предметів

реферат

Окситоцин виробляється в паравентрикулярному ядрі гіпоталамуса і викидається в кровообіг через задній гіпофіз; крім того, він виводиться безпосередньо в лімбічну, задню та середній мозок 1. Окситоцин модулює психосоціальні функції та афективну обробку, такі як соціальні зв’язки, регуляція емоцій, пологи та сексуальна поведінка 2, 3, 4 (див. Посилання 1 для огляду), впливаючи на взаємодію між мигдалиновими шляхами, основними регуляторами емоційної поведінки 5 та префронтальною кортикальні мережі.6. Вплив на схеми винагороди мозку, особливо дофамінергічне передавання сигналів, швидше за все, сприятиме психосоціальним ефектам гормону 7, 8. Дослідження на тваринах та людях свідчать, що окситоцин також діє як анорексигенний фактор у контролі над споживанням їжі 9, 10, 11, 12, 13. Ураження ядер гіпоталамусу, що експресують окситоцин, призводить до збільшення споживання їжі та маси тіла 14, тоді як введення окситоцину пригнічує харчову поведінку 12, 15. Особливий інтерес у клінічному контексті окситоцин зменшує споживання їжі навіть у тварин, які страждають ожирінням, спричиненим дієтою 16, 17. Нещодавно було показано, що пептид покращує периферичний гомеостаз глюкози у здорових людей 18 .

калорій

Стіл в натуральну величину

Номінальний голод зменшився після сніданку приблизно на 85% за умов, без різниці між умовами (р = 0,43). Окситоцин (усі р> 0,5) не впливав на всі інші виміри тяги до їжі, включаючи статус опитувальника контролю їжі. Допоміжні показники настрою, настороженості, робочої пам’яті та нюхової функції також можна порівняти між умовами (див. Додаткову інформацію). Учасники не могли розрізнити лікування окситоцином та плацебо (р> 0,44, тест хі-квадрат).

Роль харчової картини

Їжа проти непродовольчі заохочення

У стані голодування їжа порівняно з нехарчовими зображеннями викликала сильніші реакції у двосторонньому острові, бічній орбітофронтальній корі (OFC), вентромедіальній префронтальній корі (vmPFC), веретеноподібній звивині, лобовій звивині, парагіпокампа і ефектах модуляції путамено. Відповідні насичені ефекти були зосереджені на острівці (всі аналізи цілого мозку, с

Вплив окситоцину на активність нейронів під час подачі їжі. Відносне збільшення індукованої окситоцином активності нейронів (порівняно з плацебо) у відповідь на зображення калорій із високим або низьким вмістом голодування та відповідні параметричні оцінки (± SEM). vmPFC, вентральна медіальна префронтальна кора, SMA, комплементарна рухова область, АСС, передня поперечна кора, vlPFC, вентролатеральна префронтальна кора; порогове значення p 25. N = 15.

Повнорозмірне зображення

Порівняння ефектів окситоцину на активацію мозку у відповідь на висококалорійні або низькокалорійні харчові подразники та споживання сніданку виявило позитивну кореляцію між збільшенням індукованої окситоцином справжньої активації VLPFC та відповідним зменшенням споживання калорій солодким сніданком. компонентів (r = 0,57, p = 0,0334). З'явилися відповідні, хоча і лише тенденції, взаємозв'язок між збільшенням активації vlPFC вліво і зменшенням споживання калорій із солоної їжі (r = 0,4, p = 0,0669), а також для відповідних взаємозв'язків між SMA та ACC . активація та загальне споживання сніданку, виміряне в грамах (r = 0, 49, p = 0,076; r = 0, 46, p = 0, 099), але не калоріями (ns). Ми також виявили позитивну кореляцію між максимальними концентраціями окситоцину в плазмі та значеннями площі під кривою (AUC) в обох станах з активацією в ACC (r = 0,39, p ≤ 0,05, r = 0,48, p = 0,01) та vlPFC (r = 0,43, p = 0,05; r = 0,51, p 0,19 для всіх порівнянь). ). Час реакції був меншим для відповідей на подразники, що повідомляли про відносно вищі винагороди (F (1,180) = 6, 00, p 0,30; F (1,180) = 13, 5, p

Вплив окситоцину на нейрональну активність під час прогнозування грошових винагород та збитків. Відносне збільшення індукованої окситоцином активності нейронів (порівняно з плацебо) в очікуванні винагород та втрат під час голодування MID та відповідних параметричних оцінок (± SEM). OFC, орбітофронтальна кора, інф. оперкулум, нижній оперкулум; порогове значення p 25. N = 15.

Повнорозмірне зображення

Вплив зворотного зв'язку

Натщесерце відгуки про виграші порівняно з упущенням були пов’язані із збільшенням активації середовища OFC та хвостатого (обидва p 9, 11, 13 і підтверджені в поточному дослідженні можуть бути не лише побічним продуктом змін у загальній обробці винагороди, але скоріше зумовлені специфічними змінами в центральних нейронних мережах, які обробляють вищі когнітивні процеси, пов'язані з гострим контролем споживання їжі.

На ефективність MID-ролі окситоцин не впливав, що свідчить про те, що окситоцин не робить або має лише помірний гострий вплив на поведінкові наслідки обробки генералізованих стимулюючих винагород. Порівняно з плацебо, окситоцин підвищував активацію хвостатих та путаменів під час прогнозування винагород та втрат, ключових ділянок мережі дофамінергічних винагород та стимулював тенденцію до збільшення активності інсуліну. Ці результати узгоджуються з ефектами окситоцину у пацієнтів з посттравматичним стресовим розладом та контролем, які виконували соціальну версію MID 36, вказуючи на широкий вплив окситоцину на структури обробки винагород. Крім того, покращення індукованих окситоцином смугастих та островних реакцій під час прогнозування грошових винагород пов'язані з покращенням реакцій у мезолімбічній дофамінергічній системі, виявлених у дослідженнях соціальних винагород та покарань 8, 37, 38. Ця модель дозволяє припустити, що сильний психосоціальний ефект окситоцину значною мірою опосередкований його впливом на схеми винагороди мозку, включаючи лімбічні префронтальні області. .

Коротко, ми показали, що інтраназальне введення окситоцину пацієнту з нормальною вагою, що голодує, надає стимулюючу дію на ділянки мозкових суглобів, що кодують значення винагороди за стимул, а також на супутні ділянки, які виробляють інгібуючий контроль поведінкових реакцій, що може узгоджуватися з спостережуваними зменшення споживання їжі. Прогнозуючи грошові, загальні винагороди, окситоцин підвищує активність у лівому хвостатому та двосторонньому путамені без негайних наслідків поведінки. На відміну від впливу на психосоціальну поведінку, пов'язану з винагородою, окситоцин, здається, обмежує споживання їжі у людей, збільшуючи активність лобово-кортикальних областей мозку, які створюють процеси когнітивного контролю і, таким чином, транспортують гедонічний диск до їжі. У світлі багатообіцяючих результатів спроб підтвердити концепцію набору ваги особами 9, 13, цей механізм дії все ще може бути функціональним при ожирінні, що, як повідомляється, пов'язане зі зміною концентрацій окситоцину в циркуляції 40, 41 42 та відкритим нові шляхи нормалізації харчової поведінки в клінічному контексті 43, 44 .

методи

предметів

Двадцять здорових некурящих (середній вік ± SEM, 25, 7 ± 2, 6 років, ІМТ, 22, 7 ± 1, 3 кг/м2) були включені в дослідження після скринінгу, включаючи клінічне обстеження. Критерії виключення включали розлади харчової поведінки, зловживання алкоголем, будь-які хвороби, ліки та протипоказання для МРТ. Остаточна вибірка складалася з п’ятнадцяти учасників, оскільки один суб’єкт знявся після однієї сесії, а набори даних про чотирьох суб’єктів повинні були бути виключені з аналізу fMRI через артефакти руху. Ще один предмет повинен був бути пропущений в аналізі споживання енергії через технічну несправність (відсутність інгредієнтів для сніданку за один прийом). Учасники надали письмову інформовану згоду на дослідження, яке схвалило Гельсінську декларацію та було схвалено Комітетом з етики медичного факультету Тюбінгенського університету. Учасники отримали 100 євро після закінчення навчання.

Дизайн та процедура дослідження

Експерименти проводились у подвійному сліпому, кросовері, всередині обстежуваного. Учасники брали участь у двох сеансах (окситоцин та плацебо) у два окремі дні з інтервалом не менше 14 днів. Порядок умов був збалансованим серед учасників, які не знали про очікуваний вплив лікування на споживання їжі. Учасникам було наказано утримуватися з 20:00 дня, що передує кожному заняттю, утримуватися від їжі та кофеїну/алкогольних напоїв.

Після прибуття вранці з 07:00 до 08:00 брали пробу крові для визначення базового рівня окситоцину через венозну канюлю, поміщену в руку досліджуваного, і пацієнти проходили тести, що характеризують апетит, харчові уподобання, настороженість, функцію пам’яті та настрій . Виконуючи практичне завдання MID, випробуваним вводили окситоцин (24 МО в 0,6 мл, Syntocinon, Defiante Farmacêutica, Фуншал-Мадейра, Португалія) або плацебо (транспортний засіб) інтраназально через шість затяжок 0,1 мл (три на ніздрю) через 30 днів. -з інтервалами; Відомо, що ця доза інтраназального окситоцину збільшує концентрацію пептиду в крові, а також у лікворі 45. Через тридцять п’ять хвилин після введення препарату на сканері було виконано 16-хвилинне сканування їжі та 13-хвилинне MID-завдання (голодування). Через сімдесят п'ять хвилин після введення випробовуваним давали сніданок "шведський стіл" за умови необхідності, а потім знову тестували на смак/їжу/пильність/настрій. Потім сканер повторював зображення їжі та MID-завдання (насичені стани) та проводив анатомічне сканування. Нарешті, випадкове споживання прохолодних напоїв було випадково оцінено і перевірено робочу пам’ять та нюхові показники. Під час зустрічей неодноразово заповнювались анкети щодо апетиту та настрою.

Роль харчової картини

Харчовими стимулами були нормалізовані зображення солодкої та солоної їжі (наприклад, яблука та палички з кренделями) та непродовольчих товарів, адаптованих до розміру та форми (канцелярське приладдя, наприклад, олівці), надані Шарбоньє та його колегами 46. Дев'яносто продуктів (45 низькокалорійних і 45 висококалорійних калорій) та 45 непродовольчих зображень відображалися на екрані в довільному порядку через комп'ютерний інтерфейс із використанням презентації (Neurobehavioral Systems Inc., Берклі, Каліфорнія). Зображення були представлені протягом 3 с із змінним інтервалом міжстимуляції 1-1, 2 с у нервовій псевдовипадковій послідовності. Щоб утримувати увагу, випробовувані з перервами (в середньому після десяти стимулів зображення) повинні були натиснути кнопку протягом 3 с, якщо на останньому зображенні відображався харчовий або непродовольчий товар.

Роль затримки грошових стимулів (MID)

Роль MID, отримана від Натсона та його колег 47, складалася з 25 польових випробувань та 90 випробувань сканера. У кожному тесті учасник спочатку бачив символ репліки (коло, квадрат або трикутник) протягом 250 мс, який повідомляв про потенційний виграш (коло), потенційну втрату (квадрат) або відсутність грошового результату (трикутник). Кількість рядків у кожному символі вказувала, на скільки йдеться (від 0 до 5 євро). Цільовий стимул (суцільні білі квадрати) з’явився із змінною затримкою 2–2, 5 с після репліки, і випробовувані повинні були натиснути кнопку, щоб виграти гроші (у відповідь на бік кола) або уникнути втрати грошей (квадратна кий ), або їм довелося утриматись від відповіді (кий із трикутником). Відгуки (1, 65 с), надані відразу після натискання кнопки, повідомляли учасникам про те, виграли вони чи програли гроші під час цього процесу, та вказували їх сукупний підсумок на даний момент. Труднощі (час реагування на ціль) індивідуально титрували відповідно до результатів на практиці (від 150 до 250 мс; див. Посилання 48), щоб досягти 66% успіху. У межах кожного сеансу різні типи випробувань влаштовувались псевдовипадковим чином. Суб’єкти господарювання були поінформовані, що, крім своєї виплати, вони отримають грошову винагороду.

Сніданок та закуски

Через сімдесят п'ять хвилин після введення випробовуваним пропонувався безкоштовний сніданок "шведський стіл", який включав різні варіанти харчування 13, з яких вони могли їсти безперешкодно в окремій кімнаті протягом 30 хвилин. Їм сказали, що сніданок планується як перерва між обстеженнями, але вони не знали, що споживання вимірювали зважуванням компонентів буфету до і після. Через дев'яносто хвилин після сніданку, за відносної відсутності голоду, дієта, пов'язана з винагородою, оцінювалась за допомогою дієтичного тесту, підтвердженого в попередніх дослідженнях 11, 49 (див. Додаткову інформацію).

Допоміжні заходи та аналіз окситоцину в плазмі

Тести проводили на початковому рівні та після введення (див. Малюнок 1а для експериментальної конструкції), щоб визначити вплив окситоцину на апетит, харчові уподобання, настрій, настороженість, робочу пам’ять та нюхову функцію. Для визначення концентрації окситоцину в плазмі крові брали зразки крові. Детальніше див. У додатковій інформації.

Збір, обробка та аналіз даних фМРТ

Сканування виконувалось за допомогою 3-тестового сканера PRISMA Siemens з 20-канальною головною котушкою. Функціональні зображення під час MID (367 томів) та завдання зображень їжі (475 томів) отримували за допомогою однієї послідовності ехопланарних зображень (EPI) із наступними параметрами: час повторення (TR = 2000 мс), заданий кут повороту (90 °), час відлуння (TE = 30 мс), розмір матриці (64 × 64) та 30 секцій (товщина = 3 мм), в результаті чого розмір вокселя становить 3, 3 × 3, 3 × 3, 0 мм3. Анатомічне сканування, зважене за допомогою Т1, було отримано з TR/TE 61/8, 4 мс, кутом перекидання 30 °, FOV 288 × 175 мм, 175 осьовими зрізами та розміром вокселя 1 × 1 × 1 мм 3,

Дані функціональної візуалізації аналізували за допомогою SPM12 (Відділ когнітивної неврології Wellcome, Лондон, Великобританія), проведений разом з MATLAB 2013 (Mathworks Inc, Natick, MA) та інструментом 50 WFU Pickatlas, використовуючи стандартні процедури 51, 52, 53, 54. Функціональні обсяги зображень були попередньо оброблені, починаючи з часу зрізів та реорганізації зображень у середньо функціональне зображення. Були проведені невиправдані часові ряди, щоб забезпечити чутливість артефактів руху. Крім того, зображення T1 з високою роздільною здатністю було зареєстровано із середнім зображенням серії EPI для кожного учасника. Спільно зареєстровані Т1-зважені МР-зображення були сегментовані на сіру та білу речовину для розрахунку просторових параметрів перетворення для нормалізації. Записані функціональні сканування нормалізували за стандартним шаблоном Монреальського неврологічного інституту (MNI). Нормалізоване зображення просторово згладжували 9 мм повним ядром Гауса на половину максимуму. Статистична параметрична карта була створена шляхом адаптації функції boxcar до кожного часового ряду, перетвореного за допомогою канонічної функції гемодинамічної реакції. Дані фільтрувались високочастотно з обмеженням 128 с. Сканування, що включало рухи голови більше 3 мм в будь-якому напрямку під час виконання завдання, було виключено з подальшого аналізу.

Аналіз всередині предмета

Аналіз групового рівня

Індивідуальні контрасти були включені в повторні заходи ANCOVA, включаючи фактори "лікування" (окситоцин або плацебо) та "стан" (натщесерце або насичення). Порядок умов був введений як додатковий регресор. Для завдання візуалізації їжі було проведено два ANCOVA для порівняння активації нейронів у відповідь на продукти харчування та нехарчові продукти та у відповідь на продукти з високою або низькою калорійністю залежно від лікування та стану. Результати завдання MID аналізували за допомогою відповідних ANCOVA з повторними вимірами, включаючи додатковий коефіцієнт "результату" (коефіцієнт посилення або втрати), що призводить до конструкції 2 × 2 × 2.

Статистичний аналіз