Коментарі: харчова залежність, що призводить до ожиріння, викликає кілька змін у мозку, що імітують наркоманію. Одна зміна передбачає збільшення білої речовини (мієліну) у стриатумі (порція схеми нагородження). Дієта зменшує білу речовину, вказуючи на те, що ця зміна є оборотною.
Опубліковано в Інтернеті перед друком 29 травня 2007 р., Doi: 10.1210 / jc.2006-2495 Журнал клінічної ендокринології та метаболізму 1 серпня 2007 р. Вип. 92 ні. 8 3278-3284
- Автор зв'язків
Кафедри неврології (LTH, NK, VK), внутрішньої медицини (AV, PN) та радіології (RP), Університет Турку, FIN-20521 Turku, Фінляндія; і ПЕТ-центр Турку (LTH, AV, NK, JOR, PN, VK), FIN-20521 Turku, Фінляндія
- Адресуйте всю кореспонденцію та запити про передрук до: доктора Лаурі Т. Халтія, ПЕТ-центр Турку, Університет Турку, поштова скринька 52, FIN-20521 Turku, Фінляндія. Електронна пошта: [захищено електронною поштою].
абстрактний
Контекст і мета: Ожиріння пов'язане з декількома порушеннями обміну речовин. Останні дослідження свідчать, що ожиріння також впливає на роботу мозку і є фактором ризику деяких дегенеративних захворювань мозку. Метою цього дослідження було вивчення впливу збільшення ваги та схуднення на структуру сірого та білого речовини головного мозку. Ми припускали, що можливі відмінності, виявлені в мозку ожирілих, зникнуть або зменшаться після періоду інтенсивної дієти.
методи: У першій частині дослідження ми сканували магнітно-резонансну томографію 16 lean (середній індекс маси тіла, 22 кг / м2).2і 30 ожирінням (середній індекс маси тіла, 33 кг / м2) здорових суб'єктів. У частині II, пацієнти із ожирінням 16 продовжували дуже низькокалорійні дієти для 6 wk, після чого їх знову сканували. Регіональні обсяги білого і сірого речовини мозку розраховували за допомогою морфометрії на основі вокселів.
результати: Об'єм білої речовини був більшим у осіб, що страждають ожирінням, порівняно з виснаженими суб'єктами в декількох базальних областях мозку, а у ожирілих осіб спостерігається позитивна кореляція між об'ємом білої речовини в базальних структурах мозку та співвідношенням талії та стегна. Виявлене розширення білої речовини було частково відмінено дієтою. Регіональні обсяги сірої речовини суттєво не відрізнялися від страждаючих ожирінням та дієти, а дієта не впливала на сіру речовину.
Висновки: Точний механізм виявлених змін білої речовини залишається неясним, але це дослідження показує, що ожиріння і дієта пов'язані з протилежними змінами в структурі мозку. Не виключено, що розширення білого речовини при ожирінні відіграє певну роль у нейропатогенезі дегенеративних захворювань головного мозку.
Ожиріння супроводжується змінами у складі тіла і збільшенням вісцерального та sc жиру. Накопичення жирових відкладень пов'язане з багатьма метаболічними порушеннями, які можуть схиляти до захворювань типу цукрового діабету типу 2, гіпертонії, інсульту та раку. Зміни центральної нервової системи при ожирінні менш відомі, хоча епідеміологічні дослідження свідчать про зв'язок між певними дегенеративними захворюваннями мозку і ожирінням. Відомо, що підвищення маси тіла є фактором ризику когнітивного зниження (1, 2) і хвороба Альцгеймера (3), а зв'язок між ожирінням і деменцією не залежить від інших супутніх захворювань (4). Центральне ожиріння також може бути пов'язане з більш високим ризиком інших неврологічних розладів, таких як хвороба Паркінсона (5). Патофізіологічні механізми, що лежать в основі цих складних взаємозв'язків, недостатньо зрозумілі, але одна з можливих зв'язків між ожирінням і хворобами дементування - розвиток резистентності до інсуліну та / або цукрового діабету, що впливають на пізнання (1).
Отже, дослідження дегенеративних захворювань головного мозку підтримують думку про те, що ожиріння негативно впливає на функцію мозку, і існують дослідження на людях, які вказують на функціональні відмінності в мозку між здоровими ожиріннями і худими особами. Дослідницькі дослідження з позитронно-емісійною томографією (ПЕТ) та функціональною магнітно-резонансною візуалізацією (ФМР) виявили, що ожиріння пов'язане зі змінами в мозковому крові і нейрохімії. Дослідження ПЕТ з [11C] raclopride показав, що наявність рецепторів D2 головного мозку у пацієнтів з дуже ожирінням знижується пропорційно до їх індексу маси тіла (BMI) (6). Дослідження з використанням ПЕТ та вимірювання регіонального церебрального кровотоку показали диференційовані реакції мозку на насичення у ожиріних і худих особин (7, 8), а дослідження fMRI продемонструвало, що пероральне прийом глюкози викликає інгібування сигналу fMRI в частинах гіпоталамуса і що цей центральний інгібуючий відповідь помітно послаблюється у суб'єктів, що страждають ожирінням (9). В іншому дослідженні fMRI було виявлено більшу кількість областей активації мозку у людей, що страждають ожирінням (у порівнянні з пожирачами з нежирною їжею і нежирними нежирними їдцями) у відповідь на візуальні та слухові подразники харчових продуктів.10). Крім того, одне попереднє дослідження з однофотонною емісійною томографією показало, що візуальний вплив на їжу пов'язаний з підвищенням регіонального церебрального кровотоку правої темпоральної та тім'яної кори у жінок з ожирінням, але не у жінок з нормальною вагою (11). Недавнє структурне дослідження з магнітно-резонансною томографією (МРТ) і морфометрією на основі вокселів (VBM) показало, що у осіб з ожирінням значно менше обсягу сірої речовини головного мозку в постцентральних звивинах, лобних осередках, путаменах і середніх фронтальних звивин порівняно з групою знежирених суб'єктів, а також, що ІМТ у ожирених (але не худих) суб'єктів негативно пов'язаний з обсягом сірої речовини лівої постцентральної звивини (12). Крім того, була виявлена різниця в обсязі білої речовини в районі смугастого тіла, в якому обстежені пацієнти мали більший об'єм, ніж субстрати.
Більшість досліджень візуалізації головного мозку є статичними груповими порівняннями. Часто групи були розділені за ІМТ, а обрана центральна нервова система мінлива, наприклад Регіональний кровотік, дофамінові рецептори або об'єм сірої речовини вивчають у поперечному розрізі. Наскільки нам відомо, немає поздовжнього аналізу функції мозку при ожирінні. У даному дослідженні нас цікавили наслідки збільшення та втрати ваги на структуру сірої та білої речовини людського мозку. Фосфоліпіди є основними компонентами нейрональних і гліальних мембран і беруть участь у мембранному ремоделюванні і синтезі та передачі сигналу (13). Метаболізм фосфоліпідів головного мозку є динамічним процесом, на який впливають, наприклад, плазмові концентрації вільних жирних кислот. Приблизно 5% неестерифікованих жирних кислот витягуються з крові при її проходженні через мозок щура, а екстракція не залежить від церебрального кровотоку (13). Ожиріння супроводжується надлишком вільних жирних кислот у плазмі, що поступається накопиченню жиру в адипоцити, а також на кілька органів. Таким чином, ми припустили, що люди з ожирінням можуть мати відмінності в метаболізмі жиру в мозку і збільшенні накопичення жиру в білій речовині, і це може мати відображення в обсязі білої речовини.
Дослідження було розроблено для того, щоб складатися з двох частин: 1) звичайного поперечного розрізного мозку порівняння ожиріння і худих особин і кореляційних аналізів, а також 2) поздовжнього спостереження за індивідуальними мізками після великої швидкої втрати ваги. У частині 1 ми досліджували відмінності в регіональних обсягах сірого та білого речовини головного мозку між нежирними і ожиреними особинами. У частині II, субпопуляція осіб з ожирінням (n = 16) з першої частини розпочала контрольовану дуже низькокалорійну дієту (VLCD) для 6 wk, а після другого сканування мозку після того, як вони успішно зменшили свою вагу в середньому на 12 %. Відомо, що дієта благотворно впливає, наприклад, на чутливість до інсуліну та ліпідів плазми у осіб з ожирінням (14), а зниження ваги також пов'язане зі зниженням рівня плазми лептину (15). Мозок, як багата ліпідом тканина, також може впливати на втрату ваги. Ми перевірили, чи може зниження ваги зменшити об'єм мозку у суб'єктів, що страждають ожирінням, у відповідності зі зменшенням вмісту жиру в цілому.
Предмети та методи
Предмети і дизайн дослідження
Частина I.
Дослідження включали 30 ожиріння (чоловіки 12 і жінки 18) і хворих 16 (вісім чоловіків і вісім жінок). Тонкі особини були визначені як ті, які мають ІМТ менше 26 кг / м2 і люди з ожирінням, у яких ІМТ перевищує 27 кг / м2. Пацієнтів з розладом їжі, метаболічними захворюваннями, серцево-судинними захворюваннями, попередньою або нинішньою печінковою або нирковою функцією, анемією або пероральним кортикостероїдним лікуванням виключали. Основні фізичні та метаболічні характеристики суб'єктів представлені в таблиці 1⇓. Ожирілі особи мали значно вищі плазмові концентрації глюкози, інсуліну, лептину та вільних жирних кислот (Таблиця 1).⇓). Письмова інформована згода була отримана після роз'яснення суб'єктам мети та потенційних ризиків дослідження. Протокол дослідження був затверджений етичним комітетом району охорони здоров'я Південно-Західної Фінляндії та проведено відповідно до принципів декларації Гельсінкі.
Основні демографічні характеристики та лабораторні показники (після голодування) досліджуваних суб'єктів
Частина II.
Шістнадцять осіб, що страждають ожирінням (чотири чоловіки та жінки 12) з частини I, брали участь у частині II, протягом якої їм призначали VLCD (Таблиця 2).⇓). Всі щоденні страви були замінені продуктами VLCD протягом періоду 6 wk (Nutrifast; Leiras Finland, Helsinki, Finland) (2.3 MJ, 4.5 г жиру, 59 г білка і 72 г вуглеводів на добу). Додані до Nutrifast, суб'єкти випивали щодня принаймні 2 літрів води або безалкогольних безалкогольних напоїв. Зміни у фізичній активності не допускалися. Дієту регулярно контролювала медична сестра з досвідом харчування. Після дієти відбувся період відновлення 1-wk з нормокалорійною дієтою, щоб уникнути катаболічного стану. МРТ, антропометричні вимірювання та лабораторні оцінки повторювали після періоду відновлення. Масу жирової тканини в області черевної порожнини оцінювали на рівні міжхребцевого диска L2 / L3 до і після дієти, використовуючи стандартизований метод на основі МРТ (16).
Аналіз зображень і даних
МРТ були отримані з Philips Gyroscan Intera 1.5 T CV Nova Dual сканера (Philips, Best, Нідерланди). Набір даних тривимірного швидкого ехо-сигналу T1 з повним мозком (FFE) отримано в поперечній площині (повторення часу = 25 мсек, час echo = 5 мсек, кут нахилу = 30 °, кількість збуджень (NEX) = 1, і поле зору = 256 × 256 мм2), що дає щонайменше 160 суміжних скибочок через голову. Зображення були перенесені на персональний комп'ютер і перетворені в формат "Аналіз" за допомогою MRIconvert (http://lcni.uoregon.edu/∼jolinda/MRIConvert/) і проаналізовано за допомогою SPM2 (відділ когнітивної неврології Wellcome, Лондон, Великобританія; http // www.fil.ion.ucl.ac.uk / spm) і Matlab 6.5 (MathWorks, Natick, MA). До зображень застосовано оптимізований протокол VBM (17). До аналізу ВБМ клінічну візуальну оцінку зображень МР виконував досвідчений нейрорадіолог (РП). У одного літнього пісного суб'єкта був невеликий лакунарний інфаркт поблизу лівої острівної кори; ніяких інших клінічно значущих результатів не спостерігалося в жодному з суб'єктів.
шаблони
Спеціалізовані шаблони були створені для полегшення оптимальної нормалізації та сегментації МРТ-сканувань ожиріння та худих суб'єктів. Формування шаблону виконувалося за допомогою розширення інструментарію до алгоритму сегментації SPM2 (Christian Gaser, Університет Єни, Єна, Німеччина; http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm/). Шаблони були побудовані, оскільки контраст існуючих МРТ-сканувань може відрізнятися від існуючого шаблону, демографічні показники сучасної тематичної популяції можуть відрізнятися від тих, що використовуються для створення існуючого шаблону, і кожен сканер вводить специфічні неоднорідності і неоднорідності. Тому шаблони були побудовані в спробі зменшити потенціал зміщення до однієї групи під час просторової нормалізації (18).
Оптимізований VBM
Після створення специфічних для дослідження шаблонів оптимізований протокол було застосовано до вихідних даних (17). Оптимізований протокол VBM покращує просторову нормалізацію шляхом використання зображень сірої речовини і шаблону сірої речовини, а не анатомічних зображень T1. Оптимізований протокол також передбачає очищення розділів шляхом застосування морфологічних операцій і необов'язкової модуляції розділів для збереження загальної кількості сигналу. Оскільки ми в основному цікавилися об'ємними відмінностями в ожирінні, а не відмінностями в концентраціях, ми вирішили використовувати додаткову модуляцію в протоколі VBM. Відсічення просторової нормалізації було 25 мм, використовувалася середня нелінійна регуляризація, а в протоколі брали участь нелінійні ітерації 16. Модульовані зображення згладжувалися з 12-мм повної ширини на половині максимального (FWHM) ізотропного гауссового ядра. У попередніх дослідженнях оптимізований VBM був належним чином підтверджений, а техніка класифікації тканин, що використовується у VBM, дала високу відтворюваність результатів (17).
Біохімічні аналізи
Концентрацію глюкози в плазмі визначали в двох примірниках методом глюкозооксидази (аналізатор Analox GM9; Analox Instruments, Лондон, Великобританія). Глікозильований гемоглобін вимірювали за допомогою швидкої білкової рідинної хроматографії (MonoS; Pharmacia, Uppsala, Sweden). Концентрацію інсуліну в плазмі вимірювали флуориммуноанализи з двома антитілами (Autodelfia; Wallac, Turku, Finland). Загальний рівень холестерину в сироватці та ліпопротеїну холестерину високої щільності вимірювали за допомогою стандартних ферментативних методів (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany) з повністю автоматизованим аналізатором (Hitachi 704; Hitachi, Tokyo, Japan). Розраховано сироватковий холестерин ліпопротеїнів низької щільності за рівнянням Фрідевальда (19). Сироваткові вільні жирні кислоти визначали ферментативним методом (метод ацил-СоА-синтаза-ацил-КоА-оксидаза, Wako Chemicals, Neuss, Німеччина). Плазматичний лептин аналізували за допомогою RIA (Linco, St. Charles, MO). У частині I дані з аналізу крові, окружності талії та співвідношення талії та стегна не були доступні з чотирьох суб'єктів, що містять піт, а дані про лептин були відсутні у одного суб'єкта, що страждає ожирінням.
Статистичний аналіз
Згладжені, модульовані дані аналізували за допомогою статистичного параметричного відображення (SPM2) з використанням загальної лінійної моделі. Об'ємні зміни були перевірені аналізом модульованих даних. Оскільки під час модуляції ми включили поправку на зміну обсягу, викликану просторовою нормалізацією, доцільно було включити загальний внутрішньочерепний об'єм (TIV) як ковариат для усунення будь-якої дисперсії через відмінності в розмірі голови. TIV обчислювали за допомогою функції get_globals SPM2. Обчислювали кількість вокселів у кожному з тканинних компартментів і підсумовували.
Для статистичного аналізу воксели зі значенням сірого або білого речовини менше 0.1 були виключені, щоб уникнути можливих крайових ефектів навколо кордону між сірою і білою речовиною. Відмінності між ожиріннями та суб'єктами, що були схильними, були перевірені з використанням аналізу коваріації з використанням статі та TIV як змішаних коваріатів. Кореляційні аналізи між фізичними / метаболічними показниками та обсягами білого / сірого речовини головного мозку були проведені за допомогою множинного регресійного аналізу з використанням статі та TIV як змішаних коваріатів. Ефекти дієти на білу і сіру речовину випробовувалися в парі t тести в межах SPM2. Кореляційні аналізи для частини II були виконані з простою регресією шляхом обчислення дельта-зображень (сканування 1-сканування 2) і дельта-значень для фізичних та метаболічних заходів. Поріг висоти в SPM-аналізах встановлювали на P = 0.01 і поріг екстента 50 вокселів. Для інтерпретації SPM і визначення відповідних анатомічних міток використовувалася космічна утиліта MNI (Сергій Пахомов РАН, Санкт-Петербург, Росія). Рівень статистичної значущості був встановлений на воксельному рівні P <0.01 [виправлено для багаторазових порівнянь із використанням коефіцієнта помилкового виявлення (FDR)]. Дані представлені як засоби (sd), якщо не вказано інше.
результати
Регіональні обсяги головного мозку у суб'єктів мізерного та ожиріння (частина I)
Більш високі відносні обсяги білої речовини мозку спостерігалися у суб'єктів, що страждають ожирінням, у порівнянні з суб'єктами, що живляться, в декількох регіонах: верхній, середній і нижній тимчасові звивисті; веретеноподібний звивина; парагиппокампальная звивина; стовбур мозку; і мозочок (всі висновки двостороннього характеру) (рис. 1⇓, А і В). У карті головного мозку SPM суміжні воксели зі значною груповою різницею у відносному обсязі білої речовини злиті, утворюючи два кластери [воксели 35,901, пік воксел (при 6 мм, –23 мм, –29 мм), P = 0.006; Воксели 16,228, піковий воксель (при −52 мм, −18 мм, −28 мм), FDR виправлено P = 0.006] (Таблиця 3⇓). Обережні суб'єкти не мали більших обсягів білої речовини порівняно з суб'єктами, що страждають ожирінням, у будь-якій області мозку. Значення (sdглобальний об'єм білої речовини був 0.486 літрів (0.063) у осіб, що страждають ожирінням, і 0.458 літрів (0.044) у пісних суб'єктах (TIV виправлено P = 0.14).
A, Регіони, в яких ожирілі суб'єкти показали більші обсяги білої речовини, у порівнянні з худими предметами. Статистичні параметричні карти побудовані на середньому МРТ T1 всього досліджуваного зразка (n = 46). Колірний бар позначає Т статистичних значень. Зверніть увагу на симетричне розподіл кластерів у скроневих частках і стовбурі мозку. Наведені суттєві висновки, виправлено FDR P = 0.006. B, Об'єм білої речовини чоловічого (квадрати) і жінки (кола) предмети в скупченні, що зайняли частини лівої скроневої і лімбічної часток (воксели 16,228), представлені як функція відстані до окружності талії. Зверніть увагу на більш низькі обсяги білої речовини у суб'єктів з меншим співвідношенням талії та стегна.
Розташування значних регіональних відмінностей у обсязі білої речовини в частині I та частині II дослідження
Виявлено позитивну кореляцію між об'ємом білої речовини та співвідношенням талії та стегна у групі із ожирінням у скроневих частках, стовбурі мозку та мозочку (як описано вище). Крім того, таку саму кореляцію спостерігали у частинах лімбічної та потиличної часток (чечевичного ядра та середньої потиличної звивини). Ці райони сформували два кластери зі значним співвідношенням [воксели 59,340, пік вокселя (при –33 мм, –53 мм, –47 мм), FDR виправлено P = 0.008; Воксели 7,269, піковий воксел (при 43 мм, −48 мм, −21 мм), FDR виправлено P = 0.008]. Вік суттєво не корелює зі співвідношенням талії та стегна (r = 0.21, P = 0.28). Інша позитивна асоціація у суб'єктів, що страждають ожирінням, була виявлена між об'ємом білої речовини та концентрацією вільних жирних кислот у сироватці. Це було значним у кластері, який займав частини лівої скроневої і потиличної часток (воксели 10,682, піковий воксель (при -43 мм, -49 мм, -18 мм), P = 0.004]. Не було виявлено значних кореляцій між обсягом білої речовини та ІМТ. У піснею групі не спостерігалося суттєвих кореляцій між фізичними або метаболічними показниками та регіональними обсягами.
Не було статистично значущих відмінностей у обсягах сірої речовини між ожирінням та суб'єктами, які мали схуднення, хоча пісні суб'єкти мали тенденцію до більших обсягів сірої речовини в деяких областях мозку, таких як гінекологічні гіромани, верхній та медіальний фронтальний звір, стовбур мозку та мозок FDR виправлено P = 0.025). Значення (sdглобальний об'єм сірої речовини був 0.752 літрів (0.070) у підданих ожирінням і 0.734 літрів (0.074) у пісних суб'єктах (TIV виправлено P = 0.79).
Вплив дієти (частина II)
Шість тижнів дієти VLC викликали значне зниження ваги у всіх осіб, що страждають ожирінням [11 (3.4) кг, діапазон 6.6 – 19 кг] і зниження SC і вісцеральної маси жиру в області живота (Таблиця 2⇓). Втрата ваги була пов'язана зі зниженням артеріального тиску, холестерину, лептину і глікозильованого гемоглобіну (Таблиця 2).⇓), але істотних змін у концентрації глюкози та інсуліну в плазмі натще не спостерігалося.
Вплив дієти на фізичні заходи та лабораторні показники (після голодування)
Дієта зменшила обсяг білої речовини: 0.498 літрів (0.051) до і 0.488 літрів (0.048) після дієти (P = 0.002). Регіональні обсяги білої речовини зменшилися в лівій скроневій частці (веретеноподібні звивини; парагіппокампальні звивини; нижчі, медіальні і чудові скроневі звивини) P = 0.009] (мал. 2⇓, A і B, та Таблиця 3⇑). Крім того, зменшення кількості білої речовини досягло тенденційного рівня в ряді інших кластерів (FDR виправлено P значення між 0.03 і 0.07). Жодна з структур мозку не показала збільшення обсягів білої речовини після дієти. Зміни глобальної або регіональної сірої речовини були незначними (P > 0.28).
А, Мозкова область, в якій обстежувані пацієнти виявили значне скорочення обсягів білої речовини після 6 wk дієти. Статистичні параметричні карти побудовані на середньому МРТ T1 дієтичної підпрограми (n = 16). Колірний бар позначає Т статистичних значень, FDR виправлено P = 0.009. В - Вплив дієти на індивідуальні обсяги білої речовини в кластері, показаному в А. Площі, Суб'єкти чоловічої статі; кола, жіночі предмети.
Обговорення
Це дослідження демонструє, що у осіб, що страждають ожирінням, є більші обсяги білої речовини в декількох базальних областях мозку, порівняно з піснею. Коли пацієнтів із ожирінням лікували за допомогою VLCD для 6 wk, було виявлено зменшення глобального обсягу білої речовини та регіонального обсягу білої речовини в лівій скроневій частці. Глобальні та регіональні обсяги сірої речовини були подібними між групами і не змінювалися дієтами.
Нещодавно було виявлено збільшення обсягу білої речовини в районі смугастої тканини сильно ожирених суб'єктів (BMI 39.4) (12). У цьому дослідженні об'єм сірої речовини був нижчим у суб'єктів з ожирінням в декількох областях головного мозку, і спостерігалася зворотна асоціація між ІМТ і обсягом сірої речовини в лівій постцентральній звивині у ожирених, але не худих суб'єктах. Ми не виявили значних відмінностей сірої речовини між суб'єктами худого і ожиріння, хоча існувало кілька областей мозку, у яких обстежувані люди із ожирінням мали тенденцію до зниження обсягів сірої речовини на рівні тренду, ніж у життєздатних осіб (P = 0.025). Оскільки суб'єкти в даному дослідженні були менш ожиріннями, порівняно з тими, що були в попередньому дослідженні (12), можливо, що більш важка хронічна ожиріння впливає на сіру речовину разом з білою речовиною.
У даному дослідженні більші обсяги білої речовини у групі з ожирінням спостерігалися в базальних двосторонніх регіонах, а розширення білої речовини було пов'язано зі збільшенням співвідношення талії та стегна (корекція за статтю), але не ІМТ. Численні дослідження показали, що розподіл, а не кількість жиру в організмі, пов'язаний з метаболічними змінами (20, 21, 22). Співвідношення талії та стегна краще, ніж ІМТ, при оцінці ризику серцево-судинних захворювань та порушень обміну речовин у жінок до і в постменопаузі (23). Крім того, недавнє велике дослідження (n = 27,007) свідчить про те, що співвідношення талії та стегна додає прогностичну інформацію про серцево-судинний ризик у жінок на всіх рівнях ІМТ та чоловіків з нормальною вагою (24). У даному дослідженні ми бачили сильну корекцію між статтю та стегновим співвідношенням та обсягом білої речовини. Це говорить про те, що церебральна біла речовина може бути більше пов'язана з накопиченням абдомінального жиру, а не з жировими відкладеннями сам по собі. У мозку, однак, великий загальний розмір кластерів свідчить про те, що зв'язок може бути більш загальним і менш специфічним для регіону. Одне тлумачення може полягати в тому, що збільшення вісцерального жиру пов'язане з накопиченням жиру в центральному мієліні в усьому мозку.
Нинішнє дослідження також продемонструвало позитивну зв'язок між концентрацією вільних жирних кислот у сироватці та обсягом білої речовини головного мозку у лівій скроневій та потиличній частках у суб'єктів, що страждають ожирінням. Тому пояснення відмінностей білого речовини при ожирінні може бути аномальним ліпідним обміном і накопиченням в мозку. Попередні дослідження з гризунами показали, що метаболізм жирних кислот в гіпоталаміці може змінювати поведінку харчування і що рівні гіпоталамусу довголанцюгових жирних ацилтрансфераз-коферментів А можуть бути збільшені за рахунок посиленої етерифікації циркулюючих або центральних ліпідів та / або місцевого інгібування окислення ліпідів (25). Результати цього дослідження разом з результатами досліджень на тваринах дозволяють припустити, що надлишок жирних кислот при ожирінні може призвести до патологічного обміну ліпідів у мозку, і це може впливати як на об'єм білої речовини головного мозку, так і на функцію мозку при регулюванні харчових продуктів. споживання. З іншого боку, хоча виявлені різниці в об'ємі відповідають гіпотезі дослідження, вони прямо не доводять, що ожиріння супроводжується накопиченням жиру в мозку. Щоб підтвердити гіпотезу, майбутні дослідження повинні надати більше доказів того, що метаболізм жирних кислот в мозку змінюється при ожирінні у людей.
Слід зазначити, що хоча VBM може точно визначити регіональні зміни обсягу, це не дає жодних підказок щодо збудника. Тому збільшення обсягу білого речовини при ожирінні не обов'язково пов'язане з жировою тканиною або мієліном. Теоретично, індивідуальний статус гідратації може впливати на об'єм білої речовини, оскільки відсутність споживання рідини за 16 год зменшує об'єм мозку на 0.55% (26). Тим не менш, суб'єкти пісні і ожиріння дотримувалися ідентичних інструкцій на голодування перед МРТ-скануванням і мали нормальні (і подібні) значення гематокриту крові (середня 41% у пісної групи, 42% у групі з ожирінням). По-друге, результати були регіонально селективними і розташовувалися переважно в базальних областях мозку. В інтервенційній частині пацієнти з ожирінням перенесли нормокалорическую дієту 1-wk перед другою МРТ-скануванням, яка, ймовірно, нормалізувала рівновагу рідини. Вони також мали нормальні значення гематокриту крові до і після дієти (39 проти 37%, відповідно), що свідчить про те, що не було значних змін у статусі гідратації.
Відомо, що дієта покращує чутливість до інсуліну та ліпідний профіль плазми (14), отже, запобігання супутніх захворювань, пов'язаних з ожирінням. Ефекти дієти на структуру мозку раніше не вивчалися. Зменшення білої речовини, викликане дієтою в частині II цього дослідження, у поєднанні з результатами частини I, свідчить про те, що як хронічне збільшення ваги, так і швидка втрата ваги пов'язані з білою речовиною головного мозку. Дослідження клінічної значущості змін обсягу білої речовини при ожирінні вийшло за рамки даного дослідження. Ми не можемо відповісти, чи зазначені структурні зміни головного мозку є первинними або вторинними. Проте, на основі локалізації знахідок у мієлінової білої речовини (із збереженням сірої речовини), ми припускаємо, що продемонстровані зміни є вторинними, що відображають накопичення жиру. Нам не вдалося зіставити зміни білих речовин у дієті з змінами фізичних або метаболічних заходів, хоча спостерігалася тенденція на рівні між зменшенням білого речовини та втратою черевної порожнини в черевній порожнині. Однак результати не дозволяють припустити, що центральна зміна білої речовини є ізольованою подією в прирості ваги і втраті ваги, а навпаки, що досліджувані субпопуляції суб'єктів із ожирінням 30 (частина I) і суб'єктів із ожирінням 16 (частина II) могли бути занадто малими. для кореляційного аналізу з великою варіацією. Нарешті, через можливі помилки реєстрації та згладжування можна вважати, що, хоча більшість спостережуваних відмінностей відображає зміни білої речовини, не можна виключити, що деякий сигнал сірої речовини входить до сумарного сигналу.
На закінчення ми представили дані, які вказують на те, що ожиріння пов'язане з розширенням обсягу білої речовини мозку. Найбільш значне відношення спостерігалося між співвідношенням талії та стегна і білою речовиною. У поздовжньому аналізі результати показали усадку білої речовини мозку після короткочасної дієти. Хоча епідеміологічні дослідження показали, що ризик дегенеративних захворювань головного мозку збільшується у осіб з ожирінням, клінічне значення представлених тут змін білої речовини при ожирінні та дієті залишається неясним. Майбутні дослідження можуть бути розроблені для дослідження ролі центрального накопичення жиру та порушень білої речовини в нейропатогенезі дегенерації.
Подяки
Дякуємо д-ру Полю Магуайру (Університет Гронінгена, Гронінген, Нідерланди) за неоціненну допомогу в аналізі іміджу. Ми також дякуємо співробітникам Центру PET Турку за їх кваліфіковану допомогу в проведенні іспитів.
Виноски
Ця робота була підтримана Академією Фінляндії (Рішення 104334), Центральною лікарнею Університету Турку та Фундацією Університету Турку.
Інформація про розкриття інформації: LTH, AV, RP, NK, JOR, PN та VK не мають нічого для декларування.
Перший опублікований в Інтернеті травня 29, 2007
Скорочення: ІМТ, індекс маси тіла; FDR, помилкові показники виявлення; fMRI, функціональна МРТ; МРТ, магнітно-резонансна томографія; PET, позитронно-емісійна томографія; TIV, загальний внутрішньочерепний об'єм; VBM, морфометрія на основі вокселів; VLCD, дуже низькокалорійна дієта.
- Отриманий 13 Листопадa, 2006.
- Прийняті Травень 23, 2007.
;