Zentralnervöse Verarbeitung von essensrelevanten Reizen bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 – eine fMRT-Studie

Abstract

Diabetes mellitus Typ 2 wird aufgrund weltweit zunehmender Inzidenz bereits in naher Zukunft eine der führenden Ursachen von Morbidität und Mortalität darstellen. Das Risiko diabetesassoziierter Folgeerkrankungen kann jedoch durch eine erfolgreiche Modifikation der Essgewohnheiten anhand spezifischer Ernährungsempfehlungen reduziert werden. Allerdings haben viele Patienten Schwierigkeiten, diese Diätvorschriften dauerhaft einzuhalten. Bereits bei Gesunden führen eine temporäre Essensdeprivation und restriktive Diät zu einer Veränderung des positiven Verstärkungswertes von Nahrung. Die Auswirkungen der lebenslangen Diät auf Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) sind bislang jedoch nur wenig erforscht. Daher haben wir mittels fMRT die zerebrale Verarbeitung visuell präsentierter Essensstimuli bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen untersucht und diese Ergebnisse mit Untersuchungen hinsichtlich des Appetitgefühls, der der Nahrungsaufnahme zugrunde liegenden motivationalen Faktoren, sowie des Einhaltens der Ernährungsempfehlungen und der eigenen Zuversicht diesbezüglich kombiniert.

Die Ergebnisse zeigen, dass Personen mit T2DM eine verstärkte Antwort auf essensrelevante Stimuli in Insula, orbitofrontalem Kortex und Basalganglien aufweisen. Insbesondere konnten wir innerhalb dieser Areale eine erhöhte Sensitivität auf den Fettgehalt der Nahrung beobachten. Darüber hinaus fand sich eine Korrelation der Aktivität in Insula und OFC mit external eating, der Einhaltung des Diätplanes sowie der Zuversicht bezüglich der Compliance. Im Gegensatz dazu korreliert die Aktivität in Amygdala und Basalganglien, Strukturen, die mit Belohnungslernen assoziiert sind, positiv mit dem emotionalen und Belohnungswert der Essensstimuli und negativ mit der Einhaltung des Ernährungsplanes.

Daraus ist zu schließen, dass das Befolgen einer lebenslangen Diät bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 die zerebrale Antwort auf Essensreize verändert, indem deren emotionale und motivationale Salienz sowie ihr Belohnungswert zunehmen, und dass diese Veränderungen Auswirkungen auf das Einhalten der spezifischen Ernährungsempfehlungen haben.

Due to its increasing incidence worldwide, type 2 diabetes will be a leading cause of morbidity and mortality for the foreseeable future. But successful modifications in eating habits according to dietary self-care recommendations are thought to reduce the risk of diabetes-related complications. Yet, many individuals with type 2 diabetes have difficulties following these recommendations. Temporary food deprivation and restricted diet in healthy people result in an increased reinforcing value of food. However, the effect of a life-long diet in people with type 2 diabetes remains poorly understood.

Therefore we compared the brain responses to pictures of foods of individuals with type 2 diabetes and a group of healthy matched controls using functional magnetic resonance imaging (fMRI). In addition, we examined whether these brain responses were related to subjective hunger, desire to eat, eating behaviour, dietary self-efficacy (i.e., peoples belief in their ability to follow dietary recommendations) and dietary self-care.

Our results showed that having type 2 diabetes increased responses to food stimuli in the insula, orbitofrontal cortex (OFC) and basal ganglia. Interestingliy, within these regions we observed a larger sensitivity to the fat content of the foods. Furthermore, increased activation to food within the insula and OFC positively correlated with external eating, dietary self-efficacy and dietary self-care. In contrast, responses within subcortical structures (amygdala and basal ganglia) were positively correlated with the emotional and reward value of the food stimuli and negatively correlated with dietary adherence.

We therefore conclude that living with type 2 diabetes and following a life-long restrictive diet changes brain responses to food by increasing its emotional and motivational salience as well as its reward value, and that the extent of these changes influences the adherence to specific dietary recommendations.