PLoS One. 2014; 9 (5): e96319.
Objavljeno na spletu 2014 maj 7. doi: 10.1371 / journal.pone.0096319
PMCID: PMC4012945
Deanna L. Wallace,1,* Ester Aarts,1,2 Linh C. Dang,1,3 Stephanie M. Greer,1 William J. Jagust,1 in Označi D'Esposito1
J. Bruce Morton, urednik
Ta članek je bil citira drugi členi v PMC.
Minimalizem
Do danes je le malo raziskovalo nevrokemične mehanizme, ki podpirajo posamezne razlike v prehranski preferenci pri ljudeh. Tu preučujemo, kako je dorzalni striatalni dopamin, izmerjen s sledilnikom pozitronsko-emisijske tomografije (PET) [18F] fluorometatirozin (FMT) je v korelaciji z odločanjem o hrani, pa tudi z indeksom telesne mase (ITM) pri zdravih telesnih težah z zdravilom 16 do zmerno debelih oseb. Ugotavljamo, da nižji potencial vezave dopamina na sintezo PET FMT korelira z višjim indeksom telesne mase, večjo prednostjo za zaznano "zdravo" hrano, pa tudi z večjimi zdravstvenimi ocenami živilskih izdelkov. Te ugotovitve še dodatno potrjujejo vlogo dorzalnega strijatalnega dopamina v vedenju, povezanih s hrano, in osvetljujejo zapletenost posameznih razlik v prehranski preferenci.
Predstavitev
Sodobno družbo obdajata prekomerno bogastvo in najrazličnejša izbira hrane, kar deloma prispeva k naraščajoči populaciji s prekomerno telesno težo v ZDA [1]. Kljub temu osnovni nevrokemični mehanizmi, ki podpirajo posamezne razlike v preferencah hrane, niso dobro razumljeni. Nekateri posamezniki svoje prehranske nastavitve seveda bolj temeljijo na zdravstveni vrednosti živilskih izdelkov v primerjavi z okusno vrednostjo živil, pri čemer se je pokazalo, da ventromedialna prefrontalna skorja (vmPFC) igra pomembno vlogo pri ciljnih vrednostih, povezanih z vplivi "zdravja" in " okus " [2]. Poleg tega obstajajo velike razlike v presoji posameznikov glede kalorične vsebnosti in zaznane "zdrave" hrane [3]in študije kažejo, da je zaznana "zdrava" hrana čezmerno zaužite v primerjavi z zaznano "nezdravo" hrano, kljub enaki prehranski vrednosti [3], [4].
Izkazalo se je, da ima dorzalni strijatalni dopamin vlogo pri motivaciji za hrano tako pri ljudeh kot na živalih [5], [6], [7]vendar razmerje med dopaminom in zaželenostjo hrane ali preferencami pri ljudeh ni bilo natančno raziskano. Poleg tega so študije, ki uporabljajo ligande PET, ki vežejo receptorje dopamina, pokazale povezavo z BMI, vendar v obeh pozitivnih [8] in negativno [9] smernic in ne pri vseh raziskavah so pomembne povezave (za pregled glej [10]). Tudi zaradi narave teh ligandov PET, ki so odvisni od stanja endogenega sproščanja dopamina, je težko razlagati razmerja med strijatalnim dopaminom in BMI. Nižja vezava receptorjev dopamina lahko predstavlja manj obstoječih strijatalnih dopaminskih receptorjev (tj. Negativno razmerje med vezavo PET in BMI, kot je ugotovljeno v [9]) ali večja vezava receptorjev za dopamin lahko predstavlja nižje sproščanje endogenega dopamina, kar bi omogočilo več razpoložljivih receptorjev, na katere bi se lahko vezal PET ligand (tj. pozitivno razmerje med vezanjem in BMI, kot je navedeno v [8]). Za dopolnitev prejšnjih raziskav, ki so uporabile ligande PET, ki vežejo receptorje dopamina, smo tukaj uporabili stabilno merjenje zmogljivosti presinaptične sinteze dopamina z ligandom PET [18F] fluorometatirozin (FMT), ki je bil podrobno raziskan na modelih ljudi in živali [11], [12], [13], [14].
Cilji naše študije so bili raziskati razmerje med dorzalnimi strijnimi PET FMT dopaminimi sinteznimi dopamini in BMI ter preučiti, kako lahko ti ukrepi sinteze dopamina PET FMT korelirajo s posameznimi razlikami v prehranskih željah. Predpostavljali smo, da bi nižja vezava sinteze dopamina PET FMT ustrezala višjim BMI, kot je predlagano v prejšnjem delu [15]. Predvideli smo tudi, da bodo posamezniki z nižjim endogenim striatnim dopaminom v splošnem bolj naklonjeni živilskim izdelkom (tj. Tako "zdravi" kot "nezdravi" hrani) v primerjavi z osebami z višjim striatnim dopaminom in da bo lahko posameznikovo zdravstveno dojemanje prehranskih izdelkov vplivalo prednost.
Metode in materiali
Predmeti
Triintrideset zdravih, z desnimi rokami oseb, ki so predhodno prejemale PET FMT preiskave sinteze dopamina, so bile povabljene k sodelovanju v študiji vedenja, ki je bila predstavljena tukaj in niso prejeli nobenega predhodnega znanja v študiji, samo so sporočili, da gre za preučevanje kompleksnega odločanja. Od teh 33 so se udeleženci 16 strinjali z udeležbo (8 M, starost 20 – 30). BMI ((teža v kilogramih) / (višina v metrih) ∧2)) je bil izračunan za vse preiskovane osebe (razpon: 20.2 – 33.4, pri osebah z debelostjo 1, prekomerno telesno težo 4 in zdravih telesnih mase 11). Preiskovanci niso imeli v preteklosti zlorabe drog, motenj hranjenja, večje depresije in anksioznih motenj. Preiskovanci so bili tudi vprašani, ali so v zelo slabem, slabem, povprečnem, dobrem ali odličnem zdravju. Vsi poročajo, da so v skupnem povprečju odličnega zdravja in trenutno ne diete ali poskušajo shujšati. Socialno-ekonomski status (SES) je bil zbran tudi od posameznikov, ki uporabljajo Barrattovo poenostavljeno merilo socialnega statusa (BSMSS) [16].
Izjava o etiki
Vsi predmeti so dali pisno privolitev in bili plačani za sodelovanje v skladu z institucionalnimi smernicami lokalnega odbora za etiko (Univerza v Kaliforniji Berkeley (UCB) in odbora Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) za zaščito človeških udeležencev (CPHP) in Lawrence Berkeley National Odbori za laboratorijske ustanove (IRB). CPHP in IRB UCB in LBNL so posebej odobrili tukaj predstavljene študije
Pridobivanje in analiza PET podatkov
Slikovni prikaz PET in vezava FMT sta bila izvedena v Nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley, kot je opisano prej [17]. FMT je substrat aromatične dekarboksilaze L-aminokislin (AADC), encima, ki sintetizira dopamin, katerega aktivnost ustreza zmogljivosti dopaminergičnih nevronov za sintezo dopamina [13] izkazalo se je, da kaže na sposobnost predsinaptične sinteze dopamina [18]. FMT presnavlja AADC v [18F] fluorometatiramin, ki se oksidira v [18F] fluorohidroksifeniloctena kislina (FPAC) ostane v dopaminergičnih terminalih in je vidna na PET FMT pregledih. Tako se je pokazalo, da je intenzivnost signala na PET FMT skalah primerljiva z [18F] fluorodopa [18], pri katerih je privzemanje sledilcev močno povezano (r = 0.97, p <0.003) z ravnijo beljakovin striatalnega dopamina pri bolnikih po zakolu, merjeno z visoko zmogljivimi metodami tekočinske kromatografije (HPLC) [19]. Poleg tega v primerjavi z [18F] fluorodopa, FMT prav tako ni substrat za O-metilacijo in zato zagotavlja višje slike signal-hrup kot [18F] fluorodopa [18]. Poleg tega se je izkazalo, da ukrepi FMT neposredno ustrezajo ukrepom dopamina v modelih živalske Parkinsonove bolezni [14].
Preiskave so bile izvedene bodisi s 9AM-12PM bodisi 1PM-4PM. Povprečna zamuda med pridobitvijo podatkov o sintezi dopamina PET FMT in vedenjskimi podatki je bila 2.37 ± 0.26 let, primerljiva z zamudo, o kateri so poročali v prejšnji študiji iz našega laboratorija, ki je uporabljala PET FMT [11]. Čeprav ta zamuda ni idealna, je raziskava Vingerhoets et al. [20] je pokazal, da je strijatalni Ki, povezan s presinaptičnim dopaminom, relativno stabilna meritev, saj ima 95% možnost, da ostane znotraj 18% svoje prvotne vrednosti pri posameznih zdravih osebah v obdobju 7-let. Zato so ukrepi FMT, primerljivi z [18F] fluorodopa [13]naj bi odražale relativno stabilne procese (tj. sposobnost sinteze) in zato niso posebej občutljive na majhne spremembe, povezane s stanjem. Poleg tega se BMI ni bistveno razlikoval med pridobitvijo PET in vedenjskimi podatki (povprečna sprememba BMI: 0.13 ± 1.45, T (15) = 0.2616, p = 0.79, dvotirni parni t-test). Prav tako so bili vsi preiskovanci pregledani glede sprememb življenjskega sloga v času od zadnjega testiranja (tj. Spremembe prehrane in vadbe / vsakodnevne aktivnosti, kajenja ali pitja, duševnega zdravja ali statusa zdravil). Končno so bile spremenljivke BMI od časa PET FMT skeniranja do vedenjskega testiranja in čas, ki je pretekel med PET skeniranjem in vedenjskim testiranjem, uporabljeni kot spremenljivki pri analizi podatkov o številni regresiji.
PET-skeniranje smo izvedli s pomočjo PET-kamere Siemens ECAT-HR (Knoxville, TN). Približno 2.5 mCi visoko specifične aktivnosti FMT je bil injiciran kot bolus v antekubitalno veno in bilo je pridobljeno dinamično zaporedje pridobivanja v načinu 3D za skupno minuto čas skeniranja 89. Vsak udeleženec je na MRI optičnem bralniku Siemens 1.5 T Magnetom Avanto (Siemens, Erlangen, Nemčija) pridobil dve anatomski sliki visoke ločljivosti (MP / RA), s pomočjo glave tuljave 12 (TE / TR = 3.58 / 2120 ms; velikost voxlov = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm, osne rezine 160; FOV = 256 mm; čas skeniranja ∼9 minut). Povprečno smo uporabili dve slikovni MPRAGE, da smo dobili eno strukturno sliko z visoko ločljivostjo, ki je bila uporabljena za ustvarjanje posameznih zanimivih regij hroščev in možganov (ROI).
ROI levega in desnega kaudata in možganov (uporablja se kot referenčna regija, kot v prejšnjih raziskavah [11]) so bili ročno narisani na anatomskem MRI pregledu vsakega udeleženca z uporabo FSLView (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/), kot je opisano prej [21]. Zanesljivost med in med raterji je bila nad 95% (iz ocen dveh članov laboratorija). Da bi se izognili kontaminaciji FMT signala iz dopaminergičnih jeder, so bile v referenčno območje možganov vključene le zadnje tri četrtine sive snovi. Po soregistraciji v prostor PET FMT so bili vključeni samo voksli z nadpovprečno 50% možnostjo ležanja v ROI, da se zagotovi velika verjetnost sive snovi.
Slike PET FMT smo rekonstruirali z urejenim algoritmom maksimiranja pričakovanja podmnožice s tehtanim oslabljenjem, popravljenim razkrojem, popravljenim gibanjem in zglajenim s polno največjim jedrom 4 mm polne širine z uporabo statističnega parametričnega preslikavanja različice 8 (SPM8) (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/). Anatomsko MRI skeniranje je bilo registrirano na srednji sliki vseh poravnanih okvirjev v PET FMT skeniranju z uporabo FSL-FLIRT (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, različica 4.1.2). Uporaba internega programa grafične analize, ki izvaja Patlakovo načrtovanje [22], [23], Ki slike, ki predstavljajo količino sledilca, nakopičenega v možganih glede na referenčno regijo (možganov) [11], je bila ustvarjena standardna praksa v analizi PET za zmanjšanje morebitnih zmedenosti hrupa iz PET podatkov). Ki vrednosti so bile ločene od levega in desnega ROuda ROI in povezav, izračunanih med Ki vrednosti, BMI in vedenjski ukrepi. Poleg tega, ker se kaže, da starost in spol vplivajo na vezavo FMT [15], [24], korelacije med FMT in ITM so bile popravljene glede na starost in spol (pa tudi morebitne spremembe ITM od časa PET skeniranja do vedenjskih testov) s kontrolnimi spremenljivkami v Pearsonovi delni korelaciji.
Vedenjska paradigma
Udeleženci so uro pred testiranjem morali jesti tipičen, vendar ne pretežek obrok. Da bi spodbudili skladnost s to zahtevo, so bile načrtovane seje testiranja po tipičnih časih obroka (tj. 9AM, 2PM in 7: 30PM) in času zadnjega obroka. Zabeleženi so bili živilski izdelki, porabljeni pred testiranjem in pretečeni čas od zadnjega pojednega obroka do preizkusne seje, (določeno z virom www.caloriecount.com ter velikosti obrokov in postrežbe, ki jih posameznik sam poroča). Da lakota ne vpliva na nalogo, smo gladino in polnost izmerili tudi z vizualno analogno lestvico [25].
Uporabljene so slike osemdesetih živilskih izdelkov, v katerih so preiskovanci morali v programu E-Prime Professional (Psychology Software Tool, Inc., Sharpsburg, oceniti izdelke v ločenih blokih 3 na podlagi 1) zaželenosti, 2) zdravja in 3) okusnosti. PA, ZDA) (gl Slika 1). Da bi ustvarili nalogo z uravnoteženim številom zdravih, nezdravih in nevtralnih živilskih izdelkov, smo najprej ustvarili objektivno zdravstveno vrednost za vsakega od osemdeset živilskih izdelkov, tako da smo dodelili standardizirano, objektivno oceno –3 (zelo nezdravo) na + 3 ( zelo zdravo) za vsako živilo, ki temelji na črki (od F-minus (zelo nezdravo) do A-plus (zelo zdravo)) in hranilnih informacijah iz spletnega vira www.caloriecount.com. Te črke vključujejo več dejavnikov (npr. Kalorije, grame maščob, vlaknin itd.) In so na spletu navedene kot „referenca za zdravo prehrano“, kot je navedeno na spletni strani. Nato smo nalogo uravnotežili s približno enakim številom zdravih (npr. Živil z objektivnimi rezultati 2 ali 3, kot sta sadje in zelenjava), nevtralnih (tj. Živil z objektivnimi rezultati 1 in −1, kot so slani krekerji) in nezdravih izdelkov (tj. živila z negativnimi ciljnimi ocenami –2 ali −3, kot so zelo predelani bomboni).
Predmetje so najprej prosili, da ocenijo stopnjo, do katere so "želeli" ali "želeli" vsak element (lestvica 1 (močno ne želim)) do 4 (močno želim)), ki je v celotnem besedilu naveden kot "prednostni", izraz skladno z literaturo [2]. Pojavil se bo živilski izdelek, subjekt pa bi imel na voljo do 4 sekunde za odziv in so ocenili vseh osemdeset živil, preden nadaljujejo v naslednjih blokih "zdravje" in "okus" (glej spodaj). Ker imajo ljudje možnost moduliranja izbire hrane, ki temelji ne le na okusu za določeno hrano, temveč tudi na dojemanju zdravja [26], zadevnega smo vprašali le, da oceni, koliko bi si želeli hrane ali da bi bilo živilo zaželeno in je bil prednostni blok vedno predstavljen. V poskusu, da bi zajeli, koliko je subjekt v resnici raje predstavil živila, so bili subjekti obveščeni, da bodo na koncu testiranja prejeli živilski izdelek iz naloge na podlagi svojih ocen »zaželenosti«. Predmetniki tudi v prihajajočem drugem in tretjem bloku (opisani spodaj) niso vedeli, presodili bi jih, kako zdravi in okusni so našli vsak živilski izdelek.
V drugem bloku so preiskovanci ocenili, koliko so osemdeset živilskih izdelkov zaznali kot zdrave ali nezdrave (−3 za zelo nezdrave do 3 za zelo zdrave) in v tretjem bloku, kako okusni so našli osemdeset živilskih izdelkov (−3 za ne sploh okusno do 3 za zelo okusno). Vrstni red teh blokov je bil dosleden pri vseh preiskovancih, saj nismo želeli vplivati na ocene zdravja v potencialnem učinku vrstnega reda. Preiskovanci so bili obveščeni, da ocene zdravja in okusa ne bodo vplivale na izdelek, ki bi ga prejeli na podlagi njihovih odgovorov v bloku »zaželenost«. Izbrali smo lestvico točk 6 za vrednosti zdravja in okusa, da bi omogočili širši razpon merjenja dojemanja okusa / zdravja, vključno z "nevtralno" oceno, ki ustreza −1 in + 1, medtem ko je 4 lestvica točke bloka zaželenosti / preferenc bi odražale samo najprimernejše ali neprimerne prehrambene izdelke. Skupna naloga je trajala približno 25 minut. Subjekte so na koncu naloge vprašali, če so bili neznani živilski izdelki, ki bi lahko privedli do neodgovora. Vsi preiskovanci so poročali o poznavanju živilskih izdelkov in vsi predmeti so bili ocenjeni za vse tri bloke.
Pokazalo se je, da ima dopamin v dorzalnem striatumu močno povezano motivacijo za hrano [5], [6], [7]. Zaznavanje okusa je zelo povezano tudi z zaželenostjo hrane, saj večina ljudi raje živila, ki se jim zdijo tudi okusna [27]. Ker obstaja veliko kombinacij blokov preferenc, okusa in zdravja, ki bi jih bilo mogoče preučiti, da bi odpravili več primerjav in potencial za lažne korelacije, smo na podlagi te literature preučili število živil, ki so bili ocenjeni kot 1) , okusno in zaznano kot »zdravo« in 2) je bilo raje, okusno in zaznano kot »nezdravo«. (Prednostni izdelki, ocenjeni kot 3 ali 4 v bloku „zaželenost“; okusni izdelki, ocenjeni kot 2 ali 3 v bloku „okusnost“; –2 v bloku »zdravje«). Post-hoc analiza je raziskovala tudi razmerje med zaznanimi "zdravimi" -za- "nezdravi" prehrambenimi izdelki, številom prednostnih zaznanih "zdravih" živilskih izdelkov, ki dejansko niso bili objektivno ocenjeni kot zdravi (tj. Prednostne izdelke, ki jih je posameznik ocenil kot zdrave minus predmeti, ki jih je subjekt ocenil kot prednostne in so dejansko zdravi, kot je določeno z dodeljenim objektivnim zdravstvenim rezultatom. (Na primer, če je subjekt ocenil "krekerji" kot prednostno zaznano zdravo hrano z zdravo oceno 3 (zelo zdravo) in objektivni zdravstveni rezultat je bil 2 (nevtralno zdravo), to bi se štelo za prednostno zaznano zdravo hrano, ki dejansko ni zdravo). Izračunali so tudi povprečne kalorije za prednostne izdelke vsakega posameznika.
Statistična analiza
Postopna večkratna linearna regresija je bila uporabljena za preizkušanje odnosov med dvema ločenima odvisnima spremenljivkama: 1) prednostna, okusna in zaznana zdrava in 2) prednostna, okusna in zaznana nezdrava prehrana ter neodvisne spremenljivke: desno previdne vrednosti PET FMT, leve previdne vrednosti PET FMT, ITM, starost, spol, socialno-ekonomski status, kakršne koli spremembe ITM med PET in vedenjskim testiranjem ter čas, ki je pretekel med PET in vedenjskim testiranjem v različici SPSS 19 (IBM, Chicago, Ill., ZDA), s vključitev neodvisne spremenljivke v model, nastavljen na p <0.05 in izključen s p> 0.1. Razmerje zaznanega "zdravega" in "nezdravega" je bilo močno povezano z odvisno spremenljivko prednostnih zaznanih "zdravih" elementov (r = 0.685, p <0.003), zato te spremenljivke nismo mogli vnesti v model. Vendar pa so bile Pearsonove delne korelacije, popravljene glede na starost, spol in kakršne koli spremembe ITM, uporabljene za preizkušanje neposrednih povezav med desno previdnim PET FMT in 1) ITM, 2) zaznanim razmerjem med "zdravim" in "nezdravim" in 3) povprečnimi kalorijami najprimernejših predmetov, izvedenih s SPSS različico 19 (IBM, Chicago, Ill., ZDA). Nadalje smo preizkusili tudi razmerje med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT, številom zaželenih zaznanih "zdravih" živil, ki jih izračunani rezultat ni ocenil kot zdravih, in prednostnimi predmeti, ki jih je v koraku ocenil kot zdrav. modri multipli regresijski model. (Število zaželenih zaznanih "zdravih" živil, ki jih izračunani rezultat ne oceni kot zdrave, in prednostnih izdelkov, ki jih izračunani rezultat oceni kot zdrave, niso bile bistveno povezane (r = 0.354, p = 0.23). Preizkusili smo tudi, ali je bilo razmerje med spremembo ITM in odvisnimi spremenljivkami: leva in desna previdna vrednost PET FMT, SES, starost, spol, čas med slikanjem PET in vedenjskim testiranjem, število prednostno zaznanih "zdravih" živil in prednostnih zaznanih "nezdravih" živil z uporabo koraka Podatki so prikazani kot Pearsonove r-vrednosti.
Rezultati
Povezava med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in ITM
Najprej smo preizkusili, ali obstaja pomembna povezava med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in meritvami BMI pri posameznikih 16 (posamezniki s povprečno do zmerno prekomerno telesno težo / debelostjo). Ugotovili smo pomembno negativno povezanost med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in BMI, višji posamezniki z ITM pa imajo nižjo sintezo dopamina (Slika 2A: PET FMT surove slike višjih (levih) in nižjih (desnih) posameznikov ITI; Slika 2B: desni kaudat, r = −0.66, p = 0.014, levi kaudat: r = −0.22, p = 0.46 (ni pomemben (ns)), nadzorovan glede na starost, spol in vse spremembe BMI od sinteze dopamina PET FMT do testiranja vedenja ).
Razmerje med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in preferenco hrane
Preiskovanci so ocenili osemdeset živilskih izdelkov v ločenih blokih 3 glede na njihovo zaznavanje 1) zaželenosti, 2) zdravja in 3) okusnosti vsakega živila (glej Slika 1). Približno 50% izdelkov je bilo zdravih in nezdravih, kot so določene v zdravstvenih informacijah (glej Metode in materiali). Pokazalo se je, da ima dopamin v dorzalnem striatumu močno povezano motivacijo za hrano [5], [6], [7], medtem ko hedonske lastnosti hrane posredujejo prek drugih nevronskih mehanizmov [7], [27]. Vendar je zaznavanje okusa zelo povezano z zaželenostjo hrane, saj večina ljudi raje živila, ki se jim zdijo tudi okusna [27]. Tu ugotavljamo tudi, da sta zaznavanje in preferenca okusa zelo povezana, saj so tudi prednostni predmeti ocenjeni kot okusni (r = 0.707, p <0.002).
Da bi torej preučili, kako lahko zaznavanje zdravja vpliva na odločanje, povezano s hrano, smo s postopno večkratno linearno regresijo modelirali razmerja med odvisno spremenljivko števila živil, ki so ocenjena kot prednostna, okusna in zaznana kot zdrava, ter neodvisnimi spremenljivkami FMT v levem in desnem repnem predelu, ITM, starost, spol, SES, sprememba ITM od časa PET pregleda do vedenjskega testiranja in čas, ki je pretekel od časa PET do vedenjskega testiranja. Vrednosti sinteze dopamina PET-FMT desno pomembno prispevajo k regresijskemu modelu za število prednostnih, okusnih izdelkov, ki so bili zaznani kot zdravi (Beta: -0.696; t (15) = -3.625, p <0.003, Slika 3), medtem ko so bile vse druge neodvisne spremenljivke iz modela izključene kot nepomembne (t (15) <1.216, p> 0.246). Preizkusili smo tudi hipotezo, da bi število prednostnih, zaznanih "nezdravih" elementov pokazalo tudi povezavo s temi neodvisnimi spremenljivkami, vendar v model ni bila vnesena nobena neodvisna spremenljivka kot pomembna (F <2.7, p> 0.1). Tako imajo posamezniki z nižjimi vrednostmi sinteze dopamina v kavču PET FMT večje želje do zaznanih "zdravih", vendar ne zaznanih "nezdravih" živil.
Povezava med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in dojemanjem hrane na zdravje
Hipotetizirali smo, da je razmerje med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in preferenco do zaznanih "zdravih" izdelkov lahko posledica posameznih razlik v zdravstveni percepciji živil. Čeprav smo nalogo zasnovali s približno 1N1 razmerjem med zdravimi in nezdravimi živilskimi izdelki, so se posamezniki močno razlikovali glede njihove dobe o zdravju, pri čemer so razmerja med zdravimi in nezdravimi izdelki znašala od 1.83∶1 do 0.15∶1. Zato smo kot post-hoc analizo raziskali razmerje med sintezo dopamina v pravem kaudata PET FMT in razmerjem zaznanih "zdravih" do "nezdravih" izdelkov in ugotovili pomembno negativno korelacijo (r = −0.534, p = 0.04) , z nižjimi vrednostmi sinteze dopamina PET FMT dopamina, ki ustrezajo večjemu številu izdelkov, ki se štejejo kot "zdravi" v primerjavi z "nezdravi".
Zato smo uporabili postopno večkratno linearno regresijo za raziskovanje razmerja med sintezo dopamina PET-FMT in preferenco do zaznane zdrave, vendar ne dejansko zdrave hrane (kot je določeno s ciljanim izračunanim rezultatom, glej Metode) in prednost za zdravo hrano, kot jo določa objektivno izračunana ocena. Ugotovili smo pomembno povezavo med vrednostmi sinteze kapateta PET FMT dopamina in preferencami do zaznane zdrave, a ne dejansko zdrave hrane (Beta: -0.631, t (15) = -3.043, p <0.01), vendar ni pomembne povezave med kavdastim PET FMT dopaminom sintezne vrednosti in prednost dejansko izračunanih zdravih živil (t (15) = -1.54, p> 0.148), kar kaže na to, da imajo pretirano zaznana "zdrava" živila močnejša korelacija pri posameznikih nižjega FMT. Poleg tega ni bilo pomembne povezave med vrednostmi sinteze dopamina PET FMT in povprečnimi kalorijami prednostnih izdelkov (r = 0.288, p> 0.34), kar kaže, da se posamezniki z nižjo sintezo dopamina PET FMT niso razlikovali v kalorični vsebnosti prednostnih živil.
Prav tako nismo ugotovili nobene povezave med spremembo vrednosti ITM in vrednosti sinteze dopamina PET FMT, SES, starostjo, spolom, časom med slikanjem PET in vedenjskim testiranjem, številom prednostno zaznanih "zdravih" živil ali prednostno zaznanih "nezdravih" živil (p> 0.1).
Čas testiranja, čas, ki je potekel od zadnjega obroka, in število zaužitih kalorij ob zadnjem obroku niso bili v pomembni korelaciji z nobenimi vedenjskimi ukrepi (p> 0.13). Ukrepi za lakoto in polnost prav tako niso bili povezani z nobenim vedenjskim ukrepom (p> 0.26).
Razprava
Namen te študije je bil raziskati povezavo med endogeno sintezo dopamina v kavatu, ITM in vedenjem v zvezi s hrano. Ugotovili smo, da je manjša sinteza dopamina kaudata, merjena s sintezo dopamina PET FMT, povezana z 1), večjim indeksom BMI in 2), večja prednost za zaznano "zdravo" hrano. Ugotovili smo tudi povezavo med nižjimi vrednostmi sinteze dopamina PET FMT dopamina in večjo prekomerno oceno zdravja živilskih izdelkov, pa tudi pomembno korelacijo z večjo prednostno zaznano "zdravo" hrano, ki dejansko ni bila zdrava. Nismo našli pomembne povezave med sintezo dopamina PET FMT in povprečno vsebnostjo kalorij zaželenih živil.
Raziskave kažejo, da sta prednost in prevelika poraba nezdrave hrane dva od številnih, ki prispevata k povečanju telesne mase in višjemu ITM (centri za nadzor in preprečevanje bolezni); http://www.cdc.gov/obesity/index.html). Zanimivo je, da smo ugotovili spodnjo dorzalno strijatalno sintezo dopamina, povezano z večjim številom najprimernejših, zaznanih "zdravih" živil. Čeprav ta povezava ne more povzročiti vzročne zveze, ta ugotovitev kaže, da bi lahko endogene razlike v dorzalni strijatalni sintezi dopamina deloma igrale vlogo pri posameznih razlikah glede prehrambene preference. Tu predlagamo, da nižje vrednosti sinteze dopamina PET FMT dopamina predstavljajo nižje tonske dopamine, kar kot odgovor na okusne dražljaje omogoča večje fazno porušenje [28] in morda spremenjena odzivnost na živila. Apoleg tega lahko te razlike v dorzalnem progastem dopaminu vplivajo na predelavo gustatornih dražljajev v somatosenzorni skorji, saj je prejšnja študija pokazala spremenjeno aktivacijo tako v dorzalnem strijnem kot tudi v somotosenzornem območju z vnosom hrane pri posameznikih, dovzetnih za debelost. [29]. Spodnji dorzalni strijatalni dopamin lahko povzroči tudi razlike v povezanosti med dorzalnim striatumom in dorsolateralno predfrontalno skorjo (DLPFC), kot predlagajo naše nedavne ugotovitve [30]. Tzato domnevamo, da so z dopaminom povezani dorzalni strizijski mehanizmi lahko vplivali na razlike v zaznavanju zdravja bodisi s povezanostjo s somatosenzorično obdelavo (tj. spremenjenimi lastnostmi občutka okusa) ali morda povezanostjo z DLPFC, za katero se je izkazalo, da ima vlogo pri preveliki oceni prej želene izbire predmeti [31]. Funkcijsko slikanje z magnetno resonanco (fMRI) lahko razkrije te potencialne mehanizme posameznih razlik v preferencah hrane in previsokih zdravstvenih vrednosti.
Na začetku smo predvidevali, da bodo imeli posamezniki z nižjim dorzalnim strijatalnim dopaminom večje splošne prehrambene lastnosti (tj. Raje več števila izdelkov, ki so samoocenjeni kot "zdravi" in "nezdravi"), v primerjavi s posamezniki z višjim dorzalnim strijatalnim dopaminom. Vendar pa je bila druga ugotovitev naše študije ta, da je bila prekomerna ocena zdravja živil (tj. Povečan občutek zdravja), ne pa tudi kalorična vsebnost zaželenih živil ali prednost objektivno opredeljenih zdravih živil, bistveno povezana z endogenimi dorzalni strijski ukrepi dopamina. Zato je lahko ena od razlag za naše ugotovitve o pomembni povezavi samo z zaznanimi »zdravimi« živili bolj živahna, kot je zaželena. To lahko še posebej drži, ker je bila naša študija namenoma izvedena po obrokih oseb, ko bi morala biti splošna želja po hrani minimalna. Zato so imeli preiskovanci večjo naklonjenost preveč ocenjeni "zdravi" hrani, čeprav so bili takrat siti in niso bili lačni. Prihodnje študije, ki preučujejo razmerje med endogenim striatnim dopaminom in prehranskimi preferencami v lačnih in sitih državah, bi to hipotezo še dodatno utemeljile.
Trdimo lahko tudi, da je za zaznavanje zdravja potrebna izpostavljenost in izkušnje s prehranskimi predmeti, da se pridobi občutek zdravstvene vrednosti, in morda so razlike v prehranskem življenjskem slogu vplivale ali spremenile osnovno dorzalno strijčno dopaminsko sintezo. Poleg tega bi razlike v poznavanju živil lahko pripisale razlikam v preferenci hrane ali prekomerni oceni živil kot zdravih. Vendar so subjekti ob koncu naloge poročali, da so seznanjeni z vsemi živilskimi predmeti (glej Metode). Čeprav nismo raziskovali razlik v prehrani, smo namerno pregledali predmete, ki v času študije niso bili dieti. Poleg tega so bili vsi preiskovanci mladi (starostno obdobje 19 – 30) brez zgodovinskih motenj hranjenja in so se ocenili kot povprečno do odličnega zdravja. Ocenili smo tudi socialnoekonomski status in nismo našli nobenega vpliva. Vendar pa na prehranske preference obstajajo še drugi vplivi okolja, ki bi jih poleg strijnega dopamina lahko v prihodnjih raziskavah še raziskali.
Predpostavljamo, da lahko subtilne razlike v dojemanju zdravja sčasoma pripomorejo k povečanemu indeksu telesne mase, saj manjše povečanje kaloričnega vnosa na dan (ne glede na to, ali gre za zdravo ali nezdravo) prispeva k skupnemu povečanju telesne mase. [32]. Čeprav tukaj nismo našli povezave med BMI in zdravstvenim dojemanjem, je morda pri večjem razponu ITM prekomerna ocena zdravja živilskih izdelkov bolj izrazita pri osebah z višjim indeksom telesne mase. Naše pomanjkanje pomembnih ugotovitev med ITM in vedenji, povezanimi s hrano, lahko tudi nakazujejo, da je endogeni striatalni dopamin bolj tesno povezan z vedenjem hrane, kot pa sam BMI kot fenotip, saj na BMI vplivajo različni zapleteni dejavniki in morda ni najboljši napovedovalec ugotovitev vedenja ali nevro slikovnih ugotovitev (gl [10] v pregled). Prav tako nismo našli nobenih napovedovalcev za spremembo indeksa telesne mase za čas, ki je pretekel med pridobitvijo PET in vedenjskim testiranjem, čeprav je bila sprememba BMI pri preiskovancih majhna in se med časovnimi točkami ni bistveno razlikovala. Vendar bi bile prihodnje študije, ki bi uporabile ukrepe za sintezo dopamina PET FMT, skupaj s preferencami hrano in ukrepi za zaznavanje zdravja, pri populaciji z večjim nihanjem BMI zelo zanimive.
Za dopolnitev prejšnjih raziskav, ki so uporabile ligande PET, ki vežejo receptorje dopamina, smo uporabili merilo zmožnosti sinteze dopamina in pokazali, da nižja sinteza dopamina v dorzalnem striatumu (tj. Kaudatu) ustreza višjemu BMI. Čeprav je treba opozoriti, da zaradi prečnega prereza naše študije ne moremo dokončno ugotoviti vzročno ali posledično razmerja do nižjih vrednosti sinteze dopamina v dorzalnem strijnem FMT, ki ustrezajo višjim BMI. Vendar pa je naša raziskava uporabila zdravo telesno težo do zmerno prekomerno telesno težo / debelost (tj. Ne morbidno debelost) posameznikov, zato lahko naši rezultati kažejo, da bi lahko spodnji drsalni strinatalni presinaptični dopaminski ukrepi ustrezali nagnjenosti k debelosti. Po drugi strani pa se lahko zgodi, da se je znižanje regulacije presinaptičnega dopamina v kavatu pojavilo kot odziv na zmerno višji indeks telesne mase, saj je bilo dokazano, da se dopaminergična signalizacija zmanjša kot odziv na prekomerno porabo hrane na živalskih modelih [5], [33]in prekomerna poraba hrane je običajno povezana s povečanjem telesne mase, kar vodi do večjega ITM. Čeprav smo v naši raziskavi uporabili posameznike z omejenim obsegom BMI, ki jih morda obravnavamo kot omejitev študije, pa smo rezultati dejansko še bolj prepričljivi, saj je prisotna povezava med sintezo dopamina PET FMT in ITM, ne da bi pri tem vključili tudi smrtno debele osebe. Čeprav je bila velikost našega vzorca (n = 16) večja ali primerljiva z drugimi velikostmi vzorcev v raziskavah PET FMT ([11], [12], [15]), ponovitev naših ugotovitev z večjo velikostjo vzorca in širšim razponom BMI bi še bolj podkrepila naše rezultate in morda našla večje preference do nezdravih živilskih izdelkov, ki so v povezavi z nižjimi vrednostmi sinteze dopamina PET FMT, ki jih v naši študiji niso odkrili.
Če povzamemo, čeprav so pri krmljenju in uravnavanju teže vključeni tudi drugi nevrotransmiterji [7], naša raziskava odkriva vlogo dorzalnega strijatalnega dopamina pri preferencah hrane kot tudi pri dojemanju hrane pri ljudeh pri zdravju. Prihodnje bodoče študije, ki uporabljajo PET-ukrepe, povezane z dopaminom, so zelo zanimive za raziskovanje, kako bi lahko endogeni dopamin in posamezne razlike v vedenju, povezanih s hrano, sovpadali z nihanjem telesne mase pri ljudeh.
Izjava o financiranju
To delo so velikodušno financirali štipendije NIH DA20600, AG044292 in F32DA276840 ter štipendija za skupnost Tanita Healthy Weight Community. Finančniki niso imeli nobene vloge pri načrtovanju študije, zbiranju in analiziranju podatkov, odločitvi za objavo ali pripravi rokopisa.
Reference
;