Sự bất đối xứng của Dopamine D2 / 3 Có sẵn trong Dorsal Putamen và Chỉ số khối cơ thể ở những con đực khỏe mạnh không béo phì (2015)

Hệ thống dopaminergic có liên quan đến việc điều chỉnh lượng thức ăn, điều này rất quan trọng cho việc duy trì trọng lượng cơ thể. Chúng tôi đã kiểm tra mối quan hệ giữa mức độ sẵn có của thụ thể dopamine (DA) D2 / 3 và chỉ số khối cơ thể (BMI) ở các đối tượng nam khỏe mạnh không béo phì 25 bằng cách sử dụng [¹¹C] Chụp cắt lớp phát xạ raclopride và positron. Không [¹¹C] các giá trị tiềm năng liên kết raclopride (HA) (các biện pháp về sự sẵn có của thụ thể DA D2 / 3) ở các tiểu vùng (vây lưng, vây lưng và vây bụng) ở bán cầu não trái và phải có mối tương quan đáng kể với BMI. Tuy nhiên, có một mối tương quan tích cực giữa chỉ số bất đối xứng trái phải của [¹¹C] raclopride HA trong putamen lưng và BMI (r = 0.43, p <0.05), cho thấy rằng BMI lớn hơn có liên quan đến khả năng sẵn có của thụ thể cao hơn ở putamen lưng bên phải so với bên trái ở những người không béo phì. Các kết quả hiện tại, kết hợp với những phát hiện trước đây, cũng có thể gợi ý cơ chế hóa thần kinh cơ bản điều chỉnh lượng thức ăn ở những người không béo phì.

GIỚI THIỆU

Lượng thức ăn có liên quan chặt chẽ với từng loại cơ thể (ví dụ, nạc so với béo phì) và được cho là được điều chỉnh bởi cảm giác đói để duy trì trạng thái cân bằng tự nhiên. Vùng dưới đồi được coi là một cấu trúc não cốt lõi để kiểm soát mức tiêu thụ thực phẩm [1]. Tuy nhiên, khi có đủ thực phẩm, hành vi ăn uống chủ yếu bị kích thích bởi giá trị thưởng của thực phẩm như hương vị hoặc chất lượng [2], và hành vi ăn uống bất thường dường như có liên quan nhiều hơn với con đường phần thưởng chung được điều chế bởi dopamine (DA) [3].

Tăng cân là một trong những hậu quả của thâm hụt trong điều chế dopaminergic, bằng chứng là sự liên quan của các triệu chứng trầm cảm và chỉ số khối cơ thể (BMI) [4] và tăng trọng lượng cơ thể sau khi kích thích não sâu [5] và thuốc dopaminergic [6] ở bệnh nhân Parkinson. Khả năng sẵn có của thụ thể DA D2 / 3 trong thể vân giảm đã được chứng minh ở những đối tượng béo phì, tương quan nghịch với BMI [7]. Những dữ liệu này cho thấy sự liên quan của thâm hụt dopaminergic trong hành vi ăn uống bệnh lý và béo phì.

Sự bất cân xứng về giải phẫu, chức năng và trao đổi chất giữa các bán cầu trong não khỏe mạnh đã được chấp nhận rộng rãi [8,9]. Gần đây, đã có sự quan tâm ngày càng tăng trong sự bất đối xứng hóa học thần kinh và mối liên hệ của nó với các tình trạng tâm thần kinh như căng thẳng [10và suy giảm nhận thức [11] đã được báo cáo. Mặc dù một số nghiên cứu cho thấy mối liên hệ giữa chức năng dopaminergic và BMI trong hành vi ăn uống bệnh lý và béo phì [12,13], làm thế nào hệ thống dopaminergic liên quan đến sự khác biệt cá nhân của BMI ở những đối tượng không béo phì phần lớn chưa được biết. Hơn nữa, một số nghiên cứu đã tìm cách kiểm tra mối liên quan có thể có giữa bất đối xứng dopaminergic và BMI.

Nghiên cứu này nhằm xác định mối quan hệ của sự sẵn có của thụ thể DA D2 / 3 ở các tiểu vùng xuất hiện và sự bất cân xứng của nó với BMI ở những đối tượng không béo phì sử dụng [¹¹C] raclopride, radioligand thụ thể DA D2 / 3 và chụp cắt lớp phát xạ positron (PET).

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Đối tượng

Những con đực khỏe mạnh không béo phì được tuyển dụng bởi quảng cáo. Chúng tôi loại trừ các cá nhân có tiền sử rối loạn thần kinh hoặc tâm thần như động kinh, chấn thương đầu và trầm cảm. BMI, được tính bằng cân nặng (kg) / chiều cao² (m²), đã đạt được trong quá trình tuyển dụng và những người béo phì, được xác định là BMI> 30 kg / m², đã bị loại trừ. 24 đối tượng nam khỏe mạnh không béo phì (trung bình (± SD) tuổi 23.3 ± 2.9 y [18-29 y]; có nghĩa là BMI 22.0 ± 2.5 [17.6-28.0]; có nghĩa là trọng lượng cơ thể 67.5 ± 8.5 kg ]) đã tham gia vào nghiên cứu sau khi có sự đồng ý bằng văn bản (Bảng 1). Tất cả các đối tượng đều thuận tay phải. Năm đối tượng là những người hút thuốc, những người được yêu cầu không thay đổi thói quen hút thuốc trước khi quét.

    

Bảng 1

Nhân khẩu học chủ đề

Phân tích hình ảnh

Trạng thái nghỉ khả dụng của thụ thể DA D2 / 3 được đánh giá bằng hình ảnh PET của 30-50 sau [¹¹C] raclopride tiêm, trong đó liên kết của radioligand đạt được trạng thái cân bằng. Bốn khung PET trong giai đoạn này đã được sắp xếp lại và tổng hợp để kết hợp với các hình ảnh MR riêng lẻ và chuyển đổi thành không gian lập thể được tiêu chuẩn hóa bằng phương pháp khớp tính năng tự động với mẫu MNI. [¹¹C] Điện thế liên kết Raclopride (HA) như là thước đo mức độ sẵn có của thụ thể DA D2 / 3 được tính theo cách khôn ngoan để tạo ra hình ảnh HA tham số, sử dụng tiểu não làm vùng tham chiếu, như (C_voxel-C_cb) / C_cb [15], trong đó C_voxel là hoạt động trong mỗi voxel và C_cb là hoạt động trung bình trong tiểu não. Các khu vực lợi ích (ROI) được vẽ thủ công trên các lát vành của hình ảnh MR não có độ phân giải cao (não Colin) ở các tiểu vùng bên trái và bên phải (vây lưng, vây lưng và vây bụng). Ranh giới của ROI được phân định theo một phương pháp được phát triển trước đó [16]. Sử dụng các ROI này, các giá trị HA trong các tiểu vùng xuất hiện được trích xuất từ ​​các hình ảnh HA riêng lẻ (Sung. 1). Ngoài ra, chỉ số bất đối xứng của BP (AI_BP) được tính là (phải-trái) / (phải + trái) cho mỗi tiểu vùng phụ, do đó, giá trị dương cho thấy AI cao hơn_BP ở bên phải so với bên trái. Các mối quan hệ của [¹¹C] raclopride BP và AI_BP với BMI đã được kiểm tra bằng cách sử dụng mối tương quan Pearson hai đuôi với SPSS 16.0 (Chicago, Illinois).

    

Sung. 1

Ví dụ về tham số [¹¹C] hình ảnh BP raclopride trong một chủ đề (Trái; được chuyển đổi thành không gian tiêu chuẩn MNI) và bản đồ ROI được xác định trước cho striatum (Phải).

KẾT QUẢ

[¹¹C] Raclopride HA ở một trong sáu tiểu vùng xuất hiện không có mối tương quan đáng kể với BMI (r = -0.25, p = 0.23 ở vùng lưng bên trái; r = -0.14, p = 0.52 ở vùng lưng bên phải; , p = 0.22 ở vây lưng bên trái; r = -0.30, p = 0.18 ở vây lưng bên phải; r = -0.40, p = 0.18 ở vây bụng bên trái; r = -0.40, p = 0.19 vân). Tuy nhiên, có một mối tương quan tích cực đáng kể giữa AI_BP ở mặt lưng và BMI (r = 0.43, p <0.05) (Sung. 2), cho thấy rằng BMI lớn hơn có liên quan đến sự sẵn có của thụ thể D2 / 3 cao hơn ở vùng lưng bên phải so với bên trái. AI_BP ở cả vây lưng và vây bụng không có mối tương quan đáng kể với BMI (r = 0.01, p = 0.98 ở vây lưng; r = -0.13, p = 0.53 ở vân bụng).

    

Sung. 2

Mối quan hệ giữa AI_BP và BMI trong vây lưng. Chỉ số bất đối xứng của HA (AI_BP) được tính bằng (phải-trái) / (phải + trái), do đó giá trị dương cho biết AIBP cao hơn ở phía bên phải so với bên trái (r = 0.43, p <0.05; hai phía ...

THẢO LUẬN

Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã kiểm tra mối quan hệ của sự sẵn có của thụ thể DA D2 / 3 ở các tiểu vùng và sự không đối xứng của nó với BMI ở các đối tượng nam khỏe mạnh không béo phì sử dụng [¹¹C] PET chủng tộc. Không có mối quan hệ trực tiếp giữa sự sẵn có của thụ thể D2 / 3 và BMI trong các đối tượng không béo phì của chúng tôi. Điều này phù hợp với báo cáo của Wang et al. [7] sử dụng [¹¹C] PET chủng tộc. Mặc dù họ đã tìm thấy mối tương quan nghịch giữa khả năng sẵn có của thụ thể D2 và BMI ở những người béo phì, nhưng không có mối tương quan nào được quan sát thấy trong các biện pháp kiểm soát không béo phì. Tuy nhiên, chúng tôi đã tìm thấy mối liên hệ của BMI với sự bất đối xứng trái phải trong sự sẵn có của thụ thể D2 / 3 ở vây lưng ở các đối tượng không béo phì.

Là một phần của hệ thống học tập và khen thưởng thói quen, striatum là một cấu trúc cốt lõi của mạch thần kinh dopaminergic làm trung gian cho tác dụng củng cố của thực phẩm và các phần thưởng khác, bao gồm cả thuốc bị con người lạm dụng. Sự khác biệt về chức năng giữa vây lưng và vây bụng trong động lực thức ăn đã được báo cáo. Hành động của vây lưng là điều cần thiết hơn cho chính hành vi cho ăn và sự dễ chịu của nó [13], trong khi vây bụng nhạy cảm hơn với các tín hiệu thức ăn và mức độ mong đợi của việc kích thích thực phẩm [17]. Ngoài ra, nghiên cứu trên chuột [12] cũng như con người [18] đề xuất vai trò khác biệt của DA trong vây lưng và vây bụng trong việc điều chỉnh lượng thức ăn. Ý kiến ​​cho rằng DA ở vây lưng có liên quan đến việc duy trì các yêu cầu calo để sinh tồn, trong khi DA ở vây bụng có liên quan đến các đặc tính bổ ích của thực phẩm. Điều này có thể được liên kết, trực tiếp hoặc gián tiếp, với sự liên quan giữa BMI và sự bất đối xứng trong khả năng thụ thể D2 / 3 trong vây lưng ở các đối tượng không béo phì của chúng tôi, trong đó lượng thức ăn ở những người có cân nặng bình thường có thể được kiểm soát bởi các yêu cầu calo, không bởi tài sản tăng cường của thực phẩm.

Nhiều bằng chứng cho thấy bộ não của con người được giải phẫu theo chức năng và chức năng. Trong khi sự bất đối xứng ở DA và các chất dẫn truyền thần kinh khác đã được báo cáo trong não người sau khi chết [19], các kỹ thuật hình ảnh phân tử và chức năng đã tiết lộ bằng chứng cho sự bất cân xứng hóa học thần kinh trong não người sống, cung cấp nhiều cơ hội hơn để kiểm tra trực tiếp mối quan hệ giữa độ trễ của não và hành vi và chức năng của con người. Các nghiên cứu của PET và SPECT (chụp cắt lớp phát xạ đơn photon) ở các đối tượng khỏe mạnh đã cho thấy sự không đối xứng bán cầu trong các dấu hiệu dopaminergic ở vùng thượng vị, bao gồm sự sẵn có của thụ thể DA D2 / 3 [20], Mật độ vận chuyển DA [21] và khả năng tổng hợp DA [22]. Mặc dù các nghiên cứu này đã báo cáo sự thiên lệch về dân số đối với các giá trị cao hơn của liên kết phóng xạ ở bên phải so với mức trung bình bên trái dựa trên mức trung bình của nhóm, có những khác biệt đáng kể về cá nhân, không chỉ về độ lớn mà còn theo hướng không đối xứng. Ở động vật, sự khác biệt cá nhân trong sự không đối xứng dopaminergic đã được chứng minh là đồng biến với, hoặc dự đoán, sự khác biệt cá nhân trong hành vi không gian và phản ứng căng thẳng, cũng như nhạy cảm với bệnh lý căng thẳng và nhạy cảm với thuốc [23]. Ở người, mối liên quan giữa các chức năng nhận thức và mô hình bất đối xứng trong tính khả dụng của thụ thể DA D2 / 3 đã được báo cáo [24]. Phát hiện của chúng tôi cho thấy mối liên quan đáng kể giữa BMI và hướng và mức độ bất đối xứng trong khả năng thụ thể D2 / 3 trong các đối tượng không béo phì.

Trong các đối tượng không béo phì của chúng tôi, BMI lớn hơn được liên kết với khả năng thụ thể D2 / 3 cao hơn ở vùng lưng bên phải so với bên trái. Điều này trái ngược với một nghiên cứu trước đây cho thấy rằng động lực khuyến khích tích cực lớn hơn có liên quan đến sự sẵn có của thụ thể D2 / 3 cao hơn ở bên trái so với putamen phải [24]. Hướng ngược lại của sự bất đối xứng có thể gợi ý các cơ chế hóa học thần kinh khác nhau làm cơ sở cho việc điều chỉnh lượng thức ăn giữa những người béo phì và không béo phì.

Ngành học của chúng tôi có một vài hạn chế. Đầu tiên, ba đối tượng của chúng tôi có BMI cao hơn 25, chỉ số BMI của họ có thể được phân loại thành các nhóm thừa cân (23.0-24.9) hoặc béo phì (≥25.0) theo tiêu chí châu Á. Tuy nhiên, nhóm đối tượng của chúng tôi gồm những thanh niên khỏe mạnh khỏe mạnh và tính đến việc BMI không chỉ liên quan đến khối lượng không có chất béo mà còn ở mức độ thấp hơn, cũng như cơ thể, chúng tôi đã phân loại những đối tượng này là những đối tượng thừa cân không béo phì theo ý kiến Tham vấn chuyên gia của WHO [25] đề nghị duy trì các phân loại quốc tế hiện tại cho bệnh béo phì (≥30.0). Để loại trừ ảnh hưởng có thể có của việc bao gồm đường biên giới đối với các đối tượng cân nặng trong nghiên cứu hiện tại của chúng tôi, chúng tôi đã thử nghiệm lại phân tích thống kê của chúng tôi với các đối tượng 22 sau khi loại trừ ba đối tượng đó. Các kết quả cho thấy mối tương quan cao hơn so với phân tích được thực hiện với các đối tượng 25 và cũng cho thấy mức ý nghĩa tăng lên (r = 0.55, p = 0.008). Thứ hai, vì [¹¹C] liên kết raclopride rất nhạy cảm với cạnh tranh với DA nội sinh, rất khó xác định liệu sự bất đối xứng của tính khả dụng của thụ thể DA D2 / 3 đại diện cho mật độ thụ thể hay mức độ DA nội sinh. Liên kết DA D2 / 3 được đo bằng [¹¹C] raclopride không đồng nhất trong các khu vực có thai với độ liên kết cao hơn ở vây lưng so với vây bụng [26]. Do đó, [¹¹C] raclopride PET có thể không có độ nhạy đủ tốt để phát hiện sự khác biệt giữa các cá nhân và liên vùng trong sự sẵn có của thụ thể D2 / 3 trong vùng vây bụng. Các nghiên cứu tiếp theo là cần thiết để khám phá hệ thống dopaminergic ở các vùng ngoại sinh và ngoại sinh bằng cách sử dụng các phóng xạ có ái lực và độ chọn lọc cao hơn đối với các thụ thể DA D3. Cuối cùng, mẫu tương đối nhỏ chỉ bao gồm nam giới, hạn chế tính khái quát của kết quả nghiên cứu của chúng tôi.

Tóm lại, các kết quả hiện tại cho thấy mối liên quan giữa BMI và mô hình bất đối xứng trong khả năng thụ thể DA D2 / 3 ở vây lưng ở những người không béo phì, do đó BMI lớn hơn có liên quan đến khả năng thụ thể cao hơn ở khớp lưng phải Bên trái. Thật vậy, thông tin liên quan đến sự hóa học thần kinh DA không chỉ đưa ra gợi ý trong việc dự đoán diễn biến lâm sàng của bệnh béo phì khởi phát hoặc phát triển bệnh liên quan đến lượng thức ăn như chán ăn tâm thần và chứng ăn vô độ, quan trọng hơn, nó còn hoạt động như một dấu ấn sinh học để dự đoán tiên lượng điều trị trong những căn bệnh đó. Kết quả của chúng tôi, kết hợp với những phát hiện trước đây, cũng có thể gợi ý cơ chế hóa thần kinh cơ bản điều chỉnh lượng thức ăn ở những người không béo phì. Những điều này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với việc hiểu và dự đoán sự khác biệt của từng cá nhân trong việc đáp ứng các phần thưởng liên quan đến thực phẩm và sự phát triển “béo phì” từ “trạng thái không béo phì”.

LỜI CẢM ƠN

Chú thích

dự án