Manfred Hallschmid Kognitive, hedonische und neuroendokrine Aspekte des Essverhaltens

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1 Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie Manfred Hallschmid Kognitive, hedonische und neuroendokrine Aspekte des Essverhaltens Shay Aaron

2 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis Offenlegung möglicher Interessenkonflikte: Der Referent hat von folgenden Firmen Honorare für Vortrags- und Beratertätigkeit und/oder Übernachtungs- und Reisekosten erhalten: Boehringer-Ingelheim, Lilly UK, NovoNordisk

3 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis

4 Regulation der Nahrungsaufnahme Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

5 Regulation der Nahrungsaufnahme Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

6 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis

7 Regulation des Körpergewichts durch hormonelles Feedback Schwartz et al., Diabetes 2003

8 Insulinrezeptoren im Gehirn Cortex Hippocampus Hypothalamus Wickelgren, Science 1998

9 Blut-Hirn-Schranke Insulin Periphere Nebenwirkungen Schneller Abbau

10 Blut-Hirn-Schranke Periphere Nebenwirkungen Schneller Abbau

11 Achtwöchige Gabe von i.n. Insulin BMI < 25 kg/m 2 n = 20 8 women 12 men Placebo Placebo n = 20 8 women 12 men Placebo Insulin 4 x 40 IU/day weeks Hallschmid et al., Diabetes 2004

12 Achtwöchige Gabe von i.n. Insulin reduziert den Körperfettanteil Body fat 81 * * * p<0.05 Body weight (kg) Placebo Insulin kg follow up 8 Treatment duration (weeks) 4.5 months placebo Insulin Hallschmid et al., Diabetes 2004

13 Postprandiale Gabe von in. Insulin an Frauen mit Suzanne Higgs, Birmingham, UK

14 Hungergefühl Group x Time p<0.04 Hallschmid et al., Diabetes 2012

15 Keksverzehr Group x Type p=0.05 Hallschmid et al., Diabetes 2012

16 Keksverzehr Group x Type p=0.05 Carbohydrate Fat Protein g /100 g

17 Kekspräferenz: Placebo-Gruppe Type p=0.02 Würden Sie Keks X den anderen vorziehen? 0 = nie, 100 = immer Hallschmid et al., Diabetes 2012

18 Kekspräferenz: Placebo- vs. Insulingruppe Group x Type p<0.05 Würden Sie Keks X den anderen vorziehen? 0 = nie, 100 = immer Hallschmid et al., Diabetes 2012

19 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis

20 Die Lust am Essen: hedonische Regulation Kenny, Neuron 2011

21 Die Lust am Essen: hedonische Regulation Kenny, Neuron 2011

22 Adipositas Ron Mueck, Big Man (2003)

23 Hedonischer Hunger bei Adipositas Schultes et al., Am J Clin Nutr 2010

24 Hedonischer Hunger bei Adipositas Schultes et al., Am J Clin Nutr 2010

25 Achtwöchige Gabe von i.n. Insulin an adipöse Männer BMI = 32 kg/m 2 n = 16 men Placebo Placebo n = 16 men Placebo Insulin 4 x 40 IU/day weeks

26 Kein Effekt auf Körpergewicht und -fettmasse Body weight (kg) Body fat mass (kg) Time (weeks) Insulin Placebo Hallschmid et al., Int J Obes 2008

27 Kein Effekt auf Körpergewicht und -fettmasse Body weight (kg) Body fat mass (kg) Time (weeks) Insulin Placebo Hallschmid et al., Int J Obes 2008 Zentralnervöse Insulinresistenz bei Adipositas?

28 Endokrine Adaption an Gewichtsverlust

29 Gewichtsverlust und -wiederzunahme Sumithran et al., NEJM 2011

30 Endokrine Adaption an Gewichtsverlust hält mind. 1 Jahr an Sumithran et al., NEJM 2011

31 Endokrine Adaption an Gewichtsverlust hält mind. 1 Jahr an Sumithran et al., NEJM 2011

32 Endokrine Adaption an Gewichtsverlust hält mind. 1 Jahr an Leptin: ein Jahr nach Diät-Intervention 35% unter Ausgangswert Insulin: Reduktion der postprandialen Ausschüttung im Vergleich zum Ausgangsprofil auch nach einem Jahr hochsignifikant Sumithran et al., NEJM 2011

33 Endokrine Adaption an Gewichtsverlust: Hunger und Appetit Sumithran et al., NEJM 2011

34 Zusammenfassung (1) Insulin als endokriner Regulator der Nahrungsaufnahme ist ein relevantes Feedbacksignal, das dem Gehirn den Stand der als Körperfett gespeicherten Energie rückmeldet. Die Gabe von Insulin in das Gehirn (über den intranasalen Weg) reduziert die Nahrungsaufnahme und das Körpergewicht. Die Effekte von Insulin werden vermutlich über homöostatische und hedonische Signalwege vermittelt. Der gesteigerte hedonische Hunger bei Adipositas ist ein wichtiger Ansatzpunkt für therapeutische Interventionen. Die adipositasassoziierte Veränderung des peripheren und zentralnervösen endokrinen Milieus hält mindestens ein Jahr an und erschwert entsprechende therapeutische Interventionen.

35 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis

36 Sozialbeziehungen und Adipositas 2007

37 Sozialbeziehungen und Adipositas Christakis & Fowler, NEJM 2007

38 Sozialbeziehungen und Adipositas: Übernahme von Normen? Christakis & Fowler, NEJM 2007

39 Ach Heike, lass uns zusammen dick werden. Greser & Lenz

40 Kognitive Effekte auf das Essverhalten Manipulation der Uhrzeit: Bei einem verspäteten Mittagessen essen Normalgewichtige weniger, Übergewichtige aber mehr als normalerweise (Schachter & Gross, J Pers Soc Psychol 1968). Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

41 Kognitive Effekte auf das Essverhalten Manipulation der Uhrzeit: Bei einem verspäteten Mittagessen essen Normalgewichtige weniger, Übergewichtige aber mehr als normalerweise (Schachter & Gross, J Pers Soc Psychol 1968). Annahmen über Sättigungseffekte: Nach einer Vorspeise wird im Hauptgang weniger verzehrt, wenn ihr ein hoher Kaloriengehalt zugeschrieben wird (Wooley, Psychom Med 1972). Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

42 Kognitive Effekte auf das Essverhalten Manipulation der Uhrzeit: Bei einem verspäteten Mittagessen essen Normalgewichtige weniger, Übergewichtige aber mehr als normalerweise (Schachter & Gross, J Pers Soc Psychol 1968). Annahmen über Sättigungseffekte: Nach einer Vorspeise wird im Hauptgang weniger verzehrt, wenn ihr ein hoher Kaloriengehalt zugeschrieben wird (Wooley, Psychom Med 1972). Soziale Faktoren: In der Gruppe wird gemeinhin mehr verzehrt als alleine proportional zur Anzahl der Anwesenden (de Castro & Brewer, Physiol Behav 1991). Dieser Effekt kehrt sich um, wenn Fremde oder als attraktiv wahrgenommene Personen anwesend sind (Herman et al., Psychol Bull 2003). Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

43 Kognitive Effekte auf endokrine Signale? Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

44 Kognitive Effekte auf endokrine Signale: Ghrelin Cummings et al., Am J Physiol Endocrinol Metab 2004 Ghrelin: primär vom Magen ausgeschüttet; steigert Nahrungsaufnahme und Körpergewicht. Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

45 Kognitive Effekte auf endokrine Signale: Ghrelin Alonso-Alonso & Pascual-Leone, JAMA 2007

46 Der üppige Shake Crum et al., Health Psychol 2011

47 Der vernünftige Shake Crum et al., Health Psychol 2011

48 Erwartungen an die Gesundheitsförderlichkeit Vermutete Förderlichkeit Vernünftig Üppig Crum et al., Health Psychol 2011

49 Erwartungen beeinflussen die Ghrelinantwort Vermutete Förderlichkeit Vernünftig Üppig Ghrelin (pg/ml) Label viewing Eating Vernünftig Üppig Crum et al., Health Psychol 2011

50 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis

51 Multipler Mahlzeitenverzehr: gesunde Probanden Zweite Mahlzeit Erste Mahlzeit Higgs et al., Psychol Sci 2008

52 Multipler Mahlzeitenverzehr: amnestische Patienten Zweite Mahlzeit Erste Mahlzeit Higgs et al., Psychol Sci 2008

53 Gedächtnis für Essen

54 Gedächtnis für Essen: Studie an gesunden Probandinnen Ingestion Abruf Snacktest Pizza Keksverzehr N = 20 Frauen Higgs, Appetite 2002

55 Gedächtnis für Essen beeinflusst die Nahrungsaufnahme Ingestion Abruf Snacktest Pizza Keksverzehr N = 20 Frauen Higgs, Appetite 2002

56 Überblick Zentralnervöse Steuerung des Essverhaltens Insulin als Regulator der Nahrungsaufnahme Hedonische Aspekte Kognitive Einflüsse auf das Essverhalten Essen und Gedächtnis: Risikofaktor Adipositas

57 Übergewicht, Adipositas und Demenz BMJ 330: , Männer und Frauen, Jahre, 27 Jahre Follow-up Übergewicht erhöhte das Risiko zukünftiger Demenz um 35% Adipositas erhöhte das Risiko zukünftiger Demenz um 74%

58 Diabetes und hippocampale Einbußen

59 Westliche Diät beeinträchtigt hippocampale Leistung LFCC: geringer Fett- und Zuckeranteil HFS: hoher Fett- und Zuckeranteil Molteni et al., Neuroscience 2002

60 Hippocampusabhängiger Teufelskreis des Überessens? Davidson et al., Physiol Behav 2005

61 Kalorische Restriktion verbessert Insulinsensitivität und Gedächtnis Witte et al., PNAS 2009

62 Zusammenfassung (2) Kognitive Prozesse wie soziale Faktoren, Attributionen und Gedächtnisfunktionen sind insbesondere beim Menschen wichtige Regulatoren der Nahrungsaufnahme und wirken zum Teil direkt auf endokrine metabolische Signale. Metabolische Entgleisungen stellen einen wichtigen Risikofaktor für kognitive Einbußen dar (die umgekehrt die Kontrolle des Essverhaltens verschlechtern können). Gewichtsabnahme und bessere Blutzuckerregulation verbessern die kognitive Leistungsfähigkeit.

63 Danksagung Christian Benedict Jan Born Susanne Diekelmann Stoyan Dimitrov Gordon B. Feld Sabine Frank Andreas Fritsche Fabian Griebe Hans-Ulrich Häring Martin Heni Kamila Jauch-Chara Johanna Klement Stephanie Kullmann Finn Lübber Felix Machleidt Lisa Marshall Matthias Mölle Hannes Noack Hong-Viet V. Ngo Henrik Oster Volker Ott Anja Otterbein Carlos N. Oyanedel Salmerón Hubert Preißl Björn Rasch Karsten Rauss Yvonne Riexinger Sebastian M. Schmid Eva-Maria Schmidt Bernd Schultes Maartje Spetter Matthias Thienel Ullrich Wagner Ines Wilhelm Katharina Zinke and many more Neuroendocrinology and Medical Clinic I, University of Lübeck Department of Neuroscience Uppsala University, Sweden School of Psychology University of Birmingham, UK Alzheimer s Research Center at Region s Hospital St. Paul, MN, USA Medical Psychology and Behavioural Neurobiology University of Tübingen eswiss Medical & Surgical Center St. Gallen, Switzerland Psychological Sciences University of Leeds, UK

64 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

65 Metabolische Faktoren und kognitive Funktionen Blood glucose Gómez-Pinilla, Nat Rev Neurosci 2008

66 Patient H.M. (Henry Molaison) Henry Molaison ( ) Henry Molaison ( Wikipedia) - heftige epileptische Anfälle in der Jugendzeit - operative Resektion des Hippocampus, des Gyrus parahippocampalis und der Amygdala im Alter von 27 Jahren - Verbesserung des epileptischen Zustands, aber: - schwere anterograde Amnesie, keine Bildung neuer deklarativer Gedächtnisinhalte mehr - in der Folgezeit häufige Teilnahme an neuropsychologischen Studien

67 Patient H.M.: Reduzierter Sättigungseffekt von Nahrung Henry Molaison ( Wikipedia) Hebben et al., Behav Neurosci 1985