Povečanje telesne teže je povezano z zmanjšanim stratatalnim odzivom na užitne prehrambene izdelke (2010).

Komentar: Študija pri ljudeh dokazuje, da lahko hrana - naravni ojačevalec - povzroči upad dopaminskih receptorjev. Je internetna pornografija manj spodbudna kot "zelo okusna" hrana?

 

ČLEN ČLENA: Raziskave preučujejo začaran cikel prenajedanja in debelosti (povzetek spodaj)

Objavljeno: 9 / 29 / 2010 4: 30 PM EDT
Vir: Univerza v Teksasu v Austinu

Novice - Nove raziskave predstavljajo dokaz začaranega kroga, ki nastane, ko debeli posamezniki prenajedajo nadomestilo za manjši užitek od hrane.

Debeli ljudje imajo manj receptorjev za užitek in prenajedanje izplačajo, glede na študijo Univerziteta v Teksasu v Austinu višjega znanstvenega sodelavca in starejšega znanstvenika Oregonskega raziskovalnega inštituta Eric Sticea in njegovih sodelavcev, ki je bila ta teden objavljena v reviji The Journal of Neuroscience.

Stice kažejo dokaze, da lahko prenajedanje še poslabša odzivnost receptorjev za užitek („hipofunkcijski nagradni krog“), kar še zmanjša nagrade, pridobljene s prenajedanjem.
Vnos hrane je povezan z sproščanjem dopamina. Stopnja užitka, ki izhaja iz uživanja, je v korelaciji s količino sproščenega dopamina. Dokazi kažejo, da imajo debeli posamezniki v možganih manj receptorjev za dopamin (D2) v primerjavi s vitkimi posamezniki in da debeli posamezniki prenajedanje nadomeščajo za nadomestilo tega primanjkljaja.

Ljudje z manj dopaminskih receptorjev morajo vnesti več koristne snovi - na primer hrane ali zdravil -, da bi dosegli učinek, ki ga drugi dobijo z manj.

"Čeprav nedavne ugotovitve kažejo, da lahko prekomerni posamezniki uživajo manj užitka, ko jedo, in zato pojedo več za nadomestilo, je to prvi potencialni dokaz, ki kaže, da samo prenajedanje še bolj izmuči nagrajevalni krog," pravi Stice, višji znanstvenik pri Oregon Research Inštitut, neprofitno, neodvisno vedenjsko raziskovalno središče. „Oslabljena odzivnost nagradnega vezja povečuje tveganje za prihodnje povečanje telesne mase na način, ki se sprosti. To lahko razloži, zakaj debelost običajno kaže kronični potek in je odporna na zdravljenje. "

S pomočjo funkcijskega slikanja z magnetno resonanco (fMRI) je Sticejeva ekipa izmerila, v kolikšni meri je bilo določeno območje možganov (dorzalni striatum) aktivirano kot odziv na posameznikovo uživanje čokoladnega mlečnega kolača (v primerjavi z okusno raztopino). Raziskovalci so v šestih mesecih spremljali spremembe indeksa telesne mase udeležencev.

Rezultati so pokazali, da so udeleženci, ki so pridobili na teži, pokazali bistveno manj aktivacije kot odziv na vnos mlečnega potresa ob šestmesečnem spremljanju glede na osnovno pregledovanje in glede na ženske, ki niso pridobivale teže.

"To je nov prispevek k literaturi, saj je, kolikor vemo, to prva perspektivna študija fMRI, ki je preučila spremembo strijatalnega odziva na uživanje hrane kot funkcijo spremembe telesne teže," je povedal Stice. "Ti rezultati bodo pomembni pri razvoju programov za preprečevanje in zdravljenje debelosti."

Raziskava je bila izvedena v centru za slikanje možganov na University of Oregon. Soavtorice Sticea so Sonja Yokum, bivša podoktorska sodelavka na Teksaški univerzi v Austinu.

Stice že leta 20 proučuje motnje prehranjevanja in debelost. Ta raziskava je pripravila več preventivnih programov, ki zanesljivo zmanjšujejo tveganje za pojav motenj hranjenja in debelosti.

 

ŠTUDIJ: Povečanje telesne mase je povezano z zmanjšanim strijnim odzivom na hrano, ki jo lahko okusimo.

J Neurosci. Avtorski rokopis; na voljo v PMC Mar 29, 2011.
Objavljeno v končni obliki:
PMCID: PMC2967483
NIHMSID: NIHMS240878
Založnikova končno urejena različica tega članka je na voljo brezplačno na J Neurosci
Oglejte si druge članke v PMC quote objavljeni članek.

Minimalizem

V skladu s teorijo, da posamezniki s hipo delujočim nagradnim vezjem prenajedajo kompenzacijo za nagrado, imajo debeli in vitki ljudje manj strijatalnih D2 receptorjev in kažejo manj strigalen odziv na prijeten vnos hrane, nizek strijatalni odziv na vnos hrane pa napoveduje prihodnje povečanje telesne mase pri tistih, ki so izpostavljeni genetskemu tveganju za zmanjšano signalizacijo nagradnih vezij, ki temeljijo na dopaminu. Kljub temu študije na živalih kažejo, da vnos prijetne hrane povzroči znižanje regulacije D2 receptorjev, zmanjšano občutljivost za D2 in zmanjšano občutljivost za nagrajevanje, kar pomeni, da lahko prenajedanje prispeva k manjši odzivnosti. Tako smo preizkusili, ali prenajedanje vodi do zmanjšane odzivnosti strijcev na prijeten vnos hrane pri ljudeh z uporabo ponavljajočih se slik s funkcijo magnetne resonance (fMRI). Rezultati kažejo, da so ženske, ki so pridobivale na teži v obdobju 6 mesecev, pokazale zmanjšanje strijatalnega odziva na prijetno uživanje hrane glede na stabilno težo žensk. Rezultati na splošno kažejo, da nizka občutljivost nagradnih vezi povečuje tveganje za prenajedanje in da lahko to prenajedanje še dodatno zmanjša odzivnost nagradnega kroga v postopku posredovanja.

ključne besede: debelost, striatum, fMRI, okus, nagrada, povečanje telesne teže

Predstavitev

Striatum ima ključno vlogo pri kodiranju nagrade od vnosa hrane. Hranjenje je povezano s sproščanjem dopamina (DA) v dorzalnem striatumu, stopnja sproščanja DA pa je v korelaciji s količino užitka, ki ga uživamo (Szczypka in sod., 2001; Small et al., 2003). Spodnji striatum se odzove na zaužitje čokolade vitkih ljudi in je občutljiv na njeno razvrednotenje s hranjenjem, ki presega sitost (Small et al., 2001).

Debeli ljudje kažejo manj razpoložljivosti receptorjev D2 kot vitki ljudje (Wang et al., 2001; Volkow et al., 2008) in debele podgane imajo nižje vrednosti bazalnih DA in zmanjšano razpoložljivost receptorjev D2 kot vitke podgane (Orosco et al., 1996; Fetissov in sod., 2002). Debelost in vitki ljudje kažejo manj aktivacije streličnih ciljnih regij DA (kaudata, putamen) kot odgovor na prijeten vnos hrane (Stice in sod., 2008b, a), vendar kažejo večjo aktivacijo strijata kot odziv na slike hrane (Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008; Stice in sod., 2010), kar kaže na ločitev med nagradi za hrano in spodbudno izraznostjo živil. Kritično so ljudje, ki so pokazali šibkejšo proženje aktivacije kot odziv na vnos hrane, ki so imeli alex A1 TaqIA, kar je povezano z nižjo razpoložljivostjo striatalnih receptorjev D2 (Noble et al., 1991; Ritchie & Noble, 2003; Tupala et al., 2003) in zmanjšani metabolizem striatalnega mirovanja (Plemenita, 1997), je pokazal povečan prirast telesne teže v prihodnosti (Stice in sod., 2008a). Skupaj se te ugotovitve skladajo s teorijo, da posamezniki z nižjo zmogljivostjo signalizacije v nagradnih krogih prenajedajo, da bi nadomestili ta primanjkljaj nagrade (Blum, 1996; Wang, 2002).

Vendar obstajajo dokazi, da uživanje okusne hrane vodi v nižjo regulacijo signalizacije DA. Redni vnos hrane z veliko maščob in z veliko sladkorja, ki ima za posledico povečanje telesne mase, privede do zmanjšanja regulacije post-sinaptičnih D2 receptorjev, zmanjša občutljivosti na D2 in zmanjša občutljivosti nagrad pri glodalcih (Colantuoni et al., 2001; Bello et al., 2002; Kelley et al., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Ker ti podatki kažejo, da lahko prenajedanje prispeva k nadaljnjemu zmanjšanju odzivnosti strij na hrano, smo izvedli prospektivno študijo funkcionalnega slikanja z magnetno resonanco (fMRI) s ponovnimi ukrepi, s katero smo neposredno preizkusili, ali je prenajedanje povezano z zmanjšano aktivacijo strijata kot odgovor na okusno hrano v ljudi.

Materiali in metode

udeleženci

Udeleženci so bili 26 s prekomerno telesno težo in debele ženske (M starost = 21.0, SD = 1.11; M BMI = 27.8; SD = 2.45). Vzorec je bil sestavljen iz 7% azijsko-pacifiških otočkov, 2% Afroameričanov, 77% evropskih Američanov, 5% domorodcev in 9% mešane rasne dediščine. Udeleženci so dali pisno soglasje. Lokalna komisija za pregled etike je odobrila to študijo. Izključeni so bili tisti, ki so v preteklih mesecih 3 poročali o prehranjevanju ali kompenzacijskem vedenju, trenutni uporabi psihotropnih zdravil ali prepovedanih drog, poškodbah glave z izgubo zavesti ali trenutni psihiatrični motnji osi I. Podatki so bili zbrani na začetku in ob spremljanju v mesecu 6.

Ukrepi

Telesna masa

Indeks telesne mase (BMI = kg / m)2) je bila uporabljena za izražanje adiposidnosti (Dietz & Robinson, 1998). Po odstranitvi čevljev in plaščev smo s stadiometrom izmerili višino na najbližji milimeter in s pomočjo digitalne lestvice ocenili težo na najbližji 0.1 kg. Izvedena in povprečna sta bila po dva ukrepa. Udeleženci so bili pozvani, naj se vzdržijo prehranjevanja v času 3 ur, preden opravijo antropomorfne ukrepe za namene standardizacije. BMI je v korelaciji z neposrednimi meritvami skupne telesne maščobe, kot je dvojna energijska rentgenska absorptiometrija (r = .80 do .90) in z zdravstvenimi ukrepi, kot so krvni tlak, škodljivi lipoproteinski profili, aterosklerotične lezije, raven inzulina v serumu in diabetes mellitus (Dietz & Robinson, 1998).

paradigma fMRI

Udeleženci so bili pozvani, naj uživajo svoje redne obroke, vendar naj se vzdržijo uživanja in pitja (vključno s kofeinskimi pijačami) v času 4-6 ur pred sejo slikanja za standardizacijo. To obdobje odvzema smo izbrali za zajetje lakote, ki jo večina posameznikov izkusi, ko pristopijo k naslednjem obroku, to je čas, ko bi posamezne razlike v nagradi s hrano logično vplivale na vnos kalorij. Udeleženci so zaključili paradigmo med 11: 00 in 13: 00 ali 16: 00 in 18: 00. Čeprav smo poskušali izvesti osnovno in nadaljnje skeniranje v istem času dneva, je zaradi omejitev načrtovanja le 62% udeležencev izvedlo drugo skeniranje v 3 urah od časa, ko so opravili osnovno skeniranje (M razlika v času skeniranja = 3.0 ur, območje = .5 do 6.0 ur). Udeleženci so se s paradigmo fMRI seznanili s prakso na ločenem računalniku pred skeniranjem.

Paradigma mlečnega kolača je bila zasnovana za preučitev aktivacije kot odziva na uživanje in pričakovano uživanje okusne hrane (Slika 1), čeprav se je to poročilo osredotočilo zgolj na prvo. Stimuli so bili predstavljeni v 5 ločenih skeniranjih. Stimuli so bili sestavljeni iz dveh slik (kozarec mlečnega napitka in kozarec vode), ki sta signalizirali dobavo bodisi 2 ml čokoladnega mleka ali neokusne raztopine. Vrstni red predstavitve je bil naključno razdeljen med udeležence. Čokoladni mlečni napitek je bil sestavljen iz 0.5 kepic vanilijevega sladoleda Häagen-Daz, 4 skodelice 1.5% mleka in 2 žlici Hersheyjevega čokoladnega sirupa. Brezkalorična raztopina brez okusa, ki je bila zasnovana tako, da posnema naravni okus sline, je bila sestavljena iz 2 mM KCl in 25 mM NaHCO3. Uporabili smo umetno slino, ker ima voda okus, ki aktivira skorjo okusa (Zald in Pardo, 2000). Slike so bile predstavljene 2 sekundi s pomočjo MATLAB-a. Dostava okusa se je zgodila 7–10 sekund po nastopu znaka in je trajala 5 sekund. Vsak zanimiv dogodek je trajal 5 sekund. Vsak potek je obsegal 20 dogodkov vnosa mlečnega napitka in 20 dogodkov vnosa brez okusa. Tekočine smo dostavljali z uporabo programabilnih črpalk za brizgo (Braintree Scientific BS-8000), ki jih je nadzoroval MATLAB, da so zagotovili dosledno količino, hitrost in čas dostave okusa. Šestdeset ml injekcijske brizge, napolnjene s čokoladnim mlečnim napitkom in neokusno raztopino, so bile preko cevi Tygon povezane skozi valovno vodilo na kolektor, pritrjen na glavo tuljave v MRI skenerju. Razdelilnik se je prilegal ustom udeležencev in dal okus doslednemu segmentu jezika (Slika 2). Ta postopek smo v preteklosti uspešno uporabljali za dovajanje tekočin v optični bralnik in je bil podrobno opisan drugje (Stice in sod., 2008b). Udeleženci so dobili navodila, da pogoltnejo, ko so zagledali iztočnico za požiranje. Slike so bile predstavljene z digitalnim projektorjem / sistemom za vzvratno zaslon na zaslonu na zadnji strani izvrtine MRI skenerja in so bile vidne prek ogledala, nameščenega na tuljavi glave.

Slika 1    

Primer časovnega razporeda in vrstnega reda predstavitve slik in pijač med tekom.
Slika 2    

Gustatorski razdelilec je zasidran na mizo. Za vsak predmet se uporabljajo nove cevi in ​​brizge, ustnik se med uporabo očisti in sterilizira.

Imaging in statistična analiza

Optično branje je izvedlo s snemalnikom MRI Siemens Allegra 3 Tesla. Za pridobivanje podatkov iz celotnih možganov je bila uporabljena standardna tuljava za ptičje kletke. Za omejevanje gibanja glave smo uporabili vakuumsko blazino iz termo pene. Skupaj je bilo zbranih 152 pregledov med vsakim od funkcionalnih tekov. Funkcionalni pregledi so uporabili zaporedje eho-planarnega slikanja ehoplanarnega slikovnega slikanja (EPI) s T2 * (TE = 30 ms, TR = 2000 ms, flip kota = 80 °) z ravninsko ravnino 3.0 × 3.0 mm2 (Matrica 64 × 64; 192 × 192 mm2 vidno polje). Za pokrivanje celotnih možganov smo pridobili rezine 32 4mm (prepleteno pridobivanje, brez preskoka) vzdolž prečne, poševne ravnine AC-PC, kot je določeno v odseku midsagittal. Strukturni pregledi so bili zbrani z inverzijskim obnovljenim zaporedjem T1 (MP-RAGE) v isti orientaciji kot funkcionalne sekvence za zagotovitev podrobnih anatomskih slik, prilagojenih funkcionalnim pregledom. Strukturne zaporedje MRI z visoko ločljivostjo (FOV = 256 × 256 mm)2, Pridobljena je matrica 256 × 256, debelina = 1.0 mm, številka rezine ≈ 160).

Podatki so bili predhodno obdelani in analizirani s pomočjo SPM5 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK) v MATLAB (Mathworks, Inc., Sherborn, MA) (Worsley in Friston, 1995). Slike so bile popravljene s časovnim zajemom na rezino, pridobljeno pri 50% TR. Funkcionalne slike so bile poravnane na sredino. Anatomske in funkcionalne slike so bile normalizirane na standardne možganske predloge MNI, implementirane v SPM5 (ICBM152, ki temelji na povprečju 152 običajnih MRI pregledov). Normalizacija je povzročila velikost voksela 3 mm3 za funkcionalne slike in velikost voksela 1 mm3 za strukturne slike. Funkcijske slike smo zgladili z iztropnim Gaussovim jedrom 6 mm FWHM.

Za prepoznavanje regij možganov, ki se aktivirajo z uživanjem okusne hrane, smo v nasprotju z BOLD odzivom prejeli mlečni potres v primerjavi s prejemanjem brez okusa raztopine. Prihod okusa v ustih smo ocenili kot nagrajevalno nagrado, ne pa pri okusu pogoltniti, vendar priznavamo, da učinki po zaužitju prispevajo k nagradni vrednosti hrane (O'Doherty et al., 2002). Učinek, specifičen za stanje, na vsak voxel je bil ocenjen z uporabo splošnih linearnih modelov. Vektorji napadov za vsak dogodek, ki vas zanima, so bili sestavljeni in vneseni v matriko oblikovanja, da bi lahko odzive, povezane z dogodki, modelirali kanonična funkcija hemodinamičnega odziva (HRF), kot jo izvaja SPM5, sestavljena iz mešanice funkcij 2 gama, ki posnemajte zgodnji vrhunec pri 5 sekundah in poznejše podčutje. Za upoštevanje variacije, ki jo povzroči požiranje raztopin, smo kot kontrolno spremenljivko vključili čas izvleka lastovke (preiskovanci so bili usposobljeni za požiranje). Vključili smo tudi časovne derivate hemodinamične funkcije za pridobitev boljšega modela podatkov (Henson in sod., 2002). Za odstranjevanje nizkofrekvenčnega hrupa in počasnih premikov v signalu je bil uporabljen drugi visokofrekvenčni filter 128 (po konvenciji SPM5).

Posamezni zemljevidi so bili izdelani za primerjavo aktivacij znotraj vsakega udeleženca za kontrastni mlečni stisk - prejem brez okusa. Primerjave med skupinami so bile nato izvedene z uporabo modelov naključnih učinkov, da bi izračunali spremenljivost med udeleženci. Ocene paradigme so bile vnesene v 2 × 2 naključne učinke ANOVA (prejem mlečnega potresa - prejemanje brez okusa) s (skupina povečanja telesne mase glede na težo stabilno skupino ali skupina s povečanjem telesne teže v primerjavi s skupino izgube teže ali stabilno težo skupine proti izgubi teže ). Pomen aktivacije BOLD je bil določen tako, da smo upoštevali tako največjo intenzivnost odziva kot tudi obseg odziva. Opravili smo iskanje regij, ki so zanimale regije, z uporabo vrhov v dorzalnem striatumu, ki smo jih že identificiraliStice in sod., 2008a) kot centroidi za definiranje sfer premera 10 mm. Pomen teh a priori ROI je bil ocenjen na statističnem pragu od P <0.005 nepopravljeno in obseg grozda ≥ 3 vokslov. Da bi se prilagodili dejstvu, da smo izvedli več primerjav, poročamo o popravljenih vrednostih vrednosti False Discovery Rate (FDR) (p <.05).

Potrditev

Dokazi kažejo, da je ta paradigma fMRI veljaven ukrep posameznih razlik v pričakovanju in uživanju nagrade za hrano (Stice in sod., 2008b). Udeleženci so mlečni kolač ocenili kot pomembnor = .68) prijetnejša od brez okusa na vizualni analogni lestvici. Ocene ugodnosti mlečnega potresa so povezane z aktiviranjem v parahippocampalnem girusu kot odziv na prejem mlečnega potresa (r = .72), regija, ki je občutljiva na devalvacijo hrane (Small et al., 2001). Aktivacija v regijah, ki predstavljajo nagrado za konzumno hrano kot odgovor na prejem mleka v tej paradigmi fMRI, je v korelaciji (r = .84 do .91) z zaznavanjem prijetnosti za raznovrstno hrano, kot je ocenjeno s prilagojeno različico popisa hrepenenja po hrani (White et al., 2002). Aktivacija kot odziv na nagrajevalno hrano v tej paradigmi fMRI korelira (r = .82 do .95) s tem, kako trdi udeleženci delajo za hrano in koliko hrane delajo v operacijski vedenjski nalogi, ki oceni posamezne razlike v okrepitvi hrane (Saelens & Epstein, 1996). Predhodna študija, ki je uporabila isto paradigmo z ženskami na univerzi (N = 20), je pokazala, da ženske, ki pričakujejo, da se bo hrana obrestovala, kot je ocenjeno s popisom pričakovane prehrane, kažejo večjo aktivacijo v VMPFC, cingulatnih girusov, čelnega operkuluma, amigdale in parahippocampala gyrus (η2 = .21 do .42) kot odgovor na prejem mleka, kot ženske, ki pričakujejo, da se hrana ne bo obrestovala manj.

Rezultati

Preizkusili smo, ali so preiskovanci, ki so pokazali> 2.5% povečanje ITM v 6-mesečnem spremljanju (N = 8, M% sprememba ITM = 4.41, razpon = 2.6 do 8.2), pokazali zmanjšanje aktivacije kavdata kot odziv na relativni vnos mlečnega napitka tistim, ki so pokazali <2% spremembe ITM (N = 12, M% spremembe ITM = .05, razpon = -0.64 do 1.7), da zagotovijo neposreden test a priori hipoteza, da bi bilo povečanje telesne mase povezano z zmanjšanjem striatnega odziva na okusno hrano glede na stabilne udeležence. Raziskovalne analize so tudi preizkusile, ali so udeleženci, ki so pokazali> 2.5% znižanje ITM (N = 6, M% sprememba ITM = -4.7, razpon: -3.1 do -6.8), pokazali diferencialno spremembo odziva striat na okusno hrano kot udeleženci, ki so ostali težki stabilna ali pridobljena teža. Kar zadeva spremembo surove teže, se je to spremenilo v povprečno spremembo teže 6.4 lbs za skupino s povečanjem telesne mase, povprečno spremembo teže 0.5 lbs za skupino s stabilno težo in povprečno spremembo teže za -6.8 lbs za skupino za hujšanje . Čeprav se skupine v izhodišču niso razlikovale glede ITM, smo nadzorovali to spremenljivko. Ker je prišlo do določenih razlik v času dneva, ko so bili opravljeni osnovni in nadaljnji pregledi pri osebah, ki bi lahko vplivali na rezultate, smo tudi nadzorovali razliko v času obeh preiskav (v urah). Ocene parametrov iz kontrasta milkshake - neokusne okužbe so bile vnesene v ANOVA naključne učinke 2 × 2 × 2 na drugi ravni (npr. Povečanje telesne mase - stabilnost teže) do (prejem milkshake - neokusni sprejem) do (6-mesečno spremljanje - izhodišče) .

Kot smo domnevali, je skupina za povečanje telesne mase pokazala občutno manj aktivacije v desnem kaudatu kot odziv na vnos mlečnega stresa (12, -6, 24, Z = 3.44, FDR korigirana p = .03, r = -.35; 9, 0, 15, Z = 2.96, FDR popravljen p = .03, r = -.26) ob spremljanju v mesecu 6 v primerjavi z izhodiščem glede na spremembe, opažene pri stabilnih težah udeležencev (Slika 3). Skupina za izgubo teže ni pokazala pomembnih sprememb v aktivaciji kaudata kot odziva na mlečni stisk v primerjavi s skupino za povečanje telesne mase ali s težo stabilno skupino (Slika 3). Za ponazoritev razmerja med neprekinjenim merjenjem stopnje povečanja telesne mase in obsegom zmanjšanja strijčne odzivnosti na okusno hrano smo napredovali s spremembo BMI v primerjavi s spremembo aktivacije desnega kaudata (12, -6, 24) za vse udeležence v SPSS , krmiljenje izhodiščnega indeksa telesne mase in razlike v času skeniranja (Slika 4). Da bi ugotovili, ali je bila sprememba desnega kaudata pri tistih, ki so pridobili na teži, v primerjavi s tistimi, ki so obdržali težo, bistveno večja kot v zrcalnem predelu levega kaudata, smo z analizo ROI primerjali aktivacijo v desnem in levem kaudatu. Izvedli smo ANOVA testiranje interakcije med poloblo, časom in skupino za kontrast med aktivacijo kot odziv na prejem mlečnega potresa v primerjavi z raztopino brez okusa. Ni bilo pomembne interakcije (F (1, 18) = 0.91, p = 0.35). Čeprav so naše analize pokazale pomemben čas skupinske interakcije v desnem kavdatu, ne pa levega kaudata, ne moremo sklepati, da je bil opaženi učinek bistveno lateraliziran.

Slika 3    

Koronalni odsek prikazuje manj aktivacije v desni kavdati (12, -6, 24, Z = 3.44, pFDR = .03, P <.05) v skupini za povečanje telesne mase (N = 8; ≥2% prirast ITM) v primerjavi s težo stabilna skupina (N = 12; ≤2% sprememba ITM) med prejemanjem mlečnega napitka ...
Slika 4    

Začrtek plovila, ki prikazuje spremembo aktivacije desnega kaudata med prejemom mlečnega potresa - brez okusa ob spremljanju v mesecu 6 v primerjavi z izhodiščem kot funkcijo spremembe% BMI.

Razprava

Rezultati kažejo, da je bilo povečanje telesne mase povezano z zmanjšanjem aktivacije strijata kot odziva na prijeten vnos hrane glede na izhodiščni odziv, kar je nov prispevek k literaturi, saj je to prva perspektivna študija fMRI, ki je preučila spremembo strijnega odziva na uživanje hrane kot funkcija spremembe teže. Te ugotovitve razširijo rezultate eksperimentov, ki kažejo, da dieta z veliko maščob in sladkorjem povzroči zmanjšanje signalne zmogljivosti nagradne sheme na osnovi DA in občutljivost nagrad pri glodalcih (Colantuoni et al., 2001; Bello et al., 2002; Kelley et al., 2003; Johnson & Kenny, 2010). Te ugotovitve so tudi dokazi, da izguba teže, ki jo povzroči zdravljenje, povečuje razpoložljivost receptorjev D2 pri ljudeh (Steele et al., 2010) in uravnavanje genov, ki upravljajo z zmogljivostjo DA signala pri miših (Yamamoto, 2006). Ti podatki skupno kažejo, da prenajedanje prispeva k zmanjšanju strijatalnega odziva na okusno hrano.

Zgornje ugotovitve, skupaj z dokazi, da nizka prožnost odpornosti na okusno hrano poveča tveganje za povečanje telesne mase v prihodnosti, če je skupaj z genotipi, povezanimi z zmanjšano zmogljivostjo signala nagradne sheme na osnovi DA (Stice in sod., 2008a) pomeni, da lahko obstaja a posredovanje podatkov proces ranljivosti, pri katerem lahko nizka začetna odzivnost na hrano poveča tveganje za prenajedanje, kar prispeva k znižanju regulacije D2 receptorjev in ostrem odzivnosti strij na hrano, kar še poveča tveganje za prenajedanje in posledično povečanje telesne mase. Če bi ta neodvisni študijski vzorec povezave progaste odzivnosti na hrano in prenajedanje ponovil v neodvisnih študijah, bi bilo v prihodnjih raziskavah treba oceniti vedenjske in farmakološke posege, ki povečujejo receptorje D2 in zmožnost signalizacije v nagradni shemi na podlagi DA kot sredstva za preprečevanje ali zdravljenje debelosti. Ta delovni model bi pomenil tudi, da bi si morali preventivni programi in zdravstvena politika prizadevati za zmanjšanje vnosa živil z veliko maščob / sladkorja med razvojem, da bi se izognili nadaljnjemu prikrivanju strastne odzivnosti na hrano in zmanjšali tveganje za prihodnje povečanje telesne teže ranljivega prebivalstva.

Pomembno pa je priznati, da sta sedanja in prejšnja študija, ki je napovedovala povečanje telesne mase (Stice in sod., 2008a) vključeni udeleženci, ki so že bili prekomerni telesni teži glede na osnovno oceno. Tako je mogoče, da je prenajedanje že prispevalo k izmuzljivemu strijčnemu odzivu na hrano. Koristno bi bilo preučiti odzivnost regij, ki prejemajo hrano, med prejemki hrane med vitkimi posamezniki z visokim in nizkim tveganjem za prihodnje povečanje telesne mase, da bi bolje opredelili morebitne nepravilnosti, ki obstajajo pred nezdravim povečanjem telesne teže. Pomembno je tudi opozoriti, da je hipo občutljivost nagradne sheme za vnos hrane le eden od množice etioloških procesov, ki verjetno povečajo tveganje za debelost, poleg tega pa je debelost heterogena bolezen, ki ima lahko kakovostno ločene etiološke poti (Davis et al., 2009).

Pomembno je upoštevati omejitve te študije. Najprej nismo neposredno ocenili delovanja DA, zato lahko le ugibamo, da spremembe v signalizaciji DA prispevajo k opaženi spremembi strijčne odzivnosti. Vendar pa je dr. Hakyemez in sod. (2008) potrdili, da obstaja pozitiven odnos med peroralnim sproščanjem DA z amfetaminom v ventralnem striatumu, ocenjenim s pozitronsko-emisijsko tomografijo (PET), in BOLD aktivacijo, ocenjeno s fMRI v isti regiji med pričakovanjem (motorna priprava na pridobitev) denarne nagrade (r = .51), vzporedni rezultati druge študije PET / fMRI (Schott et al., 2008). Drugič, nismo izvajali meritev teže ob istem času dneva za udeležence v izhodiščnih in nadaljevalnih mesečnih ocenah 6, kar bi lahko povzročilo napako pri našem modeliranju sprememb teže. Vendar smo čas od zadnjega obroka standardizirali tako, da smo udeležence prosili, da se vzdržijo kakršnega koli zauživanja hrane ali pijač (razen vode) za 3 ur pred tehtanjem. Ugotovili smo tudi, da je indeks telesne mase pokazal visoko zanesljivost preskusnega ponovnega testiranja v mesecu 1 (r = .99), ki prav tako ni izvajal meritev teže ob istem času dneva v izhodišču in nadaljnji oceni (Stice, Shaw, Burton in Wade, 2006). Tretjič, nismo mogli potrditi, da so se udeleženci dejansko vzdržali prehranjevanja 4-6 ur pred skeniranjem fMRI, ki je morda uvedel nepotrebno odstopanje.

Na koncu sklepamo, da sedanji rezultati, dobljeni v kombinaciji s preteklimi ugotovitvami, kažejo, da lahko nizka odzivnost nagradnih vezij na vnos hrane poveča tveganje za prenajedanje, poleg tega pa to prenajedanje povzroči dodatno zmanjšanje odzivnosti v nagradnem krogu in s tem poveča tveganje za prihodnje povečanje telesne mase na način, da se poda naprej. Ta delovni model lahko razloži, zakaj debelost običajno kaže kronični potek in je odporna na zdravljenje.

Priznanja

Študijo so podprli štipendije NIH: R1MH64560A DK080760

Reference

  1. Bello NT, Lucas LR, Hajnal A. Ponovljeni dostop saharoze vpliva na gostoto receptorja dopamin D2 v striatumu. Nevroport. 2002, 13: 1575 – 1578. [PMC brez članka] [PubMed]
  2. Blum K, Sheridan PJ, Wood RC, Braverman ER, Chen TJ, Cull JG, Comings DE. Gen receptorja D2 kot receptor sindroma pomanjkanja nagrad. JR Soc Med. 1996; 89: 396 – 400. [PMC brez članka] [PubMed]
  3. Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Cadet JL, Schwartz GJ, Moran TH, Hoebel BG. Prekomerno uživanje sladkorja spremeni vezavo na dopaminske in mu-opioidne receptorje v možganih. Nevroport. 2001, 12: 3549 – 3552. [PubMed]
  4. Davis in sod. Dopamin za "hočeš" in opioidi za "všeč": Primerjava debelih odraslih z in brez prenajedanja. Debelost. 2009; 17: 1220 – 1225. [PubMed]
  5. Dietz WH, Robinson TN. Uporaba indeksa telesne mase (BMI) kot merilo prekomerne teže pri otrocih in mladostnikih. J Pediatr. 1998; 132: 191 – 193. [PubMed]
  6. Fetissov SO, Meguid MM, Sato T, Zhang LH. Izražanje dopaminergičnih receptorjev v hipotalamusu vitkih in debelih Zuckerjevih podgan in vnosa hrane. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2002; 283: R905 – 910. [PubMed]
  7. Hakyemez HS, Dagher A, Smith SD, Zald DH. Prenos dopamina pri zdravih ljudeh med pasivno denarno nagrado. Neuroimage. 2008, 39: 2058 – 2065. [PubMed]
  8. Henson RN, cena CJ, Rugg MD, Turner R, Friston KJ. Zaznavanje razlik v zaostankih v dogodkih povezanih BOLD odzivov: uporaba besed v primerjavi z besedami in začetna v primerjavi s ponavljajočimi se obraznimi predstavitvami Neuroimage. 2002; 15: 83 – 97. [PubMed]
  9. Johnson PM, Kenny PJ. Dopaminski D2 receptorji v odvisnosti od nagradne disfunkcije in kompulzivnega prehranjevanja pri debelih podganah. Naravna nevroznanost. 2010; 13: 635 – 641. [PMC brez članka] [PubMed]
  10. Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Omejena dnevna poraba zelo okusne hrane (čokolada Ensure (R)) spremeni ekspresijo striatnih enkefalinskih genov. Eur J Neurosci. 2003, 18: 2592 – 2598. [PubMed]
  11. Plemeniti EP, Blum K, Ritchie T, Montgomery A, Sheridan PJ. Alelna povezava gena za dopaminski receptor D2 z značilnostmi vezave na receptorje pri alkoholizmu. Psihiatrija arh. 1991; 48: 648 – 654. [PubMed]
  12. Plemeniti EP, Gottschalk LA, Fallon JH, Ritchie TL, Wu JC. Polimorfizem D2 dopaminskih receptorjev in možgansko regionalno presnovo glukoze. Am J Med Genet. 1997; 74: 162 – 166. [PubMed]
  13. O'Doherty JP, Deichmann R, Critchley HD, Dolan RJ. Nevronski odzivi med pričakovanjem osnovne nagrade za okus. Neuron. 2002; 33: 815 – 826. [PubMed]
  14. Orosco M, Rouch C, Nicolaïdis S. Rostromedialne hipotalamične spremembe monoamina kot odgovor na intravenske infuzije inzulina in glukoze pri prosto hranjenih debelih podganah Zucker: mikrodialna študija. Apetit. 1996; 26: 1 – 20. [PubMed]
  15. Ritchie T, plemeniti EP. Povezava sedmih polimorfizmov gena za dopaminski receptor D2 z lastnostmi vezave možganskih receptorjev. Neurochem Res. 2003; 28: 73 – 82. [PubMed]
  16. Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Diferencialna aktivacija dorzalnega striatuma z visokokaloričnimi vizualnimi dražljaji hrane pri debelih osebah. Neuroimage. 2007; 37: 410 – 421. [PubMed]
  17. Saelens BE, Epstein LH. Okrepitev vrednosti hrane pri debelih in debelih ženskah. Apetit. 1996; 27: 41 – 50. [PubMed]
  18. Schott BH, Minuzzi L, Krebs RM, Elmenhorst D, Lang M, Winz OH, Seidenbecher CI, Coenen HH, Heinze HJ, Zilles K, Duzel E, Bauer A. Mezoimbične funkcije slikanja z magnetno resonanco med pričakovanjem nagrade so v korelaciji z nagradno povezanostjo ventralno strijatalno sproščanje dopamina. Časopis za nevroznanost. 2008; 28: 14311 – 14319. [PubMed]
  19. Majhni DM, Jones-Gotman M, Dagher A. S sproščanjem dopamina, ki ga povzroča hranjenje v dorzalnem striatumu, je v korelaciji z oceno prijetnosti obrokov pri zdravih človeških prostovoljcih. Neuroimage. 2003; 19: 1709 – 1715. [PubMed]
  20. Majhni DM, Zatorre RJ, Dagher A, Evans AC, Jones-Gotman M. Spremembe možganske aktivnosti, povezane z uživanjem čokolade: od užitka do averzije. Možgani 2001; 124: 1720 – 1733. [PubMed]
  21. Steele KE, Prokopowicz GP, Schweitzer MA, Magunsuon TH, Lidor AO, Kuwabawa H, Kumar A, Brasic J, Wong DF. Spremembe centralnih dopaminskih receptorjev pred in po operaciji obvodov želodca. Obes Surg. 2010; 20: 369 – 374. [PubMed]
  22. Stice E, Shaw E, Burton E, Wade E. Dissonanca in programi za preprečevanje motnje prehranjevanja z zdravo težo: Naključno preskušanje učinkovitosti. Časopis za nenormalno psihologijo. 2006; 74: 263 – 275. [PMC brez članka] [PubMed]
  23. Stice E, Spoor S, Bohon C, Majhen DM. Razmerje med debelostjo in okrnjenim strijatalnim odzivom na hrano moderira alel TaqIA A1. Znanost. 2008a; 322: 449 – 452. [PMC brez članka] [PubMed]
  24. Stice E, Spoor S, Bohon C, Veldhuizen MG, Small DM. Razmerje med nagrajevanjem in pričakovanim vnosom hrane z debelostjo: funkcionalna študija slikanja z magnetno resonanco. J Abnorm Psychol. 2008b; 117: 924 – 935. [PMC brez članka] [PubMed]
  25. Stice E, Yokum S, Bohon C, Marti N, Smolen S. Odzivnost nagradnih vezij na hrano napoveduje prihodnje povečanje telesne mase: umirjanje učinkov DRD2 in DRD4. Neuroimage. 2010; 50: 1618 – 1625. [PMC brez članka] [PubMed]
  26. Stoeckel LE, Weller RE, Cook EW, 3rd, Twieg DB, Knowlton RC, Cox JE. Široka aktivacija sistema nagrajevanja pri debelih ženskah kot odziv na slike visoko kalorične hrane. Neuroimage. 2008; 41: 636 – 647. [PubMed]
  27. Szczypka MS, Kwok K, MD Brot, Marck BT, Matsumoto AM, Donahue BA, Palmiter RD. Izdelava dopamina v hudih ljudeh obnavlja hranjenje pri miših s pomanjkanjem dopamina. Neuron. 2001; 30: 819 – 828. [PubMed]
  28. Tupala E, Dvorana H, Bergström K, Mantere T, Räsänen P, Särkioja T, Tiihonen J. Dopaminski receptorji D2 in prenašalci tipa 1 in 2 alkoholiki, merjeni s človeško avtoradiografijo celotne poloble. Kartiranje možganov 2003; 20: 91 – 102. [PubMed]
  29. Volkow ND, Wang GJ, Telang F, Fowler JS, Thanos PK, Logan J, Alexoff D, Ding YS, Wong C, Ma Y, Pradhan K. Nizki dopaminski striptični receptorji D2 so povezani s predfrontalno presnovo pri debelih osebah: možni dejavniki, ki prispevajo . Neuroimage. 2008; 42: 1537 – 1543. [PMC brez članka] [PubMed]
  30. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS. Vloga dopamina pri motivaciji za hrano pri ljudeh: posledice za debelost. Cilji strokovnjakov. 2002; 6: 601 – 609. [PubMed]
  31. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, Netusil N, Fowler JS. Možgani dopamin in debelost. Lancet. 2001, 357: 354 – 357. [PubMed]
  32. White MA, Whisenhunt BL, Williamson DA, Greenway FL, Netemeyer RG. Razvoj in potrjevanje zalog hrepenenja po hrani. Obes Res. 2002; 10: 107 – 114. [PubMed]
  33. Worsley KJ, Friston KJ. Ponovno ponovno pregledana analiza časovne serije fMRI. Neuroimage. 1995; 2: 173–181. [pismo; komentar] [PubMed]
  34. Yamamoto T. Nevronski substrati za obdelavo kognitivnih in afektivnih vidikov okusa v možganih. Arch Histol Cytol. 2006; 69: 243 – 255. [PubMed]
  35. Zald DH, Pardo JV. Kortikalna aktivacija, ki jo povzroči intraoralna stimulacija z vodo pri ljudeh. Chem Senses. 2000; 25: 267 – 275. [PubMed]