Effetti delle immagini dopo l'esercizio aerobico a lungo termine sull'attivazione cerebrale (E-Mech Anc II)

In questo studio pilota, i ricercatori utilizzeranno la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per determinare gli effetti dei segnali alimentari visivi ad alto contenuto calorico [ad es. immagini di cibi ad alto contenuto sia di zuccheri che di grassi (HS/HF), come il gelato] sull'attivazione dell'appetito e sui percorsi di ricompensa nel cervello dopo l'esercizio a lungo termine (6 mesi). I tassi di obesità sono alti tra gli adulti statunitensi con il 33,8% degli adulti con un BMI di 30 o superiore (1). La convinzione prevalente è che i sistemi omeostatici siano in atto per monitorare l'omeostasi energetica.

Con l'attività fisica aerobica, l'appetito ne risente perché si pensa che si verifichi un accoppiamento teoricamente positivo tra l'assunzione e il dispendio energetico (2, 3). Durante i giorni di esercizio, studi a breve termine hanno dimostrato che non ci sono differenze nell'appetito ad eccezione di una diminuzione transitoria 15 minuti dopo l'esercizio dopo un esercizio molto intenso(4). L'esercizio a breve termine non provoca differenze appetitive (5-7). Tuttavia, a medio termine, vi è una risposta variabile (mista) (5). A lungo termine si ritiene che esista un accoppiamento libero tra l'esercizio e la risposta all'appetito (5).

I nostri dati preliminari supportano fortemente un accoppiamento positivo tra esercizio e risposte appetitive perché in studi precedenti la quantità di perdita di peso che si ottiene dopo l'esercizio aerobico è inferiore al previsto. In particolare, gli studi di Tim Church hanno precedentemente scoperto che le donne ipertese in postmenopausa in sovrappeso non hanno perso ~ 2,6 kg ma invece 1,4 kg (8). Questa è una differenza del 46% tra quanto peso dovrebbe essere perso a causa dell'energia spesa con l'esercizio rispetto alla quantità effettiva. Un altro studio ha esaminato 4 mesi di esercizio aerobico di intensità moderata di 16KKW (9) e ancora una volta ci si aspettava una perdita di peso di circa 2,7 kg, ma è stato raggiunto solo 1,1 kg. Ciò suggerisce una differenza del 59%. Entrambi gli studi hanno avuto tassi di abbandono molto bassi. Sulla base dei risultati della più alta dose di esercizio in questi due studi, la discrepanza cresce con l'aumentare della dose di esercizio. I partecipanti sono stati istruiti a non modificare le abitudini alimentari e l'attività fisica al di fuori dell'intervento e queste non sono state alterate in modo significativo. Queste risposte sul peso corporeo rispecchiano la maggior parte degli studi di intervento sull'esercizio aerobico. Re et al. eseguito uno studio di esercizio aerobico supervisionato (10). 58 persone hanno completato 500 kcal/die di dispendio energetico indotto dall'esercizio per 5 giorni/settimana per 12 settimane con un tasso di abbandono del 28%. Complessivamente sono stati persi in media solo 3,2 kg di peso corporeo. Oltre il 50% delle persone non è riuscito a perdere la quantità prevista e il 15% delle persone è aumentato di peso (11). Quattro studi su dieci in una revisione hanno rilevato che l'esercizio non ha nemmeno provocato una differenza di peso corporeo tra l'esercizio e il gruppo di controllo (12). Si ritiene che questa risposta differenziale nel bilancio energetico sia guidata da un maggiore apporto energetico. Stubbs et al. eseguito uno studio incrociato randomizzato con trattamenti di esercizio di 3-7 giorni. I trattamenti di esercizio erano senza esercizio, quindi esercizio medio (~ 1,9 MJ/giorno) e infine esercizio elevato (~ 3,4 MJ/giorno). Il dispendio energetico è aumentato rispettivamente nelle condizioni di assenza di esercizio (9,2 MJ/giorno), esercizio medio (11,0 MJ/giorno) e esercizio intenso (12,1 MJ/giorno). È stato rilevato un aumento statisticamente significativo dell'apporto energetico con l'esercizio (nessun esercizio 8,9 MJ/giorno, esercizio medio 9,2 MJ/giorno e esercizio elevato 10,0 MJ/giorno). Pertanto, sulla base del peso corporeo e di questi dati sull'assunzione di energia di Stubbs et al. i ricercatori ritengono che ci sia una spinta biologica ad aumentare l'assunzione di energia dopo l'esercizio. Gli investigatori cercano di determinare il meccanismo neurale di questa risposta appetitiva nella sovvenzione proposta.

In precedenza sono stati eseguiti 2 studi sull'esercizio aerobico che esaminavano la risposta neuronale alle immagini. I nostri sono simili e forniranno alla PBRC dati pilota per ulteriori indagini. Evero et al. precedentemente scoperto che i segnali neuronali del percorso di ricompensa erano ridotti dopo l'esercizio aerobico (13). Cornier et al. scoperto che l'esercizio cronico altera la risposta neuronale ai segnali alimentari. Tuttavia questo studio è stato confuso a causa della significativa perdita di peso che, come affermato sopra, generalmente non si verifica con le prove di esercizio aerobico. I risultati hanno suggerito che l'insula può essere particolarmente importante nella perdita di peso indotta dall'esercizio e nel mantenimento della perdita di peso (14). Questo studio spera di esaminare le risposte neuronali all'esercizio aerobico senza perdita di peso.

Obesità Alle donne sono stati mostrati segnali di immagini alimentari di cibi ad alto contenuto energetico. Gli alimenti ad alto contenuto energetico hanno prodotto un'attivazione significativamente maggiore nelle regioni di ricompensa del cervello nelle donne obese rispetto alle donne con controllo del peso normale (15). Le differenze tra i gruppi includevano ACC, VTA, nucleus accumbens (NAc), amigdala, ventral pallidum (Vent Pall), Caudate e Putamen (15). Dopo il pasto, gli individui obesi, ma non gli individui di peso normale, aumentano l'attivazione del putamen (parte dello striato) e dell'amigdala suggerendo che queste regioni possono svolgere un ruolo nell'eccesso di cibo (16), motivo per cui queste regioni sono incorporate nell'attuale ipotesi di studio. Questi studi trasversali sono importanti poiché in precedenza Murdaugh et. al (17) hanno scoperto che gli individui obesi che non hanno avuto successo nella perdita di peso a breve termine o nel mantenimento della perdita di peso a lungo termine avevano una maggiore attivazione delle regioni cerebrali del percorso della ricompensa. Sebbene speculativi, i dolcificanti artificiali possono ridurre le voglie non attivando percorsi di ricompensa, specialmente nelle persone obese. Questa sovvenzione contribuirà a fornire dati pilota per chiarire ulteriormente questa importante questione.