Preferințele zaharozei de dopamină dulce se raportează diferențiat la legarea receptorului striatal D2 și la vârsta în

Abstract

Introducere

Obezitatea este cauzată de ingerarea a mai multă energie decât a consumat pe o perioadă lungă de timp. Cu toate acestea, mecanismele implicate în reglarea aportului alimentar sunt complexe și nu sunt pe deplin înțelese. Un număr tot mai mare de dovezi sugerează că circuitele neuronale implicate în căile de recompensă și motivație, studiate în mod obișnuit în contextul dependenței, interacționează cu zonele clasice ale creierului de reglare homeostatică pentru a provoca hiperfagie hedonică și a contribui la dezvoltarea obezității (1). Datele din mai multe studii care au implicat RMN funcțional dependent de nivelul de oxigen din sânge (BOLD) au arătat că consumul de alimente generează un răspuns BOLD mai mic în striatul dorsal la subiecții cu obezitate decât cei slabi (2,3), probabil mediat de reducerea striatului funcționarea dopaminergică.

Sistemul de dopamină joacă un rol critic în medierea efectelor satisfăcătoare ale ingestiei de alimente și astfel influențează comportamentul de ingestie. De exemplu, rozătoarele cu deficit de dopamină încetează să mai mănânce și mor de foame, dar aceste animale pot fi salvate prin restabilirea semnalizării dopaminei fie sistemic (4), fie în striatul dorsal, dar nu ventral (5). Organizarea conservatorie evolutivă a striatului servește, parțial, la codificarea și reglarea diferențială a valorii hedonice a gustului pur și simplu al gustului în striatul ventral și a efectelor recompensante postestive ale zahărului în striatul dorsal (6).

O preferință sporită pentru dulceață intensă este înnăscută și un semn distinctiv al tinereții (7). Cu toate acestea, de la sfârșitul adolescenței până la maturitate, preferința pentru dulceață scade atât la rozătoare (8), cât și la oameni (7.9-11). În plus, datele din studiile efectuate pe modele de rozătoare demonstrează că scăderea preferinței pentru dulceață este atenuată de obezitate (8). Nu sunt cunoscute mecanismele responsabile de scăderea legată de vârstă a preferinței de dulceață și de modificarea preferinței de dulceață asociată cu obezitatea (12). Scopul principal al acestui studiu a fost de a testa ipoteza că scăderea legată de vârstă a preferințelor dulci este direct legată de scăderea legată de vârstă a receptorilor striatali D2 (D2R) și că această relație este modificată la persoanele cu obezitate.

Proiectare și metode de cercetare

Participanți

Douăzeci și patru de subiecți cu obezitate (IMC ≥30,0 kg/m 2) și 20 de subiecți fără obezitate (IMC 2) cu vârste cuprinse între 18 și 40 de ani (Tabelul 1) au acordat consimțământul scris și au participat la acest studiu, care a fost aprobat de comisia de revizuire instituțională a Școlii de Medicină a Universității Washington din St. Louis. Datele selectate de la acești subiecți au fost raportate anterior (13-15). Subiecții potențiali au finalizat o evaluare medicală cuprinzătoare care a inclus un test oral de toleranță la glucoză (OGTT); cei care aveau diabet, fumau tutun, luau medicamente care afectează funcția dopaminei, aveau un coeficient de inteligență. Vedeți acest tabel:

Vizualizați în linie
Vizualizați fereastra pop-up

Testarea gustului

Următoarele teste au fost efectuate la aproximativ 1 oră după ce subiecții au finalizat OGTT și au consumat o gustare ușoară standardizată.

Percepția intensității zaharozei

Pentru a ne asigura că diferențele de preferințe nu au fost confundate cu diferențele în percepția puterii stimulilor, am determinat percepția subiecților cu privire la intensitatea gustului dulce pe o gamă de concentrații de zaharoză utilizând scala de mărime a etichetei generale (16), așa cum s-a descris anterior (17).

Preferințe zaharoză

Pentru a determina intensitatea de dulceață a celor mai preferați subiecți, am folosit procedura de urmărire Monell din două serii, cu alegere forțată (11). Subiecților li s-au prezentat perechi de soluții care diferă în concentrația de zaharoză (3% -36% g/v), iar preferințele au fost determinate așa cum s-a descris anterior (11,17).

Tomografie cu emisie de pozitroni și achiziție și analize RMN

La o vizită separată, în medie 13,9 zile (SD 17,1) după testarea gustului, subiecții au fost supuși RMN funcțional și tomografie cu emisie de pozitroni 2-h (PET). Metodele pentru sinteza (N- [11 C] metil) benperidol ([11 C] NMB), RMN și achiziții de scanare PET și preprocesare au fost descrise anterior (13,14). Fiecare participant a primit o perfuzie intravenoasă cu un radioligand selectiv D2R nesensibil la dopamina endogenă, [11 C] NMB (6,4-18,1 mCi) timp de 20 de secunde. [11 C] Puritatea NMB a fost ≥96%, iar activitatea specifică a fost ≥ 1,066 Ci/mmol (39 TBq/mmol). Scanările PET au fost făcute cu tomograful Siemens/CTI ECAT EXACT HR + (18). Datele privind emisiile au fost colectate în modul 3D timp de 2 ore cu un total de 30 de cadre: 3 × 1 min, 4 × 2 min, 3 × 3 min și 20 × 5 min. Rezoluția spațială transaxială și axială la centrul feliei este de 4,3 mm și lățime totală de 4,1 mm la jumătate maximă în modul 3D.

Metodele pentru regiunile noastre de analiză bazată pe interese sunt descrise anterior (13,14). Am folosit FreeSurfer pentru segmentarea regiunilor striatale (19). Pentru a limita comparațiile multiple, am calculat în medie legarea specifică D2R (potențial de legare nedisplacabil [BPND]) în emisferele stânga și dreapta pentru fiecare regiune de interes. Valorile putamen și caudate D2R BPND au fost calculate pentru a obține un BPND striatal dorsal compozit, iar nucleul accumbens D2R BPND a fost utilizat pentru a determina BPND striatal ventral. Regiunea creierului mediu a ecoului gradient rapid pregătit de magnetizare a fiecărui individ a fost urmărită așa cum s-a descris anterior (13).

Analize statistice

Semnificația statistică a valorilor între grupuri a fost evaluată utilizând testul Pearson χ 2 sau testul nepereche, după caz, și diferențele de percepție a intensității dulceaței între grupuri au fost evaluate utilizând un ANOVA mixt. Am folosit modele de regresie liniară separate pentru striatul dorsal și ventral pentru a analiza capacitatea vârstei și D2R BPND de a prezice preferințele zaharozei. Vârsta × grupul și D2R BPND × interacțiunile grupului au fost incluse în model pentru a testa ipoteza că grupul a afectat puterea relațiilor dintre principalii factori. Analizele au fost repetate folosind rasa și sexul ca covariabile în etapa 1 a modelelor ierarhice de regresie multiplă liniară. Datele din tabele și figuri sunt prezentate ca medie ± SD, cu excepția cazului în care se indică altfel.