Biol Psihiatrie. Manuscris de autor; disponibil în PMC 2016 Apr 11.
Publicat în formularul final modificat ca:
Biol Psihiatrie. 2013 Mai 1; 73 (9): 811-818.
Publicat online 2013 Jan 29. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.12.020
PMCID: PMC4827347
NIHMSID: NIHMS763035
Vezi comentariul „Modelele animale duc drumul spre înțelegerea în continuare a dependenței de alimente, precum și furnizarea de dovezi că medicamentele utilizate cu succes în dependență pot fi de succes în tratarea excesivității"În Biol Psihiatrie, volumul 74 la pagina e11.
Abstract
Creierii noștri sunt împovărați pentru a răspunde și a căuta recompense imediate. Astfel, nu este surprinzător faptul că mulți oameni supraviețuiesc, ceea ce, în unele, poate duce la obezitate, în timp ce alții iau droguri, ceea ce, în unele poate duce la dependență. Deși aportul alimentar și greutatea corporală se află sub regulă homeostatică, atunci când sunt disponibile alimente gustoase, capacitatea de a rezista nevoii de a mânca balamale pe auto-control. Nu există nici o autoritate de reglementare homeostatică pentru a verifica consumul de medicamente (inclusiv alcoolul); astfel, reglementarea consumului de droguri este determinată, în cea mai mare parte, de auto-control sau de efectele nedorite (adică, sedarea pentru alcool). Perturbarea atât a proceselor neurobiologice care stau la baza sensibilității la recompensă cât și a celor care stau la baza controlului inhibitor poate duce la aport alimentar compulsiv la unii indivizi și la consumul de droguri compulsive în altele. Există dovezi tot mai mari că întreruperea homeostaziei energetice poate afecta circuitele de recompensă și că o consumare excesivă de alimente poate duce la schimbări în circuitele de recompensă care au ca rezultat consumul alimentar compulsiv, asemănător fenotipului observat cu dependența. Studiul dependenței a produs noi dovezi care indică existența unor comunități semnificative între substraturile neuronale care stau la baza bolii de dependență și cel puțin unele forme de obezitate. Această recunoaștere a determinat o dezbatere sănătoasă pentru a încerca să se stabilească măsura în care aceste tulburări complexe și dimensionale se suprapun și dacă o înțelegere mai profundă a interacțiunii dintre sistemele homeostatice și sistemele de recompensare va conduce la oportunități unice de prevenire și tratament atât a obezității, dependența de droguri.
Atât dependența, cât și obezitatea reflectă dezechilibrele în răspunsurile creierului la stimularea stimulilor în mediul înconjurător. Pentru obezitate, acest dezechilibru poate fi declanșat de anomalii endocrinologice care modifică pragul energetic și modifică sensibilitatea la recompensele alimentare. Cu toate acestea, obezitatea poate rezulta, de asemenea, din accesul ușor la alimente foarte gustoase, consumul excesiv de care poate afecta semnalizarea homeostatică și perturba sensibilitatea la recompensele alimentare. Consumul repetat al unui medicament, pe de altă parte, poate perturba direct circuitul de recompensă, principala țintă farmacologică. Astfel, sistemul dopaminic (DA), prin mesoaccumbens / mesolimbic (recompensă și emoție), mesostriatal (obiceiuri, rutine și mișcare) și mezocortical (funcția executivă), este un substrat comun în neurobiologia ambelor tulburăriFigura 1).
Propunem ca aceste două boli să împărtășească procese neurobiologice care, atunci când sunt perturbate, pot duce la consumul compulsiv, implicând totodată procese neurobiologice unice. Prezentăm dovezi privind substraturile neurobiologice partajate și nu susținem că obezitatea este rezultatul dependenței alimentare, ci mai degrabă că răsplata alimentară joacă un rol critic în supraalimentarea și obezitatea, referindu-se la aceasta ca componenta dimensională a obezității.
Suprapuneri genetice
Factorii sociali și culturali contribuie la epidemia de obezitate. Cu toate acestea, factorii individuali ajută de asemenea să se determine cine va deveni obez în aceste medii. Deși studiile genetice au evidențiat mutații punctuale care sunt suprareprezentate în rândul persoanelor obeze, obezitatea este în mare măsură considerată a fi sub control poligen. Intr-adevar, cel mai recent studiu de asociere intreaga genomului efectuat la persoanele cu 249,796 de coborare europeana a identificat locurile 32 asociate cu indicele de masa corporala (IMC). Cu toate acestea, aceste loci 32 au explicat doar 1.5% din variația IMC (1,2), o situație care este puțin probabil să se îmbunătățească cu mostre mai mari datorită interacțiunilor complexe dintre factorii biologici și cei de mediu. Acest lucru este valabil mai ales când hrana cu conținut ridicat de calorii este disponibilă pe scară largă, nu doar ca o sursă de nutriție, ci și ca o recompensă puternică care, în sine, promovează consumul.
Poate, extinderea domeniului de aplicare a ceea ce înțelegem prin riscul genetic pentru obezitate dincolo de genele legate de homeostazia energetică (3) pentru a include genele care modulează reacția noastră la mediul înconjurător ar crește procentul de variație a IMC explicat prin gene. De exemplu, genele care influențează personalitatea ar putea contribui la obezitate dacă vor eroda perseverența necesară pentru o activitate fizică susținută. În mod similar, genele care modulează controlul executiv, inclusiv auto-controlul, pot ajuta la contracararea riscului de supraalimentare în medii bogate în alimente. Acest lucru ar putea explica asocierea obezității cu genele implicate în neurotransmisia DA, cum ar fi DRD2 Taq I alex A1, care a fost asociat cu dependență (4). În mod similar, există gene la intersecția dintre căile de recompensă și cele homeostatice, cum ar fi receptorul cannabinoid 1 (CNR1), variațiile în care au fost asociate cu IMC și riscul obezității prin majoritatea studiilor (5), precum și cu dependență (6). Și, să ne amintim, de asemenea, în acest context că opioidele endogene sunt implicate în răspunsurile hedonice la alimente și la medicamente și că polimorfismul funcțional A118G în gena receptorului-opioid (OPRM1) a fost asociată cu vulnerabilitate la tulburări de alimentație bruște (7) și alcoolismul (8).
Suprapuneri moleculare: concentrați asupra dopaminei
Decizia de a mânca (sau nu) nu este influențată numai de starea internă a ecuației calorice, ci și de factorii non-homeostatici, cum ar fi gustul alimentar și indicii de mediu care declanșează răspunsuri condiționate. Ultimul deceniu a descoperit numeroase interacțiuni moleculare și funcționale între nivelul homeostatic și nivelul de recompensă al reglementării alimentelor. În mod specific, mai mulți hormoni și neuropeptide implicate în homeostazia energetică influențează calea de recompensă DA (9). În ansamblu, semnalele orexigene homeostatice măresc activitatea celulelor DA din zona tegmentală ventrală (VTA) atunci când sunt expuse la stimuli alimentari, în timp ce cele anorexigene inhibă arderea DA și diminuează eliberarea DA (10). Mai mult, neuronii din VTA și / sau nucleul accumbens (NAc) exprimă peptida tip glucagon-1 (11,12), ghrelin (13,14), leptină (15,16), insulină (17), orexin (18) și receptorii de melanocortină (19). Prin urmare, nu este surprinzător faptul că aceste hormoni / peptide pot influența răspunsurile satisfăcătoare la medicamentele de abuz. Astfel de interacțiuni ar putea explica rezultatele răspunsurilor atenuate la efectele satisfacatoare ale medicamentelor în modelele animale de obezitate (20). În mod similar, studiile efectuate la om au descoperit o relație inversă între IMC și consumul ilicit de droguri (21) și un risc mai scăzut pentru tulburările de consum de substanțe la persoanele obeze (22), inclusiv rate mai mici de nicotină (23) și marijuana (24) abuz. Mai mult, intervențiile care diminuează IMC și reduc nivelurile plasmatice ale insulinei și leptinei sporesc sensibilitatea la medicamente psihostimulante (25) și chirurgia bariatrică pentru obezitate este asociată cu un risc crescut de recidivă la abuzul de alcool și alcoolism (26). Luate împreună, aceste rezultate sugerează puternic posibilitatea ca produsele alimentare și medicamentele să concureze pentru mecanismele de recompensare suprapuse.
Suprapunerile fenomenologice și neurobiologice dintre obezitate și dependență pot fi prezise pe baza faptului că drogurile de abuz ating în aceleași mecanisme neuronale care modulează motivația și conducerea de a căuta și consuma alimente (27). Deoarece medicamentele activează căile de recompensă a creierului mai puternic decât alimentele, acest lucru explică (împreună cu mecanismele de sațietate homeostatice) capacitatea mai mare a medicamentelor de a induce pierderea controlului și comportamentul compulsiv consumator. Căile DA, care modulează răspunsurile comportamentale la stimulii de mediu, joacă roluri centrale în obezitate (și în dependență). Neuronii dopaminergici (atât în VTA, cât și în substantia nigra) modulează nu numai recompensa, ci și motivația și sustenabilitatea efortului necesar pentru a realiza comportamentele necesare pentru supraviețuire. Într-adevăr, șoarecii cu deficiență de DA mor de foame, probabil ca rezultat al unei motivații scăzute de a consuma alimentele, și de a umple striatumul dorsal cu DA restabilește hrănirea și le salvează (28). Există o altă cale DA (calea tuberoinfundibulară) care se proiectează de la hipotalamus la glanda pituitară, dar nu o considerăm aici deoarece nu a fost încă implicată în efectele recompensatoare ale medicamentelor (29), deși poate fi afectată de droguri de abuz (30). Pentru a-și îndeplini funcțiile, neuronii DA primesc proiecții din regiunile creierului implicate cu răspunsuri autonome (hipotalamus, insulă), memorie (hipocampus), reactivitate emoțională (amigdală), excitare (talamus) și control cognitiv (cortex prefrontal) neurotransmițători și peptide (31). În mod previzibil, mulți neurotransmițători implicați în comportamentele care caută consumul de droguri sunt, de asemenea, implicați în consumul alimentar (9).
Dintre toate semnalele implicate în efectele alimentelor și medicamentelor, DA a fost cel mai bine investigat. Experimentele la rozătoare au arătat, de exemplu, că semnalele DA prin receptorii D1 și receptorii D2 (D2R) în striatum dorsal sunt necesare pentru hrănire și alte comportamente legate de consumul de alimente (28). De exemplu, la prima expunere la o recompensă alimentară, arderea neuronilor DA în VTA crește cu o creștere rezultată în eliberarea DA în NAc (32). Cu expunerea repetată, neuronii DA opresc arderea atunci când primesc hrana și focul în loc să fie expuși stimulului care prezice livrarea alimentelor (33). Mai mult decât atât, deoarece creșterile în DA induse de stimularea condiționată prezic prețul comportamentului pe care animalul este dispus să îl plătească pentru a le primi, acest lucru va asigura că mișcarea motivată (alimentată de semnalarea DA) are loc înainte ca animalul să mănânce alimentele în sine. În mod interesant, atunci când indicatorul nu duce la recompensa alimentară așteptată, activitatea neuronului DA este inhibată, scăzând valoarea stimulativă pentru tac (extincția). Modelele animale, atât pentru recompensa alimentară, cât și pentru consumul de droguri, au arătat că, după dispariție, comportamentul consumului de droguri sau alimente poate fi declanșat fie prin expunerea la tac, recompensă sau un factor de stres (34). Această vulnerabilitate la recadere a fost extensiv studiată pe modele animale de administrare a medicamentului și reflectă modificări neuroplastice în acid alfa-amino-3-hidroxi-5-metil-4-izoxazol-propionic și N-metil-D-aspartat de semnalizare glutamatergic (35). Pentru recompensa cu medicamente, studiile au arătat, de asemenea, că un dezechilibru între semnalarea receptorului D1 (îmbunătățită) și semnalizarea (scăzută) a receptorului D2 facilitează consumul compulsiv de droguri (36); se poate anticipa că un dezechilibru similar poate favoriza aportul alimentar compulsiv. Această posibilitate este compatibilă cu un raport recent în care un antagonist tip D1 a fost blocat și un antagonist asemănător cu D2 a crescut reintroducerea comportamentului de căutare a alimentelor (37).
Luate împreună, aceste rezultate sugerează că circuitele homeostatice au evoluat pentru a profita de circuitele dopaminergice pentru a îmbogăți comportamentele de hrănire nu numai cu proprietățile de condiționare / recompensare subsumate inițial de striatumul ventral, ci și cu utilizarea ulterioară a ieșirilor striatului dorsal la structurile corticale implicat direct în motivația cuplării cu răspunsurile motorii necesare comportamentelor orientate spre țintă (38).
Neurocircuitare și suprapuneri comportamentale
Nevoia copleșitoare de a căuta și de a consuma drogul în dependență implică perturbarea nu numai a circuitelor de recompensă, ci și a altor circuite, incluzând interocepția, controlul inhibitor, reglarea stării și a stresului și memoria (39). Se poate argumenta că acest model de dependență de neurocirculare se aplică și anumitor tipuri de obezitate.
Răsplata, condiționarea și motivarea
Drogurile de abuz lucrează prin activarea circuitului de recompense DA, care, dacă este cronic, la persoanele vulnerabile, poate duce la dependență. Anumite alimente, în special cele bogate în zaharuri și grăsimi, sunt, de asemenea, pline de răsplată (40) și poate declanșa dependență ca comportamentele la animalele de laborator (41) și oameni (27). Într-adevăr, alimentele cu conținut ridicat de calorii pot promova supraalimentarea (adică alimentația care nu este cuplată de nevoile energetice) și declanșează asociațiile învățate între stimul și recompensă (condiționarea). Această proprietate a alimentelor gustoase a fost avantajoasă din punct de vedere evolutiv atunci când produsele alimentare erau limitate, dar în medii în care astfel de alimente sunt abundente și omniprezente, este o răspundere periculoasă. Astfel, alimentele gustoase, cum ar fi drogurile de abuz, reprezintă un declanșator puternic al mediului, care, la persoanele vulnerabile, are potențialul de a facilita sau exacerba stabilirea comportamentelor necontrolate.
La om, ingestia de alimente gustoase eliberează DA în striatum proporțional cu gradul de plăcere a mesei (42) și activează circuitele de recompensare (43). În concordanță cu studiile preclinice, studiile imagistice au arătat, de asemenea, că peptidele anorexigenice (de exemplu insulina, leptina, peptida YY) scad sensibilitatea sistemului de recompensare a creierului la recompensa alimentară, în timp ce cele orexigene (de exemplu ghrelinul)44)]. În mod surprinzător, atât subiecții dependenți cât și cei obezi prezintă o mai mică activare a circuitelor de recompensă atunci când li se administrează medicamentul sau alimentele gustoase (45). Acest lucru este contraintuitiv, deoarece se crede că creșterile în DA mediază valorile recompensatoare ale recompenselor de droguri și alimente; prin urmare, răspunsurile DA blânde în timpul consumului ar trebui să prezică extincția comportamentală. Deoarece aceasta nu este ceea ce se vede în clinică, sa sugerat că activarea DA prin consum (de droguri sau alimente) ar putea declanșa consumul excesiv pentru a compensa răspunsul blunt al circuitului de recompensă (46). Studiile preclinice care arată că scăderea activității DA în VTA are ca rezultat o creștere dramatică a consumului de alimente bogate în grăsimi (47) susțin parțial această ipoteză.
Spre deosebire de raspunsurile compensate ale recompenselor in timpul consumului de recompensa, atat subiectii dependenti cat si cei obisnuiti prezinta raspunsuri sensibilizate la indiciile conditionate care prezic o recompensa de droguri sau alimente. Mărimea acestor creșteri ale DA în subiecții dependenți prezice intensitatea poftelor induse de tac (48), iar la animale, acestea prevăd efortul pe care un animal este dispus să-l exercite pentru a obține medicamentul (49). În comparație cu indivizii cu greutate normală, indivizii obișnuiți care urmăresc imagini cu alimente cu conținut ridicat de calorii (stimuli la care sunt condiționați) au prezentat o creștere a activării în regiuni ale circuitelor de recompensă și motivație (NAc, striatum dorsal, cortex orbitofrontal [OFC] [ACC], amigdala, hipocampul și insula) (50). În mod similar, la indivizii obezi cu tulburare de tulburare a excesului de alcool, eliberarea mai mare a DA-atunci când este expusă la indiciile alimentare - a fost asociată cu severitatea tulburării (51).
Actorii extensivi glutamatergici ai neuronilor DA din regiunile implicate în prelucrarea recompenselor (NAc), condiționarea (amigdala, hipocampul, cortexul prefrontal) și atribuirea de saliență (cortexul orbitofrontal) modulează activitatea lor ca răspuns la indiciile condiționate31). Mai precis, proiecțiile din neuronii amygdala, hipocampus și OFC la DA și în NAc sunt implicate în răspunsurile condiționate la alimente (52) și droguri (53). Într-adevăr, studiile imagistice au arătat că atunci când subiecții de sex masculin neobișnuți au fost rugați să-și inhibe pofta de hrană atunci când au fost expuși la indicii alimentare, au scăzut activitatea în amigdală, OFC, hipocampus, insulă și striat; și scăderile OFC au fost asociate cu scăderea dorinței alimentare (54). O inhibare similară a activității OFC (și NAc) a fost observată la abuzatorii de cocaină atunci când li sa cerut să inhibe pofta de droguri în timpul expunerii la indicii de cocaină (55). Cu toate acestea, în comparație cu indicațiile alimentare, indicii de droguri sunt declanșatori mai puternici ai comportamentului de întărire după o perioadă de abstinență. Astfel, după ce au fost stinse, comportamentele întărite prin consumul de droguri sunt mult mai susceptibile la restabilirea indusă de stres decât comportamentul armat cu alimente (56). Totuși, stresul este asociat cu creșterea consumului de alimente gustoase și a câștigului în greutate și o potențare a activării OFC la recompensele alimentare (57).
Se pare că activarea DA a striatului prin indicii (inclusiv contextele legate de consumul de droguri) este implicată în dorința (dorința), ca declanșator al comportamentelor orientate spre consumarea recompensei dorite. Într-adevăr, DA modulează, de asemenea, motivația și persistența (58). Deoarece consumul de droguri devine principala motivație motivațională în dependență, subiecții dependenți sunt excitați și motivați de procesul de obținere a medicamentului, dar retrași și apatici atunci când sunt expuși la activități non-legate de droguri. Această schimbare a fost studiată prin compararea activării creierului în prezența sau absența indicilor de droguri. Spre deosebire de scăderea activității prefrontale raportată la abuzatorii de cocaină detoxificați atunci când nu sunt stimulați cu indicii de droguri sau de droguri [vezi59)], regiunile ventriculare și medii prefrontale (inclusiv OFC și ventral ACC) devin activate cu expunere la stimuli care provoacă poftă (medicamente sau indici) (60,61). De asemenea, atunci când subiecții care suferă de dependență de cocaină inhibă în mod intenționat pofta atunci când sunt expuși la indicii de droguri, cei care au reușit să scadă metabolismul în mediul OFC (procesează valoarea motivațională a unui întăritor) și NAc (prezice recompensa)55), în concordanță cu implicarea OFC, ACC și striatum în motivația sporită de a procura drogul văzut în dependență. OFC este, de asemenea, implicat în atribuirea valorii de saliență alimentelor (62), contribuind la evaluarea plăcii și gustului anticipat, în funcție de contextul său. Subiecții cu greutate normală expuși la indicațiile alimentare au prezentat o activitate crescută în OFC, care a fost asociată cu poftă de mâncare (63). Există dovezi că OFC suportă, de asemenea, alimentația condiționată (64) și că aceasta contribuie la supraalimentarea, indiferent de semnalele de foame (65). Într-adevăr, mai multe linii de cercetare susțin o legătură funcțională între afectarea OFC și consumul dezordonat, incluzând asocierea raportată între consumul dezinhibat la adolescenți obișnuiți și volumul redus de OFC (66). În contrast, au fost observate volume mai mari de OFC medial atât la pacienții cu bulimie nervoasă,67) și afectarea OFC la maimuțele rhesus a fost raportată ca având ca rezultat hiperfagia (68).
Apariția poftelor condiționate și motivația stimulentelor pentru recompensă, care pentru alimente apare și la persoanele sănătoase care nu o mănâncă (69), nu ar fi la fel de devastatoare daca nu ar fi cuplate cu deficite tot mai mari in capacitatea creierului de a inhiba comportamentele maladaptive.
Auto-control și abilitatea de a rezista ispitei
Capacitatea de a inhiba răspunsurile prepotante și de a exercita auto-controlul contribuie la capacitatea unui individ de a suprima comportamentele necorespunzătoare, cum ar fi consumul de droguri sau consumul de alcool peste punctul de sațietate, modulând astfel vulnerabilitatea la dependență sau, respectiv, la obezitate70,71). Studiile preclinice și clinice au sugerat că tulburările de semnalizare striatală DA pot submina autocontrolul, așa cum este descris mai jos.
Studiile imagistice au arătat că disponibilitatea redusă a receptorilor striatali D2R este o anomalie consistentă într-o mare varietate de dependențe de droguri și una care poate persista luni după detoxifiere [revizuită în (59)]. În mod similar, studiile preclinice au arătat că expunerile repetate la medicament sunt asociate cu reduceri de durată ale nivelurilor și semnalului D2R striatale (72,73). În striat, receptorii D2 mediază semnalarea prin calea indirectă care modulează regiunile frontocorticale, iar reglarea în jos îmbunătățește sensibilizarea medicamentului la modelele animale (74), în timp ce reglajul în sus influențează consumul de droguri (75). Mai mult, inhibarea D2R striatal sau activarea neuronilor striatali care exprimă receptorul D1 (semnalarea mediată în calea directă striatală) sporește sensibilitatea la recompensele medicamentului (74). Dysregularea semnalizării striatale D2R a fost, de asemenea, implicată în obezitate (76,77) și în aportul alimentar compulsiv la rozătoarele obeze (78). Cu toate acestea, măsura în care există procese de reglementare similare opuse pentru căile directe (scăzute) și indirecte (crescute) în obezitate rămâne neclară.
Reducerea D2R striatal în dependență și în obezitate este asociată cu scăderea activității în regiunile prefrontale implicate în atribuirea salienței (OFC), detecția și inhibarea erorilor (ACC) și luarea deciziilor (cortexul prefrontal dorsolateral) (73,79,80). Astfel, o reglementare necorespunzătoare prin semnalizarea D2R mediată de DA a acestor regiuni frontale la subiecții dependenți și obezi ar putea sublinia valoarea stimulativă îmbunătățită a motivației drogurilor sau alimentelor și dificultatea de a le rezista (70,71). În plus, deoarece deficiențele în OFC și ACC sunt asociate cu comportamente compulsive și impulsivitate, modularea defectuoasă a dopaminei în aceste regiuni este susceptibilă să contribuie la comportamentul compulsiv și impulsiv al aportului de droguri (dependență) sau de alimentație (obezitate).
În mod similar, o disfuncție preexistentă a regiunilor prefrontale ar putea sublinia vulnerabilitatea consumului excesiv de droguri sau alimente, care ar fi exacerbată și mai mult de scăderea D2R striatale (induse de droguri sau de stres, nu este clar dacă dietele obezogenice scad stritonul D2R ). Într-adevăr, am arătat că subiecții care, în ciuda faptului că au un risc genetic ridicat pentru alcoolism (istorie familială pozitivă a alcoolismului) nu erau alcoolici, aveau D2R striatal mai mare decât cel normal, asociat cu metabolismul prefrontal normal (81) care le-ar fi putut proteja de alcoolism. Interesant este faptul că un studiu recent al unor frați care au discutat despre dependența lor de medicamente stimulante a constatat că OFC a fraților dependenți a fost semnificativ mai mic decât cel al fraților sau subiecților care nu au fost supuși controlului (82).
Imaginile imagistice ale creierului susțin, de asemenea, ideea că modificările structurale și funcționale din regiunile creierului implicate în funcția executivă (inclusiv inhibitorie) sunt asociate cu IMC înalt la indivizi sănătoși. De exemplu, un studiu de imagistică prin rezonanță magnetică a femeilor vârstnice a constatat o corelație negativă între volumul IMC și materia cenușie (inclusiv regiunile frontale), care, în OFC, au fost corelate cu funcția executivă afectată (83). Alte studii au descoperit scăderi semnificative ale fluxului sanguin în cortexul prefrontal asociat cu o greutate mai mare la subiecții sănătoși de control (84,85), iar un studiu de imagistică prin rezonanță magnetică funcțională a raportat o afectare a funcției executive la femeile obeze (86). În mod similar, la subiecții sănătoși de control, IMC a fost corelat negativ cu activitatea metabolică în regiunile prefrontale pentru care activitatea a prezis scorurile la testele funcției executive (87). Interesant este faptul că dieterii cu succes au activat regiunile prefrontale implicate în controlul inhibitor (cortexul prefrontal dorsolateral și OFC) în timp ce consuma (88). Aceste și alte studii evidențiază o corelație între funcția executivă și dependența și riscul / fenotipurile obezității, iar cercetările ulterioare vor ajuta la clarificarea detaliilor, precum și a diferențelor dintre aceste fenotipuri.
În mod clar, diferențele individuale în funcția executivă pot constitui un risc prodromal pentru obezitatea ulterioară în unele persoane (89). Interesant este că o investigație transversală a capacității copiilor de a se autoregla, de a rezolva problemele și de a se angaja în comportamente de sănătate direcționate către scop, a demonstrat că funcția de funcții executive este corelată negativ nu numai cu utilizarea substanțelor, ci și cu consumul de alimente gustoase cu conținut ridicat de calorii și cu comportamente sedentare (90).
Conștientizarea semnalelor interoceptive
Insula mijlocie joacă un rol esențial în pofta de mâncare, cocaină și țigări (91-93). Importanța sa în dependență a fost evidențiată atunci când un studiu a constatat că fumătorii care au suferit un accident vascular cerebral care a distrus insula au reușit să renunțe ușor și fără a suferi nici poftă, nici recidivă (94). Insula, în special regiunile sale anterioare, este conectată reciproc cu mai multe regiuni limbice și susține funcțiile interoceptive, integrând informațiile emoționale și de motivare ale informațiilor autonome și viscerale și oferind conștientizarea conștientă a acestor nevoi (95). În concordanță cu această ipoteză, numeroase studii de imagistică arată o activare diferențială a insulei în timpul poftei (95). În consecință, reactivitatea insulei a fost sugerată ca un biomarker pentru a ajuta la prezicerea recidivei (96).
Insula este, de asemenea, o zonă principală de gustare, care participă la multe aspecte ale comportamentelor alimentare, cum ar fi gustul. În plus, insula rostrală (conectată la cortexul gustului primar) furnizează informații OFC care influențează reprezentarea multimodală a plăcii sau a valorii de recompensă a produselor alimentare (97). Din cauza implicării insulei în sensul interoceptiv al corpului, în conștientizarea emoțională (98), și în motivație și emoție (97), o contribuție a insuficienței insulare la obezitate nu ar trebui să fie surprinzătoare. Într-adevăr, disfuncția gastrică are ca rezultat activarea insulei posterioare, o reflectare probabilă a rolului său în conștientizarea stărilor corpului (în acest caz al plinătății) (99). Mai mult, la subiecții slabi, dar nu la cei obezi, disfuncția gastrică a determinat activarea amigdalei și dezactivarea insulei anterioare (100). Lipsa răspunsului amigdalar la subiecții obezi ar putea reflecta o conștientizare interceptivă blândă a stărilor corporale legate de sațietate (stomacul plin). Chiar dacă modularea activității insulare prin DA a fost prost investigată, se recunoaște că DA este implicat în răspunsurile la degustarea alimentelor gustoase care sunt mediate prin insulă (101). Într-adevăr, la oameni, degustarea alimentelor gustoase a activat zonele insulare și midbrain (102,103). În plus, semnalarea DA pare a fi, de asemenea, necesară pentru detectarea conținutului de calorii al alimentelor. De exemplu, atunci când femeile greutate normală au gustat un îndulcitor cu calorii (zaharoză), zona insulei și midbrain DA au devenit activate, în timp ce degustarea unui îndulcitor fără calorii (sucraloza) a activat insula (103). Subiecții obezi prezintă o mai mare activare insulară decât subiecții normali de control atunci când degustă o masă lichidă cu zahăr și grăsimi (102). În contrast, subiecții care s-au recuperat din anorexia nervoasă arată o activare insulară mai mică atunci când se degustă zaharoză și nici o asociere a senzațiilor de plăcere cu activarea insulară observată la subiecții de control (104).
Partea întunecată a dimensiunii dependente
Partea întunecată a dependenței a fost inițial propusă de Koob și Le Moal (105) pentru a descrie tranziția pe care indivizii dependenți de droguri o experimentează între utilizarea inițială și plăcută a drogurilor la cea care, cu utilizare repetată, are ca rezultat consumul de droguri pentru a scuti stările emoționale negative. Mai recent, Parylak et al. (106) au sugerat că se poate produce o tranziție similară în dependența de alimente cu expunerea la alimente obezogenice. Ei au subliniat că atât în dependența de droguri, cât și în anumite cazuri de obezitate sau tulburări de alimentație, stresul și stările negative (depresia, anxietatea) pot provoca consumul de droguri (dependență) sau consumul de alimente la om (obezitate și tulburări de alimentație). Modelul lor evidențiază importanța circuitelor cerebrale care modulează reactivitatea stresului și antiretrarea, care sunt îmbunătățite după expunerea repetată la medicamente, dar și după accesul intermitent la alimentele gustoase. Centrale pentru modelul lor este o sensibilitate sporită a amigdalei extinse și creșterea semnalării prin factorul de eliberare a corticotropinei și peptide asociate factorului de eliberare a corticotropinei, care mediază răspunsurile la stres.
În paralel, recunoașterea faptului că habenula mediază inhibiția arderii neuronului VTA DA când nu se materializează o recompensă preconizată (107) implică, de asemenea, această regiune în a contribui la astfel de circuite antireferă. Astfel, o sensibilitate sporită a habenula, ca urmare a expunerii cronice la medicament, ar putea să stea la baza unei reacții mai mari la indicii de droguri și, de asemenea, să contribuie la starea disforică în timpul retragerii. Într-adevăr, activarea habenulei laterale, la modelele animale de dependență de cocaină sau heroină, a fost asociată cu recidiva (108,109). Habenula este, de asemenea, implicată în recompensa alimentară: neuronii din nucleul tegmental patromedial, care primesc o contribuție majoră din habenula laterală, se proiectează la neuronii VTA DA și se activează după privarea alimentară (110). Aceste constatări sunt în concordanță cu rolul habenului lateral în medierea răspunsurilor la stimuli sau stări aversive cum ar fi cele care apar în timpul dietei sau retragerii de medicamente.
Rezumat și implicații
Creierul uman este un sistem complex biologic care este organizat în arhitectura stratificată a rețelelor interactive, denumită uneori bowtie (111), prin care o pâlnie de îngustare a mai multor intrări potențiale se converge într-un număr relativ mic de procese înainte de a fi reintrodus într-o diversitate de ieșiri. Consumul de comportament reprezintă un exemplu excelent al acestei arhitecturi în care hipotalamusul este un nod central al bolii metabolice (Figura 2A) și nucleele DA midbrain DA (VTA și substantia nigra) și regiunile lor de proiecție (NAc, amigdala, hipocampus, striatum dorsal și cortexul prefrontal, motor și temporal) reprezintă un nod central pentru un sistem care reacționează la stimuli externi și alimente), precum și semnale interne relevante (adică foame, sete) (Figura 2B). Aceste două sisteme pot fi văzute ca exemple de arhitecturi în straturi imbricate (111), în care DA Bowtie subzistă semnalele interne mediate de semnalizarea hipotalamică (Figura 2C). Acest model ajută la explicarea exemplelor proliferative de puncte de contact dintre obezitate și dependență, dintre care unele au fost evidențiate în această revizuire.
Astfel, strategiile care împrumută de la succesul strategiilor de prevenire și tratament în dependență ar putea fi benefice în obezitate. Cercetarea viitoare în acest domeniu ar trebui să includă strategii sociale și strategice pentru reducerea disponibilității alimentelor obezogenice (restricționarea vânzărilor, creșterea costurilor acestora), creșterea accesului la agenți de întărire alternativi (alimente sănătoase care să concureze în prețul hranei cu calorii înalte și accesul la substanțe fizice activitate) și să dezvolte educația (profitând de școli, familii și comunități). În mod similar, cercetarea terapeutică ar putea să se concentreze asupra strategiilor clinice și sociale pentru a diminua proprietățile de întărire a alimentelor și a restabili / îmbunătăți proprietățile recompensatoare ale armatorilor alternativi (încorporează recompense sociale, activitate fizică, contingențe), inhibă asociațiile învățate condiționate (stingerea răspunsurilor condiționate, învățarea noilor asociații), scăderea reactivității stresului și îmbunătățirea stării de spirit (activitatea fizică, terapia cognitivă) și întărirea controlului general al scopului (tratamente cognitive și comportamentale). Aspectele translaționale care decurg din recunoașterea naturii suprapuse a acestor boli reprezintă doar una din direcțiile viitoare de cercetare posibile identificate în această revizuire (Tabelul 1).
Se spune că cele două mari amenințări care pot fi prevenite pentru sănătatea publică (fumatul și obezitatea) implică circuitul de recompense care determină motivația indivizilor de a consuma recompense, în ciuda faptului că sunt dăunătoare pentru sănătatea lor. Soluțiile pentru ambele epidemii vor necesita, în plus față de abordările individuale adaptate, inițiative generale de sănătate publică care promovează schimbări inteligente în mediul înconjurător.
recunoasteri
Această cercetare a fost susținută de Institutul Național de Sănătate (Programul de Cercetare Intramural al Institutului Național pentru Alcoolism și Abuzul de Alcool).
Note de subsol
Autorii nu raportează interese financiare biomedicale sau potențiale conflicte de interese.
Referinte