Wpływ obrazów po spożyciu napoju na aktywację mózgu (Sweety)

W tym badaniu pilotażowym użyjemy funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) do określenia wpływu wysokokalorycznych wizualnych wskazówek żywieniowych [tj. obrazy żywności bogatej zarówno w cukier, jak i tłuszcz (HS/HF), takiej jak lody] na aktywację szlaków smaku, apetytu i nagrody w mózgu po oddzielnym spożyciu (1) sztucznego słodzonego roztworu (2) roztwór sacharozy i (3) roztwór bez smaku u osób otyłych. Wskaźniki otyłości są wysokie wśród dorosłych Amerykanów, przy czym 33,8% dorosłych ma BMI 30 lub więcej (1). Panuje przekonanie, że systemy homeostatyczne służą do monitorowania homeostazy energetycznej. Napoje słodzone cukrem wydają się zmieniać układy homeostatyczne, tak że (1) metaboliczne sygnały zwrotne nie działają prawidłowo lub zgodnie z przeznaczeniem (2), ponieważ energia z napojów jest niewielka lub żadna nie jest kompensowana dietą (3) lub (2) słodkie i słone potrawy (napoje słodzone cukrem) mają pierwszeństwo przed systemem (tj. hedonika) (2). Dane epidemiologiczne sugerują, że Amerykanie spożywają 20-25% swojej energii w postaci napojów, co odpowiada ~430-535 kcal/dzień (3, 4). W większości badań wykazano, że spożycie napojów słodzonych cukrem zwiększa wagę (5, 6). Chociaż dostępne są ograniczone dane, metaanaliza dotycząca ludzi pokazuje, że włączenie aspartamu w porównaniu z cukrem zmniejsza pobór energii (7). Prospektywne badanie wykazało, że osoby utrzymujące utratę wagi wykorzystują sztuczne słodziki częściej niż osoby o normalnej wadze (8). Sugeruje to, że sztuczne słodziki mogą być metodą promowania utraty wagi u osób otyłych. Zaczyna się ponownie analizować politykę publiczną dotyczącą napojów słodzonych cukrem, jednak obecnie nie wiadomo, jaki wpływ ma spożycie napojów słodzonych cukrem i sztucznych roztworów słodzonych na (1) regiony mózgu odpowiedzialne za smak, apetyt i nagrodę oraz (2) zachcianki na jedzenie i powiązana aktywacja mózgu u osób otyłych i osób z prawidłową masą ciała. Celem tego badania jest dostarczenie ważnych danych na temat powodów, dla których osoby otyłe nadal spożywają napoje słodzone cukrem, pomimo związanych z tym negatywnych skutków zdrowotnych. Stawiamy hipotezę, że to spożycie jest spowodowane napojami słodzonymi cukrem, ale nie sztucznymi słodzikami, aktywującymi ścieżki nagrody w mózgu (hedonika).

Sacharoza i sztuczne słodziki Wcześniej stwierdzono, że reakcja podwzgórza na spożycie glukozy u otyłych ludzi jest zmieniona (9). U otyłych ludzi aktywacja mózgu wydaje się upośledzona; tj. był niższy i opóźniony w porównaniu z osobami szczupłymi. W badaniu tym brakowało funkcjonalnego kontrastu i charakteryzowało się większym szumem i mniejszą dokładnością niż obecna technologia fMRI zależna od poziomu tlenu we krwi (BOLD), a analizowano tylko podwzgórze (9). Obecne badanie i przyszłe badania z tego projektu pilotażowego i wykonalności pozwolą dalej określić, czy reakcje na cukier w diecie są w różny sposób regulowane u osób otyłych, co może przyczynić się do nadmiernego spożycia napojów słodzonych cukrem u otyłych dorosłych.

Frank i in. doszli do wniosku, że szlaki smakowe są aktywowane smakiem sukralozy i sacharozy u młodszych kobiet o normalnej wadze (10). Tylko ścieżki nagrody rekrutowane przez sacharozę, ale ścieżki apetytu nie zostały udokumentowane z powodu braku znaczenia lub badania (10). Badanie to potwierdzi, że spożycie napoju w przeciwieństwie do degustacji wywołuje podobną reakcję nagrody, a także bada apetyt i ścieżki nagrody u osób otyłych.

Wpływ kalorycznej i niekalorycznej substancji słodzącej na aktywację smaku badano wcześniej u mężczyzn o normalnej wadze (11). Podczas degustacji roztworu bezkalorycznego spożyto również 2 kaloryczne smakołyki. Te kaloryczne smaki mogą wywoływać zróżnicowane reakcje fazy głowowej, zmieniając wyniki (12). Spożycie sztucznego słodzika lub roztworu kalorycznego zwiększyło aktywację wyspy, środkowego OFC, bocznego OFC i ciała migdałowatego. W przypadku sztucznego słodzika nastąpiła większa aktywacja OFC (11). Następnie zbadano wpływ słodkiego smaku (2,4 ml) na młodszych mężczyzn i kobiety pijących dietetyczne napoje gazowane (13). Wodę wykorzystano jako płyn do płukania i linię bazową do porównania między dietą a zwykłymi napojami gazowanymi. U tych osób zaobserwowano wyższą odpowiedź aktywacyjną prawej kory oczodołowo-czołowej w roztworze niekalorycznym w porównaniu z roztworem kalorycznym (13). W poprzednich badaniach wykorzystano tylko uczestników o normalnej wadze i smak, aby zbadać wpływ sztucznych słodzików na reakcję mózgu. Obecne badanie dotyczy osób otyłych i spożycia roztworu, aby zaobserwować różnice w aktywacji mózgu. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją różne reakcje mózgu na kaloryczne i niekaloryczne słodziki u osób o normalnej wadze, dlatego wcześniej autorzy sugerowali, że należy przeprowadzić więcej badań dotyczących skuteczności sztucznych słodzików w zmniejszaniu spożycia energii.

Otyłość Kobietom pokazywano obrazki przedstawiające pokarmy wysokoenergetyczne. Żywność wysokoenergetyczna powodowała znacznie większą aktywację w regionach nagrody mózgu u osób otyłych w porównaniu z kobietami o normalnej wadze (14). Różnice między grupami obejmowały ACC, VTA, jądro półleżące (NAc), ciało migdałowate, bladość brzuszną (Vent Pall), ogoniaste i skorupę (14). Poposiłkowe, otyłe osoby, ale nie osoby o normalnej wadze, zwiększają aktywację skorupy (część prążkowia) i ciała migdałowatego, co sugeruje, że te regiony mogą odgrywać rolę w przejadaniu się (15), dlatego te regiony są włączone do obecnej hipotezy badawczej. Te przekrojowe badania są ważne, ponieważ wcześniej Murdaugh et. (16) stwierdzili, że osoby otyłe, którym nie udało się schudnąć w krótkim czasie lub utrzymać utratę wagi w dłuższej perspektywie, miały większą aktywację obszarów mózgu szlaku nagrody. Chociaż spekulacyjnie, sztuczne słodziki mogą zmniejszać apetyt, nie aktywując ścieżek nagrody, szczególnie u osób otyłych. Ta dotacja pomoże w dostarczeniu danych pilotażowych w celu dalszego wyjaśnienia tej ważnej kwestii.