الدوائر المتباينة الكامنة وراء مكافأة الطعام وتأثيرات تناول الجريلين: الإسقاط الدوبامين VTA-accumbens يتوسط تأثير الجريلين على مكافأة الطعام ولكن ليس تناول الطعام (2013)

الفارماكولوجيا العصبية. 2013 Oct ؛ 73: 274-83. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2013.06.004. Epub 2013 Jun 14.

Skibicka KP1, شيرازي ر, رابسا - بابيو سي, الفاريز كريسبو م, Neuber C, فوغل اتش, ديكسون إس إل.

ملخص

وصلت السمنة إلى نسب وبائية عالمية وتوجد حاجة ملحة لفهم الآليات الكامنة وراء تناول الطعام بشكل مفرط وغير متحكم فيه. Ghrelin ، وهو الهرمون الأوديجيجين المنتشر الوحيد المعروف ، يزيد بشكل فعال سلوك مكافأة الطعام. ولا تزال الدوائر الكيمائية العصبية التي تربط بين جريلين ونظام المكافأة المتوسطة وزيادة سلوك المكافأة الغذائية غير واضحة. نحن هنا ندرس ما إذا كان مطلوبا إشارات الدوبامين VTA-NAc لتأثير الغريلين على المكافأة الغذائية والمدخول. بالإضافة إلى ذلك ، نحن ندرس إمكانية ghrelin الذاتية المنشأ على الخلايا العصبية الدوبامين VTA-NAc. تم حقن D1-like أو مضادات مستقبلات D2 في NAc بالاشتراك مع microinjection ghrelin في VTA للتحقيق فيما إذا كان هذا الحصار يضعف سلوك مكافأة الغذاء الذي يسببه ghrelin. أنتجت حقن VTA من هرمون جريلين زيادة كبيرة في السلوك الدافع / مكافأة السلوك ، كما تم قياسه بواسطة التكرار التدريجي التفاعلي الناجم عن السكروز ، وتناول الطعام. المعالجة المسبقة مع إما D1 تشبه أو مستقبلات D2 في NAc ، منعت تماما تأثير مكافأة ghrelin ، وترك كمية الطعام سليمة. ووجدنا أيضًا أن هذه الدائرة قد تكون ذات صلة بآثار الجريلين المنبعث داخليا ، حيث خفض الخصومان الصيام (حالة من مستويات الدوران العالية من جريلين) ارتفاع سلوك دوافع السكروز ولكن ليس فرط فرط الطعام. عند جمع بياناتنا ، يتم تحديد VTA إلى NAc dopaminergic projections ، إلى جانب D1-like و D2 المستقبلات في NAc ، كعناصر أساسية لدوائر ghrelin المتجاوبة التي تتحكم في سلوك مكافأة الطعام. وتشير النتائج المثيرة للاهتمام أيضًا إلى أن سلوك المكافأة الغذائية وكمية الطعام البسيط من الطعام يتم التحكم بها من خلال دوائر متباينة ، حيث يلعب دواء NAc dopamine دورًا مهمًا في المكافأة الغذائية ولكن ليس في المدخول الغذائي.

الصفقات المميزة

  • •

  • Intra-VTA ghrelin يتعامل مع مستقبلات D1 و D2 التراكمية.

  • •

  • الحرمان من الطعام يزيد من سلوك مكافأة الطعام عبر مستقبلات D1 و D2 التراكمية.

  • •

  • لا يتأثر تناول الطعام من تراكمات D1 و D2 التراكمية.

  • •

  • يتم التحكم في سلوك المكافأة الغذائية وتناول الطعام البسيط من خلال دوائر متباعدة.

  • •

  • يلعب دواء NAc الدوبامين دوراً هاماً في المكافأة الغذائية ولكن ليس في المدخول الغذائي.

ملخص

وصلت السمنة إلى نسب وبائية عالمية وتوجد حاجة ملحة لفهم الآليات الكامنة وراء تناول الطعام بشكل مفرط وغير متحكم فيه. Ghrelin ، وهو الهرمون الأوديجيجين المنتشر الوحيد المعروف ، يزيد بشكل فعال سلوك مكافأة الطعام. ولا تزال الدوائر الكيمائية العصبية التي تربط بين جريلين ونظام المكافأة المتوسطة وزيادة سلوك المكافأة الغذائية غير واضحة.

نحن هنا ندرس ما إذا كان مطلوبا إشارات الدوبامين VTA-NAc لتأثير الغريلين على المكافأة الغذائية والمدخول. بالإضافة إلى ذلك ، نحن ندرس إمكانية ghrelin الذاتية المنشأ على الخلايا العصبية الدوبامين VTA-NAc. تم حقن D1-like أو مضادات مستقبلات D2 في NAc بالاشتراك مع microinjection ghrelin في VTA للتحقيق فيما إذا كان هذا الحصار يضعف سلوك مكافأة الغذاء الذي يسببه ghrelin. أنتجت حقن VTA من هرمون جريلين زيادة كبيرة في السلوك الدافع / مكافأة السلوك ، كما تم قياسه بواسطة التكرار التدريجي التفاعلي الناجم عن السكروز ، وتناول الطعام. المعالجة المسبقة مع إما D1 تشبه أو مستقبلات D2 في NAc ، منعت تماما تأثير مكافأة ghrelin ، وترك كمية الطعام سليمة. ووجدنا أيضًا أن هذه الدائرة قد تكون ذات صلة بآثار الجريلين المنبعث داخليا ، حيث خفض الخصومان الصيام (حالة من مستويات الدوران العالية من جريلين) ارتفاع سلوك دوافع السكروز ولكن ليس فرط فرط الطعام.

عند جمع بياناتنا ، يتم تحديد VTA إلى NAc dopaminergic projections ، إلى جانب D1-like و D2 المستقبلات في NAc ، كعناصر أساسية لدوائر ghrelin المتجاوبة التي تتحكم في سلوك مكافأة الطعام. وتشير النتائج المثيرة للاهتمام أيضًا إلى أن سلوك المكافأة الغذائية وكمية الطعام البسيط من الطعام يتم التحكم بها من خلال دوائر متباينة ، حيث يلعب دواء NAc dopamine دورًا مهمًا في المكافأة الغذائية ولكن ليس في المدخول الغذائي.

الكلمات الرئيسية

  • جريلين;
  • الدافع الغذائي;
  • تناول الطعام;
  • الإفراط في تناول الطعام;
  • تكييف هواء فعال;
  • الدوبامين;
  • D1;
  • D2

1.المقدمة

يتم إجراء أبحاث جيدة على هورمون جريلين والدوائر العصبية التي تعمل من خلالها في سياق السمنة والتحكم في الشهية (Skibicka و Dickson، 2011) ، بدافع أيضا من خلال الفرص العلاجية في هذا المجال المرضي (كاردونا كانو وآخرون ، 2012). Ghrelin فريد من نوعه بين الببتيدات المعوية المنتشرة في أنه يزيد من كمية الطعام (Wren et al. ، 2000, Inui ، 2001, الشنتاني وآخرون ، 2001 و  كوجيما وكانجاوا ، 2002) تأثير CNS تتوسطه مستقبلات مخصصة ، GHS-R1A (Salome et al.، 2009 و  Skibicka وآخرون ، 2011) تحديدًا تلك الموجودة في مناطق الدماغ المشاركة في "التغذية التماثلية" (أي التغذية المرتبطة بعجز الطاقة) ، ووتيبالوماس ودماغ الدماغ (ميليس وآخرون ، 2002, فولكونبريدج وآخرون ، 2003 و  Olszewski et al.، 2003). في الآونة الأخيرة ، ومع ذلك ، فقد برز دور ghrelin خارج هذه المناطق التماثل. يوجد GHS-R1A أيضًا في العقد الرئيسية لنظام المكافأة الوسطى ، في مناطق مثل المنطقة القطبية البطنية (VTA) والنواة المتكئة (NAc) (Zigman et al.، 2006 و  Skibicka وآخرون ، 2011) ، المناطق التي ينطوي عليها السلوك الدافع الحافز والتي ارتبطت أيضًا بـ "التغذية الطيبة" (أي مدخول الطعام مقترنًا بخصائصه المكافئة). يستطيع Ghrelin دفع كمية الطعام من كلا هذين الموقعين ومن المحتمل أن يرتبط هذا التأثير بعمله لزيادة قيمة المكافأة التحفيزية والمحفزة للأطعمة (نليد وآخرون ، 2005, أبي زيد وآخرون ، 2006 و  Skibicka وآخرون ، 2011). وهكذا ، في الجرذان أو الفئران المشبعة بالكامل ، يطبق الجريلين بشكل مركزي أو مركزي (بما في ذلك مباشرة في VTA) يؤدي إلى زيادة تناول الطعام وأيضا سلوك مكافأة الطعام (نليد وآخرون ، 2005, Perello et al. ، 2010, Skibicka وآخرون ، 2011 و  Skibicka et al.، 2012b) ينعكس ، على سبيل المثال ، عن طريق زيادة ضغط الذراع لمكافأة السكر في جدول زمني متدرج. يعكس هذا الإجراء دورًا جديدًا لجريلين في نظام المكافآت المتوسطة لتعزيز سلوك المكافآت ، ليس فقط من أجل الطعام ولكن أيضًا للكحول والمخدرات من الإساءة (ديكسون وآخرون ، 2011). والأهم من ذلك ، أن تأثير هرمون جريلين على حافز الطعام يفرز إشارات الشبع ، حيث يتسبب غريلين في سلوك مكافأة الطعام في الحيوانات المشبعة إلى مستوى مماثل لما تم اكتشافه في الجرذان المحرومة من الغذاء. علاوة على ذلك ، حقيقة أن حصار إشارة ghrelin ، ليس فقط بشكل منهجي ولكن أيضا انتقائي داخل VTA (Skibicka وآخرون ، 2011) ، النتائج في قمع قوي لسلوك مكافأة الطعام يؤكد على أهمية وضرورة إشارة جريلين في مكافأة الطعام.

إجراء Ghrelin على مستوى VTA كافٍ لدفع مدخول الطعام والسلوك المحفّز ، وهي تأثيرات يبدو أنها تتطلب الإشارة عبر GHS-R1A (أبي زيد وآخرون ، 2006 و  Skibicka وآخرون ، 2011). من المثير للدهشة أن الدائرة المصبّية ​​لأفعال تعزيز المكافآت في جريلين في منطقة التجارة الحرة لا تزال دون حل إلى حد كبير. داخل VTA ، يستخدم الجريلين إشارات أفيونية و NPY و GABAergic (أبي زيد وآخرون ، 2006 و  Skibicka et al.، 2012a). ومع ذلك ، فإن الخلايا العصبية الدوبامين VTA ، أظهرت سابقا للتعبير عن مستقبلات جريلين (أبي زيد وآخرون ، 2006) ، قد يكون هدف VTA النهائي لتأثيرات الجريلين على مكافأة الطعام. تعمل الأطعمة الشهية / المجزية على إشراك الخلايا العصبية للدوبامين VTA وإشارة الدوبامين في مناطق محددة من الجهاز العصبي المركزي مثل NAc ، وبالتالي تحفيز سلوك المكافأة الغذائية (Hernandez و Hoebel ، 1988 و  جوزيف وهودجز ، 1990). ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن إطلاق الدوبامين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالسلوكيات الدوافع للأغذية ، إلا أنه ضروري أيضًا للتغذية الأساسية مثل الفئران غير القادرة على تخليق الدوبامين الذي يموت بسبب الجوع (كانون وآخرون ، 2004). تم اقتراح ارتباط وظيفي بين الجريلين والدوبامين من خلال تأثيرات الجريلين على نشاط الخلايا العصبية للدوبامين VTA وأيضًا من خلال حقيقة أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA السليمة ضرورية لتأثيرات الجريلين على مكافأة الطعام (أبي زيد وآخرون ، 2006 و  واينبرغ وآخرون ، 2011). ومع ذلك ، فإن الخلايا العصبية الدوبامين VTA مشروع إلى عدد من المواقع ويبقى غير مستكشفة تماما ما إذا كان مطلوبا إشارة الدوبامين في NAc للآثار مدفوعة VTA من جريلين على السلوك الدافع الغذائي. وعلاوة على ذلك ، يشارك جريلين في السيطرة على السلوكيات غير تناول الطعام أو التحفيز ، أي البحث عن الجدة ، والتي تم ربطها أيضًا بإطلاق الدوبامين في NAc (باردو وآخرون ، 1996 و  Hansson et al.، 2012).

في هذه الدراسة ، اختبرنا الفرضية القائلة بأن آثار جريلين على السلوك الدافع الغذائي و / أو تناول الطعام المبذول على مستوى VTA تتطلب تشوير مستقبلات الدوبامين في NAc. تحقيقا لهذه الغاية ، تم تقييم تناول الغذاء والسلوك الدافع الغذائي الناجم عن VTA ghrelin في الضغط التدريجي لرافعة الرافعة لنموذج السكروز جنبا إلى جنب مع الحصار NAc الدوبامين المتزامنة في وقت واحد. في دراسات منفصلة قمنا باختبار المساهمة الفردية للدوبامين 1 (D1) مثل المستقبلات ومستقبلات الدوبامين 2 (D2). علاوة على ذلك ، من أجل استكشاف مساهمة الجريلين الداخلي في إشارة الدوبامين NAc ، قررنا ما إذا كانت مستقبلات الدوبامين هذه تلعب دورًا في تعزيز سلوك مكافأة الطعام على أساس الجوع. أخيرا ، من أجل تقييم العواقب الجزيئية لهرمون جريلين المرتفع داخليا في إشارات الدوبامين NAc ، قررنا تأثير الحرمان من الجوع / الغذاء على التعبير مرنا من مستقبلات الدوبامين NAc والإنزيمات.

2. المواد والأساليب

أشكال حيوانات: تم إيواء ذكور فئران Sprague-Dawley البالغة (200-250 جم ، تشارلز ريفر ، ألمانيا) في دورة مضاءة / مظلمة مدتها 12 ساعة (الأضواء مضاءة في الساعة 6 صباحًا) مع توفير الطعام والماء بانتظام libitum الإعلانية في أقفاصهم المنزلية. أجريت جميع الإجراءات الحيوانية بإذن أخلاقي ووفقًا للمبادئ التوجيهية للجنة رعاية الحيوان المؤسسية لجامعة غوتنبرغ.

العمليات الجراحية: تم زرع جميع الفئران في الدراسات السلوكية بقنية إرشادية (مقياس 26 ؛ بلاستيك واحد ، رونوك ، فيرجينيا) ، مستهدفة VTA وقذيفة NAc لحقن لاحقة أحادية الجانب. تم استخدام تخدير الكيتامين. تم وضع القنيات 1.5 مم فوق الموقع المستهدف ، وتم استخدام حاقن يمتد 1.5 مم من قنيات التوجيه للحقن المجهرية. لاستهداف VTA ، تم اختيار الإحداثيات التالية من Skibicka et al. (2011): ± 0.75 من خط الوسط ، و 5.7 ملم خلفي إلى برجما ، و 6.5 ملم بطني من سطح الجمجمة ، مع حاقن يستهدف 8.0 ملم بطني إلى الجمجمة. بالنسبة لقذيفة NAc ، تم استخدام الإحداثيات التالية (تم تعديلها من Quarta et al. (2009): ± 0.75 من خط الوسط ، 1.7 ملم أمام برجما ، و 6.0 ملم بطني إلى الجمجمة ، مع حاقن موجه 7.5 ملم بطني). تم إرفاق القنيات بالجمجمة بإسمنت أكريليك للأسنان ومسامير مجوهرات ومغلقة بسدادة ، كما هو موضح سابقًا (Skibicka وآخرون ، 2009). في جميع الفئران ، تم التحقق من موقع الحقن المجهري لكل من VTA و NAc بعد الوفاة ، عن طريق الحقن المجهري للحبر الهندي بنفس حجم الحقن المجهري (0.5 ميكرولتر) المستخدم طوال الدراسة. الموضوعات فقط مع الموضع الصحيح (رسم بياني 2) تم تضمينها في تحليل البيانات.

  • صورة بالحجم الكامل (48 K)
  • رسم بياني 1.  

    الرسوم البيانية التي تمثل التصاميم التجريبية المختلفة المستخدمة. تم استخدام جدول 1 للحصول على البيانات المقدمة في تين. 3 و 4. تم استخدام جدول 2 للحصول على البيانات المقدمة في رسم بياني 5 وجدولة 3 للبيانات المعروضة في تين. 6 و 7. تمثل الصناديق الرمادية الصلبة فترات عندما تم جمع القياسات.

  • صورة بالحجم الكامل (77 K)
  • رسم بياني 2.  

    موقع الحقن الممثل NAc (A) و VTA (B) (المشار إليه بالدائرة). تمثل اللوحة اليمنى قسم دماغ الفئران الإكليلية مع حقن دقيق للحبر الهندي في غلاف VTA أو NAc (NAcS) بحجم 0.5 ميكرولتر المستخدم في الدراسة. تُظهر اللوحة اليسرى قسم أطلس دماغ الفئران المقابل ، 2.16 ملم أمام بريجما لـ NAc و 5.64 خلفي إلى bregma لـ VTA ؛ آق ، قناة مائية سم مكعب ، الجسم الغضروفي ؛ CPu ، والذنب والبوتامين ؛ LV ، البطين الجانبي. NAcC ، NAc core ؛ SN ، المادة السوداء.

2.1. إجراءات تكييف التشغيل

أجريت تجارب التكييف الفعال في غرف التكييف الفعالة للجرذان (30.5 × 24.1 × 21.0 سم ؛ Med-Associates ، جورجيا ، VT ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تكييف إجراء التدريب المستخدم للتكييف الفعال من الدراسات السابقة (لا فلور وآخرون ، 2007 و  Hansson et al.، 2012). لتسهيل التدريب الفعال على السكروز ، خضعت جميع الفئران لقيود غذائية خفيفة تم خلالها تقليل وزن الجسم الأولي تدريجيًا إلى 90 ٪ خلال فترة أسبوع واحد. قبل وضعها في الصناديق الفعالة ، تعرضت الفئران لحبيبات السكروز (45 مجم من حبيبات السكروز ؛ اختبار النظام الغذائي ، ريتشموند ، إنديانا ، الولايات المتحدة الأمريكية) في بيئة القفص المنزلي في مناسبتين على الأقل. بعد ذلك ، تعلمت الفئران الضغط على حبيبات السكروز وفقًا لجدول FR1 بنسبة ثابتة ، مع جلستين / يوم. في FR2 ، أدت ضغطة واحدة على الرافعة النشطة إلى توصيل حبة سكروز واحدة. استغرقت جميع جلسات FR 1 دقيقة أو حتى حصلت الفئران على 30 حبة ، أيهما حدث أولاً. حققت معظم الفئران معيار 50 حبة لكل جلسة بعد 50-5 أيام. تم تسجيل الضغط على الرافعة غير النشطة ، ولكن لم يكن لها أي نتيجة مبرمجة. تبعت جلسات جدول FR7 بـ FR1 و FR3 (أي 5 و 3 مكابس لكل بيليه على التوالي). تم اتباع جدول FR5 بجدول النسبة التدريجية (PR) الذي تم خلاله زيادة تكلفة المكافأة تدريجياً لكل مكافأة تالية ، من أجل تحديد مقدار العمل الذي يرغب الجرذ في القيام به للحصول على المكافأة. تمت زيادة متطلبات الاستجابة وفقًا للمعادلة التالية: نسبة الاستجابة = (5e (5 × رقم التسريب)) - 0.2 من خلال السلسلة التالية: 5 ، 1 ، 2 ، 4 ، 9 ، 12 ، 15 ، 20 ، 25 ، 32 ، 40 ، 50 ، 62 ، 77 ، 95 ، 118 ، 145 ، 178 ، 219 ، 268. انتهت جلسة العلاقات العامة عندما فشل الجرذ في الحصول على مكافأة خلال 328 دقيقة. اعتُبرت الاستجابة مستقرة عندما لا يختلف عدد الكريات الغذائية المكتسبة في كل جلسة بأكثر من 60٪ لثلاث جلسات متتالية. في معظم الحالات ، استقرت الاستجابة في غضون 15 جلسات. تم تدريب الفئران التي لم تصل إلى المعايير المطلوبة في هذا الوقت من الوقت في جلسات إضافية. تم إجراء اختبار العلاقات العامة في جلسة واحدة / يوم. تم نقل الفئران لاحقًا إلى أقفاصها المنزلية لقياس مدخول الطعام لمدة ساعة. في نهاية التدريب وقبل الجراحة والاختبار ، كان لدى الفئران libitum الإعلانية الوصول إلى الطعام العادي.

2.2. المخدرات

تم إعطاء جريلين الجرذ المكلور (Tocris ، بريستول ، المملكة المتحدة) إلى VTA بجرعة 1.0 ميكروغرام مع السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF) كوسيلة (والتحكم). سبق أن ثبت أن جرعة 1.0 ميكروغرام من الجريلين تزيد من الاستجابة الفعالة للسكر وتحفز استجابة أوكسيجينية عند تسليمها إلى VTA (نليد وآخرون ، 2005 و  Skibicka وآخرون ، 2011). تم إعطاء مضادات مستقبلات شبيهة بـ D1 ، SCH-23390 ، إلى NAc بجرعة 0.3 ميكروغرام (Tocris) ، مع aCSF كمركبة (تحكم). بالنسبة لدراسة الحرمان من الطعام ، تمت زيادة الجرعة إلى 0.5 ميكروغرام بسبب نقص تأثير الجرعة الأصلية 0.3 ميكروغرام. SCH-23390 هو مضاد قوي وانتقائي لمستقبلات الدوبامين الشبيهة بـ D1 مع تقارب أكثر من 1000 ضعف لمستقبلات الدوبامين الشبيهة بـ D1 مقابل D2 (بارنيت وآخرون ، 1986). له تقارب مشابه لمستقبلات D1 و D5 (بارنيت وآخرون ، 1992) ومن ثم خلال الدراسة ، سنشير إلى قدرتها على منع المستقبلات الشبيهة بـ D1 ، وهو مصطلح يشمل مستقبلات D1 و D5. تم اختيار الجرعة الأولية 0.3 ميكروغرام من SCH-23390 بناءً على (Grimm et al.، 2011). تبين أن هذه الجرعة المحقونة في غلاف NAc فعالة في تقليل ضغط الرافعة للحصول على إشارة مقترنة مسبقًا بإيصال محلول السكروز دون التأثير على الأداء عند الرافعة غير النشطة. تم إعطاء مضادات مستقبلات الدوبامين D2 ، هيدروكلوريد eticlopride (Tocris) ، إلى NAc مع aCSF كمركبة (تحكم). اعتمدت الجرعة الأولية من eticlopride المختارة (1.0 ميكروغرام) على (Laviolette et al. ، 2008) ولكن تمت زيادته إلى 1.5 ميكروغرام في دراسة الحرمان من الطعام. تم تسليم جميع الأدوية في حجم 0.5 ميكرولتر من aCSF.

2.3. تصميم تجريبي

تلقت جميع الفئران الحقن الموجهة من NAc و VTA في وقت مبكر من دورة الضوء ، مع الحقن الثاني في 10 دقائق قبل بدء الاختبار الفعال. تم فصل جميع الظروف بما لا يقل عن 48 ساعة وتشغيلها بطريقة متوازنة ، بحيث تلقى كل فأر جميع الشروط الأربعة: السيارة الأولى أو مضادات مستقبلات الدوبامين إلى NAc ثم بعد 10 دقائق ، السيارة أو الجريلين إلى VTA. لكل فأر تم استهداف VTA و NAc المماثل. يتم أيضًا توضيح تفاصيل كل تجربة في رسم بياني 1.

2.3.1. تأثير حصار مستقبل تشبه D1 على المكافأة الغذائية التي يسببها الغريلين وتناول الطعام

تم فحص الردود بعد استهداف VTA و NAc (n = 12-14) تسليم الدواء بعد أربعة شروط على النحو التالي: 1) حالة التحكم (حلول المركبات لـ NAc و VTA) ، 2) مركبة NAc + VTA 1.0 ميكروغرام جريلين ، 3) NAc 0.3 ميكروغرام SCH-23390 + مركبة VTA ، 4 ) NAc 0.3 ميكروغرام SCH-23390 + VTA 1.0 ميكروغرام جريلين. تم إجراء الاختبار في حالة الشبع (بعد فترة الدورة المظلمة للتغذية). في الأيام التجريبية ، أعيد الفئران إلى أقفاص منازلهم بعد 120 دقيقة من الاختبار الفعال وتم قياس تناول الطعام خلال ساعة واحدة في بيئة القفص المنزلي (كما في الجدول 1 ، رسم بياني 1). هذه النقطة الزمنية تقابل الساعة الثالثة بعد حقن غريلين VTA ، والتي من المتوقع أن تستمر فيها استجابة ما بعد الأكسدة ، بناءً على دراسات سابقة تستكشف مسار عمل جريلين ، تدار مركزياً أو محيطياً ( Wren et al. ، 2000 و  فولكونبريدج وآخرون ، 2003) ودراساتنا السابقة التي استخدمت إعدادًا تجريبيًا مشابهًا.

2.3.2. تأثير حصار مستقبلات D2 على المكافأة الغذائية التي يسببها الغريلين وتناول الطعام

تم فحص الردود بعد استهداف VTA و NAc (n = 7) تسليم الدواء في أربعة شروط على النحو التالي: 1) حالة التحكم (حلول المركبات لـ NAc و VTA) ، 2) مركبة NAc + VTA 1.0 ميكروغرام جريلين ، 3) NAc 1 ميكروغرام eticlopride hydrochloride + مركبة VTA ، 4) NAc 1 ميكروغرام هيدروكلوريد إتيكلوبريد + VTA 1.0 ميكروغرام جريلين. تم إجراء الاختبار في حالة الشبع (بعد فترة الدورة المظلمة للتغذية). تمت إعادة الفئران إلى أقفاصها المنزلية بعد 120 دقيقة من الاختبار الفعال وتم قياس تناول الطعام خلال ساعة واحدة في بيئة القفص المنزلي (كما في الجدول 1 ، رسم بياني 1) نظرًا لأن التأثير التكويني بوساطة الجريلين لا يزال موجودًا بعد تأخر وضع حبيبات الطعام (بعد ساعتين).

2.3.3. تأثيرات حصار مستقبلات D1-like و D2 (منفصلة أو مجمعة) على مدخول حمية تشنج الجريلين وحده

من أجل تأكيد أن النتائج التي تم الحصول عليها عند تناول الطعام في التجارب السابقة لم يتم الخلط بينها وبين التعرض المسبق للسكروز في النموذج الفعال أو التأخير الزمني لمدة ساعتين ، في دراسة منفصلة ، استكشفنا تأثيرات توصيل NAc لـ اثنين من مضادات مستقبلات الدوبامين بمفردهما أو في تركيبة على تناول الطعام الذي يسببه هرمون VTA 2 و 2 ساعات في الجرذان المشبعة (n = 10-11 ؛ كما في الجدول 2 ، رسم بياني 1). في هذه الحالة ، لم تتعرض الفئران لنموذج التكييف الفعال قبل قياس الطعام. وبالتالي ، تم قياس تناول الطعام بعد توصيل عقار VTA و NAc المستهدف بعد أربعة شروط على النحو التالي: 1) حالة التحكم (حلول المركبات لـ NAc و VTA) ، 2) مركبة NAc + VTA 1.0 ميكروغرام جريلين ، 3) مضادات مستقبلات الدوبامين NAc + مركبة VTA ، 4) مضادات مستقبلات الدوبامين NAc + VTA 1.0 ميكروغرام جريلين. أولاً ، استكشفنا اثنين من مضادات مستقبلات الدوبامين بشكل منفصل بحيث تلقت مجموعة واحدة من الفئران 3 ميكروغرام من SCH-4 في الظروف 0.3 و 23390 ، وتلقت المجموعة الأخرى 1 ميكروغرام من هيدروكلوريد إيتكلوبريد. بعد الشفاء لمدة 3 أيام ، تم إعادة اختبار ما يقرب من نصف الفئران من كل مجموعة ، وهذه المرة بمزيج من الخصمين في الظروف 3 و 4. في كل من هذه التجارب الثلاثة ، تم استخدام تصميم متوازن بين العلاجات ، كما كان من قبل (الكل تلقت الفئران جميع الشروط في كل تجربة ضمن موضوع مقارنة التأثير). تم التحقق من موضع الكانيولا بعد الوفاة كما كان من قبل. تشمل البيانات الموضحة فقط الفئران التي تم وضع الحقن المؤكدة للوصول إلى VTA و NAc.

2.3.4. تأثير حصار مستقبلات D1-like و D2 على المكافأة الغذائية الناتجة عن الحرمان الغذائي وتناول الطعام

تم اختبار مضادات مستقبلات الدوبامين في تجارب مختلفة 2. في التجربة الأولى ، تم فحص الردود بعد استهداف NAc (n = 20) توصيل أي من المركبات أو مضادات المستقبل الشبيهة بـ D1 (0.5 ميكروغرام SCH-23390). تم إجراء الاختبار في حالة الصيام (بعد تقييد الطعام لمدة فترة الدورة المظلمة). في التجربة الثانية تم فحص الردود بعد استهداف NAc (n = 7) تسليم أي من المركبات أو 1.5 ميكروغرام NAc eticlopride hydrochloride. تم إجراء الاختبار في حالة الصيام (بعد تقييد الطعام لمدة فترة الدورة المظلمة ؛ كما هو موضح في الجدول 3 ، رسم بياني 1).

2.3.5. التغيرات التي يسببها الحرمان من الغذاء في التعبير الجيني المرتبط بدوبامين في NAc

تم قياس التغيرات التي تسببها الحرمان الغذائي في التعبير الجيني عن الجينات الرئيسية ذات الصلة بالدوبامين [تم قياس مستقبلات الدوبامين D1A و D2 و D3 و D5 و catechol-O-methyltransferase (COMT) و monoamine oxidase A (MAO)] في NAc.

2.3.6. عزل الحمض النووي الريبي والتعبير مرنا

تمت إزالة الأدمغة بسرعة وتم تشريح NAc باستخدام مصفوفة الدماغ ، وتجميدها في النيتروجين السائل وتخزينها عند -80 درجة مئوية لتحديد تعبير الرنا المرسال لاحقًا. تم تجانس عينات الدماغ الفردية في Qiazol (Qiagen ، Hilden ، ألمانيا) باستخدام Tissue Lyser (Qiagen). تم استخراج Total RNA باستخدام RNeasy Lipid Tissue Mini Kit (Qiagen) مع علاج DNAse إضافي (Qiagen). تم تقييم جودة وكمية الحمض النووي الريبي بواسطة القياسات الطيفية (Nanodrop 1000 ، NanoDrop Technologies ، الولايات المتحدة الأمريكية). لتوليف (كدنا) ، تم استخدام مجموعة التوليف iScript (كدنا) (BioRad). تم إجراء RT PCR في الوقت الحقيقي باستخدام TaqMan® مجموعات المسبار والتمهيدي للجينات المستهدفة المختارة من كتالوج على الإنترنت (النظم البيولوجية التطبيقية). تم حساب قيم التعبير الجيني بناءً على Ct طريقة ( Livak و Schmittgen ، 2001)، أين ال libitum الإعلانية تم تعيين مجموعة تغذية في تدريج. تم استخدام جليسرالديهايد- 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) كجينات مرجعية.

2.3.7. تحليل احصائي

تم تحليل جميع المعايير السلوكية من خلال تحليل التدابير المتكررة من التباين (ANOVA) يليه اللاحق اختبار Tukey HSD حسب الاقتضاء أو الطالب t اختبار حيث تمت مقارنة حالتين فقط. أجريت جميع التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج GraphPad. واعتبرت الاختلافات كبيرة في p <0.05.

3. النتائج

3.1. تأثير حصار مستقبلات تشبه D1 (NAc) على المكافأة الغذائية التي يسببها VTA ghrelin وتناول الطعام

ولتحديد ما إذا كان النشاط في المستقبلات الشبيهة بـ D1 ضروريًا للزيادة المحققة في سلوك المكافأة الغذائية المترافقة مع VTA ، تم اختبار تأثير المعالجة المسبقة بمضاد تشبه D1 (SCH-23390) على المستحث المحرض على الجريلين للسكروز. اختبار Tukey بعد hock anoA طريقة واحدة (F(3,33) = 11.1 ، p <0.0005 ؛ F(3,33) = 3.7 ، p <0.01 ؛ F(3,39) = 3.6 ، p <0.05 للمكافآت والرافعة النشطة والطعام على التوالي) أظهر تأثيرًا كبيرًا للهرلين في زيادة عدد المكافآت المكتسبة (p <0.0005 ؛ رسم بياني 3أ) عدد مكابس الرافعة النشطة (p <0.05 ؛ رسم بياني 3ب) ، وتناول الطعام (p <0.05 ؛ رسم بياني 3C). تم حظر المعلمات المرتبطة بسلوك المكافآت ، المكافآت المكتسبة والمكابس النشطة للرافعة ، بشكل واضح بواسطة المعالجة المسبقة SCH-23390 ( رسم بياني 3أ ، ب). كان النشاط على الذراع الخاملة طفيفًا ولم يختلف بشكل كبير بين مجموعات العلاج المختلفة ( رسم بياني 3ب) تشير إلى أن العلاج لا ينتج تغييرات غير محددة الهدف غير محددة في النشاط. لوحظ أن فرط فرط العصارة المرتبط بالطحالب بعد حقن جرلين بجرعات دقيقة في VTA لم يتغير من خلال المعالجة المسبقة SCH-23390 ( رسم بياني 3ج). تُظهر هذه البيانات أن مستقبلات الدوبامين والمستقبلات الشبيهة بـ D1 في غلاف NAc هي في اتجاه مجرى الجريلين وهي ضرورية لجريلين الذي يديره VTA لممارسة تأثيره على سلوك المكافأة الغذائية. ومع ذلك ، فهي ليست ضرورية لقدرة الجريلين على زيادة تناول الطعام. لم يكن للعلاج NAc مع SCH-23390 أي تأثير في حد ذاته على أي متابع يستجيب للطعام أو تناول الطعام ( رسم بياني 3).

  • صورة بالحجم الكامل (37 K)
  • رسم بياني 3.  

    آثار حصار مستقبلات قذيفة D1 داخل NAc على سلوك مكافأة الطعام الذي يسببه هرمون الجريلين داخل VTA وفرط الأكل. أدت المعالجة المسبقة بمضاد مستقبلات شبيهة بـ D1 ، SCH-23390 ، إلى منع الزيادة التي يسببها هرمون الجريلين في مكافآت السكروز المكتسبة (أ) ، وعدد مكابس الرافعة النشطة (الأشرطة السوداء) بينما كان النشاط في الرافعة غير النشطة (الأشرطة الرمادية) لا تتأثر بأي من العلاجات (ب). لم يتم تخفيف فرط الأكل داخل VTA بواسطة الحصار الانتقائي لقذيفة NAc لمستقبلات D1 (C). تظهر القيم كوسائل + SE. n = 12-14. *p <0.05 ، ***p <0.005.

3.2. تأثير الحصار D2 (NAc) على المكافأة الغذائية التي يسببها الـ VTA والغريلين وتناول الطعام

لتحديد ما إذا كان النشاط في D2s ضروريًا للتعبير عن ارتفاع سلوك المكافأة الناتج عن تدفق الغريلين VTA ، تم اختبار تأثير المعالجة المسبقة بمضاد D2 الانتقائي (eticlopride hydrochloride) على زيادة تأثير الغريلين في سلوك السكروز. طريقة واحدة أظهرت أنوفا تأثير كبير من العلاج من تعاطي المخدرات (F(3,18) = 9.5 ، p <0.0005 ؛ F(3,18) = 8.1 ، p <0.001 ؛ F(3,39) = 3.8 ، p <0.05 للمكافآت والرافعة النشطة والطعام على التوالي). أشار اختبار Tukey اللاحق إلى زيادة كبيرة في المكافآت المكتسبة (p <0.01 ؛ رسم بياني 4أ) ومكابس رافعة نشطة (p <0.01 ؛ رسم بياني 4ب) بعد العلاج غريلين التي تم حظرها مع العلاج eticlopride. كان النشاط على الذراع الخاملة طفيفًا ولم يختلف بشكل كبير بين مجموعات العلاج المختلفة ( رسم بياني 4ب). على النقيض من بيانات الاستجابة المتفاعلة ، لم يغير المعالجة المسبقة لل eticlopride الزيادة التي يسببها الغريلين في المدخول من الأطعمة (p <0.05 ؛ رسم بياني 4ج). في هذه الدراسة المركبة ، تم تأكيد التفاعل عن طريق ANOVA ثنائي الاتجاه بين المعالجة المسبقة × الجريلين في المكافآت المكتسبة: F(1,24) = 4.8 ، p <0.05 ؛ مكابس رافعة نشطة: F(1,24) = 4.7 ، p <0.05 ولكن ليس تناول الطعام. وبالتالي يمكن استخدام مستقبلات D2 بواسطة الجريلين لإحداث تغييرات في السلوكيات المتعلقة بالمكافأة ولكن ليس استهلاك الطعام.

  • صورة بالحجم الكامل (39 K)
  • رسم بياني 4.  

    آثار حصار مستقبلات D2 داخل NAc على سلوك مكافأة الطعام الذي يسببه الجريلين داخل VTA وفرط الأكل. ألغت المعالجة المسبقة بمضاد مستقبلات D2 ، هيدروكلوريد eticlopride (ETC) ، الزيادة التي يسببها الجريلين في مكافآت السكروز المكتسبة (A) ، وعدد مكابس الرافعة النشطة (الأشرطة السوداء) بينما لم يكن النشاط في الرافعة غير النشطة (الأعمدة الرمادية) تتأثر بأي من العلاجات (ب). على النقيض من ذلك ، لم يتم تخفيف فرط البلع داخل VTA بواسطة الحصار الانتقائي لقذيفة NAc لمستقبلات D2 (C). يتم عرض القيم كوسائل + SE. n = 7. *p <0.05، **p <0.01.

3.3. تأثير حصار مستقبلات D1 و / أو D2 (NAc) على مدخول الطعام المستحث بـ VTA ghrelin

للحصول على مزيد من التحقق من عدم وجود تأثير اثنين من مضادات الدوبامين على تغذية الطعام ، كررنا الدراسة ، هذه المرة في الفئران لم تتعرض أبدًا لنموذج التكييف الفعال. تم تمديد دراسة التحقق هذه لتشمل اختبارًا ثالثًا استكشفنا فيه تأثيرات التسليم المشترك لمضادات مستقبلات D1 و D2 إلى NAc على تناول الطعام الذي يحركه VTA ghrelin. تمت زيادة تناول تشاو بشكل ملحوظ بواسطة VTA جريلين في ساعتين بعد الحقن (طريقة ANOVA: F(3,30) = 6.4 ، p <0.005 و F(3,27) = 9.0 ، p <0.0005 لدراسة مستقبلات D1 و D2 على التوالي) ولم يتأثر ذلك بالمعالجة المسبقة مع أي من D1-like ( رسم بياني 5أ) أو خصم مستقبلات D2 ( رسم بياني 5ب). في الاختبار النهائي ، واستكشاف التأثير المشترك لمضاد مستقبلات الدوبامين ، لم نتمكن من اكتشاف تأثير كبير لـ VTA ghrelin حتى النقطة الزمنية 3 ساعات ، وربما يعكس تأثير الحقن المتني الثلاثي المطلوب في هذه الدراسة. طريقة واحدة ANOVA أشارت إلى تأثير كبير للعلاج (F(3,30) = 9.6 ، p <0.0005). وصل تناول الطعام بعد توصيل VTA ghrelin إلى أهمية في النقطة الزمنية 3 ساعات ، ومع ذلك ، لم يتم قمع هذا مرة أخرى عن طريق التطبيق المشترك لمضادات مستقبلات الدوبامين على NAc ( رسم بياني 5C). لاحظ أن التطبيق المشترك لكل من مضادات مستقبلات الدوبامين في NAc لم يكن له أي تأثير في حد ذاته على تناول الطعام.

  • صورة بالحجم الكامل (48 K)
  • رسم بياني 5.  

    آثار حصار مستقبلات الدوبامين داخل NAc على فرط الأكل الذي يسببه الجريلين داخل VTA في الفئران دون أي تدريب فعال مسبق أو التعرض للسكروز. لم يتم قمع فرط البلع الناجم عن VTA الجريلين والذي تم قياسه في ساعتين بعد الحقن بواسطة المعالجة المسبقة لـ NAc إما بمضاد مستقبلات شبيهة بـ D2 أو SCH-1 (SCH) أو (B) مضاد مستقبل D23390 ، هيدروكلوريد eticlopride ( إلخ). في (C) ، لم يتم قمع فرط الأكل الناجم عن الجريلين المقاس عند النقطة الزمنية 2 ساعات عن طريق التناول المتزامن لـ NAc لكل من الخصوم. تظهر القيم كوسائل + SE. n = 10-11. *p <0.05، **p <0.01.

3.4. تأثير حصار مستقبلات D1-like و D2 على المكافأة الغذائية الناتجة عن الحرمان الغذائي وتناول الطعام

يؤدي الحرمان من الطعام إلى زيادة الاستجابة الفعالة وتناول الطعام لمدة ساعة ؛ ضغطت الجرذان على الرافعة النشطة تقريبًا مرتين عندما كانت جائعة وثلاث إلى ست مرات أكثر عند نقطة قياس ساعة واحدة (قارن حالة السيارة في تين. 3 و 4). حصار مستقبلات تشبه D1 في غلاف NAc قلل بشكل كبير من الارتفاع الناجم عن الحرمان من الطعام في سلوك مكافأة الطعام عند تقييمه كخفض في مكافآت الطعام المكتسبة (p <0.01 ؛ رسم بياني 6أ) وانخفاض في ضغط يفر النشطة (p <0.01 ؛ رسم بياني 6ب). لم يكن لهذا العلاج أي آثار كبيرة على تناول الأطعمة التي يسببها الحرمان من الطعام ( رسم بياني 6C). أدى تسريب مضادات D2 إلى غلاف NAc إلى خفض كبير في ارتفاع درجة حرارة الغذاء بسبب سلوك مكافأة الطعام عند تقييمه كخفض في مكافآت الطعام المكتسبة (p <0.01 ؛ رسم بياني 7ا). على الرغم من أن كل جرذ تخفض ضغطه الفعال للضغط بعد حصار D2 في NAc ، فقد أدى التأثير إلى وجود اتجاه (p = 0.08 ؛ رسم بياني 7ب) من المحتمل أن يكون ذلك بسبب التباين الأساسي العالي في ضغط الرافعة (الخطأ القياسي = 86 للمركبة و 41 لحالات العقاقير ، نطاق الرافعة النشطة التي تضغط على السيارة من 57 إلى 707 مكابس). تؤدي إزالة أعلى فأر مستجيب من مجموعة البيانات إلى p = 0.001. أظهر الجرذ الذي تمت إزالته بشكل خاص 707 ضغطًا على السيارة و 303 ضغطًا فقط على المخدرات ، مما يدعم أيضًا النتيجة الإجمالية. لم يغير أي من مناهض مستقبلات الدوبامين الرافعة التي تضغط على الرافعة غير النشطة. لم يتم تغيير تناول تشاو بسبب الحصار D2 في NAc ( رسم بياني 7C).

  • صورة بالحجم الكامل (29 K)
  • رسم بياني 6.  

    آثار حصار مستقبلات شل D1 داخل NAc على الارتفاع الناجم عن الحرمان من الطعام في سلوك المكافأة الغذائية وفرط الأكل. خففت المعالجة المسبقة بمضاد مستقبلات D1 ، SCH-23390 ، الزيادة الناتجة عن الحرمان من الطعام في مكافآت السكروز المكتسبة (أ) ، وعدد مكابس الرافعة النشطة بينما لم يتأثر النشاط في الرافعة غير النشطة بأي من العلاجات (ب) . لم يتم تخفيف فرط الأكل عن طريق الحصار الانتقائي لقذيفة NAc لمستقبلات D1 (C). يتم عرض القيم كوسائل + SE. n = 20. **p <0.01.

  • صورة بالحجم الكامل (30 K)
  • رسم بياني 7.  

    آثار حصار مستقبلات قذيفة D2 داخل NAc على الارتفاع الناجم عن الحرمان من الطعام في سلوك المكافأة الغذائية وفرط الأكل. أدت المعالجة المسبقة بمضاد مستقبلات D2 ، هيدروكلوريد eticlopride (ETC) ، إلى تقليل الزيادة التي يسببها الحرمان من الطعام في مكافآت السكروز المكتسبة (A) ، وتميل إلى تقليل عدد مكابس الرافعة النشطة (B). لم يتأثر نشاط الرافعة الخاملة بأي من المعالجات (ب). لم يتم تخفيف فرط الأكل عن طريق الحصار الانتقائي لقذيفة NAc لمستقبلات D2 (C). تظهر القيم كوسائل + SE. n = 7. **p <0.01.

3.5. التغيرات الناجمة عن الحرمان من الأغذية في التعبير الجيني المرتبط بالجبن الدوبامين في NAc

كان للصيام بين عشية وضحاها تأثير كبير على تعبير mRNA لعدة جينات ذات صلة بدوبامين في NAc. تم تخفيض التعبير عن mRNA لمستقبل الدوبامين D2 بشكل كبير بينما كان مرتفعا مستقبل الدوبامين D5 مرنا. لم تتغير مستقبلات الدوبامين D1 و D3 و COMT و MAO mRNAs بسبب الصيام بين عشية وضحاها (رسم بياني 8). تعتبر مستقبلات D1 و D2 مستقبلات الدوبامين الأكثر وفرة في الدماغ ، في حين أن وجود D3 و D5 في CNS أكثر تقييدًا بكثير. لذلك قمنا بمقارنة مستويات mRNA في المتلقي لمستقبلات D5 إلى D1 ووصلت إلى 2٪ ؛ تم اكتشاف علاقة مشابهة لـ D3 و D2 (لا تظهر البيانات). وهكذا نحن هنا نؤكد أنه في NAc ، تتكون غالبية mRNA لمستقبلات الدوبامين من مستقبلات D1 و D2 في حين أن مستقبلات D3 و D5 لا تمثل سوى جزء صغير من مجموع مستقبلات دوبامين mRNA المكتشفة في NAc.

  • صورة بالحجم الكامل (21 K)
  • رسم بياني 8.  

    Nucleus accumbens الدوبامين التعبير الجيني المرتبط بإشارات الدوبامين الذي تم اكتشافه بعد تقييد الطعام. يتم عرض القيم كوسائل + SE. *p <0.05.

4. نقاش

تشير النتائج الرئيسية للدراسة الحالية إلى أن إشارات الدوبامين في غلاف NAc هي وسيط ضروري لتأثيرات الجريلين على مكافأة الطعام. تشير النتائج إلى أن مستقبلات D1 و D2 في غلاف NAc هي مكونات رئيسية للدائرة التي يتم تنشيطها بواسطة الجريلين وهي ضرورية لـ VTA لتطبيق الجريلين لممارسة تأثيره على سلوك المكافأة الغذائية. إشارات مستقبلات D1 و D2 في NAc (قذيفة) ليست ضرورية لقدرة الجريلين على زيادة تناول الطعام. تشير هذه البيانات إلى تباين في الأهداف العصبية للجريلين التي تتحكم في تعزيز الغذاء مقابل تناول الطعام. أخيرًا ، تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن هذه الدائرة تعمل أيضًا بواسطة هرمون الجريلين الداخلي ، حيث إنه في حالة الجوع ، عندما ترتفع مستويات الجريلين المنتشرة ، تكون إشارات الدوبامين في NAc مطلوبة لزيادة سلوك المكافأة الغذائية.

من المستغرب ، في حين أنه من الواضح أن الغريلين له تأثير على نظام الدوبامين (أبي زيد وآخرون ، 2006, جيرلهاج وآخرون ، 2007, Kawahara et al.، 2009 و  واينبرغ وآخرون ، 2011) ، هذه هي الدراسة الأولى التي توضح أن تأثيرات الجريلين على مكافأة الطعام تتطلب إشارات مستقبلات الدوبامين NAc (في هذه الحالة ، إشارات تشبه D1 و D2). ظهر هذا كسؤال مهم لأن الهرمونات الأخرى أو الببتيدات العصبية المرتبطة بالتحكم في الشهية قد ثبت مؤخرًا أن لها علاقة غير متوقعة إلى حد ما مع نظام الدوبامين الحوفي. على سبيل المثال ، يحتوي اللبتين ، مثل الجريلين ، على مستقبلات على الخلايا العصبية الدوبامين في منطقة VTA. ومع ذلك ، فإن معظم هذه الخلايا العصبية الدوبامينية الحساسة للبتين ، لا تبرز على المخطط ، ولكنها بدلاً من ذلك تعصب اللوزة (Hommel et al.، 2006 و  ليشان وآخرون ، 2010). ميلانوكورتين ، وهو نيوروبيببتيد قوي مستقبلات قاتلة مع مستقبلات في VTA ، على النقيض مما يمكن توقعه لعامل فقدان الشهية ، يزيد في الواقع من نشاط الدوبامين وإطلاق الدوبامين في المخطط ، بينما يقلل بوضوح من سلوك تناول الطعام (توري وكيليس ، 1988, Lindblom et al.، 2001 و  مخروط ، 2005). تضاف طبقة أخرى من التعقيد من خلال البيانات التي تشير إلى أن تأثير إفراز الدوبامين من الجريلين يبدو أنه يعتمد على توفر الغذاء: إن مستويات الدوبامين في NAc التي تم اكتشافها بواسطة التحليل الصغري زادت فقط عن طريق الجريلين المطبق محيطياً في الفئران التي سمحت بتناولها بعد إعطاء الغريلين. (كما هو الحال في الظروف التجريبية المستخدمة في الدراسة الحالية) وقد تم منعها حتى من قبل جريلين في تلك التي حرمت من الحصول على الطعام (Kawahara et al.، 2009) ، وهو أحد التأثيرات الذي ظهر مؤخرًا لإشراك مسارات إشارات الأفيونية التفاضلية في VTA (Kawahara et al.، 2013). يؤكد هذان المثالان على التعقيد في العلاقة بين تغذية الببتيدات وتوافر الطعام والدوبامين ويسلطان الضوء على أهمية الدراسات التي تستكشف فائدة تأثيرات الجريلين على نظام الدوبامين في سلوك المكافأة الغذائية.

جانب مثير للاهتمام من النتائج هو التأثير المتناقض لحصار مستقبلات الدوبامين NAc على الدافع الغذائي مقابل استهلاك الغذاء. وجدير بالذكر ، أننا أكّدنا عدم تأثير إشارات الدوبامين المضبوطة على NAc على مدخول الطعام المستحث بغريلين VTA في دراسات 2 المستقلة: في نموذج واحد ، تم قياس استهلاك الطعام مباشرة بعد اختبار الاستجابة المتفاعل (الذي كان من الممكن أن يغير تناول مكافآت السكر بعده تناول الطعام ، وفي المقابل ، تم قياس مدخول الطعام فقط في الحيوانات دون اختبار مسبق فعال. بالإضافة إلى ذلك ، في التجربة الثانية تمكنا من إثبات أن التطبيق المشترك لكل من مضادات مستقبلات الدوبامين إلى NAc لم يكن له أي تأثير على المتحصل الغذائي المستحث بـ VTA ghrelin ، مما أدى إلى زيادة دعم الفرضية القائلة بأن NAc dopamine signaling عبر D1-like و D2 receptors غير مطلوب لفرط ghrelin. جنبا إلى جنب مع حقيقة أن المناهضين يقاطعون السلوك المتحرك بدافع الغريلين الناجم عن VTA ، تشير هذه النتائج الجماعية إلى اختلاف في الدوائر العصبية في اتجاه مجرى الدم في جريلين ، مع وجود فرع واحد يتحكم في كمية الطعام والدافع / المكافأة الغذائية الأخرى. يبدو أن الجريلين يستخدم الدوبامين لتغيير الدوافع الغذائية ولكن ليس تناولها. في السابق ، أظهرنا أن هرمون VTA ghrelin يستخدم Neuropeptide Y في VTA بشكل انتقائي للتحكم في مدخول الطعام والمواد الأفيونية بطريقة معاكسة (Skibicka et al.، 2012a). وبالتالي ، توجد بالفعل أسبقية لاختلاف في الدوائر المتداخلة مع الجريلين لتناول الطعام مقابل السلوك المتحرك للغذاء.

وللمستقبلات المشابهة لـ Accumbal D1 دورًا راسخًا في كل من تقوية الأدوية والمواد الغذائية مع مجموعة من الأدلة السابقة التي تشير إلى أن التسريب داخل المضاد لـ NX D1 يقلل من السلوك الموجه نحو الهدف تجاه الطعام. تؤدي مضادات مستقبلات تشبه D1 النظامية إلى تقليل الإدارة الذاتية للكوكايين والهيروين والنيكوتين والكحول من خلال الإدارة الذاتية (على سبيل المثال)Weissenborn et al.، 1996, ليو وويس ، 2002, بوسيرت وآخرون ، 2007 و  Liu et al.، 2010)] ، مع إبراز الدور الرئيسي لهذه المستقبلات في العمليات الموجهة للمكافأة. تشير البيانات الحالية إلى أن مستقبلات NAc D1 تشبه عنصرًا أساسيًا في الدارات التي ينشطها الجريلين المؤثر VTA. داعمًا ، تم أيضًا عرض التطبيق المحيطي لمضاد D1 هذا للحد من التعرف على الكائن المحسن غريلين (Jacoby و Currie ، 2011). ومع ذلك ، مع الأخذ بعين الاعتبار أن التطبيقات الطرفية تستهدف جميع المجموعات العصبية المتقاطعة في D1 في الدماغ وأن السكان خارج NAc (على سبيل المثال ، في قرن آمون) يمكن أن يكون لهم دور رئيسي في التعلم والذاكرة ، فإنه ليس من الواضح ما إذا كان قد تم فحص عدد NAc هنا تساهم في تعزيز الآثار الذاكرة من جريلين.

تعمل مستقبلات D2 غالبًا بالتنسيق مع D1 ؛ وهكذا تشير العديد من الدراسات إلى دور مستقبلات D2 في جوانب معالجة المكافآت والسلوك الموجه نحو المكافأة. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن مستقبلات D1 و D2 لا تعمل دائمًا بنفس طريقة وظيفة المكافأة. في اللوزة المخية ، على سبيل المثال ، يؤدي الحصار المفرط لمستقبلات D1 إلى تخفيف الاستعادة إلى البحث عن الكوكايين المستحث ، وذلك في حين أن مضادات D2 يمكنها في الواقع تحسين هذا السلوك (Berglind et al.، 2006). قد يكون لهذا التفكك الوظيفي أيضًا مساهمة في علم التشريح العصبي ، حيث يبدو أن مستقبلات D2 في NAc تخدم وظيفة عكسية إلى تلك الموجودة في منطقة ما تحت المهاد. بينما في تحفيز NAc لمستقبلات D2 يمكن أن يزيد من تحفيز الطعام ، مما يجعل الحيوان أكثر احتمالا لبذل الجهد للحصول على الطعام ، في تحفيز مستقبلات D2 hypothalamus هو بشكل واضح فقدان الشهية (Leibowitz و Rossakis، 1979 و  Nowend وآخرون ، 2001). ويترتب على ذلك أنه قد يكون من الصعب تفسير النتائج بعد التطبيق المحيطي للأدوية التي تستهدفها D2 والتي ترتبط بها مجموعات المستقبلات المستهدفة بوظيفة متعارضة. قد يكون هذا أحد الأسباب التي تفسر لماذا ، في دراسة سابقة ، لم يكن للحقن المحيطي لمضاد D2 أي تأثير على الاستجابة التي يسببها الغريلين لمحلول السكروز. هناك تفسير آخر محتمل هو أن D2 هو مستقبل ذاتي على الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين في المادة السوداء و VTA ، حيث يمكن أن يؤدي تنشيطه إلى تثبيط نشاط الدوبامين (لاسي وآخرون ، 1987). وهكذا ، عندما يتم حقنه في المحيطات ، يمكن للأدوية التي تستهدفها D2 الوصول إلى هذه المجموعة من المستقبِلات ، بينما في دراستنا فقط تم استهداف مستقبل NX D2. ومن الجدير بالذكر أن التأثير الصافي لحصار مستقبلات D1 الشبيه بالجهاز أدى إلى منع الاستجابة لمشروب السكروز في نفس النموذج (Overduin et al.، 2012). علاوة على ذلك ، يبدو أن الحقن الجهازي تحت الجلد لمحفز D1 يعزز تفضيل الطعام المستساغ بينما يقلل الحقن النظامي لنضارة D2 من ذلك (كوبر والناصر ، 2006). وهكذا ، يبدو أن بياناتنا التي تشير إلى تأثير قمع من مضادات D1 على حافز الطعام الذي يحفزه جريلين تتوافق مع التأثير الكلي الصافي (القمعي) لتحفيز مستقبلات D1 على وظيفة المكافأة. على النقيض من ذلك ، يتبع التأثير الصافي لعوامل مستقبلات D2 بشكل أوثق مع ما يعرف بمستقبلات D2 المخططة ، من البيانات المعروضة هنا لـ NAc.

في هذه الدراسة ، تمكن كل من مضادات D1 و D2 من منع السلوك الناشط للسكروز بعد إعطاء غريلين VTA وبعد الحرمان من الطعام مما يوحي بأن هناك حاجة إلى عمل تعاوني في المستقبلات في NAc من أجل تأثير جريلين في تأثيراته. هذا منطقي عند النظر في الوضع الداخلي الذي تقوم فيه المطاريف الدوبامينية المشتقة من VTA بإفراز الدوبامين في قشرة NAc في نفس الوقت الذي تعمل فيه على تفعيل جميع مستقبلات الدوبامين التي يمكن الوصول إليها. تم بالفعل الإبلاغ عن الحاجة إلى التنشيط المتزامن لكل من D1-like و D2 المستقبلات لسلوكيات أخرى بما في ذلك التعزيز (إيكيموتو وآخرون ، 1997) والنشاط الحركي (Plaznik وآخرون ، 1989) وكذلك إطلاق الخلايا العصبية (أبيض ، 1987). تشير نتائج الدراسة الحالية إلى أن حصار واحد فقط من المستقبلين الدوبامينيين كان كافياً للحد من هذه السلوكيات ، تماماً كما كان حصار أي من تلك المستقبلات كافياً لتقليل سلوك السكروز المحفز على الجريلين. الآلية وراء هذا التفاعل غير واضحة. بعض الخلايا العصبية في NAC coexpress على حد سواء مستقبلات D1 و D2. أحد الاحتمالات هو أن مشاركة المتجانسين مطلوبة لاستجابة المكافأة ، وقد تم مؤخراً الإبلاغ عن تشكيل المثيرات الهضمية بواسطة مستقبلات D1 و D2 ، وقد ظهر أن هذا الاقتران يسهم في السلوك الشبيه بالاكتئاب (بي وآخرون ، 2010). ومع ذلك ، تشير نتائجنا إلى أن إشارة D1 و D2 في NAc ليست زائدة عن الحاجة ، وأن كل مستقبلات مطلوبة من أجل نقل تأثير الغريلين على المكافأة الغذائية لأن الحصار الفردي كان فعالاً في تخفيف استجابة المكافأة. بالإضافة إلى ذلك ، بما أن الحصار الفردي لم يكن فعالاً لفرط هرمون الغريلين ، فقد قمنا بشكل منفصل بتقييم إمكانية ما إذا كانت إشارة D1 و D2 زائدة عن الحاجة لتناول الطعام ، أي أن الحصار المتزامن لكل منهما سيكون ضروريًا للقضاء على الاستجابة. ومع ذلك ، لم يكن هذا هو الحال كما لم يتأثر جرثومي فرط الدم من الحصار المتزامن لمستقبلات D1 و D2 في NAc. وبالتالي ، لا يتم استخدام إشارات مستقبلات D1 و D2 من NAc وحدها أو مجتمعة ، وذلك عن طريق جريلين لزيادة كمية المدخول.

هنا ، استهدفنا مستقبلات D1-like و D2 في غلاف NAc. يبدو أن وظيفة القشرة والجوهر في NAc قابلة للفصل إلى حد ما خاصة مع التغييرات الأساسية الأساسية في الإدارة الذاتية للمخدرات والمرتبطة بالمستعمرات المنفصلة وتكون القشرة أكثر تأثيراً في الإدارة الذاتية للمخدرات المعتمدة على السياق (بوسيرت وآخرون ، 2007). ويدعم هذا التفكك الوظيفي من خلال الاتصالات العصبية العصبية ، حيث يتلقى القلب المزيد من المدخلات من اللوزة المخية وتكون القشرة معززة بشكل كثيف من قبل الحصين (Groenewegen et al.، 1999 و  Floresco et al. ، 2001). ستقوم الجرذان أيضًا بإدارة توليفة من ناهضات مستقبلات D1 و D2 فقط في غلاف NAc وليس في القلب (إيكيموتو وآخرون ، 1997) ، مشيرًا إلى أن عملهم التعاوني على المكافأة مرتبط بشكل أساسي بمنطقة القشرة المستهدفة هنا.

في هذه الدراسة ، استكشفت على وجه التحديد ، تأثير إشارات الدوبامين NAc المكبوتة على تناول الغذاء والسلوك الدافع الغذائي مدفوعة من قبل ghrelin VTA التطبيقية. تجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أن هرمون الجريلين قد يقود أيضًا سلوكيات التغذية عن طريق تنشيط المسارات الواصلة إلى VTA. على سبيل المثال ، ثبت أن الجريلين يعزز السلوكيات المقواة بالغذاء عن طريق تنشيط الخلايا العصبية الأوركسينية في منطقة تحت المهاد الجانبي (Perello et al. ، 2010) ، وهي مجموعة خلايا أويجنجنغية تقوم بالتصدير إلى VTA وتحفز إطلاق الدوبامين (ناريتا وآخرون ، 2006). في حين أن دراستنا باستخدام التشريح العصبي وعلم الجهاز العصبي يشرح بشكل خاص مسار VTA-NAc ، في حالة داخلية ، يحفّز جريلين المنطلق في الدورة الدموية على الأرجح VTA مثل الآبار مثل نويات الدماغ الأخرى التي تعبر عن مستقبلات جريلين مع إسقاطات متصاعدة إلى VTA. وهكذا ، في الحالة الفسيولوجية ، يتم توزيع تأثير الجريلين على العديد من المواقع في الدماغ التي من المحتمل أن تعمل في حفلة موسيقية. إن مفهوم الهرمون أو النيوروبيببتيد الذي يعمل على العديد من المواقع الموزعة في الدماغ والتي يمكن من خلالها الحصول على نتيجة مماثلة ، على سبيل المثال تغيير في مدخول الطعام ، ليس جديدًا وقد تم بالفعل اقتراحه وتقييمه من أجل الل leتين و melanocortin (الشواية ، 2006, لينينجر وآخرون ، 2009, Skibicka and Grill، 2009 و  Faulconbridge وهايس ، 2011).

يرتبط الحرمان الغذائي بمستويات عالية من جريلين الجريلين. في ظروف الحرمان من الغذاء ، يؤدي عرض الطعام إلى إطلاق الدوبامين في NAc (Kawahara et al.، 2013). ويترتب على ذلك حالة تغذوية ، قد تؤثر أيضًا على تشوير الدوبامين في NAc ، وتأثير الحرمان الغذائي على التعبير عن mRNA لمستقبلات الدوبامين (D1-like المستقبلات (D1 ، D5) والمستقبلات الشبيهة D2 (D2 ، D3)) والدوبامين المهين الانزيمات (MAO ، COMT) تقييمها في هذه الدراسة. في حين أن الحرمان من الطعام لم يغير تعبير mRNA لأي من إنزيمات الدوبامين المهينة المقاسة ، فقد رأينا تنظيمًا تفاضليًا لمستقبلات D5 مقابل D2. تم زيادة تعبير مستقبلات D5 بنسبة تقريبًا من 30٪ في حين تم تقليل mRNA لمستقبل D2 بنحو 20٪. تماشيا مع هذا التباعد ، فإن التطبيق المتزامن لمثبطات مستقبلات D1-like و D2 قد تم عرضه سابقًا بتنظيم مستقبلات D2 ولكن لزيادة ضوابط مستقبلات D1 في المادة السوداء (ومع اتجاه مماثل في NAc) (سوبرامانيام وآخرون ، 1992). ومن المثير للاهتمام أن تأثيرات الحرمان من الطعام على تعبير مستقبلات الدوبامين في NAc تتلاقى مع بياناتنا التي توضح دورًا يشبه D1-like (بما في ذلك D5) ومستقبلات D2 في الدوافع الناشئة عن الطعام.

أحد التحذيرات من دراستنا هو أن الحرمان من الغذاء يزيد من تعميم مستويات الهورلين بحيث يمكن تفعيل مستقبلات جريلين أخرى خارج VTA. وهكذا ، على الرغم من أن الحرمان من الطعام هو طريقة داخلية وفعالة من الناحية الفيزيولوجية لزيادة هرمون الغريلين ، إلا أنه لا يسمح بتحفيز انتقائي للـ VTA. لا يمكننا بالتالي القضاء على احتمال أن تكون تغيرات مستقبلات الدوبامين المكتشفة في NAc ناتجة عن نشاط الجريلين في مناطق خارج VTA مع تأثير غير مباشر على NAc. وأخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن ارتباط البيانات الخاص بنا بالصيام بالتغييرات في تعبير مستقبلات الدوبامين في NAc ولكن المزيد من التجارب سيكون مطلوبًا لإظهار وساطة الإسقاط الدوباميني VTA-NAc (حفز الغريلين) في هذا التأثير ، وفي الواقع ، لاستكشاف الدور من مسارات ونظم الإرسال الأخرى في هذا التأثير ، مثل المهاد الجانبي (كما هو موضح أعلاه).

بما أن العديد من الركائز العصبية الحيوية شائعة في كل من إدمان المخدرات والأكل المضطرب ، فمن الممكن أن النتائج الحالية تدل على دور مستقبلات D1-like و D2 في التأثيرات الدوائية والكحولية لتعزيز غريلين (ديكسون وآخرون ، 2011). كل من المكافأة الغذائية والكوكايين تؤدي إلى إطلاق الدوبامين في NAc (Hernandez و Hoebel ، 1988). يمنع حصار مستقبلات D1 أو D2 سلوك المكافأة من تعاطي المخدرات والكحول والنيكوتين. وبما أن مساهمة كبيرة من جريلين في تناول أو مكافأة السلوك لجميع هذه المواد قد تم الإبلاغ عنها سابقاً ، فمن المحتمل أن تكون دارة الغريلين-VTA-dopamine-NAc الموصوفة هنا ملائمة لمجموعة من سلوكيات المكافأة وليس على سبيل الحصر من أجل الغذاء. يمكن استخلاص الدعم الأولي لهذه الفكرة من البيانات التي تدل على أن الحرمان من الطعام يمكن أن يعيد الهيروين الذي يسعى إلى منعه عن طريق حصار مستقبلات تشبه D1 (توبين وآخرون ، 2009).

توفر بياناتنا معرفة جديدة حول تكامل اثنين من أنظمة الإشارات المرتبطة بالمكافأة الغذائية: الدوائر التي تحركها VTA والتي تستجيب للهرمون الأصلي ، الجريلين ، ودوائر NAc المستجيبة للدوبامين. على وجه الخصوص ، نظهر أن تأثيرات الجريلين الموثقة جيدًا المرتبطة بـ VTA على السلوك المدفوع بالغذاء تتطلب إشارات D1 و D2 في NAc. تشير بياناتنا أيضًا إلى أن تأثيرات الجريلين التي تعتمد على VTA (المعتمدة على D1 / D2) على المكافأة الغذائية تنطوي على دوائر متباينة لتلك المهمة لتناول الطعام ، حيث لم يؤثر أي من الخصم على تناول الطعام الذي يسببه هرمون الجريلين عند تسليمه إلى NAc. أخيرًا ، تشير الدراسات التي أجريت على الفئران الجائعة (صيامًا طوال الليل وبالتالي ، مفرط الريلين في الدم) إلى إشارات NAc D1 / D2 في تأثيرات الجريلين الداخلي على السلوك المدفوع بالغذاء. وبالتالي ، يبدو أن الآليات والعلاجات التي تتدخل في إشارات الدوبامين في NAc لها صلة بالتأثيرات التي تتوسط فيها الجريلين على نظام المكافأة ، بما في ذلك تلك المرتبطة بالتحكم في التغذية وبالتالي السمنة وعلاجها.

بيان الإفصاح

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

شكر وتقدير

هذا العمل مدعوم من قبل مجلس البحث السويدي للطب (2011-3054 to KPS and 2012-1758 to SLD) ، اللجنة الأوروبية الإطار السابع منح (FP7-KBBE-2010-4-266408 و Full4Health و FP7-HEALTH-2009-241592 و EurOCHIP و FP7-KBBE-2009-3-245009 و NeuroFAST) ، Forskning och Utvecklingsarbete / Avtal om Läkarutbildning och Forskning Göteborg (ALFGBG-138741) ، و المؤسسة السويدية للبحوث الاستراتيجية إلى مركز Sahlgrenska للأبحاث القلبية والأيضية (A305 – 188) ، و نوفونورديسك فوندين. لم يكن للممولين دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات أو تحليلها أو قرار نشرها أو إعداد المخطوطة.

مراجع حسابات

  •  
  • المؤلف المراسل. قسم الغدد الصماء ، معهد علم الأعصاب وعلم وظائف الأعضاء ، أكاديمية Sahlgrenska في جامعة جوتنبرج ، ميديسيناريغاتان 11 ، ص.ب. 434 ، SE-405 30 جوتنبرج ، السويد. Tel .: +46 31 786 3818 (office)؛ فاكس: +46 31 786.

حقوق الطبع والنشر © 2013 المؤلف. تم النشر بواسطة Elsevier Ltd.