Zoe L. Mestre

1 Centrul integrat de imagini cerebrale, Departamentul de Radiologie, Universitatea din Washington, Seattle

anxietății

Susan J. Melhorn

2 Departamentul de Medicină, Universitatea din Washington, Seattle

Mary K. Askren

1 Centrul integrat de imagini cerebrale, Departamentul de Radiologie, Universitatea din Washington, Seattle

Vidhi Tyagi

2 Departamentul de Medicină, Universitatea din Washington, Seattle

J. Christopher Gatenby

1 Centrul integrat de imagini cerebrale, Departamentul de radiologie, Universitatea din Washington, Seattle

Liza L. Young

1 Centrul integrat de imagini cerebrale, Departamentul de radiologie, Universitatea din Washington, Seattle

Sonya Mehta

1 Centrul integrat de imagini cerebrale, Departamentul de Radiologie, Universitatea din Washington, Seattle

3 Departamentul de Psihologie, Universitatea din Washington, Seattle

Mary Webb

4 Twin Registry, Universitatea din Washington, Seattle

Thomas J. Grabowski

1 Centrul integrat de imagini cerebrale, Departamentul de Radiologie, Universitatea din Washington, Seattle

5 Departamentul de Neurologie, Universitatea din Washington, Seattle

Ellen A. Schur

2 Departamentul de Medicină, Universitatea din Washington, Seattle

Abstract

OBIECTIV

Pentru a testa relația anxietății cu aportul caloric și percepția de repere alimentare la femei și bărbați.

METODE

Cincizeci și cinci de gemeni (26 complet, 3 perechi incomplete; 51% femei) au fost supuși 2 scanări funcționale prin imagistică prin rezonanță magnetică (RMN) (înainte și după o masă standardizată) și apoi au mâncat la un bufet ad libitum pentru a evalua obiectiv aportul de alimente. Anxietatea stării și trăsăturilor a fost evaluată utilizând inventarul stării trăsăturilor. În timpul scanărilor fMRI, participanții au vizionat blocuri de imagini alimentare cu îngrășare și neîngrășare și obiecte nealimentare.

REZULTATE

La femei, anxietatea cu trăsături mai mari a fost asociată cu un indice de masă corporală (IMC) mai mare (r = 0,40, P = 0,010). Anxietatea trăsăturilor a fost asociată pozitiv cu kilocalorii consumate la bufet (r = 0,53, P = 0,005) și procente de kilocalorii consumate din grăsimi (r = 0,30, P = 0,006), ajustate pentru IMC. În modelele din perechi, care controlează factorii genetici și familiali comuni, anxietatea caracteristică mai mare a rămas asociată cu kilocalorii consumate la bufet (ρ = 0,66, P = 0,014), dar nu și cu IMC. La bărbați, anxietatea stării mai mari a fost legată de alegerile macronutrienților, dar nu de aportul caloric total sau de IMC. Rezultatele FMRI au arătat că femeile cu anxietate cu trăsături ridicate nu au suprimat activarea prin îngrășarea indicilor alimentari în regiunile creierului asociate cu percepția sațietății după ce au consumat o masă standardizată (diferență medie de anxietate scăzută: -15,4, P Cuvinte cheie: anxietate, obezitate, gemeni, IMC, RMN, aport caloric

Introducere

Prin raport, anxietatea este cea mai frecventă boală mintală din Statele Unite, afectând 18% din populație (1). Studiile transversale au găsit în mod constant asociații pozitive între obezitate și anxietate (2). O mare parte din această lucrare sa concentrat asupra tulburărilor de anxietate clinică (3-6) și se limitează la date epidemiologice care nu pot discerne mecanisme care ar putea explica aceste asociații. Cu toate acestea, o altă linie de cercetare sugerează că anxietatea însăși ar putea favoriza consumul excesiv de alimente. De exemplu, participanții cu anxietate cu trăsături ridicate cresc aportul de energie atunci când sunt expuși la situații experimentale care induc stres și anxietate (7, 8). Astfel de descoperiri ridică întrebarea dacă anxietatea ar putea predispune indivizii la creșterea în greutate, probabil prin modificări ale comportamentelor alimentare și/sau mecanismelor neuronale. Prin urmare, am căutat să înțelegem mai bine atât relația dintre anxietate și indicele de masă corporală (IMC) într-un eșantion de gemeni de populație bazat pe comunitate, informativ din punct de vedere genetic, cât și capacitatea de reacție neuronală la indicațiile alimentare în rândul participanților cu niveluri ridicate de anxietate.

Având în vedere acest context, am căutat să înțelegem relațiile dintre anxietate, comportamentul alimentar și răspunsurile neuronale la indicațiile alimentare vizuale la bărbați și femei. Folosind Inventarul de anxietate a trăsăturilor de stat (STAI), am determinat scorurile de anxietate ale stării (anxietății actuale induse de o situație) și trăsăturilor (globale și durabile) ale tuturor participanților. S-a demonstrat că anxietatea prin trăsături afectează comportamentul alimentar atât la subiecții slabi, cât și la cei obezi, precum și influențează evaluările aromelor dulci și amare, dar alte studii indică faptul că anxietatea de stat prezice creșterea consumului de alimente (7, 8, 20, 21). Prin urmare, am studiat fiecare componentă a anxietății separat, stratificându-ne analizele în funcție de sex. Apoi, am folosit IRMF pentru a înțelege potențialele mecanisme neuronale care leagă anxietatea de comportamentul alimentar perturbat, ipotezând că nivelurile ridicate de anxietate ar fi asociate cu un aport mai mare de alimente și cu o activare mai mare ca răspuns la indicii alimentare „de îngrășare” în regiunile creierului implicate în sațietate, mâncare alegere și recompensă pentru mâncare (12, 16). În cele din urmă, atât anxietatea (22), cât și obezitatea (23) au componente puternice de ereditare. Deoarece studiul nostru a recrutat perechi de gemeni monozigoți (MZ) și dizigotici (DZ) de același sex, am reușit să testăm pentru confundarea factorilor moșteniți în relația dintre anxietate și obezitate.

Metode

Participanți

Douăzeci și nouă de perechi de gemeni (MZ și DZ), în total 58 de persoane, au finalizat ziua vizitei de studiu. Cursa auto-raportată a fost 80% albă, 4% asiatică, 4% neagră și 12% ca alta sau mai multe rase. Trei participante de sex feminin au fost excluse din analize din cauza bolilor care nu au legătură cu studiul, rezultând în eșantionul final de 55 de subiecți. În plus, 2 participanți (1 bărbat, 1 femeie) au fost excluși din analizele fMRI din cauza atenției slabe asupra sarcinii (de exemplu, adormirea).

Proceduri de studiu

Chestionare

Evaluările la scară analogică vizuală (VAS) ale apetitului și nervozității au fost administrate la fiecare 30 de minute începând cu ora 8:00 AM. Gemenii și-au evaluat nervozitatea actuală, foamea, plenitudinea și consumul potențial de alimente pe o scară de 1-100 milimetri (26). Scorurile VAS pentru nervozitate au fost mediate pe parcursul întregii zile de studiu.

Comportamentul alimentar a fost evaluat cu chestionarul cu trei factori - R18 (TFEQ-R18), un chestionar cu 18 articole cu 3 subscale care măsoară diferitele aspecte ale comportamentului alimentar (alimentație neîngrădită, alimentație emoțională și restricție cognitivă) (27).

Anxietatea a fost evaluată cu chestionarul Stare-Trait Anxiety Inventory (STAI). Anxietatea caracteristică a fost măsurată la începutul zilei de studiu, iar anxietatea de stare a fost evaluată înainte de fiecare scanare RMN. STAI constă din 40 de articole cu 2 subscale, ambele realizate din 20 de articole. Elementele legate de anxietatea trăsăturii includ: „Îmi fac prea multe griji pentru ceva care nu contează cu adevărat” și „Sunt mulțumit; Sunt o persoană constantă ”; întrucât elementele de anxietate de stat includ: „Sunt tensionat; Sunt îngrijorat ”și„ mă simt calm; Mă simt în siguranță ”. Toate articolele sunt evaluate pe o scară de 4 puncte (de exemplu, de la „Aproape niciodată” la „Aproape întotdeauna”). Scorurile mai mari indică o anxietate mai mare și un scor de 39-40 și mai mare în ambele secțiuni constituie un scor semnificativ clinic de anxietate (28, 29). Scorurile de anxietate de stat obținute înainte de al doilea RMN au fost utilizate în analize pentru a reflecta starea de anxietate în timpul bufetului ad libitum.

Aport caloric ad libitum

Aportul total caloric și de macronutrienți a fost măsurat folosind un bufet ad libitum prezentat fiecărui geamăn în mod privat și conținând o varietate de alimente adecvate pentru o masă de prânz. Prânzul tip bufet a fost prezentat ca o mulțumire pentru participarea la studiu, iar subiecții nu au fost informați că aportul de alimente a fost monitorizat până la sesiunea de prezentare la finalizarea studiului. Alimentele au fost prezentate în cantități care depășeau cu mult nevoile de energie estimate ale fiecărui participant (

5000 kilocalorii furnizate) și au diferit în ceea ce privește conținutul caloric și macronutrienți, precum și atracția hedonică (de exemplu, covrigi, curcan, fructe, produse de patiserie). Toate alimentele nemâncate au fost cântărite pentru a determina kilocalorii și procentele de macronutrienți consumate (ProNutra, Viocare Technologies, Princeton, NJ).

Imagini cu alimente

Selecția și validarea imaginilor de studiu au fost finalizate într-un studiu independent și au fost descrise anterior (12, 30). Pe scurt, alimentele „de îngrășat” includ cele considerate inacceptabile de consumat în timpul dietei pentru a slăbi și au fost universal caracterizate prin conținut ridicat de calorii, grăsimi și/sau zahăr (de exemplu bomboane, deserturi, pizza). Alimentele „fără îngrășare” au fost considerate ca fiind acceptabile de consumat în timpul dietei și au fost mai mici în kilocalorii (de exemplu, fructe, legume, piept de pui).

Paradigma imagistică

Paradigma imagistică utilizată în studiul actual a fost descrisă în altă parte (12). Ședințele FMRI au constat din 13 blocuri de 10 fotografii (7 nealimentare, alternând cu 3 blocuri alimentare care nu îngrășează). Fiecare imagine a fost vizualizată timp de 2,4 secunde. Ordinea blocurilor a fost contrabalansată între perechi, dar a fost potrivită între gemeni, astfel încât fiecare pereche de gemeni să vadă blocurile în aceeași ordine. Imaginile nealimentare erau obiecte ușor de recunoscut (de exemplu, creioane, scaune, cărți). După fiecare scanare, gemenii au fost rugați să distingă imaginile pe care le vizionaseră în scaner de imaginile distractive.

Achiziționarea și prelucrarea imaginilor

Scanările au fost achiziționate cu o bobină SENSE cu 32 de canale pe un sistem MR 3-Tesla Philips Achieva (Philips Medical Systems, Best, Olanda) cu gradienți duali Quasar (80mT/m la o rată de rotire de 110 mT/m/s sau 40 mT/m la o rată de rotire de 220 mT/m/s). În ambele sesiuni, un volum de 133, serie T2 * cu imagini echo-plane (EPI) cu o singură lovitură (44 felii axiale ascendente, voxeli 2,75 × 2,75 × 3,00 mm, timp de repetare (TR) = 2400 ms, timp de ecou (TE) ) = 30 ms, factor SENSE = 2) a fost dobândit în timpul vizualizării pasive a imaginii. O hartă de câmp B0 (TR = 10ms; TE minim = 2,8 ms; delta TE 1,0 ms; flip angle = 10 °) cu aceeași geometrie a fost dobândită pentru corectarea distorsiunii datelor EPI. S-a realizat o imagine 3D Magnetization-Rapid Gradient-Echo (MPRAGE) pregătită cu 176 felii sagittale (TR = 7,5, TE = 3,5 ms, unghi de întoarcere = 7 °, factor SENSE = 2, matrice = 256 × 256, 1 mm voxeli izotropi) de asemenea, dobândite într-o singură sesiune pentru înregistrarea datelor funcționale în spațiul standard.

Datele FMRI pentru fiecare sesiune au fost înregistrate la scanarea structurală de înaltă rezoluție a participantului utilizând o procedură de înregistrare bazată pe limite (36). Scanările structurale de înaltă rezoluție au fost apoi înregistrate în spațiul șablon al Institutului Neurologic din Montreal (ICBM152) cu instrumentul liniar de înregistrare a imaginii FMRIB (33). Pentru fiecare participant, transformările derivate au fost concatenate și aplicate imaginilor statistice pentru a permite analize la nivel de grup.

O abordare a regiunii de interes (ROI) a fost aplicată utilizând măști stabilite într-un studiu independent (12). Zonele anatomice au fost alese în funcție de capacitatea lor de reacție cunoscută la indicii alimentare (10-12) sau semnalele de sațietate fiziologice (37). ROI-urile au fost stabilite într-un eșantion independent de 23 de participanți sănătoși la post și au fost definiți funcțional ca voxeli care prezintă un răspuns mai BOLD la indicii alimentare de îngrășare vs. obiecte nealimentare. Aceste zone definite funcțional au fost combinate cu zone anatomice definite de atlasul probabilistic Harvard-Oxford (38) și au inclus striatul ventral bilateral (nucleul accumbens), amigdala bilaterală, striatul dorsal bilateral (caudat și putamen), insula bilaterală și mOFC. O medie generală de activare a creierului a fost calculată pentru fiecare participant din ROI-urile noastre apriorice pentru masa pre- și post-standardizată.