Effekter av bilder etter langvarig aerobic trening på hjerneaktivering (E-Mech Anc II)

I denne pilotstudien vil etterforskerne bruke funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) for å bestemme effekten av visuelle matsignaler med høyt kaloriinnhold [dvs. bilder av mat som er høy i både sukker og fett (HS/HF), som iskrem] ved aktivering av appetitt og belønningsveier i hjernen etter langvarig (6 måneder) trening. Overvektsraten er høy blant amerikanske voksne med 33,8 % av voksne som har en BMI på 30 eller høyere (1). Den rådende troen er at homeostatiske systemer er på plass for å overvåke energihomeostase.

Ved aerob fysisk aktivitet påvirkes appetitten fordi det antas å oppstå en teoretisk positiv kobling mellom energiinntak og forbruk (2, 3). I løpet av treningsdager har korttidsstudier vist at det ikke er noen forskjeller i appetitt bortsett fra en forbigående reduksjon 15 minutter etter trening etter veldig hard trening(4). Kortvarig trening resulterer ikke i appetittforskjeller (5-7). På mellomlang sikt er det imidlertid en variabel (blandet) respons (5). På lang sikt antas det at det eksisterer en løs kobling mellom trening og appetittrespons (5).

Våre foreløpige data støtter sterkt en positiv kobling mellom trening og appetittrespons fordi i tidligere studier er mengden vekttap som oppnås etter aerob trening mindre enn forventet. Nærmere bestemt har studier av Tim Church tidligere funnet at hypertensive overvektige postmenopausale kvinner ikke gikk ned ~2,6 kg, men i stedet 1,4 kg (8). Dette er en forskjell på 46 % mellom hvor mye vekt som bør gå ned på grunn av energi brukt på trening sammenlignet med den faktiske mengden. En annen studie undersøkte 4 måneders aerob trening med moderat intensitet på 16KKW (9) og igjen var det forventet omtrent 2,7 kg vekttap, men bare 1,1 kg ble oppnådd. Dette antyder en forskjell på 59 %. Begge studiene hadde svært lavt frafall. Basert på resultatene av den høyeste treningsdosen i disse to studiene, øker avviket med en økning i treningsdosen. Deltakerne ble instruert om ikke å endre spisevaner og fysisk aktivitet utenom intervensjonen, og disse ble ikke endret signifikant. Disse kroppsvektresponsene gjenspeiler flertallet av intervensjonsstudier for aerob trening. King et al. utførte en overvåket aerobic treningsstudie (10). 58 personer fullførte 500 kcal/d treningsindusert energiforbruk i 5 dager/uke over 12 uker med en frafallsrate på 28 %. Totalt gikk et gjennomsnitt på bare 3,2 kg kroppsvekt ned. Over 50 % av personene klarte ikke å gå ned den forventede mengden og 15 % av personene gikk opp i vekt (11). Fire av ti studier i en oversikt fant at trening ikke engang resulterte i en kroppsvektforskjell mellom trenings- og kontrollgruppen(12). Denne differensielle responsen i energibalanse antas å være drevet av økt energiinntak. Stubbs et al. utført en randomisert crossover-studie med 3-7 dagers treningsbehandlinger. Treningsbehandlingene var ingen trening, deretter middels trening (~1,9 MJ/dag) og til slutt høy trening (~ 3,4 MJ/dag). Energiforbruket økte i henholdsvis ingen trening (9,2 MJ/dag), middels trening (11,0 MJ/dag) og høye treningsforhold (12,1 MJ/dag). Det ble funnet en statistisk signifikant økning i energiinntaket ved trening (ingen trening 8,9 MJ/dag, middels trening 9,2 MJ/dag og høy trening 10,0 MJ/d). Altså basert på kroppsvekt og disse energiinntaksdataene fra Stubbs et al. etterforskere føler at det er en biologisk drivkraft for å øke energiinntaket etter trening. Etterforskere søker å bestemme den nevrale mekanismen til denne appetittfulle responsen i det foreslåtte tilskuddet.

Tidligere 2 aerobic treningsstudier som undersøkte nevronresponsen på bilder har blitt utført. Våre er like og vil gi PBRC pilotdata for videre undersøkelser. Evero et al. tidligere funnet at nevronale signaler fra belønningsbanen ble redusert etter aerob trening (13). Cornier et al. fant at kronisk trening endrer nevronresponsen på matsignaler. Denne studien ble imidlertid forvirret på grunn av betydelig vekttap, som som nevnt ovenfor vanligvis ikke skjer med aerobic treningsforsøk. Resultatene antydet at insulaen kan være spesielt viktig ved treningsindusert vekttap og vedlikehold av vekttap (14). Denne studien håper å undersøke de nevronale responsene på aerob trening uten vekttap.

Fedme Kvinner ble vist matbilder av mat med høy energi. Høyenergimaten ga betydelig større aktivering i hjernebelønningsregionene hos overvektige sammenlignet med normalvektkontroll kvinner (15). Forskjeller mellom gruppene inkluderte ACC, VTA, nucleus accumbens (NAc), amygdala, ventral pallidum (Vent Pall), Caudate og Putamen (15). Etter måltid, overvektige individer, men ikke normalvektige individer, øker aktiveringen av putamen (del av striatum) og amygdala, noe som tyder på at disse regionene kan spille en rolle i overspising (16), og det er derfor disse områdene er inkorporert i den nåværende studiehypotesen. Disse tverrsnittsstudiene er viktige som tidligere Murdaugh et. al (17) fant at overvektige individer som ikke var vellykket med kortsiktig vekttap eller langsiktig vekttapvedlikehold hadde større aktivering av belønningsveiens hjerneregioner. Mens de er spekulative, kan kunstige søtningsmidler redusere suget ved ikke å aktivere belønningsveier, spesielt hos overvektige personer. Dette tilskuddet vil bidra til å gi pilotdata for ytterligere å belyse dette viktige spørsmålet.