يؤدي تناول "الوجبات السريعة" إلى زيادة سريعة وطويلة الأمد في مستقبلات NAc CP-AMPA ؛ الآثار المترتبة على التحفيز الناجم عن التلميح المعزز وإدمان الغذاء (2016)

المُقدّمة

على الرغم من أن الرغبة في تناول الطعام يتم تنظيمها من خلال الجوع والشبع والطلب على الطاقة ، إلا أنها تتأثر بشدة بالمحفزات في البيئة المرتبطة بالأغذية (إشارات الغذاء). على سبيل المثال ، في الأشخاص غير البدينين ، يزيد التعرض لعناوين الطعام من شهوة الطعام وكمية الطعام المستهلك (فيدوروف وآخرون، 1997; Soussignan وآخرون، 2012). الأشخاص البدينون أكثر حساسية لهذه الخصائص التحفيزية من الإشارات الغذائية ، والإبلاغ عن شهوة الطعام أكثر إثارة للإشعال وتستهلك أجزاء أكبر بعد التعرض جديلة الغذاء (روجرز آند هيل ، 1989; يوكوم وآخرون، 2011). وقد أدت هذه التشابهات السلوكية بين الرغبة الشديدة في الغذاء والأدوية إلى مفهوم أن 'الإدمان على الغذاء' الذي يسببه استهلاك الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من السكر والدهون قد يسهم في انتشار البدانة (كار وآخرون، 2011; ابشتاين وشهم ، 2010; كيني ، 2011; روجرز آند هيل ، 1989; Volkow وآخرون، 2013).

تشير الدلائل في الغالب من الدراسات البشرية إلى أن الرغبة الشديدة في الغذاء لدى الأفراد البدينين تنطوي على تغيرات في وظيفة النواة المتكئة (NAc) ، وهي منطقة معروفة منذ زمن طويل بأنها تتوسط في الدوافع للحصول على مكافآت الغذاء والدواء ، ولكن ذلك يتزايد تورطها في السمنة. . على سبيل المثال ، تظهر الدراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي البشرية أن عمليات التنشيط في NAc التي تسببها مؤشرات الطعام تكون أقوى لدى الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة (ستايس وآخرون، 2012; Volkow وآخرون، 2013; صغير ، 2009). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاستجابة المحسنة في NAc لمنبهات الطعام تتنبأ بزيادة الوزن في المستقبل وصعوبة فقدان الوزن عند البشر (ديموس وآخرون، 2012; Murdaugh وآخرون، 2012). في الجرذان ، السمنة الناجمة عن النظام الغذائي تنتج استجابات تحفيزية معززة لمنبهات الغذاء ، خاصة في المجموعات السكانية الحساسة (بني وآخرون، 2015; روبنسون وآخرون، 2015). تقترح هذه البيانات معًا أن استهلاك الأطعمة الدهنية والسكرية ينتج عنه تعصيدات عصبية في وظيفة NAc قد تعزز العمليات التحفيزية.

في كل من الفئران والبشر ، قد يكون لقابلية السمنة دور مهم في تأثيرات "الوجبات السريعة" ذات السعرات الحرارية العالية ، على الوظائف العصبية والسلوك (البوكيرك وآخرون، 2015; عازف الكمان وآخرون، 2008; روبنسون وآخرون، 2015; Stice و Dagher ، 2010). على الرغم من صعوبة معالجة دور الحساسية لدى البشر ، إلا أن الدراسات التي أجريت على الفئران أظهرت أن التغيرات التي يسببها النظام الغذائي في النظم ذات الدواليب المتوسطة والدوافع أكثر وضوحا في البدانة المعرضة للسمنة. ضد -الجرذان المقاومة (عازف الكمان وآخرون، 2008; Vollbrecht وآخرون، 2016; روبنسون وآخرون، 2015; فالينتسا وآخرون، 2015; Oginsky وآخرون، 2016). وبالتالي ، تشير البيانات الحديثة إلى أن استهلاك "الأطعمة غير المرغوب فيها" قد يؤدي إلى تغيرات عصبية متميزة في الحساسية vs السكان المقاومة.

توفر مستقبلات الغلوتامات من نوع AMPA (AMPARs) المصدر الرئيسي للإثارة إلى NAc ، وتعتمد قدرة مؤشرات الطعام على تحفيز البحث عن الطعام جزئياً على تنشيط AMPAR في نواة NAc (دي سيانو وآخرون، 2001). علاوة على ذلك ، فإن استهلاك الأطعمة السكرية والدهنية والسمنة يمكن أن يغير انتقال مثير في NAc (توكي وآخرون، 2013; بني وآخرون، 2015). بالإضافة إلى ذلك ، أظهر العمل الأخير من مختبرنا وآخرون أن الدافع المحفّز بدافع الصبغة يتزايد في المجموعات السكانية المعرضة للسمنة (روبنسون وآخرون، 2015; بني وآخرون، 2015). كان الهدف من الدراسة الحالية هو تحديد كيفية تأثير استهلاك الطعام غير المرغوب فيه في الجرذان المعرضة للسمنة والفئران المقاومة على تعبير AMPAR وانتقاله في نواة NAc ، حيث توسطت NAc AMPARs في البحث عن المخدرات بدافع جديلة ولكن لم يتم فحصها في النظام الغذائي المستحث نماذج السمنة. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام النشاط الحركي المستحث بالكوكايين كقراءة عامة للوظيفة المتوسطة ، حيث أن الاستجابة المحسنة لدارات ميزوليببيك تزيد من التأثير التحفيزي لعشائر الطعام (Wyvell and Berridge، 2000, 2001).

تم استخدام اثنين من نماذج القوارض المكملة من أجل تحديد دور القابلية للتأثر في التغييرات "المستحثة في الوجبات السريعة" في NAc AMPARs. أولاً ، تم تحديد جرذان Sprague-Dawley التي تم ابتكارها والتي تم إعطاؤها "الوجبات السريعة" على أنها "مكسبات" و "غير رابح" (كما في روبنسون وآخرون، 2015) ، وبعد ذلك تم قياس الفروق السلوكية والعصبية. على الرغم من أن هذا المنتج مفيد ، إلا أنه يتطلب تحفيز زيادة الوزن والتلاعب بالنظام الغذائي من أجل تحديد المجموعات السكانية الحساسة. وهكذا درسنا أيضًا تأثيرات الطعام غير المرغوب فيه في الجرذان التي يتم تربيتها بشكل انتقائي بسبب ميلها أو مقاومة السمنة الناجمة عن النظام الغذائي (ليفين وآخرون، 1997; Vollbrecht وآخرون، 2015, 2016).

المواد والأساليب

المواد

كانت الجرذان مقيدة بالزوجين على جدول زمني فاتح داكن معاكس (12 / 12) مع وصول مجاني إلى الطعام والماء في جميع أنحاء وكان عمرهما 60 - 70 أيام في بداية التجربة. تم شراء ذكور فئران سبراغ-داولي من هارلان. تم تربيتها الجرذان المعرضة للسمنة والفئران في المنزل. هذه الخطوط أنشئت أصلا من قبل ليفين وآخرون (1997)؛ تم شراء المربين من تاكونيك. إن إدراج الفئران المهجورة يمكن من إجراء مقارنات مع الأدبيات الموجودة على نطاق أوسع ، بينما تمكننا الفئران المولدة بشكل انتقائي من تمييز التغيرات بسبب السمنة. vs التلاعب بالنظام الغذائي. تم قياس الوزن مرات 1 – 2 في الأسبوع. تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل لجنة UM حول استخدام ورعاية الحيوانات.

النظام الغذائي غير المرغوب فيه الغذائي والتعرف على البدانة ، الفئران الخاضعة للعدوى وعازلة

"الوجبات السريعة" عبارة عن مزيج من: رقائق البطاطس الأصلية الكشكشة (40 g) ورقائق رقائق الشوكولاتة الأصلية Ahoy (130 g) و Jif زبدة الفول السوداني الناعمة (130 g) ونكهة الشوكولاتة بالنكويك (130 g) ، مختبر الحمية 5001 (200 g ؛٪ من السعرات الحرارية: 19.6٪ fat ، 14٪ protein ، 58٪ carbohydrates ؛ 4.5 kcal / g) ، والماء (180 ml) معًا في معالج طعام. يعتمد تكوين النظام الغذائي على الدراسات السابقة التي تؤسس سكانية فرعية (ليفين وآخرون، 1997; روبنسون وآخرون، 2015). K- تم استخدام التجميع بناءً على زيادة الوزن بعد استخدام 1 لشهر من الوجبات السريعة للتعرف على البدانة المعرضة للسمنة (Junk-Food-Gainer) والمجموعات المقاومة للسمنة (Junk-Food-Non-Gainer). توفر هذه الطريقة الإحصائية فصلًا غير متحيز يمكن تطبيقه بشكل موحد عبر الدراسات (MacQueen ، 1967). بالإضافة إلى ذلك ، فقد قررنا أن هذه هي نقطة زمنية مثالية للتعرف بشكل موثوق على المجموعات السكانية الفرعية (روبنسون وآخرون، 2015; Oginsky وآخرون، 2016. ملاحظات غير منشورة).

التحرك الناجم عن الكوكايين

تم قياس النشاط الحركي في غرف (41cm × 25.4cm × 20.3 سم) مجهزة بعوارض ضوئية. تم وضع الفئران في غرف لمدة التعود دقيقة 40 قبل الحصول على حقن من المياه المالحة (1 مل / كغ ، IP) ، تليها 1 ح في وقت لاحق من الكوكايين (15 ملغ / كغ ، الملكية الفكرية). تم اختيار هذه الجرعة بناءً على دراسات الجرعة والاستجابة السابقة (Oginsky وآخرون، 2016; FERRARIO وآخرون، 2005).

المساحة vs داخل البروتين التعبير

تم جمع الأنسجة من NAc (القلب / الصدفة) وطبقي المخطط الظهري (DMS) ومعالجتها باستخدام BS³ نهج crosslinking (بودرو وآخرون، 2012) التي تمكن من الكشف عن سطح الخلية vs تعبير البروتين داخل الخلايا. تم تضمين عينات DMS لتحديد ما إذا كانت الاختلافات انتقائية لـ NAc. لكل فأر ، تم عزل الأنسجة ، وقطع (McIllwain chopper ؛ 400 μm slices ؛ St Louis، MO) ، وحضنت في aCSF التي تحتوي على 2 mM BS³ (30 min و 4 ° C). تم إنهاء التشبيك مع الجلايسين (100 mM ؛ 10 min) ، تم تجانس الشرائح في المخزن التحلل (400 μl ؛ في mM: 25 HEPES ؛ 500 NaCl ، 2 EDTA ، 1 DTT ، 1 phenylmethyl sulfonyl fluoride ، 20 NaF ، 1: 100 protease مجموعة كوكتيل المانع I (Calbiochem ، سان دييغو ، كاليفورنيا) ، و 0.1٪ Nonidet P-40 [v / v] ؛ pH 7.4) ، وتخزينها في −80 ° C. تم تحديد تركيز البروتين بواسطة فحص BCA. نرى بودرو وآخرون (2012) للحصول على التفاصيل المنهجية الكاملة.

BS³ تم تسخين العينات المتداخلة في محلول معالجة عينة Laemmli مع 5٪ merc-mercaptoethanol (70 ° C، 10 min) ، محملة (بروتين 20 μg) ، و electrophoresed على 4 – 15٪ Bis-Tris gradient gels under reduction conditions. تم نقل البروتينات على أغشية PVDF (Amersham Biosciences ، Piscataway ، NJ). تم شطف الأغشية ، وتم حظرها (1 h ، RT ، 5٪ (w / v) مع اللبن الجاف غير المصقول في TBS-Tween 20 (TBS-T؛ 0.05٪ Tween 20، v / v)) ، وحضنت طوال الليل (4 ° C ) مع الأجسام المضادة الأولية (1: 1000 في TBS) إلى GluA1 (الحرارية العلمية ، PA1-37776) أو GluA2 (NeuroMab ، UCDavis / NIH: 75-002). تم غسل الأغشية في TBS-T ، واحتضنت مع الثانوية HRP - مترافق (Invitrogen ، Carlsbad ، CA ؛ 1 h ، RT) ، وغسلها ، ومغمورة في الركيزة كشف الكيميائي (GE Healthcare ، Piscataway ، NJ). تم الحصول على الصور على الفيلم ، وتم استخدام Ponceau S (Sigma-Aldrich) لتحديد البروتين الكلي. تم تحديد الفرق ذات الأهمية باستخدام Image J (NIH).

الكهربية

BS³ يوفر إجراء crosslinking الموصوف أعلاه معلومات حول التعبير السطحي (متشابك ومتشابك إضافي) لوحدات AMPAR الفردية ، في حين أن البيانات الفيزيولوجية الكهربية توفر معلومات حول AMPARs متشابك وظيفي (tetramers). تم إجراء تسجيلات المشبك الكامل للخلايا في الخلايا العصبية الشوكية المتوسطة (MSs) في نواة NAc بعد التعرض للأطعمة غير المرغوبة في الفئران التي تم تربيتها بشكل انتقائي. قبل تحضير الشرائح ، تم تخدير الفئران باستخدام هيدرات الكلورال (400 mg / kg ، ip) ، وتمت إزالة العقول بسرعة ووضعها في أوكسجين مملوء بالثلج (95٪ O₂–5٪ CO₂) aCSF يحتوي على (بالسيكل): 125 NaCl ، 25 NaHCO₃و 12.5 glucose و 1.25 NaH₂PO₄، 3.5 KCl، 1 L-ascorbic acid، 0.5 CaCl₂، 3 MgCl₂و 305 mOsm و pH 7.4. تم صنع الشرائح التاجية (300 μm) المحتوية على NAc باستخدام مجهر اهتزازي (Leica Biosystems، Buffalo Grove، IL، USA) وسمح لها بالراحة في ACSF المؤكسج (40 min). لتسجيل aCSF (2 مل / دقيقة) ، CaCl₂ تم زيادتها إلى 2.5 mM و MgCl₂ تم تقليله إلى 1 mM. تم سحب الماصات التصحيح من الشعيرات الزجاجية 1.5 مم البورسليكات الزجاج (WPI ، ساراسوتا ، FL ؛ المقاومة 3 - 7 MΩ) ومليئة بمحلول يحتوي على (في MM): 140 CsCl ، 10 HEPES ، 2 MgCl₂، 5 نا⁺-ATP ، 0.6 Na⁺-GTP و 2 QX314 و pH 7.3 و 285 mOsm. أجريت التسجيلات في وجود البيكروتوكسين (50 ميكرومتر). تم تحفيز EPSCs المستحث (eEPSCs) عن طريق التحفيز المحلي (0.05–0.30 مللي أمبير نبضات مربعة ، 0.3 مللي أمبير ، يتم توصيلها كل 20 ثانية) باستخدام قطب ثنائي القطب يوضع حوالي 300 ميكرومتر جانبيًا للخلايا العصبية المسجلة. تم استخدام الحد الأدنى من التيار المطلوب لاستنباط استجابة متشابكة مع تباين <15 ٪ في السعة. إذا كان مطلوبًا> 0.30 مللي أمبير ، يتم التخلص من العصبون. تم تسجيل eEPSCs بوساطة AMPAR عند 70 مللي فولت قبل وبعد تطبيق CP-AMPAR الانتقائي المضاد naspm (200 ميكرومتر ؛ كما في كونراد وآخرون، 2008; FERRARIO وآخرون، 2011).

إحصائيات

اثنين من الذيل tالاختبارات ، أو التدابير المتكررة أحادية الاتجاه أو ذات الاتجاهين ANOVAs ، Sidak بعد خاصة تم استخدام اختبارات المقارنات المتعددة والمقارنات المخططة بين المجموعات المعرضة للسمنة ومقاومة السمنة (Prism 6، GraphPad، San Diego، CA).

النتائج

التجربة 1

أعطيت الفئران سبراغ داولي الوجبات السريعة باستخدام نهج يؤدي إلى السمنة في بعض الجرذان (غير المرغوب فيه الغذاء الرابحين) ولكن ليس الآخرين (غير المرغوب فيه الغذائية غير المكتسبة. روبنسون وآخرون، 2015; Oginsky وآخرون، 2016). ثم قمنا بقياس الاستجابة لحقن واحد للكوكايين (قراءة عامة للوظيفة الميزوليبية) ، السطح vs التعبير داخل الخلايا لوحدات AMPAR ، ووسائط AMPAR بوساطة في نواة NAc باستخدام مقاربات لقط المشبك الكامل للخلية في هاتين المجموعتين.

مزيد من التحفيز الناجم عن الكوكايين في الزبالة-الأغذية الرابحين

كما كان متوقعًا ، عند تناول الوجبات السريعة ، اكتسبت بعض الجرذان قدراً كبيراً من الوزن (Junk-Food-Gainers ، N= 6) بينما لم يفعل الآخرون (العشوائيون ، غير الغار ، N= 4؛ الشكل 1a. اتجاهين RM ANOVA: التأثير الرئيسي للمجموعة: F_(1,9)= 11.85، p= 0.007. مجموعة × وقت التفاعل: F_(18,162)= 6.85، p<0.001). تمكنت هذه الفئران من الوصول إلى الوجبات السريعة لمدة 5 أشهر للسماح بالفصل الأقصى بين المجموعات. تم إعادتهم بعد ذلك إلى طعام المختبر القياسي (النظام الغذائي المخبري 5001: 4 كيلو كالوري / غرام ؛ 4.5٪ دهون ، 23٪ بروتين ، 48.7٪ كربوهيدرات ؛ النسبة المئوية لمحتوى السعرات الحرارية) لمدة أسبوعين من الحرمان من الوجبات السريعة لتقييم الفروق التي استمرت بعد إزالة الوجبات السريعة. أعطيت الفئران التالية حقنة كوكايين واحدة وتم رصد النشاط الحركي ؛ كان الغرض من ذلك هو الحصول على قراءة عامة لوظيفة الميزولمبيك. كانت الاستجابة للكوكايين أكبر في Junk-Food-Gainers vs غير المرغوب فيه الغذاء غير المكتسبات (الشكل 1b. اتجاهين RM ANOVA: تفاعل المجموعة الزمنية ×: F_(21,168)= 2.31، p= 0.0018. اختبار سيداك ، *p<0.05). بالإضافة إلى ذلك ، في حين أظهر Junk-Food-Gainers استجابة حركية أقوى بكثير للكوكايين مقارنة بالمحلول الملحي (ثنائي الاتجاه RM ANOVA ، تفاعل الوقت × الحقن: F_(6,30)= 2.39، p<0.05) ، ولم يفعل غير الخردة والأغذية وغير الرابحين. لم تختلف الحركة أثناء التعود وبعد المحلول الملحي بين المجموعات (الشكل 1b إدرج) ، بما يتفق مع التقارير السابقة (Oginsky وآخرون، 2016; روبنسون وآخرون، 2015).

GluA1 ، ولكن ليس GluA2 ، تعبير سطح NAc هو أكبر في الزبالة-الغذاء الرابحين

بعد ذلك ، قمنا بفحص تعبير البروتين السطحي وداخل الخلية لوحدات AMPAR في جنات الجوك و المواد الغذائية غير المزعجة. معظم AMPARs في NAc تحتوي على GluA1 / GluA2 ، مع بعض AMPARs GluA2 / 3 ، وعدد قليل من النقص في GluA2 ، CP-AMPARs (~ 10٪؛ REIMERS وآخرون، 2011; Scheyer وآخرون، 2014). لذلك ركزنا على مستويات التعبير GluA1 و GluA2 ، لأن هذا يوفر مؤشرا جيدا للتغيرات في هذه المجموعات المختلفة من AMPAR. تم قياس وفرة بروتين GluA1 و GluA2 السطحي وداخل الخلايا أسبوع 1 بعد اختبار النشاط الحركي الناجم عن الكوكايين (الشكل 1c – e). وقد أثبتت الدراسات السابقة أن حقنة واحدة من الكوكايين لا تغير AMPARs في هذا الوقت (بودرو وولف ، 2005; FERRARIO وآخرون، 2010; Kourrich وآخرون، 2007) ، مما يمكننا من تفسير اختلافات AMPAR المتعلقة بالنظام الغذائي (انظر أيضا أدناه). كان تعبير NAc السطحي لـ GluA1 أكبر في Gackers-Junk-Food vs غير المرغوب فيه الغذاء غير المكتسبات (الشكل 1d; t₈= 2.7، p= 0.03). في المقابل ، لم يختلف تعبير NAc GluA2 بين المجموعات (الشكل 1e). بالإضافة إلى ذلك ، كان تعبير GluA1 و GluA2 في DMS لهذه الجرذان نفسها متشابهًا بين المجموعات (لا تظهر البيانات) ، مما يشير إلى أن التغييرات في تعبير AMPAR تحدث بشكل انتقائي في NAc. تشير الزيادة في تعبير سطح NAc GluA1 في غياب التغييرات في السطح GluA2 إلى وجود مستقبلات CP-AMPARs (GluA1 / 1- أو GluA1 / 3 المحتوية على). ومع ذلك ، يجب تأكيد ذلك باستخدام أساليب الكهربية. ولذلك أجرينا تسجيلات المشبك ذات الخلايا الكاملة بعد التعرض للأطعمة غير المرغوب فيها لتحديد ما إذا كانت هناك زيادة في مساهمة CP-AMPARs في الانتقال المتشابك في NAc لـ Junk-Food-Gainers.

يتم زيادة الإرسال بوساطة CP-AMPAR في Gackers-Junk-Food

للتجارب الكهربية ، أعطيت مجموعة منفصلة من الفئران الوجبات السريعة للأشهر 3 وتم تسجيلها بعد أسابيع 3 من الحرمان من الوجبات السريعة. تم اختيار هذا الإجراء للحد من الاكتظاظ في الأقفاص بسبب زيادة الوزن ، ودراسة آثار طويلة الأمد نسبيا من الوجبات السريعة. في هذه المجموعة ، كانت جميع جرذان الطعام غير المرغوب فيه "Gainers" ، حيث اكتسبت وزنا أكبر من GOOKERS-GREYER ضمن المجموعة 1 (كسب 3 الشهر: الفوج 1 ، 106.2 ، 9.7 g ؛ الفوج 2 ، ~ 132 ± 5.4 g) . لذلك ، أجريت مقارنات بين تشاو (N= خلايا 5 ، وفئران 3) ومجموعات Junk-Food-Gainer (N= 10 الخلايا ، والجرذان 7). لتقييم مساهمة CP-AMPARs في مجموع انتقال متلازمة AMPAR بوساطة AMPAR ، استخدمنا naspm الانتقائي CP-AMPAR naspm (200 μM). أنتجت نازم انخفاضا طفيفا في سعة eEPSC في ضوابط تشاوالشكل 2a. اتجاهي ANOVA: التأثير الرئيسي للنسيم ، F_(1,13)= 19.14، p= 0.0008) ، بما يتفق مع التقارير السابقة التي تفيد بأن CP-AMPARs تساهم بـ 5 - 10٪ من eEPSC القاعدي الذي تتوسطه AMPAR (على سبيل المثال ، Scheyer وآخرون، 2014). ومع ذلك ، في مجموعة الوجبات السريعة ، أنتجت naspm خفض أكبر بكثير (الشكل 2b; t₁₃= 1.8؛ p= 0.046). هذه البيانات تظهر أن CP-AMPARs تزداد في Junk-Food-Gainers مقارنة مع الفئران التي تغذيها Chow. علاوة على ذلك ، بما أن الفوج المستخدم للفيزيولوجيا الكهربية لم يعط الكوكايين ، فإن هذه البيانات تشير بقوة إلى أن التغيرات البيوكيميائية في التجربة السابقة تعكس تأثيرات الطعام غير المرغوب فيه ، وليس التعرض الوحيد للكوكايين.

التجربة 2

تتوافق البيانات الواردة أعلاه من الجرذان ذات الفصيلة الخفية مع فكرة أن الوجبات السريعة غير المرغوب فيها تزيد بشكل سلبي من CP-AMPAR في الجرذان الحساسة للسمنة. ومع ذلك ، قد يكون هذا الاختلاف بسبب تطور السمنة أو وجود فروق مسبقة في الفئران الحساسة. ولمعالجة هذه الاحتمالات ، أجرينا دراسات كيميائية وبيوكوفيزيولوجية مشابهة في الجرذان المعرضة للانتقال والسمنة بشكل انتقائي مع أو بدون التعرض للأطعمة غير المرغوب فيها. لأننا نعرف على الأرجح التي هي الفئران عرضة للسمنة ، يمكننا استخدام هذا النموذج لتمييز الاختلافات الموجودة من قبل vs التغييرات الناجمة عن الوجبات السريعة.

مستويات Basal GluA1 متشابهة ، لكن الوجبات السريعة تزيد من تعبير GluA1 في الجرذان المعرضة للسمنة.

أولاً ، فحصنا تعبير NAc AMPAR في الجرذان المعرضة للسمنة والفئران الممنوعين من تناول الطعام أو الوجبات السريعة. تم جمع نسيج NAc وربطه بعد شهر 1 من الوجبات السريعة يليه شهر 1 من الحرمان من الوجبات السريعة. تم استخدام التعرض قصير للأطعمة غير المرغوب فيها هنا لزيادة إمكانية إجراء التجارب ، حيث تميل الفئران المعرضة بشكل طبيعي للسمنة إلى زيادة الوزن بسرعة أكبر من الزيادة في عدد السكان. كان تعبير GluA1 متشابهًا في الجرذان المعرضة للسمنة والفئران المقاومة للشيخوخة.الشكل 3قضبان صلبة N= 6 / group) ، مما يشير إلى أن مستويات خط الأساس من AMPARs المحتوية على GluA1 متشابهة في الجرذان الحساسة. وهذا يتفق مع النتائج الكهربية السابقة التي تبين أن انتقال AMPAR بوساطة الأساسية مماثل في هذه الفئران (Oginsky وآخرون، 2016). في المجموعات الغذائية غير المرغوبة ، ازدادت وفرة تعبير GluA1 داخل الخلايا (S / I) في السمنة المعرضة للذراع ، ولكنها لم تكن مقاومة للسمنة ، مقارنة بالفئران التي تغذت على الطعام.الشكل 3a: أنوفا أحادي الاتجاه، F_{(3، 19)}= 2.957، p= 0.058. OP-تشاو vs OP-JF، p<0.05 ؛ OP-JF N= 5 ، OR-JF N= 6). كانت هذه الزيادة في S / I بسبب زيادة طفيفة في تعبير سطح GluA1 (الشكل 3b) وخفض طفيف في GluA1 داخل الخلاياالشكل 3c). مرة أخرى ، لم يتم العثور على اختلافات في تعبير GluA2 (لا يتم عرض البيانات). النتائج هنا تتفق مع النتائج البيوكيميائية المذكورة أعلاه في الفئران المبكرة وتظهر أن الاختلافات في التعبير AMPAR في الجرذان المعرضة للسمنة هي نتيجة للغذاء غير المرغوب فيه وليس بسبب الاختلافات القاعدية بين المجموعات المعرضة للسمنة ومقاومة السمنة.

الأغذية غير المرغوب فيها تزيد من انتقال إنزيم CP-AMPAR في NAc CP-AMPAR في الجرذان المعرضة للسمنة في غياب الاختلافات في الوزن أو استهلاك الوجبات السريعة

بعد ذلك ، قررنا ما إذا كان استهلاك المواد غير الغذائية في حالة عدم زيادة الوزن كافياً لتعزيز NAc AMPARs. أعطيت مجموعة منفصلة من الفئران المولدة انتقائيا الطعام أو الوجبات السريعة أيام 9 - 10 (لتقليل نمو السمنة) تليها أسابيع 2 من الحرمان من الوجبات السريعة وقياس انتقال CP-AMPAR بوساطة كما هو موضح أعلاه. قام Naspm بتقليل اتساع الـ eEPSC في AMPAR في جميع المجموعات (الشكل 4a. اتجاهين RM ANOVA: التأثير الرئيسي للنسيم: F_(1,20)= 22.5، p= 0.0001. مجموعة × التفاعل الدوائي: F_(3,20)= 4.29، p= 0.02. OP-JF و OR-JF: N= 7 الخلايا ، والجرذان 5. OP-تشاو: N= 4 الخلايا ، والجرذان 3. OR-تشاو N= 5 الخلايا ، والجرذان 3). ومع ذلك ، كان تأثير النّفْم أكبر بشكلٍ كبير في الجرذان المعرضة للسمنة بسبب الوجبات السريعة مقارنةً بالمجموعات الأخرى (الشكل 4b: ثنائي الاتجاه RM ANOVA ، تفاعل المجموعة × الوقت: F_(18,114)= 2.87، p= 0.0003. *p<0.05 OP-JF vs جميع المجموعات الأخرى الشكل 4c: أنوفا أحادي الاتجاه، F_(3,20)= 9.53، p= 0.0004. OP-JF vs OR-JF و OP-Chow vs OP-JF، p<0.01). بالإضافة إلى ذلك ، كان تأثير naspm مشابهًا في مجموعات OP-Chow و OR-Chow و OR-JF وكان مشابهًا للتأثير الذي شوهد في الفئران الفطرية (أعلاه) والإبلاغ السابق عن انتقال CP-AMPAR الأساسي (كونراد وآخرون، 2008; Scheyer وآخرون، 2014). وعلاوة على ذلك ، كان اكتساب الوزن والوزن في يوم التسجيل ، وكمية الوجبات السريعة المستهلكة متشابهة بين المجموعات المعرضة للسمنة والمجموعة المقاومة للسمنة (الشكل 4d و e). وهكذا ، فإن هذه البيانات تظهر أن استهلاك الأغذية غير المرغوب فيها يزيد تفضيلاً CP-AMPAR في الجرذان المعرضة للسمنة قبل بداية زيادة الوزن التفاضلي.

أحد الاحتمالات هو أن المواد الغذائية غير المرغوب فيها تنتج زيادة CP-AMPAR في الجرذان المقاومة للسمنة ولكن هذا التأثير ينحسر بعد أسابيع 2 من الحرمان من الوجبات السريعة. وللتصدي لهذا ، تم عمل تسجيلات بعد يوم 1 من الحرمان من الطعام غير المرغوب فيه في مجموعة أخرى من الجرذان المعرضة للسمنة والمضادة للقيان بسبب التعرض لنفس المواد غير الغذائية (أيام 9-10 ؛ OR-JF: N= 7 الخلايا ، والجرذان 4. OP-JF: N= 6 الخلايا ، والجرذان 3). مرة أخرى ، وجدنا أن تأثير naspm كان أكبر بكثير في مجموعة OP-JF (الشكل 5a. اتجاهين RM ANOVA: التأثير الرئيسي للنسيم: F_(1,11)= 53.94، p<0.0001 ؛ تفاعل المجموعة × ناسبم: F_(1,11)= 13.75، p= 0.0035؛ الشكل 5b: التأثير الرئيسي للنسيم: F_(7,77)= 13.39، p<0.0001 ؛ تفاعل المجموعة × ناسبم: F_(7,77)= 7.57، p<0.0001 ، الاختبار اللاحق *p<0.05؛ الشكل 5c: غير مقترض t-اختبار: p= 0.001). بالإضافة إلى ذلك ، فإن حجم تأثير naspm في مجموعة OR-JF يمكن مقارنته بضوابط chow. وتظهر هذه البيانات مجتمعة أن الزيادات المحرضة للغذاء الخالي من الرصاص في الـ CP-AMPAR غائبة في الجرذان المقاومة للسمنة بعد فترات الحرمان المبكرة والمتأخرة. وعلاوة على ذلك ، كان اكتساب الوزن وتناول الطعام مرة أخرى مماثلة في الجرذان المعرضة للسمنة و- مقاومةالشكل 5d و e). وبالتالي ، فإن الزيادات المحرضة في الأطعمة غير المرغوبة في CP-AMPARs في الجرذان المعرضة للسمنة لا ترجع إلى زيادة الوزن أو الاختلاف في كمية الوجبات السريعة المستهلكة. وأخيرًا ، لم يتم العثور على اختلافات في سعة eEPSC الأساسية عبر جميع المجموعات التي تمت دراستها (الشكل 5f اتجاهات ANOVA الأساسية في اتجاه واحد: F_(7,44)= 1.993، p= 0.09). وبالتالي ، لا ترجع الاختلافات في حساسية naspm أعلاه إلى الاختلافات في الاستجابة الأساسية. وتظهر السعات الخام قبل وبعد naspm لجميع البيانات في الشكل 5f.

التمويل والكشف

تم توفير الكوكايين من قبل برنامج NIDA لتوريد الأدوية. تم دعم هذا العمل بواسطة NIDDK R01DK106188 إلى CRF. تم دعم MFO بواسطة NIDA T32DA007268. تم تقديم الدعم البحثي إلى PBG من قبل مركز أبحاث داء السكري في ولاية ميشيغان (NIH جرانت P30 DK020572) ومركز أبحاث التغذية والسمنة في ميشيغان (P30 DK089503). الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

مراجع حسابات

1. ألبوكيرك د ، ستيس إي ، رودريغيز لوبيز آر ، مانكو إل ، نوبريجا سي (2015). المراجعة الحالية لعلم الوراثة للسمنة البشرية: من الآليات الجزيئية إلى منظور تطوري. مول الجينوميات 290: 1190-1221. | مقالة |
2. Boudreau AC، Milovanovic M، Conrad KL، Nelson C، Ferrario CR، Wolf ME (2012). فحص ربط بروتين لقياس تداخل سطح الخلية لمستويات مستقبلات الغلوتامات في دماغ القوارض بعد في الجسم الحي العلاجات. Curr Protoc Neurosci Chapter 5: Unit 5.30.1 – 5.30.19.
3. بودرو إيه سي ، وولف مي (2005). يرتبط التحسس السلوكي للكوكايين بزيادة تعبير سطح مستقبل AMPA في النواة المتكئة. J Neurosci 25: 9144-9151. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
4. Brown RM، Kupchik YM، Spencer S، Garcia-Keller C، Spanswick DC، Lawrence AJ وآخرون (2015). تشابه في الإشباع تشبه الإدمان في السمنة الناجمة عن النظام الغذائي. Biol Psychiatry (e-pub ahead of print).
5. كار كا ، دانيال تو ، لين إتش ، إبستين إل إتش (2011). تقوية علم الأمراض والسمنة. تعاطي المخدرات بالعملة القس 4: 190-196. | مقالة | مجلات |
6. Conrad KL، Tseng KY، Uejima JL، Reimers JM، Heng LJ، Shaham Y وآخرون (2008). يؤدي تكوين مستقبلات AMPA التي تفتقر إلى GluR2 إلى احتضان شغف الكوكايين. Nature 454: 118-121. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
7. Counotte DS ، Schiefer C ، Shaham Y ، O'Donnell P (2014). النقص المعتمد على الوقت في النواة المتكئة لنسبة AMPA / NMDA واحتضان شغف السكروز في الجرذان البالغة والمراهقة. علم الأدوية النفسية 231: 1675–1684. | مقالة | مجلات | CAS |
8. كول كاندي إس ، كيلي إل ، فارانت إم (2006). تنظيم مستقبلات AMPA المنفذة Ca2 +: اللدونة المشبكية وما بعدها. نيوروبيول بالعملة 16: 288-297. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
9. Demos KE ، Heatherton TF ، Kelley WM (2012). الفروق الفردية في نشاط النواة المتكئة للطعام والصور الجنسية تتنبأ بزيادة الوزن والسلوك الجنسي. J Neurosci 32: 5549-5552. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
10. دي سيانو بي ، الكاردينال آر إن ، كويل را ، ليتل إس جيه ، إيفريت بي جيه (2001). المشاركة التفاضلية لمستقبلات NMDA و AMPA / kainate والدوبامين في النواة المتكئة في اكتساب وأداء سلوك نهج بافلوفيان. ياء نيوروسسي 21: 9471-9477. | مجلات | ISI | CAS |
11. Dingess PM، Darling RA، Kurt Dolence E، Culver BW، Brown TE (2016). التعرض لاتباع نظام غذائي مرتفع في الدهون يخفف كثافة العمود الفقري شجيري في قشرة الفص الجبهي الإنسي. Brain Struct Funct (e-pub ahead of print).
12. ابستين د .شاهام واي (2010). الجرذان الآكلة للجبن ومسألة الإدمان على الطعام. Nat Neurosci 13: 529-531. | مقالة | مجلات | ISI |
13. Fedoroff IC ، Polivy J ، Herman CP (1997). تأثير التعرض المسبق لإشارات الطعام على سلوك الأكل للأكل المقيدة وغير المقيدة. الشهية 28: 33-47. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
14. Ferrario CR ، Gorny G ، Crombag HS ، Li Y ، Kolb B ، Robinson TE (2005). اللدونة العصبية والسلوكية المرتبطة بالانتقال من تعاطي الكوكايين الخاضع للرقابة إلى تصعيد. بيول للطب النفسي 58: 751-759. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
15. Ferrario CR ، Li X ، Wang X ، Reimers JM ، Uejima JL ، Wolf ME (2010). دور إعادة توزيع مستقبلات الغلوتامات في التحسس الحركي للكوكايين. علم الأدوية النفسية والعصبية 35: 818-833. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
16. Ferrario CR، Loweth JA، Milovanovic M، Ford KA، Galinanes GL، Heng LJ وآخرون (2011). التعديلات في الوحدات الفرعية لمستقبلات AMPA و TARPs في نواة الفئران المتكئة المتعلقة بتكوين Ca (2) (+) - مستقبلات AMPA القابلة للنفاذ أثناء حضانة شغف الكوكايين. علم الأدوية العصبية 61: 1141-1151. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
17. جيجر بي ام ، بير جغ ، فرانك لو ، كالديرا سيو ، بي بينفيلد MC ، كوكوتو EG وآخرون (2008). دليل على إفراز الدوبامين المعيب في الفئران المعرضة للسمنة. FASEB J 22: 2740-2746. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
18. كيني بي جيه (2011). الآليات الخلوية والجزيئية الشائعة في السمنة وإدمان المخدرات. نات ريف نيوروسسي 12: 638-651. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
19. Kourrich S ، Rothwell PE ، Klug JR ، Thomas MJ (2007). تتحكم تجربة الكوكايين في اللدونة المشبكية ثنائية الاتجاه في النواة المتكئة. J Neurosci 27: 7921-7928. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
20. Lee BR، Ma YY، Huang YH، Wang X، Otaka M، Ishikawa M وآخرون (2013). يساهم نضج المشابك الصامتة في إسقاط اللوزة المتكئة في احتضان شغف الكوكايين. نات نيوروسسي 16: 1644–1651. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
21. ليفين بي ، دان-مينيل أأ ، البلقان ب ، كيسي ري (1997). التربية الانتقائية للسمنة التي يسببها النظام الغذائي والمقاومة في جرذان سبراج داولي. Am J Physiol 273 (2 Pt 2): R725 – R730. | مجلات | ISI | CAS |
22. Ma YY، Lee BR، Wang X، Guo C، Liu L، Cui R وآخرون (2014). تعديل ثنائي الاتجاه لاحتضان شغف الكوكايين عن طريق إعادة تشكيل القشرة المخية قبل الجبهية القائمة على المشبك الصامت لاستيعاب الإسقاطات. الخلايا العصبية 83: 1453-1467. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
23. ماكوين JB. بعض طرق تصنيف وتحليل الرصد متعدد المتغيرات. Proceedings of 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability. مطبعة جامعة كاليفورنيا: Berkeley، CA، 1966، pp 281 – 297.
24. موردو دل ، كوكس جي ، كوك إي دبليو 3 ، ويلر ري (2012). يتنبأ تفاعل الرنين المغناطيسي الوظيفي مع صور الأطعمة عالية السعرات الحرارية بنتائج قصيرة وطويلة المدى في برنامج إنقاص الوزن. Neuroimage 59: 2709-2721. | مقالة | مجلات |
25. نيلسون سي إل ، ميلوفانوفيتش إم ، ويتير جي بي ، فورد كا ، وولف مي (2009). لا يصاحب التحسس السلوكي للأمفيتامين تغيرات في تعبير سطح مستقبل الغلوتامات في نواة الفئران المتكئة. J نيوروتشيم 109: 35-51. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
26. Oginsky MF ، Maust JD ، Corthell JT ، Ferrario CR (2016). التحسس الحركي المعزز الناجم عن الكوكايين والاستثارة الذاتية للخلايا العصبية الشوكية المتوسطة NAc في البالغين ولكن ليس في الجرذان المراهقين المعرضة للسمنة التي يسببها النظام الغذائي. علم الأدوية النفسية 233: 773-784. | مقالة | مجلات |
27. Paxinos G، Watson CJThe Rat Brain in Coorde Stereotaxic Coordinates، 6th edn. Academic Press: Burlington، MA، USA، 2007.
28. Reimers JM ، Milovanovic M ، Wolf ME (2011). التحليل الكمي لتكوين الوحدة الفرعية لمستقبلات AMPA في مناطق الدماغ المرتبطة بالإدمان. دقة الدماغ 1367: 223-233. | مقالة | مجلات | CAS |
29. Robinson MJ، Burghardt PR، Patterson CM، Nobile CW، Akil H، Watson SJ وآخرون (2015). الفروق الفردية في التحفيز الناجم عن التلميح والأنظمة القاتلة في الجرذان المعرضة للسمنة التي يسببها النظام الغذائي. علم الأدوية النفسية والعصبية 40: 2113-2123. | مقالة | مجلات |
30. روبنسون تي إي ، بيريدج كيه سي (2008). مراجعة. نظرية التحسيس التحفيزي للإدمان: بعض القضايا الحالية. Philos Trans R Soc Lond Ser B Biol Sci 363: 3137-3146. | مقالة |
31. روجرز بي جيه ، هيل إيه جيه (1989). انهيار القيود الغذائية بعد مجرد التعرض لمحفزات الطعام: العلاقات المتبادلة بين ضبط النفس والجوع وسيلان اللعاب وتناول الطعام. المدمن Behav 14: 387-397. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
32. Scheyer AF ، Wolf ME ، Tseng KY (2014). تحافظ آلية تعتمد على تخليق البروتين على انتقال مستقبلات AMPA التي تنفث الكالسيوم في النواة المتكئة أثناء الانسحاب من الإدارة الذاتية للكوكايين. J Neurosci 34: 3095-3100. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
33. سيساك إس آر ، جريس إيه إيه (2010). شبكة مكافأة العقد القشرية القاعدية: الدوائر الدقيقة. علم الأدوية النفسية والعصبية 35: 27-47. | مقالة | مجلات | ISI |
34. DM الصغيرة (2009). الفروق الفردية في الفيزيولوجيا العصبية للمكافأة ووباء السمنة. Int J Obesity 33: S44 – S48. | مقالة |
35. سوسينيان آر ، شال ب ، بولانجر الخامس ، جيليت إم ، جيانغ تي (2012). تفاعل الفم والوجه مع رؤية ورائحة المحفزات الغذائية. دليل على الإعجاب الاستباقي المتعلق بإشارات المكافأة الغذائية لدى الأطفال الذين يعانون من زيادة الوزن. الشهية 58: 508-516. | مقالة | مجلات | ISI |
36. ستيس إي ، داغر أ (2010). التباين الجيني في مكافأة الدوبامين في البشر. منتدى نوتر 63: 176-185. | مجلات |
37. Stice E ، Figlewicz DP ، Gosnell BA ، Levine AS ، Pratt WE (2012). مساهمة دوائر المكافأة في الدماغ في وباء السمنة. Neurosci Biobehav Rev 37 (نقطة أ): 2047-2058. | مقالة | مجلات | ISI |
38. Tukey DS ، و Ferreira JM ، و Antoine SO ، و D'Amour JA ، و Ninan I ، و Cabeza de Vaca S وآخرون (2013). يؤدي تناول السكروز إلى تهريب سريع لمستقبلات AMPA. J Neurosci 33: 6123–6132. | مقالة | مجلات |
39. فالينزا إم ، ستيردو إل ، كوتوني بي ، سابينو الخامس (2015). السمنة التي يسببها النظام الغذائي والفئران المقاومة للنظام الغذائي: الاختلافات في التأثيرات المجزية والقهمة للـ D- الأمفيتامين. علم الأدوية النفسية 232: 3215 - 3226. | مقالة | مجلات |
40. فيزينا ب (2004). توعية تفاعل الخلايا العصبية الدوبامين في الدماغ المتوسط ​​والإدارة الذاتية للأدوية المنشطة النفسية. نيوروسسي بيوبيهاف القس 27: 827-839. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
41. فولكو إن دي ، وانغ جي جي ، توماسي دي ، بالير آر دي (2013). السمنة والإدمان: تداخلات بيولوجية عصبية. أوبيس رؤيا ١٤: ٢-١٨. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
42. Vollbrecht PJ ، Mabrouk OS ، Nelson AD ، Kennedy RT ، Ferrario CR (2016). الاختلافات الموجودة مسبقًا والتعديلات التي يسببها النظام الغذائي في أنظمة الدوبامين القاتلة للفئران المعرضة للسمنة. السمنة 24: 670-677. | مقالة | مجلات | CAS |
43. Vollbrecht PJ ، Nobile CW ، Chadderdon AM ، Jutkiewicz EM ، Ferrario CR (2015). الاختلافات الموجودة مسبقًا في الدافع للطعام والحساسية للتنقل الذي يسببه الكوكايين في الفئران المعرضة للسمنة. فيسيول Behav 152 (نقطة أ): 151-160. | مقالة | مجلات |
44. وانغ X ، كاهيل ME ، فيرنر CT ، Christoffel DJ ، Golden SA ، Xie Z وآخرون (2013). يتوسط Kalirin-7 مستقبلات AMPA التي يسببها الكوكايين واللدونة في العمود الفقري ، مما يتيح التحسس التحفيزي. J Neurosci 33: 11012-11022. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
45. وولف مي (2016). آليات التشابك الكامنة وراء الرغبة المستمرة للكوكايين. نات ريف نيوروسسي 17: 351–365. | مقالة | مجلات |
46. وولف مي ، فيراريو سي آر (2010). اللدونة لمستقبلات AMPA في النواة المتكئة بعد التعرض المتكرر للكوكايين. نيوروسسي بيوبيهاف القس 35: 185-211. | مقالة | مجلات | ISI | CAS |
47. وولف مي ، مانجيافاتشي إس ، صن إكس (2003). الآليات التي قد تؤثر بها مستقبلات الدوبامين على اللدونة المشبكية. Ann NY Acad Sci 1003: 241–249. | مقالة | مجلات | CAS |
48. وولف مي ، تسينج كي واي (2012). مستقبلات AMPA النفاذة للكالسيوم في VTA والنواة المتكئة بعد التعرض للكوكايين: متى وكيف ولماذا؟ أمامي مول نيوروسسي 5: 72. | مقالة | مجلات | CAS |
49. Wyvell CL ، Berridge KC (2000). يزيد الأمفيتامين الداخلي من بروز الحافز المشروط لمكافأة السكروز: تعزيز المكافأة "الرغبة" دون تعزيز "الإعجاب" أو الاستجابة. J Neurosci 20: 8122-8130. | مجلات | ISI | CAS |
50. Wyvell CL ، Berridge KC (2001). التحسس التحفيزي عن طريق التعرض السابق للأمفيتامين: زيادة "الرغبة" في الحصول على مكافأة السكروز. نيوروسسي ي 21: 7831-7840. | مجلات | ISI | CAS |
51. Yokum S ، Ng J ، Stice E (2011). التحيز المتعمد لصور الطعام المرتبطة بالوزن المرتفع وزيادة الوزن في المستقبل: دراسة الرنين المغناطيسي الوظيفي. السمنة (الزنبرك الفضي) 19: 1775-1783. | مقالة | مجلات |