Концептуализация на роли, Куриране на данни, Официален анализ, Придобиване на финансиране, Разследване, Методология, Администриране на проекти, Ресурси, Надзор, Валидиране, Визуализация, Писане - оригинален проект

картини

Отделение за хранителни науки, Университет на Виена, Виена, Австрия

Придобиване на финансиране на роли, разследване, писане - преглед и редактиране

Отделение за хранителни науки, Университет на Виена, Виена, Австрия

Роли Куриране на данни, софтуер, писане - преглед и редактиране

Отделение за хранителни науки, Университет на Виена, Виена, Австрия

Роли Куриране на данни, валидиране, писане - преглед и редактиране

Отделение за статистика и изследвания на операциите, Виенски университет, Виена, Австрия

Роли Куриране на данни, писане - преглед и редактиране

Отделение за хранителни науки, Университет на Виена, Виена, Австрия

Ролеви надзор, писане - преглед и редактиране

Отделение за хранителни науки, Университет на Виена, Виена, Австрия

  • Калина Душка,
  • Андраш Грегор,
  • Мартин Вилибалд Райхел,
  • Андреас Байерл,
  • Кристин Фарнгрубер,
  • Юрген Кьониг
  • Член
  • Автори
  • Метрика
  • Коментари
  • Медийно покритие
  • Партньорска проверка

Корекция

23 юли 2020: Корекция на персонала на PLOS ONE (2020): Визуална стимулация с картини на храна в регулирането на хормоните на глада и отлагането на хранителни вещества, потенциален принос за кризата със затлъстяването. PLOS ONE 15 (7): e0236913. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0236913 Корекция на прегледа

Фигури

Резюме

Цитат: Duszka K, Gregor A, Reichel MW, Baierl A, Fahrngruber C, König J (2020) Визуална стимулация с хранителни снимки при регулирането на хормоните на глада и отлагането на хранителни вещества, потенциален принос за кризата със затлъстяването. PLoS ONE 15 (4): e0232099. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232099

Редактор: Zhifeng Gao, Университет на Флорида, САЩ

Получено: 20 август 2019 г .; Прието: 7 април 2020 г .; Публикувано: 24 април 2020 г.

Наличност на данни: Всички релевантни данни се намират в хартията и нейните поддържащи информационни файлове.

Финансиране: AG H-211758/2018, Hochschuljubiläumsstiftung der Stadt Wien, https://www.wien.gv.at/recht/gemeinderecht-wien/fonds-stiftungen/stiftungen/wissenschaft.html Финансиращите не са играли роля в проектирането на проучвания, събирането на данни и анализ, решение за публикуване или подготовка на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

Реакцията на стомашно-чревния тракт на зрението, миризмата, вкуса или дори мисълта за храна се нарича реакция на цефалната фаза (CPR). CPR са предварително абсорбиращи, вродени и научени физиологични реакции, които подготвят стомашно-чревния тракт за оптималната обработка на погълнатите храни. Освен това, CPR са свързани с повишено слюноотделяне, секреция на храносмилателни ензими, стомашна киселина, гастрин и инсулин [16]. Следователно, стимулацията с хранителни сигнали води до повишени нива на свързаните с диетата хормони в кръвта [17–20], но функционалността на тези задействани хормони и техният принос за усвояването на хранителни вещества никога не е била изследвана.

Целта на това проучване е да се изследва въздействието на хранителните сигнали върху секрецията на свързани с апетита пептиди. Освен това искахме да оценим функционалността на тези пептиди в основни условия, както и при консумация на храна, чрез оценка на нивата на кръвната глюкоза и триглицеридите. По този начин обединяваме докладвани по-рано подходи, анализиращи реакция към хранителни сигнали или отговори след хранене. Освен това, ние се опитахме да открием каква форма на грелин, ацилиран или дезацилиран се секретира в отговор на снимки на храни, за да допринесе за разкриването на ролите на различните форми на грелин в сигнала за глад. И накрая, търсихме да идентифицираме кои визуални фактори в стимулирането на хранителните сигнали допринасят за предизвикване на реакцията на зрителите.

Материали и методи

Проучване I

По време на проучване I (A) и проучване II (B) на участниците беше дадена закуска, помолени да оценят глада си и да оценят снимки на неутрални предмети или на храна. За проучване II, след фотосесията, на участниците беше даден млечен шейк. Часовете, маркирани в червено, показват събирането на кръв.

Проучване II

Представеният експериментален дизайн на изследвания върху хора, включително предоставяне на частична информация на участниците относно целта на изследването, е одобрен от комисията по етика на Виенския университет (Ethikkommission, Besondere Einrichtung für Qualitätssicherung, Universität Wien).

Анализ на пробите

За измерване на глюкоза (Accu-Chek Performa, Roche, Mannheim, Германия) и триглицериди (Accutrend Plus и Accutrend Triglycerides, Roche) са използвани пресни проби от човешка кръв. Останалите кръвни проби се събират в епруветки с ниско свързване и се смесват с EDTA, апротинин (0,6 TIU/ml кръв, Sigma Aldrich, Сейнт Луис, МО, САЩ) и DPPIV инхибитор (Merck, Дармщат, Германия). Друга епруветка, съдържаща допълнително HCl (0,05 N крайна концентрация), беше използвана за събиране на кръв за измерване на грелин. Всички проби веднага се центрофугират при 4 ° С, 3600 g в продължение на 10 минути. Плазмата се събира, замразява и съхранява при -80 ° С. Проби от избрани времеви точки бяха използвани за количествено определяне на общия грелин (ELISA), ацилиран грелин (ELISA), инсулин, пептид YY (PYY), GIP, GLP-1 и глюкагон (Milliplex, всички от Merck).

Статистика

Статистическият анализ за рейтинга на глада и плазмените концентрации на хормони беше извършен с помощта на SPSS 23.0 (IBM, NY, USA). За набори от данни с множество времеви точки се използваха повторни мерки ANOVA с корекция на Bonferroni за многократно тестване, за да се оцени ефектът от вида на снимките и времето. За набори от данни без множество времеви точки се извърши сравнение на две групи, като се прилагат двустранни t-тестове на ученика. За всички набори от данни бяха изчислени 95% интервали на доверие и оценки на ефекта на Коен d. Извършен е линеен регресионен анализ за определяне на корелацията между оценката на глада, плазмените метаболити, плазмените хормони и резултатите от компютърния тест. Стойностите на Р, равни на 0,05 или по-ниски, се считат за значими.

Суровите данни, подкрепящи заключенията на този ръкопис, ще бъдат предоставени от авторите, без излишни резерви, на всеки квалифициран изследовател.

Резултати

Стимулирането с картини на храна влияе върху възприемането на глада, концентрацията на глюкоза в кръвта и хормоните

Участниците в проучването бяха поканени на два дни, за да запишат своя отговор на снимки на неутрални обекти (не стимулиращи, NS, S2 таблица) или снимки на апетитна храна (стимулираща, S, S3 таблица). Субектите са оценили по-високо въпросите, свързани с изображенията на храната (p Фиг. 2. Сигналите за храна влияят върху кръвната глюкоза и заместените с апетит пептиди.

Участниците оцениха различни аспекти на снимките по скала 1–5 (A). Нивото на глад се отчита по скала 1–5 от участниците в посочените часови точки (B). Нивата на глюкоза бяха измервани във всички точки от времето за вземане на кръв (C). Количествените концентрации на инсулин (D) и глюкозозависим инсулинотропен пептид (GIP) (E) се определят в кръвта, събрана в посочените часови точки. За панел Статистическата значимост беше анализирана с помощта на двустранни t-тестове на Student. Данните (A-E) са представени като средната стойност ± SEM; * p Фиг. 3. Излагането на снимки на храна влияе върху постпрандиалната кръвна глюкоза и свързаните с апетита пептиди.

Участниците класираха снимките по скала 1–5 (A). Нивото на глад по скала 1–5 беше оценено от участниците в посочените часови точки (B). Нивата на глюкоза бяха измерени в определените точки за вземане на проби (C). Концентрациите на GIP (D) и GLP-1 (E) се определят количествено в кръвни проби, събрани в посочените часови точки. Използвана е линейна регресия за валидиране на връзката между инсулин и GLP-1 (F-H) за кръвни проби, събрани в избраните моменти от време. Оценява се концентрацията на активен грелин в кръвни проби (I). Приложена е линейна регресия за анализ на взаимовръзката между общия грелин и резултата от картината (J). Използвани са двустранни t-тестове на Student за сравняване на експерименталните групи от панел A; n = 20, * p Фиг. 4. Предпочитание на участниците към снимки, показващи ниско протеинови, нискокалорични храни с ниска интензивност на зеления цвят.

Приложена е линейна регресия, за да се анализира взаимовръзката между съдържанието на изобразени хранителни протеини и съответната оценка (A), калорично съдържание на 100 g от показаната храна и оценка на картината (B), както и интензивността на зеления цвят и оценката на картината (C).

Дискусия

Преди това беше съобщено, че грелинът се освобождава в отговор на хранителни сигнали [19], но не беше ясно за коя форма грелин става въпрос. Ние съобщаваме, че за разлика от активния грелин, концентрацията на общия грелин е повлияна от хранителните сигнали. Известно е, че общите концентрации на грелин намаляват след консумация на богата на въглехидрати храна и се увеличават след консумация на протеини [70]. За разлика от това, нивата на ацилиран грелин спадат след всеки вид хранене, особено след хранене, богато на протеини и мазнини [71]. В проучване II решихме да приложим храна, съставена от смесени макронутриенти, за да проучим отговора на действително хранене по по-представителен начин. Не наблюдаваме намаляване на общите нива на грелин 15 минути след хранене. Според предишно проучване, при което се прилага храна, сравнима с нашата [72], можем да очакваме общия грелин да намалее по-късно. Противно на общия грелин, концентрацията на активен грелин намалява в отговор на приема на храна, в съответствие с предишни доклади [73–75]. Активният грелин обаче не е бил повлиян от снимките на храната. По този начин, ние описваме несъответствие между отговора на общия и ацилиран грелин, като единият е по-силен в зависимост от хранителните сигнали (преди хранене), а другият от консумацията (след хранене).

Ние също така демонстрираме, че глюкагонът и GLP-1, както и глюкагонът и PYY обратно корелират както при стимулиращи, така и при неутрални условия. Само хранителните сигнали обаче предизвикват отрицателна корелация между грелин и GIP, както и грелин и GLP-1. Съответно, предишно проучване съобщава, че GIP предизвиква намаляване на освобождаването на грелин при плъхове [76]. Освен това, само хранене в комбинация със стимулиращи снимки предизвика положителна корелация между инсулин и GIP, както и инсулин и GLP-1. По този начин съвместното регулиране действа по различен начин в присъствието и в отсъствието на действително хранене. Противно на предходния доклад [19], ние наблюдавахме почти значителна разлика в концентрацията на инсулин след визуална стимулация. Нашето наблюдение на стимулирана картина на корелация между инсулин и GIP, както и инсулин и GLP-1 допълнително предполага, че снимките на храната всъщност могат да повлияят на инсулина.

Съобщената тук корелация между глюкагон и GLP-1 е изненадваща поради глюкагоностатичните свойства на GLP-1 [77]. Важно е обаче да се отбележи, че корелацията не се влияе от вида на снимките и че нито концентрациите на GLP-1, нито глюкагон поотделно се влияят от снимките в нито един от тестваните моменти от време. Следователно, тези резултати показват, че при основни условия индивидите с естествено срещащи се високи концентрации на GLP-1 също показват високи концентрации на глюкагон, а субектите с ниска концентрация на GLP-1 имат съответно ниски концентрации на глюкагон. Естеството на това съпътстващо събитие все още не е ясно и предстои да бъде изяснено.

GIP, GLP-1 и инсулинът се освобождават в отговор на хранене и заедно координират нивата на кръвната глюкоза [50, 51]. Следователно се очакваше положителната връзка между тези фактори. Ние, като първи, описваме промените в концентрациите на GIP при стимулиране на картината на храната. Последиците от повишеното регулиране на инсулина, GIP и GLP-1 в отговор на визуални сигнали за храна са добре отразени по отношение на разликите в нивата на кръвната глюкоза. По-специално в проучване I, в което наблюдаваме тенденция в нивата на глюкозата, показваща разликата между S и NS деня 15 минути след излагането на снимки (11:30 ч. Сутринта), потвърждаващ предходния доклад [78]. Ето защо ние предлагаме модел, при който хранителните сигнали провокират секрецията на GIP и GLP-1. Това в замяна предизвиква освобождаване на инсулин, което води до по-ниски концентрации на глюкоза в кръвта. Намалената глюкоза се сигнализира в мозъка и води до повишено възприемане на глада (Фигура 5).

В проучване II се наблюдава леко намаляване на концентрацията на глюкоза след хранене на S в сравнение с NS ден за първи път след хранене. Важно е, че 1 час след хранене, концентрациите на глюкоза намаляват допълнително. Това най-вероятно се дължи на повишени концентрации на инкретини и инсулин и последващо отлагане на глюкоза. Интересното е, че участниците в S деня показват забавено спадане на глюкозата и най-изразената разлика между NS и S деня в нивата на глюкоза се вписва във времето, когато разликите в концентрациите на GIP и GLP-1 между двата дни от проучването са най-изразени . Разликите между NS и S ден предполагат, че ефикасността на усвояването или отлагането на глюкоза се влияе от визуалната стимулация преди хранене.

Няколко фактора повлияха на предпочитанията на участниците в компютърния тест за хранителна картина. Участниците в двете проучвания очевидно предпочитат снимки на храни с ниско съдържание на протеини в сравнение с храни с високо съдържание на протеини. Участниците оцениха продукти като сладкиши, десерти и плодове по-високо в сравнение със снимки, съдържащи месо. Други критерии за харесване бяха съдържанието на калории и, изненадващо, интензивността на зеления цвят. За разлика от предишна публикация [79], в нашето проучване по-високото съдържание на калории в картините с храни намалява привлекателността на картината. В този случай обаче вкусовите качества на храните, показани по време на проучването, могат силно да повлияят на резултатите. Цветът на храната влияе върху възприемането на вкуса и консумацията на храна [80–83]. Промененият цвят на храната променя предпочитанията и влияе върху усещането за вкус [84]. Зеленото обикновено се свързва със здравословни храни и естествени продукти [85]. В нашето изследване обаче снимките с по-висок интензитет на зелено не показват непременно зелени зеленчуци (само 1 от 45 снимки). Съставът на храните на продуктите с ниска или висока интензивност на зелено изглежда случайно. Следователно, може би просто интензивността на цветовете е повлияла на избора на участниците.

В съвременното общество често срещаната консумация пред телевизора и компютърните екрани води до повишен прием на калории и затлъстяване [86, 87]. Ето защо е особено важно да се подчертаят големи ползи за здравето, свързани с фокусиране върху хранене, без прекъсване с външни стимули. Въз основа на проучвания относно внимателното хранене [88, 89], както и на представеното тук въздействие на хранителните сигнали върху ефективността на усвояването на хранителните вещества, концентрирането върху храната трябва да бъде препоръчано като подходящ начин за подготовка за консумация на храна. Ще бъде от особен интерес за по-нататъшни изследвания, за да се провери дали подобни на описаните тук хормонални отговори на хранителните сигнали са функционални при затлъстели и диабетици. В този контекст регулирането на освобождаването на инсулин чрез визуални или обонятелни сигнали преди хранене може да допринесе за подобряване на поносимостта към хранене и следователно да бъде от голямо клинично значение. Освен това изследването на различни видове хранителни сигнали (зрителни, обонятелни, множество сетива) и въздействието му върху различни групи от населението (възраст, затлъстяване, метаболитни заболявания, анорексия и др.) Може да разкрие допълнителни регулаторни механизми.

Освен важен принос, нашето проучване има и няколко недостатъка. Извадката на нашите участници се състои предимно от жени доброволци. Тъй като половете се различават по отношение на апетита, вкусовите предпочитания и избора на храна [90–92], може да се твърди, че изследването отчита реакцията на сензорната стимулация от женска гледна точка. Въпреки това, в рамките на нашите набори от данни няма въздействие на пола върху нито един от изследваните параметри. Следователно данните вероятно представляват и двата пола. Друг недостатък на изследването е свързан с факта, че възприятието за вкус, апетитът и гладът за храна се влияят от менструалния цикъл [93–97]. За съжаление, по организационни причини не успяхме да координираме участието на жените доброволци според менструалния им цикъл. Освен това групата, назначена за проучване II, се характеризира с широк диапазон на ИТМ (16–26 kg/m 2). Анализирайки влиянието на ИТМ върху реакцията на визуална стимулация, не открихме влияние за нито един от изследваните параметри. Ние заключаваме, че в рамките на ИТМ на нашите участници, няма разлика в отговора на сензорната стимулация по отношение на хормонални профили, оценки на глада или оценки на снимки.

Подкрепяща информация

S1 Таблица. Участници в проучване I и II.

Средните данни са представени с ± SD.

Таблица S2. Снимки, представени на ден S от изследването.

Снимки на храни представиха разнообразие от продукти с посочена хранителна стойност и основен интензитет на цвета. Средните отговори на участниците на 3-те въпроса, оценяващи снимките, са показани за Проучване I и II.

S3 Таблица. Снимки, представени в деня на изследването.

Картините представиха разнообразие от обекти с посочена основна интензивност на цветовете. Средните отговори на участниците на 3-те въпроса, оценяващи снимките, са показани за Проучване I и II.

Таблица S4. Кръвна концентрация на свързани с глада пептиди в проучване I.

Данните са представени с ± SEM.

S5 Таблица. Концентрация на кръвта на гладните пептиди в проучване II.

Данните са показани като ± SEM.

S1 Фиг. Блок-схема на проучване.

S2 Фиг. Излагането на снимки на храна не засяга кръвните триглицериди, средно общо, както и активния грелин.

Концентрацията на глюкагон и GLP-1, както и глюкагон и PYY показват корелация. Кръвните нива на триглицеридите са измерени между 10:50 и 12:00 през двата дни от проучването (А). В събраните кръвни проби се измерва концентрацията на общ (В) и активен (С) грелин. ANOVA с корекция на Bonferroni за множество тестове беше използвана за оценка на статистическите разлики. Данните (A-C) са представени като средната стойност ± SEM. Линейната регресия беше анализирана, за да се провери връзката между глюкагон и GLP-1 (D-F), както и глюкагон и PYY (G-I) за проби, събрани в посочените часови точки. Изчислени са промени в концентрацията на активен грелин (J); n = 23.

S3 Фиг. Излагането на снимки на храна не засяга постпрандиалните кръвни триглицериди и корелацията между инсулин и глюкоза.

Кръвните нива на триглицеридите са измерени между 11:15 и 14:30 и в двата дни от проучването (А). Данните са представени като средната стойност ± SEM. Линейната регресия беше анализирана за корелация между инсулин и GIP (B), както и инсулин и глюкоза за проби, събрани в 11:45 (C), 12:00 (D), 12:15 (E) и 12:30 (F); n = 20.