Біол Психіатрія. Авторський рукопис; доступний у PMC 2016 Apr 11.
Опубліковано в остаточному форматі:
Біол. 2013 травня 1; 73 (9): 811 – 818.
Опубліковано онлайн 2013 Jan 29. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.12.020
PMCID: PMC4827347
NIHMSID: NIHMS763035
Див. Коментар “Моделі тварин Прокласти шлях до подальшого розуміння харчової залежності, а також надання доказів того, що наркотики, які успішно використовуються в наркоманії, можуть бути успішними у лікуванні переїдання"в Біол Психіатрія, том 74 на сторінці e11.
абстрактний
Наші мізки важко реагують і шукають негайної винагороди. Таким чином, не дивно, що багато людей переїдають, що в одних може призвести до ожиріння, тоді як інші приймають наркотики, а в деяких можуть призвести до залежності. Хоча прийом їжі та маса тіла знаходяться під гомеостатичним регулюванням, коли є дуже смачна їжа, можливість протистояти позиву їсти петлі на самоконтролі. Не існує гомеостатичного регулятора, який би перевіряв прийом наркотиків (у тому числі алкоголю); таким чином, регулювання споживання наркотиків здебільшого обумовлюється самоконтролем або небажаними ефектами (тобто заспокоєнням алкоголю). Порушення як нейробіологічних процесів, що лежать в основі чутливості до винагороди, так і тих, що лежать в основі інгібіторного контролю, може призвести до примусового прийому їжі у деяких людей та компульсивного прийому наркотиків у інших. Все більше свідчень про те, що порушення гомеостазу енергії може вплинути на схему винагороди і що надмірне споживання винагородженої їжі може призвести до змін у схемі винагород, що призводить до нав'язливого споживання їжі, подібного до фенотипу, спричиненого залежністю. Дослідження наркоманії дали нові докази, які натякають на значні спільності між нейронними субстратами, що лежать в основі захворювання наркоманії, і хоча б деякі форми ожиріння. Це визнання викликало здорову дискусію, щоб спробувати встановити, наскільки ці складні та розмірні розлади перекриваються і чи глибше розуміння перехресних переговорів між гомеостатичною та системою винагородження дозволить створити унікальні можливості для профілактики та лікування як ожиріння, так і лікування. наркотична залежність.
І залежність, і ожиріння відображають дисбаланс у реакціях мозку на корисні стимули в навколишньому середовищі. При ожирінні цей дисбаланс може бути спровокований ендокринологічними відхиленнями, які змінюють енергетичний поріг і змінюють чутливість до харчових винагород. Однак ожиріння також може бути наслідком легкого доступу до дуже смачної їжі, надмірне вживання якої може вплинути на гомеостатичну сигналізацію та порушити чутливість до винагороди за їжу. Повторне споживання наркотику, з іншого боку, може безпосередньо порушити схему винагороди, її основну фармакологічну ціль. Таким чином, система дофаміну (DA), через мезоакумуляції / мезолімбічний (нагорода та емоції), мезотріатальний (звички, підпрограми та рух) та мезокортикальні (виконавча функція) шляхи, є загальним субстратом у нейробіології обох розладів (малюнок 1).
Ми пропонуємо, що ці дві хвороби поділяють нейробіологічні процеси, які при порушенні можуть призвести до нав'язливого споживання, а також залучають унікальні нейробіологічні процеси. Ми представляємо докази спільних нейробіологічних субстратів і не стверджуємо, що ожиріння є результатом харчової залежності, а швидше, що харчова винагорода відіграє вирішальну роль у переїданні та ожирінні, називаючи це як мірним компонентом ожиріння.
Генетичні перекриття
Соціальні та культурні фактори сприяють епідемії ожиріння. Однак індивідуальні фактори також допомагають визначити, хто в цих умовах стане ожирінням. Хоча генетичні дослідження виявили точкові мутації, які є надмірно представленими серед людей з ожирінням, вважається, що ожиріння значною мірою знаходиться під полігенним контролем. Дійсно, в останньому дослідженні, пов’язаному з цілим геномом, проведеним у осіб 249,796 європейського походження, виявлено локуси 32, пов'язані з індексом маси тіла (ІМТ). Однак ці локуси 32 пояснювали лише 1.5% дисперсії ІМТ (1,2), ситуація, яка навряд чи покращиться з більшими зразками через складну взаємодію біологічних та екологічних факторів. Це особливо актуально, коли продукти з висококалорійною їжею широко доступні не лише як джерело живлення, але і як сильна винагорода, яка сама по собі сприяє їжі.
Можливо, розширення сфери того, що ми розуміємо під генетичним ризиком ожиріння поза генами, пов'язаними з енергетичним гомеостазом (3) включення генів, що модулюють нашу реакцію на навколишнє середовище, збільшило б відсоток дисперсії ІМТ, поясненої генами. Наприклад, гени, які впливають на особистість, можуть сприяти ожирінню, якщо вони стирають наполегливість, необхідну для постійних фізичних навантажень. Аналогічно, гени, що модулюють виконавчий контроль, включаючи самоконтроль, можуть допомогти протистояти ризику переїдання в багатих харчовими продуктами середовищах. Це могло б пояснити зв'язок ожиріння з генами, що беруть участь у нейротрансмісії DA, як-от DRD2 Аллель Taq I A1, який був пов'язаний із залежністю (4). Так само є гени на перетині між нагородним та гомеостатичним шляхами, як і канабіноїдний рецептор 1 (CNR1) ген, варіації якого були пов'язані з ІМТ та ризиком ожиріння в більшості досліджень (5), а також із залежністю (6). Згадаймо також у цьому контексті, що ендогенні опіоїди беруть участь у гедонових реакціях на їжу та ліки та що функціональний поліморфізм A118G в гені мк-опіоїдних рецепторів (OPRM1) була пов'язана з вразливістю до розладів їжі (7) та алкоголізм (8).
Молекулярні перекриття: зосередити увагу на дофаміні
На рішення їсти (чи ні) не впливає лише внутрішній стан рівняння калорій, але й негомеостатичні фактори, такі як смакові якості їжі та екологічні сигнали, що викликають умовні реакції. За останнє десятиліття було виявлено численні молекулярні та функціональні взаємодії між гомеостатичним та рівнем регуляції їжі. Зокрема, кілька гормонів та нейропептидів, що беруть участь в енергетичному гомеостазі, впливають на шлях винагородження DA (9). В цілому гомеостатичні орексигенні сигнали підсилюють активність клітини DA в вентральній ділянці (VTA) під впливом харчових подразників, тоді як анорексигенні інгібують випал DA та зменшують вивільнення DA (10). Більше того, нейрони в VTA та / або ядерних місцях (NAc) експресують глюкагоноподібний пептид-1 (11,12), грелін (13,14), лептин (15,16), інсулін (17), орексин (18) і меланокортинові рецептори (19). Тому не дивно, що ці гормони / пептиди можуть впливати на корисні реакції на зловживання наркотиками. Такі взаємодії можуть пояснити результати ослаблених реакцій на корисні ефекти наркотиків у тваринних моделях ожиріння (20). Аналогічно, дослідження на людях виявили зворотний зв’язок між ІМТ та вживанням незаконних наркотиків (21) та менший ризик порушення вживання речовин у людей з ожирінням (22), включаючи нижчі норми нікотину (23) і марихуану (24) зловживання. Більше того, втручання, що знижують ІМТ та знижують рівень інсуліну та лептину в плазмі, підвищують чутливість до психостимулюючих препаратів (25), а баріатрична хірургія при ожирінні пов'язана з підвищеним ризиком рецидиву алкоголізму та алкоголізму (26). У сукупності ці результати наполегливо підказують можливість того, що їжа та наркотики можуть конкурувати за перекриття механізмів винагороди.
Феноменологічні та нейробіологічні перекриття між ожирінням та залежністю можна передбачити, виходячи з того, що наркотики зловживання потрапляють у ті самі нейронні механізми, які модулюють мотивацію та спонукають шукати та споживати їжу (27). Оскільки наркотики активізують шляхи винагородження мозку сильніше, ніж їжа, це допомагає пояснити (разом із механізмами гомеостатичного насичення) більшу здатність ліків викликати втрату контролю та компульсивну поведінку. Мозкові шляхи DA, які модулюють поведінкові реакції на стимули навколишнього середовища, відіграють центральну роль у ожирінні (також у залежності). Нейрони дофаміну (як VTA, так і субстанція нігра) модулюють не тільки винагороду, але й мотивацію та стійкість зусиль, необхідних для досягнення поведінки, необхідної для виживання. Дійсно, миші з дефіцитом DA помирають від голоду, ймовірно, внаслідок зниження мотивації до споживання їжі, а поповнення спинного стриатуму DA сприяє відновленню годування та врятуванню їх (28). Існує ще один шлях ДА (тубероінфундибулярний шлях), який проектується від гіпоталамуса до гіпофіза, але ми його тут не розглядаємо, оскільки він ще не був залучений до корисних ефектів ліків (29), навіть якщо на нього можуть впливати наркотики,30). Для досягнення своїх функцій нейрони ДА отримують проекції з регіонів мозку, залучених до вегетативних реакцій (гіпоталамус, інсула), пам'яті (гіпокамп), емоційної реактивності (мигдалина), збудження (таламус) та когнітивного контролю (префронтальна кора) через різноманітний набір нейромедіатори та пептиди (31). Передбачувано тоді, що багато нейромедіаторів, пов'язаних із поведінкою, які шукають наркотики, також пов'язані з прийомом їжі (9).
З усіх сигналів, пов'язаних із впливом їжі та наркотиків, ДА була найбільш ретельно досліджена. Експерименти з гризунами показали, наприклад, що сигнали DA через як D1 рецептори, так і D2 рецептори (D2R) у спинному стриатумі необхідні для годування та іншого поведінки, пов'язаного з їжею (28). Наприклад, при першому впливі на харчову винагороду випалення нейронів DA у VTA збільшується із наслідком збільшення вивільнення DA в NAc (32). При повторному впливі нейрони DA перестають стріляти при прийомі їжі та вогню, а не піддаючись стимулу, який передбачає доставку їжі (33). Більше того, оскільки збільшення DA, спричинене умовним подразником, передбачає поведінкову ціну, яку тварина готова платити за її отримання, це забезпечить мотиваційний потяг (підживлюється сигналізацією DA), перш ніж тварина з'їсть їжу. Цікаво, що коли кия не призводить до очікуваної нагороди за їжу, активність нейронів DA пригнічується, зменшуючи стимулюючу цінність для киї (вимирання). Моделі тварин як нагородження їжею, так і наркотиками показали, що після вимирання поведінку щодо вживання наркотиків чи вживання їжі може бути викликано впливом кия, нагороди чи стресору (34). Ця вразливість до рецидиву була широко вивчена на тваринних моделях введення лікарських засобів і відображає нейропластичні зміни альфа-аміно-3-гідрокси-5-метил-4-ізоксазол-пропіонової кислоти та N-метал-D-аспартат-рецептор глутаматергічної сигналізації (35). Для винагороди за наркотики, дослідження також показали, що дисбаланс між сигналізацією рецепторів D1 (посилений) та сигналізацією рецепторів D2 (знижений) полегшує компульсивний прийом наркотиків (36); можна передбачити, що подібний дисбаланс може сприяти компульсивному прийому їжі. Ця можливість узгоджується з останнім звітом, в якому антагоніст, схожий на D1, блокується, а антагоніст, подібний до D2, збільшує відновлення поведінки, яка шукає їжу (37).
У сукупності ці результати говорять про те, що гомеостатична схема розвивалася, щоб скористатися дофамінергічною схемою, щоб набути поведінки живлення не тільки властивостями кондиціонування / винагородою, спочатку підключеними вентральним стриатумом, але і з подальшим використанням дорзальних стриатумних виходів для коркових структур безпосередньо задіяний у з’єднанні мотивації з руховими реакціями, необхідними для цілеспрямованої поведінки (38).
Нейроциркуляція та поведінкові перекриття
Переважаючий заклик шукати та вживати наркотик у наркоманії передбачає порушення не лише схеми нагород, але й інших схем, включаючи інтероцепцію, гальмівний контроль, регулювання настрою та стресу та пам'ять (39). Можна стверджувати, що ця модель нейроциркуляції звикання стосується також певних видів ожиріння.
Нагорода, кондиціонування та мотивація
Наркоманії зловживають дією, активуючи схему нагородження DA, яка, якщо є хронічною, у вразливих осіб, може призвести до залежності. Деякі продукти, особливо ті, які багаті цукром і жиром, також сильно корисні (40) і може викликати звикання, як поведінку у лабораторних тварин (41) і людей (27). Дійсно, висококалорійні продукти можуть сприяти переїданню (тобто їжі, не від'єднаній від енергетичних потреб) і викликати засвоєні асоціації між стимулом та винагородою (умовою). Ця властивість смачної їжі раніше була еволюційно вигідною, коли їжі було дефіцитною, але в умовах, де таких продуктів є багато і всюди, це небезпечна відповідальність. Таким чином, смачна їжа, як наркотики, що зловживають, є потужним збудником довкілля, що у вразливих людей може сприяти або посилювати встановлення неконтрольованої поведінки.
У людини прийом їжі на смачну їжу вивільняє DA в смузі, пропорційно оцінкам приємності їжі (42) та активує схему винагороди (43). Відповідно до доклінічних досліджень, візуальні дослідження також показали, що анорексигенні пептиди (наприклад, інсулін, лептин, пептид YY) знижують чутливість системи відшкодування мозку до винагороди за їжу, тоді як орексигенні (наприклад, грелін) збільшують його [див. Огляд (44)]. Дивно, але і у залежних, і у людей з ожирінням спостерігається менша активізація нагородних схем, коли їм дають наркотики або їжу, що смачно подається відповідно (45). Це суперечить, оскільки, як вважають, підвищення рівня ДА опосередковує корисні значення винагород за наркотики та їжу; отже, притуплені реакції ДА під час споживання повинні передбачати поведінкове зникнення. Оскільки це не те, що спостерігається в клініці, було висловлено припущення, що притуплена активація DA шляхом споживання (наркотиків чи продуктів харчування) може викликати надмірне споживання, щоб компенсувати притуплену реакцію схеми винагороди (46). Доклінічні дослідження, що показують, що зниження активності DA в VTA призводить до різкого збільшення споживання продуктів з високим вмістом жиру (47) частково підтримують цю гіпотезу.
На відміну від притуплених відповідей на винагороду під час споживання винагороди, і наркомани, і наркомани, і страждаючі ожирінням, демонструють сенсибілізовані реакції на умовні підказки, що передбачають нагороду за наркотики чи їжу. Величина цих ДА збільшується у залежних суб'єктів прогнозує інтенсивність зумовленої києю тяги (48), а у тварин вони прогнозують зусилля, які тварина готова докласти, щоб отримати наркотик (49). Порівняно з людьми із нормальною вагою, страждаючі ожирінням особи, які спостерігали зображення висококалорійної їжі (подразники, до яких вони обумовлені), показали посилену активацію в областях схем нагородження та мотивації (NAc, спинний стриатум, орбітофронтальна кора [OFC], передня кору черепа [ACC], мигдалина, гіпокамп та інсула) (50). Аналогічно, у людей, які страждають ожирінням, з розладом їжі, більш високе вивільнення ДА, коли воно піддалося дії харчових продуктів, було пов'язане з тяжкістю розладу (51).
Обширний глутаматергічний аферент до нейронів DA з регіонів, які беруть участь у обробці винагороди (NAc), кондиціонуванні (мигдалина, гіпокамп, префронтальна кора) та присвоєнні слизу (орбітофронтальна кора) модулюють їх активність у відповідь на умовні сигнали (31). Більш конкретно, прогнози з мігдалини, гіпокампу, OFC до нейронів DA та NAc беруть участь у умовних реакціях на їжу (52) і ліків (53). Дійсно, візуальні дослідження показали, що, коли суб'єктам, що не страждають нежиттю, було запропоновано гальмувати свою тягу до їжі, коли вони потрапляли до харчових ознак, вони знижували активність у мигдалині, OFC, гіпокампі, інсулі та стриатумі; зниження OFC було пов'язано зі зниженням тяги до їжі (54). Аналогічне пригнічення активності OFC (та NAc) спостерігалося у зловмисників кокаїну, коли їх просили пригнічувати тягу до наркотиків під час впливу кокаїнових київ (55). Однак, порівняно з харчовими сигналами, наркотики є більш потужними активізаторами поведінки, що шукає посилення, після періоду утримання. Таким чином, після припинення поведінки, підкріпленої наркотиками, набагато більш чутливі до відновлення, спричинені стресом, ніж харчові поведінки (56). Тим не менш, стрес пов’язаний із збільшенням споживання смачної їжі та збільшенням ваги та потенційованою активацією OFC до харчових винагород (57).
Схоже, активація стриатуму за допомогою київ (включаючи контекст, пов'язаний з наркотиками) пов'язана з бажанням (бажанням), як тригер поведінки, спрямований на споживання бажаної винагороди. Дійсно, DA також модулює мотивацію та наполегливість (58). Оскільки прийом наркотиків стає головним мотиваційним рушієм у залежності, наркомани викликають і мотивуються процесом отримання наркотику, але вилучаються та апатичні, коли потрапляють до не пов’язаних із наркотиками діяльності. Цей зсув був вивчений шляхом порівняння активації мозку за наявності чи відсутності підбору лікарських засобів. На відміну від зниження префронтальної активності, що повідомляється у детоксифікованих зловживаючих кокаїном, коли їх не стимулюють наркотиками чи наркотиками [див. Огляд (59)], вентральні та медіальні префронтальні області (включаючи ОФК та ВКЛ) активізуються при впливі подразників, що викликають тягу (або препарати, або засоби) (60,61). Крім того, коли суб'єкти, що вживають кокаїн, цілеспрямовано гальмують тягу під впливом наркотиків, у тих, хто успішно зменшився метаболізм у медіальному ОФК (процеси мотиваційного зміцнювача) та NAc (прогнозує винагороду) (55), що відповідає участі ОФК, АКК та стриатуму в посиленій мотивації до придбання наркотиків, спричинених залежністю. OFC аналогічно бере участь у приписуванні значущості цінності їжі (62), допомагаючи оцінити її очікувану приємність та смакові якості як функцію її контексту. Суб'єкти із нормальною вагою, що піддаються дії харчових продуктів, демонстрували підвищену активність в OFC, що було пов'язано з тягою до їжі (63). Є дані про те, що OFC також підтримує умовне годування (64) і що це сприяє переїданню, незалежно від сигналів голоду (65). Дійсно, декілька напрямків дослідження підтримують функціональний зв’язок між порушеннями ОФК та невпорядкованим харчуванням, включаючи повідомлення про зв’язок між знешкодженим харчуванням у підлітків та ожирінням та зменшенням обсягу ОФК (66). На відміну від цього, більший обсяг медіального ОФК спостерігався як у нервової хвороби булімії, так і у пацієнтів із розладом харчування (67), а пошкодження OFC у мавп резус призводить до гіперфагії (68).
Виникнення зумовленої києю тяги та стимулюючої мотивації до винагороди, що за їжу трапляється також у здорових людей, які не переїдають (69), не були б такими руйнівними, якби вони не поєднувалися зі зростаючим дефіцитом здатності мозку гальмувати дезадаптивну поведінку.
Самоконтроль та здатність чинити опір спокусі
Здатність гальмувати сприятливі реакції та здійснювати самоконтроль сприяє здатності індивіда пригнічувати невідповідну поведінку, наприклад, вживання наркотиків або вживання їжі минулого моменту ситості, тим самим модулюючи вразливість до залежності чи ожиріння відповідно (70,71). Доклінічні та клінічні дослідження свідчать про те, що порушення сигналу смугастої ДА можуть підірвати самоконтроль, як описано нижче.
Дослідження візуалізації показали, що зменшення доступності смугастих D2R рецепторів - це послідовна аномалія у широкому діапазоні наркоманій і така, яка може зберігатися місяці після детоксикації [розглянуто в (59)]. Так само доклінічні дослідження показали, що повторне опромінення препаратами пов'язане з тривалим зниженням смугастих рівнів D2R та сигналізації (72,73). У стриатумі D2-рецептори опосередковують сигналізацію по непрямому шляху, який модулює фронтокортикальні ділянки, а його понижуюча регуляція посилює сенсибілізацію лікарських засобів на тваринних моделях (74), тоді як його регуляція перешкоджає споживанню наркотиків (75). Більше того, інгібування смугастого D2R або активація стриксальних нейронів, що експресують D1 рецептори (опосередкована сигналізація у прямому шляху смугастого каналу) підвищує чутливість до нагороди лікарських засобів (74). Дисрегуляція смугастої D2R сигналізації також була пов'язана з ожирінням (76,77) та примусовий прийом їжі у ожиріння гризунів (78). Однак, наскільки існують подібні протилежні регуляторні процеси для прямого (зменшеного) та непрямого (посиленого) шляху при ожирінні, залишається незрозумілим.
Зниження смугастого D2R при залежності та ожирінні пов'язане зі зниженою активністю в префронтальних областях, що беруть участь у присвоєнні схильності (OFC), виявленні помилок та гальмуванні (ACC) та прийнятті рішень (дорсолатеральна передня кора кори) (73,79,80). Таким чином, неправильне регулювання опосередкованим D2R сигналом DA цих лобових областей у залежних та страждаючих ожирінням людей може лежати в основі підвищеної мотиваційної цінності наркотиків чи продуктів харчування та труднощів протистояти їм (70,71). Крім того, оскільки порушення ОФК та АЦК пов'язані з компульсивною поведінкою та імпульсивністю, порушення модуляції дофаміну в цих регіонах, ймовірно, сприятиме компульсивному та імпульсивному режиму прийому наркотиків (звикання) або їжі (ожиріння).
Аналогічно, наявна дисфункція префронтальних областей також може лежати в основі вразливості до надмірного споживання наркотиків або їжі, яка ще більше посилиться зменшенням смугастого D2R (або спричиненого наркотиками, або стресом; незрозуміло, чи зменшують обезогенні дієти смугастий D2R ). Дійсно, ми показали, що суб'єкти, які, не дивлячись на високий генетичний ризик алкоголізму (позитивний сімейний анамнез), не були алкоголіками, мали вищий, ніж звичайний смугастий D2R, що було пов'язано з нормальним префронтальним метаболізмом (81), що, можливо, захистило їх від алкоголізму. Цікаво, що нещодавно проведене дослідження братів і сестер, які розбігаються з пристрастю до стимулюючих наркотиків, виявило, що ОФК наркозалежних братів і сестер значно менший, ніж у неодружених братів та сестер або контрольних осіб (82).
Дані візуалізації мозку також підтверджують те, що структурні та функціональні зміни в областях мозку, пов'язані з виконавчою (включаючи інгібіторну) функцію, пов'язані з високим ІМТ у здорових людей. Наприклад, дослідження магнітно-резонансної томографії літніх жінок виявило негативну кореляцію між обсягами ІМТ та обсягом сірої речовини (включаючи лобові ділянки), яка в ОФК корелювала з порушенням виконавчої функції (83). Інші дослідження виявили значне зниження кровотоку в префронтальній корі, пов’язане з більшою вагою здорових суб'єктів контролю (84,85) та дослідження функціональної магнітно-резонансної томографії повідомили про порушення функції виконавчої влади у жінок з ожирінням (86). Аналогічно, у здорових суб'єктів контролю ІМТ негативно співвідносився з метаболічною активністю в префронтальних областях, для яких активність прогнозувала бали на тестах виконавчої функції (87). Цікаво, що успішні дієти активізують префронтальні ділянки, які беруть участь в інгібіторному контролі (дорсолатеральна префронтальна кора і OFC) під час їжі (88). Ці та інші дослідження свідчать про співвідношення функції виконавчої влади та залежності від ризику ожиріння / фенотипів, а подальше дослідження допоможе з’ясувати деталі та відмінності між цими фенотипами.
Очевидно, що індивідуальні відмінності у виконавчій функції можуть становити промодальний ризик для подальшого ожиріння у деяких людей (89). Цікаво, що поперечне дослідження здатності дітей саморегулюватись, вирішувати проблеми та займатися поведінкою, спрямованою на цілі, виявило, що вміння виконавчої функції негативно співвідноситься не лише із вживанням речовин, а й із споживанням висококалорійних закусочних продуктів. і з малорухливим поведінкою (90).
Поінформованість про інтероцептивні сигнали
Середня інсула відіграє вирішальну роль у тязі до їжі, кокаїну та сигарет (91-93). Його значення в залежності від наркотиків було підкреслено, коли дослідження виявило, що курці, які перенесли інсульт, що пошкодив острівку, могли легко кинути та не відчувати тяги чи рецидиву (94). Ізола, особливо її передні ділянки, взаємно пов'язана з декількома лімбічними областями та підтримує інтероцептивні функції, інтегруючи вегетативну та вісцеральну інформацію з емоцією та мотивацією та забезпечуючи свідоме усвідомлення цих позивів (95). Відповідно до цієї гіпотези, багато зображувальних досліджень показують диференційовану активацію ізоли під час тяги (95). Відповідно, реактивність інсули запропонована як біомаркер, який допомагає передбачити рецидив (96).
Ізола також є первинною смаковою зоною, яка бере участь у багатьох аспектах харчової поведінки, таких як смак. Крім того, ростральна інсула (підключена до первинної кори смаку) забезпечує інформацію OFC, яка впливає на її багатомодальне уявлення про приємність або цінність вхідної їжі (97). Через причетність інсули до інтероцептивного почуття тіла, до емоційного усвідомлення (98) та в мотивації та емоціях (97), внесок ослаблених порушень у ожиріння не повинен дивувати. Дійсно, шлункова затримка призводить до активації задньої інсули, ймовірного відображення її ролі в усвідомленні станів організму (у цьому випадку повноти) (99). Більш того, у худорлявих суб'єктів, але не у ожиріння, шлункова затримка призводила до активації мигдалини та дезактивації передньої інсули (100). Відсутність амігдалярної реакції у страждаючих ожирінням може відображати притуплене інтероцептивне усвідомлення тілесних станів, пов’язаних із ситністю (повний шлунок). Навіть незважаючи на те, що модуляція активності на острові за допомогою ДА була недостатньо дослідженою, визнано, що DA бере участь у відповідях на дегустацію смачних продуктів, опосередкованих через ізолу (101). Дійсно, у людей, дегустуючи смачну їжу, активізували зону інсули та середнього мозку (102,103). Крім того, здається, що сигналізація DA також необхідна для визначення калорійності їжі. Наприклад, коли жінки з нормальною вагою скуштували підсолоджувач з калоріями (сахароза), активізувались як область інсули, так і середній мозок DA, тоді як випробовуючий безкалорійний підсолоджувач (сукралоза) тільки активував інсулу (103). У суб'єктів ожиріння спостерігається більша активація на острові, ніж у нормальних контрольних, коли вони пробують рідку їжу з цукром і жиром (102). Навпаки, у суб'єктів, які одужали нервову анорексію, спостерігається менша активація суглоба при дегустації сахарози та відсутність асоціації почуттів приємності з остральною активацією, як спостерігалося у контрольних суб'єктів (104).
Темна сторона адиктивного виміру
Темну сторону звикання спочатку запропонували Кооб та Ле Моал (105) описати перехід людей, які залежать від наркотиків, між початковим, приємним вживанням наркотиків до того, який при повторному вживанні призводить до споживання наркотиків для зняття негативних емоційних станів. Зовсім недавно Парілак та інші (106) запропонували, що подібний перехід може статися при харчовій залежності від впливу нежиттю. Вони вказували, що як у наркоманії, так і в деяких випадках ожиріння або порушення харчування, стрес і негативні настрої (депресія, тривожність) можуть викликати компульсивні наркотики (в залежності) або прийом їжі у людини (ожиріння і порушення харчування). Їх модель підкреслює важливість ланцюгів мозку, які модулюють реактивність стресу та протизахисні речовини, які посилюються після повторного впливу лікарських препаратів, а також після періодичного доступу до смачних продуктів. Центральною в їхній моделі є підвищена чутливість розширеної мигдалини та посилена сигналізація через кортикотропін-вивільняючий фактор та пептиди, пов'язані з кортикотропіном, що вивільняють фактор, які опосередковують реакції на стрес.
Паралельно визнання того, що габенула опосередковує гальмування стрільби нейрона VTA DA, коли очікувана винагорода не спрацьовує (107) також втягує цю область в внесок у таку протилежною схемою. Таким чином, підвищена чутливість габенули внаслідок хронічного впливу наркотиків може стати основою більшої реакційної здатності до лікарських засобів і також сприяти дисфоричним станам під час відміни. Дійсно, активація бічної габенули у тваринних моделях кокаїнової або героїнової залежності була пов'язана з рецидивом (108,109). Габенула також бере участь у нагородженні їжею: нейрони в ростромедіальному тегментальному ядрі, які отримують головний вхід від бічної габенули, направляються на нейрони VTA DA і активуються після позбавлення їжі (110). Ці результати узгоджуються з роллю латеральної габенули в опосередкуванні реакцій на протилежні подразники або стани, такі, як такі, що виникають під час дієти або відміни ліків.
Підсумок та наслідки
Мозок людини - це складна біологічна система, яка організована в шарувату архітектуру інтерактивних мереж, яку іноді називають bowtie (111), завдяки чому звужувальна воронка багатьох потенційних входів переходить на порівняно невелику кількість процесів, перш ніж знову роздуватися на різноманітність результатів. Харчування поведінки є чудовим прикладом такої архітектури, де гіпоталамус є центральним вузлом метаболічного боти (Малюнок 2A) і ядра середнього мозку DA (VTA і substantia nigra) та їх проекційні ділянки (NAc; міндалина; гіпокамп; дорсальний стриатум; префронтальний, руховий та скроневий кортики) являють собою центральний вузол системи, що реагує на яскраві зовнішні подразники (включаючи препарати та їжа), а також відповідні внутрішні сигнали (тобто голод, спрага) (Малюнок 2B). Ці дві системи можна розглядати як приклади вкладених шаруватих архітектур (111), в якому ботія DA зберігає внутрішні сигнали, опосередковані гіпоталамічною сигналізацією (Малюнок 2C). Ця модель допомагає пояснити поширені приклади контактів між ожирінням та залежністю, деякі з яких були висвітлені в цьому огляді.
Таким чином, стратегії, які запозичать успішні стратегії профілактики та лікування наркоманії, можуть бути корисними при ожирінні. Майбутні дослідження в цій галузі повинні включати соціальні та політичні стратегії щодо зменшення доступності обесогенної їжі (обмеження її продажу, збільшення їх витрат), збільшення доступу до альтернативних підсилювачів (здорової їжі, яка може конкурувати за ціною за висококалорійну їжу та доступ до фізичної діяльність) та розвивати освіту (користуючись школами, сім'ями та громадами). Аналогічно, дослідження з лікування можуть зосередитись на клінічних та соціальних стратегіях для зменшення зміцнюючих властивостей їжі та відновлення / посилення корисних властивостей альтернативних підсилювачів (включають соціальну винагороду, фізичну активність, непередбачувані випадки), гальмують умовні наукові асоціації (гасіння умовних реакцій, вивчення нових асоціацій), зниження реактивності стресу та поліпшення настрою (фізичне навантаження, когнітивна терапія) та посилення самоконтролю загального призначення (когнітивні та поведінкові методи лікування). Трансляційні аспекти, які виникають у зв'язку із визнанням перебігу цих захворювань, є лише одним із декількох можливих напрямків дослідження, визначених у цьому огляді (Таблиця 1).
Це говорить про те, що дві найбільші загрози здоров'ю населення (куріння та ожиріння) включають схему винагороди, яка спонукає мотивацію людей до споживання винагород, незважаючи на те, що вони шкідливі для їхнього здоров'я. Рішення обох цих епідемій потребуватимуть, крім індивідуальних індивідуальних підходів, широкі громадські ініціативи, що сприяють розумним змінам у навколишньому середовищі.
Подяки
Це дослідження було підтримано Національними інститутами здоров’я (Інтрамуральна програма досліджень Національного інституту алкоголізму та зловживання алкоголем).
Виноски
Автори повідомляють про відсутність біомедичних фінансових інтересів або потенційних конфліктів інтересів.
посилання