Effekter av bilder efter långvarig aerob träning på hjärnaktivering (E-Mech Anc II)

I denna pilotstudie kommer utredarna att använda funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) för att bestämma effekterna av visuella matsignaler med högt kaloriinnehåll [dvs. bilder av livsmedel som innehåller mycket både socker och fett (HS/HF), såsom glass] på aktivering av aptit och belöningsvägar i hjärnan efter långvarig (6 månader) träning. Överviktsfrekvensen är hög bland amerikanska vuxna med 33,8 % av de vuxna som har ett BMI på 30 eller högre (1). Den rådande uppfattningen är att homeostatiska system finns på plats för att övervaka energihomeostas.

Vid aerob fysisk aktivitet påverkas aptiten eftersom en teoretiskt positiv koppling mellan energiintag och energiförbrukning tros uppstå (2, 3). Under träningsdagar har korttidsstudier visat att det inte finns några skillnader i aptit förutom en övergående minskning 15 minuter efter träning efter mycket hård träning(4). Kortvarig träning resulterar inte i aptitmässiga skillnader (5-7). På medellång sikt finns det dock ett varierande (blandat) svar (5). På lång sikt tror man att det finns en lös koppling mellan träning och aptitrespons (5).

Våra preliminära data stödjer starkt en positiv koppling mellan träning och aptitretande reaktioner eftersom mängden viktminskning som uppnås efter aerob träning är mindre än förväntat i tidigare studier. Specifikt har studier av Tim Church tidigare funnit att hypertensiva överviktiga postmenopausala kvinnor inte gick ner ~2,6 kg utan istället 1,4 kg (8). Detta är en skillnad på 46 % mellan hur mycket vikt som ska gå ner på grund av energi som förbrukas med träning jämfört med den faktiska mängden. En annan studie undersökte 4 månaders aerob träning med måttlig intensitet på 16KKW (9) och återigen förväntades cirka 2,7 kg viktminskning men endast 1,1 kg uppnåddes. Detta tyder på en skillnad på 59 %. Båda studierna hade mycket låga avhopp. Baserat på resultaten av den högsta träningsdosen i dessa två studier, ökar skillnaden med en ökning av träningsdosen. Deltagarna instruerades att inte ändra matvanor och fysisk aktivitet utanför interventionen och dessa förändrades inte signifikant. Dessa kroppsviktsvar speglar majoriteten av interventionsstudier för aerob träning. King et al. utförde en övervakad aerob träningsstudie (10). 58 personer genomförde 500 kcal/dag av träningsinducerad energiförbrukning i 5 dagar/vecka under 12 veckor med en avhoppsfrekvens på 28 %. Totalt gick i genomsnitt bara 3,2 kg kroppsvikt ner. Över 50 % av personerna misslyckades med att gå ner den förväntade mängden och 15 % av personerna gick upp i vikt (11). Fyra av tio studier i en översikt fann att träning inte ens resulterade i en skillnad i kroppsvikt mellan tränings- och kontrollgruppen(12). Denna differentiella respons i energibalansen tros vara driven av ökat energiintag. Stubbs et al. utförde en randomiserad crossover-studie med 3-7 dagars träningsbehandlingar. Träningsbehandlingarna var ingen träning, sedan medium träning (~1,9 MJ/dag) och slutligen hög träning (~ 3,4 MJ/dag). Energiförbrukningen ökade vid träning utan träning (9,2 MJ/dag), medelhög träning (11,0 MJ/dag) respektive hög träning (12,1 MJ/dag). En statistiskt signifikant ökning av energiintaget med träning hittades (ingen träning 8,9 MJ/dag, medelhög träning 9,2 MJ/dag och hög träning 10,0 MJ/d). Alltså baserat på kroppsvikt och dessa energiintagsdata från Stubbs et al. utredare anser att det finns en biologisk drivkraft att öka energiintaget efter träning. Utredarna försöker fastställa den neurala mekanismen för detta aptitliga svar i det föreslagna anslaget.

Tidigare har 2 aerob träningsstudier utförts för att undersöka det neuronala svaret på bilder. Vår är liknande och kommer att förse PBRC med pilotdata för ytterligare undersökningar. Evero et al. tidigare funnit att neuronala signaler från belöningsvägen minskade efter aerob träning (13). Cornier et al. fann att kronisk träning förändrar det neuronala svaret på matsignaler. Denna studie blev dock förvirrad på grund av betydande viktminskning, vilket, som nämnts ovan, i allmänhet inte händer med aerob träningsförsök. Resultaten antydde att insulan kan vara särskilt viktig vid träningsinducerad viktminskning och viktminskning (14). Denna studie hoppas kunna undersöka de neuronala svaren på aerob träning utan viktminskning.

Fetma Kvinnor visades matbilder från högenergimat. Livsmedel med hög energi producerade betydligt större aktivering i hjärnans belöningsregioner hos feta jämfört med normalviktskontrollkvinnor (15). Skillnader mellan grupperna inkluderade ACC, VTA, nucleus accumbens (NAc), amygdala, ventral pallidum (Vent Pall), Caudate och Putamen (15). Efter måltid, överviktiga individer, men inte normalviktiga individer, ökar aktiveringen av putamen (en del av striatum) och amygdala vilket tyder på att dessa regioner kan spela en roll vid överätande (16), vilket är anledningen till att dessa regioner är inkorporerade i den aktuella studiehypotesen. Dessa tvärsnittsstudier är viktiga som tidigare Murdaugh et. al (17) fann att överviktiga individer som inte var framgångsrika med kortsiktig viktminskning eller långsiktig viktminskning hade större aktivering av belöningsvägens hjärnregioner. Även om de är spekulativa kan konstgjorda sötningsmedel minska suget genom att inte aktivera belöningsvägar, särskilt hos överviktiga personer. Detta bidrag kommer att bidra till att tillhandahålla pilotdata för att ytterligare belysa denna viktiga fråga.