Strukturelle hjerneendringer assosiert med overvekt og fedme del 1

Fedme er et globalt helseproblem med et bredt sett av komorbiditeter, som underernæring, metabolsk syndrom, diabetes, systemisk hypertensjon, hjertesvikt og nyresvikt. /is review beskriver nylige funn av nevroimaging og to studier av celletetthet angående rollene til overernæring-indusert hypotalamisk betennelse i nevrodegenerasjon. /disse studiene ga konsistente bevis på mindre kortikal tykkelse eller reduksjon i gråstoffvolumet hos personer med overvekt og fedme, men de undersøkte hjerneområdene varierte på tvers av studiene.

Systemisk hypertensjon er en vanlig kronisk sykdom preget av langvarig forhøyelse av blodtrykket, noe som medfører stor skade på menneskers helse. Hukommelse er en av de uunnværlige og viktige funksjonene i menneskers daglige liv. Det spiller en viktig rolle i arbeid, studier, liv og andre aspekter. Så, hva er forholdet mellom systemisk hypertensjon og hukommelse?

Forskning viser at det faktisk er en sammenheng mellom systemisk hypertensjon og hukommelse. Høyt blodtrykk kan direkte påvirke menneskers hjernehelse. Utilstrekkelig blodtilførsel til hjernen forårsaket av langvarig forhøyet blodtrykk vil føre til direkte skade på nevroner og vaskulære celler i hjernen. I tillegg er høyt blodtrykk ofte ledsaget av flere komorbiditeter som hyperlipidemi, koronar hjertesykdom, hjerneslag og diabetes. Disse forholdene vil også forverre virkningen av høyt blodtrykk på hjernen. Disse faktorene vil direkte eller indirekte påvirke menneskers utvikling og tenkeevne, og hemme utviklingen av hukommelse.

Vær imidlertid ikke for pessimistisk. Faktisk, for de fleste pasienter med hypertensjon, så lenge de tar rettidige og effektive tiltak, aktivt behandler og vitenskapelig kontrollerer blodtrykket, er det fullt mulig å beskytte hjernens funksjon. Ulike livsstilsjusteringer, som et fornuftig kosthold, passende trening, redusere stress og sikre tilstrekkelig søvn, er svært effektive måter å forebygge og behandle høyt blodtrykk på. I tillegg skal antihypertensive legemidler foreskrevet av lege også tas etter legens anvisninger, og legemidlene må ikke endres eller stoppes etter eget ønske.

Kort sagt, forholdet mellom systemisk hypertensjon og hukommelse er faktisk relatert til en viss grad, men det betyr ikke at hypertensjon er årsaken til hukommelsesnedgang. Så lenge vi tar effektive behandlingstiltak og kontrollerer høyt blodtrykk vitenskapelig og rasjonelt, vil en sunn hjerne og skarp hukommelse bli viktige fordeler i vårt liv og arbeid. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingrediensene den inneholder, inkludert garvesyre, polysakkarider, flavonoidglykosider, etc. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse gjennom en rekke forskjellige veier.

Klikk vet 10 måter å forbedre hukommelsen

Generelt er bilaterale frontale og temporale områder, basalkjerner og lillehjernen oftere involvert. Mekanismer for volumreduksjon er ukjente, og nevroinflammasjon forårsaket av fedme vil sannsynligvis indusere nevronalt tap.

Adipocytter, makrofager i fettvevet og tarmdysbiose hos overvektige og obese individer resulterer i utskillelse av cytokiner og kjemokiner som krysser blod-hjerne-barrieren og kan stimulere mikroglia, som igjen også frigjør proinflammatoriske cytokiner. /is fører til kronisk lavgradig nevroinflammasjon og kan være en viktig faktor for apoptotisk signalering og nevronal død.

I tillegg kan signifikant mikroangiopati observert i rottemodeller være en annen viktig mekanisme for induksjon av apoptose. Nevroinflammasjon ved nevrodegenerative sykdommer (som Alzheimers og Parkinsons sykdommer) kan være lik den ved metabolske sykdommer indusert av underernæring.

Dårlig kognitiv ytelse, hovedsakelig i eksekutive funksjoner, hos personer med fedme er også diskutert. /is review fremhever de nevroinflammatoriske og nevrodegenerative mekanismene knyttet til fedme og understreker viktigheten av å utvikle effektive forebyggings- og behandlingsintervensjonsstrategier for overvektige og overvektige individer.

1. Introduksjon

Fedme er et stort globalt problem som nært involverer biologiske, fysiologiske, atferdsmessige, sosiale, miljømessige, økonomiske og politiske faktorer [1]. Epidemiske proporsjoner av fedme har blitt nådd ved slutten av århundret siden fedme har blitt en av de viktigste dødsårsakene, en verdensomspennende funksjonshemming [2] og en betydelig økonomisk byrde[3].

På 1970-tallet fremhevet grupper av spesialister fra Storbritannia og USA behovet for å betrakte det nye fenomenet fedme som en viktig sykdom, som på den tiden bare rammet voksne, spesielt kvinner [4]. Dessuten forverres fedme av mangelen på effektive behandlingsalternativer [5]. I 2016 var mer enn 1,9 milliarder voksne i alderen 18 år og eldre overvektige, hvorav mer enn 650 millioner hadde fedme. /disse tallene tilsvarer 39 % av voksne over 18 år (39 % menn og 40 % kvinner), som var overvektige, og 13 % av den globale voksne befolkningen (11 % menn og 15 % kvinner) utviklet fedme [6].

I løpet av de siste fire tiårene har forekomsten av fedme nesten tredoblet seg på verdensbasis. Mer enn 340 millioner barn og ungdom i alderen fem til nitten år var overvektige eller overvektige innen 2016, og anslagsvis 38,2 millioner barn under fem år var overvektige eller overvektige i 2019 [6]. Hvis nyere trender fortsetter, anslås det at innen 2030 vil 60 % av verdens befolkning (3,3 milliarder mennesker) være overvektige (2,2 milliarder) eller fedme (1,1 milliarder) [7].

Overvekt og fedme er knyttet til et høyere antall dødsfall på verdensbasis enn undervekt, med fedmefrekvenser som overstiger 50 % i mange land [8]. Kroppsmasseindeks (BMI) er et av de mest brukte målene for å identifisere overvekt med hensyn til høyde og alder. /e Verdens helseorganisasjon kategoriserer fedme i form av BMI: undervekt (BMI mindre enn 18,5 kg/m2), normalvekt (fra 18,5 til 25 kg/m2), overvekt (spenner fra 26 til 30 kg/m2), og overvektig ( større enn 30 kg/m2) [6, 9].

Bruken av BMI som en indeks for overvekt eller fedme er imidlertid ikke pålitelig for alle individer; BMI har hovedsakelig blitt brukt hos voksne, selv om det nå brukes hos barn og eldre individer. Når det gjelder barn og ungdom, brukes BMI z-score fordi i denne populasjonen varierer BMI med alder og kjønn [10] (BMI z-score er definert som en indeks for relativ vekt justert for barns alder og kjønn om en referansepopulasjon) ./e midje-til-hofte-forhold (WHR) er et annet mye brukt mål som indekserer fordelingen av fettvevet[11].

Sentralt kroppsfett er assosiert med økt avsetning av intraabdominalt fettvev, selv om en økning insubkutant abdominalt fettvev også er involvert. WHR er imidlertid ikke et feilfritt mål siden abdominal omkrets alene kan gi den samme informasjonen [11]. Dual-energy Røntgenabsorptiometri (DXA) er en teknikk som er mye brukt i klinikken for å vurdere kroppssammensetning (beinmineral, fett, magert og bløtvev) ved hjelp av en lavutslippsrøntgenskanning. DXA gir informasjon om overflødig fett og kvantifiserer totalt fett og magert bløtvev[12].

Air displacement plethysmography (ADP) er en annen nyttig teknikk for å vurdere kroppssammensetningen (bendensitet, magert vev og totalt kroppsfett). ADP estimerer kroppsvolumet til et individ ved å beregne volumet av luften i et tomt kammer minus volumet av luften med en person som sitter inne i kammeret [13].

Hudfolder er en vanlig antropometrisk metode som brukes for å måle tykkelsen på subkutan fett, selv om de ikke er veldig veiledende hos noen voksne med overvekt og fedme. Dessuten mangler standardiserte hudfold-kalipermål; derfor er det ingen konsensus om den faktiske fordelingen av subkutane fettmålinger i befolkningen [11].

2. Patogenese av fedme

Overvekt utvikler seg som en konsekvens av manglende balanse mellom matinntak og energiforbruk [14]. Energiforbruk inkluderer energien som kreves for å opprettholde vitale funksjoner (hvilende metabolisme), utføre fysisk aktivitet og gi diett-indusert termogenese.

Publiserte studier har ikke støttet antakelsen om at fedme er forårsaket av forstyrrelser i energiforbruket relatert til metabolisme/eller diett-indusert termogenese; i stedet tyder bevis på at redusert fysisk aktivitet kan bidra betydelig til kroppsvektøkning [15]./e energiforbruket som kreves for å opprettholde vekten varierer mye mellom individer, inkludert personer med lignende konstitusjoner. Forskjeller i metabolsk effektivitet kan forklare denne variasjonen og spille en rolle i mottakelighet for vektøkning [15].

Transformasjoner av lipider og karbohydrater til faktisk oppgaveutførelse krever oksidasjon av næringsstoffene for å gi adenosintrifosfat (ATP), som fungerer som en metabolsk valuta [15], og ATP blir deretter brukt til å utføre faktiske oppgaver (f.eks. vitale kroppsfunksjoner og fysisk aktivitet) [15 ]. Begge disse metabolske prosessene involverer varmeproduksjon. /us refererer metabolsk effektivitet til andelen ATP vs. produksjonen av varme utledet for utførelsen av en gitt oppgave [16]. /e evne til å kvitte seg med en del av overflødig energi som varme reduserer evnen til å lagre overflødig energi som fett og forhindrer dermed vektøkning [16]. Lavmetabolsk effektivitet innebærer en økning i varmeproduksjonen på bekostning av ATP-produksjonen [16].

Økt metabolisme er rapportert å bidra til fedme [16]./e sympatiske nervesystemet (SNS) deltar i homeostatisk kontroll. Faste reduserer SNS-aktiviteten mens du spiser, spesielt karbohydratoverfôring, øker SNS-aktiviteten. /e SNS innerverer og modulerer lipolyse i fettvevet [17]. Parasympatisk input kan mediere etiologien til fedme ved direkte å påvirke den metabolske tilstanden til fettvevet.

Neuroimmune interaksjoner mellom SNS og makrofager er nødvendig for homeostase av flere vev, inkludert fettvevet [18]. /us,SNS-mediert reduksjon i fettvevslipolyse bidrar til tolipidakkumulering og følgelig overvekt [17]./e hjerne og mage-tarmkanal er forbundet via thevagus nerve. Intraabdominale adipocytter fremmer glukose- og fettsyreinntaket ved å stimulere SNS; disse cellene uttrykker adrenerge reseptorer som kan reagere på katekolaminer i det sympatiske systemet. /e kolinerge delen av vagusnerven deltar i reguleringen av glukose og insulin [17].

Acetylkolin virker gjennom vagusnerven for å forsterke M3-muskarinreseptorene i bukspyttkjertelen for å øke insulinsekresjonen, forbedre syntesen av cellulære lipider og absorpsjon av glukose, noe som forårsaker lagring av kalorier og økning av lipider [17]. /Det enteriske nervesystemet produserer mer enn 30 nevrotransmittere; disse hormonene og peptidene frigjøres i blodet, krysser blod-hjerne-barrieren (BBB) ​​og stimulerer sentralnervesystemet (CNS). Under inntak frigjøres tarmhormoner på grunn av magen distensjon, slik som peptidene cholecystokinin, ghrelin og leptin, som regulerer følelsen av sult og metthet. Ghrelin stimulerer matinntaket ved å hemme vagale signaler og undertrykke frigjøringen av insulin [17].

Leptin og insulin er involvert i disse effektene på SNSaktivitet. Leptin er et adipocytt-produsert hormon som er oppregulert ved fedme [19]. Leptin signalerer i hjernen i stor grad på nivået av hypothalamus for å modulere aktiviteten til spesifikke nevronale undergrupper (inkludert orexigenicAgouti-relatert peptid (AgRP) og anorexigenic proopiomelanocortin (POMC) nevroner), redusere appetitten og øke energiforbruket [20].
Leptin fungerer som et signal for å sirkulere energireserver ved å gi tilbakemeldingshemming i den hypotalamiske oreksigene banen; fedme er derfor sterkt assosiert med hyperleptinemi [5]. Fedme kjennetegnes av svekket leptinsignalering til tross for forhøyede leptinnivåer, det vil si leptinresistens, noe som forklarer hvorfor leptinadministrasjon til de fleste med overvekt ikke er effektiv [20].

Leptinresistens antas å være et resultat av betennelse og hypothalamus gliose [20–22]. Langtidsfôring av en fettrik diett til rotter øker mediobasal hypotalamisk aktivering av de inflammatoriske signalmellomproduktene c-Jun N-terminal kinase (Jnk) og nukleær faktorκB (NF-κB), noe som resulterer i produksjon av proinflammatoriske cytokiner og svekkelse i insulin og leptinsignalering [22].

I tillegg involverer cellulær respons på en høyfettdiett i hypothalamus reaktiv gliose [18], som er en CNS-spesifikk prosess med rekruttering, spredning og morfologisk transformasjon av astrocytter og mikroglia som respons på hjerneskade. /is cellulær respons endrer nevrovaskulær kobling av POMC-neuroner på grunn av omhylling av synapsene for å modifisere nevrotransmitterdynamikk ved å endre astrocyttekspresjon av glutamat og glukosetransportører for å endre avfyringsaktiviteten til POMC-neuroner [22].

Komplekse systemer som regulerer spiseatferd balanserer forholdet mellom inntak (kosthold) og energiforbruk. /ese systemer er sårbare for forstyrrelser forårsaket av energiubalanse. /e hedoniske og homeostatiske veier styrer spiseatferden. /e hedoniske system er avhengig av striatum og har nære forbindelser til hypothalamus og homeostatisk system [23].

En belønningsmangel anses å forårsake en ubalanse mellom homeostatisk og hedonisk regulering. /is hypotese antyder at redusert dopaminerg signalering, som vanligvis overfører de givende aspektene ved (matrelaterte) stimuli, fremmer overforbruk av velsmakende mat utover homeostatiske behov for å kompensere for lavere følsomhet for belønningen[24].

Redusert serotoninsignalering i hypothalamus antas å bidra til fedme ved å påvirke negativ tilbakemelding av energi inntatt ved matinntak, og dermed fremme overdreven forbruk [25]./e paraventrikulær kjerne i hypothalamus produserer peptider som avtar med matinntak, inkludert thyrotropin-frigjørende hormon, -frigjørende faktor og oksytocin. Cannabinoider regulerer appetitten, og inflammatoriske cytokiner er også involvert i reguleringen av det gastrointestinale nervesystemet [19].

Betennelse i hypothalamus kan gi vidt varierende effekter på oppførsel. /us har betydelige økninger i hypotalamiske cytokinnivåer blitt observert i dyremodeller med dyp anoreksi, både avhengig og uavhengig av leptin [5]. Hypothalamisk resistens mot effekten av leptin på fettvevet er avgjørende for fedme. Hypothalamus betennelse utløses som respons på inntak av store mengder fett daglig og er en viktig mekanisme i utviklingen av leptinresistens [26]. de Araujo et al. [27] vurderte de viktige effektene av energiinnholdet i mat mediert av tarm-innerverende sensoriske vagale nevroner (tarm-hjerne-aksen) som fungerer som en form for et interoceptivt belønningssystem, som er uavhengig av smak.

Personer med fedme rapporterer ikke at de liker mat mer enn sine motparter med sunn vekt. Smak påvirker hva en person spiser, men reflekterer ikke hvor mye denne personen spiser. /e energiinnholdet i maten er forsterkende. I følge de Araujo et al. [27] registrerer subkortikale tarm-hjerne-baner næringsegenskaper uavhengig av smak og aktiverer hjernebelønningskretsene. /e motivasjonskraften til energitetthet vises sterkere hos personer med fedme.

Imidlertid antas tarmmikrobiotaen å spille en rolle i mekanismene som styrer stressresponsen via hypothalamus hypofyse adrenal (HPA) aksen, og dereguleringen av denne aksen har også vært relatert til fedme [28]. /e tarmhjerneaksen er et komplekst system som muliggjør kommunikasjon mellom tarmen og hjernen gjennom hormonelle, immunologiske og nevrale signaler. /e CNS, autonomt nervesystem, enterisk nervesystem, HPA-akse og tarmmikrobiota er komponenter i tarm-hjerne-aksen.

Alle disse komponentene etablerer toveis kommunikasjon fra CNS til tarmen og fra tarmen til CNS [29].

Tarmhormoner frigjøres av enteroendokrine celler som utløser signalering i CNS som respons på preabsorberende næringsstoffer og som deretter påvirker energihomeostase [29]. Som en del av tarm-hjerne-aksen spiller tarmmikrobiotaen (mikroorganismer som lever i menneskets fordøyelseskanal) viktig. rolle i adipositas og vektøkning via energihøsting, bakre generasjon av ulike metabolitter (f.eks. kortkjedede fettsyrer), endringer i vertsatferd og metthet gjennom tarm-hjerne-aksen som induserer inflammatoriske responser [29].

Overvekt, metabolske sykdommer, enkelte psykiatriske lidelser og kognitive svikt kan skyldes dysregulering av dette systemet [28, 29]./Det er positive assosiasjoner mellom stress (høye nivåer av glukokortikoider), vektøkning, adipositas, BMI [30], basal glukose, basal insulin og insulinresistens [31]. Assosiasjoner av stress med metabolsk dysfunksjon er sterkere hos individer med høyere BMI enn hos personer med lavere BMI [32], noe som tyder på at stress øker fedmerisikoen, spesielt hos individer med høyere BMI.

Kroniske høye nivåer av glukokortikoider og insulin øker et usmakelig matinntak og abdominal fettavsetning [33]. Stress kan utløse metabolsk dysfunksjon og endre spiseatferd; Videre er personer med fedme mer følsomme for stress. /e HPA-aksen spiller en viktig rolle i utbruddet av metabolske endringer og fedme [34].

3. Overvekt og nevroinflammasjon

Makrofager regulerer betennelse i henhold til forskjellige aktiveringstilstander avhengig av deres differensieringstilstand; dermed initierer klassisk aktiverte makrofager (M1) prosessen ved å utskille proinflammatoriske cytokiner og reaktive oksygenarter (ROS) [35], mens påfølgende faser av immunresponsen kontrolleres av "alternativt "aktiverte makrofager (M2) for å redusere betennelse og fremme vevsremodellering og frigjøring av vekstfaktorene [35].

Hos friske, ikke-overvektige mennesker fungerer makrofager i fettvevet på samme måte som M2-makrofager; det vil si at de produserer lite eller ingen proinflammatoriske cytokiner og uttrykker arginase, som hemmer produksjon av nitrogenoksid og fører til polyamindannelse [36]. Imidlertid kan fettvevsassosierte makrofager lokalisert på stedene for kronisk inflammasjon ved fedme fungere som kildene til proinflammatoriske cytokiner [37].

Både M1 og M2 makrofager kan eksistere side om side, noe som fører til vedvarende betennelse og fibrose [38]. Akkumulering av fettvev ved fedme er nøkkelfaktoren for systemisk betennelse. Både hypertrofiske adipocytter og immunceller som befinner seg i fettvevet (hovedsakelig lymfocytter og makrofager) bidrar til apro-inflammatorisk tilstand via en økning i nivåene av tumornecrosis factor-alfa (TNF-), plasminogenaktivatorhemmer-1, C- reaktivt protein, interleukin-1-beta (IL-1-beta) og interleukin-6 (IL-6) [39, 40]. /e inflammatorisk respons formidlet av M1 under fedme kan være analog med mekanismene for nekrotisk clearance [41, 42].

Makrofagerutskiller cytokiner, spesielt TNF og IL-6, og kjemokiner, slik som CC-kjemokinligand 2 (CCL2; tidligere kjent asmonocyttkjemotaktisk protein-1 (MCP1)). TNF og IL-6kan forstyrre insulinsignalering i adipocytter, noe som fører til diabetes type 2 (T2DM) [43]. Makrofager akkumulerer fettvev over tid, og cytokinene de produserer kan føre til insulinresistens og T2DM [36, 37].

Overekspresjon av prokoagulerende proteiner av disse inflammatoriske makrofagene kan bidra til aterogene og kardiovaskulære risikoer som utgjør en del av fedme-assosiert metabolsk syndrom [43]. Imidlertid kan fedme-assosiert tarmmikrobiota også bidra til nevrokjemiske og inflammatoriske endringer [28, 44]. /e tarmmikrobiota er en mellomfaktor mellom miljøbelastninger (f.eks. kosthold og livsstil) og vertsfysiologi, og dens endring (dvs. dysbiose) kan delvis forklare fedme [28].

Tarmdysbiose (ubalanse i tarmmikrobiota-sammensetning forårsaket av vertsgenetikk, livsstil og eksponering for mikroorganismer) [45] kan fremme diettindusert fedme og metabolske komplikasjoner via en rekke mekanismer, inkludert immunforstyrrelser, endret energiregulering, endret tarmhormonregulering og proinflammatorisk mekanismer (som lipopolysakkaridendotoksiner som krysser tarmbarrieren og går inn i portalsirkulasjonen) [44, 46].

Nyere studier har vist at sammensetningsendringer i tarmen og betennelse relatert til en lekk tarm (tap av integritet av tarmbarrieren som reduserer dens evne til å beskytte det indre miljøet) kan bidra til patofysiologien til flere sykdommer, som depresjon, kronisk utmattelsessyndrom, fedme eller T2DM[ 47]. Betennelse som følge av fedme kan påvirke hjernestrukturer, som hippocampus, hjernebarken, hjernestammen og amygdala [48].

Lavgradig betennelse karakteristisk for fedme kan føre til nevroinflammasjon via forskjellige mekanismer, inkludert årehinneplexusene og forstyrrelse av BBB [49]. Perifer betennelse observert ved fedme fører til insulinresistens [36, 37]. /Hjernen er et privilegert organ for immunitet; Imidlertid har overganger mellom perifer og sentral betennelse blitt rapportert.

Adipokiner produseres av fettvevet og kan også uttrykkes i CNS, hvor reseptorer for disse faktorene er tilstede. Adipokiner produsert i periferien kan krysse BBB eller modifisere fysiologien ved å virke på cellene som danner BBB for å påvirke CNS.

Adipokiner kan regulere nevroinflammasjon og oksidativ stress, som er to viktige fysiologiske prosesser involvert i nevrodegenerasjon og er assosiert med mange kroniske nevrodegenerative sykdommer [50]. Skader på BBBin-aldring kan også føre til betennelse i hjernen. Nevroinflammasjon kan være den viktigste årsaken til kognitiv dysfunksjon og kan dermed føre til en sentral patologisk mekanisme assosiert med aldring [51].

For more information:1950477648nn@gmail.com