Project

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Neural Response to Catecholamine Depletion in Unmedicated Remitted Bulimic Subjects and Healthy Controls

Applicant Hasler Gregor
Number 138264
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Universitätsklinik für Psychiatrie
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Neurology, Psychiatry
Start/End 01.08.2012 - 31.07.2016
Approved amount 297'714.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Neurology, Psychiatry
Neurophysiology and Brain Research

Keywords (5)

bulimia; eating disorder; dopamine; reward; genetic

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary

Neural Response to Catecholamine Depletion in Unmedicated Remitted Bulimic Subjects and Healthy Controls

Prof. Dr. med Gregor Hasler, Universitätsklinik und Poliklinik für Psychiatrie, Universität Bern

Kurze Zusammenfassung: Der Nervenbotenstoff Dopamin, der einen wichtige Funktion im Belohnungszentrum des Gehirns hat, spielt eine wichtige Rolle in der psychischen Störung Bulimie. Mit diesem Projekt soll untersucht werden, welche Strukturen und Prozesse im Gehirn dieser Erkrankung zugrunde liegen. Darüber hinaus werden genetische Faktoren, die das Dopamin-System beeinflussen, betrachtet. Diese Ergebnisse sollen in Zukunft helfen, individuelle pharmakologische und psychotherapeutische Therapien zu entwickeln.

Hintergrund: Die Bulimie, die auch Ess-Brech-Sucht genannt wird, ist eine schwerwiegende psychische Störung. Sie ist charakterisiert durch unkontrollierbare Essanfälle und Verhaltensweisen wie herbeigeführtes Erbrechen oder der Missbrauch von Abführmitteln, um einer Gewichtszunahme entgegen zu wirken. Oft hat die Störung einen chronischen Verlauf. Sie kann schwerwiegende Nachteile zu Folge haben wie die Ausdünnung des sozialen Netzes, Arbeitsunfähigkeit und körperlichen Erkrankungen (Speisenröhrenentzündung, Osteroporose). Häufig junge Frauen leiden unter dieser Störung und es gibt Anzeichen dafür, dass die Anzahl der Betroffenen besonders auch in der Schweiz zunimmt.

In einer von Schweizer Nationalfonds geförderten Studie konnte Prof. Gregor Hasler, Bern, nachweisen, dass Dopamin eine wichtige Rolle in der Bulimie spielt. Dopamin ist ein Nervenbotenstoff im Gehirn, der für die Verarbeitung von Gewinnen und Verlusten zuständig ist und damit auf das Belohnungssystem wirkt. Das Belohnungssystem hat einen Einfluss darauf hat, wie Menschen Belohnungen in Ihrer Umwelt wahrnehmen und auch beim Konsumverhalten spielt es eine wichtige Rolle. Die Studie zeigte insbesondere, dass Frauen, die früher an Bulimie litten, unter Dopaminmangel einen vermehrten Essdrang hatten und dass ihr Belohnungssystem unflexibel wurde: sie waren nicht mehr fähig, subtile Belohnungsreize für die Lösung von Aufgaben zu verwenden.

Ziel: Die vom Nationalfond unterstützte Folgestudie wird mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie untersuchen, welche Strukturen und Prozesse im Gehirn der Entwicklung von bulimischen Symptomen und der veränderten Verarbeitung von Belohnungen zugrunde liegen. Diese Untersuchung kann darüber Aufschluss geben, welche Veränderungen der Belohnungsverarbeitung zu dem Wiederauftreten von Essstörungssymptomen führen.

Bedeutung der Studie: Diese Einsichten werden helfen, pharmakologische und psychotherapeutische Strategien zu entwickeln, um die Wirksamkeit von Bulimie-Behandlungen zu verbessern. Da eine Reduktion der Dopaminkonzentration einen direkten Einfluss auf die Symptome der Störung hatte, könnten Medikamente, die eine umgekehrte Wirkung auf das Dopaminsystem haben, zu einer Besserung der bulimischen Symptome führen. Ausserdem könnten sich durch ein genaueres Verständnis des Belohnungssystems spezifische psychotherapeutische Strategien entwickeln lassen, die den Betroffenen helfen, ihre dysfunktionale Verarbeitung von Belohnungen zu erkennen und zu verändern, um einen Rückfall zu vermeiden. Ferner wird die Studie spezifische genetische Faktoren, die das Dopamin-System beeinflussen, untersuchen. Die Identifikation genetischer Risikofaktoren der Bulimie wird dazu beitragen, individuelle Unterschiede bei der Wahl und Durchführung von Therapien zu berücksichtigen.

Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Neural response to catecholamine depletion in remitted bulimia nervosa: Relation to depression and relapse
Müller Stefanie Verena, Mihov Yoan, Federspiel Andrea, Wiest Roland, Hasler Gregor (2017), Neural response to catecholamine depletion in remitted bulimia nervosa: Relation to depression and relapse, in European Neuropsychopharmacology, 27(7), 633-646.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Institute of Medical Genetics, University of Zurich Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure
Department of Economics, University of Zurich Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Department of Diagnostic and Interventional Neuroradiology, University of Bern Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
10th Annual Meeting Clinical Neuroscience Bern Poster Catecholamine depletion influences neural processing of monetary incentives 22.01.2015 Bern, Switzerland Müller Stefanie; Hasler Gregor;
9th FENS Forum of Neurosciences Poster Catecholamine depletion influences neural processing of monetary incentives in subjects remitted from bulimia nervosa 05.07.2014 Milano, Italy Hasler Gregor; Müller Stefanie;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
117763 Behavioral response to catecholamine depletion in patients with bulimia nervosa off medication and healthy controls 01.12.2007 Project funding (Div. I-III)
127629 Dopamine activity, pain perception and reward processes in patients with Fibromyalgia 01.08.2010 Project funding (Div. I-III)

Abstract

BackgroundBulimia nervosa (BN) is characterized by recurrent episodes of binge eating and recurrent inappropriate compensatory behavior to prevent weight gain. Bulimia nervosa has been associated with dysregulations of central catecholaminergic systems by various types of evidence. One instructive paradigm for investigating the relationship between catecholaminergic function and psychiatric disorders has involved the behavioral response to catecholamine depletion (CD) achieved by oral administration of alpha-methyl-paratyrosine (AMPT). The Zurich AMPT Bulimia Study (SNF 32003B-117763) by Gregor Hasler et al. demonstrated that CD led to an induction of eating disorder symptoms paralleled by dysfunctions in reward and emotional processing in remitted bulimic subjects. We herewith propose a follow-up study to evaluate the neural substrate of CD-induced eating disorders symptoms and related neuropsychological changes. In addition, we plan to examine the role of a functional polymorphism of the COMT gene (rs4680) in the pathophysiology of bulimia nervosa.Hypotheses(1) Hyperactivity of the ventral striatum is the neural substrate of CD-induced eating disorder symptoms associated with a history of BN.(2) Reduced nucleus accumbens activation during reward anticipation is the neural substrate of CD-induced impairments in motivated behavior associated with a history of BN.(3) Increased amygdala activation as response to negative pictorial information is the neural substrate of CD-induced enhanced retrieval of negative information associated with a history of BN.(4) In healthy control subjects, increased activation of the nucleus accumbens is the neural substrate of the CD-induced increase in positive purchasing decisions.(5) Regarding the COMT rs4680 polymorphism, met/met carriers will reveal more nucleus accumbens activation as response to loss anticipation, more amygdala activation during the encoding of negative emotional information and more activation of the medial prefrontal cortex during the decision phase in a purchasing task than val/val carriers. CD will induce more pronounced activation differences between the two genotype groups. MethodsThe proposed study will employ a randomized, double blind, placebo controlled crossover, single-site experimental trial in 20 female subjects remitted from bulimia nervosa and 20 female healthy controls, each diagnostic group consisting of 10 val/val and 10 met/met carriers (rs4680). Neural correlates of CD will be determined using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Within the scanner, several behavioral experiments will be applied to investigate neuropsychological abnormalities associated with bulimia nervosa, including a reward task, an emotional memory task and a purchasing task. Expected value of the proposed study This study will further elucidate the etiology and pathophysiology of bulimia nervosa at various levels, ranging from a specific gene to the activity of specific neural networks to neuropsychological abnormalities and clinical symptoms. It may provide important insights into a specific pathogenetic pathway of bulimia nervosa related to the catecholaminergic neurotransmitter system. Since a range of drugs targeting this neurotransmitter system are available, this study may directly inform the development of novel therapeutic strategies tailored to individual patients. The proposed research has been approved by the ethical committee of the Kanton of Bern and by Swissmedic.
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