Canvis estructurals del cervell associats amb el sobrepès i l'obesitat Part 2
Mar 05, 2024
La taula 1 enumera les citocines i quimiocines induïdes per diversos tipus de cèl·lules i estats d'activació de les cèl·lules (ja siguin quiescents o activades) al teixit gras fora del SNC i les seves relacions amb la microglia.
El sistema nerviós central és el centre de control del cos humà, responsable de controlar i coordinar totes les funcions corporals, incloent el pensament, l'emoció i la conducta. La memòria és una part important del cervell humà. És la retenció i extracció d'experiències i coneixements passats.
El sistema nerviós central té una relació molt estreta amb la memòria, i totes les parts del sistema nerviós central estan implicades en la formació i emmagatzematge de la memòria. El sistema nerviós central es pot dividir en el sistema nerviós sensorial, el sistema nerviós motor i el sistema nerviós d'associació, cadascun dels quals afecta diferents aspectes de la memòria.
El sistema nerviós sensorial introdueix estímuls externs al cervell a través dels òrgans dels sentits, i el cervell processa aquesta informació i la converteix en una forma que es pot recordar. Per això podem recordar una bella peça musical o una bella pintura.
El sistema nerviós motor emmagatzema la memòria de les accions controlant els músculs. És per això que els atletes poden realitzar diversos moviments difícils mitjançant moviments inconscients.
El sistema nerviós associatiu és l'encarregat d'enllaçar diversos records per formar una sèrie d'esdeveniments i experiències. És per això que podem recordar alguns dels millors moments de la nostra infància, i aquests esdeveniments solen ser records conjunts formats per diversos sentiments i emocions.
A més, el sistema nerviós central també juga un paper vital en la retenció i recuperació de records. Quan necessitem recordar alguna cosa, el cervell connecta diversos records mitjançant xarxes neuronals complexes per permetre'ns recordar experiències passades.
En resum, la relació entre el sistema nerviós central i la memòria és molt estreta. Un sistema nerviós central saludable ajudarà a formar i emmagatzemar records, alhora que millorarà la nostra capacitat per reconèixer i entendre coses. Per tant, hem de parar atenció a la salut del sistema nerviós central i mantenir un estat estable del sistema nerviós central mitjançant una dieta raonable, exercici moderat i descans. Això no només ajuda a millorar la memòria sinó que també millora la nostra salut física. Es pot veure que hem de millorar la nostra memòria. Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria, perquè Cistanche deserticola té efectes antioxidants, antiinflamatoris i antienvelliment, que poden ajudar a reduir l'oxidació i les reaccions inflamatòries al cervell, protegint així la salut del sistema nerviós. A més, Cistanche deserticola també pot promoure el creixement i la reparació de les cèl·lules nervioses, millorant així la connectivitat i la funció de les xarxes neuronals. Aquests efectes poden ajudar a millorar la memòria, l'aprenentatge i la velocitat de pensament, i també poden prevenir el desenvolupament de disfuncions cognitives i malalties neurodegeneratives.
Feu clic a conèixer maneres de millorar la funció cerebral
L'evidència que recolza la implicació de dos factors reconeguts recentment que uneixen l'obesitat amb la neurodegeneració es basen en la inducció de citocines proinflamatòries i la resistència al factor de creixement semblant a la insulina 1 (IGF-1) [39, 40, 50–52]. La inobesitat de la inflamació central condueix a la interrupció dels senyals de sacietat hipotalàmica i la perpetuació del menjar en excés i també a la incognició de resultats negatius [53].
La inflamació crònica es considera una part dels mecanismes patògens de diversos trastorns relacionats amb l'envelliment. La inflamació perifèrica i les alteracions metabòliques relacionades faciliten no només la resistència a la insulina i la DM2, sinó també els trastorns neurodegeneratius [54]. Els macròfags del teixit adipós de l'abdomen promouen un augment de citocines i quimiocines proinflamatòries que poden travessar la BHE.
L'interferó gamma pot activar la microglia que actua com a relé per a la neuroinflamació[62]. La hipertensió, la diabetis i l'obesitat promouen sinèrgicament diversos mecanismes patològics, com ara la hipoperfusió cerebral i l'hipometabolisme de la glucosa. Els factors /eserisk desencadenen la neuroinflamació i l'estrès oxidatiu nitrosatiu. Les citocines proinflamatòries, l'endotelina1 i l'estrès oxidatiu-nitrosatiu causen diversos cicles de retroalimentació patològica i influeixen en la patologia cerebrovascular [63]. Les cascades /estes condueixen a un augment del Ca neuronal2+ i de la neurodegeneració [64].
L'estrès oxidatiu-nitrosatiu promou danys a llarg termini que impliquen àcids grassos, proteïnes, ADN i mitocondris. Aquests factors amplifiquen i perpetuen diversos bucles de retroalimentació patològics [65]. El metabolisme energètic disfuncional (producció compromesa d'ATP mitocondrial), la generació d'amiloide, la disfunció endotelial i l'alteració de la BBB [39, 51] condueixen a una disminució del flux sanguini cerebral. i hipoperfusió cerebral crònica. /us, la hipoperfusió priva el cervell de les seves dues substàncies tròfiques més importants, l'oxigen i els nutrients.
En conseqüència, el cervell pateix una disfunció sinàptica i una degeneració o pèrdua neuronal, que provoca una atròfia de la substància grisa i blanca [65] (vegeu la figura 1). Les fonts d'inflamació en moltes malalties neurodegeneratives s'han relacionat amb una disminució de la població de macròfags M2 a la SNC i un augment posterior de la neuroinflamació mediada per M 1- [62].
El receptor de proteïnes estimulants de macròfags (MST1R) és un receptor de tirosinquinasa expressat en macròfags residents en teixits, inclosa la microglia. L'activació de MST1R pel seu lligand, una proteïna estimulant dels macròfags, atenua la inflamació mediada per l'obesitat a la perifèria. In vivo, l'escissió del lligand MST1R promou la inflamació (M1) i limita l'activació de la reparació depenent dels macròfags (M2) [66].
La neuroinflamació pot conduir a l'apoptosi [67]. / és un mecanisme fisiològic bàsic que és un procés altament regulat de mort cel·lular que contribueix al manteniment de l'homeòstasi. La manca de regulació de l'apoptosi té un paper clau en l'etiologia i/o la progressió de moltes malalties [67, 68]. La implementació completa de l'apoptosi implica la interacció entre una àmplia gamma de proteïnes, transductors de senyal i cascades de vies de senyalització [69].
El TNF, el lligand Fas (Fas-L) i el lligand inductor de l'apoptosi relacionat amb el TNF (TRAIL) units al domini extracel·lular de DR (receptors transmembrana) són els responsables de l'inici de la via majorapoptosi, és a dir, la via del TNF [67–69] ].
TNF- i Fas-L poden induir l'apoptosi d'algunes neurones durant la inflamació [67]. L'apoptosi implica l'activació de caspases (cisteïna proteases), que orquestren tots els canvis morfològics que caracteritzen aquesta forma de mort cel·lular[67]. L'activació de les caspases iniciadores (caspases 2, 8 o 10) és el primer pas d'una via proteolítica regulada, irreversible i autoamplificadora que condueix a l'activació de les caspases efectores (caspases 3, 6 i 7) [70].
La inflamació per si sola causa hipoperfusió i isquèmia [41], que pot conduir a l'apoptosi per via intrínseca [68]. La via /is es caracteritza per la iniciació no mediada pels receptors i la regulació mitocondrial. En la via intrínseca de l'apoptosi, certs estímuls generen directament senyals intracel·lulars que condueixen a canvis bioquímics a les cèl·lules [70].
Un estímul indueix una interrupció de la membrana mitocondrial que dissipa el potencial de la membrana, millorant la permeabilitat de la membrana[70]. L'estímul /e també dóna lloc a la formació del porus de transició de permeabilitat mitocondrial (MPT) a la membrana externa que canalitza els factors proapoptòtics al citosol [71]. Els apoptosomes escinden la procaspasa-9 per produir caspasa activa-9, que al seu torn activa la caspasa efectora (és a dir, caspasa-3) [70].
4. Canvis macroscòpics del cervell (evidència de l'estudi de neuroimatge)
4.1. Substància grisa. Una revisió sistemàtica recent [72] va revelar anomalies estructurals en el volum de la matèria grisa en pacients amb obesitat. L'anàlisi de deu estudis fins al desembre de 2017 [73–82] va indicar una reducció consistent de la matèria grisa en individus amb obesitat vinculada a les regions de control a la circumvolució frontal inferior, l'ínsula dreta, la circumvolució precentral esquerra i dreta, la circumvolució frontal mitjana esquerra, la circumvolució temporal mitjana esquerra, amígdala esquerra i hemisferi cerebel·lar esquerre.
Tanmateix, els estudis analitzats van demostrar un augment del volum de matèria grisa al cuneus esquerre, al gir frontal mitjà esquerre i al gir occipital inferior esquerre. De la mateixa manera, Kurth et al. [83] van informar de correlacions negatives entre l'IMC i el volum del gir frontal superior esquerre, el gir frontal mig i inferior esquerre, el pol frontal dret, l'ínsula esquerra i el gir temporal bilateral superior i mitjà.
Un estudi de neuroimatge en 1.428 participants [84] va detectar que el volum de substància grisa es correlacionava negativament amb l'IMC en el gir frontal inferior dret, el gir frontal superior, el lòbul precentral dret, el lòbul parietal superior dret i el precuneus esquerra, el gir fusiforme esquerre, l'esquerra i la dreta, l'esquerra. i el lòbul anterior dret del cerebel, i el tronc encefàlic dret en els homes.
L'IMC es va correlacionar positivament amb el volum d'algunes regions del gir frontal inferior, del gir frontal superior dret i dels lòbuls posteriors esquerre i dret del cerebel. L'IMC més alt en adults grans s'associa amb alteracions generalitzades de la matèria grisa, independentment de les comorbiditats relacionades amb l'obesitat i altres factors de confusió, que es tradueixen en alteracions subtils en el rendiment de la memòria durant l'envelliment [85].
Garc´ıaGarc´ıa et al. [86] va informar que l'obesitat i la massa corporal estan relacionades amb un volum significativament més baix de la matèria grisa a les àrees cerebrals amb un paper clau en el control executiu. Les variables relacionades amb l'obesitat s'associen constantment amb una reducció del volum de matèria grisa en diverses àrees, inclosa l'escorça prefrontal medial, el cerebel bilateral i el pol temporal esquerre.
De la mateixa manera, els individus amb obesitat tenen un volum total de matèria gris més baix que els individus prims i amb sobrepès. En els adolescents, l'IMC està relacionat amb diferències globals i regionals.
Yokum et al. [87] van detectar un volum menor de matèria grisa a les regions implicades en el control inhibitori, que està relacionat amb l'augment de pes futur. Concretament, les anormalitats en els volums regionals de substància grisa, però no en els volums de matèria blanca, augmenten el risc d'augment de pes futur, i les anomalies en els volums regionals de substància blanca, però no en els volums de matèria grisa, són secundàries a l'augment de pes.
4.2. Matèria Blanca. Aquí hi ha una forta evidència d'una reducció global de la matèria blanca associada a subjectes amb un IMC elevat [88, 89]. La relació / és coherent amb un estudi a gran escala que va demostrar associacions entre un IMC elevat i la reducció de la integritat de la matèria blanca en dues grans cohorts independents [90].
Un IMC més elevat s'associa amb una disminució en diverses regions de la substància blanca, incloses les radiacions talàmiques anteriors i posteriors, fascicles frontal-occipital inferior, fascicles longitudinals inferiors i superiors, corpuscalloso [72], fascicles uncinats, càpsula interna, tracte corticoespinal i cingul (gir cingulat i hipocamp) [76, 79, 88–91].
Els canvis locals en les vies de fibra de la matèria blanca associats a l'augment de l'IMC relacionen les estructures límbiques clau amb les regions prefrontals, possiblement explicant l'augment del risc de deterioraments cognitius i inobesitat de demència en edat avançada [64]. Les alteracions inclouen principalment fibres que uneixen estructures límbiques amb regions prefrontals i poden promoure un envelliment accelerat en persones amb obesitat, que s'espera que augmenti el risc de deteriorament cognitiu [91].
Els canvis de WM relacionats amb l'IMC estan associats amb canvis microestructurals de la substància blanca. Els resultats de l'anàlisi de quantificació basada en voxels van indicar una reducció de la mielina de la matèria blanca, un augment del contingut d'aigua i alteracions del contingut de ferro en subjectes amb IMC creixent, que es localitzen predominantment al fascicle longitudinal superior (SLF), radiació talàmica anterior (ATR). ), càpsula interna i cos callós [91].
L'augment de l'IMC és indicatiu d'una pèrdua de la integritat de la substància blanca mitjançant la desmielinització o efectes inflamatoris. Aquests canvis es poden explicar per dany axonal o pèrdua cel·lular [91].4.3. Àrees subcorticals. Les mides del tàlem bilateral, el putamen i el globus pàl·lid s'amplien, i la mida del caudat bilateral es redueix en individus amb obesitat en comparació amb aquells en individus amb pes normal [92]./ La part medial-dorsal del caudat bilateral és es va reduir significativament i la part dorsal lateral del tàlem bilateral va augmentar significativament.
Fins i tot els individus amb sobrepès (amb un IMC de 25-30 kg/m2) tenen signes d'atròfia als ganglis basals i a la corona radiada [93]. En els homes, el greix corporal total es correlaciona negativament amb tots els volums de matèria grisa subcortical (tàlem, nucli caudat, putamen, globus pàl·lid i nucli accumbens); en les dones, un major greix corporal total es va correlacionar amb un volum més baix del globus pàl·lid [94]. Les diferències específiques de /esesex poden explicar-se per diverses vies endocrines; per exemple, els estrògens actuen com a factor protector contra moltes complicacions metabòliques relacionades amb l'obesitat [95].
Kim et al. [92] suggereixen que, en individus amb obesitat, les estructures subcorticals estan associades amb el comportament alimentari i la funció sensorial. Un IMC més alt s'associa amb una connectivitat hipotalàmica més gran a les regions implicades en la motivació dels aliments i una connectivitat reduïda amb les estructures associades al control cognitiu de la ingesta d'aliments. /e el volum de la matèria grisa hipotalàmica està positivament correlacionat amb la connectivitat de l'ínsula posterior de l'hipotàlem./us, les relacions entre el volum de la matèria grisa hipotalàmica i l'IMC estan mediades per la connectivitat de l'hipotàlem-insula posterior [96].
4.4. Infants i adolescents. En comparació amb els nens amb un pes normal, els nens amb obesitat manifesten una reducció significativa de la substància grisa en el gir temporal medial dret, el tàlem dret i esquerre, el gir parietal superior esquerre, el gir esquerra i postcentral i el cerebel esquerre [97]. L'obesitat infantil s'associa amb volums estructurals més elevats i una disminució de la densitat de la matèria grisa en el sistema de recompensa [98].
A més, hi ha algunes diferències en la matèria blanca entre els nens amb obesitat i els nens amb pes normal, i l'excés de greix corporal s'ha associat amb diferències en la connectivitat estructural, especialment a les regions del cervell frontal i temporal [97]. En particular, l'adolescència és un període crític de desenvolupament del cervell, especialment la maduració de l'escorça prefrontal, que és una àrea relacionada amb el control cognitiu.
La inadolescència, un còrtex prefrontal menys desenvolupat pot explicar una menor capacitat per regular els comportaments impulsats per la recompensa, com ara el consum d'aliments densos en calories. El consum excessiu d'aliments densos en calories pot afectar posteriorment la maduració funcional i estructural del cervell per influir en conseqüència en la cognició i el comportament [99]. Tanmateix, no s'entén poc com l'obesitat afecta les trajectòries de desenvolupament del cervell (possible maduració primerenca de les regions cerebrals reguladores de la gana); per tant, calen estudis longitudinals.
Sharkey et al. [100] no va detectar associacions significatives entre el gruix cortical i l'IMC. Els resultats de /e es van mantenir negatius quan l'anàlisi es va limitar a nens de 12 a 18 anys. / per tant, les associacions entre l'IMC i l'aprimament cortical semblen desenvolupar-se després de l'adolescència. La recerca té implicacions en la naturalesa de les relacions entre l'estructura del cervell i l'augment de pes. En aquest context, els adolescents que van guanyar greix corporal van manifestar una major disminució del volum de matèria grisa en el putamen en comparació amb els que van perdre greix corporal. A més, els primers subjectes van manifestar un major augment del volum de substància blanca a l'escorça cingulada anterior en comparació amb els últims subjectes i subjectes que mantenien un nivell estable de greix corporal [101].
Els adolescents amb sobrepès i obesos van manifestar una disminució de la integritat de la substància blanca en el corpuscal·loso frontal superior, els fascicles uncinats bilaterals, el fascicle frontooccipital inferior esquerre i el tracte corticoespinal esquerre en comparació amb els adolescents amb un pes normal. Aquestes troballes poden estar associades amb un augment del sistema de recompensa [102]. Tanmateix, els adolescents amb sobrepès i obesos van manifestar una major integritat de la substància blanca en el cos callós orbital i anteriorfrontal, el fascicle frontal-occipital inferior dret, el cingul esquerre i el tracte corticoespinal esquerre en comparació amb els adolescents. amb un pes normal. /és el resultat pot estar associat amb un processament atencional reforçat [102].4.5. Càrrega alostàtica.
Els individus amb sobrepès tenien un gruix cortical més baix al frontal esquerra i dreta que els subjectes control [103, 104]. A més, aquests subjectes tenien taxes més altes de càrrega alostàtica que els individus control o prims. L'índex de càrrega alostàtica /e comprèn 15 biomarcadors: pressió arterial sistòlica i diastòlica, hemoglobina glicada, glucosa, creatinina, colesterol total, colesterol HDL i LDL, triglicèrids, proteïna C reactiva, interleucina-6, augment d'insulina, cortisol, fibrinogen , andleptina. Un augment de la càrrega alostàtica està relacionat amb els canvis en la composició de la matèria grisa a les regions que controlen el comportament alimentari, el processament sensorial de la recompensa i la funció cognitiva general [104].
S'ha suggerit que una reducció de la reducció de la matèria grisa està relacionada amb una disminució de la creatinina i un augment dels triglicèrids i lipoproteïnes de baixa densitat en el plasma de subjectes amb obesitat [105].4.6. Síndrome metabòlica. Un perfil metabòlic caracteritzat per un alt contingut de greix corporal, adipositat visceral i inflamació sistèmica s'associa amb un volum de matèria grisa reduït i una funció executiva reduïda en adults grans [106].
Els factors subjacents al desequilibri energètic sostingut, com ara un estil de vida sedentari o una ingesta d'aliments d'alta energia, poden ser determinants importants dels canvis en la matèria grisa durant l'envelliment. S'han detectat associacions entre la síndrome metabòlica i la disminució del volum de matèria grisa en múltiples regions del cervell, incloent el cerebel posterior, la tija cerebral, l'escorça orbitofrontal, el nucli caudat bilateral, el parahipocamp dret, l'amígdala dreta, l'ínsula dreta, el gir lingual i el gir superior temporal dret [107]. 4.7. T2DM. La T2DM s'associa amb una disminució del volum total de matèria grisa i del volum de l'hipocamp, un augment del WHR i de l'IMC i una menor activitat física [108]. Els adolescents amb DM2 i obesitat han reduït el volum de matèria grisa a l'hipocamp dret, putamen i caudat esquerre, amígdala bilateral i tàlem esquerre en comparació amb els controls amb pes anormal [109].
L'obesitat abdominal o els seus efectes posteriors poden mediar parcialment l'efecte advers de la T2DM a l'atròfia cerebral [108]. L'obesitat dels adolescents només sembla com a resultat d'una reducció del volum de substància grisa, i la T2DM s'associa a anomalies de la substància blanca i grisa en aquesta població [109]. Les alteracions estructurals de les còrtexs parietals i occipitals poden constituir alteracions cerebrals primerenques relacionades amb la DM2 [110]. La DM2 s'associa amb canvis regionals significatius en la densitat de la fibra dins del corpuscal·loso, el fòrnix, el fascicle frontal-occipital inferior esquerre, l'esquerra uncinada i les càpsules internes i externes esquerres [109, 111].
La comparació amb els subjectes control va indicar que els pacients amb obesitat i DM2 tenen un gruix més baix de l'ínsula dreta i les còrtexs occipitals laterals [110] i temporals [112] esquerres. /e el gruix cortical mitjà global va ser més baix en el grup T2DM amb obesitat que en el grup d'individus amb T2DM amb un pes normal [113]. S'ha informat d'una correlació negativa entre la durada de la malaltia i la integritat mitjana global de la matèria blanca en individus amb T2DM i obesitat, però no en subjectes T2DM amb un pes normal [113].
Els pacients normoglucèmics amb obesitat van manifestar un gruix reduït a l'ínsula dreta i el gir frontal inferior i volums d'amígdala i tàlem més grans que els subjectes control. En canvi, els volums de tetàlem i l'àrea paracentral esquerra van ser més grans en el grup de normoglucèmics en comparació amb els dels pacients amb obesitat i DM2 [110].
4.8. Other Anthropometric Variables. In addition to BMI, WHR, and waist circumference are also associated with cortical thickness. Higher WHR and greater waist circumference are associated with a lower volume of gray matter [83, 114–116]. Hayakawa et al. [116] detected that a higher number of brain regions in women correlated with waist circumference than with BMI. /e highest levels of all obesity measures (i.e., BMI, WHR, and fat mass) were related to lower gray matter volume. /e combination of general and central obesity (WHR> 0.85 for women and >0.90 per als homes) s'associa amb un volum de matèria gris més baix que el dels adults prims [117].
Tanmateix, la composició corporal, que distingeix entre la massa grassa i la massa lliure de greix, no està directament associada amb els canvis en el volum del teixit cerebral i la integritat de la matèria blanca. Les associacions transversals entre la composició corporal i el volum del teixit cerebral probablement reflecteixen un risc acumulat o una etiologia compartida [118].Kurth et al. [83] van demostrar correlacions negatives entre l'IMC i la circumferència de la cintura i el volum de la matèria grisa, i els efectes regionals de la substància grisa són més grans a l'hipotàlem i inclouen les escorces parietal, prefrontal, temporal anterior i inferior i el cerebel.
Curiosament, les associacions eren més generalitzades i pronunciades en el cas de la circumferència de cintura que en el cas de l'IMC. Aquestes relacions difereixen significativament segons el sexe. Les associacions /e amb l'IMC i la circumferència de la cintura són similars en els homes; no obstant això, les dones presentaven un major nombre de correlacions amb la circumferència de la cintura. Kurth et al. [83] va suggerir que la circumferència de la cintura és un indicador més sensible que l'IMC, especialment en les dones, per determinar potencialment els efectes adversos de l'obesitat i el sobrepès al cervell.
En general, hi ha evidència de dany extrahipotalàmic, amb una disminució del volum cortical cerebral predominantment als lòbuls frontal i temporal. A més, l'obesitat s'ha relacionat clínicament amb dèficits cognitius. La taula 2 presenta un resum de les conclusions dels estudis de neuroimatge. Les relacions entre una disminució del gruix de l'escorça cerebral i el dèficit cognitiu suggereixen una alteració microscòpica del teixit neuronal.
La pèrdua neuronal pot ser deguda a l'activació de l'apoptosi a través de la via intrínseca per dany mitocondrial o a l'activació de la via extrínseca a causa de la neuroinflamació. A més, els dèficits cognitius poden estar associats amb sinapsis alterades i la manca de poda de les espines dendrítiques a causa de la mala funció de la microglia.
For more information:1950477648nn@gmail.com
