Cresterea in greutate este asociata cu un raspuns redus de stridii la alimentele palatabile (2010)

Comentariu: Studiul demonstrează la om că alimentele - un agent de întărire natural - pot provoca o scădere a receptorilor dopaminei. Porno-ul pe internet este mai puțin stimulant decât mâncarea „foarte plăcută”?

 

ARTICOLUL LA: Cercetarea examinează ciclul vicios al mâncării și obezității (rezumat mai jos)

Lansat: 9 / 29 / 2010 4: 30 PM EDT
Sursă: Universitatea din Texas, Austin

New de cercetare ofera dovezi ale ciclului vicios creat atunci cand un om obisnuit overeats pentru a compensa pentru placere redus de la mancare.

Persoanele obeze au mai puțini receptori de plăcere și supraviețuiesc pentru a compensa, potrivit unui studiu efectuat de Universitatea din Texas la Austin, cercetător principal și cercetător la Institutul de Cercetări Oregon Eric Stice și colegii săi, publicat săptămâna aceasta în The Journal of Neuroscience.

Stice demonstrează că această supraalimentare poate slăbi și mai mult reacția receptorilor de plăcere ("circuitul de recompensare hipofuncțională"), diminuând în continuare recompensele obținute prin supraalimentare.
Alimentarea cu alimente este asociată cu eliberarea de dopamină. Gradul de plăcere derivat din consumul de alimente se corelează cu cantitatea de dopamină eliberată. Dovezile arată că indivizii obezi au mai puțini receptori ai dopaminei (D2) din creier în raport cu indivizii slabi și sugerează indivizilor obezi să supraviețuiască pentru a compensa acest deficit de recompensă.

Persoanele cu mai puțini receptori de dopamină trebuie să ia mai multă substanță plină de satisfacții - cum ar fi mâncarea sau medicamentele - pentru a obține un efect pe care alți oameni îl obțin cu mai puțin.

Desi recentele descoperiri au sugerat ca persoanele obeze ar putea experimenta mai putin placere atunci cand mananca si, prin urmare, mananca mai mult pentru a compensa, aceasta este prima dovada care sa arate ca supraalimentarea in sine incetineste circuitul recompensa, spune Stice, un om de stiinta de la Oregon Research Institutul, un centru de cercetare non-profit, independent de comportament. "Răspunsul slăbit al circuitelor de recompensă mărește riscul creșterii viitoare a greutății într-o manieră avansată. Acest lucru poate explica de ce obezitatea prezinta de obicei un curs cronic si este rezistent la tratament.

Utilizând imagistica rezonanței magnetice funcționale (fMRI), echipa lui Stice a măsurat măsura în care o anumită zonă a creierului (striatum dorsal) a fost activată ca răspuns la consumul individual de gust de lapte de ciocolată (față de o soluție fără gust). Cercetatorii au urmarit schimbarile participantilor in indicele de masa corporala de peste sase luni.

Rezultatele au indicat faptul ca participantii care au castigat in greutate au aratat activarea semnificativ mai putin, ca raspuns la consumul de lapte de grasime la urmarirea de sase luni in raport cu scanarea lor initiala si in raport cu femeile care nu au castigat in greutate.

Aceasta este o contributie noua la literatura de specialitate, deoarece, pentru cunostintele noastre, acesta este primul studiu prospectiv fMRI pentru a investiga schimbarea in raspunsul striatal la consumul de alimente, in functie de schimbarea in greutate, a spus Stice. Aceste rezultate vor fi importante atunci cand se dezvolta programe pentru prevenirea si tratarea obezitatii.

Cercetarea a fost efectuata la Universitatea din Oregon centru de imagistica creierului. Co-autori ai lui Stice includ Sonja Yokum, fost post-doctorat la Universitatea din Texas, Austin.

Stice a studiat tulburările de alimentație și obezitatea pentru anii 20. Această cercetare a produs mai multe programe de prevenire care reduc în mod credibil riscul apariției tulburărilor de alimentație și a obezității.

 

STUDIUL: Cresterea in greutate este asociata cu un raspuns redus la stresul alimentatiei palatabile.

J Neurosci. Manuscris de autor; disponibil în PMC Mar 29, 2011.
Publicat în formularul final modificat ca:
PMCID: PMC2967483
NIHMSID: NIHMS240878
Ultima versiune editată a editorului a acestui articol este disponibilă gratuit la adresa J Neurosci
Vezi alte articole din PMC că citează articolul publicat.

Abstract

În concordanță cu teoria conform căreia indivizii cu circuit de recompensare hipo-funcționali supraviețuiesc pentru a compensa un deficit de recompensă, oamenii obezi față de cei slabi au mai puțini receptori D2 striatali și prezintă răspuns mai puțin striatal la aportul alimentar gustos și răspunsul scazut striat la aportul alimentar la cei cu risc genetic pentru semnalarea redusă a circuitelor de recompensă bazate pe dopamină. Cu toate acestea, studiile efectuate la animale indică faptul că consumul de alimente gustoase duce la scăderea reglării receptorilor D2, la scăderea sensibilității la D2 și la scăderea sensibilității la recompensă, ceea ce implică faptul că supraalimentarea poate contribui la reducerea răspunsului striatal. Astfel, am testat dacă supraalimentarea conduce la reducerea răspunsului striatal la aportul alimentar gustos la om folosind măsurători repetate cu ajutorul imaginii de rezonanță magnetică funcțională (fMRI). Rezultatele au arătat că femeile care au câștigat greutate pe o perioadă de 6-luni au prezentat o reducere a răspunsului striatal la consumul de alimente gustoase comparativ cu femeile stabile în greutate. În mod colectiv, rezultatele sugerează că sensibilitatea scăzută a circuitelor de recompensă crește riscul de supraalimentare și că această supraalimentare poate atenua în continuare reactivitatea circuitelor de recompensare într-un proces de alimentare înainte.

Cuvinte cheie: obezitate, striatum, fMRI, gust, recompensă, creștere în greutate

Introducere

Striatul joacă un rol cheie în recompensarea codificării de la aportul alimentar. Hrănirea este asociată cu eliberarea de dopamină (DA) în striatul dorsal și gradul de eliberare a DA corelează cu cantitatea de plăcere din consum (Szczypka și colab., 2001; Small și colab., 2003). Striatul dorsal răspunde la ingerarea ciocolatei în oameni slabi și este sensibil la devalorizarea sa prin hrănirea dincolo de sațietate (Small și colab., 2001).

Persoanele obeze prezintă o disponibilitate redusă a receptorilor D2 striatal decât cei slabi (Wang și colab., 2001; Volkow și colab., 2008) și șobolanii obezi au niveluri bazale DA mai scăzute și disponibilitate redusă a receptorilor D2 decât șobolani slabi (Orosco și colab., 1996; Fetissov și colab., 2002). Persoanele obezi versus cei slabi arată o mai mică activare a regiunilor țintă ale DA striate (caudate, putamen) ca răspuns la aportul alimentar gustos (Stice și colab., 2008b, a), dar prezintă o activare striatală mai mare ca răspuns la imaginile alimentelor (Rothemund și colab., 2007; Stoeckel și colab., 2008; Stice și colab., 2010), ceea ce sugerează o disociere între recompensarea alimentară consumatoare și importanța stimulentelor pentru indicii alimentari. Critic, oamenii care au prezentat o activare striatala mai slaba ca raspuns la consumul de alimente care a avut o alela A1 TaqIA, care este asociata cu disponibilitatea scazuta a receptorilor striatali D2 (Noble și colab., 1991; Ritchie & Noble, 2003; Tupala și colab., 2003) și a metabolismului redus în stare de repaus (Noble, 1997), a arătat creșterea viitoare a creșterii în greutate (Stice și colab., 2008a). În mod colectiv, aceste constatări sunt în concordanță cu teoria potrivit căreia indivizii cu o capacitate de semnalizare mai mică în circuitele de recompensă supraviețuiesc pentru a compensa acest deficit de recompensă (Blum, 1996; Wang, 2002).

Cu toate acestea, există dovezi că consumul de alimente gustoase duce la reglarea în jos a semnalizării DA. Administrarea regulată a alimentelor bogate în grăsimi și alimente bogate în zahăr, care are ca rezultat creșterea în greutate, conduce la reglarea în jos a receptorilor post-sinaptici D2, la scăderea sensibilității D2 și la sensibilitatea redusă a răsplății la rozătoare (Colantuoni și colab., 2001; Bello și colab., 2002; Kelley și colab., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Deoarece aceste date implică faptul că supraalimentarea poate contribui la o atenuare suplimentară a reactivității striate la alimente, am efectuat un studiu prospectiv pentru măsurarea imaginii prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) pentru a testa direct dacă supraalimentarea este asociată cu activarea striatală redusă ca răspuns la alimentele gustoase din oameni.

Materiale și metode

Participanții

Participantii au fost 26 supraponderali si femei tinere obeze (M age = 21.0, SD = 1.11, M BMI = 27.8, SD = 2.45). Eșantionul a constat din 7% asiatic / Pacific Islander, 2% afro-americani, 77% americani europeni, 5% americani nativi și 9% moștenire rasistă mixtă. Participanții au dat acordul scris. Panoul de evaluare etică locală a aprobat acest studiu. Cei care au raportat comportamente alimentare sau comportamente compensatorii în ultimele luni 3, utilizarea curentă a medicamentelor psihotrope sau a medicamentelor ilicite, rănirea capului cu pierderea conștienței sau tulburarea psihică Axis I actuală au fost excluse. Datele au fost colectate la momentul inițial și la o urmărire 6-lună.

măsuri

Masa corpului

Indicele de masă corporală (IMC = kg / m2) a fost utilizat pentru a reflecta adipozitatea (Dietz și Robinson, 1998). După îndepărtarea pantofilor și a straturilor, înălțimea a fost măsurată la cel mai apropiat milimetru folosind un stadiometru, iar greutatea a fost evaluată la cea mai apropiată valoare 0.1 kg folosind o scală digitală. Două măsuri din fiecare au fost obținute și medii. Participanților li sa cerut să nu se mănânce timp de ore 3 înainte de a încheia măsuri antropomorfe în scopul standardizării. IMC se corelează cu măsurătorile directe ale grăsimii corporale totale, cum ar fi absorbiometria cu raze X cu energie duală (r = .80 la .90) și cu măsuri de sănătate cum ar fi tensiunea arterială, profilurile lipoproteinelor adverse, leziunile aterosclerotice, nivelele de insulină serică și diabetul zaharat (Dietz și Robinson, 1998).

fMRI paradigma

Participanților li sa cerut să își consume mesele regulate, dar să se abțină de la a manca sau de a bea (inclusiv băuturi cu cofeină) pentru orele 4-6 care precedă sesiunea de imagistică pentru standardizare. Am selectat această perioadă de deprivare pentru a surprinde starea de foame pe care majoritatea indivizilor o simt când se apropie de masa următoare, ceea ce este un moment în care diferențele individuale în răsplata alimentară ar avea un impact logic asupra aportului caloric. Participanții au completat paradigma dintre 11: 00 și 13: 00 sau 16: 00 și 18: 00. Deși am încercat să realizăm scanări de bază și de urmărire în același timp al zilei, din cauza limitărilor de programare, doar 62% dintre participanți au efectuat cea de-a doua scanare în interval de 3 de la momentul finalizării scanării inițiale (diferența M în timp de scanări = 3.0 ore, interval = .5 până la 6.0 ore). Participanții au fost familiarizați cu paradigma fMRI prin practicarea pe un calculator separat înainte de scanare.

Paradigma milkshake a fost concepută pentru a examina activarea ca răspuns la consum și la consumul anticipat de alimente gustoase (Fig 1), deși acest raport s-a concentrat exclusiv pe primul. Stimulii au fost prezentați în 5 etape de scanare separate. Stimulii au constat din 2 imagini (pahar de milkshake și pahar de apă) care au semnalat livrarea fie a 0.5 ml de un milkshake de ciocolată, fie a unei soluții insipide. Ordinea de prezentare a fost randomizată între participanți. Milkshake-ul de ciocolată a constat din 4 linguri de înghețată de vanilie Häagen-Daz, 1.5 căni de lapte 2% și 2 linguri de sirop de ciocolată Hershey. Soluția fără gust, fără calorii, care a fost concepută pentru a imita gustul natural al salivei, a constat din 25 mM KCl și 2.5 mM NaHCO3. Am folosit saliva artificiala deoarece apa are un gust care activeaza cortexul gustului (Zald & Pardo, 2000). Imaginile au fost prezentate timp de 2 secunde folosind MATLAB. Livrarea gustului a avut loc la 7-10 secunde după debutul tacului și a durat 5 secunde. Fiecare eveniment de interes a durat 5 secunde. Fiecare alergare a constat din 20 de evenimente de aport de milkshake și 20 de evenimente de aport de soluție fără gust. Fluidele au fost livrate folosind pompe seringi programabile (Braintree Scientific BS-8000) controlate de MATLAB pentru a asigura un volum, o rată și un timp de livrare consistente. Seringi de șaizeci de ml umplute cu milkshake de ciocolată și soluție fără gust au fost conectate printr-un tub Tygon printr-un ghid de undă la un colector atașat la bobina capului în scanerul RMN. Colectorul se încadrează în gura participanților și livrează gustul pe un segment consistent al limbii (Fig 2). Această procedură a fost utilizată cu succes în trecut pentru a furniza lichide în scaner și a fost descrisă în detaliu în altă parte (Stice și colab., 2008b). Participanții au fost instruiți să înghită când au văzut cuvintele "înghiți". Imaginile au fost prezentate cu un proiector digital / un sistem de afișare cu afișaj invers într-un ecran la capătul din spate al găurii scanerului MRI și au fost vizibile printr-o oglindă montată pe bobina de cap.

Fig 1    

Exemplu de sincronizare și ordonare de prezentare a imaginilor și a băuturilor pe parcursul rundei.
Fig 2    

Galeria de gustare este ancorată la masă. Pentru fiecare subiect sunt folosite tuburi și seringi noi, iar piesa bucală este curățată și sterilizată între utilizări.

Imagistica și analiza statistică

Scanarea a fost efectuată de către un scaner RMN Siemens Allegra 3 Tesla. O bobină de pasăre standard a fost utilizată pentru a obține date din întregul creier. O pernă de vacuum din spumă termică și o aditivă suplimentară au fost folosite pentru a restrânge mișcarea capului. În total, scanările 152 au fost colectate în timpul fiecărui ciclu funcțional. Scanările funcționale au utilizat o secvență de imagini cu ecou planar (EPI) gradient T2 * gradient (TE = 30 ms, TR = 2000 ms, unghi de înclinare = 80 °) cu o rezoluție plană în 3.0 × 3.0 mm2 (64 × 64 matrice; 192 × 192 mm2 câmp de vizualizare). Pentru a acoperi întregul creier, s-au obținut felii 32 4mm (achiziție intercalată, fără sărire) de-a lungul planului oblic transversal AC-PC determinat de secțiunea midsagittală. Analizele structurale au fost colectate utilizând o secvență ponderată cu recuperare inversă T1 (MP-RAGE) în aceeași orientare ca secvențele funcționale pentru a furniza imagini detaliate anatomice aliniate la scanările funcționale. Secvențe RMN structurale cu rezoluție înaltă (FOV = 256 × 256 mm2, Matrice 256 × 256, grosime = 1.0 mm, număr de felie ≈ 160).

Datele au fost pre-procesate și analizate utilizând SPM5 (Departamentul de Imaging Neuroscience, Londra, Marea Britanie) în MATLAB (Mathworks, Inc., Sherborn, MA) (Worsley și Friston, 1995). Imaginile au fost corectate pentru obținerea de timp la felia obținută la 50% din TR. Imaginile funcționale au fost realinizate la mijloc. Imaginile anatomice și funcționale au fost normalizate la creierul standard MNI creier implementat în SPM5 (ICBM152, pe baza unei medii de scanări RMN normale 152). Normalizarea a dus la o dimensiune a voxelului de 3 mm3 pentru imagini funcționale și o dimensiune a voxelului de 1 mm3 pentru imagini structurale. Imaginile funcționale au fost netezite cu un kernel izotropic Gaussian 6 mm FWHM.

Pentru a identifica regiuni ale creierului activat prin consumul de alimente gustoase, am contrastat răspunsul BOLD în timpul primirii unui milkshake față de primirea unei soluții fără gust. Consideram ca gustul in gura a fost recompensa consumatoare, mai degraba decat cand gustul a fost inghitit, dar recunosc ca efectele post-ingerare contribuie la valoarea recompensa a alimentelor (O'Doherty și colab., 2002). Efectele specifice condițiilor la fiecare voxel au fost estimate utilizând modele generale liniare. Au fost compilate și introduse vectori ai factorilor de interes pentru fiecare eveniment de interes, astfel încât răspunsurile legate de eveniment să poată fi modelate de funcția canalică de răspuns hemodinamic (HRF), implementată în SPM5, care constă dintr-un amestec de funcții gamma 2 emulați vârful timpuriu la 5 secunde și subpunctul ulterior. Pentru a ține cont de varianța indusă prin înghițirea soluțiilor, am inclus timpul tau de înghițire (subiecții au fost pregătiți să înghită în acest moment) ca variabilă de control. De asemenea, am inclus derivate temporale ale funcției hemodinamice pentru a obține un model mai bun al datelor (Henson și colab., 2002). Un filtru de trecere 128 secundar (pe convenție SPM5) a fost utilizat pentru a elimina zgomotul cu frecvență joasă și driftul lent în semnal.

Hărți individuale au fost construite pentru a compara activările din cadrul fiecărui participant pentru primirea contrafacerii cu lapte de mâncare - recepție fără gust. Comparațiile între grupuri au fost apoi efectuate folosind modele de efecte aleatorii pentru a ține cont de variabilitatea inter-participant. Estimările paradigmelor au fost introduse într-un al doilea nivel ANOVA (efecte aleatoare ale 2 × 2) (grup de creștere în greutate față de greutate stabilă sau grup de câștig în greutate față de grupul de pierdere în greutate sau greutate stabilă față de grupul de pierdere în greutate ). Semnificația activării BOLD a fost determinată luând în considerare atât intensitatea maximă a unui răspuns cât și amploarea răspunsului. Am efectuat căutări în regiuni de interes folosind vârfuri din striatul dorsal identificat anterior (Stice și colab., 2008a) ca centroizi pentru a defini sfere de diametru 10-mm. Semnificația pentru aceste ROI a priori a fost evaluată la un prag statistic de P <0.005 necorectat și extinderea clusterului ≥ 3 voxeli. Pentru a ne adapta la faptul că am efectuat mai multe comparații, raportăm valorile p corectate cu rata de descoperire falsă (FDR) (p <.05).

Validare

Dovezile sugerează că această paradigmă a fMRI este o măsură valabilă a diferențelor individuale în ceea ce privește recompensarea alimentară anticipată și consumatoare (Stice și colab., 2008b). Participanții au apreciat în mod semnificativ milkshake-ul (r = .68) mai plăcut decât soluția fără gust pe o scală vizuală analogică. Evaluările de bunăstare ale milkshake-ului au corelat cu activarea în girusul parahippocampal ca răspuns la primirea laptelui de lapte (r = .72), o regiune sensibilă la devalorizarea produselor alimentare (Small și colab., 2001). Activarea în regiuni reprezentând recompensa alimentară consumatoare ca răspuns la primirea laptelui de lapte în această paradigmă fMRI corelată (r = .84 la .91) cu auto-raportat plăcere percepute pentru o varietate de alimente, astfel cum a fost evaluat cu o versiune adaptată a Inventarul de craving alimente (White și colab., 2002). Activarea ca răspuns la recompensa alimentară consumatoare în această paradigmă fMRI corelează (r = .82 la .95) cu cât participă cei mai mulți participanți la alimente și cât de mult alimente lucrează pentru aceștia într-o sarcină comportamentală operantă care evaluează diferențele individuale în ceea ce privește armarea produselor alimentare (Saelens și Epstein, 1996). Un studiu preliminar care utilizează aceeași paradigmă cu femeile din colegiu (N = 20) a constatat că femeile care se așteaptă ca mâncarea să fie plină de satisfacții, după cum se apreciază în inventarul de așteptări privind consumul de alimente, arată o mai mare activare în VMPFC, cingulate gyrus, operculum frontal, amygdala și parahippocampal gyrus (η2 = .21 la .42), ca răspuns la primirea laptelui de lapte, decât femeile care se așteaptă ca produsele alimentare să fie mai puțin satisfăcătoare.

REZULTATE

Am testat dacă subiecții care au prezentat o creștere> 2.5% a IMC în perioada de urmărire pe 6 luni (N = 8, M% modificarea IMC = 4.41, interval = 2.6 până la 8.2) au prezentat o reducere a activării caudatului ca răspuns la consumul de milkshake relativ celor care au prezentat o modificare <2% a IMC (N = 12, M% variație a IMC = 05, interval = -0.64 până la 1.7) pentru a furniza un test direct al a priori ipoteza că creșterea în greutate ar fi asociată cu o reducere a răspunsului striatal la mâncarea plăcută față de participanții stabili în greutate. Analizele exploratorii au testat, de asemenea, dacă participanții care au prezentat o scădere> 2.5% a IMC (N = 6, M% modificarea IMC = -4.7, intervalul: -3.1 până la -6.8) au prezentat o schimbare diferențială a răspunsului striatal la mâncarea gustativă decât participanții care au rămas în greutate stabil sau în greutate. În ceea ce privește modificarea greutății brute, aceasta s-a tradus într-o schimbare medie a greutății de 6.4 lbs pentru grupul de creștere în greutate, o schimbare medie a greutății de 0.5 lbs pentru grupul stabil în greutate și o schimbare medie în greutate de -6.8 lbs pentru grupul de slăbire. . Deși grupurile nu au diferit în ceea ce privește IMC la momentul inițial, am controlat această variabilă. Deoarece a existat o oarecare variație în timpul zilei la care au fost efectuate scanările inițiale și de urmărire între subiecți care ar fi putut influența rezultatele, am controlat și diferența de timp a celor două scanări (în ore). Estimări ale parametrilor din milkshake - contrastele fără gust au fost introduse într-un ANOVA de efecte secundare de nivel 2 × 2 × 2 de nivel aleatoriu (de exemplu, creștere în greutate - stabilă în greutate) prin .

Așa cum sa estimat, grupul de creștere în greutate a prezentat o scădere semnificativă a activării în caudatul drept ca răspuns la admisia laptelui de pasăre (12, 6, 24, Z = 3.44, FDR corectat p = .03, r = -.35; 9, 0, 15, Z = 2.96, FDR corectat p = .03, r = -26) la urmărirea 6 pe luna comparativ cu valoarea inițială în raport cu modificările observate la participanții cu greutate stabilăFig. 3). Grupul de pierdere în greutate nu a prezentat modificări semnificative în activarea caudatului ca răspuns la aportul de lapte de găină în comparație cu grupul de creștere în greutate sau cu grupul stabil în greutate (Fig. 3). Pentru a ilustra relația dintre măsurarea continuă a gradului de creștere în greutate și magnitudinea reducerii reactivității striatale la alimentele gustoase, am regresat modificarea IMC față de schimbarea activării caudatei drepte (12, -6, 24) pentru toți participanții la SPSS , controlul pentru IMC de bază și diferența de timp de scanare (Fig. 4). Pentru a determina dacă schimbarea caudatului drept pentru cei care au câștigat greutate în comparație cu cei care au menținut greutatea a fost semnificativ mai mare decât în ​​regiunea oglindă a caudatului stâng, am comparat activarea în caudatul drept și stâng utilizând analiza ROI. Am realizat o analiză ANOVA pentru interacțiunea dintre emisferă, timp și grup pentru contrastul dintre activare ca răspuns la primirea soluției de milkshake față de soluția fără gust. Nu a existat o interacțiune semnificativă (F (1, 18) = 0.91, p = 0.35). Astfel, deși analizele noastre au relevat un timp semnificativ prin interacțiunea grupului în caudatul drept, dar nu și pe caudatul stâng, nu putem concluziona că efectul observat a fost semnificativ mai lateralizat.

Fig 3    

Secțiunea coronară care prezintă o activare mai mică în caudatul drept (12, -6, 24, Z = 3.44, pFDR = 03, P <05) în grupul de creștere în greutate (N = 8; creștere IMC ≥2%) față de greutate grup stabil (N = 12; ≤2% variație a IMC) în timpul primirii laptelui ...
Fig 4    

Scatterul reprezentând schimbarea activării caudatei drept în timpul primirii laptelui de mâncare - primirea fără gust la urmărirea 6-lună comparativ cu valoarea inițială ca funcție a modificării procentului de BMI.

Discuție

Rezultatele arată că creșterea în greutate a fost asociată cu o reducere a activării striatale ca răspuns la aportul de hrană gustos față de răspunsul de bază, care este o contribuție nouă la literatura de specialitate, deoarece acesta este primul studiu prospectiv fMRI pentru a investiga modificarea răspunsului striatal la consumul alimentar o funcție de schimbare în greutate. Aceste constatări se extind după rezultatele experimentelor care indică faptul că dietele cu conținut ridicat de grăsimi și cu conținut ridicat de zahăr duc la o reducere a capacității de semnalizare a circuitelor de recompensă bazate pe DA și a sensibilității la recompensă la rozătoare (Colantuoni și colab., 2001; Bello și colab., 2002; Kelley și colab., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Aceste constatări sunt, de asemenea, însoțite de dovezi că pierderea în greutate indusă de tratament produce o creștere a disponibilității receptorilor D2 la om (Steele și colab., 2010) și reglarea în sus a genelor care guvernează capacitatea de semnalizare DA la șoareci (Yamamoto, 2006). În mod colectiv, aceste date sugerează că supraalimentarea contribuie la reducerea răspunsului striat la alimentele gustoase.

Concluziile de mai sus, luate împreună cu dovezile că răspunsul scăzut al striatal la alimentele gustoase mărește riscul de creștere în greutate în viitor dacă este cuplat cu genotipurile asociate cu capacitatea de semnalizare redusă a circuitelor cu recompensă bazate pe DAStice și colab., 2008a) implică faptul că este posibil să existe feed-inainte procesul de vulnerabilitate, în care reactivitatea striatală inițială scăzută la alimente poate crește riscul de supraalimentare, ceea ce contribuie la reglarea în jos a receptorului D2 și la reactivitatea striatală blândă la alimente, crescând astfel riscul de supraîncălzire și creșterea în greutate. Dacă acest model de feed-forward al relației dintre răspunsul striatal la replicarea alimentelor și supraalimentarea în studiile independente, ar sugera că viitoarele cercetări ar trebui să evalueze intervențiile comportamentale și farmacologice care măresc receptorii D2 și capacitatea de semnalizare în circuitul de recompensă bazat pe DA ca mijloc de prevenirea sau tratarea obezității. Acest model de lucru ar implica, de asemenea, că programele de prevenire și politica de sănătate ar trebui să depună eforturi pentru reducerea consumului de alimente bogate în grăsimi și zahăr în timpul dezvoltării, pentru a evita o reducere a reactivității striate la alimente și pentru a reduce riscul creșterii în viitor a populației vulnerabile.

Este important să recunoaștem totuși că studiul prezent și studiul anterior care au prevăzut creșterea în greutate (Stice și colab., 2008a) au implicat participanți care au fost deja supraponderali prin evaluarea de bază. Astfel, este posibil ca supraalimentarea să fi contribuit deja la un răspuns bruște striat la alimente. Ar fi util să examinăm reactivitatea regiunilor de recompensă la primirea alimentelor în rândul indivizilor slabi la risc ridicat și scăzut pentru creșterea în greutate viitoare pentru a caracteriza mai bine anomaliile care există înainte de creșterea nesemnificativă în greutate. De asemenea, este important de remarcat faptul că hipo-sensibilitatea circuitelor de recompensă la aportul alimentar este doar una dintre multitudinea de procese etiologice care probabil sporesc riscul de obezitate și în plus faptul că obezitatea este o afecțiune eterogenă care poate avea căi etiologice distincte calitativDavis și colab., 2009).

Este important să se ia în considerare limitările acestui studiu. În primul rând, nu am evaluat în mod direct funcția DA, așa că putem specula doar că modificările semnalizării DA contribuie la modificarea observată a răspunsului striatal. In orice caz, Hakyemez și colab. (2008) a confirmat că există o relație pozitivă între eliberarea DA indusă de d-amfetamină orală în striat ventral, evaluată prin tomografie cu emisie de pozitroni (PET) și activare BOLD evaluată prin fMRI în aceeași regiune în timpul anticipării (rata de pregătire pentru obținerea motorului) .51), rezultate paralele din alt studiu PET / fMRI (Schott și colab., 2008). În al doilea rând, nu am efectuat măsurători în greutate în același timp al zilei pentru participanții la evaluările inițiale și 6-lună, care ar fi putut introduce erori în modelarea modificării greutății. Cu toate acestea, am standardizat timpul de la ultima masă solicitând participanților să se abțină de la orice tip de aport de alimente sau băuturi (altele decât apă) timp de 3 înainte de a fi cântăriți. De asemenea, am constatat că BMI a prezentat o fiabilitate de testare-retest rapidă pentru 1 (r = .99) într-un studiu anterior care, de asemenea, nu a efectuat măsurători ale greutății în același timp al zilei la momentul inițial și evaluarea ulterioară (Stice, Shaw, Burton și Wade, 2006). În al treilea rând, nu am putut confirma faptul că participanții s-au abținut să mănânce timp de 4-6 ore înainte de scanările fMRI, ceea ce ar fi putut introduce variante inutile.

În concluzie, rezultatele actuale, luate în combinație cu constatările din trecut, sugerează că reactivitatea scăzută a circuitului recompenselor pe bază de DA la aportul alimentar poate crește riscul de supraalimentare și, în plus, că această supraalimentare are ca rezultat o atenuare suplimentară a reactivității circuitului de recompensă, creștere în greutate viitoare într-o manieră înainte. Acest model de lucru poate explica de ce obezitatea prezintă de obicei un curs cronic și este rezistent la tratament.

recunoasteri

Acest studiu a fost susținut de granturile NIH: R1MH64560A DK080760

Referinte

  1. Bello NT, Lucas LR, Hajnal A. Accesul repetat la zaharoză influențează densitatea receptorilor de dopamină D2 în striatum. Neuroreport. 2002; 13: 1575-1578. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  2. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, Braverman ER, Chen TJ, Cull JG, Comings DE. Gena receptorului dopaminic D2 ca determinant al sindromului de deficiență de recompensă. JR Soc Med. 1996; 89: 396-400. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  3. Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Cadet JL, Schwartz GJ, Moran TH, Hoebel BG. Consumul excesiv de zahăr modifică legarea la receptorii dopaminici și mu-opioizi din creier. Neuroreport. 2001; 12: 3549-3552. [PubMed]
  4. Davis și colab. Dopamina pentru "doritor" și opioidele pentru "plăcere": O comparație a adulților obezi cu și fără mâncare. Obezitatea. 2009; 17: 1220-1225. [PubMed]
  5. Dietz WH, Robinson TN. Utilizarea indicelui de masă corporală (IMC) ca măsură a excesului de greutate la copii și adolescenți. J Pediatr. 1998; 132: 191-193. [PubMed]
  6. Fetisov SO, Meguid MM, Sato T, Zhang LH. Exprimarea receptorilor dopaminergici în hipotalamusul șobolanilor Zucker slabi și obezi și aportul alimentar. Am J Physiol Regul Integral Comp Physiol. 2002; 283: R905-910. [PubMed]
  7. Hakyemez HS, Dagher A, Smith SD, Zald DH. Transmiterea striatală a dopaminei la oameni sănătoși în timpul unei sarcini pasive de recompensă monetară. Neuroimage. 2008; 39: 2058-2065. [PubMed]
  8. Henson RN, Prețul CJ, Rugg MD, Turner R, Friston KJ. Detectarea diferențelor de latență în răspunsurile BOLD legate de eveniment: aplicarea cuvintelor versus nonwords și prezentările inițiale versus repetate. Neuroimage. 2002; 15: 83-97. [PubMed]
  9. Johnson PM, Kenny PJ. Dopamine D2 receptori în dependență de tip reward disfuncție și de consumul compulsiv la șobolani obezi. Natura Neuroștiință. 2010; 13: 635-641. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  10. Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Consumul zilnic restricționat al unei alimente foarte gustoase (ciocolată Ensure®) modifică expresia genei enkefalinei striate. Eur J Neurosci. 2003; 18: 2592-2598. [PubMed]
  11. Noble EP, Blum K, Ritchie T, Montgomery A, Sheridan PJ. Asocierea asociată a genei receptorului dopaminic D2 cu caracteristici de legare a receptorilor în alcoolism. Arch Gen Psihiatrie. 1991; 48: 648-654. [PubMed]
  12. Noble EP, Gottschalk LA, Fallon JH, Ritchie TL, Wu JC. D2 polimorfismul receptorilor de dopamină și metabolismul glucozei regionale a creierului. Am J Med Genet. 1997; 74: 162-166. [PubMed]
  13. O'Doherty JP, Deichmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Răspunsuri neuronale în timpul anticipării unei recompense primare de gust. Neuron. 2002; 33: 815-826. [PubMed]
  14. Orosco M, Rouch C, Nicolaïdis S. Modificările hipotalamice ale monoaminei Rostromedial ca reacție la perfuzii intravenoase de insulină și glucoză la șobolani obișnuiți cu hrănire obeză Zucker: un studiu de microdializă. Apetit. 1996; 26: 1-20. [PubMed]
  15. Ritchie T, EP nobil. Asocierea a șapte polimorfisme ale genei receptorului de dopamină D2 cu caracteristici de legare a receptorului creierului. Neurochem Res. 2003; 28: 73-82. [PubMed]
  16. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Activarea diferențială a striatumului dorsal prin stimuli vizibili pentru calorii vizuale cu calorii ridicate la persoanele obeze. Neuroimage. 2007; 37: 410-421. [PubMed]
  17. Saelens BE, Epstein LH. Consolidarea valorii alimentelor la femeile obeze și non-obezi. Apetit. 1996; 27: 41-50. [PubMed]
  18. Schott BH, Minmi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, Seidenbecher CI, Coenen HH, Heinze HJ, Zilles K, Duzel E, Bauer A. Activările de imagistică prin rezonanță magnetică funcțională mesolimbică în timpul anticipării recompenselor corelează cu recompensa eliberarea ventrală a dopaminei striate. Revista de Neuroștiințe. 2008; 28: 14311-14319. [PubMed]
  19. Micul DM, Jones-Gotman M, Dagher A. Eliberarea de dopamină indusă de hrănire în striatul dorsal se corelează cu evaluările plăcute ale meselor la voluntari sănătoși. Neuroimage. 2003; 19: 1709-1715. [PubMed]
  20. Micul DM, Zatorre RJ, Dagher A, Evans AC, Jones-Gotman M. Schimbări în activitatea creierului legate de consumul de ciocolată: de la plăcere la aversiune. Creier. 2001; 124: 1720-1733. [PubMed]
  21. Steele KE, Prokopowicz GP, Schweitzer MA, Magunsuon TH, Lidor AO, Kuwabawa H, Kumar A, Brasic J, Wong DF. Modificări ale receptorilor centrali ai dopaminei înainte și după intervenția chirurgicală by-pass gastrică. Obes Surg. 2010; 20: 369-374. [PubMed]
  22. Sticle E, Shaw E, Burton E, Wade E. Dissonance și programe de prevenire a tulburărilor de sănătate a alimentației sănătoase: Un studiu randomizat de eficacitate. Oficial al psihologiei anormale. 2006; 74: 263-275. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  23. Sticlă E, Spoor S, Bohon C, Mic DM. Relația dintre obezitate și răspunsul striatal blunt la alimente este moderată de alela TaqIA A1. Ştiinţă. 2008a; 322: 449-452. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  24. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Mic DM. Relația dintre recompensa de la aportul alimentar și consumul anticipat de alimente pentru obezitate: un studiu de rezonanță magnetică funcțională. J Abnorm Psychol. 2008b; 117: 924-935. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  25. Sticky E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen S. Reacția circuitului de recompensă la alimente prezice creșteri viitoare ale masei corporale: efectele moderatoare ale DRD2 și DRD4. Neuroimage. 2010; 50: 1618-1625. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  26. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Activitate de răsplătire pe scară largă a femeilor obeze ca răspuns la fotografiile cu alimente cu conținut ridicat de calorii. Neuroimage. 2008; 41: 636-647. [PubMed]
  27. Szczypka MS, Kwok K, Brot MD, Marck BT, Matsumoto AM, Donahue BA, Palmiter RD. Producția de dopamină în caudate putamen restabilește hrănirea la șoarecii cu deficit de dopamină. Neuron. 2001; 30: 819-828. [PubMed]
  28. Tupala E, Hall H, Bergström K, Mantere T, Räsänen P, Särkioja T, Tiihonen J. Dopamine D2 receptorii și transportatorii în alcoolice de tip 1 și 2 măsurate cu autoradiografie a emisferei întregi umane. Hum Brain Mapping. 2003; 20: 91-102. [PubMed]
  29. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, Alexoff D, Ding YS, Wong C, Ma Y, Pradhan K. Receptorii D2 cu dopamină redusă sunt asociate cu metabolismul prefrontal la subiecții obezi: . Neuroimage. 2008; 42: 1537-1543. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  30. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS. Rolul dopaminei în motivarea hranei la om: implicații pentru obezitate. Expert Opin Ther Targets. 2002; 6: 601-609. [PubMed]
  31. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Brain dopamina și obezitatea. Lancet. 2001; 357: 354-357. [PubMed]
  32. White MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Dezvoltarea și validarea inventarului alimentar. Obes Res. 2002; 10: 107-114. [PubMed]
  33. Worsley KJ, Friston KJ. Analiza seriilor de timp fMRI revizuite - din nou. Neuroimagine. 1995; 2: 173–181. [scrisoare; cometariu] [PubMed]
  34. Yamamoto T. Substraturi neurale pentru prelucrarea aspectelor cognitive și afective ale gustului în creier. Arch Histol Cytol. 2006; 69: 243-255. [PubMed]
  35. Zald DH, Pardo JV. Activarea corticală indusă de stimularea intraorală cu apă la om. Sentimentele chimice. 2000; 25: 267-275. [PubMed]