J Verslaafde Med. Skrywer manuskrip; beskikbaar in PMC 2015 Mar 16.
PMCID: PMC4361030
NIHMSID: NIHMS669567
Bartley G. Hoebel, PhD, Nicole M. Avena, PhD, Miriam E. Bocarsly, BA, en Pedro Rada, MD
Abstract
Die onderskeid tussen natuurlike verslawing en dwelmverslawing is interessant uit baie oogpunte, insluitend wetenskaplike en mediese perspektiewe. 'Natuurlike verslawing' is diegene wat gebaseer is op die aktivering van 'n fisio-gedragstelsel, soos die wat metabolisme, voed en eet beheer om energiebalans te bewerkstellig. "Dwelmverslawing" aktiveer baie stelsels gebaseer op farmakologie. Hierdie oorsig bespreek die volgende vrae: (1) Wanneer produseer voedsel 'n natuurlike verslawing? Suiker veroorsaak tekens van verslawing as die skeduleringstoestande toepaslik is om drank te eet. (2) Waarom lei verslawende gedrag? Bingeing op 'n 10% sukrose-oplossing stel dopamien in die nucleus accumbens herhaaldelik vry, en dit vertraag die vrystelling van asetielcholien, waardeur versadiging uitgestel word. Betrokkenheid van opioïede word getoon deur onttrekking wat veroorsaak word deur naloksoon of voedseltekort. Binge, onttrekking en motivering wat deur onthouding veroorsaak word, word beskryf as die basis vir 'n bose kringloop wat lei tot oormatige eet. (3) Watter voedsel kan lei tot natuurlike verslawing? 'N Verskeidenheid suikers, sakkarien en skynvoeding word vergelyk met die vetterige diëte, wat blykbaar 'n gebrek aan suiker se opioïedonttrekkingseienskap het. (4) Hoe hou natuurlike voedselverslawing verband met vetsug? Lae basale dopamien kan 'n algemene faktor wees wat kan lei tot 'eet vir dopamien'. (5) In 'n neurale model word die accumbens voorgestel as afsonderlike GABA-uitsetweë vir nader en vermyding, beide beheer deur dopamien en asetielcholien. Hierdie uitsette beheer op hul beurt laterale hipotalamiese glutamaatvrystelling, wat 'n maaltyd begin, en GABA-vrystelling, wat dit stop.
NATUUR- EN DRUGVOORSIENINGS
Die definisie van verslawing is oop vir debat. 'N vroeë beskouing beskryf dwelmverslawing as gevolg van 'n gebrek aan wilskrag, wat verslawing 'n morele toestand maak.1 Later is verslawing in moderne terme van neuropsigofarmakologie beskryf as 'n "siekte" wat veroorsaak word deur dwelmgeïnduceerde chroniese aanpassings in breinfunksie wat 'n vrywillige gedrag in 'n onbeheerbare gewoonte verander.2 Hierdie siening van dwelmverslawing as 'n siekte-toestand skuif die skuld van die persoon na die dwelm gedeeltelik; Beide sienings toon egter die eindresultaat in terme van kompulsiewe gedrag en verlies aan beheer. Onlangs is daar 'n skuif in die rigting van die afskakeling van dwelms en dui daarop dat verslawing, insluitend verslawing aan aktiwiteite soos eet of seksuele gedrag, as ongewoon sterk, begeertes vir plesier geraam word.3-7 Die Diagnostiese en Statistiese Handleiding van Geestesversteurings het die probleem van verslawing in sig geplaas, en is gefokus op die kriteria vir "afhanklikheid" met voortgesette, lewensversteurings, dwelmmisbruik as die maatstaf vir diagnose.8 Ontwrigtende gedrag word voortgesit ten spyte van kennis van aanhoudende fisiese of sielkundige probleme, wat waarskynlik veroorsaak of vererger word deur die misbruik daarvan.9 Debatte verskyn nou in afwagting van die volgende diagnostiese handleiding.10 Ons siening, wat hoofsaaklik gebaseer is op bewyse uit laboratoriumdiernavorsing, is dat verslawing aan suiker 'n probleem kan wees en kan dieselfde neurale aanpassings en gedragsveranderings as verslawing aan dwelms insluit.11,12 Hierdie veranderinge word waargeneem in gevalle van afwykende voeding, wat in die laboratorium gemodelleer kan word. Die naaste menslike toestand vir ons laboratoriumdiermodel sal binge eetstoornis of bulimia nervosa wees. Bewyse vir verslawing by pasiënte met eetversteurings is aangebied.13,14 Breinbeeldstudies het gefokus op verslawingagtige veranderinge in die vetsugtige bevolking, waar die sielkundige risiko's van afhanklikheid saamgestel word deur mediese risiko's, insluitend kardiovaskulêre inkorting en tipe 2-diabetes.15,16
Om "verslawing" te verstaan, moet 'n mens die neurale stelsels identifiseer wat dit veroorsaak. Verslawende dwelms optree, deels, via stelsels wat ontwikkel het vir inname en miskien reproduktiewe gedrag. Dit beteken dat verslawing aan spesifieke gedragspatrone kan ontwikkel het deur genetiese voordele wat diere met ingeslote verslawende prosesse gekies het. As dit so is, is daar 2-hoofsoorte verslawing, wat beide kompulsief en soms gevaarlik kan word: (1) oorlewingsgedrag, soos dit wat lei tot riskante gedrag vir eet en paring en (2) wanadaptiewe gedrag wat die normale inhibitiewe gedrag omseil sensoriese seine en bevorder die beloningstelsels kunstmatig, soos in die geval van dwelmmiddels.
Samevattend kan natuurlike verslawing plaasvind wanneer omgewingsprikkels optree via aangewese, normale reseptorstelsels, soos suiker wat via glukoreseptore optree. In hierdie geval is die betrokke stelsel betrokke by energieregulering as die oorlewingsvoordeel. Dwelmverslawing kan voortspruit uit verbindings wat sensoriese insette kan omseil en binne 'n stelsel kan funksioneer wat gekenmerk word deur die neurochemiese funksie. Dwelms, soos psigostimulante of opiate, kan dus verskeie stelsels aktiveer met diverse fisioterapie funksies. Dit sou onlogies wees om te eis dat slegs dwelms verslawend kan wees as dit bewys kan word dat natuurlike stimulasie, soos die aktivering van die energiebeheerstelsel, voldoende kan wees vir die verslawende proses wat plaasvind.
Wanneer produseer suiker 'n natuurlike toediening? ETING IN BINGES KAN FAKULTEER ADDISIE
Na 10 jare se navorsing oor suikerverslawing,11,17,18 Ons gebruik steeds dieselfde basiese tegniek om duidelike tekens van voedselafhanklikheid te verkry deur 'n voedingsskedule op te stel wat herhaaldelik suikerbingering na 'n vasstellingsperiode veroorsaak. In ons diermodel van suikerbinge word 'n "binge" eenvoudig gedefinieer as 'n buitengewoon groot ete, in vergelyking met diere wat dieselfde dieet ad libitum eet. Periodieke, 12-uur voedselbeperking word gebruik om honger en afwagting van eetgewoontes te skep. Dan word die diere 25% glukose (of 10% sukrose aangebied om die suikerkonsentrasie van 'n koeldrank te simuleer) saam met hul knaagdierkoor. Die geleentheid om die eerste maaltyd van die dag te begin, is 4-ure vertraag, verby die tyd wat hulle normaalweg met donker begin begin eet het.19 In die loop van drie weke lei hierdie daaglikse voedselbeperking en vertraagde voeding tot 3% van die rot se kalorie-inname as gevolg van suiker. Rotte volgens hierdie daaglikse 32-uur-skedule suiker en chow verhoog hul daaglikse suikerinname gedurende die weke van toegang. Dit is interessant om daarop te let dat sommige rotte met 12 uur toegang tot suiker nie net 'n groot maaltyd neem aan die begin van toegang nie, maar dat hulle ook spontaan dwarsdeur die voedingsperiode beweeg.11
Rotte met ad libitum toegang tot die suikeroplossing is 'n waardevolle kontrolegroep. Hulle drink selfs suiker tydens die onaktiewe, ligte fase. Hierdie diere gebruik dieselfde groot hoeveelhede suikeroplossing as bingeing rotte; Dit word egter oor die loop van 24 ure versprei. Ons sien nie bewyse van binge-eetgedrag met ad libitum suiker toegang nie.11 As gevolg daarvan toon hulle nie tekens van afhanklikheid nie. Dit is dus die intermitterende voedingskedule wat krities blyk te wees vir die induksie van bingeing en die daaropvolgende tekens van afhanklikheid. in Figuur 1, is bingeing aangedui as die eerste stadium in die rigting van verslawing.
WAAROM LEEF SUIKER BINGEING RESULTATE IN VOORKOMENDE GEDRAG?
Bingeing veroorsaak herhaaldelike, oormatige dopamien (DA) vrystelling en opioïde stimulasie wat tydens onthouding gevolg word deur progressiewe veranderinge wat die waarskynlikheid van terugval verhoog.
Opioïde Aanpassings en Tekens van Onttrekking
Die vergelyking van suikerverslawing met dwelmverslawing is in detail nagegaan.20,11 In 'n paar weke op die intermitterende 12-uur suiker-chow voedingskedule sal rotte tekens van opiaatagtige "onttrekking" toon in reaksie op naloksoon (3 mg / kg sc) wat opioïedbetrokkenheid toon en dui opioïde afhanklikheid aan . "21 Onttrekking word ook gesien sonder naloksoon, wanneer beide voedsel en suiker vir 24 uur geweier word.11,21,24 Ons kwantitatiewe polimerase kettingreaksie (qPCR) en autoradiografiese bewyse in suikerbinge rotte toon afgereguleerde enkefalien mRNA22 en upregulated mureceptor binding in die nucleus accumbens (NAc).23 Dit word geïnterpreteer om te beteken dat herhaalde suikerbingering opioïede, soos enkefalien of beta-endorfien, vrystel en die brein vergoed deur minder van hierdie opioïede peptiede in sekere streke uit te druk. Miskien reageer die postsynaptiese selle op minder van hierdie peptiede deur meer mu-opioïede reseptore uit te druk of bloot te stel. As die reseptore dan deur naloksoon geblokkeer word, of die rotte is voedsel ontneem, vertoon die diere angs in 'n verhewe plus-doolhof24,21 en depressie in 'n swem toets (Kim et al, ongepubliseer). Hierdie gedrags- en neurochemiese veranderinge is aanvaarbare aanduidings van opiate-agtige "onttrekking" in diermodelle.25
Dopaminerge Aanpassing en Tekens van Sensitisering
'N Opioïdestelsel in die ventrale middelbrein is gedeeltelik verantwoordelik vir die stimulering van DA-selle tydens die verbruik van hoogs smaaklike kosse.26,27 In verskillende dele van die striatum lei suikerbinge tot 'n toename in DA-binding aan D1-reseptore in kombinasie met 'n afname in D2-receptor binding.23 Dit kan voorkom omdat elke binge DA voldoende vrystel om ekstrasellulêre vlakke te verhoog tot ongeveer 123% van die basislyn.28,29 In teenstelling met tipiese voedingspatrone verminder DA-vrystelling in reaksie op binge-eet nie met herhaalde etes nie, soos gewoonlik gesien met kos wat nie meer roman is nie.30,27 Soos gesien in Figuur 2, die beperking-herlewingstoestande wat deur ons laboratoriummodel van eetgewoontes opgelê word, veroorsaak 'n oplewing van DA, selfs na 21 dae van daaglikse blootstelling. Herhaalde stygings van DA kan die geenproduksie en intrasellulêre seinmeganismes van postsynaptiese neurone verander, wat vermoedelik lei tot neurale aanpassings wat vergoed vir oormatige DA stimulasie.31
Herhaalde psigostimulerende aktivering van die mesolimbiese DA-stelsel veroorsaak gedragsensensitiasie.32-36 Bewyse dui daarop dat die mesolimbiese DA-stelsel ook verander word deur suikerbinge. 'N Amfetamien-uitdaging veroorsaak lokomotoriese hiperaktiwiteit by rotte met 'n geskiedenis van bingeing op suiker.37 Die effek het 9 dae plaasgevind nadat die rotte bingeing gestaak het, wat daarop dui dat veranderinge in DA-funksie langdurig is. Omgekeerd, wanneer rotte sensitief word deur daaglikse inspuitings van amfetamien, toon hulle hiperaktiwiteit 10 dae later wanneer hulle suiker drink.38 Ons interpreteer dit om te beteken dat suiker bingeing en amfetamien inspuitings dieselfde DA-stelsel sensibiliseer, wat lei tot gedragsoorsensitisering.
Onthoudings-geïnduseerde tekens van verhoogde motivering
Ander langdurige effekte van suiker bingeing sluit in a) verbeterde hefboom druk vir suiker na 2 weke van onthouding,39 b) Verhoogde vrywillige alkoholinname by rotte met 'n geskiedenis van suikerbinge,40 en c) verbeterde reaksie op suikerverwante leidrade.41 Hierdie verskynsels word na verwys as die suiker "ontwrigting effek," die alkohol "gateway effek," en cue "inkubasie effek," onderskeidelik. Hulle kom almal voor tydens onthouding, weke nadat daaglikse suiker bingeing gestop het. Omdat hulle tydens onthouding gesien word, is dit aanloklik om hulle te kategoriseer as tekens van "drang." Konserwatief kan hulle beskou word as tekens van verhoogde motivering, wat integraal is om terug te keer na dwelmmisbruik.15,42,43
Samevattend het suiker die verslawende eienskappe van beide 'n psigostimulerende en 'n opiaat. Kruisgevoeligheid met amfetamien is duidelik dopaminerge en belangrik in sommige stadiums van verslawing. Die naloksoon-geïnduseerde onttrekking21 en onthouding-geïnduceerde inkubasie om te reageer op suikerverwante aanwysers het opioïede komponente.44 Dit lei tot die voorstel dat suikerbingeing lei tot gedrags- en neurochemiese tekens van oormatige dopaminerge en opioïde stimulasie, wat bydra tot langtermyn veranderinge in motiveringsgedrag (Fig 1).
Dwingende en lewensversteurings is duidelik in sommige mense wat ly aan binge eetstoornis, bulimia nervosa of vetsug; so, sommige mense kan afhanklik wees deur die diagnostiese en statistiese handleiding van geestelike afwykings kriteria. Dit bring die voor die hand liggende vraag aan: het hulle 'n voedselverslawing? Die bogenoemde diermodel dui daarop dat dit moontlik is dat sommige binge eters en bulimieë suiker verslaaf kan word, maar dit verklaar nie alle eetversteurings of vetsug nie, alhoewel baie gepubliseer is op hierdie hoogs spekulatiewe onderwerp.45-50
Watter kosse is potensieel addisioneel? Daar is iets spesiaals oor suiker
Suiker
Daar is meer aan voedselverslawing as voedselbeperking en bingeing. Die tipe voedingstof wat die dier inneem, is ook belangrik. Ons studies van voedselverslawing het hoofsaaklik op suiker (sukrose of glukose) gefokus. Die positiewe resultate kan verband hou met suiker as 'n spesiale voedingsstof. Dit het sy eie reseptorstelsel in die tong,51,52 die ingewande,53,54 die lewer,55 pankreas,55 en brein.56 Glukoreseptore verskaf lewensreddende inligting aan die ingestelde gedragstelsel en die gepaardgaande leer-, emosie- en motiveringstelsels. In alle waarskynlikheid word suikerverslawing by rotte veroorsaak deur oormatige, herhaalde aktivering van hierdie deurskynende suiker sensoriese stelsel.
Sakkaraas en soet-smaak
Dit sal interessant wees om kunsmatige versoeters te toets om te sien of die mondelinge komponent van soetheid voldoende is om afhanklikheid te produseer. Ons het 12-uur intermitterende toegang tot chow- en 0.1% sakkara-oplossing gebruik om die smaak van 'n 'dieetkosdrank' te simuleer. Na 8-dae van hierdie dieetregime is diere vir voedsel en sakkaraan ontneem vir 36 uur, met somatiese tekens wat verband hou met angs behaal elke 12 uur. Ontneem van die rotte van voedsel en sarkarine het gelei tot verhoogde gevalle van tande wat in die 36hour-tydperk geplak het, kopskuddes en voorwaartse bewing veroorsaak het. Hierdie aversive toestand is maklik teengewerk deur 5 mg / kg morfien of toegang tot 'n sakkara oplossing (Hoebel en McCarthy, ongepubliseer). So, ons vermoed dat geskeduleerde sakkarin binges dopamien en opioïed-geïnduseerde afhanklikheid kan stimuleer, baie soos die geval met sukrose. Dit is nie verbasend nie, gegewe uitgebreide navorsing in die Carroll-laboratorium wat daarop dui dat sarkarine 'n plaasvervanger vir kokaïen kan wees, en sakkarinvoorkeur is 'n merker vir verslawing.57,58 Verdere ondersteuning vir die uiterste versterkingswaarde van sarkarien, en sy verhouding tot verslawing, kom van Ahmed en kollegas,59 wat getoon het dat sommige rotte sakkarine verkies vir selfkaadkokaïen.
Nog 'n manier om die krag van die soetheid van suiker sonder die gepaardgaande kalorieë te toets, is om die maag te spuit deur 'n maagfistel oop te maak terwyl rotte 10% sukrose drink. Soos 'n mens sou verwag, gebruik skuimdrankers oormatige hoeveelhede suiker as gevolg van die relatiewe gebrek aan versadigingsseine.60 Na die 3-weke van skam-binge-eet, sal die smaak van 'n sjammeel van sukrose nog ekstracellulêre DA tot 131% van die basislyn toeneem.61
Postingstive Koolhidrate
Real-sukrose-inname is waarskynlik meer verslawend as sarkarine of siek inname, omdat uitgebreide bewyse toon dat intestinale glukose reseptore en ander postingestionele faktore belangrik is vir die suikerbeloning wat manifesteer in gekondisioneerde smaakvoorkeur.62 Smaak wat geassosieer word met intragastriese voeding word verkies,63 en hulle ontslaan accumbens DA.64-67 Ons concludeer op grond van hierdie kondisionering studies dat koolhidraat postingestive leidrade kan bydra tot die DA of opioïede vrystelling wat deur suiker veroorsaak word tydens verkryging, instandhouding en herinstelling van 'n binge.
'N Verrassende kenmerk van vet
Ons was verbaas oor ons onvermoë om naloksoon-geïnduseerde angs te verkry met behulp van die plus-doolhof toets as 'n aanduiding van 'n onttrekkings toestand by rotte op 'n hoë vet dieet. Onttrekking kan nie voorkom in rotte wat plantaardige vet (Crisco) saam met standaard chow pellets bevat nie, of 'n voedingsvolledige dieet van hoë-sukrose, hoëvet pellets gegee. Beide die suiwer groentetel en die hoë vetpellets is verstandig verteer op 'n binge-induserende skedule.68 Die diere was ook nie afhanklik van die vet nie, of dit was 'n soort verslawing wat nie opiaat-like onttrekking veroorsaak nie. In terme van onttrekking kan vet dalk suiker wees, aangesien kokaïen heroïen is; dit wil sê, daar is minder waarneembare gedrags manifestasie van onttrekking met kokaïen in vergelyking met heroïne en soortgelyk, vet in vergelyking met suiker. As gevolg hiervan is ons bevooroordeeld om na tekens van opiaatagtige onttrekking in rotte te kyk wat op suiker is. As die opioïedstelsel nie in 'n wesenlike mate versteur word by rotte wat op vet val nie, sal opiate-like onttrekkingstekens nie na vore kom nie. Alhoewel dit duidelik is dat suiker opioïede vrystel wat 'n maaltyd verleng,69,70 vet mag nie so effektief wees nie. Vet is minder versadigend as koolhidraat, kalorie vir kalorie, maar suiker kan eintlik versadiging onderdruk, net soos dit pyn en ongemak in die algemeen kan onderdruk.71,72 Ons het ook gespekuleer dat vetstimuleerde peptiede soos galanien, wat die verhoogde mRNA-uitdrukking toon in reaksie op 'n hoë vet maaltyd en ook sommige opioïdale stelsels inhibeer,73 kan dus suiker gestimuleerde opioïed-gebaseerde onttrekking verminder.68 Alhoewel vet nie opioïedgebaseerde afhanklikheid voorkom nie, kan dit nog steeds verslawend wees, maar op 'n manier wat ons nog nie gemeet het nie.
IS DAAR 'N SKAKELING TUSSEN BINGE EATING AND OBESITY? Dit hang af van die dieet
Sukrose of glukose Bingeing, alleen, veroorsaak nie vetsug nie
In terme van algehele liggaamsgewig het sommige studies bevind dat bingeing op vet of suiker nie tot gewigsafwyking lei nie,23,74-76 terwyl ander 'n toename in liggaamsgewig getoon het.77-79 In ons laboratorium toon rotte wat op glukose of sukrose sukkel, baie van dieselfde tekens as diere wat dwelms van misbruik gebruik, soos hierbo beskryf, en dien as dieremodelle van suikerverslawing, maar hulle vergoed vir die suikerkalorieë deur minder chow te eet en dus beheer hul liggaamsgewig.24,21 'N Kontrolegroep met ad libitum toegang tot suiker vergoed ook vir hul kalorie-inname, sodat hulle nie vetsugtig word nie.
Soet-vet bingeing verhoog liggaam gewig
Alhoewel diere wat op 'n 10% suikeroplossing hang, toon 'n vermoë om hul liggaamsgewig te reguleer, maar dié wat op 'n soortgelyke bingeing dieet gehandhaaf word, maar met 'n soet, hoë vet voedselbron, toon gewigstoename.80 Diere wat 2-uur toegang tot hierdie smaaklike dieet ontvang het, het bingeingpatrone getoon, alhoewel hulle die res van die dag ad libitum toegang tot 'n voedingsvolledige dieet gehad het. Liggaamsgewig het toegeneem as gevolg van die groot binge etes, en dan het dit tussen binge afgeneem as gevolg van selfbeperkte inname van standaard chow. Ten spyte van hierdie daaglikse skommelinge in liggaamsgewig het die diere met toegang tot soetvet-chow elke dag aansienlik meer gewig gekry as die kontrolegroep met ad libitum toegang tot standaard chow. Dit kan insig gee aan die verband tussen binge-eet en vetsug.81
Lae basale dopamien
Om die teorie te toets dat sommige vetsugtige mense voedselverslaafdes is, benodig ons vetsugtige rotte. Uitgebreide werk in die Pothos-laboratorium toon dat ingebore vetsug-vatbare rotte en vetsugtige kafeteria-dieet rotte lae basale DA en verswakte DA vrylating het.82 Dit word vermoedelik onderliggende oorsake wat gedeeltelik verband hou met gewigverwante veranderinge in insulien- en leptiengevoeligheid in die beheer van DA-selontbranding.83,84 Ons weet dat ondergewig rotte op 'n beperkte dieet ook 'n lae basale DA het.85 Dit blyk dus dat beide hoë- en lae-gewigdiere hyperfagies is as 'n manier om hul ekstrasellulêre DA-vlak te herstel. Dit is analoog aan rotte wat self kokaïen toedien op 'n manier wat hul DA verhef.86 Trouens, suikerbinge rotte wat voedsel beperk tot die punt van gewigsverlies, gee meer DA as gewoonlik wanneer dit weer toegelaat word, en sodoende sal hulle hul eie DA-vlak verhoog.28
'N EENVOUDIGE NEERLIKE KRINGMODEL VAN ACCUMBENSFUNKSIE
Aangesien suikerafhanklikheid, soos vetsug, verband hou met basale DA-vlakke en vir voedselgeïnduceerde vrystelling van DA, benodig ons 'n model wat die rol van DA-stroombane in gedragsmotivering uitbeeld. Mens sou verwag dat hierdie kring met opioïde stelsels sal inwerk. Ons het 'n model voorgestel waarin die NAc afsonderlike GABA uitsette het vir motivering wat soortgelyk is aan die goed gedokumenteerde uitsette in die dorsale striatum vir voortbeweging.87 Net soos neurotransmitterwanbalans in die motorstelsel lei tot Huntington Chorea en Parkinson siekte,88,89 neurotransmitterwanbalans in die pasiënt kan verband hou met algemene motiverende hiperaktiwiteit en depressie. Spesifieke gevalle kan manifesteer as hiperfagie en anorexia. Neem ons leidrade uit die uitgebreide literatuur van Parkinson,90 Ons stel voor dat daar 'n toeganklike GABA-uitsetbaan is wat gespesialiseer is vir positiewe, "gaan" motivering ("benadering"), insluitend geleerde benadering en aptytgedrag, en nog een vir negatiewe, "no-go" motivering ("vermyding"), insluitend geleerde afkeer.91,87 Fokus op die dop, die benaderingspad sou die "direkte pad" wees met die dynorphine en Substance P as cotransmitters. Die vermydingspad gebruik vermoedelik enkefalien as 'n cotransmitter en neem 'n "indirekte pad" na die thalamus en ventrale middelbrein. Cortex-striatal-pallidum-thalamus-kortekslusse kan 'n paar keer in 'n spiraal omkring, wat lei van kognitiewe prosesse tot motoriese aktiwiteit.92 Striatal-middelbrein paaie is ook beskryf as 'n spiraal, met die dop wat die kern beïnvloed, wat die mediale striatum beïnvloed en dan die dorsallaterale striatum.93 Dit bring die ventrale middelbrein met die opkomende DA en GABA neurone in die skedule vir kognisie om in aksie omskep te word. Direk of onregstreeks bereik die accumbens uitsette ook die hipotalamus.94 In die laterale hipotalamus begin glutamaat-insette met eet en GABA stop dit. Dit is getoon deur beide mikroinjectie en ons mikrodialise studies.95,96
Soos aangedui in Figuur 3, DA-insette van die middellyn na die NAc kan optree om benadering te stimuleer en vermyding te inhibeer, en sodoende gedragsherhaling te bevorder. Opwekking word beoog via D1-reseptore op die GABA-dinorfien "benadering" neurone en inhibisie via D2-tipes op die GABA-enkefalien "vermyding" neurone. Inderdaad, plaaslike D2-stimulasie kan tekens van afkeer veroorsaak, soos gapende en kenwringing.97 DA wat via D2-reseptore optree, verminder GABA striatal-pallidum neuronresponsiveness vir glutamaat en bevorder langtermyn-depressie van glutamatergiese oordrag.98 D1-reseptore word aangemoedig om antwoorde te bevorder op sterk gekoördineerde gluta-mate insette en langtermyn potensiering, ten minste in die GABA neurone wat na die nigra projekteer.99,100 D1-reseptore in die caudaat-potensiële beloningsverwante oogbewegings, en weer, D2-reseptor funksie was die teenoorgestelde.101 Dit bied ondersteuning vir die skema wat in Figuur 3 tot die mate dat die dakbeen se dop langs lyne gelykvormig is aan die dorsale striatum. Daar is verskillende sienings wat in die literatuur uitgespreek word, wat die paaie van die accumbens tot die pallidum, nigra en die hipotalamus beskryf. Elkeen kan verskillende funksies hê ten opsigte van die verkryging en uitdrukking van gekondisioneerde response en instrumentele prestasie.102-104 Binne die accumbens moet die dop en kern onderskei word in terme van beide hul funksies en hul aksiesvolgorde.105-109 Daarbenewens kan subsekondemetinge deur in vivo voltammetry-show DA-vrystelling binne "mikro-omgewings" van die accumbens wissel met funksioneel spesifieke subpopulasies van DA-insette.110
DA styg in reaksie op dwelmmiddels wat veroorsaak dat afwaartse veranderinge, soos postsynaptiese, intrasellulêre ophoping van Delta FosB, wat die produksie van reseptore en ander sellulêre komponente as 'n vorm van vergoeding kan verander; Dit kan dan herstellende herstelling van dwelmopname tydens onthouding bevorder.31 Ons stel voor dat indien hierdie kaskade van intrasellulêre veranderinge kan plaasvind in reaksie op dwelmmiddels, kan dit ook voorkom as herhaalde stygings van DA deur suikerbinge veroorsaak word.11,61 Hierdie hipotese word ondersteun deur onlangse bewyse wat toon dat natuurlike versterkers, soos sukrose en seksuele gedrag, die Delta FosB-uitdrukking in die NAc verander.111
Asetielcholien-interneurone kan as 'n teenstanderproses optree om gedrag te stop deur die teenoorgestelde van DA te doen by sommige slegte sinapse soos voorgestel in Figuur 3. ACh inhibeer teoreties aptytbenadering en stimuleer die aversie-vermydingspad; dit kan wees as gevolg van sinaptiese effekte by muskariene M2 en M1 reseptore, onderskeidelik (Fig 3). Verskeie studies in die rot ondersteun die siening dat ACh interneurons die gedrag inhibeer, insluitend die remming van voergedrag en kokaïen inname.61,91,112,113 'N Muskariene agonis wat plaaslik toegepas word op die pasiënte kan gedragsdepressie in die swemtoets veroorsaak en 'n relatief spesifieke M1-antagonis verlig depressie.114 Dynorphin en ander transmitters betree ook die beheer van hierdie stelsel met depressie as een van die uitkomste.115 'N gekondisioneerde smaak aversie stel ACh vry116 en neostigmine, wat gebruik word om plaaslike ACh-vlakke te verhoog, is voldoende om 'n afkeer te gee aan 'n geur wat voorheen met die cholinergiese inspuiting gekoppel is.117 Dit dui daarop dat oormatige ACh kan lei tot 'n aversive toestand wat manifesteer as 'n gekondisioneerde smaak aversie. Die moontlike optrede van ander muskariene en nikotiniese middels in die accumbens pas nie by ons model nie94,118,119 en word elders bespreek in die lig van die moontlikheid dat sommige muskariene agoniste DA vrystel en sommige muskariene antagoniste kan optree via M2 reseptore om ACh vry te stel.87,120 ACh-interneurone kan deur DA via die D2-reseptore geïnhibeer word, soos deur Surmeier et al beoordeel.98 Hierdie voorstel pas by Figuur 3, wat daarop dui dat minder ACh-vrylating aktiwiteit in die "vermydingsroete" sal verminder en "benadering" bevorder.
Aangesien die stygings van DA wat veroorsaak word deur suikerbingeing, kan optree via bekende meganismes om verslawing te bevorder, is dit duidelik om daarop te let dat sham voeding, wat ACh versadiging seine kan verminder,61 sou die algehele accumbens-reaksie selfs meer maak soos die DA-reaksie wat mens sien met sommige dwelms van misbruik soos opiate121 en alkohol.122 Dit is aanloklik om te spekuleer dat dit vertaal word na menslike binge-suurstoornis soos gesien in bulimie. Suiker bingeing en suiwering, volgens die rat eksperimente, sal produseer DA vrylating wat deur ACh in die accumbens geïntimideer word.
Die huidige GABA-uitsette, onder die teenoorgestelde invloede van DA en ACh, neem deel aan die beheer van laterale hipotalamiese glutamaat en GABA-vrystelling. Rada se groep het nuwe gegewens wat toon dat die GABA-uitsetselle wat aanwesig is, muskariniese reseptore het, en dat 'n muskariniese agonis wat in die NAc ingespuit is, beduidende veranderinge in glutamaat en GABA-vrystelling in die laterale hipotalamus veroorsaak (Rada et al., Ongepubliseer). Dit stem ooreen met mikrodialise en plaaslike inspuitingsbewyse dat laterale hipotalamiese glutamaat betrokke is by die begin van 'n maaltyd en GABA om dit te stop.95,123,124 Dus, die model word ondersteun deur bewyse dat accumbens uitsette deelneem aan die beheer van hipotalamiese voedings- en versadigingsstelsels. In die pasiënt kan DA en ACh begin en stop die motivering om te eet deur hierdie funksies te beheer deur glutamaat- en GABA-vrylating in die hipotalamus. Dit is duidelik dat dit 'n oorvereenvoudiging is, maar dit is 'n teorie dat ons data tans ondersteun en kan dus deel wees van die groter prentjie wat uiteindelik sal verskyn.
GEVOLGTREKKINGS
Hierdie artikel gee 'n opsomming van data wat daarop dui dat herhaaldelik kan oormatige suiker inname lei tot veranderinge in brein en gedrag wat opmerklik gelyk is aan die uitwerking van dwelmmiddels. Suiker kan dus onder spesiale omstandighede verslawend wees. Aan die ander kant het bingeing op vet, of selfs soetvet, negatiewe resultate gegee ten opsigte van onttrekking, wat daarop dui dat verskillende neurale stelsels betrokke is. 'N Hoë vet dieet, as rote elke dag daaraan bederf, kan lei tot ekstra gewigstoename. Ratte wat geneig is tot vetsug op 'n hoë vet dieet toon lae basale DA vlakke in die NAc, net soos ondergewig rotte, wat aandui dat albei moontlik opportunisties kan oorval op 'n manier wat DA vlakke herstel. Stygings van binge-geïnduseerde DA kan gedeeltelik verantwoordelik wees vir die neurale aanpassings manifes as lokomotoriese sensitiwiteit en onthouding-geïnduseerde verhoogde motivering vir die kos. Opioïede is nog 'n belangrike deel van die prent, maar die presiese stelsel is nie bekend nie, want opioïede kan in baie breinstreke voed. Dit blyk dat opioïede verantwoordelik is vir die onttrekkingstekens en vir onthouding-geïnduceerde inkubasie van cue-geïnduceerde terugval. ACh in die NAc is een van die kompeterende kragte in hierdie proses. Suiker bingeing lyk ACh vrylating uit te stel, en sham voeding grootliks verminder dit. Dit is alles in ooreenstemming met 'n model waarin DA-benadering stimuleer en vermydingsuitsette in die NAc inhibeer. ACh doen die teenoorgestelde, tensy dit deur middels van mishandeling, suiker bingeing of suiwering omseil word.
Erkennings
Ondersteun deur USPHS Grants DA10608, MH65024, en AA12882 (tot BGH) en gemeenskap DK-079793 (aan NMA).
Verwysings