Ressonância magnética funcional e estrutural do cérebro em intervenções para obesidade e perda de peso

Jul 01, 2023

Molecular Psychiatry volume 28, páginas 1466–1479 (2023) Citar este artigo

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A obesidade triplicou nos últimos 40 anos, tornando-se um importante problema de saúde pública, pois está associada ao aumento da mortalidade e ao risco elevado de várias doenças físicas e neuropsiquiátricas. Evidências acumuladas de estudos de neuroimagem sugerem que a obesidade afeta negativamente a função e a estrutura do cérebro, especialmente nos circuitos fronto-mesolímbicos. Indivíduos obesos apresentam respostas neurais anormais a estímulos alimentares, paladar e olfato, atividade em estado de repouso e conectividade funcional e tarefas cognitivas, incluindo tomada de decisão, controle inibitório, aprendizado/memória e atenção. Além disso, a obesidade está associada a morfometria cortical alterada, volume reduzido da substância branca/cinzenta e integridade da substância branca prejudicada. Várias intervenções e tratamentos, incluindo a cirurgia bariátrica, o tratamento mais eficaz para a obesidade na prática clínica, bem como intervenções dietéticas, de exercícios, farmacológicas e de neuromodulação, como estimulação transcraniana por corrente contínua, estimulação magnética transcraniana e neurofeedback, têm sido empregadas e têm alcançado resultados promissores. Essas intervenções e tratamentos parecem normalizar hiper e hipoativações de regiões cerebrais envolvidas com processamento de recompensa, controle de ingestão de alimentos e função cognitiva, além de promover a recuperação de anormalidades estruturais cerebrais. Este artigo fornece uma revisão abrangente da literatura sobre os recentes avanços da neuroimagem sobre os mecanismos neurais subjacentes da obesidade e das intervenções, na esperança de orientar o desenvolvimento de tratamentos novos e eficazes.

A prevalência global de obesidade aumentou substancialmente nos últimos 40 anos, de menos de 1% em 1975 para 6-8% em 2016 [1]. Em 2016, mais de um terço dos adultos em todo o mundo foram classificados como sobrepeso ou obesos, assim como 41 milhões de crianças com menos de cinco anos [2]. Dados de 2017 a 2018 indicam que mais de 42,4% dos adultos americanos vivem com obesidade, um aumento de 30,5% em 1999-2000 [3]. A prevalência de obesidade em adultos chineses aumentou de 3,1% com IMC médio de 22,7 kg/m2 em 2004 para 8,1% com IMC médio de 24,4 kg/m2 em 2018 [4], e cerca de metade dos adultos e um quinto das crianças têm excesso de peso ou obesidade [5]. A China ultrapassou os EUA como a nação mais obesa, com quase 90 milhões de pessoas obesas, e os EUA estão logo atrás com mais de 87 milhões [6]. A obesidade afeta pessoas de todas as idades e origens demográficas [7] e aumenta o risco de uma série de doenças, incluindo diabetes tipo 2, doenças cardiovasculares e câncer, e é considerada um fator de risco para demências, incluindo a doença de Alzheimer [8,9,10] . Assim, a melhor compreensão dos mecanismos psicofisiológicos que regulam o apetite e o peso são essenciais para o desenvolvimento de tratamentos eficazes no combate à obesidade.

Nas últimas duas décadas, a neuroimagem, particularmente a ressonância magnética (MRI), incluindo funcional (fMRI), estrutural (sMRI) e imagem por tensor de difusão (DTI), tornou-se uma ferramenta popular e de rápido avanço para investigar a neurobiologia subjacente à variação no comportamento alimentar relacionado à obesidade em humanos. A fMRI infere a atividade neuronal local a partir de alterações dependentes do nível de oxigênio no sangue (BOLD) nas propriedades paramagnéticas da hemoglobina [11]. Os paradigmas de estudo de fMRI examinam a resposta do cérebro a estímulos visuais, olfativos ou gustativos (sabor) de alimentos versus pistas de controle, ou a diferentes categorias de estímulos alimentares (isto é, alta versus baixa palatabilidade, alta versus baixa caloria), ou para diferentes estados (ou seja, pré-vs. pós-prandial, fome x saciedade, jejum x pós-refeição)[12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25,26,27,28,29,30,31]. Além desses estudos de reatividade a estímulos, evidências crescentes destacam disfunções cognitivas associadas à obesidade, incluindo prejuízo na tomada de decisões [32], controle inibitório [33], aprendizagem/memória [34] e atenção [35]. Para testar o impacto da obesidade nessas funções cognitivas, os pesquisadores usaram vários projetos experimentais, incluindo disposição para pagar [36,37,38,39], desconto de atraso [32, 40,41,42,43], aprendizado [ 34], memória episódica [44], tarefas Stroop alimentar [35] e Go-No/Go [33]. A fMRI em estado de repouso (RS-fMRI) também é utilizada para avaliar a atividade cerebral em estado de repouso antes e depois da ingestão de um alimento com calorias substanciais ou intervenção para perda de peso [45,46,47,48,49,50,51,52,53 ,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63]. A ressonância magnética é frequentemente usada para obter informações anatômicas, incluindo volumes de substância cinzenta (GM) e substância branca (WM) [64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76, 77,78,79,80] e morfometria cortical [81,82,83,84,85]. DTI é uma ferramenta altamente sensível para avaliar a integridade dos tratos WM, conforme quantificado por anisotropia fracional (FA), média (MD), axial (AD) e difusividade radial (RD) [86,87,88,89,90 ,91,92,93,94,95,96]. Além disso, a ressonância magnética multimodal é uma ferramenta emergente para examinar alterações funcionais e estruturais do cérebro simultaneamente