De fMRI respons van de hypothalamus als functie van glucose, fructose, sucrose en sucralose.

Obesitas en het daarbij voorkomende diabetes type 2 zijn steeds meer
voorkomende problemen. Een oorzaak van obesitas is afwijkende voedingsgedrag.
De smaak van voedsel is een belangrijke factor in de smakelijkheid van voedsel.
De hypothalamus is een hersenstructuur die een belangrijke rol speelt in de
complexe interacties die voedselinname en energiebalans reguleren. Door gebruik
te maken van functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) hebben we eerder
de hypothalame functie gemeten tijdens de inname van voedingstoffen. In gezonde
mensen zorgt de orale inname van een glucose oplossing voor een daling in
hypothalame neuronale activiteit, echter wordt deze response niet waargenomen
in patiënten met diabetes type 2 en verminderd en vertraagd waargenomen in
obesitas. Dit suggereert dat in deze patiënten de hypothalamus niet correct
reageert op de innamen van voedingsstoffen, wat mogelijk duidt op een abnormale
perceptie van de huidige metabole status.
In veel huidige voeding wordt de smaak niet (meer) versterkt door de toevoeging
van glucose maar door de toevoeging van sucrose en fructose (vooral als HFCS,
high fructose corn syrup) omdat deze vele malen goedkoper zijn. Vanuit een
metabool oogpunt is de reactie van de hypothalamus onduidelijk. Glucose is een
monosaccharide en wordt snel opgenomen in het bloed en gemetaboliseerd door het
gehele lichaam. Onze eerdere data toont aan dat het oraal toedienen van glucose
een hypothalame respons op levert die vele malen sneller is dan verwacht is
gebaseerd op een reactie uitsluitend vanuit het verteringsstelsel. Fructose is
licht zoeter dan glucose en net als glucose een monosaccharide, echter kan
fructose alleen door de lever worden gemetaboliseerd. Vanuit het oogpunt van
homeostase en obesitas verwachten wij niet dat fructose een vergelijkbare
reactie opwekt in de hypothalamus als glucose en zal daarom niet dezelfde
invloed hebben op de "to eat or not to eat" beslissing. Sucrose, beter bekent
als tafelsuiker, is een disaccharide die bestaat uit glucose én fructose. Deze
disaccharide wordt afgebroken door de maag en gesplitst in glucose en fructose
door het sucrase enzym. Sucrose heeft een vergelijkbare zoetheid als glucose en
fructose. Wij verwachten dat de hypothalame response of sucrose minder zal zijn
dan op glucose en later zal optreden omdat de disaccharide eerst moet worden
afgebroken. Als controle condities zullen wij gebruik maken van gewoon water
(geen smaak/geen calorieën) en sucralose, wat een non-calorische zoetstof is.
Onze hypothese is dat glucose de snelste en diepste reactie op zal wekken in de
hypothalamus, gevolgd door sucrose. De effecten van fructose en sucralose zal
sterk vermindert zijn maar er kan nog steeds een "Pavlov" effect optreden in de
hypothalamus. De water controle conditie zal onze absolute "nulpunt" en
referentie zijn voor al onze vergelijkingen.
Om onze hypothese te testen over de rol van de hypothalamusactiviteit, als
reactie op verschillende suikers en zoetstoffen, te onderzoeken, zal een fMRI
onderzoek worden verricht bij gezonde vrijwilligers na inname van 5 oplossingen
met verschillende suikers en zoetstoffen.

Het doel van de voorgestelde studie is het beantwoorden van de vraag of de
energiebehoefte wordt beïnvloed door het eten of drinken van verschillende
soorten suikers en zoetstoffen, door het meten van veranderingen in de
homeostatische activiteit in de hypothalamus.

Gerandomiseerd observationeel onderzoek 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 (300ml elk): kraanwater, 50 gram glucose oplossing, 50 gram
fructose oplossing, 50 gram sucrose oplossing of 0,1 gram sucralose oplossing.
De volgorde zal op een willekeurige manier worden toegewezen aan de
proefpersoon, door middel van een zogenaamde batchwise randomisatie procedure.
De hypothalamus zal gedurende 20 minuten continue worden afgebeeld met behulp
van conventionele T2* gewogen MRI scans.
Voor en na de MRI zal 5 ml bloed worden afgenomen en geven de proefpersonen op
een VAS schaal ervaren honger, welbevinden, smaak en zoetheid aan.