Objavljeno v končni obliki:
- Biol Psychiatry. 2013 maj 1; 73 (9): 827 – 835.
- Objavljeno na spletu 2013 Mar 26. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.032
PMCID: PMC3658316
NIHMSID: NIHMS461257
Rajita SinhaDr1,2,3 in Ania M. JastreboffDr4,5
Končno urejena različica tega članka založnika je na voljo na Biol Psychiatry
Oglejte si druge članke v PMC quote objavljeni članek.
Minimalizem
Stres je povezan z debelostjo, nevrobiologija stresa pa se močno prekriva z apetitom in regulacijo energije. Ta pregled bo obravnaval stres, alostazo, nevrobiologijo stresa in njegovo prekrivanje z nevronsko regulacijo apetita in energijsko homeostazo. Stres je ključni dejavnik tveganja za razvoj odvisnosti in za nastanek recidiva odvisnosti. Visoka raven stresa spreminja vzorce prehranjevanja in povečuje uživanje zelo prijetne hrane (HP), kar posledično poveča spodbujevalno izrazitost HP-jeve hrane in alostatsko obremenitev. Razpravljajo se o nevrobioloških mehanizmih, s katerimi stres vpliva na načine nagrajevanja za povečanje motivacije in uživanja HP-jeve hrane ter odvisnikov. Z večjo spodbujevalno občutljivostjo HP-jeve hrane in prekomernim uživanjem teh živil prihaja do prilagoditev v stresnih in nagradnih krogih, ki spodbujajo motivacijo, povezano s stresom in HP-jevo hrano, ter sočasne presnovne prilagoditve, vključno s spremembami presnove glukoze, občutljivosti na inzulin, in drugi hormoni, povezani z energijsko homeostatizo. Te presnovne spremembe lahko vplivajo tudi na dopaminergično delovanje, da vplivajo na motivacijo hrane in vnos HP-jeve hrane. Predlagan je integrativni hevristični model, pri katerem ponavljajoče se visoke stopnje stresa spremenijo biologijo stresa in regulacije apetita / energije, pri čemer obe komponenti neposredno vplivajo na nevronske mehanizme, ki prispevajo k motiviranosti hrane, ki jo povzroča HP, in živila, ki jih povzroča hrana, in sodelujejo pri prenajedanju takšnih živil povečati tveganje za povečanje telesne teže in debelost. Prihodnji napotki raziskav so opredeljeni za izboljšanje razumevanja mehanizmov, s katerimi stres lahko poveča tveganje za povečanje telesne teže in debelost.
Debelost in odvisnost: sestavna vloga stresa
Zasvojenost z alkoholom in drogami je še naprej pomemben javnozdravstveni problem s uničujočimi medicinskimi, socialnimi in družbenimi posledicami (1). Stres je kritični dejavnik tveganja, ki vpliva tako na razvoj odvisnih motenj kot na ponovitev odvisnega vedenja, zato ogroža potek in okrevanje po teh boleznih (2Debelost je svetovna epidemija, ZDA pa so v ospredju pandemije z dvema tretjinama prebivalstva, ki je razvrščeno med prekomerno telesno težo ali debelost (ITM> 25 kg / m2) (3). Razvoj tako debelosti kot odvisnosti vključuje genetske, okoljske in individualne značilnosti življenjskega sloga, ki vse prispevajo k tej pandemiji (4); (5). Medtem ko se prejšnji pregledi osredotočajo na te dejavnike, ta članek raziskuje vlogo stresa, prehranjevalnih pripravkov in motivacijo hrane pri prispevanju k prenajedanju pri debelosti.
Stres in alostaza
Najbolj preprosto, stres je postopek, pri katerem vsak izziven, neobvladljiv in preobsežen čustveni ali fiziološki dogodek ali niz dogodkov povzroči prilagodljive ali neprilagojene procese, potrebne za ponovno pridobitev homeostaze in / ali stabilnosti (6), (2). Primeri čustvenih stresorjev vključujejo medosebne konflikte, izgubo smiselnega odnosa, brezposelnost, smrt ožjega družinskega člana ali izgubo otroka. Nekateri pogosti fiziološki stresorji vključujejo lakoto ali hrano, nespečnost ali pomanjkanje spanja, hude bolezni, ekstremno hipertermijo ali hipotermijo, psihoaktivne učinke drog in odtegnitev zdravil. Prilagajanje stresu vključuje koncept Allostaza, kar je zmožnost doseganja fiziološke stabilnosti s spremembo notranjega okolja in ohranjanja navidezne stabilnosti na novi fiziološki nastavljeni točki (6); (7)). McEwen in sodelavci trdijo, da se notranje prilagajanje spreminja, pri čemer se fiziologija, razpoloženje in dejavnost spreminjajo, ko se posamezniki odzivajo in prilagajajo okoljskim zahtevam (7). Prekomerni stres za organizem, imenovan povečan alostatska obremenitev, povzroči "obrabo" prilagodljivih regulativnih sistemov, kar ima za posledico biološke spremembe, ki oslabijo prilagodljive stresne procese in povečajo dovzetnost za bolezni (7). Tako visoke ravni neobvladljivega stresa in stanja ponavljajočega in kroničnega stresa spodbujajo trajno alostatsko obremenitev, kar ima za posledico disregulirana nevronska, presnovna in biobehevioralna stanja, ki prispevajo k slabšemu vedenju in fiziologiji zunaj homeostatskega obsega {McEwen, 2007 #4}.
Stres, kronične stiske in povečana ranljivost za debelost
Podobno kot učinki ponavljajočega in kroničnega stresa na povečanje ranljivosti odvisnosti (2), pomembni dokazi iz populacijskih in kliničnih študij kažejo na pomembno in pozitivno povezanost visokih neobvladljivih stresnih dogodkov in kroničnih stresnih stanj z adipoznostjo, BMI in povečanjem telesne mase (8), (9), (10), (11). Zdi se, da je ta odnos najmočnejši med posamezniki s prekomerno telesno težo in tistimi, ki se prehranjujejo (8), (9), (12). Z obsežno oceno kumulativnega in ponavljajočega stresa v vzorcu zdravih odraslih v skupnosti (n = 588) smo ugotovili, da je večje število stresnih dogodkov in kroničnih stresorjev (glej Tabela 1) je bilo v celotni življenjski dobi povezano s prekomerno uživanjem alkohola, kadilcem in višjim telesnim indeksom telesne mase, po nadzorovanju spremenljivk o starosti, rasi, spolu in socialno-ekonomskem statusu (glej Slika 1).
Ker stres vpliva na povečanje telesne mase in ITM, smo ocenili tudi njegove učinke na bazalno glukozo, inzulin in inzulinsko rezistenco. Jutranji pregled glukoze v plazmi na tešče (FPG) in insulina je bil ocenjen v veliki podskupini teh prostovoljnih prostovoljcev v skupnosti in ocena modela homeostaze (HOMA-IR) je bila izračunana kot indeks insulinske odpornosti. Ugotovili smo, da je bil kumulativni stres povezan z BMI povezanimi spremembami višjih ravni glukoze, inzulina in HOMA-IR (Slika 2). Ti podatki kažejo na močnejše povezave med kumulativnim skupnim stresom in presnovno disfunkcijo med posamezniki v višjih v primerjavi z nižjimi kategorijami BMI. Te ugotovitve so podobne prejšnjim raziskavam, ki kažejo na močnejše učinke stresa na povečano uživanje snovi pri posameznikih, ki so v primerjavi z lahkimi ali rekreacijskimi uporabniki redni do težki (2). Te ugotovitve skupaj kažejo, da kumulativni in ponavljajoči se stres povečuje tveganje za debelost in da so lahko posamezniki z višjimi indeksom telesne mase občutljivejši za uživanje hrane, povezano s stresom, in kasnejše povečanje telesne mase.
Stres in vedenje prehranjevanja
Akutni stres bistveno spremeni prehranjevanje (13); (10); (9). Medtem ko nekatere študije kažejo na zmanjšanje vnosa hrane pod akutnim stresom, lahko akutni stres poveča tudi vnos, zlasti kadar so na voljo HP, kalorično gosta hrana (9, 13), (14), (15), (16). Na primer, samo s samoporočanjem je 42% študentov poročalo o povečanem vnosu hrane ob zaznanem stresu, 73% udeležencev pa je poročalo o povečanem prigrizku med stresom (17). Ena tretjina do polovice laboratorijskih raziskav na živalih ali ljudeh kaže povečanje vnosa hrane med akutnim stresom, druge pa ne kažejo sprememb ali zmanjšanja vnosa (18), (11). Tako se povečan vnos hrane z akutnim stresom ne pojavlja pri vseh, vendar zagotovo vpliva na veliko posameznikov. Poleg tega je pomembno upoštevati, da lahko številni eksperimentalni dejavniki prispevajo k raziskavam teh različnih učinkov na prehrano, ki ga povzroča akutni stres (19), (20), (12). Ti dejavniki vključujejo specifično vrsto stresorja, ki se uporablja pri manipulaciji, dolžino izzivanja stresa, dolžino časa izpostavljenosti vnosu hrane ter količino in vrsto živil, ki jih ponuja poskus, ter stopnjo sitosti in lakote na začetku študij. Ti dejavniki lahko prispevajo k spremenljivosti rezultatov laboratorijskih poskusov, ki modelirajo učinke stresa na vnos hrane.
Obstajajo pomembni dokazi, ki nakazujejo potencialno škodljive učinke stresa na prehranjevalne vzorce (npr. Preskakovanje obrokov, omejevanje vnosa, prenajedanje) in prehransko preferenco (10). Stres lahko poveča porabo hitre hrane (21), prigrizki (22), kalorično gosta in zelo prijetna hrana (23), stres pa je povezan s povečanim uživanjem popivanja (12). Učinki stresa so lahko vitki v primerjavi z debelimi osebami različni (8, 24-26). Pri debelih ženskah je bilo ugotovljeno, da se prehranjevanje zaradi stresa poslabša, medtem ko je videti, da prehranjevanje, ki je posledica stresa, nedosledno vpliva na uživanje hrane pri vitkih ljudeh (24). Poleg tega se lahko spremembe v prehranjevalnih vzorcih nanašajo na presnovo ogljikovih hidratov in občutljivost na inzulin (27). Pri zdravih vitkih ženskah jedo popivanje povečuje glukozo na tešče, odziv na inzulin in spremeni dnevni vzorec izločanja leptina (28). Ugotovljeno je bilo, da pogostost nepravilnih obrokov poviša inzulin kot odziv na testni obrok po obdobju nepravilnih prehranjevalnih vzorcev (27). V tej raziskavi skupaj sklepamo, da lahko stres spodbuja nepravilne prehranjevalne vzorce in spreminja preferenčne prehrane ter da so posamezniki s prekomerno telesno težo in debelostjo bolj izpostavljeni takšnim učinkom, po možnosti s prilagoditvijo telesne teže pri regulaciji energije in homeostazi.
Prekrivajoča se nevrobiologija stresne in energetske homeostaze
Fiziološki odzivi na akutni stres se kažejo skozi dve medsebojni stresni poti. Prva je os hipotalamike-hipofize-nadledvične žleze (HPA), pri kateri se faktor, ki sprošča kortikotropin (CRF), sprosti iz paraventrikularnega jedra (PVN) hipotalamusa, ki spodbuja izločanje hormona adrenokortikotropina (ACTH) iz sprednje hipofize, ki naknadno spodbuja izločanje glukokortikoidov (GC) (kortizol ali kortikosteron) iz nadledvičnih žlez. Drugi je avtonomni živčni sistem, ki ga usklajujejo simpatiadrenalna medularnost (SAM) in parasimpatični sistem. Obe komponenti teh stresnih poti vplivata tudi na vnetne citokine in imunost (2); (6).
Sprostitev CRF in ACTH iz hipotalamusa in sprednje hipofize med stresom povzroči sproščanje GC iz nadledvične skorje, kar posledično podpira mobilizacijo energije in glukoneogenezo. Simpatično vzburjenje, povezano s stresom, zvišuje krvni tlak in preusmeri pretok krvi iz prebavil v skeletne mišice in možgane. Akutni učinki stresa na CRF in ACTH se končajo z negativnimi povratnimi informacijami GC, ki podpirajo vrnitev v homeostazo, in pod takšnimi akutnimi stresnimi pogoji obstajajo pomembni dokazi, da manjši porast vnosa hrane (namesto povečanja) (19), (9). Hipotalamus se odziva na GC prek negativnih povratnih informacij, pa tudi na inzulin, ki ga izloča iz trebušne slinavke in je sestavni del presnove glukoze in shranjevanja energije (29), (9) in drugim hormonom, na primer leptin, ki zavira apetit, in grelin, ki spodbuja apetit (5); (9); Currie, 2005). Glukokortikoidi povišajo raven leptina v plazmi in grelina, grelin pa se s stresom tudi poveča in sodeluje pri uravnavanju tesnobe in razpoloženja (30). Poleg tega številni hipotalamični nevropeptidi, kot so CRF, propriomelanokortin (POMC), oreksigeni nevropeptid Y (NPY) in petid, povezan z agouti (AgRP), ter melanokortični receptorji, ki sodelujejo pri uravnavanju stresnega odziva, igrajo tudi vloga pri hranjenju (31). Glukokortikoidi spremenijo izražanje teh nevropeptidov, ki uravnavajo vnos energije (32), (31). Na primer, dvostranska adrenalekomija zmanjša vnos hrane in uporaba GC poveča vnos hrane s spodbujanjem sproščanja NPY in zaviranjem sproščanja CRF (31). Poleg tega omejevanje hrane in diete z veliko maščob spreminjajo odzive HPAaxis na stres in izražanje gena GC v številnih možganskih regijah, ki so vključeni v energijsko homeostazo in stres (33), (20), (18), (34), (35). Tako je hipotalamus kritično območje tako v napetostnem vezju kot tudi pri uravnavanju prehranjevalnega in energijskega ravnovesja.
Kronična in visoka raven ponavljajočega in neobvladljivega stresa povzroči disregulacijo osi HPA s spremembami izražanja genov GC (6), (36), kar posledično vpliva tudi na energijsko homeostazo in vedenje hranjenja. Znano je, da kronična aktivacija osi HPA spreminja metabolizem glukoze in spodbuja odpornost na inzulin s spremembami številnih hormonov, povezanih z apetitom (npr. Leptin, grelin) in prehranjevanjem nevropeptidov (npr. NPY) (37), (38), (39), (40). Kronični stres vztrajno poveča GC in spodbuja trebušno maščobo, kar ob prisotnosti insulina zmanjša aktivnost osi HPA (9), (38) (33). Temeljne znanstvene študije so pokazale, da nadledvični steroidi zvišujejo raven glukoze in inzulina ter izbiro in vnos visoko kalorične hrane (13), (14), (15), (41). Kronično visoki GC in zvišanje inzulina imajo sinergistične učinke na povečanje vnosa hrane HP in odlaganje maščob v trebuhu (23), (9); (42). Visoka raven ponavljajočega stresa ima za posledico tudi simpatično prekomerno aktivnost, stresi, povezani z avtonomnimi odzivi, pa so povezani z ravnijo inzulina in odpornostjo na inzulin pri mladostnikih in odraslih (43).
Stresni učinki na nagrado, motivacijo in vnos hrane
Hipotalamična napetostna vezja so pod regulacijo ekstrahipotalamičnih kortiko-limbičnih poti, ki jih modulirajo CRF, NPY in noradrenergične poti. Odziv na stres se sproži preko amigdale, uravnavanje stresa pa se zgodi z negativnimi povratnimi informacijami GC na hipokampus in medialno predfrontalno kortikalno regijo (mPFC) (6). Ekstrahipotalamične projekcije CRF so vključene v subjektivne in vedenjske odzive na stres, medtem ko sproščanje orexigenic NPY med stresom in povečano NPY mRNA v arkuatnem jedru hipotalamusa, amigdale in hipokampusa poveča hranjenje, hkrati pa tudi zmanjša tesnobo in stres (31). Stres in GC potencialno prenašata dopaminergični prenos in iščeta nagrado za vpliv na laboratorijske živali (18), (13) (2). Akutni stres poveča pridobitev nagrade za hrano, uživanje diete z veliko maščob (11), (16) in kompulzivno iskanje hrane HP-jeve hrane (25) in spodbuja navade, ki so odvisne od nagrajevanja (44). Stres potencira tudi hrepenenje po sladicah, prigrizkih in večji vnos hrane HP pri nasičenih posameznikih s prekomerno telesno težo v primerjavi s vitkimi posamezniki (25).
Povečano jemanje drog in dieta z veliko maščob spreminjata CRF, GC in noradrenergično aktivnost za povečanje preobčutljivosti nagradnih poti (vključno z ventralno tegmentalnim območjem [VTA], jedrnimi celicami [NAc], dorzalnim striatumom in mPFC regijami), kar vpliva na prednost pred zasvojenimi snovmi in HP živila in povečuje hrepenenje in uživanje drog / hrane (45), (2), (46). Še pomembneje je, da se to motivacijsko vezje prekriva z limbičnimi / čustvenimi regijami (npr. Amigdala, hipokampus in insola), ki igrajo vlogo pri doživljanju čustev in stresa ter pri procesih učenja in spomina, vključenih v pogajanja o vedenjskih in kognitivnih odzivih, ki so kritični za prilagajanje in homeostaza (2); (47). Na primer, amigdala, hipokampus in insola igrajo pomembno vlogo pri kodiranju nagrade, nagrajevanja, ki temelji na iztočnicah, in spominu za visoke čustvene in nagrajevalne naloge ter potenciranju čustev in nagrajevanja, ki temelji na hranjenju (48), (49). Po drugi strani so medialni in lateralni sestavni deli predfrontalne skorje (PFC) vključeni v višje kognitivne in izvršilne nadzorne funkcije ter tudi pri uravnavanju čustev, fizioloških odzivov, impulzov, želja in hrepenenja (50). Visok in ponavljajoč stres spreminja strukturne in funkcionalne odzive v teh predfrontalnih in limbičnih regijah možganov, kar daje nekaj podlage za učinke kroničnega stresa na kortiko-limbičnih regijah, ki modulirajo nagrajevanje in hrepenenje po hrani (51); (52). Te ugotovitve so skladne z vedenjskimi in kliničnimi raziskavami, ki kažejo, da stres ali negativno vplivata na zmanjšanje čustvenega, visceralnega in vedenjskega nadzora, povečajo impulzivnost (2), kar je posledično povezano z večjo udeležbo pri uživanju alkohola, kajenja in drugih drog ter povečanim vnosom HP-jeve hrane (23); (53); (54). Z večjim poudarkom na odvisnosti od hrane in kako hrepenenje po sladicah in maščobah lahko spodbuja debelost (55), pomembno bi bilo razmisliti, ali ranljivost za zasvojenost s hrano poslabša tudi kronični stres.
Namigi za hrano, nagrada za hrano, motivacija in vnos
V trenutnem obesogenem okolju so vseprisotni znaki za hrano. Izpostavljenost teh namigi za hrano HP lahko poveča vnos hrane in prispeva k povečanju telesne teže (49). Takšna hrana je koristna, spodbudi pot možganskih nagrad in s pomočjo mehanizmov učenja / kondicioniranja poveča verjetnost iskanja in uživanja hrane HP (56), (57), (58). Živali in ljudje so lahko pogojeni za iskanje in uživanje teh HP-jevih živil, zlasti v primeru dražljajev ali znakov, povezanih s HP-jevo hrano v okolju (55), (59), (57). Takšno povečanje kondicioniranja in s tem povezano povečanje vnosa HP-jeve hrane povzroči prilagoditve poti nevronske nagrajevanja / motivacije, ki se pojavljajo s povečano izrazitostjo teh HP-jevih živil, kar posledično vodi do večjega "želenja" in iskanja HP-jeve hrane, podobno kot spodbujevalni procesi, ki se pojavljajo s povečanjem vnosa alkohola in drog (60). Množica raziskav na živalih in naraščajoče raziskave človeškega negiranja na slikah zdaj jasno kažeta sodelovanje regij za nagrajevanje možganov in povečan dopaminergični prenos s HP-jevo izpostavljenostjo hrani, ob hkratnem povečanju hrepenenja in motivacije hrane (61), (62), (63) in večja odzivnost regij za nagrajevanje možganov in hrepenenje po hrani med posamezniki z višjim indeksom telesne mase (64), (65), (66), (67).
Z večjo porabo HP-jeve hrane sočasne spremembe v presnovi ogljikovih hidratov in maščob, občutljivost na inzulin in apetitni hormoni, ki spreminjajo energijsko homeostazo, vplivajo tudi na nevronske regije nagrajevanja, ki so vključene v povečanje strpnosti, želja in motivacije za vnos hrane (68), (57), (69), (70), (71), (72), (73). Na primer, pri zdravih posameznikih dvig glukoze v plazmi zaradi hrane spodbuja izločanje inzulina, kar omogoča vnos glukoze v periferna tkiva; zanimivo je bilo, da je centralna infuzija insulina zavirala apetit in hranjenje (74); (75); (76); (77); (78). Vendar pa lahko kronične visoke ravni perifernega insulina in inzulinske odpornosti, kar opažamo pri številnih ljudeh z debelostjo, spodbujajo hrepenenje po hrani in vnos ter spremenijo dopaminergično aktivnost v regijah, kot so VTA, NAc in dorzalni striatum (78), (79), (80), (81). Podobno leptin in grelin vplivata na prenos dopaminergike v regijah, ki nagrajujejo možgane, in pri živalih, ki iščejo hrano, in pri ljudeh aktivirajo regije za nagrado možganov (69), (70), (71), (73). Inzulinska odpornost in T2DM sta povezana tudi s spremembami v funkciji nevronskih nagradnih vezij in njihovem odzivu na prehranske znake (82), (79), (80). Pred kratkim smo pokazali povečano limbično in striptično reaktivnost na stres in prehranske naloge pri debelih v primerjavi s vitkimi posamezniki (81) (glej Slika 3). Poleg tega je bila večja aktivnost v insuli in dorzalnem striatumu povezana z višjimi vrednostmi inzulina, odpornostjo na inzulin in hrepenenjem po hrani, ko so bili udeleženci izpostavljeni najljubšim prehranskim kontekstom (81). Skupaj te ugotovitve podpirajo domnevo, da lahko pride do vzporednih in z njimi povezanih prilagoditev v presnovnih in nevronskih motivacijskih krogih, ki tesno vplivajo, da dinamično vplivajo na lakoto, izbiro hrane in izbiro, motivacijo za HP-jevo hrano in prenajedanje HP-jeve hrane.
Čedalje več dokazov kaže, da lahko hormoni, ki sodelujejo pri homeostazi za apetit in energijo (npr. Leptin, grelin, inzulin), igrajo tudi vlogo pri hrepenenju, nagrajevanju in kompulzivnem iskanju alkohola in drog (49); (57); (58); (68); (69); (72); (71) Ta združenja so vzbudila zanimanje za raziskovanje ideje o "prenosu odvisnosti" ali nadomeščanju ene "odvisnosti", v tem primeru nekaterih živil, z drugo, na primer alkohola ali drugih snovi (83). Na primer, nedavna študija je pokazala, da se je uživanje alkohola povečalo po hitri, pomembni izgubi teže, kar opažajo pri bolnikih, ki se podvržejo bariatrični operaciji (84). Tako bodo prihodnje raziskave o potencialni navzkrižni preobčutljivosti hrane in zasvojenih snovi pri ranljivih ljudeh lahko osvetlile mehanizme, na katerih temeljijo ti pojavi.
S presnovo in s prehrano povezane presnovne in stresne prilagoditve: vpliv na hrepenenje in vnos hrane
Povečanje ravni teže nad zdravo vitkostjo in prenajedanje hrane s HP povzroči spremembe metabolizma glukoze, občutljivosti na inzulin in na hormone, uravnava apetit in energijsko homeostazo (85), (57), (58). Kot je navedeno v prejšnjih razdelkih, ti presnovni dejavniki ne vplivajo samo na nevronske regije nagrajevanja, da vplivajo na motivacijo, ampak vplivajo tudi na hipotalamična vezja, ki delujejo med prekrivajočimi se vezji napetosti in energije. Tako ni presenetljivo, da so povečana teža, odpornost na inzulin in diete z veliko maščobe povezani z okrnjenimi odzivi GC na stresne izzive in spremenjenimi avtonomnimi in perifernimi odzivi na kateholamin (43), (20), (33) (34). Kot smo že omenili, visoka raven stresa in glukokortikoidov povečata raven glukoze in inzulina ter spodbujata odpornost na inzulin. Podobno je bilo dokazano, da kronično visoke ravni inzulina zmanjšujejo odzive osi HPA in zvišujejo bazalni simpatični ton (43), (86), (42), (87). Poleg tega dokazi kažejo, da stres vpliva na raven glukoze in spremenljivost pri obeh bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 1 in 2 (88), (89), (90), medtem ko grelin, ki s signalizacijo poti nagrajevanja spodbuja apetit in hranjenje (71) sodeluje tudi pri nagrajevanju hrane in iskanju hrane (30) (73). Tako lahko metabolični premiki v nastavljenih vrednostih povečajo alostatsko obremenitev s povečanim avtonomnim bazalnim tonom in spremenjeno aktivnostjo osi HPA (18), (91), (40), (6).
V skladu s prejšnjim delom, ki prikazuje BMI in prilagoditve stresu, ki vplivajo na nagrajevanje in motivacijo hrane, smo pred kratkim pokazali, da akutni stres povečuje amigdala aktivnost in izmučen medialni orbito-frontalni korteksni odziv na mlečni potres v primerjavi z okusom brez okusa, vendar so ta učinek ublažili visoke ravni kortizola in z visokim indeksom BMI (92). Z uporabo hiperinzulinemične klešče smo pokazali tudi, da blaga hipoglikemija potencialno aktivira nagrado možganov in limbične regije (hipotalamus, striatum, amigdala, hipokampus in izola) prednostno pred prehranskimi napoti HP, učinek, ki je povezan s povečanjem ravni kortizola, medtem ko zmanjšuje medialno prefrontalno aktivacija, učinek, ki je povezan z znižano ravnijo glukoze (93). Ker lahko lahka hipoglikemija velja za fiziološki stresor, naše ugotovitve kažejo, da se lahko raba glukoze v možganih pojavlja različno, z naraščajočim stresom, z izboljšano motivacijo in limbično signalizacijo v prisotnosti prehranjevalnih pripomočkov, vendar z zmanjšanim nevronskim odzivom v samokontroli in predprontalnih regijah . Poleg tega je bil ta nevronski vzorec bolj osupljiv pri zdravih debelih ljudeh, kar kaže na to, da se takšne prilagoditve pojavljajo z naraščajočo težo, kar bi morda postavilo potek prilagajanja metabolizma, nevronov in stresa, povezanih s težo, ki vplivajo na motivacijo HP za hrano. Ta študija v kombinaciji z prej navedenimi dokazi kaže na izredno orkestrirano nevroendokrinsko-presnovno os-nagrajevanje, ki v normalnih zdravih pogojih usklajuje fiziološke in psihološke vidike hranjenja in energijske homeostaze, vendar z naraščajočimi dejavniki tveganja in prilagoditvami na teh poteh, regulativnimi krogi v vsakem teh sistemov lahko "ugrabijo", kar spodbuja večjo motiviranost in vnos hrane pri HP-ju.
Povzetek in predlagani model
Zbližajoči se dokazi kažejo, da vseprisotne HP-jeve naloge hrane in visoka raven stresa lahko spremenijo prehranjevalno vedenje in vplivajo na možganske nagrajevanje / motivacijsko pot, ki sodelujejo pri iskanju in iskanju HP-jeve hrane. Takšni vedenjski odzivi lahko dodatno spodbujajo spremembe v telesni masi in telesni maščobni masi. Naraščajoči dokazi podpirajo bio-vedenjske prilagoditve, povezane s telesno težo, pri medsebojnih presnovnih, nevroendokrinih in nevronskih (kortiko-limbično-strijatalnih) poteh, da se poveča hrepenenje in vnos hrane v pogojih HP-jeve hrane in z njo povezanih naporov ter s stresom. Tako je predlagan hevristični model, kako HP-jeva hrana, hrana in izpostavljenost stresu lahko spremenijo metabolične, stresne in nagrajevalne poti v možganih in telesu, da bi spodbudili HP-jevo motivacijo in vnos (glejte Slika 4). Kot je opisano v prejšnjih razdelkih, stres, odzivni hormoni (CRF, GC) in presnovni dejavniki (inzulin, grelin, leptin) vplivajo na možganski dopaminergični prenos in s prilagoditvami zaradi teže (kronične spremembe) lahko ti dejavniki spodbujajo višjo raven HP motivacija in vnos hrane s potenciranjem aktivnosti za nagrajevanje možganov. Tako je a preobčutljiv postopek prenosa lahko prihaja do tega, da prilagoditve zaradi presnove v presnovnih, nevroendokrinih in kortiko-limbičnih poteznih poteh spodbujajo motivacijo in vnos hrane pri ranljivih ljudeh. Takšen senzibiliziran postopek s povečano motivacijo in vnosom hrane za hrano bi posledično spodbudil tudi povečanje telesne teže v prihodnosti, s čimer bi se potenciral cikel prilagajanja telesne teže v stresu in presnovnih poteh ter povečala preobčutljivost možganske motivacijske poti v okviru HP-jeve hrane znaki ali stres, da se spodbudi HP-jeva motivacija in vnos hrane. Poleg teže in ITM lahko posamezne razlike v genetski in individualni dovzetnosti za debelost, prehranjevalni vzorci, odpornost na inzulin, kronični stres in druge psihološke spremenljivke ta postopek še dodatno ublažijo.
Prihodnje usmeritve
Medtem ko narašča znanstvena pozornost o zapletenih interakcijah med stresom, energijskim ravnovesjem, uravnavanjem apetita ter nagrajevanjem in motivacijo hrane ter njihovimi vplivi na epidemijo debelosti, v našem razumevanju teh odnosov obstajajo velike vrzeli. Številna ključna vprašanja ostajajo brez odgovora. Na primer, ni znano, kako povezane s stresom povezane nevroendokrine spremembe kortizola, grelina, inzulina in leptina vplivajo na motivacijo in vnos hrane s hrano. Če kronični stres zmanjšuje odzive osi HPA, kot je prikazano v prejšnjih raziskavah, kako te spremembe vplivajo na hrepenenje in vnos hrane? Koristno bi bilo preveriti, ali spremembe stresa, nevroendokrinih in presnovnih odzivov, povezane s telesno maso, spreminjajo motivacijo in vnos hrane na hrano in ali takšne spremembe napovedujejo prihodnje povečanje telesne teže in debelost. Določitev posebnih biomarkerjev in razvoj merljivih meril za oceno bio-vedenjskih prilagoditev, povezanih s stresom in zasvojenostjo s hrano, bi lahko pomagalo pri usmerjanju optimalne klinične oskrbe kot tudi pri usmerjanju posebnih ranljivih podskupin z novimi javnozdravstvenimi ukrepi. Poleg tega bi bili dokazi o nevromolekularnih spremembah, ki se pojavljajo pri stresu in presnovnih poteh, ko se nanašajo na dieto z veliko maščob, in kronični stres ter o tem, kako se nanašajo na vnos hrane in povečanje telesne teže, ključnega pomena za razumevanje vloge, ki jo igrata stres in presnovne prilagoditve. pri motivaciji hrane, prenajedanju in povečanju telesne teže.
Obstajajo tudi pomanjkljivi podatki o mehanizmih, na katerih ni mogoče ohraniti izgube teže ali ponovnega pojava prenajedanja s hrano HP in povečanja telesne teže, in o tem, kateri tretmaji za debelost so najbolj primerni za katero podskupino posameznikov. Področje zasvojenosti daje pomembne namige o nevrobioloških prilagoditvah, ki spodbujajo ponovitev odvisnosti in odpoved zdravljenja. Kot nezadostno vzdrževanje izgube teže smo razpravljali v zvezi z ponovnim pojavom neprilagojenega vedenja (94, 95), možno je, da so podobni mehanizmi lahko vzrok za ponovni prenajedanje hrane s HP in povečanje telesne teže, vendar so posebne študije na to temo redke. Obstaja tudi veliko informacij o presnovnih prilagoditvah in z njimi povezanimi učinki na nagradno in stresno nevrobiologijo, ki se lahko pojavijo pri različnih intervencijah za hujšanje, vključno s postopnim hujšanjem, hitrim hujšanjem s pomočjo "diete z uničenjem" ali z različnimi posegi v bariatrični kirurgiji . Poleg tega so številna obolenja, povezana s stresom, kot so razpoloženje in anksiozne motnje, povezana z debelostjo in T2DM, zanimivo pa je, da zdravila za takšna stanja (tj. Določeni antidepresivi) povečajo tveganje za povečanje telesne teže, vendar je le malo dokazov za razjasnitev temeljni mehanizmi teh pojavov. V okolju T2DM strog nadzor glikemije z eksogenim zdravljenjem z insulinom pogosto spodbuja povečanje telesne mase. Ker lahko hiperinzulinemija, inzulinska rezistenca ali dolgoročni učinki odpornosti na inzulin potencirajo motivacijo in nagradijo nevronske poti in hrepenenje po hrani pri debelih, inzulinsko odpornih ljudeh, bi bilo koristno raziskati terapevtske pristope, ki bi lahko manj spodbujali HP-jevo hrano hrepenenje in vnos, da se pri teh dovzetnih posameznikih še dodatno poveča teža.
Končno je nov napredek v vedenjskem in farmakološkem obvladovanju debelosti, vendar ni jasno, kako se nanašajo na normalizacijo stresa, presnovnih motenj in motenj nagrajevanja pri ranljivih debelih osebah. Na primer nedavni dokazi kažejo, da je vzdrževanje telesne teže povezano z nizko stopnjo stresa in boljšo sposobnostjo obvladovanja stresa (96); (97). Ker stres spodbuja hrepenenje po hrani in jedo popivanje, so lahko ukrepi za zmanjšanje stresa koristni pri učinkovitih programih za obvladovanje telesne teže, nekatere pilotne študije o zmanjšanju vedenjskega stresa pri debelosti in T2DM pa kažejo pozitivne učinke na izboljšanje stresa, hrepenenja po hrani in fiziološke funkcije (98, 99). Vendar so tovrstne raziskave v povojih in zahtevajo večjo pozornost v prihodnosti. Tudi zdravila, ki se uporabljajo za zdravljenje zlorabe drog, se obravnavajo kot potencialni ukrepi za hujšanje (100). Prihodnje raziskave o povečanju našega razumevanja nevro-vedenjsko-presnovnih mehanizmov, na katerih temeljijo stres, zasvojenost in debelost, bi imele ogromno korist pri razvoju novih terapij za zmanjšanje motivacije, uživanja hrane in povečanja telesne teže.
Priznanja
To delo so podprli NIDDK / NIH, 1K12DK094714-01 in NIH Načrt za nepovratna sredstva za medicinske raziskave UL1-DE019586, UL1-RR024139 (Yale CTSA) in PL1-DA024859.
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.
Finančna razkritja: Dr. Sinha je član znanstvenega svetovalnega odbora za nevtroterapevtike Embera. Ania Jastreboff pomaga podjetju ManPower, ki izvaja izvajalce za klinično raziskovalno enoto Pfizer New Haven.
Reference