Нейрофункциональные особенности головного мозга у пациентов с алиментарным ожирением по данным специальных методик магнитно-резонансной томографии (обзор литературы)

Введение. Ожирение – хроническое заболевание, характеризующееся избыточным накоплением жировой ткани в организме, проявляющееся увеличением массы тела на 20% и более от средних величин. В настоящее время ожирение становится все более существенной проблемой здравоохранения. Оценка функциональной патологии головного мозга предоставляет большее количество сведений о патогенетических изменениях, приводящих к метаболическим нарушениям. Современные методы нейровизуализации позволяют получить информацию о начальных функциональных изменениях головного мозга по данным внутримозговой коннективности – функциональной связности между отдельными его структурами.

Цель исследования: изучение современных данных литературы о функциональных нарушениях коннективности головного мозга у пациентов с ожирением, в том числе с расстройствами пищевого поведения.

Материал и методы. Выполнен систематический обзор исследований, опубликованных в зарубежной и отечественной литературе. Поиск статей выполнен с использованием публикационных баз данных PubMed и Elibrary.

Результаты. Проблема функциональных исследований головного мозга при ожирении освещена достаточно подробно в западной англоязычной литературе. Тем не менее необходимо констатировать, что на настоящий момент статьи по исследуемой тематике в отечественных научных изданиях практически отсутствуют. Однако следует отметить, что и в зарубежной литературе редко встречаются данные по нейровизуализации головного мозга в плане нейросетевой коннективности, исследования при ожирении с наличием сопутствующей соматической патологии, например при диабете 2 типа, других нарушениях эндокринной системы. Сравнительно мало данных, где проводились бы корреляции с возрастом и полом пациентов, сопутствующими расстройствами психической сферы, что подчеркивает актуальность вопроса.

На последующих этапах совместного развития эндокринологии, психиатрии и лучевой диагностики применение современных методик магнитно-резонансной томографии (МРТ) поможет с выбором структур-мишеней для стереотаксической коррекции описываемой патологии. Клиническое применение функциональной МРТ (фМРТ) поможет раскрыть патогенез различных типов ожирения на нейрофункциональном уровне с дальнейшим прогнозированием и анализом развития заболевания, а непоследовательность и противоречивость получаемых в настоящее время результатов исследований патогенеза алиментарного ожирения в плане патологии функциональной связности на основе фМРТ, отсутствие клинического применения специальных методик МРТ обосновывают необходимость продолжения научного поиска в этом направлении.

1. World Health Organization: сайт. – URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight (дата обращения: 19.12.2022)

2. Lips M.A., Wijngaarden M.A., van der Grond J. et al. Resting-state functional connectivity of brain regions involved in cognitive control, motivation, and reward is enhanced in obese females. Am. J. Clin. Nutr. 2014; 100 (2): 524–531. http://doi.org/10.3945/ajcn.113.080671. PMID: 24965310

3. Moreno-Lopez L., Contreras-Rodriguez O., Soriano-Mas C. et al. Disrupted functional connectivity in adolescent obesity. Neuroimage Clin. 2016; 12: 262–268. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2016.07.005. PMID: 27504261

4. Stopyra M.A., Simon J.J., Skunde M. et al. Altered functional connectivity in binge eating disorder and bulimia nervosa: A resting-state fMRI study. Brain Behav. 2019; 9 (2): e01207. http://doi.org/10.1002/brb3.1207. PMID: 30644179

5. Park B.Y., Seo J., Yi J., Park H. Structural and Functional Brain Connectivity of People with Obesity and Prediction of Body Mass Index Using Connectivity. PLoS One. 2015; 10 (11): e0141376. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0141376. PMID: 26536135

6. Avery J.A., Powell J.N., Breslin F.J. et al. Obesity is associated with altered mid-insula functional connectivity to limbic regions underlying appetitive responses to foods. J. Psychopharmacol. 2017; 31 (11): 1475–1484. http://doi.org/10.1177/0269881117728429. PMID: 28944718

7. Geha P., Cecchi G., Todd Constable R. et al. Reorganization of brain connectivity in obesity. Hum. Brain Mapp. 2017; 38 (3): 1403–1420. http://doi.org/10.1002/hbm.23462. PMID: 27859973

8. Miller J.L., James G.A., Goldstone A.P. et al. Enhanced activation of reward mediating prefrontal regions in response to food stimuli in Prader-Willi syndrome. J. Neurol. Neurosurg Psychiatry. 2007; 78 (6): 615–619. http://doi.org/10.1016/10.1136/jnnp.2006.099044

9. Atalayer D., Pantazatos S.P., Gibson C.D. et al. Sexually dimorphic functional connectivity in response to high vs. low energy-dense food cues in obese humans: an fMRI study. Neuroimage. 2014; 100: 405–413. http://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2014.05.054. PMID: 24862077

10. Багненко С.Ф., Крюков Е.В. Ожирение и ассоциированные заболевания. Консервативное и хирургическое лечение: Руководство для врачей. С.-Пб.: СпецЛит, 2022. 478 с.

11. Su Y., Bi T., Gong G. et al. Why Do Most Restrained Eaters Fail in Losing Weight? Evidence from an fMRI Study. Psychol. Res. Behav. Manag. 2019; 12: 1127–1136. http://doi.org/10.2147/PRBM.S228430. PMID: 31920410

12. Kung P.H., Soriano-Mas C., Steward T. The influence of the subcortex and brain stem on overeating: How advances in functional neuroimaging can be applied to expand neurobiological models to beyond the cortex. Rev. Endocr. Metab. Disord. 2022; 23 (4): 719–731. http://doi.org/10.1007/s11154-022-09720-1. PMID: 35380355

13. García-García I., Jurado M.Á., Garolera M. et al. Functional network centrality in obesity: A resting-state and task fMRI study. Psychiatry Res. 2015 Sep 30; 233 (3): 331–338. https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2015.05.017

14. Almby K.E., Lundqvist M.H., Abrahamsson N. et al. Effects of Gastric Bypass Surgery on the Brain: Simultaneous Assessment of Glucose Uptake, Blood Flow, Neural Activity, and Cognitive Function During Normo- and Hypoglycemia. Diabetes. 2021; 70 (6): 1265–1277. http://doi.org/10.2337/db20-1172. PMID: 33674408

15. Aarts E., Weber B., Ferrari M. et al. Neuroimaging and neuromodulation approaches to study eating behavior and prevent and treat eating disorders and obesity. Neuroimage Clin. 2015; 8: 1–31.

16. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2015.03.016. PMID: 26110109

17. Asami T., Takaishi M., Nakamura R. et al. Structural brain abnormalities in adolescent patients with anorexia nervosa at both the acute and weight-recovered phase. Brain Imaging Behav. 2022; 16 (3): 1372–1380. http://doi.org/10.1007/s11682-021-00622-5. PMID: 35025002

18. Simon J.J., Stopyra M.A., Friederich H.C. Neural Processing of Disorder-Related Stimuli in Patients with Anorexia Nervosa: A Narrative Review of Brain Imaging Studies. J. Clin. Med. 2019; 8 (7): 1047. http://doi.org/10.3390/jcm8071047. PMID: 31323803

19. Stopyra M.A., Simon J.J., Skunde M. et al. Altered functional connectivity in binge eating disorder and bulimia nervosa: A resting-state fMRI study. Brain Behav. 2019; 9 (2): e01207. http://doi.org/10.1002/brb3.1207. PMID: 30644179

20. Frank G.K. Advances from neuroimaging studies in eating disorders. CNS Spectr. 2015; 20 (4): 391-400. doi: 10.1017/S1092852915000012. PMID: 25902917

21. Blanco-Hinojo L., Pujol J., Esteba-Castillo S. et al. Lack of response to disgusting food in the hypothalamus and related structures in Prader Willi syndrome. Neuroimage Clin. 2019; 21: 101662. http://doi.org/10.1016/j.nicl.2019.101662. PMID: 30639180

22. Miller J.L., James G.A., Goldstone A.P. et al. Enhanced activation of reward mediating prefrontal regions in response to food stimuli in Prader-Willi syndrome. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2007; 78 (6): 615–619. http://doi.org/10.1136/jnnp.2006.099044

23. Roth C.L., Aylward E., Liang O. et al. Functional neuroimaging in craniopharyngioma: a useful tool to better understand hypothalamic obesity? Obes. Facts. 2012; 5 (2): 243–253. http://doi.org/10.1159/000338695. PMID: 22647305