Decis-State: Einfluss des Sättigungsgrades auf das Entscheidungsverhalten und die funktionelle Interaktion neuronaler Systeme - Eine fMRT-Studie

Abstract

Die Adipositas ist eines der größten Probleme in der modernen Medizin. Impulskontrolle ist eine Schlüsselfunktion für das Verhalten und spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung des Gewichts und damit auch in der Pathogenese des Übergewichtes. Mit dem Decis-Paradigma wurde in unserer Arbeitsgruppe Mechanismen der Impulskontrolle untersucht und unter anderem der Nucleus Accumbens (Nacc), das ventrale tegmentale Areal VTA, der subgenuale anteriore cinguläre Kortex (sgACC) und der orbitofrontale Kortex (OFC) als entscheidende Regionen identifiziert. Ausgehend von diesen Ergebnissen untersuchten wir in der aktuellen Studie den Einfluss von Essensstimuli gegenüber neutralen Stimuli im hungrigen und satten Zustand, um den Einfluss des Sättigungsgrades auf die Impulskontrolle zu evaluieren und so die Mechanismen bei der Entwicklung von Übergewicht besser zu verstehen. Wir ließen 17 gesunde Probanden (9 weibliche) ein durch die Verwendung von nahrungsassoziierten Reizen modifiziertes Desire-Reason Paradigma (Diekhof & Gruber 2010, J Neurosci 30) im 3 Tesla-fMRT durchführen. Die Probanden wurden dabei an zwei unterschiedlichen Tagen, einmal im hungrigen (nach 12stündiger Nahrungskarenz) und einmal im satten Zustand untersucht. Die Auswertung erfolgte mit SPM5. Die Demografie ergab, dass die eingeschlossenen Probanden im Durschnitt schlanke, kontrollierte, wenig impulsive, gesundheitsbewusste Esser waren. Die Ergebnisse der Blutzuckeruntersuchung ergaben eine Differenz von durchschnittlich 10 mg/dl (0,56 mmol/l). Bezüglich der Verhaltensdaten konnte keine statistisch signifikante Modulation durch den Sättigungsgrad festgestellt werden, aber es gab einen statistischen Trend (p=0,056), für das Nachlassen der Performanz im hungrigen Zustand. Die Probanden brauchten im hungrigen Zustand außerdem deskriptiv länger, wenn es galt Nahrungsreize abzulehnen bzw. nahmen diese schneller an. In der funktionellen Bildgebung konnten die Ergebnisse der Studie von Diekhof&Gruber (2010) für die arbiträr belohnten Stimuli reproduziert werden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Aktivierungen in VTA, OFC und sgACC eine Modulation durch den Sättigungsgrad zeigten. Diese Regionen waren im Rahmen der nicht arbiträr belohnten Stimuli nur im hungrigen Zustand aktiviert. Für den sgACC konnte im hungrigen Zustand außerdem eine für hochkalorische Nahrungsstimuli selektive signifikante Aktivierung gezeigt werden. Aus den Ergebnissen lässt sich schließen, dass Nahrung an sich, ebenso wie eine arbiträre Belohnung (die für das finanzielle Outcome relevant ist) einen Belohnungsreiz darstellen kann, wenn Probanden hungrig sind. Dass weder die Performanz noch die eigentliche Aufgabe durch den Sättigungsgrad maßgeblich beeinflusst waren, lässt sich aus der jungen, gesundheitsbewussten und schlanken Stichprobe von Probanden erklären. Zwölfstündiges Fasten und eine durchschnittliche Blutzuckerdifferenz von 10mg/dl (0,56 mmol/l) scheinen bei diesem Kollektiv im Alltag kaum Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit bei der Bewältigung von kognitiven Aufgaben zu haben. Die differenziellen Aktivierungsmuster zeigen jedoch, dass der Sättigungsgrad einen subtilen Einfluss auf basale Anteile des Belohnungssystems (VTA), die Bewertung von nahrungsassoziierten Reizen und deren emotionalen Evaluation (sgACC) hat. Hunger verändert also selbst in diesem Kollektiv die Belohnungsverarbeitung. Das Auslassen des Frühstücks stellt einen Risikofaktor für Adipositas dar. Zukünftige Studien (weniger kontrollierte Probanden/ Verlängerung der Nahrungskarenz) könnten helfen die Grenzen von Coping-Mechanismen zu zeigen und so langfristig dazu beitragen, die Therapie für Adipositas und andere Essstörungen zu verbessern.