Η εγκεφαλική λειτουργία στο σακχαρώδη διαβήτη και την παχυσαρκία

Πέτρος Θωμάκος

Η Παχυσαρκία αποτελεί παγκόσμιο πρόβλημα υγείας που τις τελευταίες δεκαετίες διευρύνεται συνεχώς και στις μέρες μας έχει πάρει πλέον διαστάσεις επιδημίας. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (World Health OrganizationWHO) προβλέπει ότι το έτος 2015 σε παγκόσμιο επίπεδο πάνω από 2,3 δισεκατομμύρια άνθρωποι θα είναι υπέρβαροι και αντίστοιχα πάνω από 700 εκατομμύρια παχύσαρκοι (Chan RS et al. 2010). Αντίστοιχα ο παγκόσμιος επιπολασμός των ατόμων με Σακχαρώδη Διαβήτη (ΣΔ) μέχρι το έτος 2035 αναμένεται να φτάσει τα 592 εκατομμύρια (InternationalDiabetesFederation 2013). Οι δυο αυτές παθολογικές καταστάσεις πολύ συχνά συνυπάρχουν καθώς η παχυσαρκία προδιαθέτει στην εμφάνιση ΣΔ Τύπου 2. Για το λόγο αυτό τα τελευταία χρόνια στην Αγγλική βιβλιογραφία για την περιγραφή των αλληλοσυνδεόμενων αυτών προβλημάτων χρησιμοποιείται ο όρος «Diabesity».

Στις σύγχρονες κοινωνίες η μειωμένη σωματική δραστηριότητα, η υπερπροσφορά και υπερκατανάλωση τροφής αποτελούν τα κυριότερα αίτια που συντελούν στην εμφάνιση της παχυσαρκίας (Joint FAO/WHO 2003). Για ποιο λόγο όμως ορισμένα άτομα είναι περισσότερο επιρρεπή στο να αυξήσουν το σωματικό τους βάρος και γιατί η παχυσαρκία είναι τόσο δύσκολο να αντιμετωπιστεί; Οι απαντήσεις στα ερωτήματα αυτά είναι πιθανό να προκύψουν μέσα από την κατανόηση των δυσλειτουργιών που παρατηρούνται στην εγκεφαλική λειτουργία των ατόμων με ΣΔ και παχυσαρκία.

Ο εγκέφαλος έχει κεντρικό ρόλο στους ομοιοστατικούς μηχανισμούς που ρυθμίζουν την ενεργειακή ισορροπία, ελέγχει την όρεξη και καθορίζει τη διατροφική συμπεριφορά του ανθρώπου (Murray S et al. 2014). Επίσης είναι γνωστό ότι τα περισσότερα από τα γονίδια που έχουν συνδεθεί με την παχυσαρκία εκφράζονται στα εγκεφαλικά νευρικά κύτταρα (Willer C et al. 2009).

Τα τελευταία χρόνια με τη βοήθεια μελετών νευροαπεικόνισης (Positron Emission Tomography scan, functional Magnetic Resonance Imaging, κ.ά.) έχει βρεθεί ότι τόσο τα παχύσαρκα άτομα με ΣΔ όσο και αυτά που έχουν προδιάθεση να αναπτύξουν παχυσαρκία παρουσιάζουν δυσλειτουργία των τμημάτων του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην ομοιόσταση της ενέργειας και την πρόσληψη της τροφής, καθώς και διαταραχή στον τρόπο που αντιλαμβάνονται το αίσθημα της ικανοποίησης, της πληρότητας και του κορεσμού μετά τα γεύματα (Berthoud HR et al. 2008) (CheahYSetal. 2012).

Σε μελέτες που έχουν εστιαστεί στη λειτουργία του υποθαλάμου, ο οποίος έχει κεντρικό ρόλο στον έλεγχο της ενεργειακής ισορροπίας, έχει περιγραφεί ότι σε υγιή άτομα μετά την κατανάλωση γλυκόζης παρουσιάζεται μείωση της δραστηριότητάς του γεγονός που καταγράφεται σε μικρότερο βαθμό και με καθυστέρηση στα άτομα με ΣΔ και παχυσαρκία (Vidarsdottir S et al.). Η διαταραχή αυτή είναι πιθανό να επηρεάζει την πρόσληψη τροφής στα άτομα αυτά καθώς υπάρχουν ενδείξεις ότι σε υγιή άτομα η αύξηση των επιπέδων της γλυκόζης στο αίμα επάγει το αίσθημα του κορεσμού (Gielkens HA et al. 1998).

Μελέτες νευροαπεικόνισης που εκτίμησαν τις επιπτώσεις της ινσουλινοαντίστασης στην εγκεφαλική λειτουργία έδειξαν ότι η ινσουλίνη μπορεί να διεγείρει την πρόσληψη γλυκόζης σε τμήματα του εγκεφάλου όπως το ραβδωτό σώμα, ο νησιδιακός φλοιός (νήσος του Reil), ο προμετωπιαίος φλοιός και ο φλοιός της πρόσθιας έλικας του προσαγωγίου, περιοχές οι οποίες σχετίζονται με τον έλεγχο της όρεξης, τη γεύση και το αίσθημα επιβράβευσης. Αντίθετα η ινσουλίνη μειώνει την εγκεφαλική δραστηριότητα στην περιοχή της παρεγκεφαλίδας, του ιππόκαμπου και του αμυγδαλοειδούς πυρήνα (Bingham EM et al. 2002) (AnthonyKetal. 2006).

Σε συνθήκες ευγλυκαιμίας που επιτεύχθηκε με τη δοκιμασία υπερινσουλιναιμικής καθήλωσης της γλυκόζης (σε συνδυασμό με χορήγηση σωματοστατίνης), η επίδραση αυτή της ινσουλίνης μετριάστηκε στα άτομα με ινσουλινοαντίσταση σε σύγκριση με τους μάρτυρες, εύρημα το οποίο ενδεχομένως συσχετίζεται με το μειωμένο αίσθημα επιβράβευσης και κορεσμού που παρατηρείται σε αντίστοιχο πληθυσμό μετά τα γεύματα (AnthonyKetal. 2006). Επίσης το γεγονός ότι στη συγκεκριμένη μελέτη τα άτομα με αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης δεν παρουσίασαν μείωση της εγκεφαλικής δραστηριότητας στον αμυγδαλοειδή πυρήνα, περιοχή που ενεργοποιείται όταν υπάρχει ανησυχία και ευερεθιστότητα, υποδεικνύει ένα ακόμα μηχανισμό που πιθανόν ερμηνεύει γιατί τα άτομα αυτά έχουν αυξημένη επιθυμία για φαγητό και δυσκολεύονται να τερματίσουν ένα γεύμα.

Ο ρόλος του αμυγδαλοειδούς πυρήνα είναι πολύ σημαντικός επειδή συνδέεται λειτουργικά με τον προμετωπιαίο λοβό, ο οποίος ενεργοποιείται κατά την αντίληψη ευχάριστων ερεθισμάτων και το ραβδωτό σώμα περιοχή που σχετίζεται με τον έλεγχο της όρεξης (Stoeckel LE etal. 2009). Η αντίσταση στην ινσουλίνη έχει αποδειχτεί ότι είναι δυνατό να επηρεάσει τη λειτουργική συνδεσιμότητα μεταξύ εγκεφαλικών τμημάτων συμπεριλαμβανομένων των βασικών γαγγλίων, του προμετωπιαίου και του ινιακού λοβού (KullmanSetal. 2012).

Άξια αναφοράς είναι η μελέτη των Kern W και συνεργατών (2006) η οποία περιέγραψε ότι τα παχύσαρκα άτομα παρουσιάζουν μειωμένη αναλογία ινσουλίνης στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό προς ινσουλίνη στο πλάσμα, εύρημα που πιθανόν συνδέεται με την έκπτωση που παρατηρείται στη δραστικότητα της ορμόνης στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ).

Σε παλαιότερη μελέτη νευροαπεικόνισης έχει περιγραφεί ότι ένα από τα αίτια που θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην κατανάλωση μεγαλύτερων ποσοτήτων φαγητού είναι η αυξημένη δραστηριότητα του σωματοαισθητικού φλοιού του εγκεφάλου, η οποία καταγράφηκε σε παχύσαρκα άτομα σε σύγκριση με αδύνατα άτομα της ομάδας ελέγχου. Στο τμήμα αυτό του εγκεφάλου καταλήγουν αισθητικοί νευρώνες από την περιοχή του στόματος, των χειλέων και της γλώσσας. Έτσι οι παχύσαρκοι είναι δυνατό να καθίστανται πιο ευαίσθητοι στα γευστικά ερεθίσματα και να αισθάνονται μεγαλύτερη ικανοποίηση από τις γευστικές ιδιότητες του φαγητού (Wang GJ et al. 2002).

Πολύ σημαντικές είναι και ορισμένες μελέτες οι οποίες έδειξαν ότι σε υγιή άτομα η χορήγηση ινσουλίνης από το βλεννογόνο της μύτης (παρακάμπτεται το ήπαρ) μπορεί να μειώσει την πρόσληψη φαγητού και να βελτιώσει τη μνήμη. Το εύρημα αυτό καταδεικνύει την ανορεξιογόνο δράση της ινσουλίνης στο ΚΝΣ (Benedict C et al. 2008).

Αναφορικά με την επίδραση των αναλόγων ινσουλίνης στην εγκεφαλική δραστηριότητα, σε πρόσφατη μελέτη των van Golen LW και συνεργατών (2014) βρέθηκε ότι σε άτομα με ΣΔ Τύπου 1 η θεραπεία με ινσουλίνη Detemir για διάστημα 12 εβδομάδων συγκριτικά με την ινσουλίνη NPH προκάλεσε μειωμένη ανταπόκριση του νησιδιακού φλοιού (insula) σε οπτικά ερεθίσματα με εικόνες φαγητού. Ο νησιδιακός φλοιός είναι ένα από τα τμήματα του εγκεφάλου που ρυθμίζουν το αίσθημα της όρεξης. Πρέπει να σημειωθεί ότι στη μελέτη αυτή τα επίπεδα της ινσουλίνης Detemir στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό βρέθηκαν υψηλότερα σε σχέση με αυτά της ΝΡΗ.

Αξίζει να αναφερθεί ότι με τη βοήθεια μελετών νευροαπεικόνισης έχει βρεθεί ότι τα παχύσαρκα άτομα σε σύγκριση με αδύνατα όταν παρακολουθούν εικόνες φαγητών πλούσιων σε λιπαρά παρουσιάζουν αυξημένη εγκεφαλική δραστηριότητα σε περιοχές που σχετίζονται με το συναίσθημα της ανταμοιβής (Rothemund Y et al. 2007). Ανάλογα ευρήματα προκύπτουν και από αντίστοιχες μελέτες σε ασθενείς με ΣΔ Τύπου 2 (Chechlacz M et al. 2009). Διαταραχή στην εγκεφαλική δραστηριότητα έχει παρατηρηθεί σε άτομα με ΣΔ και παχυσαρκία και μετά από την κατανάλωση γευμάτων.

Συμπερασματικά από τις μελέτες αυτές καταδεικνύεται ότι η αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης μέσω της διαταραχής που προκαλεί στην εγκεφαλική λειτουργία μπορεί να συμβάλλει σε μεγάλο βαθμό στον κίνδυνο εμφάνισης παχυσαρκίας. Επίσης γίνεται εύκολα αντιληπτό πόσο δύσκολη είναι η επίτευξη και η διατήρηση της απώλειας βάρους για τα παχύσαρκα και διαβητικά άτομα.

Πρέπει να τονιστεί ότι από τις νευροαπεικονιστικές μελέτες είναι πολύ δύσκολη η απόδειξη σχέσης αιτίας-αποτελέσματος ανάμεσα τις διαταραχές της εγκεφαλικής λειτουργίας και την παχυσαρκία. Μελέτες σε παχύσαρκα άτομα πριν και μετά την απώλεια βάρους έδειξαν αντικρουόμενα αποτελέσματα αναφορικά με την αναστρεψιμότητα ή μη της εγκεφαλικής δραστηριότητας. Με ιδιαίτερο ενδιαφέρον αναμένονται τα αποτελέσματα αντίστοιχων μελετών σε παχύσαρκα και διαβητικά άτομα μετά από επεμβάσεις βαριατρικής χειρουργικής. Επίσης ενθαρρυντικά είναι τα πρώτα στοιχεία από νευροαπεικονιστικές μελέτες σε μη παχύσαρκα άτομα με αντίσταση στην ινσουλίνη, στα οποία εκτιμήθηκε η εγκεφαλική δραστηριότητα μετά το γεύμα αφού προηγήθηκε χορήγηση αναλόγου GLP-1 ή μετφορμίνη.

























ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Anthony KReed LJDunn JTBingham EHopkins DMarsden PKAmiel SA. Attenuation of insulin-evoked responses in brain networks controlling appetite and reward in insulin resistance: the cerebral basis for impaired control of food intake in metabolic syndrome? Diabetes. 2006;55:2986-2992.

Benedict C, Kern W, Schultes B, Born J, Hallschmid M. Differential sensitivity of men and women to anorexigenic and memory-improving effects of intranasal insulin. J Clin Endocrinol Metab. 2008;93:1339-1344.

Berthoud HR, Morrison C. The brain, appetite, and obesity. Annu Rev Psychol. 2008;59:55-92.

Bingham EM, Hopkins D, Smith D, Pernet A, Hallett W, Reed L, Marsden PK, Amiel SA. The role of insulin in human brain glucose metabolism: an 18fluoro-deoxyglucose positron emission tomography study. Diabetes. 2002;51:3384-3390.

Chan RSWoo J. Prevention of overweight and obesity: how effective is the current public health approach. Int J Environ Res Public Health. 2010;7:765-783.

Cheah YSAmiel SA. Metabolic neuroimaging of the brain in diabetes mellitus and hypoglycaemia.Nat Rev Endocrinol. 2012;8:588-597.

Chechlacz M, Rotshtein P, Klamer S, Porubská K, Higgs S, Booth D, Fritsche A, Preissl H, Abele H, Birbaumer N, Nouwen A. Diabetes dietary management alters responses to food pictures in brain regions associated with motivation and emotion: a functional magnetic resonance imaging study. Diabetologia. 2009;52:524-533.

Gielkens HAVerkijk MLam WFLamers CBMasclee AA. Effects of hyperglycemia and hyperinsulinemia on satiety in humans. Metabolism. 1998;47:321-324.

International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas. Brussels, Belgium: International Diabetes Federation; 2013.

Joint FAO/WHO Expert Consultation . WHO Technical Report Series 916: Diet, Nutrition and the Prevention of Chronic Diseases. World Health Organization; Geneva, Switzerland: 2003.

Kern W, Benedict C, Schultes B, Plohr F, Moser A, Born J, Fehm HL, Hallschmid M. Low cerebrospinal fluid insulin levels in obese humans. Diabetologia. 2006;49:2790-2792.

Kullmann S, Heni M, Veit R, Ketterer C, Schick F, Häring HU, Fritsche A, Preissl H. The obese brain: association of body mass index and insulin sensitivity with resting state network functional connectivity. Hum Brain Mapp. 2012;33:1052-1061.

Murray S, Tulloch A, Gold MS, Avena NM. Hormonal and neural mechanisms of food reward, eating behaviour and obesity. Nat Rev Endocrinol. 2014;10:540-552.

Rothemund Y, Preuschhof C, Bohner G, Bauknecht HC, Klingebiel R, Flor H, Klapp BF. Differential activation of the dorsal striatum by high-calorie visual food stimuli in obese individuals. Neuroimage. 2007;37:410-421.

Stoeckel LE, Kim J, Weller RE, Cox JE, Cook EW 3rd, Horwitz B. Effective connectivity of a reward network in obese women. Brain Res Bull. 2009;79:388-395.

van Golen LWVeltman DJIJzerman RGDeijen JBHeijboer ACBarkhof FDrent MLDiamant M. Effects of insulin detemir and NPH insulin on body weight and appetite-regulating brain regions in human type 1diabetes: a randomized controlled trial. PLoS One. 2014;9:e94483.

Wang GJVolkow NDFelder CFowler JSLevy AVPappas NRWong CTZhu WNetusil N. Enhanced resting activity of the oral somatosensory cortex in obese subjects. Neuroreport. 2002;13:1151-1155.

Willer CJ, Speliotes EK, Loos RJ et. al. Six new loci associated with body mass index highlight a neuronal influence on body weight regulation.Nat Genet. 2009;41:25-34.

 

Διαβάστηκε 1428 φορές

Share it

Νέα & Ενημερώσεις

Στοιχεία Επικοινωνίας

Μαιάνδρου 23
115 28, Αθήνα
+30 210 7211845

Αναζήτηση