jumătate de secol, iar această tendință seculară poate afecta negativ ambele sisteme care reglează aportul alimentar. Scăderea glicemiei (și a altor combustibili metabolici) (13, 14) în perioada postprandială târzie după o masă cu IG ridicat nu ar constitui doar un puternic semnal homeostatic de foame (15), dar și creșterea valorii hedonice a alimentelor prin activarea striatală (18). Această combinație de evenimente fiziologice poate stimula pofta de mâncare, cu o preferință specială pentru carbohidrații cu IG ridicat (16, 17), propagând astfel cicluri de supraalimentare. În plus, activarea recurentă a striatului poate reduce disponibilitatea receptorilor de dopamină și poate crește și mai mult impulsul de a mânca în exces (11).
Acest studiu a avut mai multe puncte forte. În primul rând, am folosit ASL, care este o tehnică imagistică nouă care oferă o măsură cantitativă a fluxului sanguin cerebral. Metoda convențională (fMRI dependentă de nivelul de oxigenare din sânge) evaluează modificările acute ale activității creierului, nu diferențele absolute, ceea ce limitează de obicei observațiile la câteva minute după o perturbare fiziologică. Cu ASL, am reușit să examinăm efectele persistente ale meselor test fără stimuli suprapusi (de exemplu, imagini cu alimente bogate în calorii). În al doilea rând, am folosit o intervenție încrucișată mai degrabă decât o comparație transversală între grupuri (de exemplu, slabă în comparație cu obezi), care a oferit o putere statistică crescută și dovezi pentru direcția cauzală. În al treilea rând, ne-am concentrat pe un factor alimentar specific, controlând conținutul de calorii, compoziția de macronutrienți, sursele de ingrediente și forma alimentelor, în loc să comparăm alimente extrem de diferite (de exemplu, cheesecake în comparație cu legume) (6, 10, 31, 32). În al patrulea rând, cele 2 mese de testare au fost concepute și documentate pentru a avea o palatabilitate similară, ceea ce a ajutat la descompunerea efectelor metabolice de răspunsurile hedonice imediate. În al cincilea rând, am examinat perioada postprandială târzie, care este o perioadă cu o semnificație specială pentru comportamentul alimentar la următoarea masă. Studiile anterioare au limitat în mod obișnuit durata de observație la ≤1 oră după consumul de alimente, când absorbția de glucoză atinge vârfurile și o masă cu IG ridicat poate părea tranzitoriu să ofere beneficii funcției creierului (33). În al șaselea rând, am folosit mese mixte cu o compoziție de macronutrienți și încărcătură glicemică alimentară în limitele predominante. Astfel, constatările au relevanță pentru micul dejun cu IG ridicat consumate în mod obișnuit în Statele Unite (de exemplu, un bagel și o cremă de brânză fără grăsimi) (12).
Principalele limitări ale studiului au inclus dimensiunea mică și un accent exclusiv pe bărbații supraponderali și obezi. Studiile mici limitează generalizarea și cresc riscul unei constatări fals-negative (dar nu fals-pozitive). Studiul nostru, în ciuda dimensiunii sale, a avut o putere robustă de a testa ipoteza a priori cu ajustare pentru comparații multiple. Studiile suplimentare cu subiecți de control slab, femei și persoane obeze înainte și după pierderea în greutate ar fi informative. Nu am evaluat în mod direct răspunsurile hedonice la mese sau poftele alimentare și, prin urmare, nu am putut explora relația dintre aceste valori subiective și activarea creierului. În plus, forma lichidă a meselor de testare a limitat generalizarea constatărilor la mesele solide.
Mai multe alte aspecte interpretative merită luate în considerare. Nu am anticipat un efect al GI asupra creierului limitat la emisfera dreaptă, deși lateralitatea a fost anterior implicată în tulburările neurocomportamentale care implică circuite de recompensă. Într-adevăr, un studiu care a comparat bărbații sensibili la insulină în comparație cu cei rezistenți la insulină a arătat un efect diferențial al administrării sistemice de insulină asupra metabolismului glucozei pentru striatul ventral drept, dar nu stâng.34). De asemenea, nu am observat diferențe în alte regiuni ale creierului prespecificate, fie pentru că studiul nostru nu avea puterea de a vedea efecte mai puțin robuste, fie pentru că astfel de efecte nu au apărut la momentul de 4 ore. Cu toate acestea, manipularea chimică a nucleului accumbens la șobolani a dus la stimularea neuronilor orexigeni și inhibarea neuronilor anorexigeni din hipotalamus (35), care a ilustrat influența striatumului asupra altor zone ale creierului implicate în hrănire.
Dincolo de recompensă și poftă, nucleul accumbens este implicat esențial în abuzul și dependența de substanțe (36-38), ridicând întrebarea dacă anumite alimente pot crea dependență. Într-adevăr, noțiunea de dependență de alimente a primit o atenție populară extinsă prin cărțile de dietă și rapoartele anecdotice și face din ce în ce mai mult subiectul investigațiilor academice. Studii recente care au folosit fMRI convențional, dependent de nivelul de oxigenare din sânge, au arătat o hiperactivitate selectivă în nucleul accumbens și în zonele creierului asociate la obezi, în comparație cu persoanele slabe, atunci când s-au arătat imagini de alimente foarte gustoase (6-11) și la subiecții care au obținut scoruri mari la o măsură a dependenței de alimente (39). Cu toate acestea, s-ar putea argumenta că acest răspuns de plăcere care implică mâncare nu diferă în mod fundamental de plăcerea unui jucător de golf care vizionează imagini ale unui putting green sau a unui audiofil care aude muzică frumoasă (40). Spre deosebire de cercetările anterioare, studiul nostru a folosit mese de testare cu gust similar și metode ASL pentru a examina activitatea cerebrală nestimulată după 4 ore. Cu toate acestea, validitatea conceptului de dependență alimentară rămâne puternic dezbătută (41-47). Spre deosebire de drogurile de abuz, alimentele sunt necesare pentru supraviețuire, iar unii indivizi pot consuma în mod obișnuit cantități mari de produse alimentare cu IG ridicat (și cu conținut ridicat de calorii, foarte procesate), fără consecințe fizice sau psihologice adverse aparente. Astfel, aplicarea conceptului de dependență de alimente necesită un studiu intervențional și observațional suplimentar orientat mecanic.
În concluzie, am arătat că consumul unei mese de test cu indice glicemic ridicat în comparație cu o masă de test cu IG scăzut a crescut activitatea în regiunile creierului legate de aportul alimentar, recompensă și pofta în perioada postprandială târzie, ceea ce a coincis cu glicemia mai scăzută și mai mare. foame. Aceste constatări neurofiziologice, împreună cu studii de hrănire mai lungi de menținere a pierderii în greutate (48, 49), sugerează că un consum redus de carbohidrați cu IG ridicat (în special, produse din cereale foarte procesate, cartofi și zahăr concentrat) poate ameliora supraalimentarea și facilita menținerea unei greutăți sănătoase la persoanele supraponderale și obeze.
recunoasteri
Mulțumim Dorotei Pawlak, Simon Warfield și Phillip Pizzo pentru discuții și sfaturi stimulate; Joanna Radziejowska pentru ajutor cu formularea și furnizarea mesei de testare; și Henry Feldman pentru sfaturi statistice. Niciuna dintre aceste persoane nu a primit compensații pentru contribuțiile lor.
Responsabilitățile autorilor au fost după cum urmează: DCA, CBE, JMG, LMH, BSL, DSL și ES: au furnizat conceptul și designul studiului; DCA și BSL: au obținut date și au furnizat expertiză statistică; DCA, JMG, LMH, BSL și DSL: date analizate și interpretate; BSL și DSL: redactat manuscrisul; DCA, CBE, JMG, LMH, RR și ES: a revizuit critic manuscrisul; RR: a oferit suport tehnic; DCA, BSL și DSL: finanțare obținută; DCA și DSL: supravegherea asigurată; și DSL: în calitate de investigator principal, a avut acces deplin la toate datele din studiu și și-a asumat responsabilitatea pentru integritatea datelor și acuratețea analizei datelor. DCA a primit subvenții de la NIH și GE Healthcare, care este un furnizor de RMN, pentru dezvoltarea tehnicii de imagistică și aplicații și redevențe prin instituțiile sale academice actuale și foste pentru invenții legate de tehnicile ASL utilizate în acest studiu. DSL a primit subvenții de la NIH și fundații pentru cercetarea, mentoratul și îngrijirea pacienților și redevențele legate de obezitate, dintr-o carte despre obezitatea infantilă. BSL, LMH, ES, RR, CBE și JMG nu au raportat niciun conflict de interese.
Note de subsol
5Abrevieri folosite: ASL, etichetare spin arterială; GI, indice glicemic; VAS, scară vizuală analogică.
REFERINȚE
;
