Physiol Behav. Avtorski rokopis; na voljo v PMC 2010 juli 14.
Objavljeno v končni obliki:
Physiol Behav. 2009 jul 14; 97 (5): 551 – 560.
Objavljeno na spletu 2009 Mar 27. doi: 10.1016 / j.physbeh.2009.03.020
PMCID: PMC2734415
NIHMSID: NIHMS127696
Minimalizem
To poročilo pregleduje ugotovitve študij, ki so preučile, ali nepravilnosti pri nagrajevanju hrane in pričakovani vnos hrane povečujejo tveganje za debelost. Podatki o samoporočanju in vedenju kažejo, da debeli v primerjavi s vitkimi posamezniki povišajo nagrado za prehrano in uživanje hrane. Študije slikanja možganov kažejo, da pri debelih do vitkih posameznikov pri reakciji na pričakovani vnos in uživanje okusne hrane kažejo večjo aktivacijo gustatorne skorje (insula / čelni operkulum) in oralnih somatosenzornih regij (parietalni operkulum in rolandski operkulum). Kljub temu pa podatki kažejo tudi na dejstvo, da debeli v primerjavi z vitkimi posamezniki kažejo manjše aktivacije v dorzalnem striatumu kot odgovor na uživanje okusne hrane in zmanjšano gostoto receptorjev D2 dopamina. Pojavljajoči se prospektivni podatki kažejo tudi, da nenormalna aktivacija v teh možganskih regijah poveča tveganje za povečanje telesne mase v prihodnosti in da genotipi, povezani z znižano dopaminsko signalizacijo, povečajo te napovedne učinke. Rezultati kažejo, da lahko posamezniki, ki kažejo večjo aktivacijo v skorji z gustorijo in somatosenzoričnem odzivu kot odziv na pričakovanje in uživanje hrane, vendar se v striatumu med zaužitjem hrane pokažejo šibkejšo, lahko tvegajo zaradi prenajedanja, zlasti tistih, ki imajo gensko tveganje za znižanje signalizacija dopaminskih receptorjev.
Debelost je povezana s povečanim tveganjem za smrtnost, aterosklerotično cerebrovaskularno bolezen, koronarno srčno bolezen, rak debelega črevesa in danke, hiperlipidemijo, hipertenzijo, bolezni žolčnika in diabetes mellitus, kar ima za posledico letno več kot smrt zaradi smrti 111,000 v ZDA [1]. Trenutno je v ZDA 65% odraslih in 31% mladostnikov prekomerno telesno težo ali debelo [2]. Na žalost izbira pri zdravljenju debelosti (zdravljenje z izgubo telesne teže) povzroči le zmerno in prehodno zmanjšanje telesne teže [3] in večina programov za preprečevanje debelosti ne zmanjša tveganja za prihodnje povečanje telesne teže [4]. Omejen uspeh teh posegov je lahko posledica nepopolnega razumevanja dejavnikov, ki povečujejo tveganje za debelost. Čeprav dvojne študije kažejo, da imajo biološki dejavniki ključno etiološko vlogo pri debelosti, le malo perspektivnih raziskav odkrije biološke dejavnike, ki povečujejo tveganje za prihodnje povečanje telesne mase.
Nagrada od vnosa hrane
Teoretiki menijo, da debelost izhaja iz nepravilnosti pri obdelavi nagrad. Vendar se zdijo ugotovitve nekoliko nedosledne, kar je spodbudilo konkurenčne modele glede razmerja nenormalnosti pri obdelavi nagrad in etiologiji debelosti. Nekateri raziskovalci predlagajo, da prekomerna odzivnost nagradnih vezi na vnos hrane poveča tveganje za prenajedanje [5,6]. To je podobno modelu občutljivosti za okrepitev zlorabe snovi, ki kaže, da nekateri ljudje kažejo večjo reaktivnost sistemov nagrajevanja možganov na krepitev drog [6]. Drugi domnevajo, da debeli posamezniki kažejo hipo-odzivnost nagradnih vezij, zaradi česar prenajedanje nadomestijo to pomanjkljivost [7,8]. Ta sindrom pomanjkanja nagrade lahko prispeva k drugim motiviranim vedenjem, vključno z zlorabo snovi in igrami na srečo [9].
V skladu s modelom hiper-odzivnosti debeli ljudje hrano z veliko maščob in sladkorja ocenjujejo kot bolj prijetno in uživajo več takšne hrane kot pusto posamezniki [10,11,12]. Otroci, ki jim grozi debelost zaradi starševske debelosti, imajo raje okus živil z veliko maščob in kažejo bolj zavzet način hranjenja kot otroci vitkih staršev [13,14,15]. Preferenca za hrano z veliko maščob in z visoko vsebnostjo sladkorja napoveduje povečano povečanje telesne mase in povečano tveganje za debelost [16,17]. Debeli in vitki posamezniki poročajo, da je vnos hrane bolj okrepljen [18,19,20]. Ukrepi za splošno poročanje o splošni občutljivosti za nagrajevanje pozitivno korelirajo s prenajedanjem in telesno maso [21,22].
Študije slikanja možganov so identificirale regije, za katere se zdi, da kodirajo subjektivno nagrajevanje od uživanja hrane. Uživanje okusne hrane, v primerjavi s porabo neprijetne hrane ali brez okusa, ima za posledico večjo aktivacijo desnega bočnega orbitofrontalnega korteksa (OFC), čelnega operkuluma in insule [23,24]. Uživanje hrane, ki jo je treba pojesti, ima za posledico tudi sproščanje dopamina v dorzalnem striatumu [25]. Študije mikrobiolize pri glodalcih kažejo, da apetitivni okusi sproščajo tudi dopamin v lupini in jedru jedra, kot tudi v predfrontalni skorji [26,27]. Študije na živalih kažejo, da prenehanje sladkorja povečuje zunajcelični dopamin v lupini nukleus accumbens [28]. Stimulacija mezo limbične mreže z uporabo agonista β-opioidnih receptorjev [29] in lezije balolateralnega amigdalarnega in lateralnega vezja hipotalamusa lahko povzročijo prenajedanje [30], ki podpira pomen nevrokemije regije v porabi hrane.
Kopičenje podatkov pomeni pomanjkanje receptorjev dopamina pri debelosti. Debele v primerjavi s vitkimi podganami kažejo manjšo gostoto receptorjev D2 v hipotalamusu [31] in v striatumu [32] in zmanjšala aktivnost hipotalamičnega dopamina med postom, vendar med jedjo sprostite več faznega stanja, dopamina in ne prenehajte jesti kot odziv na dajanje insulina in glukoze [33]. Podgane nagnjene k debelosti Sprague-Dawley so zmanjšale promet dopamina v hipotalamusu v primerjavi s prehrano odpornim sevom, preden postanejo debele, in debelost razvijejo le, če jim damo prijeten visokoenergijski način prehranjevanja [34,35]. Blokada receptorjev D2 povzroči prekomerno prenajedanje debelih podgan, vendar ne puščajo podgan [31,36], kar kaže na to, da lahko blokada že tako nizke razpoložljivosti receptorjev D2 občutljivo pretirane podgane na hrano [37]. Debelost v primerjavi s vitkimi ljudmi kaže zmanjšano gostoto receptorjev D2 strija [38,39]. Kadar smo izpostavljeni isti dieti z veliko maščobami, miši z nižjo gostoto receptorjev D2 v tem času kažejo večjo povečanje telesne mase kot miši z večjo gostoto receptorjev D2 v tej regiji [40]. Antagonisti dopamina povečajo apetit, vnos energije in povečanje telesne mase, medtem ko dopaminski agonisti zmanjšajo vnos energije in povzročijo izgubo teže [41,42,43,44].
Študije nevroekonomije kažejo, da aktivacija na več področjih možganov pozitivno korelira z velikostjo denarne nagrade in velikosti nagrade [45]. Podobne ugotovitve so se pojavile za nagrado za hrano [46]. Poleg tega se takšni odzivi razlikujejo od lakote in sitosti. Odzivi na okus hrane v srednjem možganu, otoku, dorzalnem striatumu, subkallosalnem cingulatu, dorsolateralnem predfrontalnem korteksu in dorzalnem medialnem predfrontalnem korteksu so močnejši na tešče v primerjavi z nasitnim stanjem in domnevno odražajo večjo nagradno vrednost hrane, ki jo povzroči pomanjkanje [47,48]. Takšni podatki kažejo, da se lahko odzivi na hrano v več možganskih regijah uporabijo kot indeks odzivnosti nagrad.
Čeprav je malo študij slikanja možganov primerjalo vitke in debele osebe, ki uporabljajo paradigme, ki ocenjujejo aktiviranje nagradnega vezja, se nekatere ugotovitve ujemajo s tezo, da debeli posamezniki kažejo hiper-odzivnost v možganskih regijah, povezanih z nagrado za hrano. Raziskava pozitronske emisijske tomografije (PET) je pokazala, da so debeli v primerjavi z vitkimi odraslimi pokazali večjo presnovno aktivnost v počivanju somatosenzoričnega korteksa, regiji, ki kodira občutke v ustih, ustnicah in jeziku [8], kar avtorje spodbudi, da domnevajo, da lahko okrepljena aktivnost v tej regiji postane debelostjo bolj občutljiva za koristne lastnosti hrane in poveča tveganje za prenajedanje, čeprav to ni bilo neposredno potrjeno. Ob razširitvi teh ugotovitev je raziskava funkcionalnega slikanja z magnetno resonanco (fMRI), ki jo je opravil naš laboratorij, da preuči nevronski odziv debelih in vitkih mladostnikov na primarno nagrado (hrana), ugotovila, da so debeli in vitki mladostniki v odzivu pokazali večjo aktivacijo v ustnem somatosenzornem korteksu do prejema čokoladnega mlečnega kolača proti prejemu brez okusa raztopine [49]. Ti podatki skupno kažejo, da imajo debeli v primerjavi s vitkimi posamezniki v tej regiji izboljšano nevronsko arhitekturo. Prihodnje raziskave bi morale uporabiti morfometrijo na osnovi voksela, da bi preverile, ali imajo debeli posamezniki v tej regiji večjo gostoto ali volumen sive snovi glede na vitke posameznike.
Študije z uporabo PET so pokazale, da srednja hrbtenična izola, srednji možgan in zadnji hipokampus ostajajo nenormalno odzivni na uživanje hrane pri predhodno debelih osebah v primerjavi s vitkimi posamezniki [50,51], zaradi česar ti avtorji razmišljajo, da lahko ti nenormalni odzivi povečajo tveganje za debelost. Naš laboratorij je ugotovil, da debeli v primerjavi z vitkimi mladostniki kažejo večjo aktivacijo sprednje izolacije / čelnega operkuluma kot odgovor na porabo hrane [49]. Izolska skorja je vključena v številne funkcije, povezane z vključevanjem avtonomnih, vedenjskih in čustvenih odzivov [51]. Natančneje, človeška literatura o neuradnih slikah kaže na to, da ima otoška skorja anatomsko ločene regije, ki imajo različne funkcije v zvezi z obdelavo okusa [52-55]. Za srednjo izolacijo je bilo ugotovljeno, da se odziva na zaznano intenzivnost okusa, ne glede na afektivno vrednotenje, medtem ko so odzivi, specifični za valenco, opaženi v sprednji izoli / čelnem operkulu [54]. Zanimivo je, da so debeli in vitki posamezniki med uživanjem hrane povečani aktivaciji v obeh regijah, kar kaže na to, da lahko zaznajo večjo intenzivnost okusa in izkušnjo povečane nagrade.
Raziskave na živalih pomenijo tudi prekomerno odzivnost ciljnih regij dopamina pri debelosti. Natančneje, Yang in Meguid [56] ugotovili, da debele podgane med hranjenjem pokažejo več sproščanja dopamina v hipotalamusu kot pusto podgane. Vendar do danes nobena PET slikarska študija ni preizkusila, ali so debeli ljudje pokazali večje sproščanje dopamina kot odziv na vnos hrane v primerjavi s vitkimi ljudmi.
Druge ugotovitve so v nasprotju z modeli hiper-odzivnosti in so namesto tega v skladu s hipotezo, da debeli posamezniki kažejo hipo-odzivnost nagradnih vezij. Debelost glede na vitke glodavce kaže manj vezave receptorjev D2 [32]. Študije PET prav tako odkrijejo, da debeli v primerjavi s vitkimi ljudmi kažejo manj vezave receptorjev D2 [38,39], zaradi česar ti avtorji razmišljajo, da imajo debeli ljudje manj subjektivne nagrade od zaužite hrane, ker imajo manj D2 receptorjev in nižjo DA-transdukcijo signala. To je zanimiva hipoteza, čeprav nekaj opozorilov zahteva pozornost. Prvič, predlagano obratno razmerje med razpoložljivostjo receptorjev D2 in subjektivno nagrajevanjem pri vnosu hrane je težko uskladiti z ugotovitvijo, da ljudje z nižjo razpoložljivostjo D2 receptorjev poročajo o večji subjektivni nagradi metilfenidata kot ljudje z več D2 receptorji [57]. Če zmanjšana razpoložljivost receptorjev D2 povzroči oslabljeno subjektivno nagrado, ni jasno, zakaj posamezniki z nižjo zavezanostjo D2 poročajo, da psihostimulansi subjektivneje nagrajujejo. Reševanje tega navideznega paradoksa bi pospešilo naše razumevanje povezave med delovanjem dopamina in debelostjo. Metodološka vprašanja prav tako zaslužijo pozornost pri razlagi literature PET o D2 receptorjih. Prvič, D2 receptorji igrajo tako post-sinaptično kot pred-sinaptično avtoregulacijsko vlogo. Medtem ko se na splošno domneva, da PET mere vezave D2 v striatumu poganjajo post-sinaptični receptorji, natančen prispevek pred in post-sinaptične signalizacije je negotov, znižane ravni pred-sinaptičnih receptorjev pa bi imele nasprotni učinek manjšega števila post -sinaptični receptorji. Drugič, ker PET ligandi na osnovi benzamida tekmujejo z endogenim dopaminom, lahko ugotovitev zmanjšane razpoložljivosti D2 receptorjev nastane zaradi povečane tonične dopaminske aktivnosti [58]. Kljub temu, da potencial vezave modulira endogeni DA, je povezava med vezavo D2 receptorja v normalnem stanju in stanje z osiromašenim dopaminom izjemno velika, kar kaže na to, da je večji delež variance v vezavi D2 posledica gostote in afinitete kreptorja, in ne razlike v endogeni ravni DA [59]. Še en argument proti višji ravni tonika dopamina v striatumu debelih posameznikov izhaja iz podatkov o glodavcih. Debele podgane so zmanjšale bazalno raven dopamina v jedrih in zmanjšale stimulirano sproščanje dopamina tako v jedru kot v jedru kot v dorzalnem striatumu [60].
Dodatne povezave v raziskavah na živalih so s povečanjem telesne mase zmanjšale delovanje D2. Kot je navedeno, blokada receptorjev D2 povzroči prekomerno prenajedanje debelih podgan, vendar ne puščajo podgan [31,33] nakazujejo, da lahko blokada že tako nizke razpoložljivosti D2 receptorjev občutljivo podgane podgane za hrano [61]. Kadar smo izpostavljeni isti dieti z veliko maščobami, miši z nižjo gostoto receptorjev D2 v tem času kažejo večjo povečanje telesne mase kot miši z večjo gostoto receptorjev D2 v tej regiji [40]. Antagonisti dopamina povečajo apetit, vnos energije in povečanje telesne mase, medtem ko dopaminski agonisti zmanjšajo vnos energije in povzročijo izgubo teže [41,42,43,44]. Skupaj ti podatki kažejo, da delovanje D2 ni samo posledica debelosti, temveč povečuje tveganje za prihodnje povečanje telesne mase.
Podatki o slikanju možganov prav tako kažejo, da je debelost povezana s hipo odzivnim striatumom. V dveh študijah fMRI, ki jih je opravil naš laboratorij, smo ugotovili, da pri debelih in vitkih mladostnikih odziv na uživanje hrane kaže manjše aktivacije v dorzalnem striatumu [49,62]. Ker smo izmerili BOLD odziv, lahko le ugibamo, da učinki odražajo nižjo gostoto receptorjev D2. Ta razlaga se zdi smiselna, ker je prisotnost alela Taq1A A1, ki je bil povezan z zmanjšano dopaminergično signalizacijo v več post mortem in PET študijah [63-67], bistveno moderirali opažene BOLD učinke. To pomeni, da je aktiviranje v tej regiji pokazalo močno obratno povezavo s sočasnim indeksom telesne mase (ITM) za tiste z alelom Taq1A A1 in šibkejšo razmerje do BMI pri tistih, ki nimajo tega alela [49]. Kljub temu lahko prikrita progastna aktivacija pomeni tudi spremenjeno sproščanje dopamina iz zaužite hrane in ne manjše gostote receptorjev D2. Zato bo pomembno raziskati sproščanje DA kot odziv na vnos hrane pri debelih in vitkih posameznikih. Zgornja dognanja odmevajo dokaze, da je zasvojenost z vedenjem, kot so alkohol, nikotin, marihuana, kokain in heroin, povezana z nizko izražanjem receptorjev D2 in izčrpano občutljivostjo nagradnih vezij za droge in finančno nagrado [68,69,70]. Wang in sodelavci [8] menijo, da lahko primanjkljaj receptorjev D2 posameznike predpostavlja, da uporabljajo psihoaktivna zdravila ali prenajedanje za povečanje počasnega sistema nagrajevanja z dopaminom. Kot je bilo ugotovljeno, je raziskava PET pokazala dokaze, da je bila nižja razpoložljivost receptorjev D2 med ljudmi, ki niso zasvojeni, povezana z večjo všečnostjo, ki se je sama poročala kot odgovor na metilfenidat [57]. Poleg tega je nižja razpoložljivost receptorjev D2 v striatumu povezana z manjšim metabolizmom počitka v predfrontalni skorji, kar lahko poveča tveganje za prenajedanje, ker je to zadnje območje vključeno v zaviralno kontrolo [38].
Alternativna razlaga zgornjih ugotovitev je, da uživanje diete z visoko vsebnostjo maščob z visoko vsebnostjo sladkorja vodi do zmanjšanja regulacije D2 receptorjev [25], vzporedni nevronski odziv na kronično uporabo psihoaktivnih zdravil [57]. Študije na živalih kažejo, da ponavljajoči vnos sladke in maščobne hrane povzroči znižanje regulacije post-sinaptičnih receptorjev D2, povečano vezavo receptorjev D1 in zmanjša občutljivost D2 in vezavo µ-opioidnih receptorjev [71,72,73]; spremembe, ki se pojavijo tudi kot odziv na kronično zlorabo snovi. Zanimivo je tudi, da obstajajo tudi eksperimentalni dokazi, da povečan vnos hrane z veliko maščob vodi do večjih preferenc okusa za hrano z veliko maščobe: podgane, ki so bile dodeljene prehrani z visoko vsebnostjo maščob, so imele prednostno hrano z veliko maščobo pred živili z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov v primerjavi z živalmi za nadzor hranjena zmerno maščobna dieta ali dieta z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov [74,75]. Ti podatki kažejo, da povečan vnos nezdrave hrane z veliko maščob povzroči prednost isti vrsti hrane. V skladu s tem je prednostna naloga raziskav preizkus, ali nepravilnosti v nagradni shemi možganov pred začetkom debelosti in povečajo tveganje za prihodnje povečanje telesne mase.
Pred kratkim smo testirali, ali je stopnja aktivacije dorzalnega striatuma kot odziv na prejemanje prijetnega živila med skeniranjem fMRI korelirana s povečanim tveganjem za prihodnje povečanje telesne mase [49]. Čeprav stopnja aktivacije ciljnih regij možganov ni pokazala glavnega učinka pri napovedovanju povečanja telesne teže, je razmerje med nenormalno aktivacijo hrbtnega striatuma kot odgovor na prejemanje hrane in povečanjem telesne mase v naslednjem obdobju 1 moderiralo alel A1 TaqIA gena, ki je povezan z nižjo stopnjo striatalnih D2 receptorjev (glejte poglavje o genotipih, ki vplivajo na dopaminsko signalizacijo spodaj). Nižja aktivacija strij kot odziv na prejemanje hrane poveča tveganje za prihodnje povečanje telesne teže za tiste z alelom A1 TaqIA gen. Zanimivo je, da podatki kažejo, da je pri posameznikih, ki nimajo alela A1, hiper odzivnost striatuma na prejem hrane predvidela povečanje telesne mase (Slika 1). Vendar je bil slednji učinek šibkejši od močnega obratnega razmerja med strijnim odzivom in povečanjem telesne mase pri posameznikih z alelom A1.
Skratka, obstoječi podatki kažejo, da pri debelih do vitkih posameznikih po prejemu hrane pokažejo hiper-odzivno gustatorno skorjo in somatosenzorično skorjo, toda debeli posamezniki pokažejo hipo-odzivnost v dorzalnem striatumu kot odgovor na vnos hrane v primerjavi s vitkimi posamezniki. . Tako obstoječe ugotovitve ne ustrezajo preprostemu modelu hiper-odzivnosti ali preprostemu modelu hipo-odzivnosti debelosti. Ključna prednostna naloga prihodnjih raziskav bo uskladitev teh na videz nezdružljivih ugotovitev, ki kažejo, da debeli posamezniki kažejo tako hiper-odzivnost kot hipo-odzivnost možganskih regij, povezanih z nagrado za hrano v primerjavi s vitkimi posamezniki. Kot je navedeno, je možno, da kronični vnos živil z veliko maščob in z visoko vsebnostjo sladkorja, ki lahko nastane zaradi preobčutljivosti gustatornih in somatosenzornih kortiksov, privede do nižje regulacije strijatalnih D2 receptorjev in izčrpanega odziva na to regijo do vnosa okusne hrane. Druga možnost je, da je zmanjšana reaktivnost dorzalnega striatuma in zmanjšana razpoložljivost receptorjev D2 produkt povišanega toničnega dopamina med debelimi vitkimi posamezniki, kar zmanjšuje razpoložljivost receptorjev D2 in odzivnost ciljnih regij dopamina, kot je dorzalni striatum kot odgovor na hrano prejem. Prospektivne študije, ki preverjajo, ali hiperodzivnost v korpusnih organih in somatosenzorju ter hipo-odzivnost dorzalnega striatuma povečuje tveganje za nastanek debelosti, bi morale pomagati razlikovati nepravilnosti, ki so dejavniki ranljivosti za nezdravo povečanje telesne mase v primerjavi s posledicami prenajedanja ali povišanega telesa maščobe. Do danes je le ena prospektivna študija preskusila, ali nepravilnosti v možganskih regijah, ki so povezane z nagrado hrane, povečajo tveganje za prihodnje povečanje telesne teže [49]. Druga prednostna naloga prihodnjih raziskav bo ugotoviti, ali debeli posamezniki kažejo povišano občutljivost za nagrajevanje na splošno ali samo povišano občutljivost za nagrado za hrano. Dokazi, da prejem hrane, alkohola, nikotina in denarja aktivirajo podobne predele možganov [23,76,77] in da so nepravilnosti v nagradni shemi povezane z debelostjo, alkoholizmom, zlorabo drog in igrami na srečo [9] predlaga, da lahko debeli posamezniki na splošno kažejo večjo občutljivost za nagrajevanje. Kljub temu je težko sklepati, saj te študije niso ocenile občutljivosti tako za splošno nagrado kot za nagrado za hrano. Debeli posamezniki lahko kažejo povečano občutljivost za splošno nagrado, še večjo občutljivost za nagrado s hrano.
Pričakovana nagrada od vnosa hrane
V nagradni literaturi je pomembno razlikovati med apetitno in konzumno nagrado ali hočeš nasproti všečku [78]. To razlikovanje je lahko ključnega pomena za razrešitev nekaterih navideznih odstopanj med hiper- in hipo-odzivnostjo na dražitelje hrane. Nekateri teoretiki domnevajo, da je osnovno vprašanje debelosti povezano s predhodno fazo, z večjo pričakovano nagrado s hrano pa se poveča tveganje za prenajedanje in debelost [79,80]. Teorija spodbujevalne slutnje pravi, da potrošniški in predčasni nagrajevalni procesi delujejo v tandemu pri določanju okrepitvene vrednosti hrane, vendar se s ponavljajočimi predstavitvami hrane hedonska vrednost (všečnost) zmanjšuje, medtem ko naraščajoča nagrada narašča [81]. Jansen [82] je predlagala, da znaki, kot sta vid in vonj hrane, sčasoma sprožijo fiziološke odzive, ki sprožijo hrepenenje po hrani, kar poveča tveganje za nadaljnje prenajedanje po kondicioniranju.
Slikovne študije so identificirale regije, za katere se zdi, da kodirajo pričakovano nagrado za hrano pri ljudeh. Pričakovano prejemanje okusne hrane v nasprotju z neokusno hrano ali brez okusa, aktivira OFC, amigdalo, cingulatni gyrus, striatum (kaudatno jedro in kapljice), dopaminski srednji možgan, parahippocampalni gyrus in gnojni girus pri moških in ženskah [23,79].
Dve študiji sta neposredno primerjali aktivacijo kot odziv na porabo in predvideno porabo hrane, da izoliramo regije, ki kažejo večjo aktivacijo kot odziv na eno fazo nagrajevanja hrane v primerjavi z drugo. Pričakovanje prijetnega okusa v primerjavi z dejanskim okusom je povzročilo večjo aktivacijo dopaminergičnega srednjega mozga, ventralnega striatuma in zadnjega desnega amigdala [23]. Pričakovanje prijetne pijače je povzročilo večjo aktivacijo amigdale in mediodorsalnega talamusa, medtem ko je prejem pijače povzročil večjo aktivacijo v levi izoli / operkulumu [83]. Te študije kažejo, da so amigdala, srednji možgan, ventralni striatum in mediodoralni talamus bolj odzivni na pričakovano porabo hrane, medtem ko je čelni operkulum / izola bolj odziven na uživanje hrane. Predvidevanje in prejem denarja, alkohola in nikotina prav tako aktivirajo nekoliko ločena območja, ki ustrezajo tistim, ki so vključena v pričakovanje in uživanje hrane;76,84,85,86].
Ventralni striatum in insula kažeta večjo aktivacijo kot odziv na gledanje slik visoko kaloričnih in nizkokaloričnih živil [87,88], kar pomeni, da je aktivacija v teh regijah odziv na večjo motivacijsko moč visokokalorične hrane. Odzivi na slike hrane v amigdali, parahippocampalnem girusu in sprednjem fusiformnem girusu so bili med postom močnejši, verzi so našteti [89], odzivi na slike hrane v možganskem deblu, parahippocampalni girus, kulmen, globus pallidus, srednji temporalni gyrus, inferior frontalni gyrus, srednji čelni gyrus in jezični gyrus so bili močnejši po 10% izgubi teže glede na začetno prekomerno telesno težo [90], ki najverjetneje odražajo večjo nagrajeno vrednost hrane, ki jo povzroča pomanjkanje. Povečanje lakote, o kateri poročajo, kot odziv na predstavitev živil, je bilo pozitivno povezano z večjo aktivacijo OFC, otoka in hipotalamusa / talamusa [91,92,93]. Transkranialna magnetna stimulacija predfrontalne skorje zmanjšuje hrepenenje po hrani [94], ki zagotavlja nadaljnje dokaze o vlogi predfrontalne skorje pri pričakovani nagradi s hrano. Spodbujanje tega področja zmanjšuje tudi potrebo po kajenju in kajenju [94], kar pomeni, da ima predfrontalna skorja širšo vlogo pri pričakovani nagradi.
Ključna značilnost kodiranja nagrad se premika od vnosa hrane do pričakovanega vnosa hrane po kondicioniranju. Naivne opice, ki niso prejemale hrane v določenem okolju, so pokazale aktiviranje dopaminskih nevronov le kot odziv na okus hrane; vendar je po kondicioniranju dopaminergična aktivnost začela predhoditi dostavo nagrad in na koncu je največjo aktivnost izzvala pogojena dražljaja, ki sta napovedovala bližajočo se nagrado in ne dejanski prejem hrane [95,96]. Kiyatkin in Gratton [97] ugotovil, da se je največja dopaminergična aktivacija zgodila v pričakovanju, ko so se podgane približale in pritiskale na drog, kar je povzročilo nagrado za hrano in aktiviranje se dejansko zmanjšuje, ko je podgana prejela in pojedla hrano. Blackburn [98] ugotovili, da je bila aktivnost dopamina večja v jedrih podgan podgane po predstavitvi pogojene dražljaje, ki ponavadi signalizira prejem hrane kot po dostavi nepričakovanega obroka. Ti podatki ne nasprotujejo modelom faznega odstranjevanja dopamina, ki poudarjajo vlogo dopamina pri signaliziranju pozitivnih napovednih napak [99], temveč raje poudarite pomen dopamina pri pripravi na in pričakovanju nagrade za hrano.
Zgodovina zvišanega vnosa sladkorja lahko prispeva k nenormalnim povišanjem pričakovane nagrade od hrane [100]. Podgane, ki so izpostavljene občasni razpoložljivosti sladkorja, kažejo znake odvisnosti (stopnjevanje v napadih nenormalno velikega vnosa sladkorja, spremembe μ-opioda in dopaminskih receptorjev ter sladkorne napitke, ki jih povzroča pomanjkanje) in somatski, nevrokemični in vedenjski znaki odvzema opioidov, ki so oborjen z dajanjem naloksona in navzkrižno preobčutljivostjo z amfetaminom [100,101]. Poskusno hrepenenje po drogah med odraslimi odvisniki aktivira desno OFC [102,103], vzporedna aktivacija v tej regiji, ki jo povzroča izpostavljenost prehrambenim izdelkom93], kar kaže, da lahko motena orbitofrontalna aktivnost povzroči prenajedanje.
Hrepenenje po hrani, ki ga poročajo sami, je pozitivno povezano z BMI in objektivno izmerjenim vnosom kalorij [22,104,105,106]. Debeli posamezniki poročajo o močnejšem hrepenenju s hrano z veliko maščobami in sladkorjem kot vitki posamezniki [16,107,108]. Debeli odrasli delajo težje za hrano in delajo za več hrane kot vitki odrasli [19,37,109]. Glede na vitke otroke so debeli otroci bolj brez prehranjenosti […]110] in se bolj trudite za hrano [111].
Študije so primerjale možgansko aktivacijo kot odziv na predstavitev nasvetov za prehrano med debelimi verzi. Karhunen [112] ugotovili povečano aktivacijo v desnem parietalnem in časovnem kortiksu po izpostavljenosti slikam hrane pri debelih, vendar ne vitkih ženskah, in da je ta aktivacija pozitivno povezana z oceno lakote. Rothemund [113] ugotovili večje odzive dorzalnega striatuma na slike visoko kalorične hrane pri debelih odraslih verzih in puščajo, da je BMI pozitivno koreliral z odzivom na inguli, klaustrumu, cingulatu, postcentralnem girusu (somatosenzorična skorja) in stranskem OFC. Stoeckel [114] so odkrili večjo aktivacijo v medialnem in lateralnem OFC, amigdali, ventralnem striatumu, medialni predfrontalni skorji, insuli, sprednjem cingulatskem korteksu, ventralnem palidumu, kavdatu in hipokampusu kot odgovor na slike visokokalorične v primerjavi z nizkokalorično hrano za debelo v primerjavi z vitki posamezniki. Stice, Spoor in Marti [115] ugotovili, da je BMI pozitivno koreliral z aktivacijo pri meni (Slika 2) kot odgovor na slike apetitivne hrane v primerjavi z neprilagojeno hrano in aktivacijo v stranskem OFC (Slika 3) in frontalni operkulum kot odgovor na slike apetitne hrane v primerjavi s kozarci vode.
Čeprav so zgornje nevro-slikanje razširile naše razumevanje odzivnosti nekaterih možganskih regij na slike hrane, ni jasno, ali te študije zajemajo pričakovanje vnosa hrane, saj pri skeniranju niso vključevale uživanja živčnih dražljajev. Kolikor vemo, je le ena slikovna študija primerjala debele osebe z vitkimi posamezniki, ki uporabljajo paradigmo, v kateri so preučevali pričakovano prejemanje hrane. Ugotovili smo, da so debeli mladostniki pokazali večjo aktivacijo rolandskih, časovnih, čelnih in parietalnih operkularnih regij kot odgovor na pričakovanje porabe hrane glede na vitke mladostnike [49].
Skratka, podatki o samoporočanju, vedenjski vzorci in slikanje možganov kažejo, da debeli posamezniki kažejo večjo pričakovano nagrado s hrano kot vitki. Torej lahko debelost nastane kot posledica hiper-odzivnosti v anticipiranem sistemu "želeti". Verjamemo, da bi na tem področju koristile več slikovnih študij, ki neposredno preskušajo, ali pri debelih posameznikih kažejo večje pričakovane nagrade za hrano kot odziv na predstavitev dejanske hrane v nasprotju z živili, ki jih ni mogoče dobiti. Pomembno je, da do zdaj še nobene slikovne študije niso preverile, ali zvišanje pričakovane nagrade za hrano povečuje tveganje za nezdravo povečanje telesne mase in nastop debelosti, zato je to ključna prednostna naloga za prihodnje raziskave. Pomembno bo tudi preveriti, ali povišan vnos živil z veliko maščob in sladkorja prispeva k povišani predčasni nagradi za hrano.
Moderatorji občutljivosti za nagrajevanje
Dve vrsti dokazov kažeta, da je pomembno preučiti moderatorje, ki vplivajo na nepravilnosti pri nagrajevanju hrane, da povečate tveganje za debelost. Podatki kažejo, da uporaba hrane, psihoaktivnih snovi in denarna nagrada aktivirajo podobna področja možganov [23,76,77,86]. Poleg tega so nepravilnosti v nagradnih programih povezane z debelostjo, zlorabo snovi in igrami na srečo [9,116]. Dejansko obstajajo vedno večji dokazi o povezavi med okrepitvijo hrane in drog. Odvzem hrane poveča okrepitev vrednosti hrane in psihoaktivnih zdravil [117,118], učinek, ki je vsaj delno posredovan s spremembami signala dopamina [119]. Zvišana prednost saharoze pri živalih je povezana z večjo samo-uporabo kokaina [120] in vnos saharoze zmanjšuje krepitev vrednosti kokaina [121]. Podatki o neimenzioniranju kažejo tudi na podobnost v profilih dopamina pri uživalcih drog in debelih osebah [39,122].
Čeprav obstajajo številni dejavniki, ki lahko zmanjšajo razmerje med nepravilnostmi pri nagrajevanju hrane in debelostjo, se teoretično smiselno zdijo trije:1) prisotnost genotipov, povezanih z zmanjšano dopaminsko signalizacijo v nagradnem vezju (DRD2, DRD4, DAT, COMT), (2) lastnost impulzivnosti, ki teoretično poveča tveganje za odzivanje na različne apetitivne dražljaje in (3) nezdravo prehransko okolje.
Genotipi, ki vplivajo na dopaminsko signalizacijo
Glede na to, da ima dopamin ključno vlogo v nagradni shemi in je vključen v nagrado za hrano [25,123,124], iz tega sledi, da lahko genetski polimorfizmi, ki vplivajo na razpoložljivost dopamina in delovanje dopaminskih receptorjev, ublažijo učinke nepravilnosti pri nagrajevanju hrane na tveganje za prenajedanje. Več genov vpliva na delovanje dopamina, vključno s tistimi, ki vplivajo na dopaminske receptorje, transport in razpad.
Do danes se je za EU pojavila najmočnejša empirična podpora TaqIA polimorfizem gena DRD2. The TaqIA polimorfizem (rs1800497) ima tri alelne različice: A1 / A1, A1 / A2 in A2 / A2. TaqIA je bilo prvotno mišljeno, da se nahaja v 3 'neprevedeni regiji DRD2, vendar dejansko prebiva v sosednjem genu ANKK1 [125]. Ocene kažejo, da imajo posamezniki z genotipi, ki vsebujejo eno ali dve kopiji alela A1, 30 – 40% manj strijatalnih D2 receptorjev in ogroženo možgansko dopaminsko signalizacijo kot tisti, ki nimajo alela A1 [126,127,128]. Tisti z alelom A1 so zmanjšali izkoristek glukoze v mirovanju v striatalnih regijah (putamen in nucleus accumbens), predfrontalni in inzuli [70] - regije, vpletene v nagrado s hrano. Teoretično je alel A1 povezan s hipofunkcijo mezo-limbičnih regij, predfrontalne skorje, hipotalamusa in amigdale [9]. Nizka gostota receptorjev D2, povezana z alelom A1, menda naredi posameznike manj občutljive na aktiviranje nagradnega vezja, zaradi česar je večja verjetnost, da bodo pretiravali, uporabljali psihoaktivne snovi ali se ukvarjali z drugimi dejavnostmi, kot so igre na srečo, da bi premagali ta primanjkljaj dopamina [57]. V gensko homogenih in heterogenih vzorcih je alel A1 povezan s povišano debelostjo [129,130,131,132,133,134,135]. Morda zaradi kondicioniranja, ki se pojavi med prenajedanjem, posamezniki z alelom A1 poročajo o večjem hrepenenju po hrani, delujejo za več hrane v operacijskih opravilih in uživajo več hrane ad lib kot tisti brez tega alela [37,116].
Pomembno je, da razmerje med nepravilnostmi pri okrepitvi hrane in objektivno izmerjenim vnosom hrane moderira alel A1. Epstein [136] ugotovili interakcijo med alelom A1 in pričakovano nagrado za hrano med odraslimi, tako da je prišlo do največjega vnosa hrane pri tistih, ki so poročali o povišani okrepitvi s hrano in so imeli alel A1. Prav tako Epstein [37] ugotovili pomembno interakcijo med alelom A1 in pričakovano nagrado za hrano med odraslimi, tako da se je največji vnos hrane zgodil med tistimi, ki so si najbolj prizadevali, da bi zaslužili prigrizke in imeli alel A1. Kot je navedeno, Stice [49] ugotovili, da razmerje med okrnjenim dorzalnim progastim odzivom na prejemanje hrane napoveduje povečano tveganje za prihodnje povečanje telesne mase v obdobju spremljanja, ki se bo zgodilo v letu 1, za posameznike z alelom A1.
Ponavljanje 7 ali daljši alel gena DRD4 (DRD4-L) je bilo v in vitro študiji povezano z zmanjšano signalizacijo D4 receptorjev [137], za slabši odziv na metilfenidat pri pomanjkanju pozornosti / hiperkinetičnih motenj [138,139] in manj sproščanja dopamina v ventralnem striatumu po uporabi nikotina [140], kar kaže, da je lahko povezano z občutljivostjo za nagrajevanje. DRD4 je postsinaptični receptor, ki je v glavnem zaviralec druge mesične adenilat ciklaze. Tako so domnevali, da lahko tisti z alelom DRD4-L kažejo večjo impulzivnost [138]. D4 receptorji so večinoma lokalizirani na območjih, ki se inervirajo z mezokortikalnimi štrlečimi deli iz ventralnega tegmentacijskega območja, vključno s predfrontalno skorjo, cingulatnimi girusi in insulo [141]. Ljudje z alelom DRD4-L so pokazali višji maksimalni življenjski čas ITI v vzorcih, ki jim grozi debelost, vključno s posamezniki s sezonsko afektivno motnjo, ki poročajo o prenajedanju [142], posamezniki z bulimijo nervozo [143] in afroameriških mladostnikov [144], vendar se ta odnos ni pojavil pri dveh vzorcih mladostnikov [145,146]. Morda je težko zaznati genetske učinke na vzorcu posameznikov, ki še niso prestopili v obdobje največjega tveganja za pojav debelosti. Odrasli v primerjavi z alelom DRD4-L so pokazali povečano hrepenenje po hrani kot odziv na prehranjevalne napitke [147], povečano hrepenenje po kajenju in aktiviranje superiornega čelnega girusa in izola kot odziv na kajenje [148,149], povečano hrepenenje po alkoholu kot odziv na pokušino alkohola [150] in povečano hrepenenje po junaku kot odziv na junakinje [151].
Fazično sproščen dopamin se običajno izloči s hitrim ponovnim zaužitjem preko transporterja dopamina (DAT), ki je v striatumu obilen [152]. DAT uravnava sinaptično koncentracijo dopamina s ponovnim prevzemom nevrotransmiterja v presinaptične terminale. Nižja izraženost DAT, ki je povezana z alelom ponovitve 10 (DAT-L), lahko zmanjša sinaptični očistek in posledično povzroči višjo bazalno raven dopamina, toda izpopolnjeno fazno sproščanje dopamina [140]. Pecina [153] ugotovili, da motnje gena DAT povzročajo povečan sinaptični dopamin, skupaj s povečanim vnosom energije in prednostjo za okusno hrano pri miših. Prehrana z veliko maščobami je znatno zmanjšala gostoto DAT v hrbtenici in na ventralnih delih kaudalnega kaudata, moški v primerjavi z dieto z malo maščob pri miših [154]. Nižja strijatalna razpoložljivost DAT je bila povezana z zvišanimi BMI pri ljudeh [155]. DAT-L je bil povezan z debelostjo pri afriško ameriških kadilcih, ne pa pri drugih etničnih skupinah [156]. Odrasli v primerjavi z alatom DAT-L so pokazali močan fazni izpust dopamina kot odgovor na kajenje cigaret [140].
Katehol-o-metiltransferaza (COMT) uravnava ekstrasynaptično razgradnjo dopamina, zlasti v predfrontalni skorji, kjer je COMT pogostejši kot v striatumu [157]. Vendar ima COMT majhen lokalni učinek tudi v striatumu [158] in vpliva na ravni dopamina v striatumu preko glutamatergičnih eferentov od predfrontalne skorje do striatuma [159]. Enkratna izmenjava nukleotidov v genu COMT, ki povzroči nadomeščanje valina z metioninom (Val / Met-158), povzroči večkratno znižanje aktivnosti COMT v Met v primerjavi z Val homozigoti, kar verjetno povzroči zvišanje ravni tonik dopamina v Metu v predfrontalni skorji in striatumu in manj faznem sproščanju dopamina [140,159]. Osebe z ali brez alate Met kažejo povišano splošno občutljivost za nagrado, indeksirano z BOLD odzivi med pričakovanjem nagrade ali izbiro nagrade [160,161] in uporaba snovi [162]. Wang [154] ugotovili, da je pri posameznikih z alelom Met v primerjavi z brez večja verjetnost, da kažejo vsaj 30-odstotno povečanje BMI od starosti 20 do starosti 50 (na podlagi retrospektivnih poročil).
Značilnost impulzivnosti
Teoretiziralo se je, da so impulzivni posamezniki bolj občutljivi na naloge za nagrado in bolj izpostavljeni vseprisotni skušnjavi okusne hrane v našem obesogenem okolju [164,165], kar vodi k hipotezi, da se bo največ povečanja telesne teže zgodilo pri mladih, ki kažejo nepravilnosti pri nagrajevanju hrane in impulzivnost lastnosti. Samoporočanje impulzivnosti pozitivno korelira s statusom debelosti [166,167,168] objektivno izmerjen vnos kalorij [169] in negativno z izgubo teže med zdravljenjem z debelostjo [169,170,171]. Debelost v odnosu do vitkih posameznikov ima več težav z zaviranjem odziva na vedenjske naloge nepridiprave in stop-signala ter večjo občutljivost za nagrajevanje pri igrah na srečo [172,173]. Otroci s prekomerno telesno težo in vitko porabijo več kalorij po izpostavljenosti prehranskim izdelkom, kot sta vonj in pokušina okusne hrane [174], kar kaže na to, da se prvi pogosteje predajajo hrepenenju, ki je posledica znakov za hrano. Debeli v primerjavi s vitkimi posamezniki so v nekaterih študijah pokazali, da imajo prednost takojšnji visoki dobiček, vendar večje izgube zaradi vedenjskih ukrepov [5,175], ne pa drugih [173,176].
Vplivajo na pričakovane delovne dobe
Prav tako domnevamo, da bi med tistimi, ki imajo nepravilnosti pri nagrajevanju hrane, tisti, ki menijo, da uživanje hrane zmanjšuje negativne učinke in povečuje pozitiven vpliv, bolj verjetno prenajedli in pokazali čezmerno povečanje telesne teže v primerjavi s tistimi, ki teh prepričanj ne držijo. V resnici so lahko različna pričakovanja glede regulacije vplivov ključni moderator, ki določa, ali posamezniki z nenormalnostmi splošne občutljivosti za nagrado kažejo nastop debelosti v primerjavi z zlorabo snovi; menimo, da so bolj verjetno, da bodo tisti, ki menijo, da se prehranjevanje izboljša, vplivali na prejšnjo pot, medtem ko bodo tisti, ki verjamejo, da se uživanje snovi izboljša, bolj verjetno, da bodo šli po drugi poti. Corr [177] je prav tako izjavil, da odnos med občutljivostjo nagrajevanja in odzivom na to nagrado umirjajo posamezne razlike v pričakovanih pričakovanjih vpliva. V podporo je bila občutljivost za samoplačniško nagrajevanje povezana samo z nagrajevanjem odzivnosti na vedenjske naloge za udeležence, ki so pričakovali, da se bo naloga okrepila [178]. Na splošno velja, da imajo ljudje, ki verjamejo, da uživanje prehrane zmanjšuje negativne učinke in izboljšujejo pozitivne učinke, večjo verjetnost, da se pojedo pojedajoče prehranjevanje med spremljanjem v letu 2 kot tisti, ki tega prepričanja ne držijo [179]. Ugotovili smo, da je med posamezniki, ki se prehranjujejo, tisti, ki verjamejo, da uživanje hrane zmanjšuje negativne učinke in izboljšajo pozitiven vpliv, bolj verjetno, da bodo pokazali obstojnost prekomernega jemanja v obdobju spremljanja 1-let v primerjavi s tistimi, ki tega prepričanja ne držijo [180]. Poleg tega je večja verjetnost, da se pri kajenju in uživanju alkohola izboljšuje kajenje in uživanje alkohola v primerjavi s tistimi, ki teh pričakovanj o uravnavanju vplivajo ne [181,182].
Živalsko okolje
Raziskovalci trdijo, da razširjenost živil z veliko maščob in sladkorja v domu, šolah, trgovinah z živili in restavracijah povečuje tveganje za debelost [183,184,185]. Teoretično, znaki za nezdravo hrano (pogled na embalažo, vonj po pomfritu) povečajo verjetnost zaužite te hrane, kar prispeva k nezdravemu povečanju telesne teže [186]. Posamezniki, ki živijo v domovih s številnimi živili z veliko maščob in sladkorja, jedo več te nezdrave hrane, medtem ko tisti, ki živijo v domovih s sadjem in zelenjavo, jedo več te zdrave hrane [187,188,189]. Večina živil, prodanih v prodajnih avtomatih in a la carte v šolah veliko maščob in sladkorja [185,190]. Študenti v šolah z avtomati in a la carte trgovine porabijo več maščob in manj sadja in zelenjave kot učenci v drugih šolah [190]. Več kot 35% mladostnikov jedo hitro hrano vsak dan, tisti, ki pogostejo v teh restavracijah, porabijo več kalorij in maščob kot tisti, ki tega ne [191]. Restavracije s hitro hrano so pogosto v neposredni bližini šol [192]. Na regionalni ravni je gostota restavracij s hitro hrano povezana z debelostjo in obolevnostjo zaradi debelosti [193,194,195], čeprav so bile poročane tudi nične ugotovitve [196,197]. Tako domnevamo, da bo odnos nepravilnosti pri nagrajevanju hrane in tveganja za prihodnje povečanje telesne teže močnejši za udeležence v nezdravem prehranskem okolju.
Sklepi in navodila za prihodnje raziskave
V tem poročilu smo pregledali nedavne ugotovitve študij, ki so preučile, ali nepravilnosti pri nagrajevanju hrane in pričakovani vnos hrane korelirajo s sočasnim indeksom telesne mase in prihodnjim povišanjem BMI. Na splošno literatura nakazuje, da debeli in vitki posamezniki pričakujejo večjo nagrado od vnosa hrane; iz študij, ki so uporabile ukrepe slikanja možganov, samoporočanja in vedenjskih ukrepov za oceno predvidene nagrade za hrano, so se pojavile razmeroma dosledne ugotovitve. Poleg tega so raziskave z uporabo samoporočanja in vedenjskih ukrepov ugotovili, da debeli v primerjavi s pusto posamezniki poročajo o večji nagradi zaradi vnosa hrane in da preferenci do hrane z veliko maščob in sladkorja napovedujejo povečano povečanje telesne mase in večje tveganje za debelost. Študije slikanja možganov so prav tako pokazale, da debelost v primerjavi s vitkimi posamezniki kaže večjo aktivacijo v gustatorski skorji in somatosenzorični skorji kot odziv na prejem hrane, kar lahko nakazuje, da je uživanje hrane s senzoričnega vidika bolj prijetno. Vendar pa je več slikarskih raziskav tudi ugotovilo, da so debele osebe pokazale manjše aktivacije v dorzalnem striatumu kot odgovor na vnos hrane v primerjavi s vitkimi posamezniki, kar kaže na to, da je prišlo do močnejšega aktiviranja nagradnih vezi. Tako, kot je navedeno, obstoječi podatki ne podpirajo preproste hiper-odzivnosti ali preprostega modela debelosti s hipo-odzivnostjo.
Glede na to vrsto zadev in dokaze iz študij na živalih, ki kažejo, da vnos živil z veliko maščob in sladkorja povzroča znižanje D2 receptorjev, predlagamo začasni delovni konceptualni model (Slika 4) v katerem trdimo, da ljudje, ki jim grozi debelost, sprva pokažejo hiperfunkcijo tako v gustatorski skorji kot v somatosenzornem korteksu, zaradi česar je uživanje hrane bolj občutljivo s senzoričnega vidika, kar lahko vodi do večje navidezne nagrajenosti s hrano in večje ranljivosti za prenajedanje, ki posledično povzroči nezdravo povečanje telesne teže. Predpostavljamo, da lahko takšno prenajedanje povzroči znižanje receptorjev v striatumu, ki je posledica prekomernega vnosa preveč bogate hrane, kar lahko poveča verjetnost nadaljnjega prenajedanja in stalnega pridobivanja teže. Kljub temu je pomembno opozoriti, da je debelost v primerjavi s pusto pokazala povečano aktivacijo v dorzalnem striatumu kot odgovor na pričakovani vnos hrane, kar kaže na različen vpliv na pričakovanje in uživanje hrane.
Prednostna naloga prihodnjih raziskav bo preverjanje, ali nepravilnosti v nagradni shemi možganov povečajo tveganje za nezdravo povečanje telesne mase in začetek debelosti. Doslej je le ena prospektivna študija preizkusila, ali nepravilnosti v možganskih regijah, ki so povezane s pričakovanjem in uživanjem hrane, povečujejo tveganje za povečanje telesne mase v prihodnosti. Prihodnje študije bi morale natančneje preučiti, ali so somatosenzorične in striatumske motnje primarne ali sekundarne pri kroničnem vnosu prehrane z veliko maščobami. Pomembno bo preizkusiti ključne predpostavke v zvezi z razlago teh ugotovitev, na primer, ali se zmanjšana občutljivost somatosenzoričnih in gustatornih regij med zaužitjem hrane pretvori v manjši subjektivni užitek. Prihodnje raziskave bi si morale prizadevati tudi za odpravo na videz nedoslednih ugotovitev, ki kažejo, da debeli posamezniki kažejo hiper-odzivnost nekaterih možganskih regij na vnos hrane, vendar hipo-odzivnost drugih možganskih regij, v primerjavi s vitkimi posamezniki. Zlasti je treba vključiti merjenje delovanja dopamina s funkcionalnimi MRI ukrepi strijatalnih in kortikalnih odzivov na hrano. Pregled literature kaže, da je delovanje dopamina povezano z razlikami v občutljivosti za nagrajevanje hrane. Ker pa so obstoječe študije na ljudeh bodisi uporabljale funkcionalne MRI ukrepe odzivanja na hrano, bodisi PET mere vezave na DA, vendar niso nikoli izmerile obeh pri istih udeležencih, ni jasno, v kolikšni meri je občutljivost nagrad za hrano odvisna od mehanizmov DA in ali to pojasnjuje različno odzivnost pri debelih in vitkih posameznikih. Tako bi študije, ki uporabljajo multimodalni slikovni pristop z uporabo PET in funkcionalne MRI, prispevale k boljšemu razumevanju etioloških procesov, ki povzročajo debelost. Nazadnje so nam nedavni podatki študij slikanja možganov omogočili raziskovanje, kako lahko te nepravilnosti pri nagrajevanju hrane vplivajo na nekatere genetske in okoljske dejavnike, kot so geni, povezani z zmanjšano signalizacijo dopamina, impulzivnost lastnosti, vplivajo na pričakovano življenjsko dobo in nezdravo prehransko okolje . Prihodnje raziskave bi morale še naprej raziskovati dejavnike, ki ublažijo tveganje, ki ga predstavljajo nepravilnosti v nagradni shemi kot odziv na prejem hrane in pričakovani prejem, da poveča tveganje za nezdravo povečanje telesne mase.
Opombe
Omejitev odgovornosti založnika: To je PDF datoteka neurejenega rokopisa, ki je bil sprejet za objavo. Kot storitev za naše stranke nudimo to zgodnjo različico rokopisa. Rokopis bo podvržen kopiranju, stavljanju in pregledu dobljenega dokaza, preden bo objavljen v končni obliki. Upoštevajte, da se med proizvodnim procesom lahko odkrijejo napake, ki bi lahko vplivale na vsebino, in vse pravne omejitve, ki veljajo za revijo.
Informacije o sodelujočih
Eric Stice, Raziskovalni inštitut v Oregonu.
Sonja Spoor, Univerza v Teksasu v Austinu.
Janet Ng, Univerza v Oregonu.
David H. Zald, univerza Vanderbilt.
Reference
;
