Obesity (Silver Spring). 2011 年 8 月;19(8):1601-8。 doi: 10.1038/oby.2011.27。2011 年 2 月 24 日線上發表。
王GJ,Geliebter A,Volkow ND,Telang FW,Logan J,Jayne MC,Galanti K,Selig PA,Han H,Zhu W,Wong CT,Fowler JS。
來源
美國紐約州阿普頓布魯克海文國家實驗室醫學部。[email protected]
抽象
暴食症(BED)患者會在短時間內大量進食。目前對暴食症的神經生物學機制了解甚少。大腦多巴胺調節食物攝取的動機,可能參與其中。我們評估了大腦多巴胺在暴食症患者食物攝取動機中的作用。我們對10名肥胖的暴食症患者和8名肥胖的非暴食症患者進行了[11C]raclopride正子斷層掃描(PET)。
本研究評估了食物剝奪受試者在接受安慰劑和口服哌甲酯(MPH,一種阻斷多巴胺再攝取轉運蛋白從而增強多巴胺訊號的藥物)後,紋狀體細胞外多巴胺水平對食物刺激的反應變化。結果顯示,中性刺激(無論是否服用MPH)以及與安慰劑同時給予的食物刺激均未增加細胞外多巴胺濃度。
當食物刺激與 MPH 一起給予時,暴食症患者的尾狀核和殼核中的多巴胺顯著增加,但非暴食症患者的尾狀核和殼核中的多巴胺沒有增加。
尾狀核中的多巴胺增加與暴食進食得分顯著相關,但與BMI沒有顯著相關。 這些結果確定尾狀核中的多巴胺神經傳遞與BED的神經生物學相關。
BMI 與多巴胺變化之間缺乏相關性表明,多巴胺釋放本身並不能預測肥胖族群的 BMI,但可以預測暴飲暴食。
簡介
暴食症(BED)的特徵是反覆進食大量食物並伴隨失控感。它在一般人群中的發生率約為0.7%至4%,在參加體重控制項目的肥胖人群中的發生率約為30%(1)。與肥胖的非暴食者相比,肥胖的暴食者在被要求吃到極度飽腹、暴食或正常進食時,攝取的熱量顯著更多(2)。肥胖的暴食者在體重控制項目中復發率高,且病情持續時間長。
多種因素調節食物攝入,包括熱量需求和對食物的強化反應,例如食物的適口性以及條件反射(3)。多巴胺是參與攝食行為的神經傳導物質之一,其藥理調控對食物攝取有顯著影響(4 )。正子斷層掃描(PET)和[ 11C ]raclopride腦部造影研究表明,在呈現美味食物刺激但未實際攝入的情況下,對食物的渴望與紋狀體多巴胺的釋放相關(5)。多巴胺的釋放量也與食用喜愛食物後對用餐愉悅度的評分有關(6)。這些影像研究結果與多巴胺透過調節食物的獎賞特性以及對食物的動機和渴望來調節食物攝取的觀點相一致(4)。有研究假設,在人類中,低多巴胺活性可能使個體更容易出現病理性過度進食,以此作為補償多巴胺能活性降低的一種方式(7)。事實上,在一項針對病態肥胖受試者的研究中,我們發現其紋狀體多巴胺D2受體水平降低,預計會導致多巴胺訊號減弱(8)。在遺傳性近交系肥胖囓齒動物中也觀察到了多巴胺能活性異常,並推測其是過度進食的潛在機制(9)。多巴胺D2調節動機和獎賞迴路,因此肥胖受試者的多巴胺缺乏可能導致病理性進食持續存在,以補償這些迴路活化的降低。
暴食症患者的特徵是強迫性過度進食和衝動行為(10),這與藥物濫用者的強迫性和衝動性用藥行為有相似之處(11)。食物是一種強效的天然增強物,禁食可以進一步增強其獎賞效應(12)。多巴胺在傳遞各種潛在線索的顯著性訊號方面發揮著重要作用,這些線索可以預測禁食期間對獎賞的選擇(13)。一些美味食物中的成分,例如糖和玉米油,會導致衝動性攝入,其模式類似於藥物成癮者的攝入模式(4 , 14)。與濫用藥物的情況類似,攝取糖會增加伏隔核中的多巴胺水平(14)。例如,當大鼠間歇性地提供糖溶液時,它們會像暴飲暴食一樣飲用,導致伏隔核釋放多巴胺,這與藥物依賴動物模型中觀察到的情況類似(14)。糖的甜味,即使不含營養成分,也能誘導多巴胺的釋放(15)。
我們利用正子斷層掃描(PET)和[ 11C ]raclopride,發現正常體重健康對照組在禁食16小時後,透過視覺和嗅覺接觸美味食物可增加背側紋狀體細胞外多巴胺水平(5)。多巴胺釋放量與受試者自我報告的飢餓感和食慾增加有顯著相關。這些結果為背側紋狀體存在條件線索反應提供了證據。
在此,我們評估了以下假設:與非暴食症肥胖受試者相比,患有暴食症的肥胖受試者對食物刺激表現出更強的條件反射。為了測量食物條件刺激誘導的多巴胺變化,我們使用了PET和[ 11C ]raclopride,並採用了我們先前報告的成像範式(5)。了解食物刺激的神經生物學機制可以為介入措施提供靶點,從而幫助個體調節其異常飲食行為。
方法和程序
来临嘉宾
石溪大學(紐約州石溪市)/布魯克海文國家實驗室(紐約州阿普頓市)和聖路克羅斯福醫院(紐約州紐約市)的機構審查委員會批准了該研究計畫。在向受試者解釋實驗流程後,獲得了他們的書面知情同意。本研究招募了10位健康受試者,他們的體重指數(BMI,kg/m² ) >30,並符合《精神疾病診斷與統計手冊》第四版(DSM-IV)中暴食症(BED)的診斷標準。對照組(n =8)由8名肥胖受試者組成(BMI>30),但不符合暴食症的診斷標準。兩組的排除標準包括:既往有體重控制的手術/藥物治療史;酒精或其他濫用藥物依賴(每日攝取咖啡因少於5杯或尼古丁少於1包的情況除外);神經或精神疾病(暴食症組除外);過去2週內使用過可能影響腦功能的處方(非精神科)藥物;可能改變腦功能的疾病;心血管疾病和治療頭部超過30分鐘導致糖尿病;所有受試者均接受了尿液精神活性藥物篩檢(包括苯環利定、古柯鹼、安非他明、鴉片類藥物、巴比妥類藥物、苯二氮平類藥物和四氫大麻酚),以確認無藥物濫用史。
心理診斷
候選人在聖路加-羅斯福醫院接受心理篩檢,以評估是否患有暴食症。篩檢採用飲食失調檢查,這是一種針對暴食症進行修改的結構化臨床訪談(16)。他們也完成了Zung憂鬱量表(17 , 18)和Gormally暴食量表(19),後者反映了與暴食相關的行為和態度。
學習規劃
要求受試者填寫調查問卷,其中包含篩選當天的以下信息:對食品的總體興趣評級; 最喜歡的食物清單; 刺激食慾的食物氣味清單; 食物氣味清單減少了食慾; 以及從1到10,10最高等級的食品清單評級。 在食物刺激條件下向受試者呈現具有最高評級的食物。
受試者在以下條件下,於兩天內接受了四次[ <sup>11</sup> C]raclopride掃描(圖1):研究第一天,第一次[ <sup>11</sup> C]raclopride掃描在口服安慰劑(磷酸二鈣片)70分鐘後開始,並進行中性幹預(中性安慰劑組)。第二次[<sup> 11 </sup>C]raclopride掃描在口服哌甲酯(MPH:20 mg)70分鐘後開始,並進行食物幹預(食物MPH組),大約在第一次放射性示踪劑注射後2小時20分鐘。研究第二天,第一次[<sup> 11 </sup>C]raclopride掃描在口服安慰劑(磷酸二鈣片)70分鐘後開始,並進行食物幹預(食物安慰劑組)。第二次[<sup> 11</sup> C]raclopride掃描在口服哌甲酯(MPH,20 mg)70分鐘後開始,並在第一次放射性示蹤劑注射後約2小時20分鐘進行中性幹預(中性MPH)。我們選擇的MPH劑量(口服20 mg)先前已證實,在正常體重受試者中,該劑量在食物刺激下可顯著提高紋狀體多巴胺水平(5)。食物介入和中性介入均在放射性示蹤劑注射前約10分鐘開始,持續約40分鐘。受試者不知道自己接受的是安慰劑還是MPH。此外,研究日期的順序在受試者之間進行了隨機和平衡。
研究流程圖。 PET,正電子發射斷層掃描。
對於食物刺激條件,食物被加熱以增強氣味,並且受試者被呈現以便他們可以觀察和聞到它。 將浸有食物的棉籤放在舌頭上以便它們可以品嚐它。 給定的食品項目為4 min,然後換成新的食品。 在整個刺激過程中,食物的味道,氣味和觀點都在持續。 受試者被要求描述他們最喜歡的食物以及他們如何在他們被報告為他們最喜歡的食物的同時吃它們。 對於中性刺激,受試者被呈現圖片,玩具和衣物,以便他們可以觀察它們並聞到它們並在刺激期間討論它們。 我們還使用浸有中性味道的棉籤(如金屬或塑料),將其放在舌頭上。 在放射性示踪劑注射前10分鐘開始食物和中性干預,並持續總共40分鐘。 在兩個研究日,要求受試者在研究日前一天晚上在7:00 pm進行最後一餐,並在8:30 am向成像中心報告。
行為和心血管措施
在PET研究期間,參與者被指示使用1和10之間的整數來口頭回應每個描述符,用於“飢餓”和“食物慾望”的自我報告,這是在食物/中性刺激之前獲得的,然後是在4-min間隔,總共40 min。 此外,在安慰劑/ MPH,30分鐘,60分鐘(中性/食物刺激之前)之前獲得脈搏率和血壓,然後在食物/中性刺激期間每3分鐘獲得總共42分鐘。
PET掃描
受試者使用西門子HR+ PET掃描儀進行[ <sup>11</sup> C]raclopride掃描。受試者動脈和靜脈導管置入、放射性示蹤劑定量以及透射和發射掃描的詳細步驟已發表( 5 )。簡而言之,在靜脈推注3-7 mCi [<sup> 11</sup> C]raclopride後立即進行動態成像,持續60分鐘。在註射MPH前以及注射後30、60、90和120分鐘採集血樣,以測量血漿MPH濃度。血漿MPH濃度分析在Thomas Cooper博士的實驗室(紐約州奧蘭治堡Nathan Kline研究所)進行。
圖像分析
通過使用模板疊加來自神經解剖圖譜的邊界來概述背側紋狀體(尾狀體,殼核),腹側紋狀體和小腦中的感興趣區域,我們之前已經發表過該模板(5)。 簡而言之,感興趣的區域最初在個人的總和基線上列出[11C] raclopride圖像(在15和54 min之間獲得的圖像)然後被投射到動態[11C] raclopride圖像,以產生紋狀體區域(尾狀,殼核和腹側紋狀體)和小腦的時間 - 活動曲線。 這些組織濃度的時間 - 活性曲線,以及血漿中未變化的示踪劑的時間 - 活性曲線用於計算[11C] raclopride從血漿到大腦的轉移常數(K1)和總組織分佈容積(VT),對應於紋狀體和小腦中組織濃度與血漿濃度之比的平衡測量,使用可逆系統的圖形分析技術(20)。 V的比率T 在紋狀體中與V的相同T 在小腦中對應於不可替代的結合潛力(BPND)+ 1其中BPND 是 体内 結合潛力與可用結合位點Bavail / Kd的數量成比例。 BP不太可能ND 對於raclopride,在掃描過程中會受到血流變化的影響,但要檢查這種可能性K.1 (通過血流的函數)估計基線和MPH研究,通過將數據擬合到一室模型進行動脈血液採樣(21)。 一室模型用於小腦和感興趣的D2區域。
對食物刺激(安慰劑或哌甲酯)的反應以Bmax/Kd與中性安慰劑條件(用作基線條件)的差值來量化。同樣,對中性刺激下哌甲酯的反應(用作哌甲酯作用的指標)以BPND與中性/安慰劑條件的差值來量化。
數據分析
採用配對t檢定比較安慰劑組和哌甲酯組之間K1值的差異。以2×2析因設計(藥物×線索類型)檢定不同條件下BP ND值的差異,並以混合設計變異數分析進行組間比較。在變異數分析模型中考慮了性別、年齡和BMI的相對貢獻。隨後採用事後t檢定確定哪些條件下的效應與基線條件(中性安慰劑)有差異。配對樣本t檢定(經多重檢定校正)和重複測量變異數分析進行了事後效能分析。以重複測量變異數分析比較刺激前所獲得的評分和介入開始後15至40分鐘所獲得的平均評分,以檢驗食物刺激對行為自評的影響。本研究採用重複測量變異數分析(ANOVA)比較了安慰劑/哌甲酯(MPH)給藥前、刺激前(安慰劑/MPH給藥後60分鐘)以及刺激開始後3至42分鐘的平均測量值,以檢驗食物刺激對心血管反應的影響。採用Pearson積矩相關分析評估了食物刺激引起的血壓(BP)中性變化與食物刺激的行為效應、心血管反應(脈搏率和血壓)、暴食量表評分、年齡和BMI等參數之間的關係,以及MPH引起的血壓(BP)中性變化與心血管反應、年齡和BMI等參數之間的關係。此外,也分析了MPH在中性刺激下和食物刺激下引起的多巴胺變化與食物刺激下引起的多巴胺變化以及食物刺激的行為效應、暴食量表評分、心血管反應、年齡和BMI等參數之間的關係。
結果
本研究招募了10名暴食症患者和8名非暴食症患者。兩組受試者的年齡、BMI、Zung憂鬱分數、教育年限和社經背景均相似(表1)。暴食症患者在Gormally暴食量表上的得分顯著高於非暴食症患者(P < 0.000001)。
研究參與者的特徵
食物刺激增加了暴食症患者(P < 0.001,P < 0.001)和非暴食症患者(P < 0.05,無統計學意義)的飢餓感和食慾,安慰劑組和口服哌甲酯組均觀察到類似結果(暴食症患者:P < 0.05,無統計學意義;非0.05)。然而,在食物刺激期間(無論是否服用哌甲酯),暴食症患者和非暴食症患者的自我報告指標增加幅度並無差異。
在暴食者和非暴食者中自我報告食物刺激(FS)後的飢餓感和對食物的渴望
食物刺激使暴食症患者(+6 ± 7%,P = 0.04)和非暴食症患者(+2 ± 2%,P = 0.02)在安慰劑條件下收縮壓升高(表3)。食物刺激和中性刺激期間的收縮壓變化在暴食症患者和非暴食症患者之間無顯著差異(透過刺激交互作用測量)。食物刺激期間,安慰劑組非暴食症患者的脈搏率下降(P = 0.02),而暴食症患者的脈率未見下降。非暴食症患者口服哌甲酯(MPH)後60分鐘(中性刺激前)測量的血壓顯示收縮壓升高(P = 0.002),且這種升高在中性刺激期間持續存在(P = 0.004)。然而,非暴食症患者在食物刺激前(口服MPH後60分鐘)測量的收縮壓未發生變化,且兩項研究之間的收縮壓差異無統計意義(透過研究交互作用測量)。
在中性/食物刺激之前和中性/食物刺激期間,基線的四個測試條件的組平均測量脈搏率和血壓
在中性MPH條件下(暴食者:6.75 ± 2.33,非暴食者:6.07 ± 2.72),以及食物MPH條件下(暴食者:6.6 ± 2.83,非暴食者:6.03 ± 2.48),兩組受試者的平均血液 MPH 濃度沒有差異。
安慰劑組和哌甲酯組紋狀體平均區域的K1值分別為:暴食症患者-食物組0.101 ± 0.02和0.11 ± 0.026;暴食症患者-中性組0.09 ± 0.014和0.0927 ± 0.02;非暴食症患者 ±0.0. 0.03;非暴食症患者-中性組0.093 ± 0.012和0.098 ± 0.011。各組的平均變化百分比分別為+8%、+4%、-0.6%和+5%。暴食症患者組(食物安慰劑組與食物哌甲酯組相比,P < 0.01)與非暴食症患者組(中性安慰劑組與中性哌甲酯組相比,P < 0.03)的K1值差異均具有統計學意義。
基線(中性安慰劑)多巴胺D2受體的可用性在暴食者和非暴食者之間沒有差異,並且與BMI或Zung抑鬱評分無關。 當給予安慰劑時,中性刺激和食物刺激都不會增加非吞食者的細胞外多巴胺。 用MPH給予中性刺激(中性MPH,通過提示互動的藥物, P = 0.003; 估計的影響大小Cohen的d = 1.63,功效= 99.99%,顯著性水平為0.05,功率= 99.96%,顯著性水平為0.05 / 3,多次檢驗校正),但不是MPH給予的食物刺激(食物)MPH),顯著增加非食患者尾狀核中的多巴胺釋放。 在暴食者中,中性刺激既不伴有MPH也不伴隨著MPH(中性MPH)顯著增加多巴胺釋放。 MPH給予的食物刺激(食物MPH)與基線相比(中性安慰劑)顯示尾狀食物中的大量多巴胺釋放(P = 0.003; 估計的影響大小,科恩的d = 1.30)和殼核(P = 0.05; 估計的影響大小= 0.74)。 安慰劑給予的食物刺激(食物安慰劑)沒有引起暴食者和非暴食者之間的顯著差異(通過刺激相互作用掃描)。 儘管MPH具有中性刺激(中性MPH)誘導大量尾狀核多巴胺在非食感者中釋放,但在暴食者中沒有,相互作用不顯著(通過診斷相互作用掃描)。 用於比較MPH給予的食物刺激(食物MPH)與基線相比(中性安慰劑暴食者中,暴食者的多巴胺釋放量明顯高於非羽衣甘藍(通過診斷相互作用掃描, P = 0.026, 表4 以及 圖2 估計的影響大小= 0.79)。 然而,殼核或腹側紋狀體的差異不顯著。
在四種掃描條件下,對一名暴食症患者和一名非暴食症患者紋狀體水平的[11C]raclopride進行分佈容積比成像:口服安慰劑的中性刺激、口服哌甲酯(MPH)的中性刺激、食物…
四種測試條件下尾狀核、殼核和腹側紋狀體結合潛能(BP ND )的組別平均值及其相對於中性安慰劑條件的百分比變化
食物安慰劑組與自我報告參數、心血管反應、暴食量表評分、年齡或BMI無相關性。在所有受試者中,BMI較高的受試者血漿MPH濃度較低( n = 18,r = 0.57,P < 0.01)。所有受試者在MPH中性條件下紋狀體多巴胺釋放的增加與自我報告評分、心血管反應、暴食量表評分、血漿MPH濃度、年齡和BMI均無相關性。所有受試者在食物MPH條件下尾狀核多巴胺釋放的增加與Gormally暴食量表評分的嚴重程度相關(n = 18,r = 0.49,P < 0.03,圖3),但與BMI、血漿MPH濃度、自我報告參數、心血管反應和年齡均無相關性。這些參數均未觀察到性別差異。
在所有受試者攝取食物並服用哌甲酯( MPH)後,尾狀核多巴胺釋放(不可置換結合潛能(BP <sub>ND</sub> )的變化)與戈爾馬利暴食量表評分之間存在相關性(n = 18,r = 0.49,P < 0.03)。 MPH,哌甲酯。…
討論
本研究表明,與非暴食者相比,肥胖暴食者在食物刺激下,尾狀核細胞外多巴胺水平在服用哌甲酯(MPH)阻斷多巴胺轉運體後升高更為顯著。相反,伏隔核所在的腹側紋狀體在兩組間無顯著差異。伏隔核內的多巴胺已被發現會影響個體對藥物及藥物相關刺激的行為動機(22)。動物研究表明,預期食物攝取帶來的獎勵會激活中腦-端腦多巴胺神經元,在提示食物攝取的條件刺激出現時,伏隔核的多巴胺活化程度高於實際獲得意外食物後(23)。伏隔核整合來自邊緣系統與食慾和獎勵相關的輸入,從而啟動趨近行為(24)。其激活預示著即將獲得獎勵。相較之下,背側紋狀體對行為習慣的形成至關重要,並且已被證實是藥物濫用行為的主要調節因素(25)。背側紋狀體參與刺激-反應習慣學習,在這種學習過程中,行為變得自動化,不再受行為結果關係的驅動(26)。當條件刺激預示著即將到來的獎勵時,多巴胺神經元的放電發生在預示獎勵的刺激之後,而不是獎勵本身之後(27)。對猴子尾狀核的電生理記錄表明,其活動可能取決於行為的預期結果(28)。然而,尾狀核被認為參與強化可能導致獎勵的行為,而不是參與獎勵本身的處理(29)。
本研究中,非暴食者和暴食者的BMI並無顯著差異。然而,如預期,暴食者的暴食量表得分較高。 Gormally暴食量表得分與食物刺激期間尾狀核細胞外多巴胺的增加有關。暴食量表得分較高的受試者在食物刺激期間尾狀核細胞外多巴胺的增加幅度大於得分較低的受試者。先前影像學研究表明,肥胖暴食者在食物線索刺激期間,額葉和前額葉皮質區域的活化程度高於肥胖非暴食者(30 , 31)。暴食者在觀看食物圖片時,內側眶額皮質的反應更強,這與他們的獎賞敏感度有關(30)。在先前使用PET - 18F-氟代脫氧葡萄糖和相同食物刺激範式的研究中,我們發現,在正常體重的空腹受試者中,眶額葉活化與食慾增加相關(32)。主要起源於腹側被蓋區的中腦伏隔核/中腦皮質多巴胺纖維支配邊緣系統和皮質區域,包括前額葉皮質和眶額葉皮質(33)。因此,這些額葉區域的活化可能反映了紋狀體多巴胺能活化的下游效應。
與肥胖暴食者不同,肥胖非暴食者在食物刺激期間紋狀體細胞外多巴胺水平並未升高。我們使用PET-[ 11C ]raclopride,採用相同的食物刺激範式,評估食物剝奪的正常體重受試者紋狀體細胞外多巴胺的變化,結果顯示背側紋狀體細胞外多巴胺顯著升高(+12%)(5)。肥胖受試者的多巴胺系統可能存在下調(肥胖暴食者升高8%,肥胖非暴食者升高1%)。我們實驗室和其他實驗室對人類和動物進行的影像學研究表明,肥胖個體大腦中與食物感覺加工相關的區域活化增強。具體而言,我們使用PET和18F-氟代脫氧葡萄糖發現,病態肥胖受試者的味覺體感皮質基線葡萄糖代謝(未受刺激)高於非肥胖受試者(34)。一項針對青春期女孩的功能性磁振造影研究表明,與體型偏瘦的女孩相比,肥胖女孩在預期食物攝入和實際進食時,其腦島和味覺體感皮層的激活程度更高(35)。我們團隊的臨床前研究表明,食物刺激(僅觀察和嗅聞,不實際攝取)比體型偏瘦的同窩大鼠更能增強肥胖Zucker大鼠的丘腦活化(36)。這些活化/增強的腦區與食物線索的感覺(體感皮質、視覺皮質、丘腦)和享樂(腦島)面向有關。多巴胺刺激能夠增強食物線索的顯著性並促進條件反射的形成(37)。多巴胺對感覺皮質和丘腦中食物線索神經加工的調節可能增強食物線索的顯著性,這很可能在食物與食物相關環境線索之間形成條件反射的過程中發揮作用。一項針對青春期女孩的功能性磁振造影研究(35)顯示,肥胖女孩大腦中與食物的感官和享樂方面相關的區域激活程度更高。然而,這些肥胖女孩在進食後尾狀核的活化程度也降低,這可能表明她們的多巴胺系統功能紊亂,從而增加過度進食的風險(35)。
本研究表明,口服治療劑量的哌甲酯(MPH,20 mg)可顯著增加非暴食症患者尾狀核的細胞外多巴胺水平,但對暴食症患者無此作用。然而,兩組間多巴胺水準的增加幅度並無顯著差異。我們先前在健康正常體重受試者的研究發現,哌甲酯不會引起顯著的心血管效應,這與本研究結果相似。此外,當哌甲酯與顯著刺激(食物匱乏時給予視覺食物刺激、金錢)同時給藥時,紋狀體多巴胺水準的增加幅度大於與中性刺激同時給藥時(5 , 38)。這些結果可能反映了哌甲酯的情境依賴性效應(多巴胺水平的增加源自於多巴胺轉運體阻斷和自發性多巴胺釋放)。當暴食症患者在暴露於顯著刺激時,多巴胺水平的增加幅度更大,這可能與顯著刺激會增加多巴胺能神經元的放電有關。這項發現與我們先前對可卡因依賴者的研究結果相似,即MPH僅在暴露於可卡因線索時才會誘發渴求(39)。我們未觀察到非暴食者在接觸顯著刺激(食物線索)時MPH會增加多巴胺水平,原因尚不清楚。一種可能是,MPH會放大相對較弱的強化刺激(如暴食者)的效果,但對較強的增強刺激(如正常體重者)則不會產生相同的效果。另一種可能是,MPH引起的緩慢且幅度較小的多巴胺增加足以抑制多巴胺D2自身受體介導的多巴胺釋放,從而減弱與食物刺激相關的多巴胺神經元瞬時放電。
MPH的使用引入了掃描期間發生血流變化的可能性。 這只是BP估算中的潛在問題ND 如果口服MPH後掃描發生變化。 如果在掃描期間流量更大但是恆定,則對V沒有影響T。 Slifstein 等。 已經表明V中的最大誤差T 在示踪劑注射後的最初幾分鐘內,流量會發生很大的快速變化(21)。 然而,他們已經證明,對於fallypride的動力學參數特徵,突然發生的60%流量變化僅導致V的微小差異。T。 自K1 對於raclopride而言,對於fallypride來說,流量變化對攝取的影響較小。 MPH的劑量也是通過口服給藥而不是通過注射給藥,因此預計流量的任何變化都是連續的。 由於K的變化1 在吃食物的時候比較喜歡食物安慰劑 和食物MPH,我們會得出結論K的變化1 對V沒有影響T 因為它沒有改變。 對於非暴食者,比較中性安慰劑 和中立MPH,K的平均變化1 是5%,不太可能對V中出現的任何變化負責T。 考慮到K的微小差異1 在本研究中觀察到,我們得出結論,BP的任何變化ND 不是由於血流量的變化。
本研究存在一些限制。首先,食物刺激本身不足以誘發PET-[11C]raclopride方法可偵測到的反應。我們必須使用低劑量的哌甲酯(MPH),它能阻斷多巴胺轉運體,以增強多巴胺的檢測(5)。因此,我們無法排除MPH與食物刺激反應之間存在藥理學交互作用的可能性。然而,在給予中性刺激的情況下,兩組受試者MPH誘導的多巴胺變化之間未觀察到相關性,這表明MPH的作用是由食物刺激條件所驅動的。其次,由於所有受試者都接受了相同劑量的口服MPH,BMI較高的受試者血漿MPH濃度較低。然而,BMI較高的受試者在中性MPH和食物刺激MPH條件下均未表現出較低的多巴胺釋放,這表明MPH的作用是由食物刺激所驅動的。第三,為了避免額外的動脈導管插入,研究在兩天內完成,這引入了順序效應的潛在混淆因素。第四,腹側紋狀體的變化在不同條件下並無差異,這可能反映了這些受試者對他們明知無法食用的食物線索的反應性降低。然而,腹側紋狀體區域變化的幅度存在很大差異,這可能是由於食物/哌甲酯刺激期間的運動以及PET掃描儀空間分辨率之外的區域結構所致。由於本研究納入的受試者數量較少且異質性較高(年齡、性別和BMI各不相同),我們不能排除腹側紋狀體反應性缺乏組間效應是由於統計效能不足的可能性。另一個限制在於,我們既沒有控制研究進行時的月經週期,也沒有測量性腺激素水平。月經週期可能會影響大腦對食物的反應,因為已有研究表明,卵巢週期中雌二醇的分泌模式會影響進食行為;例如,女性在黃體期和月經期比在卵泡期和排卵期吃得更多(40)。
總之,這是首個利用PET技術測量暴食症患者在食物刺激下腦中多巴胺變化的研究。研究結果顯示尾狀核參與了暴食症的病理生理過程。由於暴食症並非僅見於肥胖族群,因此有必要進行進一步研究,以評估可能區分肥胖和非肥胖暴食症患者的神經生物學因素。
致謝
正電子發射斷層掃描(PET)研究在布魯克海文國家實驗室進行,得到了美國能源部OBER(DE-ACO2-76CH00016)的基礎設施支持,部分得到了美國國立衛生研究院的支持:R01DA6278(G.-JW) ),R01DA06891(G.-JW),國家酒精中毒和酒精濫用研究所的校內研究計劃,Z01AA000550(NDV,FT,MJ)和M01RR10710(石溪大學綜合臨床研究中心)。 聖盧克羅斯福醫院的研究部分得到了R01DK068603(AG)和R001DK074046(AG)的部分支持。 招聘和心理篩查在聖路加羅斯福醫院進行。 我們感謝David Schlyer和Michael Schueller的迴旋加速器操作; PET經營的Donald Warner,David Alexoff和Paul Vaska; Richard Ferrieri,Colleen Shea,Youwen Xu,Lisa Muench和Payton King負責放射性示踪劑的製備和分析,Karen Apelskog-Torres負責研究方案準備,Barbara Hubbard和Pauline Carter負責患者護理。
腳註
披露
G.-JW報告已收到Orexigen Therapeutics公司的講座費和研究經費。 JSF,AG,KG,HH,MJ,JL,PS,FT,NDV,CTW,WZ宣布沒有利益衝突。
參考
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