《Nutrients》:Clinical Applications of Flavonoids in Pregnancy: Potential Therapeutic Strategies for Gestational Disorders—An Update
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背景/目的:在现代食品环境中,为愉悦而非饥饿而进食的现象十分普遍。奖励性进食驱动量表(Reward-Based Eating Drive Scale, RED-13)涵盖奖励性进食的三个维度:饱腹感缺乏、进食失控和食物先占观念。本横断面研究旨在评估静息态功能磁
背景/目的:在现代食品环境中,为愉悦而非饥饿而进食的现象十分普遍。奖励性进食驱动量表(Reward-Based Eating Drive Scale, RED-13)涵盖奖励性进食的三个维度:饱腹感缺乏、进食失控和食物先占观念。本横断面研究旨在评估静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, fMRI)指标与RED-13各分量表得分之间的关系。方法:研究人员于2022年3月至2023年5月期间,对99名参与者测量了RED-13得分、主观食欲及静息态脑功能。脑功能采用度中心性(degree centrality, DC)、局部一致性(regional homogeneity, ReHo)和体素镜像同伦连接(voxel-mirrored homotopic connectivity, VMHC)进行评估。结果:进食失控和食物先占观念与对高脂、高甜及低甜食物的食欲呈正相关。进食失控与左侧小脑小叶IX的DC(r = 0.416)、左侧脑干的ReHo(r = 0.399)、左右脑干的VMHC(r = 0.432)呈正相关,与右侧距状沟的ReHo(r = ?0.434)呈负相关。饱腹感缺乏分量表与左侧额上回内侧部的ReHo呈正相关(r = 0.389)。食物先占观念分量表与右侧额中回的DC和ReHo呈正相关。结论:RED-13所测得的奖励性进食与奖赏加工及认知控制相关脑区的静息态fMRI指标呈现特定关联模式。这些神经关联与RED-13和食欲之间的相关性相互印证,支持RED-13捕捉的是奖励驱动进食的类特质倾向这一假设,且该倾向可能反映在静息态脑活动中。
论文解读
一、研究背景与问题提出
人类的能量摄入受两套控制系统调节:稳态机制(homeostatic mechanism)以代谢需求为核心,由下丘脑整合外周激素信号和迷走神经传入信号产生饥饿与饱腹感;非稳态机制(non-homeostatic process)则受认知、情绪和环境因素驱动。在现代食品环境中,高可口食物(富含脂肪、糖和盐)的持续可及性使得奖赏系统在进食决策中占据主导地位,导致“为愉悦而吃”而非“为饥饿而吃”的现象普遍存在。长期暴露于此类环境被认为会改变大脑奖赏回路,可能驱动成瘾样行为和过度进食,增加肥胖风险。
既往功能磁共振成像(fMRI)研究多采用任务态范式,报道肥胖个体对视觉食物线索的反应增强,但近期证据提示体重相关的组间差异并不一致,且奖赏系统的反应可能呈状态依赖性而非稳定组织。静息态fMRI测量任务无关的低频血氧水平依赖(BOLD)信号,可评估脑区间的内在交互。基于该信号可衍生多种体素级指标:局部一致性(ReHo)反映某体素与其邻近体素的局部同步性;度中心性(DC)量化某体素与全脑其他体素的功能连接数量;体素镜像同伦连接(VMHC)反映两半球对称区域间的功能协调性。这些指标在肥胖及自我报告进食特质(如食物渴求)中已被报道存在改变。
奖励性进食驱动量表(RED-13)是评估奖励性进食三个维度的自评工具:饱腹感缺乏、进食失控和食物先占观念。该量表由原始9条目RED扩展而来,旨在覆盖奖励性进食的完整谱系,并在多个国家人群中验证了其稳健性。RED-13被设计用于检测奖励驱动进食的稳定倾向(特质)而非短暂状态(状态)。然而,RED-13得分与大脑奖赏回路的关系迄今仅被推测,尚无直接证据。在此背景下,研究人员假设奖励性进食驱动与内在脑活动改变相关,尤其是奖赏加工和进食调控相关脑区。本研究旨在评估静息态指标与RED-13各分量表得分之间的关联,据研究人员所知,这是首个在健康受试者中检验RED-13得分与任务无关低频BOLD信号关联的研究。
二、研究设计与主要技术方法
本研究为横断面设计,于2022年3月至2023年5月在罗马尼亚克卢日-纳波卡“尤利乌·哈耶格努”医药大学开展。受试者通过社交媒体广告和研究者当面接触招募,覆盖克卢日-纳波卡都市区。纳入标准为右利手、年龄18至50岁;排除标准包括过量饮酒、糖尿病史、限制性饮食、精神疾病、进食障碍、药物滥用、夜班工作、旅行时差、妊娠或哺乳期、幽闭恐惧症、肝功能异常、肾功能不全、高血糖及MRI不兼容的金属异物等。最终99名参与者纳入分析,以女性为主,平均年龄28.7岁,平均BMI 23.1 kg/m2。
研究采用的关键技术方法包括:(1)RED-13量表评估奖励性进食驱动,包含进食失控(6条目)、饱腹感缺乏(3条目)和食物先占观念(4条目)三个分量表;(2)100 mm视觉模拟量表(VAS)评估主观食欲,包括饥饿感、饱腹感、可进食量及对16种食物(4高脂低甜、4高脂高甜、4高甜低脂、4低脂低甜)的进食欲望;(3)静息态fMRI采集,使用西门子MAGNETOM 3T Skyra(12人)和通用电气Discovery MR750W 3.0T(87人)两台扫描仪,受试者在禁食状态下闭眼保持清醒完成扫描;(4)数据预处理采用静息态fMRI数据处理助手(DPARSF 4.5),包括去除前10个功能体积、时间层校正、头动校正、DARTEL算法配准至蒙特利尔神经科学研究所(MNI)空间、Friston 24模型噪声回归、高斯核平滑(6 mm FWHM)及带通滤波(0.01–0.1 Hz);(5)计算DC、ReHo和VMHC三种指标,各指标图转换为z分数以控制个体间和扫描仪间变异;(6)统计分析采用偏相关分析,控制扫描仪、年龄、性别和BMI等协变量(df = 93),多重比较校正采用高斯随机场(GRF)理论,体素级p < 0.001(对应|r| = 0.332阈值),簇级族wise误差(FWE)校正p < 0.05,最小簇大小为18个体素。
三、研究结果
3.1 研究样本特征:103名右利手成年人符合纳入标准且无排除标准。1人因偶然发现(海绵状血管瘤)被排除,3人因牙科器具干扰fMRI图像质量被排除。所有参与者头动均≤1.5 mm和≤1.5度,无因头动被排除者。最终99人纳入分析。总RED-13得分为12.0,其中饱腹感缺乏1.0、食物先占观念3.0、进食失控9.0。禁食状态下各类食物VAS食欲得分为:高脂食物300.0、低脂食物440.0、高甜食物410.0、低甜食物300.0;饥饿感VAS为40.0,饱腹感VAS为10.0。
3.2 RED-13分量表与VAS食欲得分的相关性:在经Bonferroni校正(p < 0.0071)的偏相关分析中,进食失控和食物先占观念分量表与高脂、高甜和低甜食物的食欲呈正相关,独立于年龄、性别和BMI(所有p < 0.0071)。此外,进食失控与估计可进食量呈正相关(偏相关系数0.323;p = 0.001)。所有分量表均与饥饿感或饱腹感无显著相关。
3.3 RED-13分量表与静息态fMRI指标的相关性:进食失控分量表与左侧小脑小叶IX的DC呈正相关(r = 0.416),与左侧脑干ReHo呈正相关(r = 0.399),与右侧距状沟(Brodmann 19区)ReHo呈负相关(r = ?0.434),与左右脑干VMHC呈正相关(r = 0.432)。饱腹感缺乏分量表与左侧额上回内侧部ReHo呈正相关(r = 0.389)。食物先占观念分量表与额中回第2部分的DC和ReHo呈正相关(r = 0.439和0.394)。
四、讨论与结论总结
讨论部分要点:小脑已被提出作为奖励性进食的枢纽,小脑小叶IX整合于默认模式网络,参与动机、价值评估和学习加工,并与中脑边缘多巴胺奖赏系统形成直接功能环路。进食失控与小脑小叶IX DC增高相关,可能反映该区域作为信息枢纽向执行控制中枢传递更多食物奖赏信息。脑干包含腹侧被盖区、黑质致密部等奖赏和动机通路关键结构,以及孤束核和臂旁核等处理饱腹信号的结构;进食失控与脑干ReHo和VMHC增高相关,可能反映饱腹信号处理紊乱和奖赏特性放大。右侧距状沟ReHo降低与进食失控相关,距状沟皮层作为初级视觉皮层,通过预期和条件化修饰奖赏视觉刺激的加工;其ReHo降低可能与对食物奖赏的视觉注意增强和意识控制减弱有关。饱腹感缺乏与左侧额上回内侧部ReHo增高相关,该区域参与高级认知加工、自我意识和价值相关加工,可能反映对饱腹感内感受信号感知减弱。食物先占观念与额中回DC和ReHo增高相关,该区域参与认知控制和注意力重定向,食物先占观念反映食物渴求的认知维度——反复出现的食物相关思维。研究局限性包括:仅采用静息态fMRI未包含食物线索范式、食欲评分与fMRI采集未必同日、未记录女性月经周期阶段、便利样本以年轻正常体重女性为主、未进行专门样本量计算、横断面设计无法确立因果关系。研究优势包括:fMRI研究相对较大的样本量(n = 99)、严格的纳入排除标准控制了样本异质性。
结论部分翻译:总之,本研究提供了证据表明,RED-13分量表所评估的奖励性/享乐性进食与奖赏回路内的静息态局部同步性和区域脑连接相关。进食失控与 cerebellar lobule IX 和小脑及脑干中增加的同步性和连接性以及右侧距状沟局部同步性降低的独特模式相关,可能反映了更大的皮层下奖赏驱动和减少的皮层调控相结合。相比之下,饱腹感缺乏与左侧额上回内侧部的局部同步性增加相关,该区域涉及自我意识以及基于食物相关刺激主观价值评估的渴求调控。食物先占观念与额中回的DC和ReHo增加相关,该区域涉及认知控制和注意力重定向,并在食物线索研究中被激活。综合来看,这些发现表明不同维度的奖励性进食可能与不同的神经模式相关。这些神经关联进一步得到RED-13分量表与本研究样本中食物渴求相关性的支持,与RED-13捕捉奖励驱动进食的类特质倾向这一观点一致,该倾向可能反映在静息态、任务无关的脑奖赏和控制网络组织中,而非一种状态(对食物线索的短暂反应)。识别与奖励性进食特定方面(进食失控、饱腹感缺乏、食物先占观念)相关的静息态模式,可能有助于细化与超重和肥胖发展相关的进食行为。此外,这些结果可能为超重和肥胖发展中除自我调控受损或稳态失调外奖赏回路可能参与的证据积累做出贡献。未来需要纵向设计和更多样化临床人群的研究来确定这些静息态模式是否预测体重轨迹或治疗反应。