Được xuất bản dưới dạng chỉnh sửa cuối cùng là:
- Tâm thần sinh học. 2013 có thể 1; 73 (9): 827 tầm 835.
- Xuất bản trực tuyến 2013 Mar 26. doi: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.032
PMCID: PMC3658316
NIHMSID: NIHMS461257
Rajita Sinha, Bằng tiến sĩ1,2,3 và Ania M. Jastreboff, Bác sĩ y khoa, Tiến sĩ4,5
Phiên bản chỉnh sửa cuối cùng của nhà xuất bản của bài viết này có sẵn tại Tâm thần sinh học
Xem các bài viết khác trong PMC rằng quote bài báo được xuất bản.
Tóm tắt
Căng thẳng có liên quan đến béo phì và sinh học thần kinh của căng thẳng chồng chéo đáng kể với sự thèm ăn và điều tiết năng lượng. Tổng quan này sẽ thảo luận về căng thẳng, phân bổ, sinh học thần kinh của căng thẳng và sự chồng chéo của nó với sự điều chỉnh thần kinh của sự thèm ăn và cân bằng nội môi năng lượng. Stress là một yếu tố nguy cơ chính trong sự phát triển của nghiện và tái nghiện. Mức độ căng thẳng cao làm thay đổi mô hình ăn uống và tăng mức tiêu thụ thực phẩm có độ ngon miệng (HP), do đó, làm tăng khả năng khuyến khích của thực phẩm HP và tải trọng phân bổ. Các cơ chế sinh học thần kinh mà căng thẳng ảnh hưởng đến con đường khen thưởng để tăng cường động lực và tiêu thụ thực phẩm HP cũng như các loại thuốc gây nghiện được thảo luận. Với sự khuyến khích tăng cường khả năng khuyến khích của thực phẩm HP và tiêu thụ quá mức các loại thực phẩm này, có các sự thích nghi trong căng thẳng và các phần thưởng thúc đẩy động lực liên quan đến căng thẳng và thực phẩm HP cũng như thích ứng chuyển hóa đồng thời, bao gồm thay đổi chuyển hóa glucose, nhạy cảm với insulin, và các kích thích tố khác liên quan đến cân bằng nội môi năng lượng. Những thay đổi trao đổi chất lần lượt cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của dopaminergic ảnh hưởng đến động lực thực phẩm và lượng thức ăn của HP. Một mô hình heuristic tích hợp được đề xuất trong đó mức độ căng thẳng lặp đi lặp lại làm thay đổi sinh học của stress và sự thèm ăn / điều tiết năng lượng, với cả hai thành phần ảnh hưởng trực tiếp đến các cơ chế thần kinh góp phần thúc đẩy thức ăn do HP gây ra và thúc đẩy thức ăn. để tăng cường nguy cơ tăng cân và béo phì. Các hướng trong tương lai trong nghiên cứu được xác định để tăng hiểu biết về các cơ chế theo đó căng thẳng có thể làm tăng nguy cơ tăng cân và béo phì.
Béo phì và nghiện: vai trò không thể thiếu của stress
Nghiện rượu và ma túy tiếp tục là một vấn đề sức khỏe cộng đồng đáng kể với những hậu quả tàn khốc về y tế, xã hội và xã hội (1). Stress là một yếu tố nguy cơ nghiêm trọng ảnh hưởng đến cả sự phát triển của các rối loạn gây nghiện và tái phát các hành vi gây nghiện, do đó gây nguy hiểm cho quá trình và phục hồi từ những căn bệnh này (2Vi khuẩn là một đại dịch toàn cầu và Hoa Kỳ là quốc gia đứng đầu về đại dịch với 25/XNUMX dân số được phân loại là thừa cân hoặc béo phì (BMI> XNUMXkg / m2) (3). Sự phát triển của cả béo phì và nghiện liên quan đến đặc điểm lối sống di truyền, môi trường và cá nhân, tất cả đều góp phần vào đại dịch này (4); (5). Trong khi các đánh giá trước tập trung vào các yếu tố này, bài viết này tìm hiểu vai trò của căng thẳng, tín hiệu thực phẩm và động lực thực phẩm trong việc góp phần ăn quá mức trong béo phì.
Căng thẳng và phân bổ
Đơn giản nhất, căng thẳng là quá trình mà bất kỳ sự kiện hoặc chuỗi sự kiện hoặc cảm xúc sinh lý nào đầy thách thức, không thể kiểm soát được và áp đảo đều dẫn đến các quá trình thích nghi hoặc không đúng cách cần thiết để lấy lại cân bằng nội môi và / hoặc ổn định (6), (2). Ví dụ về các yếu tố gây căng thẳng cảm xúc bao gồm xung đột giữa các cá nhân, mất một mối quan hệ có ý nghĩa, thất nghiệp, cái chết của một thành viên thân thiết trong gia đình hoặc mất một đứa trẻ. Một số yếu tố gây căng thẳng sinh lý phổ biến bao gồm đói hoặc thiếu thức ăn, mất ngủ hoặc thiếu ngủ, bệnh nặng, tăng thân nhiệt cực độ hoặc hạ thân nhiệt, tác dụng thuốc thần kinh và trạng thái cai thuốc. Thích ứng liên quan đến căng thẳng liên quan đến khái niệm allostasis, đó là khả năng đạt được sự ổn định sinh lý thông qua thay đổi môi trường bên trong và duy trì sự ổn định rõ ràng tại một điểm thiết lập sinh lý mới (6); (7)). Theo McEwen và các đồng nghiệp, có những điều chỉnh liên tục về môi trường bên trong, với những biến động về sinh lý, tâm trạng và hoạt động khi các cá nhân đáp ứng và thích nghi với nhu cầu môi trường (7). Căng thẳng quá mức cho sinh vật, được gọi là tăng Tải trọng phân bố, kết quả là sự hao mòn và xé rách của các hệ thống điều tiết thích ứng dẫn đến sự thay đổi sinh học làm suy yếu các quá trình thích ứng căng thẳng và tăng tính nhạy cảm với bệnh (7). Do đó, mức độ căng thẳng không kiểm soát được và các điều kiện của căng thẳng lặp đi lặp lại và mãn tính thúc đẩy tải trọng ổn định kéo dài dẫn đến các trạng thái thần kinh, trao đổi chất và biobehavioral bị rối loạn, góp phần vào các hành vi và sinh lý không ổn định bên ngoài phạm vi cân bằng nội môi {McEwen, 2007.
Căng thẳng, nghịch cảnh kinh niên và tăng nguy cơ béo phì
Tương tự như ảnh hưởng của căng thẳng lặp đi lặp lại và mãn tính đối với việc gia tăng tính dễ bị nghiện (2), bằng chứng đáng kể từ các nghiên cứu lâm sàng và dựa trên dân số cho thấy mối liên quan đáng kể và tích cực của các sự kiện căng thẳng cao không kiểm soát được và trạng thái căng thẳng mãn tính với adiposity, BMI và tăng cân (8), (9), (10), (11). Mối quan hệ này cũng có vẻ mạnh nhất trong số những người thừa cân và những người hay ăn vạ8), (9), (12). Sử dụng đánh giá phỏng vấn toàn diện về căng thẳng tích lũy và lặp đi lặp lại trong một mẫu cộng đồng gồm những người trưởng thành khỏe mạnh (n = 588), chúng tôi thấy rằng số lượng các sự kiện căng thẳng và căng thẳng mãn tính cao hơn Bảng 1) trong suốt cuộc đời có liên quan đến việc sử dụng rượu quá mức, là người hút thuốc và có chỉ số BMI cao hơn, sau khi kiểm soát các biến số về tuổi tác, chủng tộc, giới tính và kinh tế xã hội (xem Hình 1).
Khi căng thẳng ảnh hưởng đến tăng cân và BMI, chúng tôi cũng đánh giá tác động của nó đối với glucose cơ bản, kháng insulin và kháng insulin. Buổi sáng kiểm tra glucose huyết tương lúc đói (FPG) và insulin được đánh giá trong một nhóm lớn gồm những tình nguyện viên cộng đồng khỏe mạnh này và đánh giá mô hình cân bằng nội môi (HOMA-IR) được tính là một chỉ số kháng insulin. Chúng tôi thấy rằng căng thẳng tích lũy có liên quan đến những thay đổi liên quan đến BMI ở mức độ cao hơn của glucose, insulin và HOMA-IR (Hình 2). Những dữ liệu này cho thấy mối liên hệ mạnh mẽ hơn giữa tổng căng thẳng tích lũy và rối loạn chức năng trao đổi chất giữa các cá nhân ở mức cao hơn so với các loại BMI thấp hơn. Những phát hiện này tương tự như nghiên cứu trước đây cho thấy tác động mạnh mẽ hơn của căng thẳng đối với việc sử dụng chất tăng lên ở những người thường xuyên bị nặng so với người dùng nhẹ hoặc giải trí (2). Cùng với nhau, những phát hiện này cho thấy rằng căng thẳng tích lũy và lặp đi lặp lại làm tăng nguy cơ béo phì và những người có BMI cao hơn có thể dễ bị tổn thương hơn khi tiêu thụ thực phẩm liên quan đến căng thẳng và tăng cân sau đó.
Căng thẳng và hành vi ăn uống
Căng thẳng cấp tính làm thay đổi đáng kể việc ăn uống (13); (10); (9). Trong khi một số nghiên cứu cho thấy giảm lượng thức ăn khi bị căng thẳng cấp tính, thì căng thẳng cấp tính cũng có thể làm tăng lượng ăn vào, đặc biệt là khi có HP, thực phẩm chứa nhiều calo (9, 13), (14), (15), (16). Ví dụ, bằng cách tự báo cáo một mình, 42% sinh viên đã báo cáo việc tăng lượng thức ăn với căng thẳng nhận thấy và 73% của những người tham gia báo cáo tăng ăn vặt khi bị căng thẳng (17). Một phần ba đến một nửa các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của động vật hoặc người cho thấy sự gia tăng lượng thức ăn trong khi bị căng thẳng cấp tính, trong khi những nghiên cứu khác cho thấy không có sự thay đổi hoặc giảm lượng ăn vào (18), (11). Vì vậy, trong khi tăng lượng thức ăn với căng thẳng cấp tính không xảy ra ở tất cả mọi người, chắc chắn nó ảnh hưởng đến nhiều cá nhân. Ngoài ra, điều quan trọng cần lưu ý là một số yếu tố thí nghiệm có thể góp phần nghiên cứu về các tác động khác biệt này đối với việc ăn uống gây căng thẳng cấp tính (19), (20), (12). Những yếu tố này bao gồm loại tác nhân gây căng thẳng cụ thể được sử dụng trong thao tác, thời gian kích thích căng thẳng, thời gian tiếp xúc với lượng thức ăn và lượng và loại thực phẩm được cung cấp trong thí nghiệm, cũng như mức độ no và đói khi bắt đầu việc học Những yếu tố này có thể đóng góp vào sự thay đổi trong kết quả của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm mô hình tác động căng thẳng lên lượng thức ăn.
Có bằng chứng quan trọng cho thấy tác động có thể có hại của căng thẳng đối với các kiểu ăn uống (ví dụ, bỏ bữa, hạn chế ăn, cắn) và ưu tiên thực phẩm (10). Căng thẳng có thể làm tăng tiêu thụ thức ăn nhanh (21), đồ ăn nhẹ (22), thực phẩm đậm đặc calo và rất ngon miệng (23), và căng thẳng có liên quan đến việc ăn nhiều12). Ảnh hưởng của căng thẳng có thể khác nhau ở người gầy so với người béo phì (8, 24–26). Ăn uống do căng thẳng đã được tìm thấy là trầm trọng hơn ở những phụ nữ béo phì trong khi ăn uống do căng thẳng dường như có tác động không nhất quán đến tiêu thụ thực phẩm ở những người gầy (24). Hơn nữa, những thay đổi trong cách ăn uống có thể liên quan đến chuyển hóa carbohydrate và độ nhạy insulin (27). Ở những phụ nữ gầy khỏe mạnh, ăn nhiều làm tăng đường huyết lúc đói, phản ứng với insulin và làm thay đổi mô hình bài tiết của leptin (28). Tần suất bữa ăn không đều đã được tìm thấy để tăng insulin để đáp ứng với bữa ăn thử sau một thời gian ăn uống không đều (27). Kết hợp lại với nhau, nghiên cứu này cho thấy rằng căng thẳng có thể thúc đẩy mô hình ăn uống bất thường và thay đổi sở thích thực phẩm và những người thừa cân và béo phì có thể dễ bị ảnh hưởng như vậy, có thể thông qua sự thích nghi liên quan đến cân nặng trong điều tiết năng lượng và cân bằng nội môi.
Sinh học thần kinh chồng chéo của căng thẳng và cân bằng nội môi năng lượng
Các phản ứng sinh lý đối với căng thẳng cấp tính được thể hiện thông qua hai con đường căng thẳng tương tác. Đầu tiên là trục hạ đồi-tuyến yên-thượng thận (HPA), trong đó yếu tố giải phóng corticotropin (CRF) được giải phóng từ nhân paraventricular (PVN) của vùng dưới đồi, kích thích tiết ra hormone tuyến thượng thận (AC). sau đó kích thích sự tiết glucocorticoids (GC) (cortisol hoặc corticosterone) từ tuyến thượng thận. Thứ hai là hệ thống thần kinh tự trị, được điều phối bởi tủy giao cảm (SAM) và hệ thống giao cảm. Cả hai thành phần của các con đường căng thẳng này cũng ảnh hưởng đến các cytokine gây viêm và miễn dịch (2); (6).
Sự giải phóng CRF và ACTH từ vùng dưới đồi và tuyến yên trước khi bị căng thẳng dẫn đến giải phóng GC từ vỏ thượng thận, do đó, hỗ trợ huy động năng lượng và tạo glucone. Kích thích giao cảm liên quan đến căng thẳng làm tăng huyết áp và dòng chảy của máu từ đường tiêu hóa đến cơ xương và não. Các tác động cấp tính của stress đối với CRF và ACTH bị chấm dứt bởi phản hồi tiêu cực của GC, hỗ trợ cho việc quay trở lại cân bằng nội môi và trong các điều kiện căng thẳng cấp tính như vậy, có bằng chứng đáng kể rằng có sự giảm, thay vì tăng lượng thức ăn (19), (9). Vùng dưới đồi đáp ứng với các GC thông qua phản hồi tiêu cực, nhưng cũng với insulin, được tiết ra từ tuyến tụy và không thể thiếu để chuyển hóa glucose và dự trữ năng lượng (29), (9) và các hormone khác, như leptin có tác dụng ức chế sự thèm ăn và ghrelin giúp thúc đẩy sự thèm ăn (5); (9); Currie, 2005). Glucocorticoids làm tăng nồng độ leptin và ghrelin trong huyết tương, và ghrelin cũng tăng khi bị căng thẳng và có liên quan đến việc điều chỉnh sự lo lắng và tâm trạng (30). Hơn nữa, một số neuropeptide vùng dưới đồi, chẳng hạn như CRF, ownomelanocortin (POMC), neuropeptide orexigenic Y (NPY) và peptide liên quan đến agouti (AgRP), cũng như các thụ thể melanocortin có liên quan vai trò trong việc cho ăn (31). Glucocorticoids làm thay đổi biểu hiện của các neuropeptide này điều chỉnh lượng năng lượng (32), (31). Ví dụ, adrenalecomy song phương làm giảm lượng thức ăn và chính quyền GC tăng lượng thức ăn bằng cách kích thích giải phóng NPY và ức chế giải phóng CRF (31). Hơn nữa, hạn chế thực phẩm và chế độ ăn nhiều chất béo làm thay đổi phản ứng HPAaxis đối với căng thẳng và biểu hiện gen GC ở một số vùng não liên quan đến cân bằng nội môi và căng thẳng (33), (20), (18), (34), (35). Do đó, vùng dưới đồi là một khu vực quan trọng trong mạch căng thẳng cũng như trong quy định cho ăn và cân bằng năng lượng.
Mức độ mãn tính và căng thẳng lặp đi lặp lại và không kiểm soát được dẫn đến rối loạn điều hòa trục HPA, với những thay đổi trong biểu hiện gen GC (6), (36), do đó, cũng ảnh hưởng đến cân bằng nội môi năng lượng và hành vi cho ăn. Kích hoạt mãn tính trục HPA được biết là làm thay đổi chuyển hóa glucose và thúc đẩy kháng insulin, với sự thay đổi một số hormone liên quan đến sự thèm ăn (ví dụ leptin, ghrelin) và cho ăn neuropeptide (ví dụ NPY) (37), (38), (39), (40). Căng thẳng mãn tính làm tăng liên tục GC và thúc đẩy mỡ bụng, với sự hiện diện của insulin, làm giảm hoạt động trục HPA (9), (38) (33). Các nghiên cứu khoa học cơ bản đã chỉ ra rằng steroid tuyến thượng thận làm tăng mức glucose và insulin cũng như lựa chọn và ăn các loại thực phẩm có năng lượng cao (13), (14), (15), (41). GC cao mãn tính và tăng insulin có tác dụng hiệp đồng trong việc tăng lượng thức ăn HP và lắng đọng mỡ bụng (23), (9); (42). Mức độ căng thẳng lặp đi lặp lại cao cũng dẫn đến sự hoạt động quá mức của giao cảm và sự gia tăng liên quan đến căng thẳng trong các phản ứng tự trị có liên quan đến mức độ insulin và tình trạng kháng insulin ở thanh thiếu niên và người trưởng thành (43).
Tác động của stress lên phần thưởng, động lực và lượng thức ăn
Các mạch căng thẳng vùng dưới đồi nằm dưới sự điều chỉnh của các con đường ngoại tiết vỏ não được điều chế bởi các con đường CRF, NPY và noradrenergic. Phản ứng căng thẳng được bắt đầu thông qua amygdala và điều tiết căng thẳng xảy ra thông qua phản hồi tiêu cực của GC đối với vùng đồi thị và vùng vỏ não trước trán (mPFC) trung gian (mPFC) (6). Các dự báo ngoại tiết của CRF có liên quan đến các phản ứng chủ quan và hành vi đối với căng thẳng, đồng thời giải phóng NPY orexigenic khi bị căng thẳng và tăng NPY mRNA trong nhân của vùng dưới đồi, amygdala và hippocampus, nhưng cũng làm giảm căng thẳng31). Stress và GC tăng cường truyền dopaminergic và tìm kiếm và thưởng cho tác động ở động vật thí nghiệm (18), (13) (2). Căng thẳng cấp tính làm tăng việc mua phần thưởng thực phẩm, ăn chế độ ăn nhiều chất béo (11), (16) và tìm kiếm thực phẩm bắt buộc đối với thực phẩm HP (25) và khuyến khích thói quen thưởng phụ thuộc (44). Căng thẳng cũng làm tăng cảm giác thèm ăn món tráng miệng, đồ ăn nhẹ và lượng thức ăn HP cao hơn ở những người thừa cân bão hòa so với người gầy (25).
Việc sử dụng thuốc tăng lên và chế độ ăn nhiều chất béo làm thay đổi hoạt động CRF, GC và noradrenergic để tăng sự nhạy cảm của các con đường khen thưởng (bao gồm cả vùng não thất [VTA], hạt nhân accumbens [NAc], vây lưng và vùng mPFC). Thực phẩm HP và tăng sự thèm thuốc và thức ăn (45), (2), (46). Quan trọng hơn, mạch động lực này trùng lặp với các vùng limbic / cảm xúc (ví dụ như amygdala, hippocampus và insula) đóng vai trò trong việc trải nghiệm cảm xúc và căng thẳng, và trong quá trình học tập và ghi nhớ liên quan đến việc đàm phán các phản ứng hành vi và nhận thức quan trọng để thích nghi và phản ứng nhận thức. cân bằng nội môi (2); (47). Ví dụ, amygdala, hippocampus và insula đóng một vai trò quan trọng trong việc mã hóa phần thưởng, thưởng cho việc học và trí nhớ dựa trên cue cho các tín hiệu cảm xúc và khen thưởng cao và tăng cường cảm xúc và cho ăn dựa trên cue (48), (49). Mặt khác, các thành phần trung gian và bên của vỏ não trước trán (PFC) có liên quan đến các chức năng kiểm soát nhận thức và điều hành cao hơn và cũng trong việc điều chỉnh cảm xúc, phản ứng sinh lý, xung động, ham muốn và tham ái (50). Căng thẳng cao và lặp đi lặp lại làm thay đổi các phản ứng về cấu trúc và chức năng ở các vùng não trước trán và limbic này, tạo cơ sở cho các tác động của stress mãn tính đối với các vùng cortico-limbic điều chỉnh sự thèm ăn và thèm ăn (51); (52). Những phát hiện này phù hợp với nghiên cứu hành vi và lâm sàng chỉ ra rằng căng thẳng hoặc tiêu cực ảnh hưởng đến việc giảm kiểm soát cảm xúc, nội tạng và hành vi, tăng tính bốc đồng (2), đến lượt nó, có liên quan đến việc tham gia nhiều hơn vào rượu, hút thuốc và lạm dụng thuốc khác cũng như tăng lượng thức ăn HP (23); (53); (54). Với sự tập trung ngày càng tăng vào nghiện thực phẩm và làm thế nào thèm đồ ngọt và chất béo có thể thúc đẩy béo phì (55), điều quan trọng là phải xem xét liệu tính dễ bị tổn thương do nghiện thực phẩm cũng bị trầm trọng hơn do căng thẳng mãn tính.
Tín hiệu thực phẩm, phần thưởng thực phẩm, động lực và lượng
Các tín hiệu thực phẩm có vị giác cao có mặt khắp nơi trong môi trường béo phì hiện nay. Tiếp xúc với các tín hiệu thực phẩm HP này có thể làm tăng lượng thức ăn và góp phần tăng cân (49). Những thực phẩm như vậy là bổ ích, kích thích con đường thưởng cho não và, thông qua các cơ chế học tập / điều hòa, làm tăng khả năng tìm kiếm và tiêu thụ thực phẩm của HP (56), (57), (58). Động vật và con người có thể trở nên có điều kiện để tìm kiếm và tiêu thụ những thực phẩm HP này, đặc biệt là trong bối cảnh kích thích hoặc 'tín hiệu' liên quan đến thực phẩm HP trong môi trường (55), (59), (57). Sự gia tăng điều hòa và sự gia tăng liên quan đến lượng thức ăn HP dẫn đến sự thích nghi trong các lộ trình động lực / thưởng thần kinh, xảy ra với sự gia tăng độ mặn của các thực phẩm HP này, và do đó, dẫn đến 'muốn' và tìm kiếm thực phẩm HP nhiều hơn, tương tự như các quy trình khuyến khích xảy ra với việc tăng lượng rượu và ma túy (60). Rất nhiều nghiên cứu về động vật và nghiên cứu về thần kinh của con người đang phát triển cho thấy rõ sự liên quan của các vùng thưởng não và tăng truyền dopaminergic với phơi nhiễm cue thực phẩm HP, với sự gia tăng đồng thời trong cảm giác thèm ăn và động lực (61), (62), (63) và khả năng đáp ứng cao hơn của các vùng thưởng não và thèm ăn ở những người có BMI cao hơn (64), (65), (66), (67).
Với việc tiêu thụ thực phẩm HP nhiều hơn, sự thay đổi đồng thời trong chuyển hóa carbohydrate và chất béo, độ nhạy insulin và hormone thèm ăn làm thay đổi cân bằng nội môi năng lượng cũng ảnh hưởng đến các vùng thưởng thần kinh liên quan đến việc tăng độ mặn, mong muốn và thúc đẩy lượng thức ăn (68), (57), (69), (70), (71), (72), (73). Ví dụ, ở những người khỏe mạnh, sự gia tăng glucose trong huyết tương liên quan đến thực phẩm sẽ kích thích bài tiết insulin, cho phép sự hấp thu glucose vào các mô ngoại biên; điều thú vị là truyền insulin trung tâm đã được chứng minh là ngăn chặn sự thèm ăn và cho ăn (74); (75);76);77);78). Tuy nhiên, mức độ mãn tính của insulin ngoại biên và kháng insulin, như được quan sát thấy ở nhiều người bị béo phì, có thể thúc đẩy sự thèm ăn và ăn uống cũng như thay đổi hoạt động của dopaminergic ở các vùng thưởng như VTA, NAc và vây lưng (78), (79), (80), (81). Tương tự, leptin và ghrelin ảnh hưởng đến việc truyền dopaminergic ở vùng thưởng não và hành vi tìm kiếm thức ăn ở động vật và kích hoạt vùng thưởng não ở người (69), (70), (71), (73). Kháng insulin và T2DM cũng liên quan đến sự thay đổi chức năng của các mạch thưởng thần kinh và phản ứng của chúng với tín hiệu thức ăn (82), (79), (80). Gần đây chúng tôi đã cho thấy tăng phản ứng limbic và tiền đạo đối với căng thẳng và tín hiệu thức ăn ở người béo phì so với người gầy (81) (xem Hình 3). Hơn nữa, hoạt động cao hơn ở vùng xương sống và vây lưng tương quan với nồng độ insulin cao hơn, tình trạng kháng insulin và cảm giác thèm ăn khi người tham gia tiếp xúc với bối cảnh thực phẩm yêu thích (81). Cùng với nhau, những phát hiện này ủng hộ quan niệm rằng có thể có sự thích nghi song song và liên quan trong các mạch động lực trao đổi chất và thần kinh tương tác chặt chẽ với nhau để tác động đến cơn đói, lựa chọn và lựa chọn thực phẩm, động lực cho thực phẩm HP và ăn quá nhiều thực phẩm HP.
Bằng chứng ngày càng tăng cho thấy các hoóc môn liên quan đến sự thèm ăn và cân bằng nội môi năng lượng (ví dụ, leptin, ghrelin, insulin) cũng có thể đóng một vai trò trong việc thèm thuốc, thưởng và bắt buộc tìm kiếm rượu và ma túy (49);57); (58); (68); (69);72); (71) Các hiệp hội này đã tạo ra hứng thú trong việc khám phá ý tưởng về việc nghiện nghiện chuyển đổi, hoặc thay thế một người nghiện Nghiện, trong trường hợp này là một số loại thực phẩm, cho một loại khác, như rượu hoặc các chất khác (83). Ví dụ, một nghiên cứu gần đây cho thấy việc sử dụng rượu tăng lên sau khi giảm cân nhanh chóng, đáng kể như đã thấy ở những bệnh nhân trải qua phẫu thuật84). Do đó, nghiên cứu trong tương lai về khả năng nhạy cảm chéo của thực phẩm và các chất gây nghiện ở những người dễ bị tổn thương có thể làm sáng tỏ các cơ chế ẩn chứa những hiện tượng này.
Cân nặng và thích nghi liên quan đến chế độ ăn uống và căng thẳng: ảnh hưởng đến sự thèm ăn và lượng thức ăn
Tăng mức cân nặng trên mức nạc khỏe mạnh và ăn quá nhiều thực phẩm HP, dẫn đến thay đổi chuyển hóa glucose, nhạy cảm với insulin và hormone, điều chỉnh sự thèm ăn và cân bằng năng lượng (85), (57), (58). Như đã chỉ ra trong các phần trước, các yếu tố trao đổi chất này không chỉ ảnh hưởng đến các vùng thưởng thần kinh đến động lực tác động, mà còn ảnh hưởng đến các mạch vùng dưới đồi, tương tác với các mạch điều tiết năng lượng và căng thẳng chồng chéo. Do đó, không có gì đáng ngạc nhiên khi tăng cân, kháng insulin và chế độ ăn nhiều chất béo có liên quan đến phản ứng GC bị cùn trước những thách thức căng thẳng và thay đổi phản ứng catecholamine tự trị và ngoại biên (43), (20), (33) (34). Như đã lưu ý trước đây, mức độ căng thẳng và glucocorticoids cao làm tăng mức glucose và insulin và cũng thúc đẩy kháng insulin. Tương tự, nồng độ insulin cao mãn tính đã được chứng minh là điều chỉnh giảm phản ứng trục HPA và tăng trương lực giao cảm cơ bản (43), (86), (42), (87). Ngoài ra, bằng chứng chỉ ra rằng căng thẳng ảnh hưởng đến mức glucose và sự biến đổi ở cả bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường loại 1 và 2 (88), (89), (90), trong khi ghrelin, thông qua tín hiệu của các con đường khen thưởng thúc đẩy sự thèm ăn và cho ăn (71), cũng liên quan đến phần thưởng thực phẩm gây căng thẳng và tìm kiếm thực phẩm (30) (73). Do đó, sự thay đổi chuyển hóa liên quan đến trọng lượng tại các điểm đặt có thể làm tăng tải trọng phân bổ với tăng âm cơ bản tự động và thay đổi hoạt động trục HPA (18), (91), (40), (6).
Phù hợp với công việc trước đây cho thấy chỉ số BMI và sự thích nghi căng thẳng ảnh hưởng đến phần thưởng và động lực của thực phẩm, gần đây chúng tôi đã chỉ ra rằng căng thẳng cấp tính làm tăng hoạt động amygdala và phản ứng cortex trung gian phía trước đối với sữa lắc so với nhận không vị, nhưng hiệu quả này được kiểm duyệt theo BMI cao tương ứng (92). Sử dụng kẹp hyperinsulinemia, chúng tôi cũng chỉ ra rằng hạ đường huyết nhẹ có khả năng kích hoạt phần thưởng não và các vùng limbic (hypothalamus, striatum, amygdala, hippocampus và insula) tốt hơn so với các dấu hiệu của thức ăn HP, có tác dụng tương quan với việc tăng lượng cortisol kích hoạt, một hiệu ứng tương quan với mức glucose thấp hơn (93). Vì hạ đường huyết nhẹ có thể được coi là một yếu tố gây căng thẳng sinh lý, các phát hiện của chúng tôi cho thấy việc sử dụng glucose có thể xảy ra khác nhau trong não với sự căng thẳng gia tăng, với sự thúc đẩy và tín hiệu limbic trong sự hiện diện của tín hiệu thức ăn nhưng làm giảm phản ứng thần kinh ở vùng trước tự kiểm soát và điều tiết . Hơn nữa, mô hình thần kinh này nổi bật hơn ở những người béo phì khỏe mạnh cho thấy sự thích nghi như vậy xảy ra khi tăng cân, có lẽ tạo ra quá trình chuyển hóa liên quan đến cân nặng, thần kinh và căng thẳng ảnh hưởng đến động lực thức ăn của HP. Nghiên cứu này kết hợp với các bằng chứng được trích dẫn trước đó cho thấy trục thưởng thần kinh-trao đổi chất thần kinh được phối hợp một cách tinh xảo, trong điều kiện khỏe mạnh bình thường, điều phối các khía cạnh sinh lý và tâm lý của việc cho ăn và cân bằng năng lượng, nhưng với các yếu tố rủi ro và thích nghi trong các con đường này trong số các hệ thống này có thể bị tấn công bởi người dùng, do đó thúc đẩy tăng động lực và lượng thức ăn của HP.
Tóm tắt và mô hình đề xuất
Các dòng bằng chứng hội tụ được đưa ra cho thấy tín hiệu thực phẩm HP phổ biến và mức độ căng thẳng cao có thể thay đổi hành vi ăn uống và ảnh hưởng đến con đường thưởng / động lực não liên quan đến việc muốn và tìm kiếm thực phẩm HP. Phản ứng hành vi như vậy có thể thúc đẩy hơn nữa những thay đổi về trọng lượng và khối lượng mỡ trong cơ thể. Bằng chứng ngày càng tăng hỗ trợ thích ứng hành vi sinh học liên quan đến cân nặng trong việc tương tác chuyển hóa, thần kinh và thần kinh (cortico-limbic-stri stri), để tăng cảm giác thèm ăn và ăn trong điều kiện thực phẩm HP và tín hiệu liên quan và bị căng thẳng. Do đó, một mô hình heuristic được đề xuất về cách thức ăn, thức ăn và tiếp xúc với stress của HP có thể thay đổi quá trình trao đổi chất, căng thẳng và động lực thưởng trong não và cơ thể để thúc đẩy động lực và lượng thức ăn của HP (xem Hình 4). Như được mô tả trong các phần trước, các hormone đáp ứng căng thẳng (CRF, GC) và các yếu tố chuyển hóa (insulin, ghrelin, leptin) mỗi ảnh hưởng đến việc truyền dopaminergic não và với sự thích nghi liên quan đến cân nặng (những thay đổi kinh niên) động lực thực phẩm và lượng ăn vào, thông qua việc tăng cường hoạt động thưởng cho não. Như vậy, một quá trình chuyển tiếp thức ăn nhạy cảm có thể xảy ra trong đó các thích ứng liên quan đến cân nặng trong quá trình chuyển hóa, thần kinh nội tiết và vỏ não-cortico-limbic thúc đẩy động lực và lượng thức ăn của HP ở những người dễ bị tổn thương. Quá trình nhạy cảm với tăng động lực và lượng thức ăn HP, đến lượt nó, cũng thúc đẩy tăng cân trong tương lai, từ đó thúc đẩy chu kỳ thích nghi liên quan đến cân nặng trong quá trình chuyển hóa và chuyển hóa, và tăng sự nhạy cảm của con đường thúc đẩy não trong bối cảnh thực phẩm HP tín hiệu hoặc căng thẳng, để thúc đẩy động lực và lượng thức ăn HP. Ngoài cân nặng và BMI, sự khác biệt cá nhân về di truyền và sự nhạy cảm của cá nhân đối với béo phì, kiểu ăn uống, kháng insulin, căng thẳng mãn tính và các biến số tâm lý khác có thể làm giảm quá trình này.
Định hướng tương lai
Mặc dù có sự chú ý khoa học ngày càng tăng về các tương tác phức tạp giữa căng thẳng, cân bằng năng lượng, điều chỉnh sự thèm ăn, phần thưởng và động lực thực phẩm và tác động của chúng đối với dịch bệnh béo phì, có những khoảng trống đáng kể trong cách hiểu về các mối quan hệ này. Một số câu hỏi chính vẫn chưa được trả lời. Ví dụ, người ta không biết làm thế nào thay đổi thần kinh liên quan đến căng thẳng trong cortisol, ghrelin, insulin và leptin, ảnh hưởng đến động lực và lượng thức ăn của HP. Nếu căng thẳng mãn tính điều chỉnh giảm các phản ứng trục HPA, như thể hiện trong nghiên cứu trước đây, làm thế nào để những thay đổi này ảnh hưởng đến sự thèm ăn và lượng thức ăn? Sẽ có ích khi kiểm tra xem những thay đổi liên quan đến cân nặng trong căng thẳng, phản ứng thần kinh và chuyển hóa có làm thay đổi động lực và lượng thức ăn của HP hay không và liệu những thay đổi đó có dự đoán tăng cân và béo phì trong tương lai hay không. Xác định các dấu ấn sinh học cụ thể và phát triển các biện pháp định lượng để đánh giá sự thích nghi sinh học liên quan đến căng thẳng và nghiện thực phẩm có thể giúp hướng dẫn chăm sóc lâm sàng tối ưu cũng như nhắm mục tiêu các nhóm nhỏ dễ bị tổn thương cụ thể bằng các can thiệp sức khỏe cộng đồng mới. Hơn nữa, bằng chứng về sự thay đổi phân tử thần kinh xảy ra trong quá trình chuyển hóa và căng thẳng khi chúng liên quan đến chế độ ăn nhiều chất béo, và căng thẳng mãn tính, và cách chúng liên quan đến lượng thức ăn và tăng cân, sẽ rất quan trọng trong việc hiểu được vai trò của stress và thích nghi chuyển hóa trong động lực thực phẩm, ăn quá nhiều và tăng cân.
Ngoài ra còn có một số ít dữ liệu về các cơ chế thất bại trong việc duy trì giảm cân hoặc tái phát do ăn quá nhiều thực phẩm HP và tăng cân, và phương pháp điều trị béo phì phù hợp nhất với phân nhóm cá nhân nào. Trường nghiện cung cấp manh mối quan trọng về các thích ứng sinh học thần kinh thúc đẩy tái nghiện và thất bại điều trị. Vì thất bại trong việc duy trì giảm cân đã được thảo luận trong bối cảnh tái nghiện các hành vi không lành mạnh (94, 95), có thể các cơ chế tương tự có thể thúc đẩy tái phát do ăn quá nhiều thực phẩm HP và tăng cân, nhưng các nghiên cứu cụ thể về chủ đề này rất hiếm. Ngoài ra còn có rất nhiều thông tin về sự thích nghi trao đổi chất và tác dụng liên quan của chúng đối với sinh học thần kinh căng thẳng và thưởng có thể xảy ra với nhiều biện pháp can thiệp giảm cân, bao gồm giảm cân từ từ, giảm cân nhanh chóng bằng cách giảm cân bằng chế độ ăn kiêng, hoặc các can thiệp phẫu thuật khác . Ngoài ra, một số bệnh liên quan đến căng thẳng, chẳng hạn như rối loạn tâm trạng và lo âu, có liên quan đến béo phì và T2DM, và điều thú vị là thuốc cho các tình trạng như vậy (ví dụ như thuốc chống trầm cảm) làm tăng nguy cơ tăng cân, nhưng có rất ít bằng chứng để làm sáng tỏ các cơ chế cơ bản cho những hiện tượng này. Trong cài đặt T2DM, kiểm soát đường huyết chặt chẽ bằng liệu pháp insulin ngoại sinh thường thúc đẩy tăng cân. Khi tăng insulin máu, kháng insulin, hoặc tác dụng lâu dài của kháng insulin có thể tạo ra các con đường thần kinh thưởng động lực và thèm ăn ở những người béo phì, kháng insulin, sẽ có ích khi điều tra các phương pháp trị liệu ít có khả năng thúc đẩy thực phẩm HP thèm ăn và ăn uống để giảm cân tăng thêm ở những người nhạy cảm.
Cuối cùng, có những tiến bộ mới trong quản lý béo phì về hành vi và dược lý nhưng không rõ chúng liên quan đến việc bình thường hóa căng thẳng, rối loạn chuyển hóa và khen thưởng ở những người béo phì dễ bị tổn thương như thế nào. Ví dụ, bằng chứng gần đây cho thấy rằng duy trì cân nặng có liên quan đến mức độ căng thẳng thấp và khả năng đối phó với căng thẳng tốt hơn (96); (97). Vì căng thẳng thúc đẩy sự thèm ăn và ăn nhạt, các biện pháp giảm căng thẳng có thể hữu ích trong các chương trình quản lý cân nặng hiệu quả và một số nghiên cứu giảm căng thẳng hành vi thí điểm trong béo phì và T2DM đang cho thấy hiệu quả tích cực trong việc cải thiện căng thẳng, thèm ăn và chức năng sinh lý (98, 99). Tuy nhiên, nghiên cứu như vậy đang ở giai đoạn sơ khai và đòi hỏi sự chú ý lớn hơn trong tương lai. Ngoài ra, các loại thuốc dùng để điều trị lạm dụng thuốc cũng đang được coi là biện pháp can thiệp giảm cân tiềm năng (100). Thật vậy, nghiên cứu trong tương lai về việc tăng hiểu biết của chúng ta về các cơ chế chuyển hóa thần kinh - hành vi gây căng thẳng, nghiện ngập và béo phì sẽ mang lại lợi ích to lớn trong việc phát triển các liệu pháp mới để làm giảm động lực, ăn uống và tăng cân của HP.
Lời cảm ơn
Công việc này được hỗ trợ bởi NIDDK / NIH, 1K12DK094714-01 và Lộ trình NIH cho Quỹ nghiên cứu y tế tài trợ cho UL1-DE019586, UL1-RR024139 (Yale CTSA)
Chú thích
Tuyên bố từ chối trách nhiệm của nhà xuất bản: Đây là một tệp PDF của một bản thảo chưa được chỉnh sửa đã được chấp nhận để xuất bản. Là một dịch vụ cho khách hàng của chúng tôi, chúng tôi đang cung cấp phiên bản đầu tiên của bản thảo này. Bản thảo sẽ trải qua quá trình sao chép, sắp chữ và xem xét bằng chứng kết quả trước khi nó được xuất bản ở dạng có thể trích dẫn cuối cùng. Xin lưu ý rằng trong quá trình sản xuất, các lỗi có thể được phát hiện có thể ảnh hưởng đến nội dung và tất cả các khuyến cáo pháp lý áp dụng cho tạp chí liên quan.
Công bố tài chính: Tiến sĩ Sinha nằm trong Hội đồng tư vấn khoa học cho Embera Neutotherapeutics. Ania Jastreboff hỗ trợ ManPower, người cung cấp các nhà thầu cho Đơn vị nghiên cứu lâm sàng Pfizer New Haven.
dự án