Збільшення ваги пов’язане зі зменшенням реакції смугастості на смачну їжу
Ерік Стіс
1 кафедра психології Техаського університету, Остін, штат Техас 78712,
Соня Йокум
1 кафедра психології Техаського університету, Остін, штат Техас 78712,
Кеннет Блюм
2 Департамент психіатрії, Медичний коледж Університету Флориди та Інститут мозку Мак-Найта, Гейнсвілль, Флорида, 32611, та
Кара Бохон
3 Кафедра психіатрії Каліфорнійського університету, Лос-Анджелес, Лос-Анджелес, Каліфорнія 90095
Анотація
У відповідності з теорією, що люди з гіпофункціональною схемою винагороди переїдають, щоб компенсувати дефіцит винагороди, у людей з ожирінням та нежирними людьми менше рецепторів D2 поперечно-смугастого типу і менше виявляється реакція смугастості на приємний прийом їжі. Низька стриатальна реакція на прийом їжі передбачає приріст ваги в майбутньому у тих, хто перебуває під генетичним ризиком, для зниженої сигналізації схем винагороди на основі дофаміну. Проте дослідження на тваринах показують, що прийом смачної їжі призводить до зниження регуляції D2-рецепторів, зниження чутливості до D2 та зниження чутливості до винагороди, вказуючи на те, що переїдання може сприяти зменшенню чутливості смуг. Таким чином, ми перевірили, чи переїдання призводить до зниження реакції смугових смуг на смачне споживання їжі у людей, використовуючи функціональну магнітно-резонансну томографію, що повторюється. Результати показали, що жінки, які набрали вагу за 6 місяців, продемонстрували зменшення реакції смугастості на приємне споживання їжі порівняно з стабільно ваговими жінками. У сукупності результати свідчать про те, що низька чутливість схем винагород збільшує ризик переїдання і що це переїдання може ще більше послабити чутливість схем винагород у процесі подальшої подачі.
Вступ
Стриатум відіграє ключову роль у кодуванні винагороди від прийому їжі. Годування пов'язане з вивільненням дофаміну (DA) у спинному стриатумі, а ступінь вивільнення DA корелює із кількістю задоволення від їжі (Szczypka et al., 2001; Small et al., 2003). Спинний стриатум реагує на поглинання шоколаду худими людьми і чутливий до його знецінення, годуючи понад насичення (Small et al., 2001).
Люди, що страждають ожирінням, демонструють меншу доступність смугастих рецепторів D2, ніж худі люди (Wang et al., 2001; Volkow et al., 2008), а ожирілі щури мають нижчий базальний рівень DA та знижують доступність рецепторів D2, ніж худі щури (Orosco et al., 1996; Фетисов та ін., 2002). Люди, що страждають ожирінням та худими, демонструють меншу активацію стриатальних цільових областей DA (хвостаті, путамени) у відповідь на смачне споживання їжі (Stice et al., 2008a, b), проте демонструють більшу активацію смугастості у відповідь на фотографії їжі (Rothemund et al., 2007; Stoeckel et al., 2008; Stice et al., 2010), вказуючи на розбіжність між споживчою винагородою за їжу та стимулюючою помітністю харчових сигналів. Критично важливо, що у людей, які виявляли слабшу активацію стриатального реагування у відповідь на прийом їжі, у кого був алель A1 TaqIA, що пов’язано з меншою доступністю рецепторів D2 у стриатах (Noble et al., 1991; Ritchie and Noble, 2003; Tupala et al., 2003) і зменшення метаболізму в стані стриатального спокою (Noble et al., 1997), показав підвищений приріст ваги в майбутньому (Stice et al., 2008a). У сукупності ці висновки узгоджуються з теорією, згідно з якою особи з нижчою сигнальною здатністю у схемою винагороди переїдають, щоб компенсувати цей дефіцит винагороди (Blum et al., 1996; Wang et al., 2002).
Однак є дані, що споживання смачної їжі призводить до зниження регуляції сигналізації DA. Регулярний прийом їжі з високим вмістом жиру та цукру, що призводить до збільшення ваги, призводить до зниження регуляції постсинаптичних рецепторів D2, зниження чутливості до D2 та зниження чутливості до винагороди у гризунів (Colantuoni et al., 2001; Bello et al., 2002; Kelley та ін., 2003; Джонсон та Кенні, 2010). Оскільки ці дані вказують на те, що переїдання може сприяти подальшому ослабленню реакції смугастості на їжу, ми провели перспективне дослідження з функціональною магнітно-резонансною томографією (fMRI), щоб безпосередньо перевірити, чи пов'язане переїдання зі зниженою активацією смуг у відповідь на смачні страви в люди.
Матеріали і методи
Учасники
Учасниками були 26 жінок із надмірною вагою та ожирінням (середній вік 21,0 ± 1,11 року; середній індекс маси тіла [ІМТ] 27,8 ± 2,45). Вибірка складалася з 7% азіатсько-тихоокеанських островів, 2% афроамериканців, 77% європейців, 5% корінних американців та 9% змішаної расової спадщини. Учасники надали письмову згоду. Місцева комісія з огляду етики схвалила це дослідження. Ті, хто повідомляв про переїдання або компенсаційну поведінку протягом останніх 3 місяців, поточне вживання психотропних препаратів або заборонених наркотиків, травму голови із втратою свідомості або поточний психічний розлад Axis I. Дані збирали на початковому рівні та протягом 6 місяців спостереження.
Заходи
Маса тіла.
ІМТ (кг/м 2) використовувався для відображення ожиріння (Dietz and Robinson, 1998). Після зняття взуття та пальто висоту вимірювали з точністю до міліметра за допомогою стадіометра, а вагу оцінювали з точністю до 0,1 кг за допомогою цифрової шкали. Дві міри кожного були отримані та усереднені. Учасників попросили утриматись від їжі протягом 3 год, перш ніж виконувати антропоморфні заходи для цілей стандартизації. ІМТ корелює з прямими показниками загального жиру в організмі, такими як рентгенівська абсорбціометрія з подвійною енергією (r = 0,80–0,90), та такими показниками, як артеріальний тиск, несприятливі профілі ліпопротеїнів, атеросклеротичні ураження, рівень інсуліну в сироватці крові та цукровий діабет (Dietz and Робінзон, 1998).
Парадигма фМРТ.
Учасників попросили споживати звичну їжу, але утримуватися від їжі та пиття (включаючи напої з кофеїном) протягом 4–6 годин до їх сеансу візуалізації для стандартизації. Ми вибрали цей період позбавлення, щоб охопити стан голоду, який відчуває більшість людей, коли вони підходять до наступного прийому їжі, а це час, коли індивідуальні відмінності в нагородженні за їжу логічно впливають на споживання калорій. Учасники завершили парадигму між 11:00 та 13:00 або 16:00 та 18:00. Незважаючи на те, що ми намагалися проводити базове та подальше сканування одночасно, через обмеження планування лише 62% учасників провели своє друге сканування протягом 3 годин з моменту завершення базового сканування (середня різниця в часі сканування, 3,0 год; діапазон 0,5–6,0 год). Учасники були ознайомлені з парадигмою fMRI на практиці на окремому комп’ютері перед скануванням.