Vizuális stimulálás élelmiszer-képekkel az éhséghormonok és a tápanyagok lerakódásának szabályozásában, amely az elhízási válság potenciális résztvevője

Szerepek konceptualizáció, adatkezelés, hivatalos elemzés, finanszírozás megszerzése, vizsgálat, módszertan, projekt adminisztráció, erőforrások, felügyelet, validálás, vizualizáció, írás - eredeti tervezet

Bécsi Egyetem táplálkozástudományi tagozata, Bécs, Ausztria

Szerepek Pénzügyszerzés, nyomozás, írás - áttekintés és szerkesztés

Bécsi Egyetem táplálkozástudományi tagozata, Bécs, Ausztria

Szerepek Adatmegőrzés, szoftver, írás - áttekintés és szerkesztés

Bécsi Egyetem táplálkozástudományi tagozata, Bécs, Ausztria

Szerepek Adatmegőrzés, validálás, írás - áttekintés és szerkesztés

Bécsi Egyetem, Bécs, Ausztria Statisztikai és Operációkutatási Osztály

Szerepek Adatmegőrzés, írás - áttekintés és szerkesztés

Bécsi Egyetem táplálkozástudományi tagozata, Bécs, Ausztria

Szerepek felügyelete, írása - áttekintés és szerkesztés

Bécsi Egyetem táplálkozástudományi tagozata, Bécs, Ausztria

Duszka Kalina,
Gregor András,
Martin Willibald Reichel,
Andreas Baierl,
Christine Fahrngruber,
Jürgen König

Cikk
Szerzői
Metrikák
Hozzászólások
Média közvetítés
Peer Review

Javítás

2020. július 23.: A PLOS ONE Staff (2020) korrekciója: Vizuális stimulálás ételképekkel az éhséghormonok és a tápanyagok lerakódásának szabályozásában, amely potenciálisan hozzájárulhat az elhízási válsághoz. PLOS ONE 15 (7): e0236913. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0236913 Nézet javítása

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Duszka K, Gregor A, Reichel MW, Baierl A, Fahrngruber C, König J (2020) Vizuális stimuláció élelmiszer-képekkel az éhséghormonok és a tápanyagok lerakódásának szabályozásában, amely az elhízási válság potenciális hozzájárulója. PLoS ONE 15 (4): e0232099. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232099

Szerkesztő: Zhifeng Gao, Florida Egyetem, AMERIKAI EGYESÜLT ÁLLAMOK

Fogadott: 2019. augusztus 20 .; Elfogadott: 2020. április 7 .; Közzétett: 2020. április 24

Adatok elérhetősége: Minden releváns adat megtalálható a dokumentumban és a kiegészítő információkat tartalmazó fájlokban.

Finanszírozás: AG H-211758/2018, Hochschuljubiläumsstiftung der Stadt Wien, https://www.wien.gv.at/recht/gemeinderecht-wien/fonds-stiftungen/stiftungen/wissenschaft.html A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésében elemzés, döntés a közzétételről vagy a kézirat elkészítése.

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők kijelentették, hogy nincsenek versengő érdekek.

Bevezetés

A gasztrointesztinális traktus reakcióját az étel látványára, illatára, ízére vagy akár gondolatára fejfázis-válaszként (CPR) nevezik. A CPR-k előszívó, veleszületett és megtanult fiziológiai reakciók, amelyek felkészítik a gyomor-bél traktust a bevitt ételek optimális feldolgozására. Ezenkívül a CPR-ek fokozott nyálképződéssel, emésztőrendszeri enzimek, gyomorsav, gasztrin és inzulin szekréciójával társulnak [16]. Ezért az ételjelekkel történő stimulálás megnöveli az étrendhez kapcsolódó hormonok szintjét a vérben [17–20], azonban ezeknek a kiváltott hormonoknak a funkcionalitását és a tápanyagok felvételéhez való hozzájárulását még soha nem vizsgálták.

A tanulmány célja az étkezési jelek hatásának vizsgálata volt az étvágyhoz kapcsolódó peptidek szekréciójára. Ezen túlmenően a vércukor- és trigliceridszintek felmérésével szerettük volna felmérni ezen peptidek funkcionalitását bázikus körülmények között, valamint étkezés közben. Így egyesítjük a korábban közölt megközelítéseket, amelyek elemzik az ételjelekre adott reakciókat vagy az étkezés utáni válaszokat. Ezenkívül arra kerestük a választ, hogy az étkezésekre adott válaszként az acilezett vagy desacilezett ghrelin milyen formában választódik ki, hogy hozzájáruljon a ghrelin különböző formáinak az éhségjelzésben betöltött szerepének feltárásához. Végül arra kerestük a választ, hogy az ételjelek stimulálásában mely vizuális tényezők járulnak hozzá a nézők válaszának kiváltásához.

Anyagok és metódusok

I. tanulmány

Az I. (A) és a II. (B) vizsgálat során a résztvevők reggelit kaptak, felkérték őket, hogy fokozzák éhségüket, és értékeljék a semleges tárgyakról vagy az ételekről készült képeket. A II. Vizsgálathoz, a képi ülést követően, a résztvevők turmixot kaptak. A pirossal jelölt idõpontok vérvételt jeleznek.

Tanulmány II

A humán vizsgálatok bemutatott kísérleti tervét, beleértve a résztvevőknek a tanulmány céljáról szóló részinformációk átadását, jóváhagyta a Bécsi Egyetem etikai bizottsága (Ethikkommission, Besondere Einrichtung für Qualitätssicherung, Universität Wien).

Minták elemzése

Friss emberi vérmintákat használtunk a glükóz (Accu-Chek Performa, Roche, Mannheim, Németország) és a trigliceridek (Accutrend Plus és Accutrend Triglycerides, Roche) mérésére. A fennmaradó vérmintákat alacsony kötődésű csövekbe gyűjtöttük, és összekevertük EDTA-val, aprotininnel (0,6 TIU/ml vér, Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) és DPPIV inhibitorral (Merck, Darmstadt, Németország). Egy másik, HCl-t (0,05 N végkoncentráció) tartalmazó csövet használtunk a vér összegyűjtésére a ghrelin méréséhez. Az összes mintát azonnal centrifugáltuk 4 ° C-on, 3600 g-on 10 percig. A plazmát összegyűjtöttük, lefagyasztottuk és -80 ° C-on tároltuk. A kiválasztott időpontokból vett mintákat használtunk az összes ghrelin (ELISA), az acilezett ghrelin (ELISA), az inzulin, az YY peptid (PYY), a GIP, a GLP-1 és a glükagon (Milliplex, mind a Merck gyártmányától) mennyiségi meghatározásához.

Statisztika

Az éhségértékek és a plazma hormonkoncentrációk statisztikai elemzését az SPSS 23.0 (IBM, NY, USA) segítségével végeztük. Több időponttal rendelkező adatkészletek esetében ismételt méréseket ANOVA-t Bonferroni-korrekcióval többszörös tesztelésre használtunk a képtípus és az idő hatásának felmérésére. Több időponttal nem rendelkező adathalmazok esetében két csoport összehasonlítását végeztük kétoldalas tanulói t-tesztekkel. Valamennyi adathalmazra 95% -os bizalmi intervallumokat és Cohen d hatásbecsléseit számoltuk. Lineáris regresszióanalízist végeztünk az éhség pontszám, a plazma metabolitok, a plazma hormonok és a számítógépes teszt eredményei közötti összefüggések meghatározására. A 0,05 vagy ennél alacsonyabb P értékeket tekintettük szignifikánsnak.

A kézirat következtetéseit alátámasztó nyers adatokat a szerzők indokolatlan fenntartások nélkül hozzáférhetővé teszik bármely képesített kutató számára.

Eredmények

Az ételképekkel való stimulálás befolyásolja az éhségérzetet, a vércukorszintet és a hormonok koncentrációját

A vizsgálat résztvevőit két napon át meghívták, hogy rögzítsék válaszukat semleges tárgyakról (nem stimuláló, NS, S2 táblázat) vagy étvágygerjesztő ételekre (stimuláló, S, S3 táblázat). Az alanyok az ételképekkel kapcsolatos kérdéseket magasabbra értékelték (p. 2. ábra. Az ételjelek befolyásolják a vércukorszintet és az étvágygal helyettesített peptideket.

A résztvevők a képek különböző aspektusait 1–5 (A) skálán értékelték. Az éhség szintjét 1–5 skálán jelentették a résztvevők a megjelölt időpontokban (B). A glükózszinteket minden vérmintavételi időpontban (C) mértük. Az inzulin (D) és a glükózfüggő inzulininotróp peptid (GIP) (E) koncentrációit meghatároztuk a megjelölt időpontokban gyűjtött vérben. A panel statisztikai szignifikanciáját kétfarkú Student t-tesztjeivel elemeztük. Az adatokat (A-E) átlagként ± SEM adjuk meg; * p 3. ábra Az étkezési képek expozíciója befolyásolja az étkezés utáni vércukorszintet és az étvágyhoz kapcsolódó peptideket.

A résztvevők a képeket 1–5 (A) skálán rangsorolták. Az éhség szintjét 1–5 skálán értékelték a résztvevők a megjelölt időpontokban (B). A glükózszinteket a meghatározott mintavételi időpontokban (C) mértük. A GIP (D) és a GLP-1 (E) koncentrációt meghatároztuk a megjelölt időpontokban gyűjtött vérmintákban. Lineáris regressziót alkalmaztunk az inzulin és a GLP-1 (F-H) közötti kapcsolat validálására a kiválasztott időpontokban gyűjtött vérminták esetében. Megvizsgáltuk az aktív ghrelin koncentrációját a vérmintákban (I). Lineáris regressziót alkalmaztunk a teljes ghrelin és a képpontszám (J) közötti összefüggések elemzésére. Kétfarkú Student t-tesztjeivel hasonlították össze az A panel kísérleti csoportjait; n = 20, * p 4. ábra. A résztvevők előnyben részesítik az alacsony fehérjetartalmú, alacsony kalóriatartalmú, alacsony zöld színintenzitású ételeket bemutató képeket.

Lineáris regressziót alkalmaztunk a képen látható ételfehérje-tartalom és a megfelelő besorolás (A), a 100g-ra eső kalóriatartalom és a képarány (B), valamint a zöld szín intenzitása és a képértékelés (C) közötti összefüggés elemzésére.

Vita

Korábban beszámoltak arról, hogy a ghrelin felszabadul az ételjelekre reagálva [19], azonban nem volt világos, hogy a ghrelin melyik formájáról van szó. Beszámolunk arról, hogy az aktív grelinnel ellentétben a teljes ghrelin koncentrációját befolyásolták az ételjelek. A teljes grelinkoncentrációról ismert, hogy csökken a szénhidrátban gazdag ételek fogyasztása után, és nő a fehérje fogyasztása után [70]. Ezzel szemben az acilezett ghrelin szint minden étkezés után csökken, különösen fehérje- és zsírban gazdag étkezés után [71]. A II. Vizsgálatban úgy döntöttünk, hogy vegyes makrotápanyagokból álló ételt alkalmazunk a tényleges étkezésre adott válasz reprezentatívabb vizsgálatára. Az étkezés után 15 perccel nem figyeltük meg a teljes ghrelinszint csökkenését. Egy korábbi tanulmány szerint, amely a miénkhez hasonló étkezést alkalmazott [72], a teljes ghrelin csökkenésére számíthatunk a későbbi időpontokban. A teljes beszámolással ellentétben az aktív grelinkoncentráció csökkent az étkezés fogyasztására reagálva, a korábbi jelentéseknek megfelelően [73–75]. Az aktív grelint azonban nem befolyásolták az ételképek. Így leírjuk az eltérést a teljes és az acilezett ghrelin reakciója között, az egyik erőteljesebben függ az ételjelektől (étkezés előtt), a másik pedig a fogyasztástól (étkezés utáni).

Kimutattuk azt is, hogy a glükagon és a GLP-1, valamint a glükagon és a PYY mind a stimulációs, mind a semleges körülmények között fordított összefüggést mutat. Csak a táplálékjelek váltanak ki negatív összefüggést a ghrelin és a GIP, valamint a ghrelin és a GLP-1 között. Ennek megfelelően egy korábbi tanulmány arról számolt be, hogy a GIP a patkányokban csökkentette a ghrelin felszabadulást [76]. Ezenkívül csak egy étkezés stimuláló képekkel kombinálva váltott ki pozitív korrelációt az inzulin és a GIP, valamint az inzulin és a GLP-1 között. Így a társszabályozás eltérően működik tényleges étkezés jelenlétében és hiányában. Egy korábbi jelentéssel [19] ellentétben a vizuális stimulációt követően az inzulin koncentrációjában majdnem szignifikáns különbséget figyeltünk meg. Az élelmiszer-kép által stimulált korreláció megfigyelése az inzulin és a GIP, valamint az inzulin és a GLP-1 között azt sugallja, hogy az ételképek valójában befolyásolhatják az inzulint.

Az itt közölt összefüggés a glukagon és a GLP-1 között meglepő a GLP-1 glukagonosztatikus tulajdonságai miatt [77]. Fontos azonban megjegyezni, hogy az összefüggést nem befolyásolja a képek típusa, és hogy a képek nem befolyásolják külön-külön a GLP-1 és a glükagon koncentrációit sem a tesztelt időpontokban. Ezért ezek az eredmények azt mutatják, hogy bázikus körülmények között a természetben előforduló, magas GLP-1 koncentrációjú egyéneknél is magas a glükagonkoncentráció, és az alacsony GLP-1 koncentrációjú alanyoknak ennek megfelelően alacsony a glükagonkoncentrációja. Ennek az együttes előfordulásnak a jellege még nem világos, és még tisztázandó.

A GIP, a GLP-1 és az inzulin felszabadul egy étkezés hatására, és együtt koordinálják a vércukorszintet [50, 51]. Ezért várható volt a pozitív összefüggés ezen tényezők között. Elsőként a GIP koncentrációjának változását írjuk le az ételkép stimulálása után. Az inzulin, a GIP és a GLP-1 újraszabályozásának következményei a vizuális ételjelekre reagálva jól tükröződnek a vércukorszint-különbségek szempontjából. Különösen az I. vizsgálatban, amelyben a glükózszint tendenciáját figyeltük meg az S és NS közötti különbséget jelezve a képek expozíciója után 15 perccel (11:30), megerősítve az előző jelentést [78]. Ezért egy olyan modellt javasolunk, amelyben az ételjelek provokálják a GIP és a GLP-1 szekrécióját. Ez cserébe ösztönzi az inzulin felszabadulását, ami alacsonyabb vércukor-koncentrációt eredményez. A csökkent glükóz jelzik az agy számára, és fokozza az éhségérzetet (5. ábra).

A II. Vizsgálatban az étkezés utáni első időpontban az S étkezés utáni glükózkoncentrációjának kismértékű csökkenése figyelhető meg az NS naphoz képest. Fontos, hogy 1 órával az étkezés után a glükóz koncentrációja tovább csökken. Ez nagy valószínűséggel a megnövekedett inkretinek és inzulin koncentrációk, valamint az ebből következő glükóz lerakódás következménye. Érdekes módon az S nap résztvevői késleltetett glükózcsökkenést mutatnak, és az NS és az S nap közötti legszembetűnőbb különbség a glükózszintben illeszkedik ahhoz az időponthoz, amikor a vizsgálat két napja közötti GIP és GLP-1 koncentrációk közötti különbségek a legkifejezettebbek . Az NS és az S nap közötti különbségek azt sugallják, hogy a glükózfelvétel vagy -lerakódás hatékonyságát az étkezés előtti vizuális stimuláció befolyásolja.

Számos tényező befolyásolta a résztvevők preferenciáját az ételkép számítógépes tesztben. Mindkét vizsgálat résztvevői egyértelműen előnyben részesítették az alacsony fehérjetartalmú ételek képeit a magas fehérjetartalmú ételekhez képest. A résztvevők az édességeket, desszerteket és gyümölcsöket magasabbra értékelték a húst tartalmazó képekhez képest. További tetszési szempont volt a kalóriatartalom és meglepő módon a zöld szín intenzitása. Egy korábbi publikációval [79] ellentétben, tanulmányunkban az étel képek magasabb kalóriatartalma csökkentette a kép vonzerejét. Ebben az esetben azonban a vizsgálat során bemutatott ételek ízesítése erősen befolyásolhatja az eredményeket. Az ételek színe állítólag befolyásolja az ízérzékelést és az ételfogyasztást [80–83]. A megváltozott ételszín megváltoztatja a preferenciát, és befolyásolja az észlelt ízét [84]. A zöld általában egészséges ételekkel és természetes termékekkel társul [85]. Tanulmányunkban azonban a magasabb zöld intenzitású képek nem feltétlenül mutattak zöld zöldséget (45 képből csak 1). Az alacsony vagy magas zöld intenzitású tételek élelmiszer-összetétele véletlenszerűnek tűnik. Ezért valóban csak a színintenzitás befolyásolhatja a résztvevők döntéseit.

A modern társadalomban a televízió és a számítógép képernyője előtt gyakran előforduló fogyasztás növeli a kalóriabevitelt és az adipozitást [86, 87]. Ezért különösen fontos hangsúlyozni azokat a nagy egészségügyi előnyöket, amelyek az étkezésre való összpontosításhoz kapcsolódnak, anélkül, hogy külső ingerekkel zavarnák. Az éberséges táplálkozásról szóló tanulmányok [88, 89], valamint az ételjelek itt bemutatott, a tápanyagok felvételének hatékonyságára gyakorolt hatása alapján az étkezésre való koncentrálást ajánlani kell az étkezés fogyasztásának előkészítésének megfelelő módjaként. Különösen érdekes lenne további kutatások annak igazolására, hogy az itt leírtakhoz hasonló, az ételjelekre adott hormonális válaszok működnek-e elhízott és cukorbetegeknél. Ebben az összefüggésben az inzulin felszabadulás étkezés előtti vizuális vagy szaglási jelzésekkel történő szabályozása hozzájárulhat az étkezés toleranciájának javításához, ezért nagy klinikai jelentőséggel bír. Ezenkívül a különféle típusú táplálkozási jelek (vizuális, szagló, többféle érzékszervek) feltárása és azoknak a különböző népességcsoportokra (életkor, elhízás, anyagcsere-betegségek, anorexia stb.) Gyakorolt hatása további szabályozási mechanizmusokat tárhat fel.

A fontos hozzájárulás mellett tanulmányunk néhány hiányossággal jár. Résztvevőink mintája többnyire női önkéntesekből áll. Mivel a nemek különböznek az étvágy, az ízlési preferenciák és az ételválasztás tekintetében [90–92], azt állíthatjuk, hogy a tanulmány az érzékszervi stimulációra adott reakciót női szempontból számolja be. Adatkészleteinken belül azonban a nem nem befolyásolja a vizsgált paramétereket. Ezért az adatok valószínűleg mindkét nemet képviselik. A tanulmány másik hátránya azzal a ténnyel függ össze, hogy az ízérzékelést, az étvágyat és az étvágyat befolyásolja a menstruációs ciklus [93–97]. Sajnos szervezeti okokból nem tudtuk koordinálni az önkéntesek női részvételét a menstruációs ciklusuk szerint. Ezenkívül a II. Vizsgálatba felvett csoportot a BMI széles tartománya (16–26 kg/m 2) jellemezte. A BMI hatását a vizuális stimulációra adott válaszra elemezve egyik vizsgált paraméterre sem találtunk hatást. Arra a következtetésre jutunk, hogy résztvevőink BMI-tartományán belül nem volt különbség a szenzoros stimulációra adott válaszban a hormonprofilok, az éhségértékek vagy a képminőség szempontjából.

Segítő információ

S1 táblázat. Az I. és a II.

Az átlagos adatok ± SD-vel vannak feltüntetve.

S2 táblázat. A vizsgálat S napján bemutatott képek.

Az ételképek különféle termékeket mutattak be, amelyeknek tápértéke és alapszínintenzitása volt feltüntetve. Az átlagos résztvevők válaszait a képeket értékelő 3 kérdésre az I. és a II.

S3 táblázat. A vizsgálat NS napján bemutatott képek.

A képek különféle tárgyakat mutatnak be, jelzett alapszínintenzitással. Az átlagos résztvevők válaszait a képeket értékelő 3 kérdésre az I. és a II.

S4 táblázat. Az éhséggel összefüggő peptidek vérkoncentrációja az I. vizsgálatban.

Az adatokat ± SEM értékkel mutatjuk be.

S5 táblázat. Az éhség peptidek vérkoncentrációja a II. Vizsgálatban.

Az adatokat ± SEM formában mutatjuk be.

S1 ábra Tanulmány folyamatábra.

S2 ábra. Az élelmiszer-expozíció nem befolyásolja a vér trigliceridjeit, az átlagos teljes, valamint az aktív grelint.

A glükagon és a GLP-1 koncentrációja, valamint a glukagon és a PYY összefüggést mutat. A trigliceridek vérszintjét a vizsgálat mindkét napján 10:50 és 12:00 között mértük (A). A teljes (B) és az aktív (C) ghrelin koncentrációját az összegyűjtött vérmintákból mértük. A statisztikai különbségek értékeléséhez ANOVA-t Bonferroni-korrekcióval alkalmaztunk többszörös tesztelésre. Az adatokat (A-C) átlag ± SEM-ként mutatjuk be. A lineáris regressziót elemeztük a glükagon és a GLP-1 (D-F), valamint a glukagon és a PYY (G-I) közötti kapcsolat igazolására a megjelölt időpontokban gyűjtött minták esetében. Számítottuk az aktív ghrelin koncentrációjának változását (J); n = 23.

S3 ábra. Az élelmiszerekkel való expozíció nem befolyásolja az étkezés utáni vér trigliceridtartalmát, valamint az inzulin és a glükóz közötti összefüggést.

A trigliceridek vérszintjét 11:15 és 14:30 között mértük a vizsgálat mindkét napján (A). Az adatokat átlag ± SEM-ként mutatjuk be. A lineáris regressziót elemeztük az inzulin és a GIP (B), valamint az inzulin és a glükóz közötti korrelációra a 11:45 (C), 12:00 (D), 12:15 (E) és 12:30 (F) időpontban gyűjtött minták esetében.; n = 20.