De fMRI respons van de hypothalamis als functie van smaak, temperatuur en glucose concentratie

Obesitas en diabetes zijn chronische aandoeningen die gepaard gaan met ernstige
gezondheidsrisico's. Het is daarom van belang om meer inzicht te krijgen in de
onderliggende processen, zoals energiebehoefte en voedselinname, die van
invloed zijn op deze aandoeningen.

De smaak van voeding speelt een belangrijke rol in de eetbaarheid van voedsel.
De glucose waarde en de temperatuur van het voedsel spelen hierbij ook een
vergelijkbare rol. De controle over de energie-inname wordt centraal
gereguleerd door verschillende gebieden in het brein. Enkele van deze gebieden
blijken uit onderzoek anders te functioneren bij obesitas. Het hersengebied wat
speciaal interessant is is de hypothalamus door de belangrijke rol in de
homeostase van het lichaam. De hypothalamus speelt een centrale rol in
regulatie van energie-inname, eetgedrag, temperatuur en vet- en glucose
metabolisme. Het effect van zowel smaak en temperatuur van voeding en
veranderingen in de vraag naar energie, zullen dan ook worden weerspiegeld in
de hypothalamus activiteit.

Functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) is een niet-invasieve
methode, die tijdelijke hemodynamische veranderingen in de hersenen kan
vaststellen, met behulp van het bloed zuurstofgehalte afhankelijke (BOLD)
signaal verschillen in reactie op externe of interne stimuli. Onlangs is in een
aantal fMRI studies de haalbaarheid van het meten van de hypothalamus-functie
in reactie op glucose inname aangetoond.

Om de rol van de hypothalamusactiviteit, als reactie op voedsel smaak en
temperatuur en het aanvullende effect van de glucose concentratie, te
onderzoeken, zal een fMRI verricht worden bij gezonde mensen na inname van 1
van 5 oplossingen met verschillende smaken, temperaturen en met verschillende
glucose concentratie.

Het doel van de voorgestelde studie is ten eerste het beantwoorden van de vraag
of de energiebehoefte wordt beïnvloed door het eten of drinken van voedsel dat
wel of niet van calorische waarde is met verschillende smaken en bij
verschillende temperaturen, door het meten van veranderingen in de
homeostatische activiteit in de hypothalamus.
Het tweede doel van het onderzoek is te bepalen hoe deze homeostatische eisen
worden beïnvloed door de toediening van glucose zonder of met smaakstof bij
verschillende temperaturen.

Gerandomiseerd observationele studie met een cross-over design, met mannelijke
gezonde vrijwilligers.

Het onderzoek zal bestaan uit 5 studiedagen. Er is een interval van ten minste
een week tussen deze dagen. Op elke studiedag, zal de proefpersoon worden
gezien op de Clinical Research Unit van het LUMC. Bij aankomst zal een aantal
antropometrische metingen worden verricht. Vervolgens wordt de
hypothalamusactiviteit gemeten m.b.v. van fMRI na inname van een van de
volgende 5 stimuli (300 ml elk): water op kamertemperatuur, water met
ethyl-butyraat op kamertemperatuur, glucoseoplossing op kamertemperatuur,
glucoseoplossing met ethyl-butyraat op kamertemperatuur of glucoseoplossing met
ethyl-butyraat van 0 graden Celcius (de glucoseoplossingen bevatten allemaal
50 gram glucose). De volgorde zal op een willekeurige manier worden toegewezen
aan de proefpersoon, door middel van een zogenaamde batch wise randomisatie
procedure. De hypothalamus zal gedurende 20 minuten continu worden afgebeeld
met behulp van een conventionele T2*-gewogen gradiënt-echo pulssequentie.
Daarnaast zal een resting state fMRI worden verricht (voor en na de fMRI van de
hypothalamus).
Voor en na de MRI zal 5 ml bloed worden afgenomen en geven de proefpersonen op
een VAS schaal ervaren temperatuur, welbevinden en beleving van smaak aan.