Neurohormonelle und verhaltensbezogene Korrelate von Fettleibigkeit und Gewichtsverlust

Neuroimaging-Studie. Für diese Studie werden männliche und weibliche Freiwillige von der Investigational Weight Management Clinic (IWMC) an der University of Michigan rekrutiert. Alle neuropsychologischen Instrumente werden bei schlanken und fettleibigen Personen zu Studienbeginn und zwischen 4 und 6 Monaten gesammelt. Übergewichtige Personen werden 4 PET-Scans unterzogen: 1) zu Studienbeginn nach einer nächtlichen Fastenzeit; 2) zu Studienbeginn nach dem Konsum eines Certain-Shakes; 3) nach einer Verringerung des Körpergewichts um mindestens 15 % nach einem nächtlichen Fasten; 4) und nach dem Verzehr eines Certain-Shakes zum Zeitpunkt nach der Gewichtsabnahme. Schlanke Personen werden den beiden Scans zu Studienbeginn nach dem Fasten und nach dem Verzehr von Shakes unterzogen. Alle schlanken Probanden nehmen vor dem ersten Scannen ihre normale Ernährung zu sich. Die fettleibigen Probanden werden nach der Gewichtsabnahme ihrer zweiten Reihe von Scans unterzogen, während sie weiterhin die HMR-Diät zu sich nehmen.

Neuroimaging-Maßnahmen. Zwei PET-Studien mit [11C]Carfentanil (ein selektiver µ-Opioidrezeptor-Radiotracer) werden für jeden schlanken Probanden und 4 PET-Studien mit [11C]Carfentanil für adipöse Personen durchgeführt. Strukturelle und funktionelle MRT werden bei übergewichtigen Personen vor und nach Gewichtsverlust und bei schlanken Personen zu Studienbeginn zur Koregistrierung und anatomischen Standardisierung der PET-Daten und der Aktivierungsreaktion auf visuelle Reize erfasst. Nach ihrer Fertigstellung werden die folgenden Daten für statistische Analysen verwendet: 1) Baseline-µ-Opioid-Rezeptor-Verfügbarkeit in vivo (Bindungspotential, BPND) bei schlanken und fettleibigen Personen nach einem Fasten über Nacht. 2) Aktivierung des µ-Opioid-Systems nach dem Verzehr von 500 kcal (16 fl oz, 18 % Protein, 14 % CHO, 25 % Fett) von Certain Shake (ernährt) bei schlanken und fettleibigen Personen, gemessen an der akuten Reduktion des BPND. 3) Baseline MOR BPND bei übergewichtigen Personen, die ≥ 15 % ihres Körpergewichts über 4–6 Monate (fasten) verloren haben, nach einer nächtlichen Fastenzeit. 4) Aktivierung des µ-Opioid-Systems bei adipösen Personen, die ≥ 15 % ihres Körpergewichts verloren haben, nachdem sie 250 kcal von Certain Shake (ernährt) zu sich genommen haben.

PET-Erwerb. Kurz gesagt, [11C]Carfentanil, ein selektiver und spezifischer µ-Opioidrezeptor-Radioligand, wird in Tracer-Dosen unter Verwendung eines Bolus-/Dauerinfusionsprotokolls verabreicht, um schnelle Steady-States zwischen spezifischen und unspezifischen Bindungsregionen zu erreichen (5–7 Minuten nach dem Tracer Verwaltung). Achtundzwanzig Frames werden über 70 Minuten mit zunehmender Dauer (30 Sek. bis 5 Min.) erfasst. Zwei Scans werden jeweils zweimal erfasst: Eine Baseline ohne Herausforderungen und ein Scan nach dem Konsum eines Certain-Shakes. Anschließend werden dynamische Bilddaten für die Rezeptorscans Voxel für Voxel in parametrische Karten transformiert und miteinander koregistriert. Dazu gehören 1) eine Tracer-Transportmessung (K1-Verhältnis, proportional zum zerebralen Blutfluss; Tracer-Transport = Blutfluss x Tracer-Extraktion) und rezeptorbezogene Messungen (BPND) während 2) Basislinien-Scans und 3) nach dem Schütteln Verbrauch. Die Verringerung des BPND vom Ausgangswert bis zum Post-Shake-Konsum stellt ein Maß für die Aktivierung des endogenen Opioidsystems nach dem Shake-Konsum dar (bezogen auf die Belegung und Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen durch den endogenen Liganden). Diese parametrischen Bilder werden unter Verwendung einer modifizierten grafischen Logan-Analyse berechnet, wobei der okzipitale Cortex die Referenzregion ist. PET-Bilder werden dann mit dem strukturellen anatomischen T1-MRT-Bild koregistriert, affin transformiert und in den stereotaktischen Standardraum des Montreal Neurological Institute (MNI) unter Verwendung von gegenseitigen Informationsalgorithmen verzerrt. Der Grundlinien-Scan im nüchternen Zustand geht dem Post-Konsum-Scan aus Zeitgründen voraus und um Übertragungseffekte von aktiven (ernährt) zu Grundlinien-Zuständen (nüchtern) zu vermeiden. Beide PET-Scans werden am selben Tag durchgeführt, um die Reisezeit für die Probanden und damit den experimentellen Aufwand zu reduzieren.

Klinische Maßnahmen Zu den während der Bildgebungsstudien zu erfassenden psychobehavioralen Maßnahmen gehören: Die positive und negative Affektskala, das Profil der Stimmungsskalen, der Zustandsteil des Spielberg-Angstinventars und eine visuelle Analogskala (VAS) für Appetit und Schmackhaftigkeit werden vor und verabreicht nach jedem Versuch. Diese Messungen werden den emotionalen Zustand und den Appetit für Korrelationszwecke mit Änderungen der Neurorezeptor- und zirkulierenden Hormonspiegel während der Durchführung der Studien bewerten. Das MINI International Neuropsychiatric Interview (MINI600), das Inventory of Depressive Symptomatology (IDS-SR), das EuroQol-Maß für das Gesundheitsergebnis, der Merkmalsteil des Angstinventars und das NEO-Persönlichkeitsinventar werden vor dem Scannen für Sekundäranalysen (z. Beziehung zwischen bildgebenden Maßnahmen und "stabilen" Merkmalen).