Skipulagsbreytingar á heila sem tengjast ofþyngd og offitu 2. hluti

Tafla 1 sýnir frumu- og efnavaka af völdum mismunandi frumutegunda og virkjunarástand frumna (annaðhvort kyrrlát eða virkjað) í fituvef utan miðtaugakerfisins og tengsl þeirra við örverur.

Miðtaugakerfið er stjórnstöð mannslíkamans, sem ber ábyrgð á að stjórna og samræma alla líkamsstarfsemi, þar með talið hugsun, tilfinningar og hegðun. Minni er mikilvægur hluti af heila mannsins. Það er varðveisla og útdráttur fyrri reynslu og þekkingar.

Miðtaugakerfið hefur mjög náið samband við minni og allir hlutar miðtaugakerfisins taka þátt í myndun og geymslu minni. Hægt er að skipta miðtaugakerfinu í skyntaugakerfið, hreyfitaugakerfið og samtakataugakerfið sem hvert um sig hefur áhrif á mismunandi þætti minnis.

Skyntaugakerfið setur utanaðkomandi áreiti inn í heilann í gegnum skynfærin og heilinn vinnur úr þessum upplýsingum og breytir þeim í form sem hægt er að muna. Þess vegna getum við munað fallegt tónverk eða fallegt málverk.

Hreyfitaugakerfið geymir minni um gjörðir með því að stjórna vöðvum. Þetta er ástæðan fyrir því að íþróttamenn geta framkvæmt ýmsar erfiðar hreyfingar með meðvitundarlausum hreyfingum.

Hið tengda taugakerfi er ábyrgt fyrir því að tengja saman ýmsar minningar til að mynda röð atburða og upplifana. Þess vegna getum við rifjað upp nokkrar af bestu augnablikunum frá barnæsku okkar og þessir atburðir eru oft sameiginlegar minningar sem samanstanda af ýmsum tilfinningum og tilfinningum.

Að auki gegnir miðtaugakerfið einnig mikilvægu hlutverki við varðveislu og endurheimt minninga. Þegar við þurfum að muna eitthvað tengir heilinn ýmsar minningar í gegnum flókin tauganet til að gera okkur kleift að rifja upp fyrri reynslu.

Til að draga saman, tengsl miðtaugakerfis og minnis eru mjög náin. Heilbrigt miðtaugakerfi mun hjálpa til við að mynda og geyma minningar, á sama tíma og það bætir getu okkar til að þekkja og skilja hluti. Þess vegna verðum við að huga að heilsu miðtaugakerfisins og viðhalda stöðugu ástandi miðtaugakerfisins með hæfilegu mataræði, hóflegri hreyfingu og hvíld. Þetta hjálpar ekki aðeins við að auka minni heldur bætir líka líkamlega heilsu okkar. Það má sjá að við þurfum að bæta minni okkar. Cistanche deserticola getur bætt minni verulega vegna þess að Cistanche deserticola hefur andoxunar-, bólgueyðandi og öldrunaráhrif, sem geta hjálpað til við að draga úr oxun og bólguviðbrögðum í heilanum og vernda þannig heilsu taugakerfisins. Að auki getur Cistanche deserticola einnig stuðlað að vexti og viðgerð taugafrumna og þar með aukið tengsl og virkni tauganeta. Þessi áhrif geta hjálpað til við að bæta minni, nám og hugsunarhraða og geta einnig komið í veg fyrir þróun vitsmunalegrar truflunar og taugahrörnunarsjúkdóma.

Smelltu vita leiðir til að bæta heilastarfsemi

Vísbendingar sem styðja þátttöku tveggja nýlega viðurkenndra þátta sem tengja offitu við taugahrörnun eru byggðar á örvun bólgueyðandi frumudrepna og ónæmi fyrir insúlínlíkum vaxtarþáttum 1 (IGF-1) [39, 40, 50-52]. Offita vegna miðlægrar bólgu leiðir til truflunar á mettunarmerkjum undirstúku og viðvarandi ofáts og einnig til þess að óþekkt sé með neikvæðum niðurstöðum [53].

Langvinn bólga er talin hluti af sjúkdómsvaldandi aðferðum margvíslegra kvilla sem tengjast öldrun. Útlæg bólga og tengdar efnaskiptatruflanir auðvelda ekki aðeins insúlínviðnám og T2DM heldur einnig taugahrörnunarsjúkdóma [54]. Átfrumur í fituvef kviðarholsins stuðla að aukningu á frumudrepum og bólgueyðandi efnafræðilegum kemókínum sem geta farið yfir BBB.

Interferon-gamma getur virkjað microglia sem virka sem gengi fyrir taugabólgu [62]. Háþrýstingur, sykursýki og offita stuðla samverkandi að ýmsum meinafræðilegum aðferðum, þar með talið blóðflæði í heila og blóðsykursfalli. /eserisk þættir kalla fram taugabólgu og oxandi nitrosative streitu. Bólgueyðandi cýtókín, endóþelín1 og oxunar-nítrósandi streita valda nokkrum lotum sjúklegrar endurgjöf og hafa áhrif á meinafræði heila og æða [63]. /essa föll leiða til aukningar á taugafrumuCa2+ og taugahrörnun [64].

Oxandi-nitrosative streita stuðlar að langtímaskemmdum sem felur í sér fitusýrur, prótein, DNA og hvatbera. /þessir þættir magna upp og viðhalda ýmsum meinafræðilegum endurgjöfarlykkjum [65]. Vanvirk orkuefnaskipti (truflaður framleiðslu ATP í hvatberum), myndun -amyloid, truflun á starfsemi æðaþels og breyting á BBB [39, 51] leiðir til minnkunar á blóðflæði í heila og langvarandi blóðflæði í heila. /us, blóðflæðisskortur sviptir heilann tveimur mikilvægustu veðrænum efnum, súrefni og næringarefnum.

Þar af leiðandi þjáist heilinn af truflun á taugamótum og hrörnun eða tapi í taugafrumum, sem leiðir til rýrnunar á gráu og hvítu efni [65] (sjá mynd 1). Miðtaugakerfi og síðari aukning á M1-miðlaðri taugabólgu [62].

Macrophage-stimulating protein receptor (MST1R) er tyrosinekinase viðtaka sem er tjáður í átfrumum sem búa í vefjum, þar á meðal örverur. MST1R virkjun með bindli þess, átfrumahvetjandi próteini, dregur úr offitumiðlaðri bólgu í jaðrinum. In vivo stuðlar klofning að MST1Rligand fyrir bólgu (M1) og takmarkar virkjun átfrumnaháðrar viðgerðar (M2) [66].

Taugabólga getur leitt til apoptosis [67]. /er grundvallar lífeðlisfræðilegur gangur sem er mjög stjórnað ferli frumudauða sem stuðlar að viðhaldi á jafnvægi. Skortur á stjórnun á frumudauða gegnir lykilhlutverki í orsökum og/eða framvindu margra sjúkdóma [67, 68]. Fullkomin útfærsla á frumudauði felur í sér samspil á milli margs konar próteina, merkjaboða og boðleiðarfalla [69].

TNF, Fas bindill (Fas-L), og TNF-tengdur apoptosis-inducing bindand (TRAIL) bundinn við utanfrumu lén DR (transmembranereceptors) eru ábyrgir fyrir upphaf meiriháttar apoptosis ferlisins, það er TNF ferlið [67–69 ].

TNF- og Fas-L geta framkallað apoptosis sumra taugafrumna meðan á bólgu stendur [67]. Apoptosis felur í sér virkjun kaspasa (cystein próteasa), sem skipuleggja allar formfræðilegar breytingar sem einkenna þessa tegund frumudauða [67]. Virkjun frumkvöðla kaspasa (caspasa 2, 8 eða 10) er fyrsta skrefið í stýrðri, óafturkræfum og sjálfmagnandi próteólýtandi ferli sem leiðir til virkjunar effectorcaspasa (caspasa 3, 6 og 7) [70].

Bólga ein og sér veldur blóðflæði og blóðþurrð [41], sem getur leitt til frumudauða í gegnum innri leið [68]. /is ferillinn einkennist af óviðtakamiðluðu upphafi og hvatberastjórnun. Í eðlislægri leið frumudauða mynda ákveðin áreiti beint innanfrumumerki sem leiða til lífefnafræðilegra breytinga innan frumanna [70].

Áreiti veldur truflun á hvatberahimnu sem dreifir himnugetu og eykur gegndræpi himnunnar [70]. /e áreiti leiðir einnig til myndunar á hvatbera permeability transition pore (MPT) á ytri himnunni sem miðlar proapoptótískum þáttum inn í frumuna [71]. Apoptósóm kljúfa prókaspasa-9 til að gefa af sér virkan kaspasa-9, sem aftur virkjar áhrifakaspasa (þ.e. kaspasa-3) [70].

4. Stórsjárbreytingar á heila (neuroimagingStudy sönnunargögn)

4.1. Grátt efni. Nýleg kerfisbundin endurskoðun [72] leiddi í ljós skipulagsfrávik í rúmmáli gráu efnisins hjá sjúklingum með offitu. Greining á tíu rannsóknum fram til desember 2017 [73-82] benti til stöðugrar fækkunar á gráu efni hjá einstaklingum með offitu sem tengist stjórnsvæðum í neðri framhlið, hægri einangri, vinstri og hægri formiðlægu, vinstri miðlægu framhlið, vinstri miðlægu gyrus, vinstri amygdala og vinstra heilahvel.

Hins vegar sýndu greindar rannsóknir aukningu á rúmmáli gráu efnisins í vinstri hnakkabekk, vinstri miðju framanverðu og vinstri neðri hnakkabekk. Á sama hátt, Kurth o.fl. [83] greindi frá neikvæðri fylgni á milli BMI og rúmmáls vinstri efri framhliðar, vinstri miðju og neðri framstöng, hægri frampóls, vinstri einangrunar og tvíhliða efri og miðlægs gyri.

Rannsókn á taugamyndatöku hjá 1.428 þátttakendum [84] komst að því að rúmmál gráu efnisins hafði neikvæða fylgni við BMI í hægra neðri frontalgyrus, superior frontal gyri, hægri precentral lobule, right superior parietal lobule vinstri og hægri precuneus vinstri fusiform gyrus, vinstri og hægri uncus, vinstri. og hægra framhluta heila og hægri heilastofn hjá körlum.

BMI hafði jákvæða fylgni við rúmmál sumra svæða á neðri framhvolfi, hægra efri framhvolfi og vinstri og hægri aftari hluta heila. Hærra BMI hjá eldri fullorðnum tengist almennum truflunum á gráu efni, óháð offitutengdum fylgisjúkdómum og öðrum truflandi þáttum, sem þýða lúmskar truflanir á minnisgetu við öldrun [85].

Garc´ıaGarc´ıa o.fl. [86] greindi frá því að offita og líkamsþyngd tengist marktækt minni gráefnisrúmmáli á heilasvæðum með lykilhlutverki í framkvæmdastjórn. Offita sem tengist breytum tengist stöðugt minnkun á rúmmáli gráa efnisins á ýmsum sviðum, þar á meðal miðlæga framanverðu heilaberki, tvíhliða litla heila og vinstri tímaskaut.

Eins hafa einstaklingar með offitu lægra heildarmagn grátt efnis en grannir og of þungir einstaklingar. Unglingar, BMI tengist alþjóðlegum og svæðisbundnum mun.

Yokum o.fl. [87] fann minna magn af gráu efni á þeim svæðum sem taka þátt í hamlandi stjórn, sem tengist framtíðarþyngdaraukningu. Sérstaklega auka frávik í svæðisbundnu magni gráa efnisins, en ekki í magni hvíta efnisins, hættuna á þyngdaraukningu í framtíðinni, og frávik í svæðisbundnu rúmmáli hvíta efnisins, en ekki í magni gráa efnisins, eru aukaatriði við þyngdaraukningu.

4.2. Hvítt efni. /hér eru sterkar vísbendingar um minnkun hvíts efnis á heimsvísu í tengslum við einstaklinga með hækkað BMI [88, 89]. /is sambandið er í samræmi við umfangsmikla rannsókn sem sýndi fram á tengsl á milli hækkaðs BMI og minnkaðrar heilleika hvíta efnisins í tveimur stórum sjálfstæðum hópum [90].

Hærra BMI tengist lækkun á ýmsum hvítum svæðum, þar á meðal fram- og aftari thalamic geislun, inferior frontal-occipitalfascicle, inferior og superior longitudinal fascicles, corpuscallosum [72], uncinate fascicle, innra hylki, corticospinal tract og cingurus (cingurus). hippocampus) [76, 79, 88–91].

Staðbundnar breytingar á hvítum trefjasvæðum sem tengjast aukinni BMI tengja helstu limbic structures við prefrontal svæði, sem hugsanlega útskýrir aukna hættu á vitrænni skerðingu og vitglöpum offitu á eldri aldri [64]. Breytingar fela aðallega í sér trefjarásir sem tengja limbíska uppbyggingu við prefrontal svæði og geta stuðlað að hraðari öldrun hjá fólki með offitu, sem búist er við að auki hættuna á vitrænni skerðingu [91].

BMI-tengdar WM breytingar eru tengdar örbyggingarbreytingum í hvítu efni. /e niðurstöður voxel-undiraðrar magngreiningar bentu til lækkunar á hvítefnismýelíni, aukningu á vatnsinnihaldi og breytingum á járninnihaldi hjá einstaklingum með hækkandi BMI, sem eru aðallega staðbundin í superior longitudinal fasciculus (SLF), anterior thalamic geislun (ATR) ), innra hylki og corpus callosum [91].

Aukið BMI er vísbending um tap á heilleika hvíta efnisins vegna afmýlingar eða bólguáhrifa. /þessar breytingar má útskýra með skaða eða frumutapi [91].4.3. Subcortical svæði. /e stærðir tvíhliða thalamus, putamen og globus pallidus eru stækkaðar og stærð tvíhliða caudates minnkar hjá einstaklingum með offitu samanborið við einstaklinga með eðlilega þyngd [92]./e medialt-dorsal hluti tvíhliða caudates er verulega minnkuð og hlið bakhluta tvíhliða thalamusis jókst verulega.

Jafnvel of þungir einstaklingar (með BMI 25-30 kg/m2) hafa merki um rýrnun í basalganglia og geislaðri kórónu [93]. Hjá körlum er heildar líkamsfita neikvæð fylgni við allt rúmmál grátt efnis undir heilaberki (thalamus, caudate nucleus, putamen, globus pallidus og nucleus accumbens); Hjá konum var meiri heildarfita í líkamanum í tengslum við lægra rúmmál globus pallidus [94]. /esesex sértækur munur getur skýrst af nokkrum innkirtlaleiðum; til dæmis, estrógen virka sem verndandi þáttur gegn mörgum efnaskiptavandamálum tengdum ofþyngd [95].

Kim o.fl. [92] benda til þess að hjá einstaklingum með offitu tengist uppbygging undirbarka við fæðuhegðun og skynjun. Hærri BMI tengist meiri undirstúkutengingu á þeim svæðum sem taka þátt í matarhvöt og minni tengingu við mannvirki sem tengjast vitrænni stjórn á fæðuinntöku. /e undirstúku gráefnis rúmmáli er jákvæð fylgni við tengingu aftari einangrunar undirstúku./us, tengsl milli undirstúku gráefnis rúmmáls og BMI eru miðlað af tengingu undirstúku-aftari einangrunar [96].

4.4. Börn og unglingar. Í samanburði við börn með eðlilega þyngd, sýna börn með offitu marktæka minnkun á gráu efni í hægra miðlæga tímabeygju, hægri og vinstri thalamus, vinstri efri gyrus, vinstri og postcentral gyri og vinstri litla heila [97]. Offita barna tengist hærra byggingarmagni og minni gráefnisþéttleika í umbunarkerfinu [98].

Þar að auki er nokkur munur á hvítu efni á milli barna með offitu og börn með eðlilega þyngd, og umfram líkamsfita hefur verið tengd við mismun á uppbyggingu tenginga, sérstaklega í fram- og tímaheilasvæðum [97]. Athyglisvert er að unglingsárin eru mikilvægt tímabil fyrir heilaþroski, einkum þroski framheilaberkis, sem er svæði sem tengist vitrænni stjórn.

Unglingsár, minna þróaður forframbarkar getur útskýrt minni getu til að stjórna umbunardrifinni hegðun, svo sem neyslu kaloríuþéttrar fæðu. Ofneysla á kaloríuþéttum matvælum getur síðan haft áhrif á virkni og uppbyggingu heilans til að hafa þar af leiðandi áhrif á skilning og hegðun [99]. Hins vegar er illa skilið hvernig offita hefur áhrif á þroskaferil heilans (möguleg snemmþroska á matarlystarstjórnandi heilasvæðum) og þess vegna er þörf á langtímarannsóknum.

Sharkey o.fl. [100] fann ekki marktæk tengsl milli þykktar barkar og BMI. Niðurstöður /e héldust neikvæðar þegar greining var takmörkuð við börn á aldrinum 12 til 18 ára. /þess vegna virðast tengsl milli BMI og barkarþynningar þróast eftir unglingsár. /isfinding hefur þýðingu fyrir eðli tengslanna milli heilabyggingar og þyngdaraukningar. Í þessu samhengi sýndu unglingar sem bættu á sig líkamsfitu meiri minnkun á gráefnisrúmmáli í putamen samanborið við þá sem misstu líkamsfitu. Þar að auki sýndu fyrrnefndu einstaklingar meiri aukningu á rúmmáli hvíta efnisins í fremri cingulate cortex samanborið við síðarnefndu einstaklingana og einstaklinga sem héldu stöðugu líkamsfitustigi [101].

Of þungir og of feitir unglingar sýndu skerta heilleika hvíta efnisins í efri frontal corpuscallosum, bilateral uncinate fasciculi, vinstri neðri frontooccipital fasciculus og vinstri bark og mænuveg samanborið við unglinga með eðlilega þyngd. Þessar niðurstöður gætu tengst aukningu á verðlaunakerfinu [102]. Hins vegar, of þungir og offitu unglingar sýndu aukinn heilleika hvíta efnisins í orbital og anteriorfrontal corpus callosum, hægra neðri frontal-occipital fasciculus, vinstri cingulum og vinstri bark og mænuvökva samanborið við með eðlilega þyngd. Niðurstaðan gæti tengst styrktri athyglisúrvinnslu [102].4.5. Allostatic álag.

Einstaklingar sem voru of þungir höfðu minni barkarþykkt í vinstri og hægri efri framalgyrus en viðmiðunaraðilar [103, 104]. Ennfremur höfðu þessir einstaklingar hærra hlutfall af allostatic hleðslu en viðmiðunar- eða grannur einstaklingar. /e allostatic load index samanstendur af 15 lífmerkjum: slagbils- og þanbilsblóðþrýstingi, glýkrað blóðrauða, glúkósa, kreatínín, heildarkólesteról, HDL og LDL kólesteról, þríglýseríð, C-hvarfandi prótein, interleukín-6, insúlínhækkun, kortisól, fíbrínógen , andleptin. Aukning á úthlutunarálagi tengist breytingum á samsetningu gráa efnisins á þeim svæðum sem stjórna matarhegðun, skynjunarverðlaunavinnslu og almennri vitrænni virkni [104].

Talið hefur verið að minnkun á gráu efnislækkun tengist lækkun inkreatíníns og aukningu á þríglýseríðum og lágþéttni lípópróteinum í plasma einstaklinga með offitu [105].4.6. Efnaskiptaheilkenni. Efnaskiptasnið sem einkennist af háu líkamsfituinnihaldi, fitu í innyflum og altækum bólgum tengist minni gráu efnisrúmmáli og skertri framkvæmdastarfsemi hjá eldri fullorðnum [106].

Þættir sem liggja að baki viðvarandi orkuójafnvægi, eins og kyrrsetu eða orkumikil fæðuinntaka, geta verið mikilvægir þættir fyrir breytingar á gráu efni í öldrun. Tengsl á milli efnaskiptaheilkennis og minnkaðs rúmmáls gráefnis hafa greinst á mörgum heilasvæðum, þar á meðal aftari heila, heilastofn, orbitofrontalcortex, tvíhliða caudate nucleus, hægri parahippocampus, hægri amygdala, hægri insula, lingual gyrus og hægri superiortemporal [107]. 4.7. T2DM. T2DM tengist minnkun á heildarmagni gráefnis og rúmmáli hippocampus, aukningu á WHR og BMI og minni líkamlegri virkni [108]. Unglingar með T2DM og offitu hafa minnkað magn grátt efnis í hægri hippocampus, vinstri putamen og caudate, bilateralamygdala og vinstri thalamus samanborið við samanburðarhópa með óeðlilega þyngd [109].

Offita í kviðarholi eða síðari áhrif hennar geta að hluta miðlað skaðlegum áhrifum T2DM á heila rýrnun [108]. Offita unglinga virðist ein og sér leiða til minnkunar á rúmmáli gráu efnisins og T2DM tengist afbrigðileika í hvíta og gráa efninu í þessum hópi [109]. Skipulagsbreytingar í heilaberki og hálskirtli geta verið snemmbúnar heilabreytingar sem tengjast T2DM [110]. T2DM tengist marktækum svæðisbundnum breytingum á trefjaþéttleika innan corpuscallosum, fornix, vinstri neðri frontal-occipital fascicle, leftuncinate og vinstri innri og ytri hylki [109, 111].

Samanburður við viðmiðunarhópa benti til þess að sjúklingar með offitu og T2DM væru með minni þykkt á hægri insula og vinstri hliðarhnakka [110] og tímabundnum [112] heilaberki. /e alþjóðlegt meðaltal barkarþykktar var lægri í T2DM með offitu hópnum en í hópi T2DM einstaklinga með eðlilega þyngd [113]. Greint hefur verið frá neikvæðri fylgni á milli lengd sjúkdóms og meðalheilsu hvítefnis í heild hjá einstaklingum með T2DM og offitu, en ekki hjá T2DM einstaklingum með eðlilega þyngd [113].

Sjúklingar með venjulegt blóðsykursfall með offitu sýndu minni þykkt á hægra einangrinum og neðri framhliðinni og meira rúmmál amygdala og thalamus en viðmiðunarþegarnir. Aftur á móti var rúmmál þráðbeins og vinstra miðlæga svæðisins meira í hópnum með blóðsykurshækkun samanborið við sjúklinga með offitu og T2DM [110].

4.8. Other Anthropometric Variables. In addition to BMI, WHR, and waist circumference are also associated with cortical thickness. Higher WHR and greater waist circumference are associated with a lower volume of gray matter [83, 114–116]. Hayakawa et al. [116] detected that a higher number of brain regions in women correlated with waist circumference than with BMI. /e highest levels of all obesity measures (i.e., BMI, WHR, and fat mass) were related to lower gray matter volume. /e combination of general and central obesity (WHR> 0.85 for women and >0.90 fyrir karla) tengist minna gráu efnisrúmmáli en hjá magra fullorðnum [117].

Hins vegar er líkamssamsetningin, sem gerir greinarmun á fitumassa og fitulausum massa, ekki beintengd breytingum á rúmmáli heilavefs og heilleika hvítefnis. Þversniðstengsl milli líkamssamsetningar og rúmmáls heilavefs endurspegla líklega uppsafnaða áhættu eða sameiginlega orsök [118].Kurth o.fl. [83] sýndi neikvæða fylgni á milli bæði BMI og mittismáls og rúmmáls gráefnis, og svæðisbundin áhrif gráa efnisins eru meiri í undirstúku og fela í sér hrygg, framhlið, fremri tíma og neðri heilaberki og heila.

Athyglisvert er að tengslin voru almennari og áberandi þegar um mittismál var að ræða en þegar um BMI var að ræða. /þessi sambönd eru verulega mismunandi eftir kyni. /e tengsl við bæði BMI og mittismál eru svipuð hjá körlum; Hins vegar voru konur með hærri fjölda fylgni við mittismál. Kurth o.fl. [83] gaf til kynna að mittismál væri næmari vísbending en BMI, sérstaklega hjá konum, til að hugsanlega ákvarða skaðleg áhrif offitu og ofþyngdar á heilann.

Á heildina litið eru vísbendingar um skemmdir utan undirstúku, með minnkun á rúmmáli heilabarkar, aðallega í fram- og skjaldkirtli. Ennfremur hefur offita verið klínískt tengd vitsmunalegum skorti. Tafla 2 sýnir samantekt á niðurstöðum taugamyndarannsókna. Tengsl milli minnkunar á þykkt heilaberkins og vitræna skerðingar benda til smásjárfræðilegrar truflunar í taugafrumum.

Taugatap getur stafað af virkjun frumudauða í gegnum innri brautina vegna hvatberaskemmda eða virkjun ytri brautarinnar vegna taugabólgu. Ennfremur getur vitsmunalegur skortur tengst breyttum taugamótum og skorti á klippingu á tannhryggjum vegna lélegrar virkni örvera.

For more information:1950477648nn@gmail.com