J Clin Endocrinol Metab. 2007 Aug;92(8):3278-84.
Haltia LT, Viljanen A, Parkkola R, Kemppainen N, Rinne JO, Nuutila P, Kaasinen V.
vir
Oddelek za nevrologijo, Univerza v Turku, PO Box 52, FIN-20521 Turku, Finska. [e-pošta zaščitena]
Minimalizem
Minimalizem
Kontekst in cilj:
Debelost je povezana z več metaboličnimi nepravilnostmi. Nedavne študije kažejo, da debelost vpliva tudi na delovanje možganov in je dejavnik tveganja za nekatere degenerativne bolezni možganov. Cilj te študije je bil preučiti učinke povečanja telesne mase in izgube teže na možgansko sivo in belo snov. Hipotetizirali smo, da bodo morebitne razlike, ki jih opazimo v možganih debelih oseb, po intenzivnem obdobju diete izginile ali zmanjšale.
Metode:
V prvem delu študije smo skenirali z magnetno resonančno sliko 16 lean (povprečni indeks telesne mase, 22 kg / m)2) in debelih 30 (povprečni indeks telesne mase, 33 kg / m2) zdrave osebe. V drugem delu so osebe z debelostjo 16 nadaljevale z zelo nizko kalorično dieto za 6 wk, nato pa so jih ponovno skenirali. Regionalne volumne belih in sivih snovi v možganih so izračunali z uporabo morfometrije na osnovi voksela.
Rezultati:
Količine bele snovi so bile pri debelih osebah večje v primerjavi z vitkimi osebami v več bazalnih regijah možganov, pri debelih osebah pa je bila pozitivna korelacija med volumnom bele snovi v bazalnih možganskih strukturah in razmerjem pasu in kolkov. Zaznana ekspanzija bele snovi je bila delno obrnjena z dieto. Obsežne količine sive snovi se pri debelih in vitkih osebah niso bistveno razlikovale, dieta pa ni vplivala na sivo snov.
Sklepi:
Natančen mehanizem za odkrite spremembe bele snovi ostaja nejasen, vendar ta študija kaže, da sta debelost in dieta povezana z nasprotnimi spremembami v strukturi možganov. Ni izključeno, da razširitev bele snovi pri debelosti igra vlogo v nevropatogenezi degenerativnih možganskih bolezni.
PREŽIVLJENOST SPODBUJUJO spremembe v sestavi telesa in povečanje visceralne in sc maščobe. Kopičenje telesne maščobe je povezano z več presnovnimi nepravilnostmi, ki lahko povzročijo bolezni, kot so sladkorna bolezen tipa 2, hipertenzija, kap in rak. Spremembe debelosti v centralnem živčnem sistemu so manj znane, čeprav epidemiološke študije kažejo na povezavo med nekaterimi degenerativnimi boleznimi možganov in debelostjo. Znano je, da je povečana telesna masa dejavnik tveganja za upad kognitivnih sposobnosti (1, 2) in Alzheimerjeve bolezni (3), in povezava med debelostjo in demenco ni odvisna od drugih komorbidnih stanj (\ t4). Centralna debelost je lahko povezana tudi z večjim tveganjem za druge nevrološke motnje, kot je Parkinsonova bolezen (5). Patofiziološki mehanizmi, na katerih temeljijo ti kompleksni odnosi, niso dobro razumljeni, vendar je možna povezava med debelostjo in dementnimi boleznimi razvoj insulinske rezistence in / ali sladkorne bolezni, ki vplivajo na kognicijo (1).
Zato študije o degenerativnih boleznih možganov podpirajo idejo, da debelost negativno vpliva na delovanje možganov, in da so študije na ljudeh, ki kažejo na funkcionalne razlike v možganih med zdravimi debelimi in vitkimi posamezniki. Slikovne študije s pozitronsko emisijsko tomografijo (PET) in funkcionalno slikanje z magnetno resonanco (fMRI) so pokazale, da je debelost povezana s spremembami v krvnem pretoku možganov in nevrokemiji. Študija PET z [11C] racloprid je pokazal, da se razpoložljivost receptorjev D2 v možganih zelo debelih posameznikov zmanjša sorazmerno z njihovim indeksom telesne mase (BMI) (6). Študije, ki so uporabljale PET in merila regionalnega možganskega pretoka krvi, so pokazale različne možganske odzive na zasičenost pri debelih in vitkih posameznikih (7, 8), in študija fMRI je pokazala, da peroralno uživanje glukoze povzroča zaviranje signala fMRI v delih hipotalamusa in da je ta osrednji zaviralni odziv pri debelih preiskovancih (9). Druga fMRI študija je pokazala večje število možganskih področij aktivacije v debelih prežvekovalcih (v primerjavi z vitkimi jedilnimi maščobami in vitkimi in debelimi nejedilecami) kot odziv na vidne in slušne dražljaje popivanja (10). Poleg tega je ena predhodna študija z enotno fotonsko emisijsko tomografijo pokazala, da je vizualna izpostavljenost hrani povezana s povečanjem regionalnega možganskega krvnega pretoka desne časovne in parietalne skorje pri debelih ženskah, vendar ne pri ženskah z normalno težo (11). Nedavna strukturna študija z magnetnoresonančnim slikanjem (MRI) in morfometrijo na osnovi voksela (VBM) je pokazala, da imajo debeli posamezniki bistveno manjši volumen sive snovi v možganih v postcentralnem gyrusu, frontalnem operkulumu, putamenu in srednjem čelnem gyrusu v primerjavi s skupino. vitkih subjektov in da je BMI pri debelih (vendar ne vitkih) osebah negativno povezan z volumnom sive snovi levega postcentralnega gyrusa (12). Tudi razlika v volumnu bele snovi je bila odkrita v bližini striatuma, pri čemer so imeli debeli preiskovanci večji volumen kot vitki.
Večina debelih študij slikanja možganov so statične primerjave skupin. Pogosto so bile skupine ločene po BMI in izbrana spremenljivka centralnega živčnega sistema, npr regionalni pretok krvi, dopaminski receptorji ali volumen sive snovi, preučujemo na presečni način. Po naših podatkih ni nobenih longitudinalnih analiz delovanja možganov pri debelosti. V tej študiji so nas zanimali učinki povečanja telesne mase in izgube na strukturo sive in bele snovi človeških možganov. Fosfolipidi so glavne sestavine nevronskih in glialnih membran in sodelujejo pri preoblikovanju in sintezi membrane ter prenosu signala (13). Presnova fosfolipidov v možganih je dinamičen proces, na katerega vpliva, na primer, plazemska koncentracija prostih maščobnih kislin. Približno 5% neesteriranih maščobnih kislin se izloči iz krvi, ko prehaja skozi možgane podgane, in ekstrakcija je neodvisna od cerebralnega pretoka krvi (13). Debelost spremlja presežek prostih maščobnih kislin v plazmi, ki povzroča kopičenje maščob v adipocitih in tudi v več organov. Zato smo domnevali, da bi lahko debeli posamezniki imeli razlike v presnovi maščob v možganih in povečanju kopičenja maščob v beli snovi, kar bi lahko odražalo obseg bele snovi.
Študija je bila zasnovana tako, da je sestavljena iz dveh delov: 1), običajne primerjave debelih in vitkih posameznikov s presečnimi možgani in korelacijske analize, ter 2) vzdolžnega spremljanja posameznih možganov po velikem zmanjšanju telesne teže. V prvem delu smo raziskali razlike v regionalnih sivih in belih volumnih možganov med vitkimi in debelimi posamezniki. V drugem delu je subpopulacija debelih posameznikov (n = 16) iz prvega dela začela nadzorovano zelo nizkokalorično dieto (VLCD) za 6 wk, drugi skeniranje možganov pa je sledilo, ko so v povprečju 12 zmanjšali svojo težo. %. Znano je, da dieta pozitivno vpliva na, na primer, občutljivost za insulin in lipide v plazmi pri debelih posameznikih (14), zmanjšanje telesne mase pa je povezano tudi z zmanjšanjem plazemske ravni leptina (15). Na možgane, kot tkivo, bogato z lipidi, lahko vpliva tudi izguba teže. Testirali smo, ali bi zmanjšanje telesne teže lahko zmanjšalo volumen možganov pri debelih osebah v skladu z zmanjšanjem maščobe v celotnem telesu.
Predmeti in metode
Predmeti in zasnova študij
I. del
Študija je vključevala debele 30 (moški 12 in ženske 18) in vitke 16 (osem moških in osem žensk). Pomanjkljive posameznike smo opredelili kot osebe z ITM, manjšo od 26 kg / m2 in debelih posameznikov, katerih ITM je večji od 27 kg / m2. Bolniki z motnjo hranjenja, presnovnimi boleznimi, boleznimi srca in ožilja, prejšnjo ali trenutno nenormalno jetrno ali ledvično funkcijo, anemijo ali peroralno zdravljenje s kortikosteroidi so bili izključeni. Glavne fizikalne in presnovne lastnosti preiskovancev so predstavljene v preglednici 1⇓. Debeli posamezniki so imeli bistveno višjo koncentracijo glukoze, insulina, leptina in prostih maščobnih kislin na tešče (tabela 1).⇓). Po obrazložitvi namena in potencialnih tveganj študije so bili subjekti pridobili pisno soglasje. Protokol študije je odobril etični odbor zdravstvenega okrožja jugozahodne Finske in izveden v skladu z načeli iz Helsinške deklaracije.
Glavne demografske značilnosti in laboratorijske vrednosti (po postu) obravnavanih oseb
Del II.
Šestnajst debelih oseb (štirje moški in ženske 12) iz prvega dela so sodelovale v II. Delu, kjer so jim predpisali VLCD (tabela 2).⇓). Vse dnevne obroke so nadomestili izdelki z VLCD za obdobje 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Finska) (2.3 MJ, maščobe 4.5 g, proteini 59 g in ogljikovi hidrati 72 g na dan). Poleg Nutrifasta so osebe dnevno popile vsaj 2 litrov vode ali brezalkoholnih brezalkoholnih pijač. Spremembe telesne aktivnosti niso bile dovoljene. Prehrana je redno nadzorovala medicinska sestra s strokovnim znanjem o prehrani. Po prehrani je prišlo do obdobja okrevanja 1-wk z normokalorično dieto, da bi se izognili katabolnemu stanju. MRI, antropometrične meritve in laboratorijske preiskave so se ponovili po obdobju okrevanja. Masa maščobnega tkiva v predelu trebuha je bila ocenjena na ravni medvretenčnega diska L2 / L3 pred in po dieti z uporabo standardizirane metode na podlagi MRI (16).
Analiza slik in podatkov
MRI-ji so bili pridobljeni s Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual skenerjem (Philips, Best, Nizozemska). Tridimenzionalni tridimenzionalni echo (FFE) s tehtanjem možganov T1 s celotnim možganom je bil pridobljen v prečni ravnini (časovno ponavljanje = 25 msec, čas echo = 5 msec, flip angle = 30 °, število vzbujanj (NEX) = 1, in vidno polje = 256 × 256 mm2), ki v glavi dajejo vsaj sosednje rezine 160. Slike so bile prenesene v osebni računalnik in pretvorjene v obliko za analizo z MRIkonvertom (http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) in analizirali s SPM2 (Wellcome oddelek za kognitivno nevrologijo, London, Velika Britanija; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / spm) in Matlab 6.5 (MathWorks, Natick, MA). Za slike je bil uporabljen optimiziran protokol VBM (17). Pred analizo VBM je klinično vizualno oceno MR slik opravil izkušen nevradiolog (RP). Ena starejša vitka oseba je imela majhen lacunarni infarkt v bližini levega skorje otoka; pri nobenem od bolnikov niso opazili drugih klinično pomembnih ugotovitev.
Predloge
Izdelane so bile prilagojene predloge, ki omogočajo optimalno normalizacijo in segmentacijo MRI skenov debelih in vitkih subjektov. Izdelava predlog je bila izvedena z uporabo razširitve orodja za algoritem segmentacije SPM2 (Christian Gaser, Univerza v Jeni, Jena, Nemčija; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Predloge smo izdelali zato, ker bi se kontrast sedanjih MRI lahko razlikoval od obstoječe predloge, demografija populacije v tem predmetu bi se lahko razlikovala od tistih, ki se uporabljajo za ustvarjanje obstoječe predloge, in vsak skener uvaja posebne neenakosti in nehomogenosti. Predloge so bile zato konstruirane v poskusu, da bi zmanjšali možnost pristranskosti proti eni skupini med prostorsko normalizacijo (18).
Optimizirano VBM
Po ustvarjanju predlogov, specifičnih za študijo, je bil uporabljen optimiziran protokol za izvirne podatke (17). Optimizirani protokol VBM izboljšuje prostorsko normalizacijo z uporabo slik sive snovi in sive matrice, namesto anatomskih T1 slik. Optimizirani protokol vključuje tudi čiščenje particij z uporabo morfoloških operacij in neobvezne modulacije particij, da se ohrani skupna količina signala. Ker nas v glavnem zanimajo volumetrične razlike v debelosti in ne razlike v koncentracijah, smo se odločili za uporabo dodatne modulacije v našem VBM protokolu. Izločitev prostorske normalizacije je bila 25 mm, uporabljena je bila srednja nelinearna regulacija, protokol pa je vključeval nelinearne iteracije 16. Modulirane slike so bile zgoščene s polno širino 12-mm pri polovici maksimalne (FWHM) izotropne Gaussovega jedra. V prejšnjih študijah je bila optimizirana VBM pravilno potrjena in tehnika klasifikacije tkiv, ki se uporablja v VBM, je dala zelo ponovljive rezultate (17).
Biokemijske analize
Koncentracija glukoze v plazmi je bila določena v dvojniku z metodo glukoza oksidaze (Analox GM9 analizator; Analox Instruments, London, Velika Britanija). Glikozilirani hemoglobin so merili s hitro proteinsko tekočinsko kromatografijo (MonoS; Pharmacia, Uppsala, Švedska). Koncentracija insulina v plazmi je bila izmerjena s fluoroimunskimi analizami z dvojnimi protitelesi (Autodelfia; Wallac, Turku, Finska). Celokupni holesterol v serumu in lipoproteinski holesterol visoke gostote smo izmerili s standardnimi encimskimi metodami (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Nemčija) s popolnoma avtomatiziranim analizatorjem (Hitachi 704; Hitachi, Tokio, Japonska). Serumski lipoproteinski holesterol z nizko gostoto je bil izračunan po Friedewaldovi enačbi (19). Serumske proste maščobne kisline so bile določene z encimatsko metodo (metoda acil-CoA sintaza-acil-CoA oksidaza peroksidaza; Wako Chemicals, Neuss, Nemčija). Plazemski leptin smo analizirali z RIA (Linco, St. Charles, MO). V prvem delu podatki iz krvnih preiskav, obsega pasu in razmerja med pasom in bokom niso bili na voljo pri štirih vitkih preiskovancih, pri enem od debelih oseb pa manjkajo podatki o leptinu.
Statistična analiza
Zgoščene, modulirane podatke smo analizirali s statističnim parametričnim preslikavanjem (SPM2) z uporabo splošnega linearnega modela. Volumetrične spremembe so bile testirane z analizo moduliranih podatkov. Ker smo med modulacijo vključili korekcijo za spremembo volumna, ki jo je povzročila prostorska normalizacija, je bilo primerno vključiti celotni intrakranialni volumen (TIV) kot kovarialo, da bi odstranili kakršnokoli varianco zaradi razlik v velikosti glave. TIV je bil izračunan z uporabo funkcije get_globals SPM2. Izračunali smo število vokselov v vsakem tkivnem oddelku in jih zbrali.
Za statistično analizo so bili izvzeti vokseli s sivo ali belo vrednostjo manj kot 0.1, da bi se izognili možnim robnim učinkom okoli meje med sivo in belo snovjo. Razlike med debelimi in vitkimi preiskovanci so bile preizkušene z analizo kovariance z uporabo spola in TIV kot zmešajočih se kovarijev. Korelacijske analize med fizikalnimi / presnovnimi ukrepi in volumni bele / sive snovi v možganih so bile izvedene z večkratno regresijsko analizo z uporabo spola in TIV kot zmešanih kovarijev. Učinke diete na belo in sivo snov smo testirali s parami t preskusov znotraj SPM2. Korelacijske analize za II. Del so bile izvedene s preprosto regresijo z izračunom delta slike (1-scan 2) in delta vrednosti za fizikalne in presnovne ukrepe. Višina praga v SPM analizah je bila določena na P = 0.01 in meja 50 voxels. Prostorski pripomoček MNI (Sergey Pakhomov, Ruska akademija znanosti, St. Petersburg, Rusija) razširitev SPM je bila uporabljena za interpretacijo SPM in določitev ustreznih anatomskih oznak. Stopnja statistične pomembnosti je bila določena na ravni, ki je bila korigirana na ravni voxela P <0.01 [popravljeno za več primerjav z uporabo stopnje lažnih odkritij (FDR)]. Podatki so predstavljeni kot sredstva (sd), razen če ni drugače navedeno.
Rezultati
Regionalni volumen možganov v vitkih in debelih osebah (I. del)
Pri debelih preiskovancih so opazili večje relativne volumne bele snovi v možganih v primerjavi z vitkimi subjekti v več regijah: višji, srednji in spodnji časovni žir; fusiform gyrus; parahipokampalni gyrus; možgansko deblo; in cerebelum (vse ugotovitve dvostransko) (sl. 1⇓, A in B). V zemljevidu SPM možganov so sosednji vokseli s pomembno skupinsko razliko v relativnem volumnu bele snovi, taljeni tako, da tvorijo dva grozda [voxels 35,901, vrhni voksel (pri 6 mm, –23 mm, –29 mm), FDR popravljen P = 0.006; Vokseli 16,228, vršni voksel (pri –52 mm, –18 mm, –28 mm), FDR popravljen P = 0.006] (Tabela 3⇓). Pomanjkljivi bolniki niso imeli večjih količin bele snovi v primerjavi z debelimi osebami v katerem koli možganskem območju. Srednje (sd) svetovni volumen bele snovi je bil 0.486 litrov (0.063) pri debelih preiskovancih in 0.458 litrov (0.044) pri \ t P =
A, Regije, v katerih so debeli preiskovanci pokazali večji volumen bele snovi, v primerjavi z vitkimi subjekti. Statistične parametrične karte se prikažejo na povprečni T1 MRI celotnega vzorca (n = 46). Barvna vrstica označuje T statistične vrednosti. Upoštevajte simetrično porazdelitev grozdov v temporalnih režah in možganskem deblu. Predstavljene so pomembne ugotovitve P = 0.006. B, količina belih snovi pri moških (kvadratov) in ženska (krogi) subjekti v gruči, ki so zasedli dele levega temporalnega in limbičnega režnja (16,228 voxels), ki so predstavljeni kot funkcija razmerja pasu in kolka. Upoštevajte nižje volumne bele snovi pri osebah z nižjim razmerjem med pasom in bokom.
Lokacije pomembnih regionalnih razlik v volumnu bele snovi v delu I in delu II študije
Pozitivna korelacija je bila opažena med razmerjem bele snovi in razmerja med pasom in bokom v debelih skupinah v temporalnih režah, možganskem deblu in majhnem mozgu (kot zgoraj). Poleg tega je bila ugotovljena ista korelacija v delih limbične in zatilnice (lentiformno jedro in srednji okcipitalni gyrus). Na teh območjih so nastala dva grozda s pomembno korelacijo [voxels 59,340, vršni voksel (pri –33 mm, –53 mm, –47 mm), FDR popravljen P = 0.008; VOXEL 7,269, vrhovni voksel (pri 43 mm, –48 mm, –21 mm), FDR popravljen P = 0.008]. Starost ni pomembno povezana s razmerjem med pasom in kolkom (r = 0.21, P = 0.28). Zaznali smo še eno pozitivno povezavo pri debelih preiskovancih med volumnom bele snovi in koncentracijo prostih maščobnih kislin v serumu. To je bilo pomembno v gruči, ki je zasedla dele levega temporalnega in zatilničnega režnja (10,682 vokseli, vršni voksel (pri -43 mm, -49 mm, -18 mm), FDR popravljen P = 0.004]. Med volumnom bele snovi in ITM niso opazili pomembnih korelacij. V vitki skupini niso opazili pomembnih korelacij med fizikalnimi ali presnovnimi ukrepi in regionalnimi volumni.
Med debelimi in vitkimi preiskovanci ni bilo statistično značilnih razlik v volumnu sive snovi, čeprav so imeli vitki subjekti večjo količino sive snovi v trendnih ravneh v določenih regijah možganov, kot so cingularni gyri, superior in medial frontal gyri, možgansko deblo in mali možgani (\ t FDR popravljen P = 0.025). Srednje (sdglobalni volumen sive snovi je bil pri debelih preiskovancih 0.752 litrov (0.070) in 0.734 litrov (0.074) pri \ t P =
Učinek diete (del II) \ t
Šest tednov diete z VLC je povzročilo zelo pomembno zmanjšanje telesne teže pri vseh debelih osebah [11 (3.4) kg, razpon 6.6 – 19 kg] in zmanjšanje telesne mase in visceralne maščobe v trebušnem predelu (tabela 2)⇓). Izguba teže je bila povezana z zmanjšanjem krvnega tlaka, holesterola, leptina in glikoziliranega hemoglobina (preglednica 2).⇓), vendar niso opazili pomembnih sprememb v koncentracijah glukoze in insulina na tešče.
Vpliv diete na fizikalne ukrepe in laboratorijske vrednosti (po tešče) \ t
Dieta zmanjša svetovni volumen bele snovi: 0.498 litrov (0.051) pred in 0.488 litrov (0.048) po dieti (P = 0.002). Regionalni volumni bele snovi so se zmanjšali v levem temporalnem režnju (fusiformni gyrus, parahipokampalni gyrus in slabše, medialni in superiorni temporalni gyri) [12,026 sosednji vokseli, vršni voksel (pri –46, –6 in –31 mm), FDR popravljen P = 0.009] (slika 2⇓, A in B ter tabela 3⇑). Poleg tega je zmanjšanje bele snovi doseglo trendni pomen v številnih drugih grozdih (FDR je popravil P vrednost med 0.03 in 0.07). Nobena od možganskih struktur ni pokazala povečanja volumna bele snovi po dieti. Spremembe globalne ali regionalne sive snovi so bile nebistvene (P > 0.28).
A, Brain regija, v kateri so debeli preiskovanci pokazali znatno zmanjšanje volumna bele snovi po 6 wk diete. Statistične parametrične karte se prikažejo na povprečni T1 MRI diabetičnega podvzorca (n = 16). Barvna vrstica označuje T statistične vrednosti, FDR je popravljen P = 0.009. B, Učinek diete na posamezne volumne bele snovi v skupini, prikazani v A. Kvadrati, Moški subjekti; krogi, ženske.
Razprava
Ta študija kaže, da imajo debeli subjekti večje količine belih snovi v več bazalnih regijah možganov v primerjavi z vitkimi subjekti. Ko so bili debeli preiskovanci zdravljeni z VLCD za 6 wk, so ugotovili zmanjšanje svetovnega volumna bele snovi in regionalnega volumna bele snovi v levem temporalnem režnju. Svetovne in regionalne količine sive snovi so bile med skupinami podobne in niso bile spremenjene z dieto.
V bližini striatuma zelo debelih oseb (BMI 39.4) so nedavno odkrili povečan volumen bele snovi.12). V tej študiji je bil volumen sive snovi manjši pri debelih preiskovancih v več regijah možganov in je bila ugotovljena inverzna povezava med ITM in volumnom sive snovi v levem postcentralnem gyrusu pri debelih, vendar ne vitkih subjektih. Med mišicami in debelimi osebami nismo zaznali pomembnih razlik med sivimi snovmi, čeprav je bilo več možganskih področij, v katerih so debeli preiskovanci pokazali trendno nižjo količino sive snovi kot vitki posamezniki (P = 0.025). Ker so bili subjekti v tej študiji manj debeli, so primerjali s tistimi iz prejšnje študije (12), možno je, da hujša kronična debelost vpliva na sivo snov skupaj z belo snovjo.
V tej študiji so bili večji volumni bele snovi v debeli skupini zabeleženi v bazalnih dvostranskih regijah, širjenje bele snovi pa je bilo povezano s povečanim razmerjem med pasom in bokom (popravljeno glede na spol), ne pa tudi ITM. Številne študije so pokazale, da je porazdelitev, namesto količine telesne maščobe, povezana s presnovnimi spremembami (20, 21, 22). Videti je, da je razmerje med pasom in bokom boljše od ITM pri ocenjevanju tveganja za bolezni srca in ožilja in motenj presnove pri ženskah pred in po menopavzi (23). Poleg tega je v nedavni veliki raziskavi (n = 27,007) dokazano, da razmerje med pasom in bokom dodaja prognostične informacije o kardiovaskularnem tveganju pri ženskah na vseh stopnjah ITM in moških z normalno težo (24). V tej študiji smo videli močno pozitivno korelacijo med razmerjem med pasom in kolkom in volumnom bele snovi. To nakazuje, da je možganska bela snov bolj povezana s kopičenjem trebušne maščobe namesto s telesno maščobo po sebi. Znotraj možganov pa velika skupna velikost grozdov kaže, da bi lahko bilo razmerje bolj splošno in manj specifično za regijo. Ena razlaga bi lahko bila, da je povečanje visceralne maščobe povezano s kopičenjem maščob v osrednjem mielinu v možganih.
Sedanja študija je pokazala tudi pozitivno povezavo med koncentracijo prostih maščobnih kislin v serumu in volumnom bele snovi možganov v levem temporalnem in okcipitalnem režnju pri debelih preiskovancih, pri debelih preiskovancih pa je bila koncentracija serumskih maščobnih kislin bistveno višja. Razlaga razlik v belci pri debelosti je torej lahko nenormalna presnova in kopičenje lipidov v možganih. Prejšnje študije z glodalci so pokazale, da lahko metabolizem maščobnih kislin s hipotalamusom spremeni prehranjevalno vedenje in da se lahko hipotalamične ravni dolge verige maščobne aciltransferaze-koencima A povečajo z izboljšano esterifikacijo cirkulirajočih ali centralnih lipidov in / ali lokalno inhibicijo. oksidacija lipidov (25). Ugotovitve te študije skupaj z rezultati študij na živalih kažejo, da lahko prekomerna maščobna kislina v debelosti povzroči patološki metabolizem lipidov v možganih, kar lahko vpliva na obseg bele snovi možganov in delovanje možganov pri regulaciji hrane. vnos. Po drugi strani pa, čeprav so odkrite razlike v volumnu v skladu s študijsko hipotezo, ne dokazujejo neposredno, da debelost spremlja kopičenje maščob v možganih. Da bi potrdili hipotezo, bi morale prihodnje študije zagotoviti več dokazov, da se presnova maščobnih kislin v možganih spremeni pri debelosti pri ljudeh.
Treba je opozoriti, da čeprav VBM lahko natančno zazna regionalne spremembe volumna, ne zagotavlja nobenih namigov o povzročitelju. Povečanje volumna bele snovi pri debelosti torej ni nujno povezano z maščobnim tkivom ali mielinom. Teoretično bi lahko stanje hidratacije posameznika vplivalo na volumen bele snovi, ker so poročali, da pomanjkanje vnosa tekočine za 16 h zmanjšuje volumen možganov za 0.55% (26). Vendar so vitki in debeli bolniki pred slikanjem MRI uporabljali enaka navodila za post, in so imeli normalne (in podobne) vrednosti krvnih hematokritov (povprečna 41% v vitki skupini, 42% v debeli skupini). Drugič, ugotovitve so bile regionalno selektivne in se nahajajo pretežno v bazalnih regijah možganov. V intervencijskem delu so bili debeli preiskovanci pred drugo magnetno resonanco, ki je verjetno normalizirali ravnotežje tekočine, pred normalno kalorično dieto 1-wk. Imeli so tudi normalne vrednosti krvnih hematokritov pred in po dieti (39 vs 37%), kar kaže, da ni bilo bistvenih sprememb v statusu hidracije.
Znano je, da dieta izboljša občutljivost za insulin in profil lipidov v plazmi (14), s čimer preprečimo komorbiditete, povezane z debelostjo. Učinki diete na možgansko strukturo še niso bili preučeni. Zmanjšanje bele snovi, povzročeno z dieto v delu II te študije v kombinaciji z rezultati prvega dela, kaže, da sta tako kronično povečanje telesne mase kot hitra izguba telesne mase povezana z belo beljakovino v možganih. Raziskava kliničnega pomena sprememb volumna bele snovi pri debelosti je presegala obseg te študije. Ne moremo odgovoriti, ali so prijavljene strukturne spremembe v možganih primarne ali sekundarne. Vendar pa na podlagi lokalizacije ugotovitev v beli snovi, ki je bogata z mielinom (z ohranjanjem sive snovi), domnevamo, da so prikazane spremembe sekundarne, kar odraža kopičenje maščob. Nismo uspeli povezati sprememb bele snovi v dieti s spremembami fizikalnih ali presnovnih ukrepov, čeprav smo opazili trendno razmerje med zmanjšanjem bele snovi in izgubo trebušne visceralne maščobe (v primerjavi z maščobo). Vendar rezultati ne kažejo, da je centralna sprememba bele snovi izoliran dogodek pri povečanju telesne mase in izgubi teže, temveč da so morda preučevane subpopulacije debelih preiskovancev 30 (del I) in debelih oseb 16 (del II) premajhne. za korelacijske analize z velikimi variacijami. Nazadnje, zaradi možnih napak pri registraciji in glajenja, je mogoče, da čeprav velika večina opazovanih razlik odraža spremembe bele snovi, ni mogoče izključiti, da je v celotnem signalu vključen signal sive snovi.
Za zaključek smo predstavili podatke, ki kažejo, da je debelost povezana z ekspanzijo volumna bele snovi v možganih. Najpomembnejša povezava je bila vidna med razmerjem med pasom in kolkom in belo snovjo. V longitudinalni analizi so rezultati pokazali krčenje bele belice po kratkotrajni dieti. Čeprav so epidemiološke študije pokazale, da je tveganje za degenerativne možganske bolezni pri debelih posameznikih večje, je klinični pomen tukaj predstavljenih sprememb bele snovi pri debelosti in dieti še vedno nejasen. Prihodnje študije so lahko zasnovane tako, da raziščejo vlogo centralnega kopičenja maščob in nenormalnosti bele snovi v nevropatogenezi degeneracije.
Priznanja
Zahvaljujemo se dr. Paulu Maguireju (Univerza v Groningenu, Groningen, Nizozemska) za neprecenljivo pomoč pri analizi slike. Zahvaljujemo se tudi osebju Centra Turku PET za njihovo usposobljeno pomoč pri izpitih.
Opombe
To delo so podprli Finska akademija (Odločitev 104334), Centralna bolnišnica Univerze v Turkuju in Univerza v Turkuju.
Informacije o razkritju: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN in VK nimajo ničesar prijaviti.
Prva objavljena na spletu Maj 29, 2007
Kratice: ITM, indeks telesne mase; FDR, napačna stopnja odkrivanja; fMRI, funkcionalni MRI; MRI, slikanje z magnetno resonanco; PET, pozitronska emisijska tomografija; TIV, skupni intrakranialni volumen; VBM, morfometrija na osnovi voksela; VLCD, zelo nizkokalorična dieta.
- Prejeto November 13, 2006.
- sprejeto Lahko 23, 2007.
Reference
Členi, ki navajajo ta člen
;
