Влияние изображений после длительных аэробных упражнений на активацию мозга (E-Mech Anc II)

В этом пилотном исследовании исследователи будут использовать функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для определения эффектов высококалорийных визуальных сигналов о еде [т.е. изображения продуктов с высоким содержанием как сахара, так и жира (HS/HF), таких как мороженое] на активацию аппетита и путей вознаграждения в мозге после длительных (6 месяцев) упражнений. Уровень ожирения высок среди взрослого населения США: 33,8% взрослых имеют ИМТ 30 и выше (1). Преобладающее мнение состоит в том, что существуют гомеостатические системы для мониторинга гомеостаза энергии.

Аэробная физическая активность влияет на аппетит, поскольку считается, что теоретически существует положительная связь между потреблением и расходом энергии (2, 3). Краткосрочные исследования показали, что в дни упражнений нет различий в аппетите, за исключением временного снижения через 15 минут после очень тяжелых упражнений (4). Краткосрочные упражнения не приводят к изменению аппетита (5-7). Однако в среднесрочной перспективе наблюдается переменная (смешанная) реакция (5). Считается, что в долгосрочной перспективе существует слабая связь между физическими упражнениями и реакцией на аппетит (5).

Наши предварительные данные убедительно подтверждают положительную связь между физическими упражнениями и реакцией аппетита, потому что в предыдущих исследованиях степень потери веса, достигаемая после аэробных упражнений, была меньше, чем ожидалось. В частности, исследования Тима Черча ранее показали, что женщины с гипертонической болезнью и избыточным весом в постменопаузе потеряли не ~ 2,6 кг, а вместо этого 1,4 кг (8). Это разница в 46% между тем, сколько веса должно быть потеряно за счет энергии, затраченной на упражнения, по сравнению с фактическим количеством. В другом исследовании изучались 4 месяца аэробных упражнений средней интенсивности с 16KKW (9), и снова ожидалось около 2,7 кг потери веса, но было достигнуто только 1,1 кг. Это предполагает разницу в 59%. В обоих исследованиях были очень низкие показатели отсева. Основываясь на результатах самых высоких доз упражнений в этих двух исследованиях, расхождение растет с увеличением дозы упражнений. Участников проинструктировали не менять привычки в еде и физическую активность за пределами вмешательства, и они не претерпели значительных изменений. Эти реакции веса тела отражают большинство интервенционных исследований аэробных упражнений. Кинг и др. выполнил контролируемое исследование аэробных упражнений (10). 58 человек завершили 500 ккал/день затрат энергии, вызванных физическими упражнениями, в течение 5 дней в неделю в течение 12 недель с показателем отсева 28%. Всего в среднем было потеряно всего 3,2 кг массы тела. Более 50% людей не смогли сбросить ожидаемую сумму, а 15% людей набрали вес (11). Четыре из десяти исследований в обзоре показали, что упражнения даже не привели к разнице в массе тела между группой упражнений и контрольной группой (12). Считается, что эта дифференциальная реакция в энергетическом балансе обусловлена ​​​​повышенным потреблением энергии. Стаббс и др. провели рандомизированное перекрестное исследование с 3-7-дневными лечебными упражнениями. Упражнения включали отсутствие упражнений, затем умеренные упражнения (~ 1,9 МДж / день) и, наконец, высокие упражнения (~ 3,4 МДж / день). Расход энергии увеличивался при отсутствии упражнений (9,2 МДж/день), при средних нагрузках (11,0 МДж/день) и при высоких нагрузках (12,1 МДж/день) соответственно. Было обнаружено статистически значимое увеличение потребления энергии при выполнении упражнений (без упражнений 8,9 МДж/день, со средним уровнем упражнений 9,2 МДж/день и с высоким уровнем упражнений 10,0 МДж/день). Таким образом, на основе массы тела и данных о потреблении энергии, полученных Stubbs et al. исследователи считают, что существует биологическая потребность в увеличении потребления энергии после тренировки. Исследователи стремятся определить нейронный механизм этой реакции аппетита в предлагаемом гранте.

Ранее было проведено 2 исследования аэробных упражнений для изучения реакции нейронов на изображения. Наши аналогичны и предоставят PBRRC экспериментальные данные для дальнейших исследований. Эверо и др. ранее было обнаружено, что нейронные сигналы пути вознаграждения уменьшались после аэробных упражнений (13). Корнье и др. обнаружили, что хронические упражнения изменяют реакцию нейронов на пищевые сигналы. Однако это исследование было ошибочным из-за значительной потери веса, которая, как указано выше, обычно не происходит при аэробных упражнениях. Результаты показали, что островковая доля может быть особенно важна для снижения веса, вызванного физическими упражнениями, и поддержания потери веса (14). Это исследование надеется изучить реакцию нейронов на аэробные упражнения без потери веса.

Женщинам с ожирением показывали пищевые изображения высококалорийных продуктов. Высокоэнергетические продукты вызывали значительно большую активацию в областях вознаграждения мозга у тучных женщин по сравнению с женщинами с нормальным весом (15). Различия между группами включали ACC, VTA, прилежащее ядро ​​(NAc), миндалевидное тело, вентральный паллидум (Vent Pall), хвостатое тело и путамен (15). После еды у людей с ожирением, но не у людей с нормальным весом, увеличивается активация скорлупы (части полосатого тела) и миндалевидного тела, что позволяет предположить, что эти области могут играть роль в переедании (16), поэтому эти области включены в текущую исследовательскую гипотезу. Эти поперечные исследования важны, как ранее Murdaugh et. коллеги (17) обнаружили, что люди с ожирением, которым не удавалось быстро сбросить вес или поддерживать его в течение длительного времени, имели большую активацию областей мозга, отвечающих за вознаграждение. Хотя это и спекулятивно, искусственные подсластители могут уменьшить тягу к сладкому, не активируя пути вознаграждения, особенно у людей с ожирением. Этот грант поможет предоставить пилотные данные для дальнейшего выяснения этого важного вопроса.