Påverkan av goda dieter i belöningssystemaktivering: En mini-recension (2016)

Framsteg inom farmakologiska vetenskaper

Volym 2016 (2016), artikelnummer 7238679, 7-sidor

Isabel Cristina de Macedo, 1,2,3 Joice Soares de Freitas, 1,2,3 och Iraci Lucena da Silva Torres1,2

1 Farmakologi för smärta och neuromoduleringslaboratorium: Djurmodeller, Avdelningen för farmakologi, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Institutet för grundläggande hälsovetenskaper, 90050-170 Porto Alegre, RS, Brasilien

2Graduate-program i biologiska vetenskaper-fysiologi, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Institute of Basic Health Sciences, 90050-170 Porto Alegre, RS, Brazil

3Program för farmakologi och toxikologi, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Institutet för toxikologi, 90619-900 Porto Alegre, RS, Brasilien

Mottaget 3 November 2015; Reviderad 12 februari 2016; Godkänd 16 februari 2016

Akademisk redaktör - Berend Olivier

Abstrakt

 

Förändringarna i ätningsmönster som har inträffat under de senaste decennierna är en viktig orsak till fetma. Matintag och energiförbrukning kontrolleras av ett komplext nervsystem som involverar hypotalamiska centra och perifert mättnadssystem (gastrointestinala och bukspottkörtelhormoner). Mycket smakrik och kalorisk mat stör störningen av aptiten; men smakliga livsmedel skapar glädje och belöning. Kafeteridieten är en sådan smaklig diet och har visat sig att de ökar kroppsvikten och inducerar hyperplasi i djurfetamodeller. Dessutom kan välsmakande livsmedel med hög fetthalt (såsom de i cafeteridieten) orsaka missbrukliknande underskott i hjärnans belöningsfunktion och anses vara en viktig källa till motivation som kan driva överätande och bidra till utvecklingen av fetma. Mekanismen för neural anpassning som utlöses av smakliga livsmedel liknar den som har rapporterats för narkotikamissbruk och långvarig läkemedelsanvändning. Således försöker denna översyn beskriva de potentiella mekanismerna som kan leda till mycket smakliga dieter, såsom cafeteridieten, utlösa beroende eller tvång genom belöningssystemet.
 

1. Inledning

 

För närvarande har en viktig orsak till fetma observerats vara relaterad till förändringar i ätmönster som har inträffat under de senaste decennierna [1]. Den dagliga konsumtionen förknippad med så kallade västerländska dieter består av mycket smakrik och kalorisk mat [2], och sådana dieter har blivit en vana som har lett till att många individer utvecklar fetma [3]. Nyligen genomförda studier med cafeteridieten som en experimentell modell för fetma med eller utan tillhörande kronisk stress har visat att djur som exponerats för denna diet blev överviktiga och uppvisar viktiga förändringar i lipidprofiler, endokrina aptitmarkörer och utvecklingen av hyperfagi [4, 5] .
 
Matintag och energiförbrukning tros styras av komplexa nervsystem, och hypotalamus har erkänts som centrum för homeostatisk reglering (för granskning se [6]); smakliga livsmedel, såsom de i cafeteridieten, kan emellertid leda till försämrad normal aptitreglering [7]. Dessutom stör smaklös mat regleringen av aptit och skapar nöje och belöning. Överdriven konsumtion av smakliga energitäta livsmedel kan leda till ett djupgående tillstånd av belöningens överkänslighet som liknar det för narkotikamissbruk som kan leda till utveckling av tvångsmässigt ät [8].
 
Baserat på nyligen visade bevis som tyder på att narkotikamissbruk kan leda till neurala anpassningar som liknar dem som har rapporterats vid långvarig läkemedelsanvändning, försöker denna översyn beskriva förmodande mekanismer som kan leda till att beroende eller tvång utlöses av mycket smakliga dieter. , såsom cafeteridieten, genom belöningssystemet.
 

2. Integration av matkontroll

 

Livsmedelskontroll är en komplex mekanism som involverar organismens aptit, motivation och energikrav och dessa aspekter kan modifieras genom tillgång och exponering av mat. Det centrala nervsystemet upptäcker en mängd olika perifera neurala och humorala markörer, och detta komplexa nervnätverk får endokrina och hormonella insatser. Hormoner, såsom leptin, insulin, pankreatisk polypeptid (PP), amylin, ghrelin, kolecystokinin, glukagonliknande peptid (GLP-1) och oxyntomodulin, koordinerar matintag genom signalering och modulering i orexigeniska och anorexigena nervceller (för granskning se [ 9]). Dessa markörer återspeglar gastrointestinala funktioner och energibehov, inklusive smak, som är en central faktor i beslutsfattandet relaterat till matningsbeteende och olfaction. Båda funktionerna kan urskilja funktioner som lukt, struktur och temperatur och delta i valet av mat som ska intas [10]. Homeostasregleringen och upprätthållandet av stabil kroppsvikt beror på integrationen av dessa signaler och av förmågan att reagera på lämpligt sätt genom modulering av energiförbrukning och matintag [11]. Hypotalamiska centra kontrollerar matintag och viktökning och är en del av ett komplex av neuroregulatoriska interaktioner som inkluderar det perifera mättnadssystemet (gastrointestinala och bukspottkörtelhormoner) och ett storskaligt central neuralt nätverk [12]. Betydelsen av hypotalamus i energihomeostas föreslogs först av klassiska skada-experiment som utfördes gnagare, och efterföljande studier föreslog rollerna för hypotalamiska kärnor, såsom arcuate nucleus (ARC), paraventricular nucleus (PVN), ventromedial nucleus (VMN), dorsomedial region (DMV) och lateralt hypotalamiskt område (LHA), i energihomeostas [13]. Blod-hjärnbarriären (BBB) ​​intill ARC-regionen fungerar som gränssnittet mellan de perifera metaboliska signalerna och hjärnan. Medan DMV-området är mättnadsområdet, är LH-kärnorna de viktigaste kontrollerna av utfodringssvar [14].
Skador på hypotalamus, särskilt den laterala och dorsomediala hypotalamusen, stör störningen av matningen [15]. Matintag och energimetabolism regleras av en komplex interaktion mellan orexigena och anorexigena neuropeptider i ARC för hypothalamus och perifera vävnader. Neuropeptid Y (NPY) och agouti-relaterat protein (AgRP) är samuttryckta i neuroner i ARC och är potenta orexigena peptider. Dessutom är det a-melanocytstimulerande hormonet (a-MSH) och kokain- och amfetaminreglerat transkript (PART) -peptid potenta anorexigener [16]. Den hypotalamiska kärnan får inmatningar av flera perifera hormoner inklusive leptin; till exempel uttrycker den bågformiga kärnan i hypothalamus och området postrema i nucleus tractus solitarius leptinreceptorer och är viktiga regioner för aptitkontroll och matintag. Leptin är ett hormon som syntetiseras och frisätts av fettvävnad och fungerar som livsmedelskontroll i hypotalamus ARC. Detta hormon stimulerar neuroner att utsöndra proopiomelanocortin (POMC), som är ett föregångarprotein för α-MSH som också stimulerar POMC-neuroner att utsöndra CART. Leptin hämmar också AgRP / NPY-neuroner, som samuttrycker de orexigena neuropeptiderna AgRP och NPY, och antagoniserar a-MSH. Den kombinerade effekten av leptins verkningar undertrycker aptiten och bidrar till upprätthållandet av energihomeostas (för granskning se [17]). Ett annat viktigt hormon som är relaterat till livsmedelskontroll är ghrelin. Detta hormon produceras av magen, hypotalamus (ARC och infundibular kärna) och hypofysen. Efter att ha frigjorts i blodströmmen når ghrelin ARC och aktiverar NPY- och AgRP-neuroner, vilket leder till ökat matintag [18]. Förutom att agera på dietkontroll är både leptin och ghrelin involverade i belöningssystemet [17, 18]. Leptinreceptorer finns också i den mesolimbiska vägen i det belöningsassocierade ventrale tegmentalområdet (VTA) och substantia nigra [19]. Således påverkar leptin de hedoniska aspekterna av utfodring och interagerar med det mesolimbiska-dopaminergiska systemet, som är känt för att reglera upphetsning, humör och belöning (för granskning se [17]), medan ghrelin stimulerar dopaminneuroner i det ventrale tegmentområdet (VTA ) och främjar dopaminomsättningen i nucleus accumbens of the ventral striatum, som är en del av den stora centrala belöningsvägen (för granskning se [18]). Därför bestämmer balansen mellan livsmedelskontrollcentra och perifera signaler aptit och energiförbrukning och påverkar belöningssystemet.
 

3. Smakliga livsmedel och belöningssystemet

 

Läckra livsmedel med högt fett- och sockerinnehåll är förknippade med ökat matintag [7, 20]. Smakliga livsmedel förändrar försöksdjurens beteende. I en studie av överviktiga råttor med historier om utökad tillgång till smakrik mat, befanns råttorna fortsätta att äta smakrik mat även i närvaro av en skadlig ljuskod som förutspådde leveransen av en aversiv fotchock [7]. Dessutom tillbringar möss som tidigare haft tillgång till en smakrik diet med hög fetthalt mer tid i en aversiv miljö för att få den smakliga maten än möss utan föregående erfarenhet av dieten [21].
 
Mycket smakliga livsmedel aktiverar belöningssystemet för att påverka matningsbeteendet [22]. Ur evolutionärt perspektiv är dessa livsmedel som innehåller mycket fett och socker mer attraktiva eftersom de snabbt kan omvandlas till energi [23]. Konsumtionen av dessa livsmedel under en lång tidsperiod kan jämföras med drogberoende [24] främst på grund av att dessa livsmedel genererar progressiva ökningar av matintaget [25] som leder till ett fenomen som kan jämföras med den anpassning som utlöses av droger [26] . Dessutom kan makronäringsämnena i den smakliga maten stimulera hjärnans belöningssystem oberoende av deras kalorivärde [27]. Höga nivåer av fulländat beteende orsakas av missbruk av droger som kokain eller nikotin trots att dessa läkemedel saknar kalori- eller näringsvärde [28]. Utökad tillgång till smakrik fetthaltig mat, såsom cafeteridieten, kan orsaka beroende-liknande underskott i hjärnbelöningsfunktionen som anses vara viktiga källor till den motivation som kan driva överätande och bidra till utvecklingen av fetma [8].
 
Kafeteridieten är en av många djurfetamodeller och involverar en smakrik diet som använder mänskliga livsmedel, såsom kex, skivor, kondenserad mjölk, korv och läsk. Dessa livsmedel har högt socker, salt och krydda, innehåll som gör dem mycket smakliga och smakbarhet är avgörande för att bestämma matens preferens [29]. Dessutom har denna diet visat sig ha ökat kroppsvikt, inducerat hyperfagi och förändrat de metaboliska faktorer som är relaterade till det metabola syndromklusteret [2, 4 – 6, 20, 30, 31]. Denna diet är faktiskt en av de faktorer som har bidragit till en snabb ökning av fetma under de senaste trettio åren [32]. Kafeteridieten efterliknar moderna mönster för livsmedelskonsumtion och anpassades från en diet som också kallas den västerländska dieten och som tidigare beskrivits av Estadella et al. (2004) [20]. Företräde för cafeteridiet framför standard chow har visats i studier med fetma modeller [2, 32, 33]. Dessutom verkar cafeteridieten tillsammans med andra smakliga dieter på många neurotransmitter-system och kan leda till förändringar i belöningssystemet [2].
 
Hjärnregioner, såsom lateral hypothalamus (LH), nucleus accumbens (NAc), ventral tegmental area (VTA), prefrontal cortex (PFC) och amygdala, aktiveras som svar på smakrik mat. Det finns också en koppling mellan nucleus accumbens (NAc) och lateral hypothalamus (LH) som är viktig för energihomeostas (för granskning se [7]). LH är också funktionellt kopplad till andra kortikala och limbiska hjärnställen som har varit inblandade i att organisera och rikta beteende mot att få smakrik mat. LH-skador avskaffar de stimulerande effekterna av NAc-manipulationer på matintaget, medan inaktivering av NAc förbättrar aktiviteten hos LH, särskilt LH-neuroner [34]. NAc är en hjärnregion som verkar spela en avgörande roll i beteende relaterat till utfodring och drogbelöning [35]. Denna struktur anses tjäna som ett gränssnitt mellan känslor, motivation och handling baserat på dess många ingångar från amygdala, prefrontal cortex (PFC) och hippocampus (för granskning se [36]). NAc får information från hjärnstammen som svar på intaget mat genom en anslutning till kärnan i den ensamma kanalen (för granskning se [36]). NAc får information från hjärnstammen som svar på intaget mat genom en anslutning till kärnan i den ensamma kanalen (för granskning se [37]). Det är viktigt att notera att nucleus accumbens har delats upp i medioventral skal (NAcs) och en laterodorsal kärna (NAcc) i enlighet med morfologiska egenskaper, och dess olika prognoser studerades med tract-tracing-metoder. Beroende på de specifika platserna för nucleus accumbens där dopamintransmission frigörs kan olika beteendespons utlösas [38, 39]. Dessutom är amygdala en nyckelstruktur för behandling av känslor och integrerar matrelaterade sensoriska och fysiologiska signaler från bakbenet och cortex (för granskning se [36]). Amygdala kopplar extern och intern sensorisk information med hjärnans motivationssystem och skickar input till NAc. Hippocampus har avgörande roller i minnesbildning och i kontrollen av matintag, medan den prefrontala cortex (PFC) är ansvarig för högre ordning kognitiv bearbetning, planering och beslutsfattande. PFC får input från isolerade kortikala regioner som vidarebefordrar gustatorisk information och har ett viktigt inflytande på NAc-signalering. De neuroner som förbinder hjärnregionerna som är involverade i belöningsbeteende är relaterade till många neurotransmitter-system. Dessutom har studier visat att dopamin, endogena opioider och serotonin är starkt relaterade till läkemedels- och livsmedelsberoende (för granskning se [7]).
 

4. Neurotransmittorer involverade i belöningssystemet

 

4.1. dopamin

Dopamin (DA) är en neurotransmitter som har varit mer omfattande implicerad i mekanismen för drogberoende på grund av dess inflytande på neuroadaptation och psykostimulant belöningsprocess [40]. Studier med användning av mikrodialysteknik visade att beroendeframkallande ämnen ökar extracellulär dopamin (DA) frisättning i NAcc [37] och förändringarna i dopaminöverföring i NAcs och NAcc som svar på aptitligt och fulländande beteende motiverat av mat [38]. Dopaminerga nervceller är belägna i mitten av hjärnan; de skickar sina axoner genom det mediala förhjärnbuntet och inerverar breda områden inom systemen medan dopaminerg mottagning och den intracellulära signaleringen medieras genom de två huvudtypen av G-proteinkopplade DA-receptorer [41]. Det är viktigt att tänka på att dopaminreceptorer reglerar signaleringskaskader på celler som kan förändra transkriptionen av gener och kan utlösa neuroadaptativa och beteendeförändringar på hjärnstrukturer med förändringar i proteinsyntes. På detta sätt berättar inlärningsteorierna om missbruk att vissa psykostimuleringsämnen är engagerade på molekylära mekanismer implicerade i lärande och minne som D1-receptorer och nedströms intracellulära messenger-kaskader som kan orsaka synaptiska omarrangemang. På samma sätt inducerade dessa substanser frisättning av dopamin och kan förändra inlärningsrelaterade molekylförändringar genom att aktivera vanliga signaltransduktionsvägar. Flera studier visade att psykostimuleringsämnen är relaterade till minneskonsolidering, och det antyder att beroende beror på läkemedelsinducerade neuroadaptationer i belöningsrelaterade inlärnings- och minnesprocesser i NAcc [42].
 
De kortikolimbiska vägarna som är ansvariga för belöningsassocierat utfodringsbeteende inkluderar det ventrale tegmentala området, insulära cortex, anterior cingulate cortex, orbitofrontal cortex [13], substantia nigra, amygdala, prefrontal cortex, posterolateral ventral striatum (globus pallidus och putamen) och anteromedial ventral striatum (nucleus accumbens and caudate nucleus) [17]. Inom NAc är GABAergic medium spiny projection neurons (MSNs) uppdelade i de som uttrycker dopamin 1-receptorn (D1R) och projicerar direkt tillbaka till VTA (direktväg) och de som uttrycker dopamin 2-receptorn (D2R) och projicerar tillbaka desynaptiskt efter att först ha påverkat ventral pallidum (VP). Excitationen av striatal D1R-MSN är associerad med förstärkande beteende, medan aktiveringen av striatal D2R-MSN har motsatt effekt [43, 44]. De mesolimbiska och mesokortikala vägarna reglerar dopaminsystemets effekter på belöningsrelaterat beteende, och modifieringar av dessa system är associerade med de givande effekterna av läkemedel och mat [45].
 
Drogmissbruk och smaklig mat med högt fett- och sockerinnehåll kan väsentligt aktivera DA-belöningskretsarna, och båda ökar dopaminnivåerna i det mesolimbiska systemet och dopaminerg överföring i NAc [45]. Exempelvis visade mikrodialysstudier på råtta att aptitretande smakstimuli frisätter DA i NAcs, NAcc och prefrontal cortex (PFC). Men DA-responsen skiljer sig åt mellan dessa strukturer och det beror på hedonisk, smak- och nyhetsstimulans. Dessutom inducerar en enda exponering för smakrik mat i NAcs omgående vana av DA-lyhördhet, i överensstämmelse med en roll i associativt lärande. Denna effekt förekommer dock inte i NAcc och PFC. Det är viktigt att notera att mild matförsämring kan försämra naturen hos NAcs DA-responsen på smakliga livsmedel. Det har föreslagits att frisläppande av DA i denna region inte är orsaken utan konsekvensen av matbelöningen. Matens smakegenskaper kan ha goda eller dåliga efterlevande konsekvenser som är relaterade till DA-frisättning av NAcs efter matintag [46].
 
Det bör noteras att dopamin är förknippat med belöning relaterat till matintag och beteenden som krävs för att upprätthålla utfodring för överlevnad. Dopamin-bristfälliga (DA - / -) djur med inaktiveringar av tyrosinhydroxylasgenen i dopaminerga nervceller utvecklar dödlig hypofagi; om dopamin ersätts i caudat / putamen eller NAc för sådana djur, börjar de dock utfodring men visar bara intresse för söt mat och smakrik chow [47]. Dessutom kan ghrelin, orexiner och NPY fungera som modulatorer för det mesolimbiska DA-systemet. Dessa peptider kan ändra frekvenserna eller mönstren för de handlingspotentialer som genereras i de dopaminergiska cellerna i VTA eller inducera nedströms DA-frisättning i NAc [14]. Kroniskt missbruk av läkemedel inducerar dopaminerg stimulering som resulterar i nedsatt hämmande kontroll, tvångsmässigt läkemedelsintag och förbättrad känslomässig reaktivitet mot läkemedel. På liknande sätt resulterar upprepad exponering för livsmedel med högt fett- och sockerinnehåll i tvångsmässig matkonsumtion, dålig kontroll av matintag och konditionering av matstimulering [48]. Mellanhjärndopaminöverföring påverkar smakligt intag av livsmedel hos människor. Till exempel inducerar Parkinsons sjukdom (PD) degeneration av dopamininnehållande nervceller i mellanhinnan, och patienter som behandlas med dopaminreceptoragonister kan uppvisa tvångslikande smaklig matkonsumtion; även icke-PD-drabbade mänskliga individer kan uppvisa hedonic över att äta efter administrering av DA-receptoragonister. Dopaminvägen aktiveras hos människor och laboratoriedjur som svar på smaklig mat och aptitretande matrelaterade signaler. Dessutom påverkar leptin, ghrelin och andra aptitreglerare systemets aktivitet, vilket antyder att dopaminsystemen i mitten av hjärnan spelar en viktig roll i ätbar matkonsumtion (för granskning se [34]). Dopaminergiska vägar är faktiskt starkt involverade i belöningssystemet. Dopaminneuroner i VTA skickar axonala utskott till amygdala, nucleus accumbens och prefrontal cortex. Projektionerna av det dopaminergiska systemet från amygdala och prefrontala cortex till lateral hypotalamus, såsom visas i figur 1, är direkt involverade i livsmedelskontroll [34].
Figure 1: De dopaminerge vägarna involverade i livsmedelskontroll. Dopaminneuroner i VTA skickar axonella projektioner till H, A, NAc och PFC. Projektionerna av det dopaminergiska systemet från A och PFC till LH är direkt involverade i regleringen av regleringen av livsmedelsintag. SC: ryggmärg; M: medulla oblongata; VTA: ventral tegmental område; PFC: prefrontal cortex; A: amygdala; NAc: nucleus accumbens; H: hypotalamus.
 

4.2. Opioidsystem

Det endogena opioidsystemet är också relaterat till belöning, beroende och ätbeteenden, och rollerna för endogena opioidpeptider, såsom ß-endorfin och enkephaliner, för att producera belöning, är väl etablerade [49]. Endocannabinoid- och opioidsystemen har breda receptorfördelningar inom CNS och spelar viktiga roller i belöningsrelaterad utfodring [50, 51]. Hos däggdjur är de endogena opioiderna härledda från POMC, som är en föregångare för opioider inklusive ß-endorfiner, som binder till opioidreceptorer som distribueras i de hypotalamiska regionerna, involverade i kontrollen av livsmedelsintag (se [7]). Morfin har en stark givande effekt och beroende av ansvar. Morfins givande verkan förmedlas via den mesolimbiska-dopaminergiska vägen som sträcker sig från VTA till NAc [52]. Studier har visat att infusions av μ-opioidreceptoragonister, såsom DAMGO, i NAc stimulerar matningsbeteende hos råttor med ad libitum tillgång till mat [53], och opioidreceptorantagonister infunderade i NAc minskar konsumtionen av föredragen mat utan att påverka intaget av mindre smakliga alternativ (för granskning se [34]). Dessutom förhindrar systemisk injektion av en μ-opioid-antagonist den stimulerande effekten av smakliga livsmedel på dopaminfrisättning i NAc [54]. Dessutom ökar morfin frekvensen för avfyrning av mesolimbiska dopaminneuroner i VTA och ökar dopaminomsättningen i NAc, vilket bekräftar de excitatoriska effekterna av opioider på dopaminsystemet [55 – 57]. När det gäller cannabinoiderna tyder bevis på att cannabinoid-1 (CB1) -receptorn har en roll i de givande aspekterna av att äta. Den perifera administrationen av CB1-antagonister minskar intaget av smakligt socker hos råttor [58, 59]. Cannabinoidreceptor (CB1) antagonistadministrering förhindrar den orexigena effekten av endocannabinoidagonisten anandamid på livsmedelsintaget [60]. Leptin minskar endocannabinoidnivåerna i hypothalamus, vilket antyder att hypotalamiska endocannabinoider kan verka via CB1 för att öka matintaget genom en leptinreglerad mekanism [13].
 

4.3. serotonin

 
Serotonin eller 5-hydroxytryptamin (5-HT) är känd som en modulator för matningsbeteende och mättnadssignaler. I hypotalamus hämmar denna neurotransmitter uttrycket av NPY för att minska hungern [7, 61, 62]. Denna mekanism kan vara länken mellan 5-HT och aptitreglering. Läkemedel som antingen inducerar frisättningen av 5-HT (t.ex. d-fenfluramin) eller hämmar dess återupptagning (t.ex. fluoxetin, sertralin och sibutramin) och agonister av 5-HT1B och / eller 5-HT2C-receptorer hämmar matintag [63 , 64]. Than konsumtion av smakliga livsmedel, som har mer intensiva smaker än standardmat, skickar information till belöningscentret i nucleus accumbens, vilket utlöser dopamin- och serotoninfrisättning. Belöningscentret har kontakter med nervceller i hypotalamus som verkar efter aptitkontroll. Således ökar välsmakande dieter den tid som krävs för att nå mättnad, vilket leder till en ökning av livsmedelskonsumtionen, vilket i sin tur kan leda till övervikt och fetma [7]. Det finns förbättrade krav på serotoninerg och dopaminerg signalering i belöningssystemen för överviktiga personer, och dessa funktioner kan leda till ökad motivation för matkonsumtion. Than implikationen av belöningscentra i ätbeteende stöder hypotesen att fetma och drogberoende delar vanliga mekanismer [65]. Reglering av aptit, matintag och kost är nära sammankopplade med humörreglering, och fetma har identifierats som en miljöfarisk faktor för affektiva psykiatriska störningar, inklusive ångest och depression. Dessutom är stor depression i tonåren kopplad till en större risk för fetma i vuxen ålder, och dessa metaboliska tillstånd kan förvärras vid depression. På samma sätt påverkar exponering för stress signifikant matintag hos människor och djur och kan främja metaboliska störningar, hyperfagi och därmed fetma. Dessutom, akuta stressresponser minskas efter intag av smakliga givande livsmedel, vilket potentiellt förklarar fenomenet "komfortätande" som har observerats hos individer som självmedicinering för stresslindring (se [66] för översyn). Sammanfattningsvis tar NAC (belöningscentrum) inmatningar av endogena opioider, serotonin och dopamin och skickar utmatningar till neuroner i hypotalamus som verkar efter aptitkontroll. Till skillnad från konventionella standarddieter är mycket smakliga dieter långsammare för att inducera mättnad [67], vilket resulterar i ökat matintag som kan leda till övervikt och fetma som visas i figur 2.
 
Bild 2: Signalering av matintag i hjärnan. Signalvägen som aktiveras av en konventionell diet visas till höger (grön), medan signaleringen som induceras av en smakrik diet visas till vänster (röd). H: hypotalamus; NAc: nucleus accumbens; BS: hjärnstam. EO: endogena opioider; DA: dopamin; 5-HT: serotonin.
 

5. Slutsatser

 

Fetma är en global pandemi och stor hälsobelastning med tillhörande riskfaktorer för hjärt- och kärlsjukdomar och diabetes mellitus. De nuvarande dietmönstren inkluderar övervägande livsmedel med högt kaloriinnehåll som innehåller mycket fett och socker såsom exemplifieras av cafeteridieten, som har använts som en djurmodell. Sådana dieter släpper loss nöjen och leder till drastiska ökningar i matintaget. Dessa livsmedel leder till störningar i flera signalvägar som är relaterade till livsmedelskontroll, inklusive aktivering av belöningssystemet. Således leder välsmakande livsmedel till beroende genom mekanismer som liknar dem för missbruk. Detta scenario ökar svårighetsgraden relaterad till planering och utveckling av nya farmakologiska strategier för överviktiga patienter.
Konkurrerande intressen
 
Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande intressen.
 

Referensprojekt

 

    A. Jaworowska, T. Blackham, IG Davies och L. Stevenson, "Näringsutmaningar och hälsoeffekter av takeaway och snabbmat," Nutrition Reviews, vol. 71, nr. 5, sid. 310 – 318, 2013. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    BP Sampey, AM Vanhoose, HM Winfield et al., "Cafeteria diet är en robust modell för mänskligt metaboliskt syndrom med lever- och fettinflammation: jämförelse med fettsnål diet," Obesity, vol. 19, nr. 6, sid. 1109 – 1117, 2011. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    PA Jarosz, MT Dobal, FL Wilson och CA Schram, ”Stört ätande och mattrang bland stadsfetma afroamerikanska kvinnor,” Eating Behaviors, vol. 8, nr. 3, sid. 374 – 381, 2007. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    C. de Oliveira, VL Scarabelot, A. de Souza et al. ”Fetma och kronisk stress kan desynkronisera det temporala mönstret i serumnivåer av leptin och triglycerider,” Peptider, vol. 51, sid. 46 – 53, 2014. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    IC Macedo, LF Medeiros, C. Oliveira et al., "Cafeteria diet-inducerad fetma plus kronisk stress förändrar serum-leptinnivåer," Peptider, vol. 38, nr. 1, sid. 189 – 196, 2012. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    H.-R. Berthoud och H. Münzberg, "Den laterala hypotalamus som integrator av metaboliska och miljömässiga behov: från elektrisk självstimulering till optogenetik," Physiology & Behavior, vol. 104, nr. 1, s. 29–39, 2011. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    C. Erlanson-Albertsson, "Hur välsmakande mat stör aptitreglering," Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, vol. 97, nr. 2, s. 61–73, 2005. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    PM Johnson och PJ Kenny, "Dopamine D2-receptorer i beroende-liknande belöningsdysfunktion och tvångsmat ätande hos feta råttor," Nature Neuroscience, vol. 13, nr. 5, sid. 635 – 641, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    CJ Small och SR Bloom, "Tarmhormoner och kontroll av aptit", Trends in Endocrinology and Metabolism, vol. 15, nr. 6, sid. 259 – 263, 2004. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    DM Small och J. Prescott, "Lukt / smakintegration och uppfattningen av smak," Experimental Brain Research, vol. 166, nr. 3, sid. 345 – 357, 2005. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    MW Schwartz och D. Porte Jr., "Diabetes, fetma och hjärnan," Science, vol. 307, nr. 5708, sid. 375 – 379, 2005. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    A. Peters, U. Schweiger, L. Pellerin et al., "Den själviska hjärnan: konkurrens om energiresurser," Neuroscience and Bio Behavioral Reviews, vol. 28, nr. 2, sid. 143 – 180, 2004. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    K. Suzuki, CN Jayasena och SR Bloom, "Fetma och aptitkontroll," Experimental Diabetes Research, vol. 2012, artikel-ID 824305, 19-sidor, 2012. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    D. Quarta och I. Smolders, "Belöning, förstärkning och incitament framträdande händelser involverar orexigeniska hypotalamiska neuropeptider som reglerar mesolimbic dopaminerg neurotransmission," European Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 57, nr. 1, sid. 2 – 10, 2014. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    O. Hikosaka, E. Bromberg-Martin, S. Hong och M. Matsumoto, "Ny insikt om belöningens subkortikala framställning," Current Opinion in Neurobiology, vol. 18, nr. 2, sid. 203 – 208, 2008. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    DI Briggs och ZB Andrews, "Metabolisk status reglerar ghrelinfunktionen på energihomeostas," Neuroendocrinology, vol. 93, nr. 1, sid. 48 – 57, 2011. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    TA Dardeno, SH Chou, H.-S. Moon, JP Chamberland, CG Fiorenza och CS Mantzoros, "Leptin in human physiology and therapeutics," Frontiers in Neuroendocrinology, vol. 31, nr. 3, sid. 377 – 393, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    D. Atalayer, C. Gibson, A. Konopacka och A. Geliebter, "Ghrelin och ätstörningar", Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry, vol. 40, nr. 1, s. 70–82, 2013. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    GJ Morton och MW Schwartz, "Leptin och centrala nervsystemets kontroll av glukosmetabolism", Physiologiska recensioner, vol. 91, nr. 2, sid. 389 – 411, 2011. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    D. Estadella, LM Oyama, AR Dâmaso, EB Ribeiro och CM Oller Do Nascimento, "Effekt av smaklig hyperlipidisk diet på lipidmetabolismen av stillasittande och utövade råttor," Nutrition, vol. 20, nr. 2, sid. 218 – 224, 2004. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    SL Teegarden och TL Bale, "Minskningar i dietpreferenser ger ökad känslomässighet och risk för återfall av diet," Biologisk psykiatri, vol. 61, nr. 9, sid. 1021 – 1029, 2007. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    ML Pelchat, "Of human bondage: food craving, obsession, compulsion, and addiction," Physiology & Behavior, vol. 76, nr. 3, s. 347–352, 2002. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    RM Nesse och KC Berridge, "Psykoaktiv droganvändning i evolutionärt perspektiv," Science, vol. 278, nr. 5335, sid. 63 – 66, 1997. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    BA Gosnell, "Sukrosintag förutsäger hastigheten för förvärv av självadministrering av kokain," Psychopharmacology, vol. 149, nr. 3, sid. 286 – 292, 2000. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    AE Kelley, VP Bakshi, SN Haber, TL Steininger, MJ Will och M. Zhang, “Opioidmodulation of taste hedonics within the ventral striatum,” Physiology & Behavior, vol. 76, nr. 3, s. 365–377, 2002. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    GF Koob och M. Le Moal, "Drogmissbruk: hedonisk homeostatisk dysregulation," Science, vol. 278, nr. 5335, sid. 52 – 58, 1997. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    G.-J. Wang, ND Volkow, F. Telang et al., "Exponering för aptitretande matstimulering aktiverar den mänskliga hjärnan markant," NeuroImage, vol. 21, nr. 4, sid. 1790 – 1797, 2004. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    ND Volkow och RA Wise, "Hur kan drogberoende hjälpa oss att förstå fetma?" Nature Neuroscience, vol. 8, nr. 5, sid. 555 – 560, 2005. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    D. Benton, "Sannolikheten av sockerberoende och dess roll vid fetma och ätstörningar," Clinical Nutrition, vol. 29, nr. 3, sid. 288 – 303, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    FS Luppino, LM de Wit, PF Bouvy et al., "Övervikt, fetma och depression: en systematisk granskning och metaanalys av longitudinella studier," Archives of General Psychiatry, vol. 67, nr. 3, sid. 220 – 229, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    SI Martire, J. Maniam, T. South, N. Holmes, RF Westbrook och MJ Morris, ”Utökad exponering för en smakrik cafeteridiet förändrar genuttryck i hjärnregioner medfört belöning, och tillbakadragande från denna diet förändrar genuttrycket i hjärnan regioner förknippade med stress, ”Behavioral Brain Research, vol. 265, sid. 132 – 141, 2014. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    MA Lindberg, Y. Dementieva och J. Cavender, "Varför har BMI ökat så drastiskt under de senaste 35-åren?" Journal of Addiction Medicine, vol. 5, nr. 4, sid. 272 – 278, 2011. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    ND Volkow och CP O'Brien, "Frågor för DSM-V: bör fetma inkluderas som en hjärnstörning?" The American Journal of Psychiatry, vol. 164, nr. 5, s. 708–710, 2007. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    PJ Kenny, ”Vanliga cellulära och molekylära mekanismer för fetma och drogberoende”, Nature Reviews Neuroscience, vol. 12, nr. 11, sid. 638 – 651, 2011. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    J. Alsiö, PK Olszewski, AH Norbäck et al., "Dopamin D1-receptorgenuttryck minskar i kärnan vid långvarig exponering för smakrik mat och skiljer sig beroende på dietinducerad fetma hos råttor," Neuroscience, vol. 171, nr. 3, sid. 779 – 787, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    MF Fernandes, S. Sharma, C. Hryhorczuk, S. Auguste och S. Fulton, "Näringsmässiga kontroller av matbelöning", Canadian Journal of Diabetes, vol. 37, nr. 4, sid. 260 – 268, 2013. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    G. Di Chiara och A. Imperato, "Företrädesvis stimulering av frisättning av dopamin i nucleus accumbens av opiater, alkohol och barbiturater: studier med transcerebral dialys i fritt rörliga råttor," Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 473, sid. 367 – 381, 1986. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    V. Bassareo och G. Di Chiara, "Differensiell respons på dopaminöverföring till livsmedelsstimuli i nucleus accumbens skal / kärnfack," Neuroscience, vol. 89, nr. 3, sid. 637 – 641, 1999. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    L. Heimer, DS Zahm, L. Churchill, PW Kalivas och C. Wohltmann, "Specificitet i projektionsmönstren för ackumulerad kärna och skalet i råtta," Neuroscience, vol. 41, nr. 1, sid. 89 – 125, 1991. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    G. Di Chiara, V. Bassareo, S. Fenu et al., "Dopamin och drogberoende: nucleus accumbens shell-anslutning," Neuropharmacology, vol. 47, tillägg 1, sid. 227 – 241, 2004. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    AE Kelley, "Minne och beroende: delade neuralkretsar och molekylära mekanismer," Neuron, vol. 44, nr. 1, sid. 161 – 179, 2004. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    I. Willuhn, MJ Wanat, JJ Clark, och PEM Phillips, "Dopamin-signalering i kärnan av djur som själv administrerar missbruk av droger," Aktuella ämnen i beteendemässiga neurovetenskaper, vol. 2010, nr. 3, sid. 29 – 71, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    K. Blum, ER Braverman, JM Holder et al., "Belöningsbristsyndrom: en biogenetisk modell för diagnos och behandling av impulsivt, beroendeframkallande och tvångsmässigt beteende," Journal of Psychoactive Drugs, vol. 32, tillägg 1 – 4, sid. 1 – 112, 2000. Visa på Google Scholar
    FJ Meye och RAH Adan, "Känslor om mat: det ventrale tegmentalområdet i matbelöning och känslomässigt ätande," Trends in Pharmacological Sciences, vol. 35, nr. 1, sid. 31 – 40, 2014. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    J H. Baik, "Dopaminsignalering i matberoende: roll för dopamin D2-receptorer," BMB-rapporter, vol. 46, nr. 11, sid. 519 – 526, 2013. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    G. Di Chiara och V. Bassareo, ”Belöningssystem och beroende: vad dopamin gör och inte gör,” Aktuellt yttrande i farmakologi, vol. 7, nr. 1, s. 69–76, 2007. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    MS Szczypka, K. Kwok, MD Brot et al., "Dopaminproduktion i caudate putamen återställer foder i dopamin-bristande möss," Neuron, vol. 30, nr. 3, sid. 819 – 828, 2001. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    K. Jauch-Chara och KM Oltmanns, ”Fetma - en neuropsykologisk sjukdom? Systematisk genomgång och neuropsykologisk modell, ”Progress in Neurobiology, vol. 114, sid. 4 – 101, 2014. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    JD Belluzzi och L. Stein, "Enkephalin kan förmedla eufori och drivande-reduktion belöning," Nature, vol. 266, nr. 5602, sid. 556 – 558, 1977. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    D. Cota, M.-A. Steiner, G. Marsicano et al., "Krav på cannabinoidreceptor typ 1 för basalmodulering av hypotalamisk-hypofysen-binjurens axelfunktion," Endocrinology, vol. 148, nr. 4, sid. 1574 – 1581, 2007. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    U. Pagotto, G. Marsicano, D. Cota, B. Lutz och R. Pasquali, "Endocannabinoid-systemets nya roll i endokrinreglering och energibalans," Endocrine Reviews, vol. 27, nr. 1, sid. 73 – 100, 2006. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    I. Roth-Deri, T. Green-Sadan och G. Yadid, "ß-Endorfin och läkemedelsinducerad belöning och förstärkning," Progress in Neurobiology, vol. 86, nr. 1, sid. 1 – 21, 2008. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    A. Goodman, ”Neurobiology of addiction. En integrativ översyn, ”Biochemical Pharmacology, vol. 75, nr. 1, sid. 266 – 322, 2008. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    G. Tanda och G. Di Chiara, "En dopamin-μ1 opioidlänk i råttan ventralt tegmentum delat av smakrik mat (Fonzies) och missbruk som inte är psykostimulerande," The European Journal of Neuroscience, vol. 10, nr. 3, sid. 1179 – 1187, 1998. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    RT Matthews och DC German, "Elektrofysiologiskt bevis för excitering av dopamin neuroner från råttor i det ventraltala området med morfin," Neuroscience, vol. 11, nr. 3, sid. 617 – 625, 1984. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    M. Narita, H. Mizoguchi, JP Kampine och LF Tseng, "Roll av proteinkinas C vid desensibilisering av ryggradio-opioid-medierad antinociception i musen," British Journal of Pharmacology, vol. 118, nr. 7, sid. 1829 – 1835, 1996. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    AG Phillips och FG LePiane, "Förstärkande effekter av morfinmikroinjektion i det ventrale tegmentalområdet," Farmakologi, biokemi och beteende, vol. 12, nr. 6, sid. 965 – 968, 1980. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    EL Gardner, "Endocannabinoid signalsystem och hjärnbelöning: betoning på dopamin," Pharmacology Biochemistry and Behaviour, vol. 81, nr. 2, sid. 263 – 284, 2005. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    CM Mathes, M. Ferrara och NE Rowland, "Cannabinoid-1-receptorantagonister minskar kaloriintaget genom att minska smakligt kostval i ett nytt dessertprotokoll hos kvinnliga råttor," American Journal of Physiology — Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 295, nr. 1, sid. R67 – R75, 2008. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    D. Cota, MH Tschöp, TL Horvath och AS Levine, "Cannabinoider, opioider och ätbeteende: hedonismens molekylära ansikte?" Brain Research Reviews, vol. 51, nr. 1, sid. 85 – 107, 2006. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    JE Blundell, CL Lawton och JC Halford, "Serotonin, ätbeteende och fettintag," Obesity Research, vol. 3, tillägg 4, sid. 471S – 476S, 1995. Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    CL Lawton, JK Wales, AJ Hill och JE Blundell, "Serotoninerg manipulation, måltidsinducerad mättnad och ätmönster: effekt av fluoxetin i feta kvinnliga individer," Obesity Research, vol. 3, nr. 4, sid. 345 – 356, 1995. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    JE Blundell och CL Lawton, "Serotonin och fettintag: kost av dexfenfluramin," Metabolism: Clinical and Experimental, vol. 44, nr. 2, sid. 33 – 37, 1995. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    RJ Rodgers, P. Holch, och AJ Tallett, "Beteende mättnadssekvens (BSS): separering av vete från mass i aptitens beteendemakologiska farmakologi," Pharmacology Biochemistry and Behaviour, vol. 97, nr. 1, sid. 3 – 14, 2010. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    M. Markianos, M.-E. Evangelopoulos, G. Koutsis och C. Sfagos, "Förhöjda CSF-serotonin- och dopaminmetabolitnivåer i överviktiga personer," Obesity, vol. 21, nr. 6, sid. 1139 – 1142, 2013. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    H. Schellekens, TG Dinan och JF Cryan, "Ta två till tango: en roll för ghrelinreceptor heterodimerisering i stress och belöning," Frontiers in Neuroscience, vol. 7, artikel 148, 2013. Visa på Publisher · Visa på Google Scholar · Visa på Scopus
    C. Erlanson-Albertsson, "Fettrik matglömlighet och aptitreglering", i fettdetektering: smak, textur och postingestive effekter, JP Montmayeur och J. le Coutre, Eds., CRC Press, Boca Raton, Fla, USA , 2010. Visa på Google Scholar