CRF-stelsel werwing bemiddel donker kant van kompulsiewe eet (2009)

. 2009 Nov 24; 106 (47): 20016-20020.

Gepubliseer aanlyn 2009 Nov 9. doi:  10.1073 / pnas.0908789106

PMCID: PMC2785284

Abstract

Dieet om liggaamsgewig te beheer, behels siklusse van ontneming van smaaklike kos wat dwangvoeding kan bevorder. Die huidige studie toon aan dat rotte wat onttrek word uit intermitterende toegang tot smaaklike kos, die ooreet van smaaklike voedsel op hernieude toegang en 'n affektiewe onttrekkingsstaat wat gekenmerk word deur kortikotropien-vrystelling faktor 1 (CRF1) reseptor antagonist-omkeerbare gedrag, insluitende hipofagie, motiverende tekorte om minder smaaklike voedsel te verkry, en anxiogene-agtige gedrag. Intrekking is vergesel deur verhoogde CRF uitdrukking en CRF1 elektrofisiologiese responsiwiteit in die sentrale kern van die amygdala. Ons stel voor dat werwing van ekstrahypothalamus CRF-CRF teen anti-beloning1 stelsels tydens onttrekking van smaaklike kos, analoog aan onthouding van mishandelde middels, kan dwanglike seleksie van smaaklike kos bevorder, ondergaan van gesonder alternatiewe en 'n negatiewe emosionele toestand wanneer inname van smaaklike voedsel voorkom word.

sleutelwoorde: eetversteurings, vetsug, smaaklikheid, smaaklike voedselafhanklikheid, onttrekking

Vorms van vetsug en eetversteurings, soortgelyk aan dwelmverslawing, kan gekonseptualiseer word as chroniese herhalende toestande met afwisselende tydperke van onthouding (di dieet om "verbode" smaaklike kosse te voorkom) en terugval (dws kompulsiewe, dikwels onbeheerbare, eet van hoë- smaaklike kosse) wat voortduur ten spyte van negatiewe gevolge (). Alhoewel die positiewe versterkende eienskappe van smaaklike kosse welbekend is (, ), is minder aandag gegee aan hul negatiewe versterkende eienskappe (-), naamlik die verhoogde waarskynlikheid van 'n gedragsreaksie wat geproduseer word deur die verwydering van 'n aversive stimulus (bv. inname van smaaklike kos om negatiewe emosionele toestande te verlig). Intermittente siklusse van uitgebreide gebruik van dwelmmiddels kan geleidelik tot "affektiewe afhanklikheid" lei, wat as 'n behoefte aan hoër en / of meer gereelde hoeveelhede van die geneesmiddel beskou word om 'n gegewe emosionele ingesteldheid te handhaaf, sowel as 'n negatiewe emosionele toestand by beëindiging van dwelm inname (, ). Sulke affektiewe onttrekking kan gebruik in stand hou en terugval motiveer deur die negatiewe versterkende eienskappe van onderskeidelik dwelmgebruik en voortgesette dwelmgebruik (, ).

Extrahypothalamiese kortikotropien-vrystelfaktor (CRF) breinstresstelsels is putatively betrokke by die oorgang van dwelmgebruik na afhanklikheid, waartydens die inname van mishandelde middels toenemend gemotiveer word deur hierdie negatiewe, eerder as positiewe, versterkingsmeganismes. CRF speel 'n motiverend relevante rol in onttrekkingsindroom vir elke belangrike dwelmmisbruik, insluitende alkohol, nikotien, kokaïen, opiate, amfetamiene en tetrahydrokannabinol (, ). By analogie, is herhaalde siklusse van intermitterende, uitgebreide toegang tot hoogs smaaklike voedsel, veronderstel om die neuro-aanpassings van die CRF-stelsel te veroorsaak, soortgelyk aan dié wat in dwelmafhanklikheidsmodelle gesien word (, , ).

Results

Intermitterende, uitgebreide toegang tot smaaklike kos lei geleidelik tot ondergang van minder gunstige diëte wanneer smaaklike kos nie beskikbaar is nie en om te eet van lekker kos op hernieude toegang (-). Om die hipotese te toets wat CRF1 stelsels bemiddel hierdie voedingsaanpassings, manlike Wistar rotte (n = 20) is daagliks elke week 'n chow dieet ad libitum (Chow / Chow) verskaf, of vir chow ad libitum vir 5 dae (C fase) gevolg, gevolg deur 'n hoogs smaaklike, suiwer dieet vir 2 dae (P fase) (Chow / Palatable ) (sien Fig. S1 vir dieet skedule en Fig. S2 vir effekte van dieetskedule op voedselinname en liggaamsgewig). Na 7 weke van dieetfietsry, het rotte die nie-peptied-CRF ontvang1 reseptor antagonist R121919 (0, 5, 10, en 20 mg / kg, sc) in 'n Latynse-vierkantige ontwerp (). Behandelings is 1 h gegee voordat dit van smaaklike dieet oorgedra word, of van chow tot smaaklike dieet. R121919 dosisafhanklik verlaagde smaaklike dieetinname en verhoogde chow-voedsel inname in Chow / Palatable rotte (Dieetfase × Dieetskedule × Dwelm Dosis: F3,54 = 7.25, P <0.001), sonder om die inname van chow-kontroles te verander. R121919 verminder die inname van die baie smaaklike dieet na hernieude toegang tot die smaaklike voedsel (P-fase) (Fig 1A). In onafhanklike toetse, die CRF1 reseptor antagonis verhoog die inname van die minder smaaklike chow in Chow / Palatable rotte onttrek van die smaaklike dieet (C fase) (Fig 1B). Dus, deur beide chow hipofagie en ooreet van smaaklike kos te slaan, het R121919 die amplitude van innamesiklus verswak (die verskil tussen inname tydens die eerste smaaklike P-fase en die eerste onttrekking om die C-fase te kuier: Dieetskedule × Dwelm Dosis: F3,54 = 7.25, P <0.001) (Fig 1C). Ondersteuning van 'n progressiewe werwing van CRF-CRF1 stelsels deur die dieetgeskiedenis, eerder as deur 'n akute dieet-effek, het R121919 nie slegte voedselinname verminder ná 'n enkele blootstelling aan die dieet of verhoogde chow-inname tydens 'n eerste onttrekking uit smaaklike kos nie (Fig. S3).

Fig. 1. 

Effekte van die CRF1 reseptor antagonist R121919 (-1 h voorbehandeling, 0, 5, 10, en 20 mg / kg, sc) op kumulatiewe 3-h voedselinname in (A) P fase (met hernieude toegang tot die smaaklike kos), (B) C fase (wanneer rotte uit die smaaklike onttrek is ...

Onttrekking uit intermitterende, uitgebreide toegang tot lekker kos kan ook angsagtige gedrag verhoog (). Om die hipotese te toets wat CRF1 reseptore is betrokke by die negatiewe emosionele gedragstekens wat gevolg word van die onttrekking van smaaklike kos, rotte is toegedien R121919 (0, 20 mg / kg, sk, 1-h voorbehandeling) en getoets in 'n tussen-vakontwerp in die verhewe plus-doolhof), 5-9 h nadat dit van smaaklike dieet oorgeskakel is om te chow. Voertuigbehandelde Chow / Palatable rotte vertoon minder oop arm tyd as chow-fed kontroles, wat 'n anxiogeniese effek weerspieël tydens die onttrekking van 7 weke van dieetfietsry (Fig 2A), 'n effek wat nog nie na slegs twee onttrekkingsiklusse gesien is nie (Fig. S4). Voorbehandeling met R121919 (20 mg / kg, die dosis wat beide ooreet van lekker eetbare voedsel en ondergang van chow) gemoduleer het, het die afname in ooparm-eksplorasie by Chow / Palatable rotte geblokkeer teen 'n dosis wat nie 'n plus-doolhof gedrag in chow kontroles verander het nie Dieet Skedule × Dosis: F1,43 = 7.25, P <0.02; Fig 2'N linker). R121919-toediening het nie algemene aktiwiteit gemeet as geslote arminskrywings verander nie. Daarom, R121919 geblokkeer die verhoogde angs-agtige gedrag wat verband hou met die onttrekking van intermitterende, uitgebreide toegang tot smaaklike kos, sonder om die gedrag van kontroles te verander, wat daarop dui dat werwing van CRF1 stelsels.

Fig. 2. 

Effekte van die CRF1 reseptor antagonist R121919 (-1 h voorbehandeling, 0, 20 mg / kg, sc) op verhoogde plus-doolhof gedrag (n = 47) en progressiewe verhouding reageer op die minder smaaklike kos (n = 17) in manlike Wistar rotte wat uit smaaklike kos onttrek word ...

Onttrekking uit intermitterende, uitgebreide toegang tot smaaklike kos kan ook lei tot motiverende tekorte om minder voorkeurdiere te verkry, 'n moontlike indeks van hipo-etoniese gedrag (). Analogies, reageer op minder gunstige versterkings versterkers onder progressiewe verhouding skedules van versterking is voorheen gebruik om die motiveringsgebreke wat tydens dwelmonttrekking gesien is, te indekseer (). Om die betrokkenheid van CRF te bepaal1 reseptore, het ons die effekte van R121919 op die prestasie van dieet-siklusse getoets, getoets om hul minder gunstige chow te verkry onder 'n progressiewe verhoudingskedule. Bevestiging van vorige bevindinge (), voertuigbehandelde Chow / Palatable rotte vertoon verminderde motivering vir werk om die minder smaaklike chow te verkry, weerspieël deur 'n verlaagde breekpunt en verminderde totale response wat uitgestraal word in vergelyking met Chow / Chow rotte () (Fig. S5). R121919-voorbehandeling (20 mg / kg, die dosis wat effektief is om hipofagie te verhoog, die verfrissende voedselhiperfagie te verminder en anksistiese-agtige gedrag te verminder) het die tekortkominge in progressiewe verhouding prestasie in dieet-siklusse selektief gesaktiveer met 'n dosis wat ondoeltreffend was in chow kontroles (breekpunt: Dieetskedule × Dwelm: F1,15 = 8.17, P <0.02; totale antwoorde: Dieetskedule × Geneesmiddel: F1,15 = 9.14, P <0.01; Fig 2B, links). Teen die alternatiewe interpretasie dat R121919 prestasie in Chow / Palatable-rotte vergemaklik het deur die vermindering van die postingestiewe versadiging, het R121919 die tekorte geblokkeer om so vroeg as 5 min in die sessie te reageer (Dieetskedule × Drug: F1,15 = 2.55, P <0.05) (Fig 2B regs). Daarom, die CRF1 reseptor antagonist stamp die motiverende tekorte in progressiewe verhouding wat reageer op minder voorkeur versterkende versterkers wat gesien word in diere wat onttrek word van intermitterende, uitgebreide toegang tot hoogs smaaklike kos.

Om die hipotese te toets dat die onttrekking van smaaklike voedsel die stresverwante ekstrahypothalamese CRF-stelsel kan aktiveer, is die vlakke van CRF mRNA en peptied in die sentrale kern van die amygdala gemeet volgens kwantitatiewe real-time PCR en RIA. Rotte is dieet-fietsry vir 7 weke of voortdurend gevoed. Na narkose en dekapitasie is breinponsies uit die sentrale kern van die amygdala tydens die onttrekking van en na die toegang tot die smaaklike dieet versamel. Onttrekking van smaaklike kos in Chow / Palatable rotte het 'n vyfvoudige toename in CRF mRNA uitdrukking in die sentrale kern van die amygdala in vergelyking met Chow / Chow rotte (Fig 3A). Omgekeerd, CRF mRNA teruggekeer na beheer-agtige vlakke met hernude toegang tot smaaklike kos (F2,19 = 6.97, P <0.01). CRF mRNA-uitdrukking in die sentrale kern van die amygdala het nie verander toe Chow / smaaklike rotte slegs een keer gery is nie (Chow / Chow vs. Chow / Palatable: 5.5 ± 2.2 vs. 6.3 ± 1.7 ns), wat 'n progressiewe werwing van CRF ondersteun CRF1 stelsels deur die dieet geskiedenis, eerder as deur 'n akute effek van die dieet. Daarbenewens het CRF mRNA uitdrukking nie verander in die kern accumbens, prefrontale korteks of insulêre korteks, wat die plaaslike spesifisiteit van bevindinge ondersteun nie (Fig. S6). Interessant genoeg is geen beduidende veranderinge in CRF mRNA uitdrukking waargeneem in die paraventrikulêre kern van die hipotalamus of in sirkulerende kortikosteroon by dieselfde onttrekkingstydpunt in Chow / Palatable rotte (Vye. S6 en S7), wat die hipotese voorspel wat verander in amygdalar, eerder as hipotalamus, CRF stresstelsels het die gedragsaanpassings nader ondergeskik gemaak. Verder, CRF peptied immunoreaktiwiteit in die sentrale kern van die amygdala van diere wat uit die smaaklike dieet onttrek is, was 70% hoër as by chow-fed diere, maar het teruggekeer na chow-fed beheer vlakke met toegang tot die smaaklike dieet (F2,24 = 4.01, P <0.01) (Fig 3B). So, die onttrekking van smaaklike kos het die stresverwante CRF-peptiedstelsel in die sentrale kern van die amygdala geaktiveer, analoog aan bevindings in modelle van die onttrekking van geneesmiddels en etanol (, ). Aangesien hernieude toegang tot smaaklike voedsel die ekstrahypotalamiese CRF-stelselaktivering in die sentrale kern van die amygdala verminder het, waarby die aktivering van CRF aan angs gekoppel is (), dui die huidige resultate ook daarop dat smaaklike kos negatiewe versterkende eienskappe kan verkry deur negatiewe affektiewe gevolge van onthouding te verlig ().

Fig. 3. 

Effekte van smaaklike dieetwisseling op (A) CRF mRNA en (B) CRF peptied uitdrukking in die sentrale kern van die amygdala. Rotte (n = 45) was dieet-fiets vir 7 weke, en die sentrale kern van die amygdala stoot is ingesamel. Beide CRF mRNA en peptied ...

Om die hipotese te toets dat rotte wat uit smaaklike kos onttrek is, moontlik verhoogde sensitiwiteit vir CRF kan toon1 antagonist modulasie van γ-aminobutuursuur (GABA) sein in die sentrale kern van die amygdala, wat voorkom tydens etanol-onttrekking (), het ons die effek van R121919 op GABAergic transmissie van sentrale kern van die amygdala neurone in 'n sny voorbereiding ondersoek. Manlike Wistar rotte (n = 14) was dieet-fiets vir 7 weke en geoffer nadat dit oorgeskakel is na die minder smaaklike chow. Basale GABAergiese oordrag in sentrale kern van die amygdala-sinapse het nie verskil in verband met dieetgeskiedenis nie (n = 23 selle) oor alle stimulus intensiteite wat gebruik word om GABA-inhibitiewe postsynaptiese potensiale (IPSP) op te roep. Maar 20 min superfusie met R121919 (1 μM) het 'n groter afname in GABAA-IPSPs in die sentrale kern van die amygdala neurone van Chow / Palatable rotte (M ± SEM: 30 ± 6%, n = 9 selle) as in dié van chow-fed kontroles (M ± SEM: 12 ± 6%, P <0.05, n = 11 selle) (Fig 4). Na 'n 30 min uitwasperiode, het IPSPs van albei groepe teruggekeer na soortgelyke, basislynagtige vlakke. Daarom, in ooreenstemming met ooraktivering van die amygdala CRF-CRF1 stelsel en effekte gesien tydens etanol onttrekking (), dieet-siklusse rotte het 'n verhoogde sensitiwiteit vir die inhibitiewe effekte van 'n CRF1 reseptor antagonis op sentrale kern van die amygdala GABAergic transmissie.

Fig. 4. 

Effekte van die CRF1 reseptor antagonist R121919 op GABAA-IPSPs in die sentrale kern van die amygdala na 'n geskiedenis van wisselende smaaklike dieet toegang in manlike Wistar rotte (n = 14) onttrek van smaaklike voedsel toegang. (A) R121919 aansienlik afgeneem ...

Bespreking

Die gesamentlike resultate bied funksionele bewyse dat 'n geskiedenis van intermitterende, uitgebreide toegang tot smaaklike voedsel lei tot progressiewe, motiverend relevante neuro-aanpassings in stresverwante ekstrahypothalamiese CRF-CRF1 stelsels. Spesifiek, die selektiewe CRF1 reseptor antagonis R121919 differensieel en selektief beïnvloed voeding in dieet-siklusse rotte, verhoog gereelde chow inname en verminder die inname van hoogs smaaklike kos op hernieude toegang. Die CRF1 reseptor antagonist ook selektief geblokkeer die verhoogde angs-agtige gedrag en motivering tekorte in reageer op minder voorkeur chow wat gesien is tydens die onttrekking van die smaaklike dieet. Die onttrekking van toegang tot die smaaklike dieet het CRF geen en peptied uitdrukking in die sentrale kern van die amygdala, effekte wat met hernude toegang geëlimineer is, verhoog. Daarbenewens het dieet-siklusse rotte 'n verhoogde sensitiwiteit vir die inhibitiewe effekte van 'n CRF1 reseptor antagonis op GABAergic transmissie in die sentrale kern van die amygdala, wat verder dui op ooraktivering van die amygdala CRF-CRF1 stelsel. Die ooreating van smaaklike kos op hernieude toegang kan voortspruit uit die verhoogde CRF-stelselaktivering van die net voltooide onttrekkingsperiode, gesien as verhoogde uitdrukking van CRF en elektrofisiologiese sensitiwiteit vir CRF1 reseptor blokkade in die sentrale kern van die amygdala. CRF1 antagonistvoorbehandeling net voor smaaklike voedsel toegang daardeur geïnterpreteer word om die aanvanklik nog teenwoordig CRF-CRF te weerstaan1 stelselooraktivering van onttrekking. Die kort tydsberekening van smaaklike kos wat ooreet word, word andersins gesien in onbehandelde diere () kan die tydskursus weerspieël waarvolgens die uitdrukking, vrylating en effekte van CRF-peptied normaliseer sodra toegang tot lekker kos verkry word, soos in die huidige studie gesien. Dus, met tussenposes van smaaklike diëte, kan 'n allostatiese verskuiwing in breinbeloningsisteme veroorsaak word met die werwing van CRF-CRF teen beloning.1 stelsels in die sentrale kern van die amygdala.

Hierdie resultate het implikasies nie net vir kompulsiewe eet nie, maar ook vir motivering oor die algemeen. Die herhaalde aktivering van hedoniese stelsels het opponente-agtige prosesse in die brein ontlok (dws die werwing van CRF1 stroombane) wat onderskei was van 'n eenvoudige verlies van funksie in beloningsenderstelsels. Sulke tussen-stelsel neuroadaptations () vind ook plaas tydens die oorgang na afhanklikheid van alle belangrike dwelmmiddels (mishandeling), ). Die veralgemening van nie-dwelmstimuli in die huidige studie dui daarop dat motiveringsprosesse versteur kan word in individue wat herhaalde kontraste ervaar in die intensiteit van hedoniese stimuli oor tyd (). Aanpasbaar kan sulke prosesse voedselversoekende en voltooide gedrag verskuif na energiedigte kos met 'n hoë beloning, terwyl die pogings om minder energiery, lae-beloonde voedsel (of nie-voedsel) te verkry, afneem, wat evolusionêr nuttig is as daar koste aan kosvoeding (bv. roofdierblootstelling, beperkte tyd en energiebronne). In die hedendaagse omgewing kan dieselfde prosesse egter die inname van voedsel wat vetsug bevorder, bevorder ten koste van minder lekker, maar miskien meer voedsame alternatiewe.

Dus, verslawing-agtige veranderinge in CRF1 stelsels kan help om te bestuur (i) inname van energie-digte smaaklike kosse, (ii) onderverbruik van gesonder alternatiewe, en (iii) die gepaardgaande negatiewe emosionele toestand wat voorkom wanneer toegang tot lekker kos voorkom word (, , -, ). Vertaal na die menslike toestand, kan die aktivering van CRF-stelsel die terugval in vetsug en verwante eetversteurings bevorder, asook ander negatiewe motiverende gevolge van sikliese onthouding van smaaklike voedsel.

Materiaal en metodes

Vakke.

Manlike Wistar rotte (n = 155, 180-230 g, 45-dae oud) is by Charles River verkry en een keer gehuisves by aankoms in plastiekhokke (19 × 10.5 × 8 duim) in 'n 12 h: 12 h-omgekeerde ligsiklus (10 : 00 h lig af), humiditeit- (60%) en temperatuurbeheerde (22 ° C) vivarium. Rotte het toegang tot koringgebaseerde knaagdierkoor [Harlan Teklad LM-485 Dieet 7012: 65% (kcal) koolhidraat, 13% vet, 21% proteïen, metaboliseerbare energie 341 cal / 100 g] en water ad libitum vir 1 week voor die begin van eksperimente. Eksperimentele prosedures voldoen aan die Nasionale Institusie van Gesondheidsgids vir die Sorg en Gebruik van Laboratoriumdiere (NIH Publikasienommer 85-23, hersien 1996) en die "Beginsels van Laboratorium Diereversorging" (http://www.nap.edu/readingroom / boeklabrats) en is goedgekeur deur die Institusionele Diereversorgings- en -gebruikskomitee van die Scripps-navorsingsinstituut.

Dwelms.

R121919 is gesintetiseer soos beskryf in Chen et al. (). R121919 is 'n hoë affiniteit (Ki = 3.5 nM) selektiewe CRF1 antagonis met fisiologiese eienskappe beter as baie ander CRF1 antagoniste (bv. verminderde logP en logD, verhoogde oplosbaarheid van water) (). Vir toetsing is R121919 eers opgelos in 1 M HCl (10% van die finale volume), dan verdun tot 'n finale voertuig van 20% (wt / vol) 2-hidroksipropyl-ß-cyclodextrine (Sigma-Aldrich) NaOH tot pH 4.5. Die R121919 oplossing is toegedien sc (sc) in 'n volume van 2 ml / kg.

Ad Libitum Diet Alternation.

Na akklimatisering is rotte verdeel in twee groepe wat ooreenstem met voedselinname, liggaamsgewig en voer doeltreffendheid vanaf die vorige 3-4 dae. Een groep is 'n chow-dieet (Chow) ad libitum 7 dae per week (Chow / Chow) aangebied, en 'n tweede groep is elke week vir elke week 5 dae aangebied, gevolg deur 2 dae van ad libitum toegang tot die hoogs smaaklike , sjokolade-gegeurde, hoë-sukrose-dieet ("Palatable"; Chow / Palatable). Die smaaklike dieet is 'n voedingsvolledige, sjokolade-gegeurde, hoë-sukrose (50% kcal), AIN-76A-gebaseerde dieet wat vergelykbaar is in makronutriënt verhoudings en energiedigtheid aan die chow dieet [TestDiet; Sjokolade-gegeurde Formule 5TUL: 66.8% (kcal) koolhidraat, 12.7% vet, 20.5% proteïen, metaboliseerbare energie 3.48 kcal / g; geformuleer as 45-mg presisie-voedselkorrels om sy voorkeur te verhoog (, )]. Vir kortheid word die eerste 5 dae (slegs chow) en laaste 2 dae (chow of smaaklik volgens eksperimentele groep) van elke week in alle eksperimente as C- en P-fases verwys. Diets was nooit gelyktydig beskikbaar nie. Chow dieet was óf Harlan Teklad LM-485 Dieet 7012 [65% (kcal) koolhidraat, 13% vet, 21% proteïen, metaboliseerbare energie 341 cal / 100 g] of 5TUM dieet geformuleer as 4- tot 5-g geëxtrudeerde pellets [65.5 % (kcal) koolhidraat, 10.4% vet, 24.1% proteïen, metaboliseerbare energie 330 cal / 100 g; TestDiet]. Soortgelyk aan vorige studies, is Harlan Teklad LM-485 chow gebruik in die voedings- en verhewe plus-doolhof eksperimente (), terwyl TestDiet 5TUM Chow () is gebruik in die progressiewe verhouding, CRF mRNA, CRF peptiedinhoud, kortikosteroon RIA en elektrofisiologiese eksperimente.

Soos voorheen gepubliseer (), relatiewe dieetvoorkeure, bereken as die persentasie daaglikse inname (kcal) van die eerste dieet in verhouding tot die tweede dieet, was die volgende: 5TUL Sjokolade Dieet (Suikergoed Pasteig Dieet) vs Harlan LM-485 Chow (M ± SEM voorkeur 90.7 ± 3.6%) en 5TUL Sjokolade Dieet (suiwer Pasteerdieet) teen 5TUM Chow Dieet (M ± SEM voorkeur 91.2 ± 3.7%).

Verhoogde Plus-Maze.

Die verhoogde plus-doolhof toets is uitgevoer soos beskryf in Cottone et al. (). Chow / Palatable rotte was dieet-fietsry vir minstens 7 weke en dan is voorbehou met enige voertuig of 20 mg / kg R121919 (-1 h, sc) en getoets 5-9 h nadat dit oorgeskakel is van die smaklike dieet om te chow (P → C fase). Chow / Chow beheer rotte is gelyktydig getoets in 'n tussen-vak ontwerp (n = 47). Chow dieet was beskikbaar ad libitum tot die tyd van die toets. Vir verdere besonderhede, sien die SI teks.

Progressiewe Verhoudingskedule van Versterking vir Voedsel.

Die progressiewe verhoudingskedule van versterking vir voedsel is uitgevoer soos beskryf in Cottone et al. (). Diere het gedurende die eksperiment ad libitum A / I chow (5 g geëxtrudeerde pellets) in hul huiskoole ontvang, tensy anders vermeld. Voedsel versterkers was 45-mg chow-presisie pellets, identies in samestelling aan die geëxtrudeerde huis kudde chow dieet. Sessies geëindig toe vakke nie 'n verhouding vir 14 min voltooi het nie, met die laaste voltooide verhouding gedefinieer as die breekpunt. Chow / Palatable rotte is dieet-siklusse vir minstens 7 weke en dan met R121919 (-1 h, sc) voorgestel wanneer dit oorgedra word van smaaklike dieet om te chow (P → C fase). Chow / Chow beheer rotte is gelyktydig getoets in 'n tussen-vak ontwerp (n = 17). Dosis van R121919 (0, 20 mg / kg liggaamsgewig, sk) is in 'n binne-vakke gegee, teenwaartse ontwerp oor twee dieet siklusse. Vir verdere besonderhede, sien die SI teks.

Kwantitatiewe Real-Time PCR.

Rotte (n = 20) is gedurende 7 weke in dieet gevoer, verdoof en onthoof tydens die twee dieettoestande (dag 5 en 7 van elke weeklikse siklus). Breine is vinnig verwyder en koronaal in 'n breinmatriks gesny, en die sentrale kern van die amygdala, nucleus accumbens, insular cortex en prefrontal cortex punches is op 'n yskoue verhoog versamel. Totale RNA is berei vanaf elke breinpons met behulp van 'n standaardprotokol vir RNA-ekstraksie uit dierweefsels. Totale RNA (1 μg) is dan omgekeerd getranskribeer in die teenwoordigheid van Oligo (dT) 20 volgens die vervaardiger se instruksies. Kwantitatiewe RT-PCR reaksies is uitgevoer in 'n 20-μL volume met behulp van 0.5 μM primers en 4 mM MgCl2. Resultate is geanaliseer deur tweede-afgeleide metodes en uitgedruk in arbitrêre eenhede, genormaliseer na uitdrukkingsvlakke van die verwysingsgen, CypA. Alle RT-PCR reaksies vir 'n gegewe volgorde is binne dieselfde lopie uitgevoer. Vir verdere besonderhede, sien die SI teks.

Peptied suur ekstraksie en CRF RIA.

Rotte (n = 25) was dieet-siklusse vir ten minste 7 weke, narkoseer en deapteer tydens die twee dieet toestande (dae 5 en 7 van elke weeklikse siklus). Brein is vinnig verwyder en koronaal in 'n breinmatriks gesny, en die sentrale kern van die amygdala-stampe is op 'n yskoue stadium versamel. Peptied suurwinning volg op 'n reeds gevestigde prosedure (). Weefsel CRF-agtige immunoreaktiwiteit is gekwantifiseer met 'n sensitiewe en spesifieke vaste fase RIA aangepas uit Zorrilla et al. (). Vir verdere besonderhede, sien die SI teks.

Cortikosteroon RIA.

Rotte (n = 12) is ten minste 7 weke lank met dieet gevoer en stertbloed is tydens die twee dieettoestande (dae 5 en 7 van elke weeklikse siklus) gemonster. Die plasmavlakke van kortikosteroonagtige immunoreaktiwiteit is bepaal met 'n RIA-pakket wat in die handel beskikbaar is, volgens die vervaardiger se instruksies (MP Biomedicals, Inc.) (). Vir verdere besonderhede, sien die SI teks.

Elektrofisiologiese Studies

Sny Voorbereiding.

Sentrale kern van die amygdala snye is voorberei soos voorheen beskryf (, ) van rotte (n = 7 / groep) wat vir ten minste 7 weke dieet-fietser was, narkoseer en deursnee 2-3 h nadat dit uit smaaklike kos onttrek is. Die brein is vinnig verwyder en in yskoue kunsmatige serebrospinale vloeistof (aCSF) geplaas met 95% O2 en 5% CO2. Snye is geknip, geïnkubeer in 'n koppelvlakkonfigurasie vir ongeveer 30 min, en heeltemal ondergedompel en voortdurend superfused met warm, gased aCSF. Dwelms is by die aCSF by voorraadoplossings gevoeg om bekende konsentrasies in die superfusaat te verkry. By die 2-4 ml / min superfusiekoerse wat gebruik word, bereik dwelmkonsentrasies 90% van die reservoirkonsentrasie binne 2 min.

Elektrofisiologie.

Ons het die sentrale kern van die amygdala neurone aangeteken met skerp mikropipette wat gebruik maak van die diskontinue spanning- of stroomklampmodus. Ons het die meeste neurone naby hul rustende membraanpotensiaal gehou. Data is verkry met 'n voorversterker en gestoor vir latere analise deur gebruik te maak van pClamp sagteware. Farmakologies-geïsoleerde GABAA reseptor-gemedieerde inhibitiewe postsynaptiese potensiale (GABAA-IPSPs) is aangewakker deur plaaslik binne die sentrale kern van die amygdala te stimuleer deur 'n bipolêre stimulerende elektrode, terwyl die glutamaatreceptorblokkers CNQX en APV en GABAB reseptor blokker CGP 55845A. Om die reaksie parameters vir elke sel te bepaal, het ons 'n inset-uitvoer protokol uitgevoer. 'N Verskeidenheid strome is toegepas, wat begin met die drempelstroom wat benodig word om 'n IPSP op te wek tot die spanning wat nodig is om die maksimum amplitude te ontlok. Ons het drie stimulusintensiteite van gelyke stappe (drempel, half-maksimum en maksimum) genormaliseer as 1-3 ×. Hiperpolariserende en depolariserende stroomstappe (200-pA inkremente, 750-ms duur) is ook toegepas om spanningstroomstroom (VI) -krommes te genereer. Ons gekwantifiseer die opgeroepe IPSP amplitudes en VI response deur die gebruik van Clampfit sagteware. Alle maatreëls is geneem voor superfusie met die selektiewe CRF1 reseptor antagonis R121919 (1 μM), tydens sy superfusie (20 min), en gevolglike uitwas (30 min). Vir verdere besonderhede, sien die SI teks.

Statistiek.

Groepvergelykings is gebruik deur Student's ttoetse (twee-groep vergelykings) of ontleding van variansie (ANOVA) (ten minste drie groep vergelykings), laasgenoemde geïnterpreteer deur eenvoudige hoof effek analise of Newman-Keuls vergelykings na beduidende omnibus effekte (P <0.05). Data van die voereksperiment is geanaliseer deur drie-rigting gemengde ANOVA's met Dieetskedule as faktor tussen proefpersone en Dosis- en Dieetfase as faktore binne vakke. Data van die verhoogde plus-doolhof-eksperiment is geanaliseer deur tweerigting-ANOVA's met dieetskedule en dosis as faktore tussen vakke. Vir die progressiewe verhouding skedule van versterkingseksperiment, is breekpunt en totale reaksies geanaliseer deur tweerigting gemengde ANOVA's met Dieetskedule as die faktor tussen vakke en Dosis as die faktor binne vakke. Die tydsverloop van reaksie gedurende die eerste 5 minute is geanaliseer deur drie-rigting gemengde ANOVA's met Dieetskedule as die tussen-subjek faktor en Dosis en tyd as faktore binne die vak. Data uit die elektrofisiologiese studies is geanaliseer met 'n ANOVA tussen die proefpersone of ANOVA binne die proefpersone, met herhaalde maatreëls, soos toepaslik. Data van die kortikosteroon RIA is geanaliseer deur tweerigting-gemengde ANOVA met Dieetskedule as die tussen-subjek faktor en Dieetfase as die faktor binne-onderwerp. Die statistiese pakkette wat gebruik is, was Instat 3.0, Prism 4.0 (GraphPad), Systat 11.0 en SPSS 11.5 (SPSS).

 

Aanvullende materiaal

Ondersteunende inligting: 

Erkennings.

Ons bedank Mike Arends vir redaksionele hulp, Mary Gichuhi vir administratiewe hulp, en Bob Lintz, Jeanette Helfers, Stephanie Dela Cruz en Molly Brennan vir tegniese hulp. Hierdie werk is ondersteun deur die Nasionale Instituut vir Diabetes en Spysvertering en Nier Siektetoelaes DK70118, DK26741, en P30DK56336; Nasionale Instituut vir Dwelmmisbruik Grant DA023680; Nasionale Instituut vir Alkoholmisbruik en Alkoholisme verleen AA016731 en AA015566; Nasionale Instituut vir Neurologiese Stoornisse en Stroke Toekenning IT32NS061847-01A2; Nasionale Instituut vir Veroudering Grant AG028040; Nasionale Hart-, Long- en Bloedinstituut toeken HL088083; die Ellison Mediese Stigting; en die Pearson Sentrum vir Alkoholisme en Verslawing Navorsing. 'N Gedeelte van hierdie werk is ondersteun deur die Intramurale Navorsingsprogramme van die Nasionale Instituut vir Dwelmmisbruik en die Nasionale Instituut vir Alkoholmisbruik en Alkoholisme. Dit is manuskripnommer 19807 van The Scripps Research Institute.

voetnote

 

Die outeurs verklaar geen belangebotsing nie.

 

 

Hierdie artikel is 'n PNAS Direkte Voorlegging.

 

 

Hierdie artikel bevat ondersteunende inligting aanlyn by www.pnas.org/cgi/content/full/0908789106/DCSupplemental.

 

Verwysings

1. Volkow ND, Wise RA. Hoe kan dwelmverslawing ons help om vetsug te verstaan? Nat Neurosci. 2005; 8: 555-560. [PubMed]
2. Corwin RL. Bingeing rotte: 'n Model van intermitterende oormatige gedrag? Aptyt. 2006; 46: 11-15. [PMC gratis artikel] [PubMed]
3. Boggiano MM, et al. Hoë inname van smaaklike kos voorspel binge-eet, onafhanklik van gevoeligheid vir vetsug: 'n Diere-model van maer-, vetsug- en obesiteit met en sonder binge-eet. Int J Obes. 2007; 31: 1357-1367. [PubMed]
4. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Bewyse vir suikerverslawing: Gedrags- en neurochemiese effekte van intermitterende, oormatige suiker inname. Neurosci Biobehav Eerw. 2007; 32: 20-39. [PMC gratis artikel] [PubMed]
5. Teegarden SL, Bale TL. Afname in dieetvoorkeur produseer verhoogde emosionaliteit en risiko vir dieet terugval. Biolpsigiatrie. 2007; 61: 1021-1029. [PubMed]
6. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. Opioïde-afhanklike verwagtende negatiewe kontras en binge-like eet in rotte met beperkte toegang tot hoogs voorkeur kos. Neuropsychopharmacology. 2008; 33: 524-535. [PubMed]
7. Koob GF. 'N Rol vir breinstresisteme in verslawing. Neuron. 2008; 59: 11-34. [PMC gratis artikel] [PubMed]
8. Koob GF, Le Moal M. Dwelmmisbruik: Hedoniese homeostatiese dysregulering. Wetenskap. 1997; 278: 52-58. [PubMed]
9. Ghitza UE, Grey SM, Epstein DH, Rice KC, Shaham Y. Die anxiogeniese geneesmiddel yohimbine herstel wynbare kos wat soek in 'n rat-terugvalmodel: 'n rol van CRF1-reseptore. Neuropsychopharmacology. 2006; 31: 2188-2196. [PMC gratis artikel] [PubMed]
10. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. Intermitterende voorkeur voedsel toegang verminder die versterkende doeltreffendheid van chow in rotte. Am J Physiol. 2008; 295: R1066-1076. [PMC gratis artikel] [PubMed]
11. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. Verbruiksmatige, angsverwante en metaboliese aanpassings by vroulike rotte met wisselende toegang tot voorkeurvoedsel. Psychoneuroendocrinology. 2008; 34: 38-49. [PMC gratis artikel] [PubMed]
12. Berner LA, Avena NM, Hoebel BG. Bingeing, selfbeperking en verhoogde liggaamsgewig by rotte Met beperkte toegang tot 'n soetvet dieet. Vetsug. 2008; 16: 1998-2002. [PubMed]
13. Zorrilla EP, Koob GF. Die terapeutiese potensiaal van CRF1 antagoniste vir angs. Expert Opin Investig Drugs. 2004; 13: 799-828. [PubMed]
14. Carobrez AP, Bertoglio LJ. Etologiese en temporale ontledings van angsagtige gedrag: Die verhoogde plus-doolhof model 20 jaar. Neurosci Biobehav Eerw. 2005; 29: 1193-1205. [PubMed]
15. Markou A, et al. Diere-modelle van dwelmmisbruik. Psigofarmakologie. 1993; 112: 163-182. [PubMed]
16. George O, et al. CRF-CRF1-stelselaktivering bemiddel onttrekking-geïnduseerde toenames in nikotien-selfadministrasie in nikotienafhanklike rotte. Proc Natl Acad Sci VSA. 2007; 104: 17198-17203. [PMC gratis artikel] [PubMed]
17. Wells AS, Lees NW, Laugharne JD, Ahluwalia NS. Veranderinge in bui na oorskakeling na 'n lae-vet dieet. Br J Nutr. 1998; 79: 23-30. [PubMed]
18. Cruz MT, et al. CRF1 reseptor antagoniste blokkeer die etanol-geïnduceerde vrystelling van GABA in die sentrale amygdala in vitro en in vivo. Alkohol Clin Exp Res. 2008; 32: 6s1 P27A.
19. Koob GF, Bloom FE. Sellulêre en molekulêre meganismes van dwelmafhanklikheid. Wetenskap. 1988; 242: 715-723. [PubMed]
20. Flaherty CF, Grigson PS. Van kontras tot versterking: Rol van reaksie-gebeurlikheid in voorlopige kontras. J Exp Psychol. 1988; 14: 165-176. [PubMed]
21. Chen C, et al. Ontwerp van 2,5-dimethyl-3- (6-dimethyl-4-methylpyridine-3-yl) -7-dipropylaminopyrazolo [1, 5-a] pyrimidine (NBI 30775 / R121919) en struktuuraktiwiteitsverhoudings van 'n reeks kragtige en orale aktiewe kortikotropien-vrystelling faktor reseptor antagoniste. J Med Chem. 2004; 47: 4787-4798. [PubMed]
22. Cooper SJ, Francis RL. Effekte van akute of chroniese toediening van chlordiasepoksied op voedingsparameters deur gebruik te maak van twee voedsel teksture in die rat. J Pharm Pharmacol. 1979; 31: 743-746. [PubMed]
23. Laboure H, Saux S, Nicolaidis S. Effekte van voedseltekstuurverandering op metaboliese parameters: Kort- en langtermynvoedingspatrone en liggaamsgewig. Am J Physiol. 2001; 280: R780-R789. [PubMed]
24. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. FG 7142 verminder spesifiek die etesgrootte en die tempo en reëlmatigheid van volgehoue ​​voeding in vroulike rotte. Bewys dat bensodiasepien-omgekeerde agoniste voedselversadiging verminder. Neuropsychopharmacology. 2007; 32: 1069-1081. [PubMed]
25. Lahmame A, Grigoriadis DE, De Souza EB, Armario A. Brein kortikotropien-vrystelling faktor immunoreaktiwiteit en reseptore in vyf ingebore rotstamme: Verhouding tot gedwonge swemgedrag. Brein Res. 1997; 750: 285-292. [PubMed]
26. Zorrilla EP, Valdez GR, Weiss F. Veranderinge in die vlakke van plaaslike CRF-agtige immunoreaktiwiteit en plasmakortikosteroon tydens langdurige geneesmiddelonttrekking in afhanklike rotte. Psigofarmakologie. 2001; 158: 374-381. [PubMed]
27. Roberto M, Madamba SG, Moore SD, Tallent MK, Siggins GR. Etanol verhoog GABAergiese oordrag by beide pre- en postsynaptiese terreine in rat sentrale amygdala neurone. Proc Natl Acad Sci VSA. 2003; 100: 2053-2058. [PMC gratis artikel] [PubMed]
28. Roberto M, Madamba SG, Stouffer DG, Parsons LH, Siggins GR. Verhoogde GABA-vrystelling in die sentrale amigdala van etanolafhanklike rotte. J Neurosci. 2004; 24: 10159-10166. [PubMed]