Creșterea în greutate este asociată cu răspunsul striatal redus la alimentele plăcute
Eric Stice
1 Departamentul de Psihologie, Universitatea din Texas, Austin, Texas 78712,
Sonja Yokum
1 Departamentul de Psihologie, Universitatea din Texas, Austin, Texas 78712,
Kenneth Blum
2 Departamentul de Psihiatrie, Universitatea din Florida Colegiul de Medicină și McKnight Brain Institute, Gainesville, Florida 32611 și
Cara Bohon
3 Departamentul de Psihiatrie, Universitatea din California, Los Angeles, Los Angeles, California 90095
Abstract
În concordanță cu teoria conform căreia persoanele cu circuite de recompensă hipofuncționale supraalimentează pentru a compensa un deficit de recompensă, oamenii obezi față de cei slabi au mai puțini receptori striatali D2 și prezintă un răspuns mai puțin striat la aportul de alimente plăcut. Răspunsul striatal scăzut la consumul de alimente prezice creșterea în greutate viitoare la cei cu risc genetic pentru semnalizarea redusă a circuitelor de recompensă pe bază de dopamină. Cu toate acestea, studiile pe animale indică faptul că aportul de alimente plăcute are ca rezultat reglarea redusă a receptorilor D2, sensibilitatea redusă D2 și sensibilitatea redusă a recompensei, ceea ce implică faptul că supraalimentarea poate contribui la o reacție striată redusă. Astfel, am testat dacă supraalimentarea duce la o reacție striată redusă la consumul de alimente plăcute la om, utilizând imagistica prin rezonanță magnetică funcțională cu măsuri repetate. Rezultatele au indicat faptul că femeile care s-au îngrășat pe o perioadă de 6 luni au arătat o reducere a răspunsului striatal la consumul de alimente plăcute comparativ cu femeile cu greutate stabilă. Colectiv, rezultatele sugerează că sensibilitatea redusă a circuitelor de recompensă crește riscul de supraalimentare și că această supraalimentare poate atenua și mai mult reacția circuitelor de recompensă într-un proces de avans.
Introducere
Striatul joacă un rol cheie în codificarea recompensei din aportul de alimente. Hrănirea este asociată cu eliberarea de dopamină (DA) în striatul dorsal și gradul de eliberare a DA se corelează cu cantitatea de plăcere de la mâncare (Szczypka și colab., 2001; Small și colab., 2003). Striatul dorsal răspunde la ingestia de ciocolată la omul slab și este sensibil la devalorizarea acesteia prin hrănirea dincolo de sațietate (Small și colab., 2001).
Oamenii obezi prezintă o disponibilitate mai mică a receptorilor D2 striatali decât oamenii slabi (Wang și colab., 2001; Volkow și colab., 2008), iar șobolanii obezi au niveluri de DA bazale mai mici și disponibilitate redusă a receptorului D2 decât șobolanii slabi (Orosco și colab., 1996; Fetissov și colab., 2002). Oamenii obezi versus slabi prezintă o activare mai mică a regiunilor țintă DA striatale (caudat, putamen) ca răspuns la consumul de alimente plăcute (Stice și colab., 2008a, b), dar prezintă o activare striatală mai mare ca răspuns la imaginile cu mâncare (Rothemund și colab., 2007; Stoeckel și colab., 2008; Stice și colab., 2010), sugerând o disociere între recompensa alimentară consumatoare și evidențierea stimulativă a indicilor alimentari. În mod critic, oamenii care au prezentat o activare striatală mai slabă ca răspuns la consumul de alimente care au avut o alelă A1 TaqIA, care este asociată cu o disponibilitate mai mică a receptorului striatal D2 (Noble și colab., 1991; Ritchie și Noble, 2003; Tupala și colab., 2003) și reducerea metabolismului striatal în repaus (Noble și colab., 1997), au prezentat creșteri în greutate viitoare crescute (Stice și colab., 2008a). În mod colectiv, aceste descoperiri sunt în concordanță cu teoria conform căreia indivizii cu o capacitate de semnalizare mai mică în circuitele de recompensă supraalimentează pentru a compensa acest deficit de recompensă (Blum și colab., 1996; Wang și colab., 2002).
Cu toate acestea, există dovezi că consumul de alimente gustoase duce la reducerea reglementării semnalizării DA. Aportul regulat de alimente bogate în grăsimi și cu conținut ridicat de zahăr care are ca rezultat creșterea în greutate duce la reducerea reglării receptorilor D2 postsinaptici, sensibilitate scăzută la D2 și sensibilitate redusă la recompense la rozătoare (Colantuoni și colab., 2001; Bello și colab., 2002; Kelley și colab., 2003; Johnson și Kenny, 2010). Deoarece aceste date implică faptul că supraalimentarea poate contribui la o atenuare suplimentară a reacției striatale la alimente, am efectuat un studiu prospectiv cu imagini prin rezonanță magnetică funcțională (IRMF) pentru a testa în mod direct dacă supraalimentarea este asociată cu o activare striatală redusă ca răspuns la alimentele gustoase din oameni.
Materiale și metode
Participanți
Participanții au fost 26 de femei tinere supraponderale și obeze (vârsta medie, 21,0 ± 1,11 ani; indicele mediu de masă corporală [IMC], 27,8 ± 2,45). Eșantionul a constat din 7% asiatici/insulelor din Pacific, 2% afro-americani, 77% europeni americani, 5% nativi americani și 9% moștenire rasială mixtă. Participanții au acordat acordul scris. Panoul local de evaluare a eticii a aprobat acest studiu. Au fost excluși cei care au raportat comportament excesiv sau comportamente compensatorii în ultimele 3 luni, utilizarea curentă a medicamentelor psihotrope sau a drogurilor ilicite, leziuni ale capului cu pierderea cunoștinței sau tulburarea psihiatrică actuală a Axei I. Datele au fost colectate la momentul inițial și la o monitorizare de 6 luni.
Măsuri
Masa corpului.
IMC (kg/m 2) a fost utilizat pentru a reflecta adipozitatea (Dietz și Robinson, 1998). După îndepărtarea pantofilor și paltoanelor, înălțimea a fost măsurată la cel mai apropiat milimetru folosind un stadiometru și greutatea a fost evaluată la cel mai apropiat 0,1 kg folosind o cântare digitală. Au fost obținute și calculate în medie două măsuri. Participanții au fost rugați să se abțină să mănânce timp de 3 ore înainte de a finaliza măsurile antropomorfe în scopul standardizării. IMC se corelează cu măsurătorile directe ale grăsimii corporale totale, cum ar fi absorptiometria cu raze X cu energie dublă (r = 0,80-0,90) și cu măsurile de sănătate, cum ar fi tensiunea arterială, profilurile lipoproteice adverse, leziunile aterosclerotice, nivelul seric al insulinei și diabetul zaharat (Dietz și Robinson, 1998).
paradigma fMRI.
Participanții au fost rugați să își consume mesele obișnuite, dar să se abțină de la a mânca sau a bea (inclusiv băuturi cu cofeină) timp de 4-6 ore înainte de sesiunea lor de imagistică pentru standardizare. Am selectat această perioadă de deprivare pentru a surprinde starea de foame pe care o experimentează majoritatea indivizilor în timp ce se apropie de următoarea masă, care este un moment în care diferențele individuale în recompensa alimentelor ar avea un impact logic asupra aportului caloric. Participanții au finalizat paradigma între 11:00 și 13:00 sau 16:00 și 18:00. Deși am încercat să efectuăm scanări inițiale și de urmărire în același timp al zilei, din cauza limitărilor de programare, doar 62% dintre participanți au efectuat a doua scanare în decurs de 3 ore de la terminarea scanării inițiale (diferența medie de timp a scanărilor, 3,0 h, interval, 0,5-6,0 h). Participanții au fost familiarizați cu paradigma fMRI prin practică pe un computer separat înainte de scanare.