Набирането на CRF система медиира тъмната страна на компулсивно хранене (2009)

абстрактен

Диета за контрол на телесното тегло включва цикли на лишаване от вкусна храна, които могат да насърчат компулсивно хранене. Настоящото проучване показва, че плъхове, изтеглени от интермитентния достъп до вкусна храна, показват преяждане на вкусна храна при нов достъп и афективно състояние, подобно на отнемане, характеризиращо се с кортикотропин-освобождаващ фактор-1 (CRF)1- рецепторно антагонистично-обратимо поведение, включително хипофагия, мотивационни дефицити за получаване на по-малко вкусна храна и анксиогенно-подобно поведение. Оттеглянето е придружено от повишена експресия на CRF и CRF1 електрофизиологична реакция в централното ядро ​​на амигдалата. Ние предлагаме набирането на анти-възнаграждаващ се екстрахипоталамичен CRF-CRF1 Системите при оттегляне от вкусна храна, аналогично на въздържанието от злоупотребяващите наркотици, могат да насърчат компулсивен подбор на вкусна храна, подтискане на по-здравословни алтернативи и отрицателно емоционално състояние, когато се предотврати приемането на вкусна храна.

Ключови думи: хранителни разстройства, затлъстяване, вкусови качества, вкусна хранителна зависимост, оттегляне

Формите на затлъстяване и хранителни разстройства, подобни на наркоманиите, могат да се схващат като хронични рецидивиращи състояния с редуващи се периоди на въздържание (т.е. диета за избягване на „забранени“ вкусни храни) и рецидив (т.е. компулсивно, често неконтролируемо, ядене на високо- храни), които продължават въпреки отрицателните последици (\ t). Въпреки че положителните подсилващи свойства на вкусни храни са добре известни (, ), по-малко внимание е отделено на техните отрицателни подсилващи свойства (-), а именно повишената вероятност за поведенчески отговор, получена чрез отстраняване на отблъскващ стимул (напр. прием на вкусна храна за облекчаване на негативните емоционални състояния). Прекъсващите цикли на продължителна употреба на лекарства за злоупотреба могат постепенно да доведат до "афективна зависимост", наблюдавана като необходимост от по-високи и / или по-редовни количества от лекарството за поддържане на дадена емоционална точка, както и отрицателно емоционално състояние при прекратяване на прием на наркотици (, ). Такова афективно оттегляне може да запази употребата и да мотивира рецидив чрез негативните засилващи свойства на съответно продължаване и възобновяване на употребата на наркотици (, ).

Системите за мозъчен стрес на екстрахипоталамичния кортикотропин-освобождаващ фактор (CRF) са предполагаемо включени в прехода от употреба на наркотици към зависимост, по време на която приемът на злоупотребяващи наркотици става все по-мотивиран от тези отрицателни, а не положителни механизми за подсилване. CRF играе важна роля в синдромите на отнемане за всеки основен наркотик, включително алкохол, никотин, кокаин, опиати, амфетамини и тетрахидроканабинол (, ). По аналогия, повтарящи се цикли на интермитентен, разширен достъп до силно вкусна храна се предполага, че предизвикват невроадаптации на CRF система, подобни на тези, наблюдавани в моделите на зависимостта от наркотици (, , ).

Резултати

Продължителният, разширен достъп до вкусна храна прогресивно води до недооценяване на по-малко предпочитаните диети, когато не е налична вкусна храна и до преяждане на вкусна храна при подновен достъп (-). За да тествате хипотезата, че CRF1 системи, които медиират тези адаптации за хранене, мъжки плъхове Wistarn = 20) бяха снабдени с храна за хранене ad libitum (Chow / Chow) дневно всяка седмица или им беше осигурена храна ad libitum за 5 дни (фаза С), последвана от много вкусна диета за 2 дни (P фаза) (Chow / Palatable ) (вж Фиг. S1 за диета и график Фиг. S2 за ефектите от режима на хранене върху приема на храна и телесното тегло). След 7 седмици на циклично хранене, плъховете получават непептиден CRF1 рецепторен антагонист R121919 (0, 5, 10 и 20 mg / kg, sc) в латино-квадратен дизайн (). На леченията се дава 1 h преди да се премине от вкусна диета към храна или от храна до вкусна диета. R121919 дозозависимо намалява вкуса на диетата и увеличава приема на храна при Chow / Palatable плъхове (диетична фаза × диетична схема × лекарствена доза: F3,54 = 7.25, P <0.001), без да променя приема на контроли за чау. R121919 намалява приема на изключително вкусна диета при подновяване на достъпа до вкусна храна (фаза P) (Фиг 1A). При независими тестове, CRF1 рецепторен антагонист повишен прием на по-малко вкусна храна в плъхове от Chow / Вкусните, изтеглени от приемливата диета (фаза С) (Фиг 1B). По този начин, чрез притъпяване както на хипофагията с храна, така и на преяждане на вкусна храна, R121919 отслабва амплитудата на цикъл на прием (разликата между приема по време на първата вкусна фаза и първото изтегляне до фазата на хранене: График на хранене × Дозировка на лекарството: F3,54 = 7.25, P <0.001) (Фиг 1C). Подпомагане на постепенното набиране на CRF-CRF1 по-скоро от диетата, отколкото от ефекта на острата диета, R121919 не намалява вкуса на храната след еднократно излагане на диета или увеличава приема на храна по време на първото оттегляне от вкусна храна (Фиг. S3).

Фиг. 1. 

Ефекти от CRF1 рецепторен антагонист R121919 (-1 h предварителна обработка, 0, 5, 10 и 20 mg / kg, sc) на кумулативен прием на храна 3-h в (A) P фаза (при подновен достъп до вкусна храна), (B) С фаза (когато плъховете са изтеглени от вкуса ...

Оттеглянето от интермитентно разширяване на достъпа до вкусна храна също може да повиши подобно на тревожност поведение (). За да тествате хипотезата, че CRF1 рецепторите участват в негативните емоционални поведенчески признаци, които следват изтегляне от вкусна храна, на плъхове се прилага R121919 (0, 20 mg / kg, sc, 1-h предварителна обработка) и се тестват в проектиране между участниците в повишения плюс-лабиринт (), 5 – 9 h след като е преминал от вкусна диета към храна. Третирани с носител плъхове от Chow / Palatable показват по-малко отворено време на отваряне, отколкото контролите, хранени с храна, отразяващи анксиогенно-подобен ефект, по време на оттегляне от 7 седмици на диетичен цикъл (Фиг 2A), ефект, който все още не се наблюдава след само два цикъла на изтегляне (Фиг. S4). Предварителното третиране с R121919 (20 mg / kg, дозата, която модулира както преяждането на вкусна храна, така и понижаването на храненето) блокира намаляването на изследването с отворена ръка от Chow / Palatable плъхове при доза, която не променя поведението на лабиринта при контрола на храна ( График на хранене × Доза: F1,43 = 7.25, P <0.02; Фиг 2Левица). Администрирането на R121919 не променя общата активност, измерена като записи със затворена ръка. Поради това R121919 блокира повишеното поведение, подобно на тревожност, свързано с оттегляне от интермитент, разширен достъп до вкусна храна, без да се променя поведението на контролите, което предполага назначаването на CRF1 системи.

Фиг. 2. 

Ефекти от CRF1 рецепторен антагонист R121919 (-1h предварително третиране, 0, 20 mg / kg, sc) при повишено плюс-лабиринтно поведение (n = 47) и прогресивното съотношение, отговарящо за по-малко вкусна храна (n = 17) при мъжки плъхове Wistar, изтеглени от вкусна храна ...

Оттеглянето от интермитентния, разширен достъп до вкусна храна също може да доведе до мотивационни дефицити, за да се получат по-малко предпочитани диети, потенциален индекс на хипохедоноподобно поведение (). По подобен начин, за да се индексират мотивационните дефицити, наблюдавани по време на отнемането на наркотици, по-рано беше използван отговор за по-малко предпочитани вкусови подсилващи при прогресивно съотношение графики на армирането). Да се ​​определи участието на CRF1 Рецептори, тествахме ефектите на R121919 върху представянето на плъхове с циклична диета, за да получат по-малко предпочитаната храна при график за прогресивно съотношение. Потвърждаване на предишни констатации (, третираните с носител Chow / Palatable плъхове показват намалена мотивация да работят за получаване на по-малко вкусна храна, отразена чрез намалена точка на прекъсване и намалени общи отговори, емитирани в сравнение с плъхове Chow / Chow () (Фиг. S5). Предварително третиране с R121919 (20 mg / kg, ефективната доза при увеличаване на хипофагията с храна, намаляване на хиперафагията с прием на храна и намаляване на поведението, подобно на анксиогенно) селективно намалява дефицитите в прогресивно-съотношението при плъхове с циклична диета при доза, която е неефективна при контрола на храна (точка на прекъсване: График на хранене × Наркотик: F1,15 = 8.17, P <0.02; общо отговори: Диетичен график × Лекарство: F1,15 = 9.14, P <0.01; Фиг 2B, наляво). Срещу алтернативната интерпретация, че R121919 улеснява изпълнението на плъхове от Chow / Palatable чрез намаляване на postingestive насищане, R121919 блокира дефицитите в отговора още в 5 мин. F1,15 = 2.55, P <0.05) (Фиг 2Ярък). Следователно, CRF1 Рецепторният антагонист отслабва мотивационните дефицити в прогресивното съотношение, отговаряйки за по-малко предпочитани вкусови усилватели, които се наблюдават при животни, изтеглени от интермитентно, разширен достъп до силно вкусна храна.

За да се тества хипотезата, че оттеглянето от вкусна храна може да активира свързаната със стреса екстрахиталамална CRF система, нивата на CRF иРНК и пептид в централното ядро ​​на амигдалата се измерват съответно с количествена PCR в реално време и RIA. Плъховете са циклични за хранене за 7 седмици или непрекъснато хранени с храна. След анестезия и обезглавяване мозъчните удари от централното ядро ​​на амигдалата бяха събрани по време на изтегляне от и след подновяване на достъпа до вкусна диета. Оттеглянето на вкусна храна при Chow / Palatable плъхове доведе до петкратно увеличение на експресията на CRF mRNA в централното ядро ​​на амигдалата в сравнение с плъховете от Chow / Chow (Фиг 3A). Обратно, CRF mRNA се връща в контролирани до нива нива с подновен достъп до вкусна храна (F2,19 = 6.97, P <0.01). Експресията на CRF mRNA в централното ядро ​​на амигдалата не се променя, когато плъховете Chow / Palatable се циклират само веднъж (Chow / Chow срещу Chow / Palatable: 5.5 ± 2.2 срещу 6.3 ± 1.7 ns), подкрепяйки прогресивно набиране на CRF- CRF1 по-скоро от диетата, отколкото от остър ефект от диетата. В допълнение, експресията на CRF мРНК не се променя в nucleus accumbens, префронтален кортекс или островна кора, като поддържа регионалната специфичност на откритията (Фиг. S6). Интересно е, че не са наблюдавани значителни промени в експресията на CRF мРНК в паравентрикуларното ядро ​​на хипоталамуса или в циркулиращия кортикостерон в същата точка на отнемане при плъхове от Chow / Palatable (Фиг. S6 и S7), предполагайки хипотезата, че промените в амигдаларните, а не хипоталамичните, CRF стрес системите са почти подчинени на поведенческите адаптации. Освен това, CRF пептидната имунореактивност в централното ядро ​​на амигдалата на животни, изтеглени от вкусовата диета, е 70% по-висока, отколкото при животни, хранени с храна, но се връща към контролните нива, хранени с храна с достъп до вкусна диета (F2,24 = 4.01, P <0.01) (Фиг 3B). По този начин изтеглянето на вкусна храна активира свързаната със стреса CRF пептидна система в централното ядро ​​на амигдалата, аналогично на констатациите в моделите на отнемане на лекарството и етанола (, ). Тъй като подновеният достъп до вкусна храна намалява активирането на екстрахипоталамична CRF система в централното ядро ​​на амигдалата, където активирането на CRF е свързано с тревожност (), настоящите резултати показват също, че вкусна храна може да придобие отрицателни подсилващи свойства чрез облекчаване на негативните афективни последствия от въздържанието ().

Фиг. 3. 

Ефекти от вкуса на диета \ tA) CRF иРНК и (B) CRF пептидна експресия в централното ядро ​​на амигдалата. Плъхове (n = 45) са били циклични за хранене за 7 седмици, и са събрани централното ядро ​​на амигдаловите удари. И CRF иРНК и пептид ...

За да се тества хипотезата, че плъхове, изтеглени от вкусна храна, може да покаже повишена чувствителност към CRF1 антагонистична модулация на γ-аминомаслена киселина (GABA) сигнализиране в централното ядро ​​на амигдалата, което се наблюдава по време на отнемане на етанол (), изследвахме ефекта на R121919 върху GABAergic предаването на централното ядро ​​на амигдалните неврони в препарата от среза. Мъжки плъхове Wistar (n = 14) са били циклични за хранене за 7 седмици и са пожертвани след превключване към по-малко вкусна храна. Базалната ГАМКергична трансмисия в централното ядро ​​на амигдалните синапси не се различаваше по отношение на историята на диетата (n = 23 клетки) във всички интензитети на стимула, използвани за предизвикване на GABA-инхибиращ постсинаптичен потенциал (IPSP). Обаче, свръхфузията на 20 min с R121919 (1 μM) индуцира по-голямо намаляване на предизвикан GABAA-IPSPs в централното ядро ​​на амигдалните неврони на Chow / Palatable плъхове (M ± SEM: 30 ± 6%, n = Клетки 9), отколкото в контролите с храна (M ± SEM: 12 ± 6%, P <0.05, n = Клетки 11) (Фиг 4). След периода на изчистване на 30 min, IPSPs от двете групи се връщат на подобни, базови нива. Следователно, съответстващо на свръх активиране на амигдалната CRF-CRF1 система и ефекти, наблюдавани по време на изтегляне на етанол (\ t), плъховете с циклични диети показват повишена чувствителност към инхибиращите ефекти на CRF1 антагонист на рецептора върху централното ядро ​​на амигдалната GABAergic предаване.

Фиг. 4. 

Ефекти от CRF1 антагонист на рецептор R121919 върху GABAA-IPSPs в централното ядро ​​на амигдалата след анамнеза за променлив достъп до диета при мъжки плъхове Wistar (n = 14), изтеглени от вкусен достъп до храна. (A) R121919 значително намалява ...

Дискусия

Колективните резултати дават функционални доказателства, че историята на интермитентния, разширен достъп до вкусна храна води до прогресивни, мотивационно значими невроапатации в свързаната с стреса екстрахиталамална CRF-CRF1 системи. По-специално, селективната CRF1 рецепторен антагонист R121919 диференциално и селективно повлиява храненето при диетично циклични плъхове, увеличавайки редовния прием на храна и намалявайки приема на високо вкусна храна при подновен достъп. CRF1 Рецепторният антагонист също така селективно блокира повишеното тревожно-подобно поведение и мотивационните дефицити в отговора за по-малко предпочитана храна, която се наблюдава по време на оттегляне от вкусна диета. Оттеглянето на достъпа до вкусовата диета повиши CRF гена и пептидната експресия в централното ядро ​​на амигдалата, ефекти, които бяха елиминирани с подновен достъп. Освен това, плъхове с циклични диети показват повишена чувствителност към инхибиторните ефекти на CRF1 рецепторен антагонист на GABAergic предаване в централното ядро ​​на амигдалата, по-нататък предполагащо активиране на амигдалната CRF-CRF1 система. Преяждането на вкусна храна при нов достъп може да е резултат от повишеното активиране на CRF системата на току-що завършения карентен период, наблюдавано като повишена експресия на CRF и електрофизиологична чувствителност към CRF.1 рецепторна блокада в централното ядро ​​на амигдалата. CRF1 Предварително третиране с антагонист точно преди вкусен достъп на храна се интерпретира по този начин, за да се противопостави на първоначално все още съществуващата CRF-CRF1 преустановяване на системата за изтегляне. Краткият времеви ход на вкусна храна, преяждана по друг начин при нелекувани животни () може да отразява хода на времето, чрез което експресията, освобождаването и ефектите на CRF пептида се нормализират, след като се възстанови достъпът до вкусна храна, както се вижда в настоящото изследване. По този начин, прекъснато приемане на вкусни диети може да предизвика алостатично изместване в системите за възнаграждение на мозъка с набиране на CRF-CRF срещу възнаграждение.1 системи в централното ядро ​​на амигдалата.

Тези резултати имат значение не само за компулсивно хранене, но и за мотивацията като цяло. Повтарящото се активиране на хедонични системи предизвиква в мозъка процеси, подобни на опоненти (т.е. набиране на CRF1 вериги), които се различават от проста загуба на функция в системите за възнаграждаване на предавателя. Такива невроапатации между системите () също се срещат по време на прехода към зависимост от всички основни наркотични \ t, ). Обобщението на не-лекарствените стимули в настоящото изследване подсказва, че мотивационните процеси могат да се смутят при индивиди, които изпитват повтарящи се контрасти в интензивността на хедоничните стимули през времето (). Адаптивно, такива процеси могат да изместят търсенето на храна и поведението на консумация към енергийно гъсти храни с високо възнаграждение, като същевременно обезценяват усилията за получаване на по-малко богати на енергия храни с ниско възнаграждение (или нехранителни продукти), адаптация, еволюционно полезна, когато има разходи за изхранване (напр. излагане на хищници, ограничено време и енергийни ресурси). В съвременната среда обаче същите процеси могат да стимулират приема на храни, които насърчават затлъстяването за сметка на по-малко вкусни, но може би по-хранителни алтернативи.

По този начин, подобни на наркомании промени в CRF1 системи могат да помогнатi) прием на енергоемки вкусни храни, (ii) потреблението на по-здравословни алтернативи и (III) свързаното отрицателно емоционално състояние, което възниква, когато се предотврати достъп до вкусна храна (, , -, ). Преведено към човешкото състояние, активирането на CRF системата може да насърчи храненето при рецидив при затлъстяване и свързаните с това хранителни разстройства, както и други негативни мотивационни последствия от цикличното въздържание от вкусна храна.

Материали и методи

Индивиди.

Мъжки плъхове Wistar (n = 155, 180 – 230 g, 45 дни) са получени от Charles River и са еднопосочни при пристигане в пластмасови клетки (19 × 10.5 × 8 инча) в 12 h: 12 h обратен светлинен цикъл (10) : 00 h светва), влажност (60%) и контролиран от температурата (22 ° C) вивариум. Плъховете са имали достъп до храна за гризачи на основата на царевица [XLUMX: ХНУМХ% (ккал) въглехидрат, 485% мазнина, 7012% протеин, метаболизираща енергия 65 кал / 13 g] и вода за 21 седмица преди началото на експериментите. Експерименталните процедури се придържат към Наръчника на националните институти по здравеопазване за грижа и използване на лабораторни животни (номер на публикацията NIH 341 – 100, ревизиран 1) и “Принципи на грижа за лабораторни животни” (http://www.nap.edu/readingroom) / bookslabrats) и са одобрени от Институционалния комитет за грижа и ползване на животните на Научния институт Scripps.

Drugs.

R121919 се синтезира, както е описано в Chen et al. (). R121919 е висок афинитет (Ki = 3.5 пМ) селективен CRF1 антагонист с физиохимични свойства, превъзхождащи много други CRF1 антагонисти (напр., намален logP и logD, повишена разтворимост във вода) (). За тестване, R121919 първо се разтваря в 1 М НС1 (10% от крайния обем), след това се разрежда до краен носител на 20% (wt / vol) 2-хидроксипропил-Р-циклодекстрин (Sigma-Aldrich), обратно титруван с NaOH до рН 4.5. Разтворът R121919 се прилага sc (sc) в обем от 2 mL / kg.

Алтернативна диета Ad Libitum.

След аклиматизирането, плъховете бяха разделени на две групи, съответстващи на прием на храна, телесно тегло и ефективност на хранене от предишните 3 – 4 дни. На една група е осигурена храна за хранене ("Chow") ad libitum 7 дни на седмица (Chow / Chow), а на втора група е дадена храна ad libitum за 5 дни всяка седмица, последвана от 2 дни ad libitum достъп до силно вкусен , с аромат на шоколад, с високо съдържание на захароза ("Вкусен"; Chow / Palatable). Вкусна диета е пълноценна храна, с аромат на шоколад, с високо съдържание на захароза (50% kcal), базирана на AIN-76A диета, която е съпоставима в макронутриентни пропорции и плътност на енергията с храната [TestDiet; формула 5TUL с аромат на шоколад: 66.8% (ккал) въглехидрат, 12.7% мазнина, 20.5% протеин, метаболизираща енергия 3.48 kcal / g; формулиран като 45-mg прецизни хранителни пелети за увеличаване на неговата предпочитаност (, )]. За краткост, първите 5 дни (само храна) и последните 2 дни (храна или вкусна според експерименталната група) от всяка седмица са посочени във всички експерименти като С и Р фази. Диетите никога не са били едновременно налични. Хранителната диета е била или Harlan Teklad LM-485 диета 7012 [65% (ккал) въглехидрати, 13% мазнини, 21% протеин, метаболизираща енергия 341 кал / 100 g] или 5TUM диета, формулирана като екструдирани пелети 4- към 5-X [65.5 % (ккал) въглехидрат, 10.4% мазнина, 24.1% протеин, метаболизираща енергия 330 кал / 100 g; TestDiet]. Подобно на предишни проучвания, при хранене и повишени експерименти с плюс лабиринт се използва храна от Harlan Teklad LM-485 (, докато TestDiet 5TUM чау () се използва в прогресивното съотношение, CRF мРНК, CRF пептидно съдържание, кортикостеронова RIA и електрофизиологични експерименти.

Както вече беше публикувано (), относителните предпочитания за хранене, изчислени като процент от дневния прием (ккал) на първата диета във връзка с втората диета, са следните: 5TUL Шоколадова диета (сладка диета) срещу Harlan LM-485 chow (M ± SEM) предпочитание 90.7 ± 3.6%) и 5TUL Шоколадова диета (сладка диета) срещу 5TUM диета за хранене (M ± SEM предпочитание 91.2 ± 3.7%).

Повишен плюс-лабиринт.

Повишеният тест с лабиринт се извършва, както е описано в Cottone et al. (). Плъховете от Chow / Palatable бяха подложени на цикличен режим на хранене най-малко 7 седмици и след това бяха предварително третирани с вехикулум или 20 mg / kg R121919 (-1 h, sc) и тествани 5-9 h след преминаване от вкусна диета към храна (P) → С фаза). Контролните плъхове с Chow / Chow бяха тествани едновременно в дизайна между участниците (n = 47). Хранителната диета е била на разположение ad libitum до момента на тестването. За повече подробности вижте Текст на SI.

Прогресивно съотношение на графика за укрепване на храните.

Графиката за прогресивно съотношение на усилване за храна се извършва, както е описано в Cottone et al. (). Животните получават ad libitum A / I chow (5 g екструдирани пелети) в техните домашни клетки по време на експеримента, освен ако не е посочено друго. Хранителните подсилващи средства бяха 45-mg пелети с прецизна храна, идентични по състав с екструдираната домашна диета от храната. Сесиите приключват, когато субектите не са завършили съотношението за 14 min, като последното завършено съотношение е определено като точка на прекъсване. Плъховете от Chow / Palatable бяха подложени на цикъл на хранене в продължение на най-малко 7 седмици и след това бяха предварително третирани с R121919 (-1 h, sc) по време на превключване от приемлива диета на храна (Р → С фаза). Контролните плъхове с Chow / Chow бяха тествани едновременно в дизайна между участниците (n = 17). Дози R121919 (0, 20 mg / kg телесно тегло, sc) са дадени в рамките на един участник, балансиран дизайн през два цикъла на хранене. За повече подробности вижте Текст на SI.

Количествена PCR в реално време.

Плъхове (n = 20) са били диетично циклирани в продължение на 7 седмици, анестезирани и обезглавени по време на двете диетични условия (дни 5 и 7 от всеки седмичен цикъл). Мозъците бяха бързо отстранени и нарязани коронално в мозъчен матрикс, а централните ядра на амигдалата, nucleus accumbens, островния кортекс и префронталните удари на кората бяха събрани на ледено студен етап. Общата РНК се приготвя от всеки мозъчен удар, използвайки стандартен протокол за извличане на РНК от животински тъкани. След това общата РНК (1 μg) се транскрибира обратно в присъствието на Oligo (dT) 20 съгласно инструкциите на производителя. Количествените RT-PCR реакции се провеждат в обем от 20 μL, като се използват 0.5 μM праймери и 4 mM MgCl2, Резултатите се анализират чрез методи на второ производно и се изразяват в произволни единици, нормализирани до нивата на експресия на референтния ген CypA. Всички RT-PCR реакции за дадена последователност се извършват в рамките на един и същ цикъл. За повече подробности вижте Текст на SI.

Екстракция на пептидна киселина и CRF RIA.

Плъхове (n = 25) са били диетизирани в продължение на поне 7 седмици, анестезирани и обезглавени по време на двете условия на хранене (дни 5 и 7 на всеки седмичен цикъл). Мозъците бяха бързо отстранени и нарязани коронално в мозъчна матрица, а централното ядро ​​на амигдаловите удари беше събрано на ледено студен етап. Екстракцията на пептидна киселина следва вече установена процедура (). Тъканната CRF-подобна имунореактивност се определя количествено с чувствителна и специфична твърдофазна RIA, адаптирана от Zorrilla et al. (). За повече подробности вижте Текст на SI.

Кортикостеронова РИА.

Плъхове (n = 12) са били диетично циклирани в продължение на най-малко 7 седмици и е взета проба от опашната кръв по време на двете диетични условия (дни 5 и 7 от всеки седмичен цикъл). Плазмените нива на подобна на кортикостерон имунореактивност се определят с наличен в търговската мрежа комплект RIA, съгласно инструкциите на производителя (MP Biomedicals, Inc.) (). За повече подробности вижте Текст на SI.

Електрофизиологични изследвания

Подготовка на среза.

Централното ядро ​​на амигдаловите резени се приготвя, както е описано по-горе (, ) от плъхове (n = 7 / група), които са били подложени на диета за най-малко 7 седмици, анестезирани и обезглавени 2-3 h, след като са изтеглени от вкусна храна. Мозъците бяха бързо отстранени и поставени в леденостудена изкуствена цереброспинална течност (aCSF), газирана с 95% O2 и 5% CO2, Парчетата бяха нарязани, инкубирани в конфигурация на интерфейса за около 30 min, и напълно потопени и непрекъснато суперфузирани с топъл, газиран aCSF. Към aCSF се добавят лекарства от изходни разтвори, за да се получат известни концентрации в суперфузата. При използваните скорости на суперфузия 2 – 4 mL / min, концентрациите на лекарството достигат 90% от концентрацията на резервоара в рамките на 2 min.

Електрофизиология.

Записахме централното ядро ​​на амигдалните неврони с остри микропипети, използвайки прекъснат режим на напрежение или ток. Ние държахме повечето неврони близо до техния мембранен потенциал. Данните са получени с предусилвател и съхранени за по-късен анализ с помощта на pClamp софтуер. Фармакологично изолиран GABAA рецепторно-медиирани инхибиторни постсинаптични потенциали (GABAA-IPSPs) се предизвикват чрез стимулиране локално в централното ядро ​​на амигдалата чрез биполярно стимулиращ електрод, докато суперфузират блокерите на глутаматните рецептори CNQX и APV и GABAB рецепторен блокер CGP 55845A. За да определим параметрите на отговор за всяка клетка, направихме входно-изходен протокол. Приложен е диапазон от токове, започвайки от прага, необходим за предизвикване на IPSP до напрежението, необходимо за предизвикване на максималната амплитуда. Нормализирахме три интензитета на стимулите на равни стъпки (праг, полумаксимален и максимален) като 1 – 3 ×. Хиперполяризиращи и деполяризиращи токови стъпки (стъпки 200-pA, продължителност 750-ms) също бяха приложени за генериране на криви на напрежение-ток (VI). Количествено определихме амплитудите на IPSP и VI отговорите, като използвахме софтуера Clampfit. Всички мерки бяха взети преди свръхфузията със селективния CRF1 антагонист на рецептора R121919 (1 μM), по време на неговото сгъстяване (20 min) и следващо отмиване (30 min). За повече подробности вижте Текст на SI.

Статистика.

Използвани са групови сравнения на Student t-тестове (двугрупови сравнения) или анализ на дисперсията (ANOVA) (най-малко три-групови сравнения), последният се интерпретира чрез прост анализ на основния ефект или сравнения на Newman-Keuls след значителни омнибусни ефекти (P <0.05). Данните от експеримента за хранене бяха анализирани чрез трипосочни смесени ANOVA с диетичен график като фактор между субектите и фаза на дозата и диетата като фактори в рамките на субектите. Данните от експеримента с повишен плюс лабиринт са анализирани чрез двупосочни ANOVA с диетичен график и доза като фактори между участниците. За графика на прогресивното съотношение на експеримента за подсилване, точката на прекъсване и общите отговори бяха анализирани чрез двупосочни смесени ANOVA с диетичен график като фактор между субектите и доза като фактор в рамките на субектите. Времето на реагиране през първите 5 минути беше анализирано чрез трипътен смесен ANOVA с диетичен график като фактор между субектите и доза и време като вътрешни фактори. Данните от електрофизиологичните проучвания са анализирани с ANOVA между субектите или ANOVA между субектите с повтарящи се мерки, според случая. Данни от RIA на кортикостерона, когато се анализират чрез двупосочен смесен ANOVA с диетичен график като фактор между субектите и фаза на диетата като фактор в рамките на субекта. Използваните статистически пакети бяха Instat 3.0, Prism 4.0 (GraphPad), Systat 11.0 и SPSS 11.5 (SPSS).

 

Допълнителен материал

Подкрепяща информация: 

Благодарности.

Благодарим на Майк Арендс за редакционната помощ, Мери Гичуи за административна помощ и Боб Линц, Жанет Хелфърс, Стефани Дела Круз и Моли Бренън за техническа помощ. Тази работа е подкрепена от Националния институт за диабет и храносмилателни и бъбречни заболявания грантове DK70118, DK26741 и P30DK56336; Национален институт за злоупотреба с наркотици DA023680; Национален институт за злоупотреба с алкохол и алкохолизъм Дарява AA016731 и AA015566; Национален институт по неврологични заболявания и инсулт Грант IT32NS061847-01A2; Национален институт за отпускане на стареене AG028040; Национален институт за сърцето, белите дробове и кръвта HL088083; Медицинската фондация „Елисън“; и Центъра за изследване на алкохолизма и пристрастяването към Пиърсън. Част от тази работа е подкрепена от Интрамурални изследователски програми на Националния институт за злоупотреба с наркотици и Националния институт за злоупотреба с алкохол и алкохолизъм. Това е номерът на ръкописа 19807 от The Scripps Research Institute.

Бележки под линия

 

Авторите не декларират конфликт на интереси.

 

 

Тази статия е PNAS директно подаване.

 

 

Тази статия съдържа подкрепяща информация онлайн на адрес www.pnas.org/cgi/content/full/0908789106/DCSupplemental.

 

Препратки

1. Volkow ND, Wise RA. Как наркотичната зависимост може да ни помогне да разберем затлъстяването? Nat Neurosci. 2005; 8: 555-560. [PubMed]
2. Corwin RL. Bingeing плъхове: Модел на прекъсващо прекомерно поведение? Апетитът. 2006; 46: 11-15. [PMC безплатна статия] [PubMed]
3. Boggiano MM, et al. Високият прием на вкусна храна предсказва преяждане, независимо от податливостта към затлъстяване: животински модел на постно срещу затлъстяване и затлъстяване с и без преяждане. Int J Obes. 2007; 31: 1357-1367. [PubMed]
4. Авена Н.М., Рада П, Хобел БГ. Доказателства за захарната зависимост: Поведенчески и неврохимични ефекти от интермитентно, прекомерно приемане на захар. Neurosci Biobehav Rev. 2007, 32: 20 – 39. [PMC безплатна статия] [PubMed]
5. Teegarden SL, Bale TL. Намаляването на хранителните предпочитания води до увеличаване на емоционалността и риска от рецидив на храната. Биол Психиатрия. 2007; 61: 1021-1029. [PubMed]
6. Cottone P, Сабино V, Steardo L, Zorrilla EP. Опиоид-зависим предварителен отрицателен контраст и преяждащо хранене при плъхове с ограничен достъп до силно предпочитана храна. Neuropsychopharmacology. 2008; 33: 524-535. [PubMed]
7. Koob GF. Роля на мозъчните стрес системи в зависимост. Neuron. 2008; 59: 11-34. [PMC безплатна статия] [PubMed]
8. Koob GF, Le Moal M. Злоупотреба с наркотици: Хедонична хомеостатична дисрегулация. Science. 1997; 278: 52-58. [PubMed]
9. Ghitza UE, Grey SM, Epstein DH, ориз KC, Shaham Y. Анксиогенното лекарство йохимбин възстановява вкусна храна, търсеща в модел на рецидив на плъх: Роля на CRF1 рецепторите. Neuropsychopharmacology. 2006; 31: 2188-2196. [PMC безплатна статия] [PubMed]
10. Cottone P, Сабино V, Steardo L, Zorrilla EP. Прекъснатият предпочитан достъп до храна намалява усилващата ефикасност на храна при плъхове. Am J Physiol. 2008; 295: R1066-1076. [PMC безплатна статия] [PubMed]
11. Cottone P, Сабино V, Steardo L, Zorrilla EP. Консумативни, свързани с тревожност и метаболитни адаптации при женски плъхове с променлив достъп до предпочитана храна. Psychoneuroendocrinology. 2008; 34: 38-49. [PMC безплатна статия] [PubMed]
12. Бернер Л.А., Авена Н.М., Хобел БГ. Bingeing, самоограничаване и повишено телесно тегло при плъхове С ограничен достъп до сладкомаслена диета. Затлъстяването. 2008; 16: 1998-2002. [PubMed]
13. Zorrilla EP, Koob GF. Терапевтичният потенциал на CRF1 антагонисти за тревожност. Expert Opin Investig наркотици. 2004; 13: 799-828. [PubMed]
14. Carobrez AP, Bertoglio LJ. Етологични и времеви анализи на подобно на тревожност поведение: Повишеният плюс-лабиринт модел 20 години. Neurosci Biobehav Rev. 2005, 29: 1193 – 1205. [PubMed]
15. Markou A, et al. Животински модели на наркотично желание. Psychopharmacology. 1993; 112: 163-182. [PubMed]
16. George O, et al. Активирането на CRF-CRF1 система медиира индуцираното от изтегляне увеличение на самоконтрола на никотина в никотинозависими плъхове. Proc Natl Acad Sci USA. 2007; 104: 17198-17203. [PMC безплатна статия] [PubMed]
17. Wells AS, прочетете NW, Laugharne JD, Ahluwalia NS. Промени в настроението след преминаване към диета с ниско съдържание на мазнини. Br J Nutr. 1998; 79: 23-30. [PubMed]
18. Cruz MT, et al. CRF1 рецепторните антагонисти блокират индуцираното от етанол освобождаване на GABA в централната амигдала in vitro и in vivo. Alcohol Clin Exp Res. 2008: 32: 6s1 P27A.
19. Koob GF, Блум ФЕ. Клетъчни и молекулярни механизми на лекарствена зависимост. Science. 1988; 242: 715-723. [PubMed]
20. Flaherty CF, Grigson PS. От контраст към усилване: Роля на непредвидени реакции в предусещаващ контраст. J Exp Psychol. 1988; 14: 165-176. [PubMed]
21. Chen C, et al. Дизайн на 2,5-диметил-3- (6-диметил-4-метилпиридин-3-ил) -ХНУМХ-дипропиламинопиразоло [7, 1-a] пиримидин (NBI 5 / R30775) и структурно-активните връзки на серия от мощни и орално активни антагонисти на рецептора на кортикотропин-освобождаващ фактор. J Med Chem. 121919; 2004: 47-4787. [PubMed]
22. Cooper SJ, Francis RL. Ефекти от остро или хронично приложение на хлордиазепоксид върху параметри на хранене при използване на две хранителни текстури при плъхове. J Pharm Pharmacol. 1979; 31: 743-746. [PubMed]
23. Laboure H, Saux S, Nicolaidis S. Ефекти на промяната в структурата на храната върху метаболитни параметри: краткосрочни и дългосрочни модели на хранене и телесно тегло. Am J Physiol. 2001; 280: R780-R789. [PubMed]
24. Cottone P, Сабино V, Steardo L, Zorrilla EP. FG 7142 специфично намалява размера на храненето и степента и редовността на продължителното хранене при женски плъхове: Доказателство, че бензодиазепиновите обратни агонисти намаляват вкусовите качества на храната. Neuropsychopharmacology. 2007; 32: 1069-1081. [PubMed]
25. Lahmame A, Grigoriadis DE, De Souza Е.Б., Armario A. Имунореактивност и рецептори на освобождаващ фактор на мозъчна кортикотропин в пет инбредни щама плъх: Връзка с поведение при принудително плуване. Brain Res. 1997; 750: 285-292. [PubMed]
26. Zorrilla EP, Valdez GR, Weiss F. Промени в нивата на регионална CRF-подобна имунореактивност и плазмен кортикостерон по време на продължително отнемане на лекарството при зависими плъхове. Psychopharmacology. 2001; 158: 374-381. [PubMed]
27. Роберто М, Мадамба С.Г., Мур СД, Tallent MK, Siggins GR. Етанолът увеличава GABAergic предаването както в пред-, така и в постсинаптичните места в централните амигдални неврони на плъхове. Proc Natl Acad Sci USA. 2003; 100: 2053-2058. [PMC безплатна статия] [PubMed]
28. Роберто М, Мадамба С.Г., Стоуфър ГД, Парсънс Л.Х., Сигинс Г.Р. Увеличено освобождаване на GABA в централната амигдала на зависими от етанол плъхове. J Neurosci. 2004; 24: 10159-10166. [PubMed]