Вподобання солодкої дофамінової сахарози різняться від зв’язування рецепторів D2 та похилого віку
Анотація
Вступ
Ожиріння спричиняється поглинанням більше енергії, ніж витрачається протягом тривалого періоду часу. Однак механізми, що беруть участь у регулюванні споживання їжі, є складними і не до кінця зрозумілими. Зростаюча кількість доказів припускає, що нервові ланцюги, що беруть участь у шляхах винагороди та мотивації, як правило, вивчаються в контексті наркоманії, взаємодіють із класичними гомеостатичними регуляторними зонами мозку, викликаючи гедонічну гіперфагію та сприяючи розвитку ожиріння (1). Дані кількох досліджень, що включали функціональну МРТ, що залежить від рівня кисню в крові (BOLD), показали, що споживання їжі викликає менший показник BOLD у спинному смугастому тілі у пацієнтів із ожирінням, ніж у тих, хто худий (2,3), імовірно, опосередкований зменшенням смугових дофамінергічне функціонування.
Дофамінова система відіграє вирішальну роль у опосередкуванні корисних ефектів при прийомі їжі і тим самим впливає на поведінку, сприйняту під час прийому їжі. Наприклад, гризуни з дефіцитом дофаміну перестають їсти і вмирають від голоду, але цих тварин можна врятувати, відновивши сигнали дофаміну або системно (4), або всередині спинного, але не черевного смугастого тіла (5). Еволюційно збережена організація смугастого тіла, частково, служить для диференційованого кодування та регулювання гедонічного значення простого смаку солодощі в черевному смугастому тілі та постінтеративного корисного ефекту цукру в спинному стриатумі (6).
Підвищена прихильність до інтенсивної солодкості є вродженою ознакою молодості (7). Однак від пізнього юнацького віку до дорослого віку переваги солодкості зменшуються як у гризунів (8), так і у людей (7,9–11). Крім того, дані досліджень, проведених на моделях гризунів, демонструють, що зниження переваги солодощі послаблюється ожирінням (8). Механізми, що відповідають за вікове зниження переваги солодощі та зміни переваг солодощі, пов’язані з ожирінням, невідомі (12). Основною метою цього дослідження було перевірити гіпотезу про те, що вікове зниження солодких уподобань безпосередньо пов’язане з віковим зниженням смугастих рецепторів D2 (D2R) і що ця залежність змінюється у людей із ожирінням.
Дизайн та методи дослідження
Учасники
Двадцять чотири суб'єкти із ожирінням (ІМТ ≥30,0 кг/м 2) та 20 суб'єктів без ожиріння (ІМТ 2) у віці від 18 до 40 років (Таблиця 1) надали письмову інформовану згоду та взяли участь у цьому дослідженні, яке було схвалено інституційною комісією з огляду медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі. Вибрані дані цих суб’єктів повідомлялись раніше (13–15). Потенційні суб’єкти пройшли всебічне медичне обстеження, яке включало пероральний тест на толерантність до глюкози (OGTT); ті, хто страждав на цукровий діабет, курили тютюн, приймали ліки, що впливають на функцію дофаміну, мали IQ Переглянути цю таблицю:
- Переглянути вбудований
- Переглянути спливаюче вікно
Тестування смаку
Наступні тести проводили через 1 год після того, як випробовувані закінчили ОГТТ та вжили стандартизовану легку закуску.
Сприйняття інтенсивності сахарози
Щоб розбіжності у вподобаннях не були збентежені різницями у сприйнятті сили подразників, ми визначили сприйняття суб’єктами інтенсивності солодкого смаку в межах ряду концентрацій сахарози, використовуючи загальну шкалу величини мітки (16), як описано раніше (17).
Вподобання сахарози
Щоб визначити найбільш бажану інтенсивність солодкості суб’єктів, ми використали двосерійну процедуру відстеження з примусовим вибором Monell (11). Суб'єктам було запропоновано пари розчинів, які відрізнялись за концентрацією сахарози (3% -36% мас./Об.), І переваги визначали, як описано раніше (11,17).
Позитронно-емісійна томографія та збір та аналіз МРТ
Під час окремого відвідування, в середньому через 13,9 дня (SD 17,1) після тестування смаку, суб’єктам проводили функціональну МРТ та 2-годинну позитронно-емісійну томографію (ПЕТ). Способи синтезу (N- [11 C] метил) бенперидолу ([11 C] NMB), отримання МРТ та ПЕТ сканування та попередньої обробки були описані раніше (13,14). Кожен учасник отримував внутрішньовенну інфузію D2R-селективного радіоліганду, нечутливого до ендогенного дофаміну, [11 С] ЯМБ (6,4–18,1 мКі) протягом 20 с. [11 С] Чистота NMB становила ≥96%, а питома активність становила ≥1,066 Кі/ммоль (39 ТБк/ммоль). ПЕТ-сканування проводили за допомогою томографа Siemens/CTI ECAT EXACT HR + (18). Дані про викиди збирали у 3D-режимі протягом 2 год із загальною кількістю кадрів 30: 3 × 1 хв, 4 × 2 хв, 3 × 3 хв та 20 × 5 хв. Трансаксіальна та осьова просторова роздільна здатність у центрі зрізу становлять 4,3 мм та 4,1 мм повної ширини з половиною максимуму в режимі 3D.
Методи аналізу на нашому регіоні, що цікавить, описані раніше (13,14). Ми використовували FreeSurfer для сегментації смугових областей (19). Щоб обмежити багаторазові порівняння, ми усереднили специфічне зв’язування D2R (невід’ємний потенціал зв’язування [BPND]) у лівій та правій півкулях для кожної області, що нас цікавить. Значення путамена та хвостатого D2R BPND усереднювали для отримання складеного дорсального смугастого BPND, а nucleus accumbens D2R BPND використовували для визначення вентрально-смугастого BPND. Область середнього мозку підготовленого намагнічуванням швидкого градієнтного ехо простежували, як описано раніше (13).
Статистичний аналіз
Статистичну значущість значень між групами оцінювали за допомогою χ 2 або неспареного t-тесту Пірсона за необхідності, а різницю у сприйнятті інтенсивності солодкості між групами оцінювали за допомогою змішаного ANOVA. Ми використовували окремі моделі лінійної регресії для дорсального та вентрального смугастого тіла для аналізу здатності віку та D2R BPND прогнозувати переваги сахарози. Взаємодії вікової групи та групи D2R BPND × були включені в модель для перевірки гіпотези про те, що група впливала на міцність взаємозв’язків між основними факторами. Аналіз повторювали, використовуючи расу та стать як коваріати на етапі 1 ієрархічних моделей множинної лінійної регресії. Дані в таблицях і на малюнках представлені як середнє значення ± SD, якщо не вказано інше.