Representatie van voedselvoorkeur in de hersenen in relatie tot viscerale obesitas en stress

Obesitas is een snel groeiend probleem dat epidemische proporties dreigt aan te
nemen. Met name viscerale obesitas is risicovol in verband met de ontwikkeling
van het metabool syndroom. Obesitas ontstaat door een overmatige voedselinname
in verhouding tot de energiebehoeften. Viscerale obesitas wordt vaak in verband
gebracht met stress.
Stress resulteert in een toegenomen hypothalamus-hypofyse-bijnier-as
(*hypothalamic-pituitary-adrenal-axis*; HPA-as) activiteit, die op zijn beurt
leidt tot een toegenomen concentratie van het eindproduct, cortisol. Visceraal
obese mensen hebben hogere serum cortisol waarden dan mensen met een normaal
gewicht. In stress condities verkiezen visceraal obesen voeding met een hoge
vet- en koolhydraatinhoud, aangezien deze voeding een hoge belonende waarde
heeft. Deze voeding echter kan de stress respons nog meer verhogen en op deze
manier een vicieuze cirkel induceren. Om deze vicieuze cirkel die stress
veroorzaakt in viscerale obesitas te doorbreken, moet de relatie tussen de
voedingskeuze en de stress respons (cortisol waarden) opgehelderd en
gedetermineerd worden. Om dit te doen, werd in een vorige studie (MEC 07-3-053)
eerst de belonende waarde van voeding bepaald. De belonende waarde komt tot
uiting als hersenactiviteit in bepaalde hersengebieden die reeds eerder in de
literatuur zijn beschreven. Om de exacte hersengebieden te identificeren en de
representatie van de belonende waarde van voeding in de hersenen te
kwantificeren, werd een computerspel gespeeld in de *functional Magnetic
Resonance Imaging* (fMRI) -scanner, in verschillende condities (stress vs.
rust) en in verschillende proefpersonen (visceraal overgewichtigen vs. normaal
gewichtigen). Het computerspel geeft uitsluitsel over de voedingskeuze en
voedselvoorkeur.
De eerste resultaten geven aan dat visceraal overgewichtigen in stress en in
verzadigde toestand voeding verkiezen hoog in koolhydraten en vet en die
krokant en vol van smaak is. Daarnaast vertonen 'Reward'(belonende
waarde)-gerelateerde hersengebieden verlaagde activiteit. Koolhydraten zouden
cortisol verhogen, in tegenstelling tot vet en eiwit. In ratten werd ook aan
getoond dat voeding hoog in eiwit en vet cortisol verlagen. Bijgevolg willen we
in een vervolgstudie het effect bepalen van consumptie van voeding met een hoog
belonende waarde en hoog in eiwit/vet, ten opzichte van voeding hoog in
koolhydraten, op de fysiologische stress respons, op de representatie van
belonende waarde in de hersenen, op voedinskeuze en -inname, acuut en op lange
termijn.

Dit onderzoek richt zich op stress en visceraal overgewicht, in relatie tot de
voedingskeuze.
Het hoofddoel van het onderzoek is de bepaling van het effect van consumptie
van voeding met een hoog belonende waarde en hoog in eiwit/vet, ten opzichte
van voeding hoog in koolhydraten, op de fysiologische stress respons, op de
representatie van belonende waarde in de hersenen, op voedinskeuze en -inname,
acuut en op lange termijn, bij proefpersonen met visceraal overgewicht in
omstandigheden waarin sprake is van acute stress.

Het onderzoek heeft een 4-armige *cross-over* onderzoeksopzet, met
gerandomiseerde condities. De condities zijn rust of stress met consumptie van
voeding hoog in eiwit/vet en rust of stress met consumptie van koolhydraatrijke
voeding. Deze condities worden getest voor en na een fase van 4 weken waarin
proefpersonen dagelijks voeding onder de vorm van snacks consumeren die hoog in
eiwit/vet zijn of hoog in koolhydraten.
De proefpersonen worden eerst in de rust of stress conditie gebracht met behulp
van een rekentest en spelen nadien een computerspel in de fMRI-scanner. Het
computerspel wordt gebruikt om de belonende waarde van voeding te bepalen,
terwijl met behulp van fMRI de representatie van deze belonende waarde in de
hersenen gemeten wordt. Per conditie bestaat de fMRI sessie uit twee delen (elk
30 min), één voor en één na de maaltijd.
Verder wordt de invloed van consumptie van voeding hoog in eiwit/vet of
koolhydraten op de fysiologische stress respons, het beloningssysteem en de
voedingskeuze in de stress en rust condities bepaald. Dit wordt vergeleken
tussen proefpersonen met visceraal overgewicht en proefpersonen met een normaal
gewicht, in al de verschillende condities. Hierbij wordt de relatie tussen
visceraal overgewicht en de voedingskeuze in de stress en rust condities
gekwantificeerd.
Tijdens elke testsessie worden 5 bloedmonsters van elk 5 ml afgenomen om de
cortisolconcentraties te meten, die de HPA-as activiteit vertegenwoordigen.
In totaal bestaat het onderzoek uit 3 maal 4 testsessies per proefpersoon. Een
volledige testsessie duurt 3.5 uur.

De interventies die in dit onderzoek aan bod komen zijn: 1. Stress conditie De stress conditie is een situatie waarbij de proefpersonen in een toestand van mentale stress worden gebracht. De controle conditie is een conditie van rust die op dezelfde proefpersonen toegepast wordt. De twee condities worden geïnduceerd door middel van een rekentest en zullen vergeleken worden. 2. Hoog protein/vet vs. koolhydraat consumptie Tijdens de testsessies en op dagelijks basis thuis zullen de proefpersonen voedingsmiddelen consumeren in de vorm van snacks met een hoog eiwit/vet-gehalte of een hoog koolhydraat-gehalte. De hoeveelheid te consumeren per dag bedraagt 25 % van de dagelijkse energiebehoefte. Aangezien dit een >cross-over> onderzoek is, ondergaan alle proefpersonen het experiment met de eiwit/vetrijke voeding in de stress en rust conditie en met de koolhydraatrijke voeding in dezelfde condities. De responsen van de proefpersonen met visceraal overgewicht zullen vergeleken worden met deze van de proefpersonen met een normaal gewicht. Binnen de proefpersoongroepen zullen de condities met mekaar vergeleken worden.

an dit onderzoek zijn geen bijzondere risico*s of bijwerkingen, voor- of
nadelen verbonden. Het onderzoek bestaat uit 3 maal 4 testsessies per
proefpersoon van elk 3.5 uur. Elke sessie bevat 2 blokken van 30 min in de fMRI
scanner. fMRI is een non-invasieve standaard methode om hersenbeelden te vormen
zonder enige significante risico*s. Het is een techniek die gebruik maakt van
magnetische velden en lage energie radiofrequenties om hersenstructuren in
beeld te brengen. Tijdens de screening worden proefpersonen die
metaalfragmenten in hun lichaam hebben uit het onderzoek gesloten, aangezien de
fMRI magneet een kracht uitoefent op ferromagnetische objecten.
De bloedafnamen (5 bloedmonsters van elk 5 ml per testsessie) vormen geen
andere risico*s voor de proefpersonen dan de gewoonlijke mogelijkheid van
minimale hematoomvorming.
Het computerspel is opgebouwd uit een standaard memory-spel met beelden van
voedingsmiddelen, en vragenlijsten omtrent de voedselvoorkeur.
De te consumeren voedingsmiddelen worden geproefd tijdens de screening. Indien
proefpersonen deze niet lusten, worden de proefpersonen niet geincludeerd.