Auswirkungen von Bildern nach langfristigem Aerobic-Training auf die Gehirnaktivierung (E-Mech Anc II)

In dieser Pilotstudie werden Forscher die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) verwenden, um die Auswirkungen von kalorienreichen visuellen Nahrungsmittelhinweisen [d. h. Bilder von Lebensmitteln, die sowohl viel Zucker als auch Fett (HS/HF) enthalten, wie z. B. Eiscreme] zur Aktivierung von Appetit- und Belohnungsbahnen im Gehirn nach langfristigem (6-monatigem) Training. Die Fettleibigkeitsrate ist bei Erwachsenen in den USA hoch: 33,8 % der Erwachsenen haben einen BMI von 30 oder mehr (1). Die vorherrschende Überzeugung ist, dass homöostatische Systeme vorhanden sind, um die Energiehomöostase zu überwachen.

Bei aerober körperlicher Aktivität wird der Appetit beeinträchtigt, da angenommen wird, dass eine theoretisch positive Kopplung zwischen Energieaufnahme und -verbrauch besteht (2, 3). An Trainingstagen haben Kurzzeitstudien gezeigt, dass es keine Unterschiede im Appetit gibt, mit Ausnahme eines vorübergehenden Rückgangs 15 Minuten nach dem Training nach sehr hartem Training(4). Kurzfristiges Training führt nicht zu Appetitunterschieden (5-7). Mittelfristig gibt es jedoch eine unterschiedliche (gemischte) Reaktion (5). Langfristig wird davon ausgegangen, dass eine lose Kopplung zwischen Bewegung und Appetitreaktion besteht (5).

Unsere vorläufigen Daten belegen eindeutig eine positive Verbindung zwischen Bewegung und Appetitreaktionen, da in früheren Studien der Gewichtsverlust, der nach Aerobic-Übungen erreicht wird, geringer ist als erwartet. Konkret haben Studien von Tim Church zuvor herausgefunden, dass hypertensive, übergewichtige postmenopausale Frauen nicht etwa 2,6 kg, sondern 1,4 kg verloren (8). Dies entspricht einem Unterschied von 46 % zwischen der Menge an Gewicht, die durch den Energieverbrauch beim Training verloren gehen sollte, und der tatsächlichen Menge. In einer anderen Studie wurden 4 Monate lang mäßig intensives Aerobic-Training mit 16 KKW (9) untersucht. Auch hier wurde ein Gewichtsverlust von etwa 2,7 kg erwartet, aber nur 1,1 kg erreicht. Dies deutet auf einen Unterschied von 59 % hin. Beide Studien hatten sehr niedrige Abbrecherquoten. Basierend auf den Ergebnissen der höchsten Trainingsdosis in diesen beiden Studien nimmt die Diskrepanz mit zunehmender Trainingsdosis zu. Die Teilnehmer wurden angewiesen, ihre Essgewohnheiten und körperliche Aktivität außerhalb der Intervention nicht zu ändern, und diese veränderten sich nicht wesentlich. Diese Körpergewichtsreaktionen spiegeln die Mehrzahl der Interventionsstudien zu Aerobic-Übungen wider. King et al. führten eine überwachte Aerobic-Übungsstudie durch (10). 58 Personen verbrauchten 5 Tage pro Woche über einen Zeitraum von 12 Wochen 500 kcal/Tag an durch körperliche Betätigung verursachter Energie, mit einer Abbrecherquote von 28 %. Insgesamt wurden durchschnittlich nur 3,2 kg Körpergewicht verloren. Über 50 % der Personen verloren nicht die erwartete Menge und 15 % der Personen nahmen zu (11). Vier von zehn Studien in einer Übersicht kamen zu dem Schluss, dass körperliche Betätigung nicht einmal zu einem Unterschied im Körpergewicht zwischen der Trainings- und der Kontrollgruppe führte (12). Es wird angenommen, dass diese unterschiedliche Reaktion in der Energiebilanz auf eine erhöhte Energieaufnahme zurückzuführen ist. Stubbs et al. führte eine randomisierte Crossover-Studie mit 3-7-tägigen Trainingsbehandlungen durch. Die Trainingsbehandlungen waren kein Training, dann mittleres Training (~1,9 MJ/Tag) und schließlich hohes Training (~3,4 MJ/Tag). Der Energieverbrauch stieg unter den Bedingungen ohne körperliche Betätigung (9,2 MJ/Tag), mittlerer körperlicher Betätigung (11,0 MJ/Tag) bzw. starker körperlicher Betätigung (12,1 MJ/Tag). Es wurde ein statistisch signifikanter Anstieg der Energieaufnahme bei körperlicher Betätigung festgestellt (keine körperliche Betätigung 8,9 MJ/Tag, mittlere körperliche Betätigung 9,2 MJ/Tag und starke körperliche Betätigung 10,0 MJ/Tag). Basierend auf dem Körpergewicht und diesen Energieaufnahmedaten von Stubbs et al. Forscher glauben, dass es einen biologischen Antrieb gibt, die Energieaufnahme nach dem Training zu erhöhen. Die Forscher versuchen, den neuronalen Mechanismus dieser appetitanregenden Reaktion im vorgeschlagenen Zuschuss zu bestimmen.

Zuvor wurden zwei Aerobic-Studien durchgeführt, bei denen die neuronale Reaktion auf Bilder untersucht wurde. Unsere sind ähnlich und werden PBRC Pilotdaten für weitere Untersuchungen bereitstellen. Evero et al. zuvor festgestellt, dass die neuronalen Reize des Belohnungswegs nach Aerobic-Übungen reduziert wurden (13). Cornier et al. fanden heraus, dass chronisches Training die neuronale Reaktion auf Nahrungsmittelsignale verändert. Allerdings war diese Studie aufgrund des erheblichen Gewichtsverlusts verfälscht, der, wie oben erwähnt, bei Aerobic-Übungen im Allgemeinen nicht auftritt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Insula besonders wichtig für den durch körperliche Betätigung verursachten Gewichtsverlust und die Aufrechterhaltung des Gewichtsverlusts sein könnte (14). Ziel dieser Studie ist es, die neuronalen Reaktionen auf Aerobic-Übungen ohne Gewichtsverlust zu untersuchen.

Übergewichtigen Frauen wurden Lebensmittelbildhinweise für energiereiche Lebensmittel gezeigt. Die energiereichen Nahrungsmittel führten bei adipösen Frauen zu einer deutlich stärkeren Aktivierung der Belohnungsregionen im Gehirn als bei normalgewichtigen Frauen (15). Unterschiede zwischen den Gruppen umfassten ACC, VTA, Nucleus accumbens (NAc), Amygdala, ventrales Pallidum (Vent Pall), Caudate und Putamen (15). Postprandiale, fettleibige Personen, aber keine normalgewichtigen Personen, erhöhen die Aktivierung des Putamen (Teil des Striatums) und der Amygdala, was darauf hindeutet, dass diese Regionen bei übermäßigem Essen eine Rolle spielen könnten (16), weshalb diese Regionen in die aktuelle Studienhypothese einbezogen werden. Diese Querschnittsstudien sind wichtig, da bereits Murdaugh et. al (17) fanden heraus, dass fettleibige Personen, denen es nicht gelang, kurzfristig Gewicht zu verlieren oder den Gewichtsverlust längerfristig beizubehalten, eine stärkere Aktivierung der Gehirnregionen des Belohnungswegs aufwiesen. Auch wenn dies spekulativ ist, können künstliche Süßstoffe das Verlangen reduzieren, indem sie die Belohnungswege nicht aktivieren, insbesondere bei übergewichtigen Personen. Dieser Zuschuss wird dazu beitragen, Pilotdaten bereitzustellen, um diese wichtige Frage weiter zu klären.