Effekter av makronäringsdiet på hjärnaktivitet

En kritisk fråga för området fetma är "vad får överviktiga och feta individer att äta för mycket?" En vanlig förklaring är att viktökning på befolkningsnivå orsakas av ökningar i den utbredda tillgången på mycket välsmakande livsmedel. En alternativ förklaring är att de biologiska effekterna av den moderna kosten ger effekter i centrala nervsystemet och periferin som förstärker homeostatisk och hedonisk hunger. En minskning av den glykemiska belastningen upprätthåller företrädesvis den totala energiförbrukningen under underhåll av viktminskning (Ebbeling et al., 2012), och denna grupp av utredare har tidigare visat att under den sena postprandiala perioden ökar en näringskontrollerad hög glykemisk belastning jämfört med låg glykemisk belastning måltid vila regionalt cerebralt blodflöde i nucleus accumbens (Lennerz et al., 2013), en del av mesoaccumbala belöningskretsar som är inblandade i begär och beroende. Effekterna av makronäringsämnessammansättningen på blodflödet till och aktiviteten i homeostatiska och belöningsrelaterade hjärnregioner kan dock inte helt fastställas från studier av akut intag av ett enda makronäringsämne, eftersom dessa inte generaliserar till måltider med blandade näringsämnen som konsumeras som en del av typiska amerikanska dieter. Vidare kan retrospektiva konstruktioner som förlitar sig på deltagares rapport om frekvensen av nyligen intag av makronäringsämnen och framtida konstruktioner med begränsad varaktighet av kostrecept inte ta itu med den kritiska frågan om de långsiktiga, kumulativa effekterna av kostsammansättningen på hjärnans funktion. Därför föreslår utredarna ett tillvägagångssätt för att identifiera hjärnans svar på randomiserade, blandade dieter med varierande makronäringsämnessammansättning under långsiktig viktminskning på dessa dieter, med användning av arteriell spinnmärkning (ASL) för regionalt cerebralt blodflöde (rCBF) och blod-syrenivåberoende (BOLD)-baserad funktionell anslutning.

För att utforska dessa resultat kommer utredarna att samarbeta med den pågående Framingham State Food Study (NCT02068885): Efter viktminskning på en standarddiet kommer 150 överviktiga eller feta vuxna (i åldern 18 till 65 år) att randomiseras till en av tre viktminskningar underhållsdieter som varierar i förhållandet mellan kolhydrater och fett under 20 veckor. Utredare kommer att bjuda in ämnen som redan är inskrivna i Framingham State Food Study att delta med ett mål att registrera 75 ämnen (som syftar till att delas lika per dietgrupp efter randomisering till tilldelad testdiet i moderstudien). Deltagarna kommer att genomföra 1 morgonbesök till MRI-avbildningscentret på Brigham and Women's Hospital cirka 14-20 veckor in i dietfasen för viktunderhållstest. Under besöket kommer de att genomgå en fastande baslinjehjärnavbildningssession, konsumera sin tilldelade dietfrukostmåltid och genomgå en sen postprandial hjärnavbildningssession. Deltagarna kommer dessutom att ge frekventa betyg av deras matbegär, humör och ångestnivå under hela besöket. De huvudsakliga resultaten kommer att vara viloblodflöde till nucleus accumbens och anslutna striatalregioner i den sena postprandiala perioden, med ytterligare sekundära och andra utfall inklusive blodflöde till hypotalamus och anslutning mellan hypotalamus under den sena postprandiala perioden.