Biolpsigiatrie. Skrywer manuskrip; beskikbaar in PMC 2014 Jan 8.
Biol Psigiatrie. 2013 1 Mei; 73(9): 10.1016/j.biopsych.2012.11.027.
Gepubliseer op die internet 2013 Jan 8. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027
PMCID: PMC3885159
NIHMSID: NIHMS537768
Die uitgewery se finale geredigeerde weergawe van hierdie artikel is beskikbaar by Biolpsigiatrie
Sien kommentaar "Dieremodelle lei die weg na 'n verdere begrip van voedselverslawing sowel as om bewyse te lewer dat dwelms wat suksesvol in verslawing gebruik word, suksesvol kan wees in die behandeling van ooreet"in Biolpsigiatrie, jaargang 10 op bladsy e11.
Abstract
agtergrond
Daar is baie belangstelling om te ondersoek of beloningsgedrewe voeding dwelmagtige plastisiteit in die brein kan veroorsaak. Die gamma-aminobottersuur (GABA) sisteem in die nucleus accumbens (Acb) dop, wat hipotalamus voedingstelsels moduleer, is goed geplaas om homeostatiese beheer van voeding te "usurp". Dit is nietemin onbekend of voedingsgeïnduseerde neuro-aanpassings in hierdie stelsel voorkom.
Metodes
Afsonderlike groepe ad libitum-onderhou rotte is blootgestel aan daaglikse aanvalle van versoete vet inname, roofdier stres, of intra-Acb dop infusies van óf d-amfetamien (2 of 10 μg) of die μ-opioïed agonis D-[Ala2, N-MePhe4, Gly-ol]-enkefalien (DAMGO, 2.5 μg), dan uitgedaag met intra-Acb dop infusie van die GABAA agonis, muscimol (10 ng).
Results
Blootstelling aan versoete vet het sterk sensitiwiteit van muscimol-geïnduseerde voeding gemaak. Sensibilisering was teenwoordig 1 week na die staking van die smaaklike voedingsregime, maar het met 2 weke afgeneem. Rotte wat aan versoete vet blootgestel is, het nie 'n veranderde voedingsreaksie op voedselontneming getoon nie. Herhaalde intra-Acb dop infusies van DAMGO (2.5 μg) het ook intra-Acb dop muscimol-gedrewe voeding gesensibiliseer. Nie herhaalde intra-Acb dop d-amfetamien infusies (2 of 10 μg) of intermitterende blootstelling aan 'n afkerende stimulus (roofdierstres) het egter sensitiwiteit vir muscimol verander nie.
Gevolgtrekkings
Smaaklike voeding veroorsaak hipersensitiwiteit van Acb-dop GABA-reaksies; hierdie effek kan voeding-geïnduseerde vrystelling van opioïedpeptiede behels. Verhoogde opwekking, afkeerlike ervarings of verhoogde katekolamien-oordrag alleen is onvoldoende om die effek te produseer, en 'n honger-geïnduseerde voeding is onvoldoende om die effek te openbaar. Hierdie bevindinge openbaar 'n nuwe tipe voedselgeïnduseerde neuroadaptasie binne die Acb; moontlike implikasies vir die verstaan van kruisingseffekte tussen voedselbeloning en dwelmbeloning word bespreek.
Daar word veronderstel dat 'n groot bydraende faktor tot die huidige vetsug "epidemie" die voorkoms is van goedkoop, hoogs smaaklike, energiedigte kosse wat nie-homeostatiese voedingsgedrag aandryf deur hul sterk lonende eienskappe (1-3). Omdat hierdie kosse dieselfde sentrale weë betrek wat by verslawing betrokke is (4-6), was daar aansienlike belangstelling om te bepaal of hul inname neuroplastiese veranderinge veroorsaak wat soortgelyk is aan dié wat deur dwelmmiddels geproduseer word. Die sisteme wat die meeste aandag geniet in hierdie verband is die dopamien- en opioïedsisteme in die nucleus accumbens (Acb). Verskeie groepe het getoon dat herhaalde blootstelling aan smaaklike voeding, veral op suiker- of vetverrykte voedsel, die neurotransmitter-dinamika, reseptorsensitiwiteit en geenuitdrukking binne hierdie stelsels sterk verander en veroorsaak binge-agtige voedingspatrone en ander gedragsveranderinge wat herinner aan verslawing-agtige prosesse. (7-13).
Nog 'n sleutelspeler in die neurale beheer van eetlusgedrag is die Acb-gelokaliseerde gamma-aminobottersuur (GABA) stelsel. Akute inhibisie van Acb dop neurone met GABA agoniste ontlok 'n massiewe voedingsreaksie in versadigde rotte; hierdie effek tel onder die mees dramatiese sindrome van dwelm-geïnduseerde hiperfagie wat van enige plek in die brai ontlok wordN (14-19). Hierdie hiperfagie is deels afkomstig van die werwing van peptiedgekodeerde hipotalamusstelsels wat betrokke is by energiebalansregulering (20-22). Verder is die anterior Acb-dop die enigste telencefaliese plek wat bekend is om GABA-geïnduseerde fasilitering van hedoniese smaakreaktiwiteit (23). Die Acb-dop is dus voorgestel as 'n noodsaaklike nodus in die voorbreinnetwerk wat stroomaf energiebalansstelsels moduleer in ooreenstemming met affektiewe/motiverende gebeurlikhede (24-26). 'n Netwerknodus met hierdie eienskappe kan dus 'n deurslaggewende lokus vir smaaklike voeding-geïnduseerde neuroplastisiteit verteenwoordig; verrassend genoeg is die Acb-dop GABA-stelsel egter nie in hierdie verband bestudeer nie.
Ons doel in hierdie studie was om te bepaal of herhaalde ervaring met beloningsgedrewe, nie-homeostatiese voeding neuro-aanpassings in Acb-dop GABA-stelsels veroorsaak. Ons het ontdek dat 'n beskeie regime van intermitterende versoet-vet inname sterk sensitiseer voeding reaksies veroorsaak deur direkte stimulasie van GABAA reseptore in die Acb dop. Ons het die gedrags- en farmakologiese meganismes onderliggend aan hierdie effek ondersoek, met die klem op die moontlike betrokkenheid van plaaslike intra-Acb dop opiatergiese en dopaminergiese meganismes.
Metodes en Materiale
onderwerpe
Manlike Sprague-Dawley-rotte (Harlan Laboratories, Madison, Wisconsin) wat 300 tot 325 g weeg by aankoms is in pare in deursigtige hokke gehuisves met ad libitum toegang tot kos en water (behalwe vir sekere eksperimente soos later beskryf) in 'n lig- en temperatuur -beheerde vivarium. Hulle is onder 'n 12-uur lig/donker siklus gehandhaaf (ligte aan om 7:00). Alle fasiliteite en prosedures was in ooreenstemming met die riglyne met betrekking tot dieregebruik en -versorging van die US National Institutes of Health en is onder toesig en goedgekeur deur die Institusionele Dieresorg- en -gebruikkomitee van die Universiteit van Wisconsin.
Chirurgie en plasingverifikasie
Bilaterale vlekvrye staal-geleidingskanules wat op die Acb-dop (23-maat) gerig is, is volgens standaard stereotaksiese prosedures ingeplant [vir besonderhede, sien Baldo en Kelley (27)]. Koördinate van die infusieplek (in millimeter vanaf die bregma) was +3.2 (anteroposterior); +1.0 (lateromediaal); −5.2 vanaf skedeloppervlak (dorsoventraal). Draadstilette is in die kanules geplaas om blokkasie te voorkom, en rotte het vir tot 7 dae herstel voor toetsing. Aan die einde van elke eksperiment is kanuleplasings bepaal deur Nissl-gekleurde breinseksies onder ligmikroskopie te bekyk (vir verdere besonderhede, sien Aanvulling 1). Rotte met verkeerde kanuleplasings is uit die statistiese analise laat vaar; die groepgroottes wat in hierdie afdeling gegee word, verteenwoordig die finale groepgroottes nadat vakke met verkeerde plasings weggelaat is.
Dwelms en mikro-infusies
Vlekvrye staal inspuiters (30-maat) is verlaag om 2.5 mm verby die punt van die gidskanules te strek. Bilaterale drukinspuitings is gemaak met behulp van 'n mikroaandrywingpomp. Dwelms is toegedien teen 'n tempo van 32 μL per minuut. Die totale duur van infusie was 93 sekondes, wat gelei het tot 'n totale infusievolume van .5 μL per kant. Na infusies is inspuiters vir 1 min in plek gelaat om diffusie van die inspuiting moontlik te maak voor die vervanging van stilette. Muscimol, D-[Ala2, N-MePhe4, Gly-ol]-enkefalien (DAMGO) en d-amfetamien (AMPH) is almal in 9% steriele soutoplossing opgelos.
Smaaklike voedingsregimen
Rotte is vir 30 opeenvolgende dae aan twee sessies van 5 minute ('n oggend- en middagsessie) per dag blootgestel. Hierdie sessies het plaasgevind in Plexiglas-toetshokke identies aan die huishokke, behalwe met draadroostervloere om die maklike versameling van kosstortings moontlik te maak. Tydens die oggendsessie (11:00–11:30 AM) is rotte óf versoete vet aangebied (eksperimentele groep; n = 14) of standaard chow (kontrolegroep; n = 14) en toegelaat om vrylik te eet. Die versoete vet was 'n Teklad eksperimentele dieet (TD 99200) wat bestaan het uit verkorting met 10% sukrose, met 'n energiedigtheid van 6.2 kcal/g (vir verdere besonderhede, sien Aanvulling 1). Water was beskikbaar vir beide groepe. Hulle is toe na hul huishokke teruggebring, met kos en water vrylik beskikbaar. In die middagsessies (3:00-3:30) is rotte weer in die toetshokke geplaas, maar beide groepe is standaard chow (en water) gegee. Rotte in die eksperimentele groep het dus beide smaaklike kos en standaard chow in die toetsomgewing ervaar. Dit is gedoen om die eksperimentele groep aan te pas by die ontvangs van chow in die toetshokke, want chow is in die tweede fase van die eksperiment gebruik (sien "Lae Dosis Muscimol Challenge in die Toets Omgewing," hieronder). Inname in die toetshokke is elke dag aangeteken. Standaard chow (Teklad knaagdier laboratorium dieet) en water was te alle tye beskikbaar in die huis hokke.
Stressorblootstellingsregime
Hierdie manipulasie het die 5-dae smaaklike voedingsskedule nageboots, behalwe dat rotte in die eksperimentele groep (n = 11) het 'n aversiewe stimulus (roofdierstres), in plaas van smaaklike kos, in die oggendsessies ontvang. Elke rot is daagliks in 'n beskermende metaalroosterhok (7 in × 8 in × 9 in) geplaas wat vir 5 minute binne die tuishok van die fret ('n natuurlike roofdier van rotte) geplaas is. Die beskermende hokke het die diere toegelaat om mekaar te sien, te hoor en te ruik, maar fisiese kontak verbied. Dit is bekend dat hierdie vlak van blootstelling plasma kortikosteroonvlakke aansienlik verhoog en verhoogde opwekking en waaksaamheid bevorder wat vir ten minste 30 minute duur na die beëindiging van die fretblootstelling (28,29). Beheer rotte (n = 10) is in identiese klein beskermende hokke geplaas en na 'n nuwe, maar neutrale (dws geen frette), kamer verskuif. Na 5 minute fret of neutrale blootstelling, is eksperimentele en kontrole rotte uit die klein hokke verwyder en onmiddellik in die standaard plexiglas toetshokke geplaas (sien "Smaaklike Voeding Regimen" vir besonderhede) in 'n toetskamer wat verskil van óf die fret óf neutrale kamer , vir 'n sessie van 30 minute (11:00–11:30). Voedsel (standaard rat chow) en water was vrylik beskikbaar. Alle rotte is na hierdie sessie na hul huishokke teruggebring. Om die smaaklike voedingsskedule verder na te boots, is alle rotte dan blootgestel aan 'n tweede 30-min daaglikse sessie (3:00-3:30) in dieselfde toetshokke as hul oggendhokke, maar met geen fret (of neutrale) blootstelling . Weereens was kos en water gratis beskikbaar vir hierdie middagsessie. Rotte is terug na hul huishokke na voltooiing van die toets.
Herhaalde AMPH-regimen
Hierdie manipulasie het die 5-dae smaaklike voedingsskedule nageboots, behalwe dat rotte in die eksperimentele groep daaglikse intra-Acb dop infusies van AMPH ontvang het, in plaas van smaaklike kos, vir hul daaglikse oggendsessies. Intra-Acb dop infusies van AMPH (2 of 10 μg, n = 11 vir elke dosis) of soutoplossing (n = 20) is gegee onmiddellik voordat die rotte in die toetshokke geplaas is vir hul oggendsessies (11:00-11:30). Standaard rotvoedsel en water was vrylik beskikbaar gedurende hierdie tyd, en inname is aangeteken. AMPH-geïnduseerde hiperaktiwiteit is gemonitor deur 'n eksperimenteerder wat blind was vir behandeling, met behulp van 'n tydsteekproefgedrag-waarnemingsprosedure waarin die aantal gevalle van vier gedrag (hokkruising, grootmaak, gerig snuif en versorging) in 20-sek. tydhouers elke 5 min vir elke rot. Rotte van die roofdier stres eksperiment is hergebruik vir die 2-μg AMPH groep.
Alle rotte het 'n tweede daaglikse blootstelling aan die toetshokke (3:00-3:30) ontvang met standaard chow en water teenwoordig, maar sonder dwelminfusies. Rotte is terug na hul huishokke na voltooiing van die toets.
Lae-dosis Muscimol Challenge in die toetsomgewing
Na 5 dae van blootstelling aan die versoete vet, roofdierstres of herhaalde AMPH-manipulasies, het rotte bilaterale intra-Acb-dop-uitdagings met soutoplossing en muscimol (10 ng/.5 μL per kant) in die toetsomgewing ontvang. Sout is aan alle rotte gegee op die sesde dag (dws 1 dag na staking van hul onderskeie 5-dag behandeling manipulasies), en intra-Acb dop muscimol op die sewende dag. Op elk van hierdie dae het rotte hul intra-Acb-dop-infusies ontvang onmiddellik voor plasing in die toetshokke vir hul gewone middagsessie (3:00-3:30). Geen oggendsessies is op hierdie dae gegee nie. Kos (standaard chow) en water was vrylik beskikbaar. Inname is gemeet, en rotte is terug na hul huishokke na voltooiing van toetsing. Chow is vir hierdie fase van die eksperiment gebruik omdat alle groepe voorheen chow in die toetsomgewing ontvang het, en sodoende die verwarring van voedselnuutheid uitgeskakel het. Verder, omdat die basislynvlakke van chow-inname laag was, was daar minder 'n kans om plafon-effekte te ervaar vir muscimol-geïnduseerde hiperfagie.
'n Subset van die rotte wat aan die smaaklike voedingsregime blootgestel is (n = 10 versoete vette, n = 10 chow kontroles) het addisionele sout- en muscimol-infusies ontvang 7 dae na die einde van die versoet-vet blootstelling protokol met geen versoet-vet blootstelling tussenin. 'n Derde sout-/muscimol-infusievolgorde is 14 dae na die einde van die protokol aan hierdie rotte gegee, weer met geen tussentydse versoet-vet blootstelling nie.
Let daarop dat die volgorde van sout- en muscimol-infusies nie gebalanseer is nie (dws sout het altyd eerste gekom), sodat enige moontlike konteks of cue-geïnduseerde gekondisioneerde voedingsreaksies op die sout-uitdagingsdag opgespoor kon word sonder die interpretasie-verwarring van 'n voorafgaande muscimol uitdaging. Let ook op dat vir die 10-μg AMPH-groep 'n bykomende muscimol-uitdaging (50 ng) op Dag 8 gegee is.
Voedselontneming-uitdaging in die toetsomgewing
Rotte is vir 5 dae aan die smaaklike voedingsregime onderwerp soos vroeër beskryf (n = 10 vir die versoet-vet groep, n = 11 vir die chow-kontrolegroep). Op die sesde dag het alle diere 'n soutinfusie ontvang en is in hul gewone middagsessie (3:00-3:30) getoets met standaard chow en water beskikbaar. Geen oggendsessie is gegee nie. Vervolgens het alle rotte 'n voedselontnemingsuitdaging ontvang waarin kos 18 uur voor toetsing uit die huishokke verwyder is (dws op die aand van die soutuitdagingsdag). Op die volgende dag is hierdie voedsel-ontneemde rotte intra-Acb dop sout infusies gegee en geplaas in die toets hokke (met standaard chow en water teenwoordig) by die middag toets tyd, met geen oggend sessie. Inname is gemeet, en rotte is terug na hul huishokke na voltooiing van toetsing.
DAMGO/Muscimol Kruissensibilisering
Ons het 'n effens ander ontwerp vir hierdie eksperiment gebruik, want 2.5-μg DAMGO veroorsaak sedasie op die rotte se eerste dwelmblootstelling; hierdie sedasie verdwyn in ongeveer 30 tot 45 min (waarop rotte vir ~90 min begin eet). Daarom het ons 'n enkele 2-uur-lange daaglikse sessie gebruik met geen middagsessie nie. Ad libitum-onderhou rotte is vier intra-Acb dop infusies gegee (een infusie per dag, elke ander dag) van óf steriele 9% soutoplossing (n = 7) of DAMGO (2.5 μg/.5 μL per kant; n = 6). Na infusie is rotte onmiddellik vir 2 uur (11:00 AM-1:00 PM) in toetshokke geplaas met toegang tot standaard chow en water. Agt-en-veertig uur na die laaste van die herhaalde behandelings het die proefpersone 'n intra-Acb dop infusie van steriele sout ontvang en is vir 2 uur in die toetshokke geplaas met standaard chow en water. Twee dae later is hulle uitgedaag met muscimol (10 ng/.5 μL), weer onmiddellik na infusie in die toetshokke geplaas vir 2 uur met standaard chow en water. Op elke toetsdag is inname aangeteken, en rotte is onmiddellik na die einde van die toetssessie na hul tuishokke teruggekeer.
Statistiese analise
Twee-faktor ontledings van variansie (behandeling × dag, of behandelingsgeskiedenis × geneesmiddeluitdaging, soos toepaslik) met beplande vergelykings is gebruik om verskille tussen eksperimentele manipulasies (dieet, geneesmiddelbehandeling, stres) en onderskeie kontroles te assesseer. Alpha is ingestel op p < .05. Ontledings is uitgevoer met behulp van StatView-sagteware (SAS Institute, Cary, Noord-Carolina).
Results
Intermitterende aanvalle van versoete vetinname Sensitiseer die voedingsreaksie wat deur Intra-Acb Shell Muscimol ontlok word
Inname van versoete vet in die oggendvoedingsessies het in die loop van die 5-dag intermitterende-toegang protokol toegeneem [F(4,52) = 13.3; p <.0001; Figuur 1A]. Op die vyfde dag was die gemiddelde versoete vetinname 4.9 g, gelykstaande aan 30.4 kcal, in vergelyking met die gemiddelde inname van 1.8 kcal chow in die kontrolegroep. Dit is belangrik dat daar geen algehele verskille in liggaamsgewig tussen die versoete vet- en chow-groepe gedurende die 5-dag-protokol was nie.F(1,26) = .3; nie betekenisvol (ns)], en geen dieet × dag interaksie op liggaamsgewig [F(4,104) = 1.2; ns]. Daarom het rotte in die eksperimentele groep gelyk of hulle kompenseer vir die verhoogde kalorie-inname, waarskynlik deur hul ad libitum chow-inname in die huishokke te verminder (dws die kort episodes van versoete vetblootstelling het nie vetsugagtige effekte veroorsaak nie). Vir die middagsessies, waarin beide groepe chow aangebied is, was daar geen tussen-groep verskille in inname en geen dieet × dag interaksie nie (Fs = .2–1.3; ns). Gevolglik het die oggend blootstelling aan versoete vet nie die lae voedingtempo wat tydens die middag-voeding-inname sessies gesien word, beïnvloed nie.
Na voltooiing van hierdie intermitterende-toegang protokol is alle rotte uitgedaag met intra-Acb dop infusies van sout en muscimol (10 ng). Rotte wat aan versoete vet blootgestel is, het nie 'n veranderde voedingsreaksie op soutuitdaging getoon in vergelyking met chow-blootgestelde kontroles nie. Hulle het egter 'n robuuste, hoogs beduidende sensitiwiteit getoon vir muscimol-geïnduseerde voedselinname (dieet × geneesmiddelinteraksie [F(1,26) = 13.6, p = .001; Figuur 2 vir spesifieke vergelykings]. Waterinname was onaangeraak. Soos getoon in Figuur 2, muscimol sensitisering was steeds teenwoordig 7 dae na die versoet-vet regime [F(1,18) = 9.3; p = .007]; 14 dae na blootstelling het die sensitiewe reaksie egter afgeneem [F(1,14) = 1.6; ns]. Laastens, rotte wat aan die versoete-vet-regime blootgestel is, het nie 'n verhoogde voedingsreaksie op 'n 18-uur-voedselontneming-uitdaging getoon in vergelyking met hul eweknieë wat aan chow-blootgestel is nie.F(1,19) = .004, ns; Figuur 2].
Kruissensibilisering tussen μ-opioïedreseptor en GABA-reseptorstimulasie in die Acb-dop
Soos aangedui in Figuur 3, intra-Acb dop DAMGO het sterk hiperfagie veroorsaak op elk van die 4 inspuitdae van die "herhaalde DAMGO" fase [F(1,11) = 62.3; p < .0001]. Na hierdie herhaalde behandelings het ons die rotte met soutoplossing en muscimol uitgedaag; vir hierdie uitdagings het ontleding van variansie sterk hoofeffekte van chroniese behandelingsgeskiedenis opgelewer [F(1,11) = 7.8; p = .018] en dwelmuitdaging [F(1,11) = 12.1; p = .005], maar geen interaksie [F(1,11) = 1.4; ns]. Nietemin, beplande vergelykings tussen die DAMGO- en soutgroepe vir elk van die uitdagingsinspuitings het aan die lig gebring dat voedselinname in reaksie op intra-Acb dop muscimol uitdaging aansienlik hoër was in DAMGO-behandelde rotte in vergelyking met sout-voorbehandelde rotte (p < .05), maar dat die reaksie op 'n soutuitdaging nie tussen die groepe verskil het nie.
Afwesigheid van Muscimol Hipersensitiwiteit na herhaalde, intermitterende spanningsblootstelling of intra-Acb Shell AMPH infusies
Twee eksperimente is uitgevoer om die uitwerking van roofdierblootstelling en herhaalde AMPH-behandelings op daaropvolgende reaksie op muscimol te toets. Eerstens het rotte 'n 5-dag intermitterende roofdierblootstellingsregime ondergaan, gevolg deur intra-Acb dop sout en muscimol (10 ng) uitdagings. Soos getoon in Figuur 4, het hierdie geskiedenis van stressorblootstelling nie die voedingsreaksie op 'n daaropvolgende muscimol-uitdaging verander nie [F(1,19) = 1.1, ns]. Vervolgens is dieselfde rotte onderwerp aan 'n 5-dag regime van daaglikse intra-Acb dop AMPH infusies (2 μg). Soos verwag, het AMPH robuuste motoriese aktivering geproduseer soos weerspieël in "saamgestelde aktiwiteittellings" van hokkruising, grootmaak, gerig snuif en versorging (sien Metodes en Materiale) in vergelyking met soutbehandelde rotte [F(1,22) = 53.9; p <.0001; Figuur 5A], wat aandui dat die dosis duidelik gedragsaktief was. Akute AMPH-behandelings het egter nie innamegedrag verander nie [behandeling × dag interaksie: F(4,76) = .5, ns; data nie gewys nie]. Na voltooiing van die herhaalde AMPH- of soutbehandelingsfase van die eksperiment, is alle rotte uitgedaag met intra-Acb dop sout en muscimol. AMPH het nie sensitiwiteit vir muscimol-geïnduseerde voeding beduidend verander nie (Figuur 5B). Daar was 'n beduidende voorbehandeling × behandeling effek [F(1,19) = 3.6; p = .02]; beplande vergelykings het egter aan die lig gebring dat hierdie interaksie hoofsaaklik te wyte was aan 'n groot verskil binne-subjekte in reaksies op sout- versus muscimol-uitdagings in die AMPH-groep (p = .0009). Daar was egter geen beduidende verskil tussen die sout- en AMPH-groepe in reaksie op die muscimol-uitdaging nie (p = .11).
Om die uitwerking van veelvuldige AMPH-infusies op muscimol-sensitiwiteit verder te ondersoek (met inagneming dat gestresde rotte hergebruik is vir die AMPH-eksperiment en hierdie vorige stres-ervaring hul AMPH-reaksies kon verander het), is 'n tweede eksperiment uitgevoer in 'n aparte groep naïewe rotte waarin vakke het 'n 5-dae regime van intra-Acb dop infusies van 'n hoër AMPH dosis (10 μg), gevolg deur intra-Acb dop uitdagings met sout en twee dosisse muscimol (10 en 50 ng) ondergaan. Weereens, ons het 'n robuuste akute motoriese aktivering waargeneem in reaksie op die AMPH-infusies [F(1,22) = 83.7; p <.0001; Figuur 6], maar geen uitwerking op voeding nie [F(4,76) = 1.7, ns]. Toe hierdie rotte uitgedaag is met óf 10-ng óf 50-ng intra-Acb dop muscimol, kon hulle nie sensitiewe voedingsreaksies toon nie.F(2,38) = 1.4; ns]. As 'n positiewe kontrole, is rotte in die AMPH-groep dan blootgestel aan die 5-dag versoet-vet regimen (en rotte in die soutgroep aan die chow regimen); alle rotte is dan uitgedaag met 'n intra-Acb dop infusie van 10-ng muscimol. Ons het 'n sensitiewe muscimol-voedingsreaksie by hierdie rotte na blootstelling aan versoete vet waargeneem [F(1,19) =5.8; p =.027; insetsel, Figuur 6], wat demonstreer dat dieselfde rotte wat nie sensitiwiteit toon na herhaalde AMPH-infusies nie, in staat was om muscimol-sensitiwiteit te ontwikkel en uit te druk in reaksie op versoete vet blootstelling.
Kanuleplasings
Figuur 7 toon 'n skematiese kartering van kanuleplasings van alle eksperimente in hierdie studie. Soos in die figuur gesien kan word, het die oorgrote meerderheid van plasings (95%) binne die anterior helfte van die mediale Acb-dop geval, insluitend die verre rostrale sektor. Vyf persent van plasings het net kaudaal geval tot die middelpunt van die anteroposterior omvang van die dop, binne die sektor wat aptytlike reaksies lewer, maar rostraal tot die sone wat verdedigende gedrag oplewer (18). Plasings binne hierdie sones was eweredig in alle eksperimente verteenwoordig, en daar was geen sistematiese verskille in gedrags- of farmakologiese effekte as gevolg van plasingsveranderlikheid in die anteroposterior-as nie.
Bespreking
In hierdie studie demonstreer ons 'n nuwe tipe voeding-geïnduseerde aanpassing in die brein. Intermitterende aanvalle van versoete vetverbruik het die voedingseffek wat veroorsaak word deur 'n lae dosis muscimol-uitdaging in die Acb-dop sterk sensitief gemaak; die sensitiewe effek was ongeveer gelykstaande aan dié wat deur 'n vyfvoudig hoër dosis muscimol in naïewe rotte geproduseer word. Hierdie hipersensitiwiteit blyk nie die nie-spesifieke gevolg te wees van algemene opwekking of omgewingsdiversifikasie wat verband hou met die intermitterende versoet-vet blootstelling. Gevolglik herhaalde blootstelling aan hoogs opwindende stimuli (intermitterende blootstelling aan stressor), selfs diegene met positiewe motiveringsvalensie (intra-Acb dop AMPH) (30-33), was nie voldoende om muscimol-geïnduseerde voeding te sensitiseer nie. In teenstelling hiermee het intra-Acb dop DAMGO infusies, wat voeding ontlok het tydens die sensitisering-induksie fase van die eksperiment, robuuste kruissensitisering vir muscimol geproduseer. Gevolglik is 'n algemene eienskap van versoete vet inname en μ-opioïed-gedrewe chow inname, afgesien van hul verbetering van algemene opwekking, nodig vir die induksie van GABA sensitisering. Dit demonstreer implisiet dat orosensoriese of na-inname eienskappe spesifiek vir suiker of vet nie verpligtend is vir die ontwikkeling van muscimol sensitisering nie. In plaas daarvan, kan die algemene induserende meganisme herhaalde μ-opioïed sein in die Acb dop wees, geproduseer óf deur eksogene DAMGO toediening óf endogene μ-opioïed peptied vrystelling veroorsaak deur versoet-vet gorging.
In hierdie verband is dit getoon dat stimulasie van intra-Acb μ-opioïedreseptore op die vlak van die Acb opioïed-sensitisering en 'n gekondisioneerde voedingsreaksie op daaropvolgende soutuitdaging (34). Hierdie effekte is dopamien-onafhanklik (35), net soos ander Acb-gelokaliseerde, μ-opioïed-gemedieerde prosesse soos die verbetering van hedoniese smaakreaktiwiteit (30,36,37). In 'n algemene sin stem die mislukking van herhaalde AMPH-infusies om muscimol-geïnduseerde voeding te sensibiliseer met hierdie bevindings; dus kan opioïed-GABA kruissensitisering 'n tipe dopamien-onafhanklike neuroadaptasie in die Acb verteenwoordig. Interessant genoeg het ons nie 'n gekondisioneerde voedingsreaksie op soutuitdaging in DAMGO-behandelde rotte waargeneem nie. Let egter daarop dat induksie van die opioïed-gekondisioneerde voedingseffek veranderlik kan wees en meer as vier herhaalde behandelings vereis (V. Bakshi, persoonlike mededeling, Junie 2012). Ongeag, hierdie resultate dui aan dat 'n gekondisioneerde voedingseffek (ten minste een wat deur soutuitdaging geopenbaar kan word) nie nodig is vir die uitdrukking van opioïed-GABA kruissensitisering nie. Boonop het ons nooit verhoogde voedingsreaksies by versoete-vet-blootgestelde rotte in die middag chow-sessies waargeneem, of in reaksie op sout- of hongeruitdagings nie, wat 'n mate van spesifisiteit in die ontlokingsmeganisme vir die sensitiewe voedingsreaksie aandui.
Die neurale meganisme onderliggend aan voedingsgedrag wat deur muscimol en ander aminosuurmanipulasies in die Acb-dop veroorsaak word, blyk die versteuring van die balans van AMPA-gemedieerde opwindende en GABA-gemedieerde inhiberende sein na medium-stekelrige neurone te wees. Wanneer die netto effek 'n vermindering in die aktiwiteit van hierdie neurone is, hetsy deur GABA-gemedieerde inhibisie of deur blokkade van AMPA-tipe glutamaatreseptore, word sterk hiperfagie veroorsaak. (14,23,38,39). Dus, 'n spaarsamige verduideliking vir ons resultate is dat herhaalde aktivering van μ-opioïedreseptore (deur eksogeen toegediende DAMGO of deur endogene opioïedpeptiedvrystelling wat veroorsaak word deur versoete-vet gorging) óf 'n direkte verandering in GABA bewerkstelligA reseptor sensitiwiteit per se, of 'n meer algemene verandering in die balans van opwindende/inhiberende oordrag sodat die drempel vir GABA-gemedieerde inhibisie makliker is om te bereik. Herhaalde opioïed agonis (morfien) behandeling produseer sekere effekte in hierdie rigting, soos opregulering GABAA bindingsplekke en muscimol-gestimuleerde chloriedopname in sinaptosome (40), aanvulling van GABAA δ-subeenheid uitdrukking in die Acb dop (41), en internalisering van die GluR1 subeenheid van AMPA reseptore in die Acb dop (42). Enige van hierdie meganismes (of hul kombinasie) op die vlak van die Acb-dop kan moontlik hipersensitiwiteit vir muscimol-geïnduseerde neurale inhibisie veroorsaak. Nogtans is ander verklarings moontlik; daar kan byvoorbeeld ook neuro-aanpassings wees binne "uitset" nodusse van die netwerk waardeur Acb-dop-gemedieerde voedingsgedrag uitgedruk word (soos die laterale hipotalamus). Bykomende studies is nodig om hierdie moontlikheid te toets.
Wat die kliniese relevansie van hierdie bevindinge betref, is 'n interessante moontlikheid dat GABA-hipersensitiwiteit in die Acb-dop ontwikkel in reaksie op omgewingsgebeurlikhede wat intermitterende, fasiese verhogings in μ-opioïed sein uitlok, soos herhaalde "binges" van smaaklike voeding. EkIn hierdie konteks kan die GABA-verandering 'n terugvoermeganisme verteenwoordig vir verdere disreguleerde eetlusgedrag. Ons resultate kan ook implikasies hê vir die begrip van "crossover"-effekte tussen voedselbeloning en sekere dwelmmiddels. Een ooglopende kandidaat is alkohol (EtOH), waarvan die effekte gemoduleer word deur beide μ-opioïed- en GABA-stelsels in die Acb (43-45). Interessant genoeg het sommige studies verbande getoon tussen voedseldrange, bingeing en patologiese alkoholgebruik by mense (46,47). In dierestudies verminder óf GABA of opioïedreseptorblokkade in die Acb-dop EtOH-inname [(48,49), maar sien Stratford en Wirtshafter (50)], en opvallend genoeg word EtOH self direk in die Acb-dop toegedien (51). Verder het 'n onlangse positron emissie tomografie studie aan die lig gebring dat μ-opioïed sein in die Acb gepaard gaan met die inname van 'n versoete alkoholiese drank (52). Op sellulêre vlak is getoon dat Acb GABA dop-gelokaliseer hetA reseptore wat die δ subeenheid bevat moduleer die gedragseffekte van lae dosis EtOH verbruik (53); soos voorheen genoem, word uitdrukking van die geen vir hierdie subeenheid opgereguleer in die Acb dop deur herhaalde μ-opioïed reseptor stimulasie (41). Gevolglik is dit moontlik dat vrystelling van μ-opioïedpeptiede deur smaaklike voedsel-“snacks” in die konteks van EtOH-drinkery of die verbruik van versoete EtOH-drankies (soos dié wat aan jeugdige drinkers bemark word) vinnig ontwikkelende, opioïed-afhanklike neuro-aanpassings kan veroorsaak. in Acb dop aminosuur-gekodeerde stroombane. Hierdie hipotese, alhoewel spekulatief, lei tot toetsbare voorspellings rakende 'n moontlike konteks waarin GABA-sensitisering in breinbeloningskringe van kwesbare individue smaaklike kosse in staat kan stel om as 'n "poortdwelm" te dien vir die eskalasie van voedselbinges en EtOH-inname.
Aanvullende materiaal
Aanvullende lêer
Erkennings
Hierdie werk is ondersteun deur National Institutes of Health Grant Nos DA 009311 en MH 074723. 'n Subset van hierdie data is in abstrakte vorm aangebied by die 2009-vergadering van die Society for the Study of Ingestive Behaviour-konferensie in Portland, Oregon.
voetnote
Die outeurs rapporteer geen biomediese finansiële belange of potensiële botsende belange nie.
Aanvullende materiaal wat in hierdie artikel aangehaal word, is aanlyn beskikbaar.
Verwysings
;
