Ooreet, vetsug, en dopamienreseptore (2010)

ACS Chem Neurosci. Mei 19, 2010; 1 (5): 346-347.

Gepubliseer aanlyn May 19, 2010. doi:  10.1021 / cn100044y

PMCID: PMC3368677

Spring na:

Abstract

Nuwe resultate in rotte toon dat kompulsiewe oorvoeding kan lei tot tekorte in die breinbeloningskring. Interessant genoeg, lyk hierdie tekorte op dié wat voortspruit uit dwelmverslawing.

Die neurotransmitterdopamien speel 'n sleutelrol in die breinbeloningskring. Die inname van hoogs verslawende middels, soos kokaïen, veroorsaak 'n toename in dopamienvlakke in die limbiese brein, insluitende die nucleus accumbens van die striatum, wat lei tot die versterking van gepaardgaande gedrag (1). Onlangse studies het ook lig gebring op die betrokkenheid van die striatum by voeding in vetsugtige mense. Veral, positron-emissie-tomografie studies het getoon dat striatale dopamien D2 reseptore word verminder in vetsugtige individue in vergelyking met D2 reseptore van hul slanker eweknieë (2). Daarbenewens is dit ook gedemonstreer dat vetsugtige individue geneig is om te ooreet om te kompenseer vir stompe streitale sensitiwiteit (3). Analoge tekorte in striatale dopamien sein is ook waargeneem in individue verslaaf aan dwelms. Omdat patologiese ooreet ook aangedryf word deur plesier en die dwang om voort te gaan ten spyte van bekende negatiewe effekte, soos dwelmverslawing, word gedink dat dopamien-neurotransmissie betrek word. Maar of hierdie tekortkominge in D2 reseptor sein dryf obesiteit of of vetsugtige individue tekortkominge ontwikkel as gevolg van beloning disfunksie is 'n oop vraag.

Johnson en Kenny (4) stel die fisiologie van kompulsiewe eetgewoontes te verstaan ​​deur die gedrag van rotte te ondersoek met maklike toegang tot vetvrye voedsel. Hulle vind nou dat die breinbeloningsbaan wat betrokke is by kompulsiewe oorvoeding, soortgelyk is aan die kring wat met dwelmverslawing verband hou (4).

In die eerste stel eksperimente is rotte van ongeveer gelyke grootte voorberei vir brein stimulasie beloning prosedures. Kortliks is stimulerende elektrodes in die laterale hipotalami ingeplant. Die rotte is toegelaat om te herstel van die chirurgiese prosedures en basislynvlakke van elektriese stimulasie wat nodig is vir rotte om 'n wiel te laat draai. Die hoeveelheid stimulasie, of stabiele beloningdrempel, was feitlik identies vir alle rotte. Vervolgens verdeel die skrywers die diere in drie groepe. Vir 40 dae het die eerste stel rotte toegang tot slegs standaard laboratorium chow; Die tweede stel het toegang tot chow en een uur toegang tot smaaklike, energie-ryk "kafeteria-styl" kos soos spek, wors en koek; en die derde stel het uitgebreide toegang tot beide chow- en vetvet kos. Met verloop van tyd het die rotte met uitgebreide toegang tot energieryke kos ongeveer twee keer soveel gewig gekry as die rotte wat net toegang gehad het tot chow of chow en beperkte hoeveelhede energie-ryk kos. Daarbenewens het rotte met groter toegang tot die smaaklike dieet groter stimulasie nodig om die wiel te draai, 'n kenmerk van breinbeloningstekorte wat ook met dwelmverslawing geassosieer word.

Vervolgens het die skrywers getoets of ooreet enige effek op D gehad het2 reseptor vlakke in die striatum. Om dit te doen, het die skrywers die voedingseksperimente herhaal sonder om elektrodes in te voeg. Weereens is rotte verdeel in drie groepe wat slegs toegang gehad het tot chow, chow en beperkte toegang tot vetvleis, of chow en uitgebreide toegang tot vetvleis. Nadat beduidende verskille in liggaamsgewig tussen chow-only en uitgebreide toegangsrotte aangeteken is, is hulle doodgemaak om vlakke van D te ondersoek.2 reseptore in die striatale kompleks. Immunoblot-analise het getoon dat die liggaamsgewig van rotte negatief met die vlak van D korreleer2 reseptore. Met ander woorde, hoe vetter die rot, hoe laer is die digtheid van D2 reseptore in die striatum.

Om die verband tussen vlakke van striatale D te bepaal2 reseptore en breinbeloning, in 'n vars bondel rotte, het die skrywers 'n virale vektor gebruik met 'n kort haarspeld-interfererende RNA om geen-uitdrukking af te skakel. Rotte met verminderde D2 reseptor vlakke na klop het verhoogde beloning drempels wat gelyk het aan die scenario gevind in rotte op 'n uitgebreide toegang energie ryk dieet. Interessant genoeg, het ander onlangse studies getoon dat inherent impulsiewe rotte D verminder het2/D3 reseptor vlakke selfs in die afwesigheid van blootstelling aan geneesmiddels (5). Omgekeerd is dit haalbaar dat hoë D2 reseptor vlakke kan bied 'n mate van beskerming teen dwelm inname (2). 'N Onbeantwoorde probleem wat uit hierdie studies voorkom, is of spontane impulsiwiteit gekorreleer is met ooreet deur verminderde D2 reseptor vlakke.

In 'n ander reeks eksperimente is rotte toegang gegee tot een van die drie diëte en na 40-dae was gekondisioneer om 'n voetskok te verwag wat ooreenstem met 'n ligsein (4). Rotte van al drie groepe is ook toegelaat om die energie-ryk kos vir 'n kort tydperk te eet. Rats met beperkte vroeër toegang of geen toegang tot energie-ryk kos het een keer toegang tot die lekker kos gehad nie. Hierdie rotte het opgehou om te eet toe die ligsein aangeskakel het. Vrees vir voetskokke kan egter nie in rotte afskrik nie, met wydverspreide voorafgaande toegang tot smaaklike kos. Weereens, dwingende ooreet het gelyk aan dwelm-selfadministrasie deurdat negatiewe gevolge onvoldoende afskrikmiddels was om beloning te soek.

Saam met hierdie studies word sterk gestry ten gunste van die betrokkenheid van die breinbeloningsbaan in kompulsiewe ooreet. 'N Argument vir 'n direkte rol in vetsug is minder dwingend. Soos met alle gedragstudies wat op laboratorium knaagdiere uitgevoer word, moet uiterste versigtigheid uitgeoefen word in ekstrapolerende waarnemings vir menslike bevolkings. In die mens word die daad van eetgewoontes diep beïnvloed deur sosiale, kulturele en emosionele faktore wat nie in ander diere waarneembaar is nie (selfs in ander primate). Voorts is voedingsgedragte baie meer ingewikkeld as dié wat met dwelm-selfadministrasie geassosieer word. Byvoorbeeld, om 'n toebrood te eet, behels verskeie vlakke van sensoriese betrokkenheid op 'n manier wat heroïen inspuit. Daarbenewens aktiveer dwelms die breinbeloningsbaan deur direkte ingryping by reseptore, terwyl voedsel dit indirek doen deur middel van talle chemikalieë soos hormone, opioïede en cannabinoïede. Dit is ook die moeite werd om in gedagte te hou dat die breinbeloningsbaan nie die enigste stroombaan in eetgedrag is nie; Ander stroombane soos leer en motivering speel ook belangrike rolle in die voeding (2). Laastens is daar baie genetiese en metaboliese faktore wat 'n individu predisponeer om die geneigdheid om oorgewig te word, te ooreet. In die besonder, 'n groot deel van die navorsing oor die afgelope twee dekades het gefokus op leptien en ghrelien, hormone wat eetlus beïnvloed. Dit is bekend dat leptien streitale aktiwiteit en eetgedrag beïnvloed (6). Hoe leptien sein in die hipotalamus en striatale D2 reseptor sein word gekoördineer vir die regulering van energie homeostase vereis verdere studie (7).

Desondanks kom interessante vrae voor. Is daar 'n direkte verband tussen dwelmmisbruik en dwangmatige oorvoeding? Kan een beskou word as 'n predisponerende faktor vir die ander in die kliniek? En terloops, sal terapeutiese middels wat dwelmmisbruik bestry, effektief wees vir die behandeling van dwangmatige ooreet? Geen twyfel nie, studies sal voortbou op huidige kennis om 'n duideliker prentjie te gee.

Verwysings

  • Volkow ND; Fowler JS; Wang GJ; Baler R .; Telang F. (2009) Imaging dopamien se rol in dwelmmisbruik en verslawing. Neurofarmakologie 56 (Suppl), 3-8. [PubMed]
  • Volkow ND; Wang GJ; Fowler JS; Telang F. (2008) Oorvleuelende neuronale stroombane in verslawing en vetsug: Bewyse van stelselspatologie. Philos. Trans. R. Sos., B 363, 3191-3200. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Stice E .; Spoor S .; Bohon C .; Klein DM (2008) Die verhouding tussen vetsug en stompe streitale reaksie op voedsel word gemodereer deur TaqIA A1-allel. Wetenskap 322, 449-452. [PubMed]
  • Johnson PM; Kenny PJ (2010) Dopamien D2 reseptore in verslawing-agtige beloning disfunksie en kompulsiewe eet in vetsugtige rotte. Nat. Neurosci. 13, 635-641. [PubMed]
  • Dalley JW; Fryer TD; Brichard L .; Robinson ES; Theobald DE; Lääne K .; Peña Y .; Murphy ER; Shah Y .; Probst K .; Abakumova I .; Aigbirhio FI; Richards HK; Hong Y .; Baron JC; Everitt BJ; Robbins TW (2007) Nucleus accumbens D2 / 3 reseptore voorspel eienskap impulsiwiteit en kokaïen versterking. Wetenskap 315, 1267-1270. [PubMed]
  • Farooqi IS; Bullmore E .; Keogh J .; Gillard J .; O'Rahilly S .; Fletcher PC (2007) Leptien reguleer streatstreke en menslike eetgedrag. Wetenskap 317, 1355. [PubMed]
  • Kim KS; Yoon YR; Lee HJ; Yoon S .; Kim SY; Shin SW; 'N JJ; Kim MS; Choi SY; Sun W .; Baik JH (2010) Verbeterde hipotalamiese leptien sein in muise sonder dopamien D2 reseptore. J. Biol. Chem. 285, 8905-8917. [PubMed]