храна

  • елементи
  • абстрактно
  • Въведение
  • Променени механизми за възнаграждение при затлъстяване
  • Те причиняват генетични и други съществуващи разлики във функциите за възнаграждаване на затлъстяването?
  • Затлъстяването променя механизмите на вторично възнаграждение и ускорява този процес?
  • Променени механизми на възнаграждение след бариатрична хирургия
  • Възможни механизми за промени в чувствителността на вкуса и хранителната хедоника, причинени от RYGB
  • заключения

елементи

  • Бариатрична хирургия
  • Поведение при хранене
  • Затлъстяване
  • психология

абстрактно

Стомашно-байпасната операция Roux-en-Y (RYGB) остава най-ефективното дългосрочно лечение на затлъстяването и свързаните с него съпътстващи заболявания, но специфичните механизми остават неуловими. Тъй като пациентите с RYGB изглежда вече не се притесняват от идеите за храна и са доволни от много по-малки храни и калорично разредени храни, те биха могли да участват в механизмите за възнаграждение на мозъка. Точно както затлъстяването може да доведе до дезадаптивни промени във функциите за възнаграждение, обръщането на затлъстяването с RYGB може да нормализира тези промени или допълнително да рестартира системата за възнаграждение с храна чрез промени в секрецията на чревния хормон, отвратително кондициониране и/или вторични ефекти от загубата на тегло. Ще бъдат необходими бъдещи проучвания с дългосрочни оценки на поведението на възнаграждението и техните подлежащи нервни вериги преди и след операцията, за да се разкрият съответните специфични механизми. Такива нови открития могат да подкрепят бъдещите фармакологични и поведенчески подходи към затлъстяването.

Ясно е, че правилното решение за този тип затлъстяване би било премахването на некомпенсирания фактор; обаче, предвид огромния корпоративен, политически и социален натиск, е нереалистично да се очаква това да бъде постигнато в близко бъдеще. Междувременно ще трябва да разчитаме силно на разработването на лекарства и други симптоматични лечения за затлъстяване. Бариатричната хирургия е една от тези терапии, която наскоро набра силна скорост, не само по отношение на броя на извършените операции, но и в обещанието си да разкрие потенциални тайни на все още не напълно разбраните физиологични механизми, допринасящи за регулирането на теглото/затлъстяването. Разкриването на тези тайни може да доведе до хирургично затлъстяване без ножове в бъдеще.

Забележително е, че за разлика от индуцираната от диетата загуба на тегло, загубата на тегло, причинена от бариатрична хирургия, особено стомашен байпас на Roux-en-Y (RYGB), продължава до 15 години или повече, което предполага, че силните биологични механизми, предотвратяващи загубата на тегло, са неутрализирани или засенчени от хирургия. В идеалния случай операцията на стомашен байпас по някакъв начин би възстановила нивото на защитеното телесно тегло, така че пациентът, който е доволен от намалено количество храна, да не е „вечно“ гладен.

Предварителните данни и предварителните доклади сочат, че пациентите с бариатрична хирургия „губят желание“ да ядат и вече не се занимават с храна и диетични мисли. Изглежда, че са доволни от много по-малки хранения и калорично разредени храни. 2, 3, 4, 5 По този начин е възможно RYGB да доведе до промени в начина, по който се възприемат вкусовете на храната и начина, по който мозъкът изчислява хранителните награди. Ограничените изследвания при лица със затлъстяване показват, че затлъстяването е свързано с промени в невронните и поведенчески механизми за възнаграждение на храната, с 6, 7 и паралели, открити между наркотиците и пристрастяването към храна. 8, 9, 10, 11 По този начин бариатричната хирургия може да бъде успешна, защото обръща или поне неутрализира промените във функциите за възнаграждение, причинени от затлъстяването.

Следователно целта на тази статия е да направи преглед на съществуващата литература за дисфункциите на възнагражденията, свързани със затлъстяването и промените във функцията на апетита и възнаграждението, предизвикани от бариатрична хирургия, включително нашите собствени неотдавнашни наблюдения в модела на плъхове RYGB, и да проучи възможните механизми, свързани с това. в тези промени (Фигура 1).

Схематична диаграма, показваща връзката между затлъстяването и храната.

Изображение в пълен размер

Променени механизми за възнаграждение при затлъстяване

Те причиняват генетични и други съществуващи разлики във функциите за възнаграждаване на затлъстяването?

Въпреки че натискът върху околната среда несъмнено подтиква населението към по-висок прием на храна и телесно тегло, това просто обяснение не отчита факта, че не всички субекти, изложени на една и съща среда, наддават на тегло. Това предполага, че съществуващите различия правят някои индивиди по-уязвими от увеличената наличност на вкусни храни и стимули. Предсексистките различия могат да бъдат определени чрез генетични и епигенетични промени и опит в ранния живот чрез програмиране на развитието. От 20-те основни гена (ясни доказателства от поне две независими проучвания), свързани с развитието на затлъстяване, нито един не участва пряко в известните механизми на функцията за възнаграждение. Тъй като обаче комбинираният ефект на тези гени представлява само по-малко от около 5% от човешкото затлъстяване, е много вероятно все още да не са открити много важни гени, някои от които биха могли да функционират в системата за възнаграждение.

Сравнението на бедни и затлъстели индивиди, носещи различни алели на гените на допаминовия D2-рецептор или му-опиоидните рецептори, разкрива различия в поведенческите и невронните реакции на вкусната храна. 13, 14, 15, 16 Няколко разлики в мезолимбичната допаминова сигнализация са съобщени при селективно отглеждани линии на плъхове, склонни към затлъстяване и затлъстяване. 17 Мезолимбичната допаминова сигнализация също е силно потисната при лептин-дефицитни ob/ob мишки и спасена чрез системно заместване на лептин. Въпреки това, при хора с лептинов дефицит, преглеждането на изображения на вкусни храни води до прекомерна нервна активност в отсъствието на лептин, който е отстранен след прилагане на лептин. 19 Освен това, невроизобразяването с използване на позитронно-емисионна томография показва намалена наличност на допаминовия D2 рецептор, най-вече в дорзалния и латералния, но не и в вентралния стриатум. 10 Въз основа на това последно наблюдение е разработена хипотеза за липса на възнаграждение, което предполага, че повишеният прием на храна е опит за генериране на повече награда като компенсация за намаленото сигнализиране за мезолимбичен допамин. 10, 20

Нашите собствени проучвания при плъхове предполагат, че затлъстяването променя поведението на възнаграждението за храна по зависим от концентрацията начин с намалена „популярност“ на разредена захароза и царевично масло, но с повишена „популярност“ с най-висока концентрация. В допълнение, индуцираните от диета плъхове със затлъстяване в сравнение с постно, безплодно хранени плъхове на Sprague-Dawley, хранени с фуражи, както и млади, генетично подбрани, предразположени към затлъстяване линии, показват намален „глад“, измерен по-бавно. скорост на завършване в мотивационния път и по-ниски точки на прекъсване в парадигмата на лостовата преса с прогресивно съотношение.

В обобщение, разликите в сигнализирането на мезолимбичния допамин са най-изразени при променените прогнози и консумация на храни и затлъстяване. Все още не е ясно до каква степен тези поведенчески промени и затлъстяване са причинени от съществуващи различия и/или странични ефекти. Само дългосрочните проучвания в генетично дефинирани популации ще дадат по-убедителни отговори.

Затлъстяването променя механизмите на вторично възнаграждение и ускорява този процес?

Затлъстяването е свързано с нерегулирани сигнални системи, като лептин и инсулинова резистентност, както и повишена сигнализация чрез провъзпалителни цитокини и пътища, активирани от оксидативен и ендоплазмен стрес в ретикулума. 21 Ясно е, че токсичната вътрешна среда, причинена от затлъстяването, спасява мозъка. 22, 23, 24, 25, 26, 27 Счита се, че индуцираната от затлъстяването церебрална инсулинова резистентност има пряк ефект върху развитието на болестта на Алцхаймер, в момента наричана още диабет тип 3, 28, както и други невродегенеративни заболявания. 29

В обобщение, изглежда ясно, че вътрешната „токсична“ среда, причинена от затлъстяването, не спира на мозъчно ниво и не спира в мозъчните схеми за възнаграждение. Както в мозъчните региони, участващи в регулирането на хомеостатичния енергиен баланс, като хипоталамуса, така и в когнитивния контрол, като хипокампуса и неокортекса, промените в веригата в кортикоимбалните и други региони вероятно ще бъдат повлияни от промени в индуцираното от затлъстяването периферно сигнали. мозъчна и локална мозъчна сигнализация чрез възпалителни, окислителни и митохондриални стрес пътища.

Променени механизми на възнаграждение след бариатрична хирургия

Малко изследвания са разглеждали този въпрос, но има усещането, че той бързо нараства в тази област. В едно проучване пациентите с RYGB показват повишена острота до сладък вкус, като някои пациенти се оплакват, че храната е твърде сладка, 32 но в друго проучване, повишена острота до горещо-кисел вкус и тенденция към по-ниско откриване на сол и сладост. 33 В други проучвания при хора предпочитанията към храни с високо съдържание на въглехидрати 34 и храни с високо съдържание на мазнини 3, 34 след RYGB намаляват. Освен това се съобщава, че пациентите с RYGB губят желанието или мотивацията си да ядат. 34

Възможни механизми за промени в чувствителността на вкуса и хранителната хедоника, причинени от RYGB

Чревните хормони са получили възможно най-голямо внимание като медиатори на благоприятните ефекти на RYGB върху глюкозната хомеостаза и телесно тегло. Долните чревни хормони глюкагон-подобен пептид-1 и пептид YY, които са значително повишени след RYGB, са основните кандидати за бързо подобряване на глюкозната хомеостаза и намален апетит. Други потенциални кандидати са други фактори, екскретирани от тънките черва, като олейлетаноламид, N-ацетилфосфатидилетаноламин, аполипопротеин A-IV и грелин, които се екскретират главно от заобикаляния стомах. Тези хормони и фактори могат да повлияят на обработката на награди, като действат директно върху вкусовите и обонятелните пътища 42, 43, 44 и схемите за възнаграждение, 45, 46, 47 или първата функция на първичните висцерални аферентни органи, предаващи информация към тези вериги.

И накрая, също така е много вероятно поне част от хипофизната жлеза да е резултат от отвратително кондициониране по време на ранния постхирургичен период, когато пренаредените черва са изправени пред неочаквани необичайни предизвикателства. Бързо погълнатата течна храна може да доведе до отделяне на твърди и твърди храни, които са свързани с много неприятни усещания. Такива негативни чувства, свързани с определени храни, могат да доведат до обуславяне на отвращение към храната с течение на времето.

заключения

Въпреки че промените в секрецията на чревния хормон, индуцирани от RYGB, отклоняващо кондициониране и/или вторични ефекти от загуба на тегло изглежда да рестартират системата за възнаграждение на мозъка, специфичните механизми и участващите пътища не са напълно изяснени. Ще бъдат необходими бъдещи проучвания с дългосрочна оценка на поведението на възнаграждението и основните им нервни механизми преди операцията и в няколко времеви точки след операцията и при контролирани с двойно хранене.