PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.
Опубликован онлайн 2014 Май 7. DOI: 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Динна Л. Уоллес,1,* Эстер Аартс,1,2 Linh C. Dang,1,3 Стефани М. Грир,1 Уильям Дж. Ягуст,1 и Марк Д'Эспозито1
Дж. Брюс Мортон, редактор
Эта статья была цитируется другие статьи в PMC.
Абстрактные
На сегодняшний день в нескольких исследованиях изучены нейрохимические механизмы, поддерживающие индивидуальные различия в предпочтениях пищи у людей. Здесь мы исследуем, как дорсальный полосатый допамин, измеренный с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ)18F] фторметатирозин (FMT), коррелирует с принятием решений, связанных с пищевыми продуктами, а также индекс массы тела (ИМТ) в здоровом весе 16 для умеренно тучных людей. Мы обнаружили, что потенциал связывания синтеза дофамина PET FMT ниже, чем у ИМТ, выше, чем у воспринятых «здоровых» продуктов, но также и на более высокие оценки здоровья для продуктов питания. Эти результаты еще больше подтверждают роль дорсального полосатого дофамина в пищевом поведении и проливают свет на сложность индивидуальных различий в предпочтении пищи.
Введение
Современное общество окружено переизбытком и широким выбором продуктов питания, что отчасти способствует росту населения с избыточным весом в Соединенных Штатах [1], Тем не менее, лежащие в основе нейрохимические механизмы, поддерживающие индивидуальные различия в предпочтениях в питании, недостаточно понятны. Некоторые индивидуумы, естественно, основывают свои предпочтения в питании на ценности здоровья продуктов питания по сравнению со вкусовой ценностью продуктов питания, а вентромедиальная префронтальная кора (vmPFC), как было показано, играет роль в целевых значениях, связанных с воздействием «здоровья» и «здоровья», вкус" [2]. Кроме того, существуют большие различия в оценках людей относительно калорийности и воспринимаемой «полезности» продуктов питания. [3], и исследования показывают, что воспринимаемые «здоровые» продукты чрезмерно потребляются по сравнению с воспринимаемыми «нездоровыми» продуктами, несмотря на равную питательную ценность [3], [4].
Показано, что дорсальный полосатый дофамин играет роль в мотивации к питанию как на людях, так и на животных [5], [6], [7], однако взаимосвязь между дофамином и желательностью пищи или предпочтениями у людей не была тщательно изучена. Кроме того, исследования, в которых используются ПЭТ-лиганды, которые связывают дофаминовые рецепторы, показали корреляции с ИМТ, однако в обоих положительных [8] и отрицательной [9] направления, и не все исследования находят значительные ассоциации (обзор см. [10]). Кроме того, из-за природы этих ПЭТ-лигандов, которые зависят от состояния эндогенного высвобождения дофамина, трудно интерпретировать отношения между полосатым дофамином и ИМТ. Более низкое связывание рецептора допамина может представлять собой меньшее количество существующих полосатых дофаминовых рецепторов (т. Е. Отрицательная связь между связыванием с ПЭТ и ИМТ, как показано в [9]), или большее связывание рецептора допамина может представлять более низкое эндогенное высвобождение допамина, что позволяет использовать более доступные рецепторы, в которых может связываться лиганд ПЭТ (то есть положительная связь между связыванием и ИМТ, как показано в [8]). В дополнение к предыдущим исследованиям, в которых использовались ПЭТ-лиганды, которые связывают дофаминовые рецепторы, здесь мы использовали стабильное измерение способности к синтезу пресинаптического дофамина с ПЭТ-лигандом [18F] фторметатирозин (FMT), который был широко изучен на моделях человека и животных [11], [12], [13], [14].
Целью нашего исследования было исследование взаимосвязи между дорзальным стриатальным ПЭТ-ФТМ-дофаминовым синтезом и ИМТ и изучение того, как эти меры синтеза дофамина ПЭТ-ФМТ могут коррелировать с индивидуальными различиями в предпочтении пищи. Мы предположили, что связывание синтеза дофамина PET FMT будет соответствовать более высокому ИМТ, как было предложено предыдущей работой [15]. Мы также предсказали, что люди с более низким уровнем эндогенного дофамина в полосатом теле будут в целом больше отдавать предпочтение продуктам питания (т.е. как «здоровой», так и «нездоровой» пище) по сравнению с людьми с более высоким уровнем дофамина в полосатом теле, и что восприятие продуктов питания со стороны здоровья также может влиять на предпочтение.
Методы и материалы
Тематика
Тридцать три здоровых, правша, которые ранее получали сканирование синтеза дофамина PET FMT, были приглашены для участия в поведенческом исследовании, представленном здесь, и не получили никаких предварительных знаний для исследования, только сообщили, что это связано с изучением сложного процесса принятия решений. Из этих 33 участники 16 согласились принять участие (8 M, возраст 20-30). BMI ((вес в килограммах) / (высота в метрах) ∧2)) был рассчитан для всех испытуемых (диапазон: 20.2-33.4, с ожирением 1, избыточный вес 4 и здоровые 11). Субъекты не имели истории злоупотребления наркотиками, расстройств пищевого поведения, серьезных депрессий и тревожных расстройств. Субъектов также спрашивали, были ли они в очень плохом, бедном, среднем, хорошем или прекрасном состоянии здоровья. Все сообщили, что в среднем среднем к отличному здоровью и в настоящее время не диете или не пытаются похудеть. Социально-экономический статус (SES) также был собран у лиц, использующих упрощенную меру социального статуса Barratt (BSMSS) [16].
Заявление о этике
Все субъекты дали письменное информированное согласие и получили оплату за участие в соответствии с институциональными принципами местного комитета по этике (Калифорнийского университета в Беркли (UCB) и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBNL), Комитета по защите участников (CPHP) и Национального комитета Лоуренса Беркли). Лабораторные институциональные контрольные советы (IRB)). CPHP и IRB UCB и LBNL специально одобрили исследования, представленные здесь
Сбор и анализ данных ПЭТ
ПЭТ-визуализацию и связывание с FMT проводили в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, как описано ранее [17], FMT является субстратом ароматической декарбоксилазы L-аминокислоты (AADC), фермента, синтезирующего допамин, активность которого соответствует способности дофаминергических нейронов синтезировать допамин [13] и было показано, что оно указывает на способность к синтезу до синаптического дофамина [18], FMT метаболизируется AADC до [18F] фторометатирамин, который окисляется до [18F] фторгидроксифенилуксусной кислоты (FPAC), остается в дофаминергических терминалах и видна при сканировании PET FMT. Таким образом, интенсивность сигнала при сканировании PET FMT была сопоставима с [18F] fluorodopa [18], в котором поглощение индикатора сильно коррелирует (r = 0.97, p <0.003) с уровнями дофамина в полосатом теле у посмертных пациентов, как измерено методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) [19], Более того, по сравнению с [18F] фтордопа, FMT также не является субстратом для O-метилирования и, следовательно, обеспечивает более высокие изображения от шума к шуму, чем [18F] fluorodopa [18]. Кроме того, было показано, что показатели FMT напрямую связаны с показателями дофамина в моделях болезни Паркинсона у животных. [14].
Сканирование проводилось либо из 9AM-12PM, либо из 1PM-4PM. Средняя задержка между приобретением данных синтеза дофамина PET FMT и поведенческими данными составляла 2.37 ± 0.26 лет, что сопоставимо с задержкой, о которой сообщалось в предыдущем исследовании из нашей лаборатории с использованием PET FMT [11], Хотя эта задержка не идеальна, исследование Vingerhoets et al. [20] показал, что полосатый Ki, связанный с пресинаптическим допамином, является относительно стабильным измерением, имеющим вероятность 95%, оставшуюся в пределах 18% от его первоначального значения у отдельных здоровых субъектов в течение 7-годового периода. Поэтому меры FMT, сопоставимые с [18F] fluorodopa [13], считается, что они отражают относительно стабильные процессы (т.е. способность синтеза) и поэтому не особенно чувствительны к небольшим изменениям, связанным с государством. Кроме того, ИМТ существенно не различался между приобретением ПЭТ и поведенческими данными (среднее изменение ИМТ: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, двухсторонний парный t-тест). Кроме того, все испытуемые были подвергнуты скринингу на любые изменения образа жизни в период времени после последнего тестирования (т. Е. Изменение диеты и физических упражнений / повседневной деятельности, курение или употребление алкоголя, психическое здоровье или статус лекарства). Наконец, изменение BMI со времени сканирования PET FMT до поведенческого тестирования, а также время, прошедшее между ПЭТ-сканированием и поведенческим тестированием, использовались в качестве переменных в анализе данных с множественной регрессией.
ПЭТ-сканирование проводили с использованием ПЭТ-камеры Siemens ECAT-HR (Ноксвиль, Теннесси). Приблизительно 2.5 mCi высокой удельной активности FMT вводили в виде болюса в антекубитальную вену и получали динамическую последовательность комплементации в режиме 3D в течение всего времени сканирования 89. Два анатомических изображения высокого разрешения (MPRAGE) были получены у каждого участника на магнитном сканере Siemens 1.5 T Magnetom Avanto (Siemens, Erlangen, Germany), используя головную катушку 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 мс, размер воксела = 1.0 × 1.0 × 1.0 мм, осевые срезы 160, FOV = 256 мм, время сканирования ~9 минут). Два MPRAGE были усреднены для получения одного структурного изображения с высоким разрешением, которое использовалось для создания отдельных областей каудата и мозжечка, представляющих интерес (ROI).
Левый и правый каудатные и мозжечковые ROI (используемые в качестве эталонного региона, как и в предыдущих исследованиях [11]) были вручную нарисованы на анатомическом МРТ-сканировании каждого участника с помощью FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), как описано ранее [21], Как надежность, так и внутренняя надежность были выше 95% (из оценок, сделанных двумя членами лаборатории). Чтобы избежать загрязнения FMT-сигнала из дофаминергических ядер, только задние три четверти серого вещества были включены в опорную область мозжечка. После совместной регистрации на PET FMT пространство было включено только вокселы с вышеописанной вероятностью 50% в ROI для обеспечения высокой вероятности серого вещества.
Изображения PET FMT были восстановлены с помощью алгоритма максимизации ожидаемого подмножества с взвешенным затуханием, скорректированы с учетом поправок, скорректированы с учетом движения и сглажены с помощью полумаксимального ядра полной ширины 4 мм с использованием статистического параметрического картографирования 8 (SPM8) (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Анатомическое МРТ-сканирование было привязано к среднему изображению всех преобразованных кадров в PET FMT-сканировании с использованием FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, версия 4.1.2). Использование собственной программы графического анализа, реализующей построение Патлака [22], [23]Кi изображения, представляющие количество счетчика, накопленного в мозге относительно эталонной области (мозжечок [11], была создана стандартная практика анализа ПЭТ для сведения к минимуму возможных помех шума из данных ПЭТ). Кi значения были получены отдельно от левого и правого хвостатных ROI, а ассоциации были вычислены между Ki значения, ИМТ и поведенческие меры. Кроме того, поскольку возраст и пол, как было показано, оказывают влияние на связывание с FMT [15], [24]корреляции между FMT и BMI были скорректированы по возрасту и полу (а также любые изменения ИМТ от времени ПЭТ-сканирования до поведенческого тестирования) с помощью контрольных переменных в частичной корреляции Пирсона.
Поведенческая парадигма
Субъектов попросили съесть типичную, но не слишком тяжелую пищу за час до сеанса тестирования. Чтобы стимулировать соблюдение этого запроса, сеансы тестирования были запланированы после типичного времени приема пищи (например, 9AM, 2PM и 7: 30PM), и было зарегистрировано время последнего приема пищи. Пищевые предметы, потребляемые до начала тестирования, и прошедшее время от последней еды, съеденной до сеанса тестирования, были записаны (как определено ресурсом www.caloriecount.com и питание и размеры порций, о которых сообщают отдельные лица). Чтобы голод не влиял на эту задачу, мы также измеряли голод и полноту визуальной аналоговой шкалой [25].
Были использованы фотографии восьмидесяти продуктов питания, в которых испытуемым было предложено оценить количество элементов в 3 отдельных блоках на основе 1) желательности, 2) и 3) вкусность в программе E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg, PA, США) (см. Рисунок 1). Чтобы создать задачу с сбалансированным количеством здоровых, нездоровых и нейтральных продуктов питания, мы сначала создали объективную ценность для здоровья для каждого из восьмидесяти продуктов питания, назначив стандартную, объективную оценку -3 (очень нездоровой) до + 3 ( очень здоровый) для каждой пищи, основанной на классе письма (от F-минуса (очень нездорового) до A-plus (очень здорового)) и информации о питании от онлайн-ресурса www.caloriecount.com, Эти оценки букв включают в себя несколько факторов (например, калории, граммы жира, волокна и т. Д.) И перечислены в виде онлайновой ссылки для «выбора здорового питания», как указано на веб-сайте. Затем мы сбалансировали задачу с примерно равным количеством здоровых (т.е. продукты с объективными оценками 2 или 3, такие как фрукты и овощи), нейтральные (например, продукты с объективными оценками 1 и -1, такие как крекеры для солины) и нездоровые предметы (т.е. продукты с отрицательными объективными оценками -2 или -3, такие как высоко обработанные конфеты).
Субъектов сначала просили оценить степень, в которой они «желали» или «хотели» каждый элемент (масштаб 1 (сильно не нужен) 4 (сильно нужен)), обозначенный в тексте как «предпочтительный», термин в соответствии с литературой [2], Пищевой элемент появится, и у испытуемого будет до 4 секунд, чтобы ответить, и они оценили все восемьдесят пунктов питания, прежде чем продолжить последующие блоки «здоровья» и «вкус» (см. Ниже). Потому что у людей есть способность модулировать выбор продуктов, основанный не только на вкусе определенных продуктов, но и на восприятии здоровья [26], мы только попросили субъекта оценить, сколько они хотели бы получить пищу или найти желаемую пищу, и блок предпочтений всегда был представлен первым. В попытке зафиксировать, насколько предмет фактически предпочтет представленные продукты питания, испытуемым было сообщено, что они получат продовольственную статью из задачи в конце тестирования на основании их оценок «желательности». Субъекты также не знали в предстоящих втором и третьем блоках (описанных ниже), их попросили бы судить, насколько здоровыми и вкусными они находят каждый пищевой продукт.
Во втором блоке испытуемые оценили, насколько они воспринимали восемьдесят продуктов питания как здоровые или нездоровые (-3 для очень нездоровых для 3 для очень здоровых), а в третьем блоке, насколько вкусными они нашли восемьдесят продуктов питания (-3 для не совсем не вкусно 3 для очень вкусного). Порядок этих блоков был согласован для всех субъектов, поскольку мы не хотели влиять на рейтинги здоровья в потенциальном эффекте заказа. Субъектам было сообщено, что рейтинги здоровья и вкуса не повлияют на элемент, который они получат, исходя из своих ответов в блоке «желательность». Мы выбрали шкалу 6 для значений здоровья и вкуса, чтобы обеспечить более широкий диапазон измерения восприятия вкуса / здоровья, в том числе «нейтральный» рейтинг, соответствующий -1 и + 1, тогда как шкала 4 для блока желательности / предпочтения будут отражать только предпочтительные или нежелательные продукты питания. Общая задача длилась приблизительно 25 минут. Субъектов спрашивали в конце задания, были ли какие-либо продукты питания, которые были незнакомы, что могло привести к отказам. Все испытуемые сообщили о знакомстве с продуктами питания, и всем предметам были даны оценки для всех трех блоков по всем предметам.
Было показано, что допамин в дорсальном полосатом теле есть сильная связь в мотивации к пище [5], [6], [7], Восприятие вкуса также сильно коррелирует с желательностью пищи, поскольку большинство людей предпочитают продукты, которые они также находят вкусными [27], Поскольку существует множество комбинаций блоков предпочтений, вкуса и здоровья, которые можно было бы изучить, чтобы устранить множественные сравнения и потенциал ложных корреляций, основанный на этой литературе, мы рассмотрели количество продуктов, которые были самоначислены как 1), предпочитали , вкусные и воспринимаемые «здоровые» и 2) предпочитали, вкусно и воспринимали «нездоровые». (Предпочтительные предметы, оцененные как 3 или 4 в блоке «Желательность», вкусные предметы, оцененные как 2 или 3 в блоке «вкусность», воспринимаемые «здоровые» предметы, оцененные как 2 или 3, и воспринимаемые «нездоровые» предметы, оцененные как -2 или -3 в блоке «healthiness»). Послеоперационный анализ также исследовал соотношение воспринятых «здоровых» - «нездоровых» продуктов питания, количество предпочтительных воспринимаемых «здоровых» продуктов питания, которые на самом деле не были объективно оценены как здоровые (т.е. предпочтительные предметы, которые оценивались как здоровые (например, если субъект оценил «крекеры» как предпочтительную воспринимаемую здоровую пищу со здоровым счетом 3 (очень здоровым), а также назначенный целевой показатель здоровья был 1 (нейтрально-здоровым), это будет считаться предпочтительным воспринимаемым здоровым питанием, которое на самом деле не было здоровым). Также были рассчитаны средние калории для предпочтительных предметов от каждого отдельного субъекта.
Статистический анализ
Пошаговая множественная линейная регрессия использовалась для проверки взаимосвязей между двумя отдельными зависимыми переменными: 1) предпочтительными, вкусными и воспринимаемыми как полезными и 2) предпочтительными, вкусными и воспринимаемыми нездоровыми продуктами питания, а также независимыми переменными: значениями ПЭТ FMT с правой хвостовой частью, левый хвостатый ПЭТ Значения FMT, ИМТ, возраст, пол, социально-экономический статус, любые изменения ИМТ между ПЭТ и поведенческим тестированием и время, прошедшее между ПЭТ и поведенческим тестированием в SPSS версии 19 (IBM, Чикаго, Иллинойс, США), с включение независимой переменной в модель, установленную при p <0.05 и исключенную при p> 0.1. Отношение воспринимаемых «здоровых» к «нездоровым» сильно коррелировало с зависимой переменной предпочтительных воспринимаемых «здоровых» предметов (r = 0.685, p <0.003), и поэтому мы не смогли ввести эту переменную в модель. Однако частные корреляции Пирсона, скорректированные с учетом возраста, пола и любых изменений ИМТ, были использованы для проверки прямой связи между ПЭТ-FMT правого хвостатого отдела и 1) ИМТ, 2) воспринимаемым отношением «здоровых» к «нездоровым» и 3) средними калориями. предпочтительных элементов, проведенных с помощью SPSS версии 19 (IBM, Чикаго, Иллинойс, США). Мы также дополнительно проверили взаимосвязь между значениями синтеза дофамина в ПЭТ-FMT, количеством предпочтительных воспринимаемых «здоровых» продуктов питания, которые не были оценены как здоровые по расчетной шкале, и предпочтительными продуктами, которые были оценены как полезные по расчетной шкале на этапе: мудрая модель множественной регрессии. (Количество предпочтительных воспринимаемых «здоровых» продуктов питания, которые не были оценены как здоровые по расчетной шкале, и предпочтительные продукты, оцененные как полезные по расчетной шкале, не имели значительной корреляции (r = 0.354, p = 0.23). взаимосвязь между изменением ИМТ и зависимыми переменными: значениями ПЭТ-FMT для левого и правого хвостатого хвоста, SES, возрастом, полом, временем между ПЭТ-визуализацией и поведенческим тестированием, количеством предпочтительных воспринимаемых «здоровых» продуктов и предпочтительных воспринимаемых «нездоровых» продуктов с использованием шага линейная регрессия по методу Пирсона.
Итоги
Связь между значениями синтеза дофамина ПЭТФМ и ИМТ
Сначала мы проверили, существует ли значительная связь между хвостовыми значениями синтеза дофамина PET FMT и измерениями ИМТ у людей 16 (средне-умеренно избыточный вес / ожирение). Мы обнаружили значительную отрицательную корреляцию между значениями синтеза дофамина каудатного ПЭТФМ и ИМТ с более высокими индивидуумами ИМТ, имеющими более низкий синтез дофамина (Рисунок 2A: PET FMT сырые изображения лиц с высшим (левым) и нижним (правым) ИМТ; Рисунок 2B: правый хвостатый, r = -0.66, p = 0.014, левый хвостат: r = -0.22, p = 0.46 (незначительный (ns)), контролируемый по возрасту, полу и любым изменениям ИМТ от сканирования синтеза дофамина PET FMT до поведенческого тестирования ).
Связь между значениями синтеза дофамина PET FMT и предпочтениями в отношении пищи
Субъекты оценили восемьдесят продуктов питания в отдельных блоках 3 на основе их восприятия 1) желательности, 2) и 3) вкуса каждого пищевого продукта (см. Рисунок 1). Примерно 50% предметов были здоровыми и нездоровыми, как указано в медицинской информации (см. Методы и материалы). Было показано, что допамин в дорсальном полосатом теле есть сильная связь в мотивации к пище [5], [6], [7], тогда как гедонические свойства пищи опосредованы другими нейронными механизмами [7], [27], Однако восприятие вкуса сильно коррелирует с желательностью пищи, поскольку большинство людей предпочитают продукты, которые они также находят вкусными [27]. Здесь мы также обнаружили, что вкусовое восприятие и предпочтение сильно коррелируют, поскольку предпочтительные продукты также оцениваются как вкусные (r = 0.707, p <0.002).
Поэтому, чтобы изучить, как восприятие здоровья может влиять на принятие решений, связанных с едой, мы использовали пошаговую множественную линейную регрессию для моделирования отношений между зависимой переменной количества продуктов, оцененных как предпочтительные, вкусные и воспринимаемые как здоровые, и независимыми переменными. значения FMT в левом и правом хвостатом позвонке, ИМТ, возраста, пола, SES, изменения ИМТ от времени ПЭТ-сканирования до поведенческого тестирования и времени, прошедшего от времени ПЭТ до поведенческого тестирования. Значения синтеза дофамина у правого хвостатого ПЭТ FMT значительно влияют на модель регрессии для количества предпочтительных вкусных продуктов, которые воспринимались как полезные (бета: -0.696; t (15) = -3.625, p <0.003, Рисунок 3), а все остальные независимые переменные были исключены из модели как незначимые (t (15) <1.216, p> 0.246). Мы также проверили гипотезу о том, что количество предпочтительных, воспринимаемых «нездоровых» элементов также будет показывать взаимосвязь с этими независимыми переменными, но ни одна независимая переменная не была введена в модель как значимая (F <2.7, p> 0.1). Таким образом, люди с более низкими значениями синтеза дофамина в хвостатом теле ПЭТ-FMT имеют большее предпочтение воспринимаемой «здоровой», но не воспринимаемой «нездоровой» пищи.
Связь между значениями синтеза дофамина PET FMT и восприятием здоровья пищевых продуктов
Мы предположили, что взаимосвязь между значениями синтеза дофамина хвостового ПЭТФМ и предпочтением воспринимаемых «здоровых» предметов может быть обусловлена индивидуальными различиями в восприятии здоровья продуктов питания. Несмотря на то, что мы разработали задачу с приблизительным соотношением 1: 1 от здоровых к нездоровым продуктам питания, люди сильно различались в своем восприятии здорового состояния предметов с соотношением здоровых и нездоровых предметов: от 1.83: 1 до 0.15: 1. Поэтому в качестве пост-hoc-анализа мы исследовали взаимосвязь между правым хвостатным синтезом дофамина PET FMT и отношением воспринимаемых «здоровых» к «нездоровым» пунктам и обнаружили значительную отрицательную корреляцию (r = -0.534, p = 0.04) , с более низкими хвостовыми значениями синтеза дофамина PET FMT, соответствующими большему количеству предметов, воспринимаемых как «здоровые» по сравнению с «нездоровыми».
Поэтому мы использовали поэтапную множественную линейную регрессию для исследования взаимосвязей между хвоятным синтезом дофамина ПЭТФМ и предпочтением воспринимаемых здоровых, но не фактических здоровых продуктов (как определено объективным расчетным показателем, см. методы) и предпочтение здоровой пище, определяемое объективной расчетной оценкой. Мы обнаружили значимую взаимосвязь между значениями синтеза дофамина в хвостатом ПЭТ-FMT и предпочтением воспринимаемой здоровой, но не реальной здоровой пищи (бета: -0.631, t (15) = -3.043, p <0.01), но не было значимой взаимосвязи между дофамином в хвостатом ПЭТ-FMT. значения синтеза и предпочтение фактически рассчитанной здоровой пищи (t (15) = -1.54, p> 0.148), указывающее на предпочтение чрезмерно воспринимаемой «здоровой» пищи, коррелировали сильнее у лиц с более низким FMT. Кроме того, не было значимой взаимосвязи между значениями синтеза дофамина в хвостатом PET FMT и средними калориями предпочтительных продуктов (r = 0.288, p> 0.34), что указывает на то, что люди с низким уровнем синтеза дофамина PET FMT не различались по калорийности предпочитаемых продуктов.
Мы также не обнаружили никакой взаимосвязи между изменением ИМТ и значений синтеза дофамина в ПЭТ FMT, СЭС, возрастом, полом, временем между ПЭТ-визуализацией и поведенческим тестированием, количеством предпочтительных воспринимаемых «здоровых» продуктов или предпочтительных воспринимаемых «нездоровых» продуктов (p> 0.1).
Время сеанса тестирования, время, прошедшее с момента последнего приема пищи, и количество калорий, съеденных во время последнего приема пищи, существенно не коррелировали с какими-либо поведенческими показателями (p> 0.13). Показатели голода и сытости также не коррелировали ни с одним из поведенческих показателей (p> 0.26).
Обсуждение
Целью этого исследования было исследование взаимосвязи между эндогенным синтезом каудатного дофамина, ИМТ и пищевым поведением. Мы обнаружили, что более низкий синтез каудатного дофамина, измеряемый синтезом дофамина PET FMT, коррелирует с 1) большим BMI и 2), более предпочтительным для воспринимаемых «здоровых» продуктов. Мы также обнаружили взаимосвязь между более низкими значениями синтеза дофамина ПЭТ-ФИТ-ПЭТ и более высокой надёжностью здоровых продуктов питания, а также значительную корреляцию с более предпочтительными воспринимаемыми «здоровыми» продуктами, которые на самом деле не были здоровыми, Мы не обнаружили существенной взаимосвязи между синтезом дофамина ПЭТФМТ и средним содержанием калорий в предпочтительных продуктах питания.
Исследования показывают, что предпочтение и чрезмерное потребление нездоровой пищи являются двумя из многих факторов, способствующих увеличению массы тела и повышению ИМТ (Центры по контролю и профилактике заболеваний; http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Интересно, что мы обнаружили более низкий дорсальный стриатальный синтез дофамина, коррелированный с большим количеством предпочтительных, воспринимаемых «здоровых» продуктов питания. Хотя эта корреляция не может подразумевать причинность, этот вывод указывает на то, что эндогенные различия в дорсальном стриатальном синтезе дофамина могут частично играть роль в индивидуальных различиях для предпочтений в отношении пищи. Здесь мы предлагаем, чтобы более низкие значения концентрации дофамина ПЭТ-ФЭТ в нижней части хвоста представляли собой более низкий тонизирующий допамин, который в ответ на вкусовые стимулы допускает больший фазовый разрыв [28] и, возможно, измененная чувствительность к пищевым продуктам. Aчто эти различия в дорзальном полосатом допамине могут влиять на обработку вкусовых стимулов в соматосенсорной коре, поскольку предыдущее исследование показало измененную активацию как в дорзальной полосатой, так и в соматосенсорной областях с потреблением пищи у людей, восприимчивых к ожирению [29]. Более низкий дорзальный полосатый дофамин может также приводить к различиям в связности между дорзальным стриатумом и дорсолатеральной префронтальной корой (DLPFC), как это было предложено нашими недавними результатами [30]. Тпоэтому мы выдвигаем гипотезу о доразальных полосатых механизмах, связанных с дофамином, которые могут влиять на различия в восприятии здоровья через связь с соматосенсорной обработкой (т. е. измененные свойства ощущения вкуса) или, возможно, связь с DLPFC, которая, как было показано, играет роль в переоценке ранее предпочтительного выбора Предметы [31], Функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI) могла бы выявить эти потенциальные механизмы индивидуальных различий в предпочтениях пищи и переоценке ценностей здоровья.
Первоначально мы предсказывали, что люди с более низким дорзальным полосатым дофамином будут иметь больше общего предпочтения в отношении пищи (т. Е. Предпочитают большее количество предметов, самоназванных как «здоровые» и «нездоровые»), по сравнению с лицами с более высоким дорзальным полосатым дофамином. Однако другой вывод нашего исследования состоял в том, что чрезмерная оценка здоровой пищи (то есть повышенное чувство здоровья), но не калорийность предпочтительных продуктов питания или предпочтение объективно определяемым здоровым продуктам питания, была существенно связана с эндогенными дорзальные полосатые дозы дофамина. Таким образом, одним из объяснений наших выводов о значительной взаимосвязи только с воспринимаемой «здоровой» пищей может быть то, что пища, воспринимаемая как «здоровая», более оправдана как предпочтительная. Это может быть особенно актуально, поскольку наше исследование намеренно проводилось после обеда участников, когда общее желание еды должно быть минимальным. Таким образом, испытуемые отдавали большее предпочтение переоцененной «здоровой» пище, даже если в то время они были сыты и не голодны. Будущие исследования, изучающие взаимосвязь между эндогенным дофамином в полосатом теле и пищевыми предпочтениями в голодных и насыщенных состояниях, дополнительно подтвердят эту гипотезу.
Можно также утверждать, что восприятие в отношении здоровья требует воздействия и опыта с продуктами питания, чтобы получить чувство ценности для здоровья, и может быть, что различия в диетическом образе жизни повлияли или модифицировали основной доразальный стриатальный синтез дофамина. Кроме того, различия со знакомством с пищевыми продуктами могли быть связаны с различиями в предпочтениях с питанием или чрезмерной оценкой продуктов как здоровых. Тем не менее, испытуемые сообщали в конце задания, что они были знакомы со всеми продуктами питания (см. методы). Хотя мы не исследовали различия в рационе питания, мы преднамеренно скринировали предметы, которые не были диетой во время исследования. Кроме того, все испытуемые были молодыми (возрастной диапазон 19-30) без какой-либо истории расстройств пищевого поведения и оценивали себя в среднем от хорошего здоровья. Мы также оценили социально-экономический статус и не нашли никакого влияния. Тем не менее, существуют другие экологические влияния на пищевые предпочтения, которые в дополнение к полосатому дофамину могут быть исследованы далее в будущих исследованиях.
Мы выдвигаем гипотезу, что тонкие индивидуальные различия в восприятии здоровья могут способствовать увеличению ИМТ с течением времени, поскольку сообщалось, что незначительное увеличение потребления калорий на ежедневной основе (независимо от того, воспринимается ли оно как «здоровое» или «нездоровое»), способствует общему увеличению массы тела [32], Хотя мы не обнаружили никакой взаимосвязи между ИМТ и восприятием здоровья здесь, возможно, с большим диапазоном ИМТ, чрезмерная оценка состояния здоровья продуктов питания может быть более выраженной у более высоких субъектов ИМТ. Наше отсутствие значительных находок между ИМТ и пищевыми поведениями может также предполагать, что эндогенный полосатый дофамин более тесно связан с пищевым поведением, чем сам ИМТ, как фенотип, поскольку на ИМТ влияют различные сложные факторы и не может быть лучшим предиктором поведения или результатов нейровизуализации (см. [10] для рассмотрения). Мы также не нашли каких-либо предикторов для изменения ИМТ за время, прошедшее между приобретением ПЭТ и поведенческим тестированием, хотя изменение ИМТ для субъектов было небольшим и не сильно отличалось между точками времени. Тем не менее, будущие исследования с использованием мер синтеза дофамина PET FMT наряду с предпочтениями в отношении пищи и мерами восприятия здоровья у населения с большим изменением ИМТ представляли бы большой интерес.
В дополнение к предыдущим исследованиям, в которых использовались ПЭТ-лиганды, которые связывали дофаминовые рецепторы, мы использовали меру способности к дофаминовому синтезу и показали, что более низкий допамин-синтез в дорзальной полосатой (то есть хвостат) соответствует более высокому ИМТ. Хотя следует отметить, что из-за поперечного характера нашего исследования мы не можем окончательно заключить причинно-следственную связь с показателями синтеза дофамина дорзальных стриатальных FMT, соответствующими более высокому ИМТ. Тем не менее, наше исследование использовало здоровый вес для умеренно избыточного веса / страдающих ожирением (т.е. не страдающих ожирением) лиц, и поэтому наши результаты могут указывать на то, что более низкие дорсальные полосатые пресинаптические дозы дофамина могут соответствовать склонности к ожирению. С другой стороны, также может быть, что подавление пресинаптического допамина в хвостате произошло в ответ на умеренно более высокий ИМТ, поскольку было показано, что дофаминергическая сигнализация снижается в ответ на чрезмерное потребление пищи на животных моделях [5], [33], и чрезмерное потребление пищи обычно связано с увеличением веса, приводящим к более высокому ИМТ. Хотя мы использовали людей с ограниченным диапазоном ИМТ в нашем исследовании, возможно, рассматриваемом как ограничение исследования, мы на самом деле находим результаты еще более убедительными в том, что связь между синтезом дофамина ПЭТФМ и ИМТ присутствует без включения болезненно страдающих ожирением лиц. Более того, хотя наш размер выборки (n = 16) был больше или сопоставим с другими размерами образцов в исследованиях PET FMT ([11], [12], [15]), повторение наших результатов с большим размером выборки и более широкий диапазон ИМТ еще больше подтвердит наши результаты и может найти больше предпочтений для нездоровых продуктов питания, соответствующих более низким значениям синтеза дофамина ПЭТФМТ, которые не были обнаружены в нашем исследовании.
Таким образом, хотя другие системы нейротрансмиттеров участвуют в регулировании питания и веса [7], наше исследование находит роль дорсального полосатого дофамина в пищевых предпочтениях, а также восприятие здоровья пищи у людей. Будущие проспективные исследования, в которых используются меры ПЭТ, связанные с дофамином, представляют большой интерес для исследования того, как эндогенный допамин, а также индивидуальные различия в пищевом поведении, могут коррелировать с колебаниями массы тела у людей.
Заявление о финансировании
Эта работа была щедро профинансирована грантами NIH DA20600, AG044292 и F32DA276840, а также стипендией сообщества Tanita Healthy Weight. Финансисты не играли никакой роли в разработке исследований, сборе и анализе данных, решении опубликовать или подготовить рукопись.
Рекомендации
;
