Účinky obrázků po požití nápoje na aktivaci mozku (Sweety)

V této pilotní studii použijeme funkční magnetickou rezonanci (fMRI) ke stanovení účinků vysoce kalorických vizuálních potravinových podnětů [tj. obrázky potravin, které mají vysoký obsah cukru i tuku (HS/HF), jako je zmrzlina] při aktivaci cest chuti, chuti k jídlu a odměny v mozku po samostatném požití (1) umělého slazeného roztoku (2) roztok sacharózy a (3) roztok bez chuti u obézních jedinců. Míra obezity je mezi dospělými v USA vysoká, 33,8 % dospělých má BMI 30 nebo vyšší (1). Převládající názor je, že jsou zavedeny homeostatické systémy pro monitorování energetické homeostázy. Zdá se, že cukrem slazené nápoje mění homeostatické systémy tak, že (1) metabolické zpětnovazební signály nefungují správně nebo tak, jak bylo zamýšleno (2), protože je vidět malá nebo žádná dietní kompenzace s energií z nápojů (3), nebo (2) sladkých a slaná jídla (nápoje slazené cukrem) potlačují systém (tj. hédonika) (2). Epidemiologické údaje naznačují, že Američané konzumují 20–25 % své energie ve formě nápojů, což se rovná ~430–535 kcal/den (3, 4). Ve většině studií bylo prokázáno, že příjem nápojů slazených cukrem zvyšuje hmotnost (5, 6). I když jsou k dispozici omezené údaje, metaanalýza u lidí ukazuje, že zahrnutí aspartamu ve srovnání s cukrem snižuje příjem energie (7). Prospektivní studie zjistila, že lidé udržující hubnutí používají umělá sladidla více než jedinci s normální hmotností (8). To naznačuje, že umělá sladidla mohou být metodou na podporu hubnutí u obézních jedinců. Veřejná politika týkající se nápojů slazených cukrem se začíná přehodnocovat, v současné době však není známo, jaký vliv má příjem nápojů slazených cukrem a umělých slazených roztoků na (1) chuť, chuť k jídlu a oblasti odměny v mozku a (2) touhu po jídle a související aktivace mozku u obézních vs. jedinců s normální hmotností. Cílem této studie je poskytnout důležitá data o tom, proč obézní jedinci nadále konzumují nápoje slazené cukrem navzdory souvisejícím negativním zdravotním výsledkům. Předpokládáme, že tato konzumace je způsobena nápoji slazenými cukrem, nikoli však umělými sladidly, která aktivují mozkové dráhy odměny (hedonics).

Sacharóza a umělá sladidla Dříve bylo zjištěno, že u obézních lidí existuje změněná hypotalamická odpověď na požití glukózy (9). U obézních lidí se zdá, že aktivace mozku je narušená; tj. byla nižší a zpožděná ve srovnání s hubenými subjekty. Tato studie postrádala funkční kontrast a měla vyšší šum a menší přesnost než současná technologie fMRI závislá na hladině kyslíku v krvi (BOLD) a analyzoval se pouze hypotalamus (9). Současná studie a budoucí studie z tohoto pilotního projektu a práce na proveditelnosti dále určí, zda jsou reakce na cukr ve stravě u obézních jedinců rozdílně regulovány, což může přispět k nadměrné konzumaci nápojů slazených cukrem u obézních dospělých.

Frank a kol. dospěli k závěru, že chuťové dráhy jsou aktivovány sukralózou a chutí sacharózy u mladších žen s normální hmotností (10). Pouze sacharóza rekrutovala cesty odměny, ale cesty chuti k jídlu nebyly zdokumentovány buď kvůli nedostatku významnosti nebo vyšetření (10). Tato studie potvrdí, že požití nápoje na rozdíl od ochutnávání vyvolává podobnou odpověď na odměnu a také zkoumá cesty k chuti k jídlu a odměňování u obézních jedinců.

Účinky kalorického vs. nekalorického sladidla na aktivaci chuti byly dříve zkoumány u mužů s normální hmotností (11). Během degustace nekalorického roztoku byly spotřebovány i 2 kalorické ochucovadla. Tyto kalorické ochucovadla by mohly vyvolat rozdílné reakce cefalické fáze a změnit výsledky (12). Konzumace umělého sladidla nebo kalorického roztoku zvýšila aktivaci insuly, středního OFC, laterálního OFC a amygdaly. U umělého sladidla došlo k větší aktivaci OFC (11). Dále byly zkoumány účinky sladké chuti (2,4 ml) u mladších mužů a žen, kteří pijí dietní sodovku (13). Voda byla použita jako oplach a základní linie pro srovnání mezi dietou a běžnou sodou. U těchto osob byla pozorována vyšší aktivační odpověď mozku pravé orbitální frontální kůry v nekalorickém roztoku než v kalorickém roztoku (13). Tyto předchozí studie využívaly pouze účastníky s normální hmotností a chuť, aby zkoumaly účinky umělých sladidel na reakci mozku. Současná studie zkoumá obézní jedince a požívání roztoku s cílem pozorovat rozdíly v aktivaci mozku. Celkově existují rozdílné mozkové reakce na kalorická a nekalorická sladidla u jedinců s normální hmotností, takže dříve autoři navrhli, že je třeba provést další výzkum, pokud jde o účinnost umělých sladidel při snižování energetického příjmu.

Obezita Ženám byly ukázány potravinové obrázky potravin s vysokým obsahem energie. Vysokoenergetické potraviny produkovaly významně větší aktivaci v oblastech odměňování mozku u obézních ve srovnání s ženami s normální kontrolou hmotnosti (14). Rozdíly mezi skupinami zahrnovaly ACC, VTA, nucleus accumbens (NAc), amygdala, ventrální pallidum (Vent Pall), Caudate a Putamen (14). Obézní jedinci po jídle, ale ne jedinci s normální hmotností, zvyšují aktivaci putamenu (části striatum) a amygdaly, což naznačuje, že tyto oblasti mohou hrát roli při přejídání (15), a proto jsou tyto oblasti začleněny do hypotézy současné studie. Tyto průřezové studie jsou důležité, jak již dříve Murdaugh et. al (16) zjistili, že obézní jedinci, kteří nebyli úspěšní v krátkodobém úbytku hmotnosti nebo v dlouhodobém udržení úbytku hmotnosti, měli větší aktivaci mozkových oblastí dráhy odměny. I když jsou umělá sladidla spekulativní, mohou snížit chuť k jídlu tím, že neaktivují cesty odměny, zejména u obézních osob. Tento grant pomůže poskytnout pilotní data k dalšímu objasnění této důležité otázky.