Fronte. Cumportamentu. Neurosci., 23 March 2016 | http://dx.doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00054
Masroor R. Shariff1, Arnauld Belmer1, Matthew J. Fogarty2, Erica WH Mu2, 
- 1Istitutu di Ricerca Traslazionale è Istitutu per a Salute è l'Innovazione Biomedica, Queensland University of Technology, Brisbane, QLD, Australia
- 2Scola di Scienze Biomediche, Università di Queensland, Brisbane, QLD, Australia
A dieta muderna hè diventata assai zuccherata, risultatu in livelli senza precedente di cunsumu di zuccaru, in particulare trà l'adulescenti. Mentre chì l'ingesta cronica di zuccaru à longu andà hè cunnisciuta per cuntribuisce à u sviluppu di disordini metabolichi cumpresi l'obesità è a diabetes di tippu II, pocu hè cunnisciutu in quantu à e cunsequenze dirette di u cunsumu di zuccaru à longu andà, cum'è binge-like in u cervellu. BPerchè u zuccheru pò causà a liberazione di dopamina in u nucleus accumbens (NAc) in modu simile à e droghe d'abusu, avemu investigatu cambiamenti in a morfologia di i neuroni in questa regione di u cervellu dopu à brevi (4 settimane) è à longu andà (12 settimane) cum'è u cunsumu di saccarosi utilizendu un paradigma di scelta intermittenti di duie bottiglie. Avemu usatu a tintura di Golgi-Cox per impregnate neuroni spinosi medii (MSNs) da u core NAc è a cunchiglia di ratti chì cunsumanu saccarosi à cortu è longu tempu è paragunate questi à i cuntrolli di l'acqua di età. Dimustremu chì u cunsumu prolongatu di saccarosi cum'è binge hà diminuitu significativamente a lunghezza dendritica tutale di i MSN di shell NAc cumparatu cù i ratti di cuntrollu di età. Avemu trovu ancu chì a ristrutturazione di sti neuroni hè risultatu principalmente da a cumplessità dendritica distale ridotta. À u cuntrariu, avemu osservatu una densità di spina aumentata à l'ordine di ramu distale di i MSN di shell NAc da i ratti chì cunsumanu saccarosi à longu andà. Cumminati, sti risultati mettenu in risaltu l'effetti neuronali di l'assunzione prolongata di saccarosi in a cunchiglia di NAc morfologia MSN.
I MUVRINI
In l'ultimi 40 anni, ci hè statu un aumentu documentatu in u cunsumu di e bevande zuccherate è l'alimenti chì cuntenenu zuccheri aghjuntu (Nielsen et al., 2002; Popkin, 2010; Ng et al., 2012), cù rapporti chì stimanu chì finu à u 75% di tutti l'alimenti è e bevande cuntenenu quantità elevate di zuccheri aghjuntu (Ford è Dietz, 2013; Bray è Popkin, 2014). Duranti stu periodu, ci hè statu ancu un aumentu cuncurrente di a prevalenza di l'obesità è di a diabetes mellitus II, particularmente trà l'adulescenti.Arslanian, 2002; Reinehr, 2013; Dabelea et al., 2014; Fryar et al., 2014). Studi recenti anu dimustratu chì i zitelli in sovrappeso è obesi spessu cunsumanu quantità elevate di zuccaru aghjuntu, ma a cuntribuzione di i dieti ricchi di zuccaru à l'incidenza aumentata di i zitelli in sovrappeso è obesi resta cuntruversu (Hu, 2013; Bray è Popkin, 2014; Bucher Della Torre et al., 2015).
Mentre chì un corpu crescente di evidenza indica chì u cunsumu di dieti ricchi di zuccaru pò, in parte, cuntribuisce à l'aumentu di pisu trà i zitelli è l'adulescenti (Malik et al., 2010; Te Morenga et al., 2013; Bray è Popkin, 2014), menu attenzione hè stata datu à e cunsequenze non metaboliche avversi derivanti da l'ingesta eccessiva di zuccaru. Curiosamente, certi mudelli di cumportamentu è psicologicu cumuni spessu emergenu trà un sottogruppu di quelli chì manghjanu è mantene una dieta ricca di zuccaru. I più notevuli sò u sviluppu di disordini alimentari cumpresi l'abbuffate, cumminati cù l'iniziu simultaneo di sintomi psicologichi, cumpresa a mancanza di motivazione è a depressione (rivista in Sheehan è Herman, 2015). Inoltre, perchè l'individui chì si manghjanu spessu presentanu una perdita di cuntrollu è una incapacità di autolimità a so ingesta di zuccaru, hè prubabile chì sti cumpurtamenti nascenu da l'adattamenti neurologichi in e regioni di u cervellu chì valutanu u valore hedonicu di l'alimentu assai piacevule. (Saper et al., 2002; Lutter è Nestler, 2009; Kenny, 2011). Questa logica hè ancu sustinuta da l'evidenza in l'omu chì dimustranu chì u zuccheru è a dulcezza pò causà bramosi simili à quelli inducati da droghe addictive cum'è l'alcohol è a nicotina (Volkow et al., 2012).
Ancu se e proprietà addictive di u zuccheru sò sempre speculative, queste osservazioni cumminate cù studii chì dimostranu a cuntribuzione di l'ingesta eccessiva di zuccheru à i cambiamenti in i circuiti di ricumpensa è u sviluppu di cumpurtamenti addictive-like è stati emotivi in mudelli animali. (Avena et al., 2008; Benton, 2010; Ventura et al., 2014), garantisce a necessità di ulteriori indagini. Studi precedenti in roditori anu dimustratu chì l'accessu intermittenti à saccarosi altera l'attività di parechji neurotrasmettitori in u sistema mesolimbicu cumprese dopamina, opioidi è acetilcolina (Rivista in Avena et al., 2008). U cunsumu binge-like di saccarosi hè statu dimustratu per facilità a liberazione di dopamina in u nucleus accumbens (NAc), simile à e droghe d'abusu (Avena et al., 2008). Inoltre, avemu dimustratu chì u cunsumu à longu andà di saccarosi utilizendu un paradigma di scelta di duie bottiglie di accessu intermittenti di 24 ore (Simms et al., 2008) modula l'espressione di u receptore di acetilcolina nicotinica (nAChR) in NAc (Shariff et al., in stampa). Curiosamente, avemu ancu osservatu chì i composti nAChR cunnisciuti per modulà l'attività di dopamina è acetilcolina in u NAc, anu effetti diffirenti nantu à u cunsumu di saccarosi dopu l'assunzione di cortu è longu tempu (Shariff et al., in stampa).
Mentre chì sti studii anu dimustratu similitudini in i cambiamenti comportamentali è neurochimici causati da l'accessu intermittenti à u zuccheru è à e droghe d'abusu, ùn hè micca cunnisciutu se questi effetti facilitanu i cambiamenti in a morfologia neuronale in u NAc. Thè in cuntrastu cù sustanzi di abusu cumpresi cocaina, anfetamina è nicotina chì producenu cambiamenti ben caratterizati in a morfologia di i neuroni spinosi medii (MSNs) in u NAc, cumprese a densità di a spina aumentata è a cumplessità dendritica alterata. (Robinson è Kolb, 1999, 2004; Li et al., 2003; Crombag et al., 2005). Perchè avemu dimustratu prima chì l'esposizione à longu andà (settimana 12) à l'alcoolu è a saccarosi cù u paradigmu di scelta intermittenti di duie bottiglia produce una risposta differenziale à l'intervenzioni farmacoterapèutiche paragunate à l'ingesta di corta durazione (settimane 4); Steensland et al., 2007; Shariff et al., in stampa), avemu valutatu l'effetti di u cunsumu di saccarosi à cortu è longu tempu nantu à a morfologia di MSN in u NAc. Avemu permessu à i rati adulescenti di cunsumà saccarosi in una manera binge-like per 4 (cortu termine) o 12 (longu termini) settimane è poi analizà a morfologia di NAc MSNs da i ratti chì cunsumanu saccarosi à cortu è longu tempu è paragunemu questu à cuntrolli di età chì sò stati datu accessu à l'acqua solu. I nostri risultati mostranu chì i MSN da a cunchiglia NAc sò alterati dopu un cunsumu di saccarosi à longu tempu, ma micca à cortu termine, avè una lunghezza dendritica ridotta, ma una densità di spine dendritica distale aumentata. Inoltre, avemu trovu a morfologia di MSN da u core NAc restava relativamente intacta dopu u cunsumu di saccarosi à cortu è longu tempu. Questi risultati mettenu in risaltu una cunsequenza neurologica diretta di u cunsumu di saccarosi à longu andà in una manera binge-like. Inoltre, questi dati dimostranu a necessità di più studii destinati à elucidare i cambiamenti molecolari è neurochimici chì accumpagnanu a ristrutturazione morfologica di i MSN di shell NAc indotti da una assunzione prolungata di saccarosi simili a binge.
Materiale è Metodi
Ethics Statement
Tutte e prucedure sperimentali sò state realizate in cunfurmità cù u Codice australianu per a cura è l'usu di l'animali per u scopu scientificu, 8th Edition (National Health and Medical Research Council, 2013). I protokolli sò stati appruvati da u Cumitatu di Etica Animale di l'Università di Tecnulugia di Queensland è u Cumitatu di Etica Animale di l'Università di Queensland.
Animali è Alloghju
Ratti Wistar maschili di cinque settimane (adulescenti) (Control: 176.4 ± 4.8 g; Saccarosi: 178.3 ± 5.0 g) (ARC, WA, Australia), sò stati individualmente allughjati in Plexiglas à duppiu livellu ventilatu.® gabbie. I rati sò stati acclimatizzati à e cundizioni individuali di l'abitazione, a manipulazione è u ciclu di luce inversa 5 ghjorni prima di l'iniziu di l'esperimenti. Tutti i ratti sò stati allughjati in un ciculu di luce / scuru inversu di 12 ore cuntrullatu da u clima (luci spente à 9 am) stanza cù u ratti standard è l'acqua dispunibule. ad libitum.
Paradigma di bere à scelta di duie bottiglie d'accessu intermittenti
L'accessu intermittente 5% di saccarosi à duie bottiglie di scelta di u paradigmu di bevande (Simms et al., 2008) hè stata adattata da Wise (1973). Tutti i fluidi sò stati presentati in buttigli di plastica graduate da 300 ml cù beccucci d'acciaio inox inseriti attraversu dui grommets in u fronte di a gabbia dopu à l'iniziu di u ciculu di luce scura. I pesi di ogni buttiglia sò stati registrati prima di a presentazione di a buttiglia. Dui buttigli sò stati prisentati simultaneamente: una buttiglia chì cuntene acqua; a seconda buttiglia chì cuntene 5% (p/v) di saccarosi. U piazzamentu di a buttiglia di saccarosa 5% (w / v) hè stata alternata cù ogni esposizione per cuntrullà e preferenze laterali. I buttigli sò stati pisati 24 h dopu chì i fluidi sò stati presentati, è e misure sò state pigliate à 0.1 g più vicinu. U pesu di ogni ratu hè statu ancu misuratu per calculà i grammi di saccarosi per kilogramu di pesu corpu. U ghjornu 1 di u periodu di beie, i rati (n = 6-9) anu accessu à una buttiglia di 5% (p/v) di saccharose è una buttiglia d'acqua. Dopu à 24 h, a buttiglia di saccarosa hè stata rimpiazzata cù una seconda buttiglia d'acqua chì era dispunibule per i prossimi 24 h. Stu mudellu hè stata ripetuta u mercuri è u vennari. I rati avianu accessu illimitatu à l'acqua in tutti l'altri ghjorni. U cunsumu binge-like di saccarosi hà risultatu in una escalazione in l'assunzione tutale di saccarosi (ml) cù u tempu (Figura supplementaria). 1) è era accumpagnatu da livelli stabili di basa di bevande basati nantu à u pesu di u corpu [20 ± 5 g / kg di u 5% (w / v)] durante u cortu termini [~ 4 settimane (13 sessioni di bevande)] è à longu andà [. ~ 12 settimane (37 sessioni di bevande)] periodi di bere. Un gruppu separatu di ratti di cuntrollu (n = 6-9) sò stati datu l'accessu à l'acqua in i dui buttigli (vale à dì, senza saccharose) in e stesse cundizioni descritte sopra. U pesu mediu di u corpu di i rati di cuntrollu è di saccarosi à a fine di l'esposizione di corta durazione era 405.7 ± 40.8 g è 426.4 ± 31.2 g rispettivamente. À a fine di l'esposizione longu, u pesu mediu di u corpu per i gruppi di cuntrollu è di saccarosi era 578.8 ± 53.4 g è 600.2 ± 45.2 g.
Colorazione di Golgi-Cox
Dopu à l'ultima sessione di bevande, i ratti sò stati trasferiti da a stallazione di l'animali per permette di trasfurmà i campioni di u cervellu in l'istologia di a Scola di Scienze Biomediche, Università di Queensland (St Lucia, Australia). Tutte e misure appruvate sò state pigliate per riduce u stress durante u trasportu, dopu chì i rati sò stati permessi di ricuperà a notte. U ghjornu dopu, i ratti sò stati sacrificati da una sobredose di pentobarbital di sodiu (60-80 mg / kg, ip Vetcare, Brisbane, Australia) è intracardially perfused cù ~ 300 ml di fluidu cerebro-spinale artificiale chì cuntene, (in mM): 130 NaCl, 3. KCl, 26 NaHCO3, 1.25 NaH2PO4, 5 MgCl2, 1 CaCl2, et 10 D-glucose. Ogni animale hè statu dopu decapitatu è u cervellu sguassatu è incubatu in u bughju in una suluzione Golgi-Cox chì cuntene 5% dicromate di potassiu, 5% di cromate di potassiu, è 5% di cloruru mercuricu (tutti i sustanzi chimichi da Sigma-Aldrich) chì hè statu fattu frescu 3 ghjorni. prima di sacrificà cum'è descrittu prima (Rutledge et al., 1969). L'incubazione di stain Golgi-Cox è i metudi di post-processamentu sò stati mudificati da Ranjan è Mallick (2010). I cervelli di animali chì cunsumanu saccarosi à cortu termine sò stati incubati per 6 ghjorni à 37 ° C, mentre chì i cervelli da animali chì cunsumanu saccarosi à longu andà sò stati incubati per 10 ghjorni, cù un cambiamentu à a suluzione fresca di Golgi-Cox dopu à 4 ghjorni di incubazione.
Dopu l'incubazione, 300 μm di sezioni coronali sò state tagliate cù un microtomu vibrante Zeiss Hyrax V50 (Carl Zeiss, Germania). I fette sò stati poi posti in sequenza in piastre di 24 pozzetti pieni di 30% (w / v) di saccarosi in una soluzione salina tamponata di fosfati 0.1 M è processate cum'è delineatu in (Ranjan è Mallick, 2010). In breve, e sezioni sò state disidratate in 50% etanol per 5 min, poi pusate in 0.1 M NH.4Soluzione OH per 30 min, lavatu duie volte cù acqua distillata per 5 min è pusatu in Fujihunt film fixer (Fujifilm, Singapore) per 30 min in u scuru. I fette sò state poi lavate duie volte in acqua distillata per 2 min ognunu è disidratate in 70, 90, 95 è 100% etanolu duie volte per 5 min ognunu. E sezioni sò state poi sbulicate in una soluzione CXA (1: 1: 1 cloroformu: xilene: alcool) per 10 min è muntate in DPX (Sigma-Aldrich) nantu à diapositive Superfrost Plus (Menzel-Glaser, Lomb Scientific, Australia) è copre-slipped. (Menzel-Glaser, Germania). I slides sò stati lasciati in u bughju per seccu à a temperatura di l'ambienti per a notte.
Selezzione neuronale è tracciamentu in u Nucleus Accumbens
I fette coronali trà bregma + 2.8 è + 1.7 sò stati indagati per MSN in u core è a cunchiglia di u NAc, utilizendu u ventriculu laterale è a commissura anteriore cum'è punti di riferimentu cù l'aiutu di un atlas di u cervellu di ratto.Paxinos è Watson, 2007) (Figura) 1). A funzione di contorni in Neurolucida 7 (MBF Bioscience, VT, USA) hè stata aduprata per delimità u core NAc è NAc shell in ogni fetta (Figura 2). Trà 2 è 9 neuroni per regione per animale sò stati tracciati per i paràmetri di lunghezza dendritica utilizendu un scopu 63x o per densità di spine (rappurtati cum'è spine per 100 μm) utilizendu un scopu 100x in un Zeiss Axioskop II (Carl Zeiss, Germania) utilizendu un automatizatu. xyz stage guidatu da Neurolucida® 7 (MBF Biosciences, VT, USA). Tutti i tracciati sò stati realizati in una moda ceca in quantu à u trattamentu. I paràmetri morfologichi di i neuroni impregnati Golgi-Cox sò stati analizati in una manera simile à i rapporti precedenti (Klenowski et al., 2015).
Figura 1. Mappa chì mostra i lochi di neuroni spinosi mediani campionati da u core di u nucleu accumbens è a cunchiglia di 4 è 12 settimane di saccarosi chì cunsuma rati è cuntrolli di età.. Top dui pannelli mostranu lochi di neuroni campionati da u nucleu accumbens core è cunchiglia di 4 settimane di cuntrollu (trianguli) è saccarosi (circoli) animali. Bottom two panels mostranu pusizioni di neuroni campionati da 12 settimane di cuntrollu (trianguli) è saccarosi (cerchi) animali.
Analisi statistica
L'errore mediu è standard di a media (SEM) sò stati calculati per ogni settore di dati cù l'animali cum'è n, utilizendu i dati di morfometria media da tutti i MSN NAc core o shell (n = 7 per NAc shell è n = 6 per NAc core 4-week, n = 9 per gruppi di 12 settimane). Induve indicatu, Studenti à dui code non appaiati t-testi o ANOVA bidirezionale cù Bonferroni post-testi sò stati fatti per tutti l'analisi chì implicanu a comparazione di i mezi di u gruppu, usendu GraphPad Prism versione 6.02 (GraphPad Software, San Diego, CA). A significazione statistica hè stata accettata à P < 0.05. Tutti i dati in a seccione di risultati sò presentati cum'è mezi ± SEM. I cambiamenti percentuale sò calculati in quantu à u valore di cuntrollu.
Risposte alla lingua
I neuroni spinosi medii da u Nucleus Accumbens Shell anu Diminuitu a Lunghezza Dendritica, Diminuita a Cumplessità Dendritica, ma Aumentata a Densità Media di Spine à l'Ordini di Branch Distal In seguitu à u cunsumu di saccarosi à longu tempu, ma micca à breve termine.
Dopu à u cunsumu di saccarosi à cortu termine (4 settimane), ùn ci era micca differenze significative in i paràmetri morfometrici di NAc shell MSN (Tabella 1). Ùn ci era ancu micca differenze significative trà u cunsumu di saccarosi à cortu termine è u cuntrollu di l'acqua NAc shell MSNs in analisi relative à l'ordine di ramu centrifugu. Vale à dì, segmenti dendritici per ordine di ramu (P = 0.4111), lunghezza media dendritica per ordine di branche (P = 0.5581) è a densità media di a spina per ordine di ramu (P = 0.2977, ANOVA bidirezionale) ùn eranu micca significativamente diffirenti trà i gruppi. Una mappa di locu chì mostra e pusizioni apprussimative di i neuroni campionati hè mostrata in Figura 1.
Tabella 1. Parametri morfologichi generali di neuroni spinosi medius da u nucleus accumbens shell of short-term sucrose consuming rats and age-mattched water controls.
Dopu à longu andà (12 settimane) di cunsumu di saccarosi, a durata di l'arburetu dendriticu tutale di i MSN di cunchiglia di NAc hè diminuita di 21% cumparatu cù i cuntrolli di cunsumu d'acqua (Acqua: 1827 ± 148 μm, n = 9; Saccharose 1449 ± 78 μm, n = 9, *P = 0.0384, Studenti di dui coda unpaired t-test, figura 2, Table 2). A comparazione di u numeru mediu di bifurcazioni dendritiche (nodi) è terminazioni dendritiche trà i gruppi di l'acqua è di saccarosi hà revelatu un livellu ridottu (ma micca significativu) di cumplessità dendritica in NAc shell MSNs (nodi: Water 12.9 ± 1.4). n = 9, saccharose 10.1 ± 0.8 n = 9, P = 0.0879; endings: Acqua 17.9 ± 1.4 n = 9, saccharose 14.8 ± 0.7 n = 9, P = 0.0657, Studenti di dui coda unpaired t-test, Table 2). Ùn ci era micca cambiamentu in u voluminu di soma (P = 0.9400), lunghezza media di l'arburu dendriticu (P = 0.1646) o a densità di a spina tutale (P = 0.3662) in NAc shell MSNs da ratti longu chì cunsuma saccarosi cumparatu à i cuntrolli di l'acqua. Questi paràmetri morfometrichi sò detallati in Table 2.
Figura 2. A diminuzione di a lunghezza di l'arbureti dendriticu è l'aumentu di a densità di a spina dendritica distale di i neuroni spinosi mediani (MSNs) da u nucleus accumbens (NAc) shell of long-term saccharose treated rats compared to control ratus. (A,B) mostra rapprisintazioni di cuntrollu (in cima) è à longu andà (settimana 12) saccarosi (in fondu) trattatu di campu luminoso z-stack mosaics of Golgi-impregnated MSNs from the NAc shell (63x magnification). Insettu di (A, B) mostra u cuntrollu è l'imaghjini di u campu luminoso trattatu à longu andà di saccarosi di dendrites MSN impregnate di Golgi è spine dendritiche da a cunchiglia NAc (ingrandimentu 100x). (C) mostra e regioni anatomiche chì i MSN sò stati campionati in stu studiu. (D) mostra un scatter-plot di a diminuzione di l'arburetu dendriticu MSN totale (media ± SEM) da a cunchiglia NAc in animali di saccarosi à longu andà (squares) cumparatu cù i cuntrolli (cerchi), studenti senza pari. t-test,*P <0.05, n = 9; cuntrollu è n = 9; 12 settimane di saccarosi. (E) mostra un scatter-plot di a lunghezza media di l'arburu dendriticu MSN invariata (media ± SEM) da a cunchiglia NAc in animali di saccarosi à longu andà (squares) paragunatu à i cuntrolli (cerchi), studienti senza pari. t-test, P > 0.05, n = 9; cuntrollu è n = 9; 12 settimane di saccarosi. Analisi di l'ordine di branche (media ± SEM) di u numeru di segmentu dendriticu per ordine di branche (F), lunghezza media dendritica per ordine di ramu (G) è a densità di a spina dendritica per ordine di ramu (H). U cunsumu di saccarosi à longu andà hà diminuitu a lunghezza dendritica à l'ordine di ramu distale (5+) è hà aumentatu a densità di a spina dendritica à l'ordine di ramu distale (4+) cumparatu cù i cuntrolli. (G, H), ANOVA bidirezionale cù post-test Bonferroni, *P <0.05, **P <0.01, n = 9; cuntrollu è n = 9; saccharose à longu andà. Scale Bars: (A, B) = 20 μm; inset di (A, B) = 10 μm; (C) = 1 mm.
Tabella 2. Parametri morfologichi generali di neuroni spinosi medius da u nucleus accumbens shell of long-term sucrose consuming rats and age-mattched water controls.
Dopu à a carattarizazione di a morfologia dendritica generale di MSN di cunchiglia di NAc chì cunsuma saccarosa à longu andà, avemu analizatu l'arborizazioni dendritiche è a densità di a spina in quantu à e so caratteristiche di l'ordine di ramu. A nostra valutazione cumpleta di l'arburi dendritici quantificava u numeru di segmenti dendritici per ordine di ramu, a durata media di i segmenti dendritici per ordine di ramu è a densità media di a spina per ordine di ramu di NAc shell MSN di cuntrollu di l'acqua è di saccarosi à longu andà. Un riassuntu di i dati di l'ordine di filiale è l'analisi hè presentatu in Table 3.
Tabella 3. Caratteristiche di l'ordine di ramu di i neuroni spinosi medii da u saccarosi à longu andà è i rati d'acqua..U numeru mediu di segmentu di ramu dendriticu per ordine di ramu di MSN di cunchiglia di NAc hè statu significativamente ridutta in ratti chì cunsumanu saccarosi à longu andà cumparatu cù i cuntrolli di l'acqua (**P = 0.0015, ANOVA bidirezionale). I post-testi di Bonferroni anu revelatu una tendenza versu un numeru ridottu di segmenti di ramu à a 4ª (Acqua: 5.2 ± 0.9, n = 9; Saccharose 3.3 ± 0.8, n = 9, P = 0.0675, Figura 2F, Table 3), è 5u ordine è sopra ordini di branche (Acqua: 3.3 ± 0.7, n = 9; Saccharose 1.2 ± 0.3, n = 9, P = 0.0566, Figura 2F, Table 3). A lunghezza media di u segmentu dendriticu per ordine di ramu di NAc shell MSNs hè statu ancu ridutta significativamente in ratti chì cunsumanu saccarosi à longu andà in paragunà à i cuntrolli di l'acqua (*P = 0.0444, ANOVA bidirezionale). Les post-tests de Bonferroni ont montré une réduction de 55 % aux branches du 5e ordre et au-delà (Eau : 53.9 ± 7.2 μm, n = 9; Saccharose 24.1 ± 7.5 μm, n = 9, **P = 0.0038, Figura 2G, Table 3).
L'analisi di l'ordine di filiale hà dimustratu un aumentu significativu in a densità di a spina dendritica di i MSN di shell NAc di ratti chì cunsumanu saccarosi à longu andà cumparatu cù i cuntrolli (*P = 0.0124, ANOVA bidirezionale). Les tests post-bonferroni ont montré un accroissement de la densité de la colonne vertébrale de 57 % aux branches distales du 4e ordre et au-delà (eau : 33.4 ± 4.2, n = 9; Saccharose 52.5 ± 6.8, n = 9, P = 0.0271 *, inset of Figures 2A,B,H, Table 3). L'imaghjini rapprisentanti di l'architettura MSN generale è a densità di a spina distale (inseritu) sò raffigurati in Figure. 2A, B.
Inseme, sti risultati indicanu chì u cunsumu di saccarosi à cortu termine hà pocu effettu nantu à i paràmetri morfologichi di MSN in a cunchiglia NAc. In ogni casu, dopu à u cunsumu prolongatu, ci hè una diminuzione significativa di a lunghezza è a cumplessità di l'arbureti neuronali, in particulare in rami dendritici distali. L'aumentu di a densità di a spina distale concomitante sò ancu evidenti in i MSN di cunchiglia NAc di ratti chì cunsumanu saccarosi à longu andà.
I neuroni spinosi medii da u Nucleus Accumbens Core anu riduciutu a cumplessità di ramificazione dopu u cunsumu di saccarosi à longu tempu, ma micca à breve termine.
Dopu à cortu termini di cunsumu di saccarosi, ùn ci era micca differenze significative in i paràmetri morfometrichi di u core NAc MSN (Table 4). Ùn ci era ancu micca differenze significative trà u cunsumu di saccarosi di 4 settimane è i MSN core di cuntrollu di l'acqua in l'analisi relative à l'ordine di ramu centrifugu. Vale à dì, segmenti dendritici per ordine di ramu (P = 0.7717), lunghezza media dendritica per ordine di branche (P = 0.2096), è a densità media di a spina per ordine di ramu (P = 0.3521, ANOVA bidirezionale) ùn eranu micca diffirenti trà i gruppi.
Tabella 4. Parametri morfologichi generali di i neuroni spinosi medius da u core di nucleus accumbens di saccarosi à pocu tempu chì cunsumanu rati è cuntrolli di l'acqua di l'età..U cunsumu prolongatu di saccarosi ùn avia ancu micca significativu nantu à i paràmetri morfometrichi MSN core NAc (Tabella 5). U numeru mediu di segmentu di ramu dendriticu per ordine di ramu di MSN core NAc hè statu significativamente ridutta in ratti chì cunsumanu saccarosi à longu andà in paragunà à i cuntrolli di l'acqua (*P = 0.0416, ANOVA bidirezionale), ma ùn ci era micca differenze significative in a lunghezza media dendritica per ordine di branche (P = 0.0995) è a densità media di a spina per ordine di ramu (P = 0.4888, ANOVA bidirezionale) trà MSN in u core NAc di rati di saccarosi à longu andà in paragunà à i cuntrolli di l'acqua. Inseme, i nostri dati mostranu chì u core NAc ùn hè micca cusì responsive à u cunsumu di saccarosi à longu andà cumparatu cù MSN da a regione di a cunchiglia NAc.
Tabella 5. Paràmetri morfologichi generali di neuroni spinosi medius da u core di nucleus accumbens di rati di cunsumazione di saccarosi à longu andà è cuntrolli di l'acqua di età..Articulu discussione
L'aumentu di a dispunibilità di l'alimenti altamente zuccherati in a dieta occidentale ùn hà micca solu cuntribuitu à l'aumentu di a prevalenza è di u pesu ecunomicu di l'obesità è di a diabetes mellitus II, ma hà ancu purtatu à l'iniziu di disordini alimentari cum'è l'abbuffata.Swanson et al., 2011; Kessler et al., 2013; Davis, 2015). Ancu s'è e proprietà addictive di i zuccheri, cumprese a fructosa è a saccarosia, restanu speculative, ci hè una similitudine impressiunante in i correlati comportamentali è neurali chì si manifestanu com'è u risultatu di l'eccessivu di manghjà è di l'usu prolongatu di droghe. (Avena et al., 2008, 2011). Inoltre, u zuccheru attiva i circuiti di ricumpensa di u cervellu in una manera simile à e droghe d'abusu (Volkow et al., 2012), è i risultati di studii umani suggerenu chì u zuccheru è a dulcezza ponu induce bramosi chì sò paragunabili in magnitude à quelli inducati da droghe addictive cum'è l'alcohol è a nicotina. (Volkow et al., 2012). Avemu dunque utilizatu un mudellu di cunsumu binge-sucrose in rati per determinà l'effetti di u cunsumu di saccarosi à breve (4 settimane) è longu (12 settimane) nantu à a morfologia neuronale di MSN in u NAc, un cumpunente chjave di u circuitu di ricumpensa sovrapposta. chì hè modulatu da u zuccheru è droghe addictive. Dimustramu chì i MSN da a cunchiglia NAc di ratti cronichi di saccarosi à longu andà anu diminuite significativamente a lunghezza è a cumplessità dendritica, ma anu aumentatu a densità di a spina dendritica distale. U cunsumu di saccarosi à longu andà ùn hà avutu micca effettu nant'à a morfologia di MSN da u core NAc, mentri u cunsumu di saccarosi à cortu termine ùn hà ancu avutu un effettu significativu nantu à a morfologia di MSN da u core NAc o shell. Questi risultati ùn solu dimustranu un effettu direttu di l'ingesta prolongata di saccarosi cum'è binge-like nantu à a morfologia neuronale di i MSN di shell NAc, ma mettenu in risaltu ancu e cunsequenze potenzialmente dannose di u cunsumu prolongatu di diete chì cuntenenu zuccheru.
U NAc, chì face parte di u striatum ventral, hè cumpostu principarmenti di MSN, chì sò morfologicamente carattarizati cum'è neuroni di medie dimensioni cù arborizazioni dendritiche estensive è alta densità di a spina.Kemp è Powell, 1971; Graveland et DiFiglia, 1985; Rafols et al., 1989; Kawaguchi et al., 1990). I neuroni glutamatergici è dopaminergici sò i dui inputs afferenti primari à u NAc, cuntattendu principalmente i fusti dendritici è i spine di MSN. (Groves, 1980; Kaiya è Namba, 1981; Groves et al., 1994). In particulare, a cunchiglia è u core NAc ricevenu input glutamatergicu da zoni corticali funzionalmente distinti (Brog et al., 1993). A cunchiglia NAc hè ancu innervata da afferenti eccitatori da e regioni subcorticali cum'è l'ippocampu, u thalamus è l'amigdala basolaterale. (Brog et al., 1993; Wright è Groenewegen, 1995). Studi precedenti anu dimustratu chì sti inputs glutamatergici ghjucanu un rolu pivotale in a motivazione è i cumpurtamenti diretti à u scopu cum'è l'alimentariu è a ricerca di ricumpensa. (Maldonado-Irizarry et al., 1995; Kelley è Swanson, 1997; Reynolds è Berridge, 2003; Richard è Berridge, 2011). L'altru input predominante nantu à i MSN NAc hè da afferenti dopaminergici chì prughjettanu da l'area tegmentale ventrale (Lindvall è Björklund, 1978; Veening et al., 1980; Kalivas è Miller, 1984). Curiosamente, studii precedenti chì utilizanu mudelli simili d'accessu intermittenti di zuccaru anu dimustratu chì u cunsumu binge-like risultante risulta in un aumentu di dopamina extracellulare in u NAc in modu simile (ancu in una misura minore) à e droghe d'abusu. (Rada et al., 2005; Avena et al., 2006), è pò modulà l'espressione di u receptore di dopamina (Colantuoni et al., 2001, 2002) in u core NAc è shell. Curiosamente, u cunsumu binge-like di saccarosi provoca una escalazione in l'ingesta in u tempu, in modu simili à l'auto-amministrazione di droghe d'abusu cum'è cocaina è eroe.n (Ahmed è Koob, 1998; Ahmed et al., 2000, 2003) chì hè assuciatu cù u sviluppu di un statu "addictive like".
A nostra analisi di a morfometria di l'ordine di ramu mostra chì a riduzione generale di a lunghezza dendritica di i MSN di shell NAc causata da l'ingesta di saccarosi à longu andà, risulta principalmente da riduzioni in a cumplessità di l'ordine di ramu distale. Avemu osservatu una ramificazione distale ridutta (4 è 5 ordine è sopra l'ordine di ramu) è a lunghezza media significativamente ridutta à l'ordine 5 è sopra i dendriti, cumminati cù densità spine aumentate in questi ordini di ramu. Un fattore cumuni chì pò influenzà stu tipu di ristrutturazione dendritica include cambiamenti in a cunnessione sinaptica è / o a funzione (Russo et al., 2010). Studi precedenti anu dimustratu chì e sinapsi glutamatergiche nantu à MSN sò furmati principarmenti nantu à e spine, in particulare in dendriti distali. (Groenewegen et al., 1999). Inoltre, co-localizzazione di dopamine è input glutamatergici da a corteccia prefrontale (Sesack è Pickel, 1992), Hippocampus (Totterdell è Smith, 1989; Sesack è Pickel, 1990), è l'amigdala (Johnson et al., 1994) sò stati osservati nantu à e spine dendritiche di MSN. Queste osservazioni cumminate cù a densità di a spina aumentata dopu à u cunsumu di saccarosi à longu andà vistu in u nostru studiu, sustene a furmazione di input excitatori aumentati. Dunque, a pussibilità sorge induve l'effetti persistenti causati da l'ingesta prolongata di saccarosi cum'è binge-like puderia facilità l'aumentu di l'attività sinaptica eccitatoria in i dendriti distali di MSN in a cunchiglia NAc. In cunseguenza, a riduzzione è / o a retrazione di i dendriti distali pò esse risultatu via un mecanismu omeostaticu sinapticu. (Reissner è Kalivas, 2010), ma questu resta per esse determinatu.
Hè interessante di nutà chì Crombag è i culleghi anu dimustratu chì ùn ci era micca un aumentu di a densità di a spina in a cunchiglia NAc dopu à u cunsumu di saccarosi di 4 settimane via u paradigma di l'auto-amministrazione di u nasu, malgradu una acquisizione più robusta è una rata di risposta più alta à u saccarosi cumparatu. cun anfetamina (Crombag et al., 2005). A so osservazione di una assenza di cambiamentu in a densità di a spina à 4 settimane riflette i nostri scuperti. In cuntrastu, però, u nostru studiu dimustra chì dopu l'esposizione à longu andà (settimana 12) à u cunsumu cronicu di saccarosi, ci hè un aumentu significativu di a densità di a spina distale nantu à i MSN di i rati di saccarosi. Inoltre, u nostru laboratoriu hà dimustratu prima chì u cunsumu di saccarosi à longu andà (12 settimane) facilita una risposta farmacologica differenziale à a farmacoterapia chì hè statu dimustratu per modulà e risposte di dopamina è acetilcolina à u livellu di NAc (Shariff et al., in stampa). Pigliatu inseme, questu suggerisce chì l'esposizione di saccarosi à longu andà (12 settimane è oltre), chì riflette più precisamente i scenarii di u mondu reale, risultati in adattazioni di morfologia à u livellu di u NAc.
In quantu à e droghe di abusu, l'esposizione ripetuta à diverse droghe produce cambiamenti longu in a struttura di dendriti è spine dendritiche. Per esempiu, l'anfetamine è a cocaina aumentanu a densità di a spina in u NAc sia in cunchiglia è core (Robinson è Kolb, 2004). L'esposizione à a nicotina hè statu ancu dimustrata per aumentà a densità di a spina in a cunchiglia NAc. À u cuntrariu, l'esposizione à a morfina porta à una diminuzione di a densità di a spina è a cumplessità di ramu dendriticu. (Robinson è Kolb, 2004). In quantu à u cunsumu di saccarosi à longu andà, avemu osservatu un aumentu di a densità di a spina simile à l'anfetamina, a cocaina è a nicotina è oppostu à l'effettu di a morfina. In ogni casu, à u cuntrariu di l'anfetamina è a cocaina, ma simili à a nicotina, l'aumentu di a densità di a spina annantu à l'esposizione à longu andà à a saccharosa hè limitata à a cunchiglia NAc. Hè ancu interessante chì i cambiamenti in i dui ramificazioni dendritiche (Robinson è Kolb, 1999) è a densità di a spina (Li et al., 2003) pruduciutu da anfetamina o cocaina sò limitati à i dendriti distali di MSN in NAc, chì riflette i risultati in u nostru studiu.. Inoltre, è corroborativu à i cambiamenti descritti sopra, u cunsumu di saccarosi hè statu ancu dimustratu prima per rinfurzà a forza sinaptica eccitatoria nantu à i neuroni di dopamina accumbal.Stuber et al., 2008b) è ancu altri cumpunenti di a via di ricumpensa mesolimbica (Stuber et al., 2008a; Chen et al., 2010). Pigliatu inseme, questu pone a saccarosi cum'è un modulatore potente di a morfologia di i neuroni dopu un usu pesante prolongatu, chì hè simile à l'effetti osservati da droghe di abusu.
Ancu se più investigazioni sò necessarie per scopre i meccanismi cellulari è sinaptici chì cuntribuiscenu à i cambiamenti morfologichi vistu in stu studiu, i nostri risultati dimostranu effetti neuronali significativi generati da u cunsumu di saccarosi à longu andà. In particulare, una cunsiderazione chì ùn hè micca esaminata in u nostru studiu hè se l'effetti morfologichi osservati di u saccharose pò ancu esse suscitatu cù edulcoranti non calori cum'è saccharin. In questu sensu, hè impurtante nutà chì Lenoir è i culleghi anu dimustratu chì a dolcezza intensa supera a ricumpensa di cocaïna, sia generata da saccharin o saccharose (Lenoir et al., 2007). Inoltre, un studiu recente publicatu da u nostru laboratoriu (Shariff et al., in stampa) dimustra chì a varenicline, un agonista parziale di u receptore di l'acetilcolina nicotinica hà riduciutu l'ingesta di saccarosi è di saccharin in i roditori dopu à u stessu regime d'accessu intermittente à longu andà utilizatu in u presente studiu. Curiosamente, studii precedenti anu dimustratu similitudini in l'effetti aguti di edulcoranti non calorichi cum'è saccharin è saccharose à u livellu di u NAc.Scheggi et al., 2013; Tukey et al., 2013; Carelli et West, 2014). Tuttavia, più studii sò bisognu di determinà se edulcoranti non calori pò induce effetti à longu andà simili à i cambiamenti in a morfologia di i MSN di cunchiglia NAc causati da u cunsumu di saccarosi à longu andà riportatu quì.
A mancanza d'effettu nantu à a morfologia di NAc MSN dopu u cunsumu di saccarosi à cortu termine, mette in risaltu l'impurtanza di implementà studii à longu andà per valutà l'impattu di l'abusu prolongatu di droghe o ricumpensa naturali cum'è saccarosia. In quantu à a dipendenza, ùn sò micca solu i cicli ripetuti di l'ingesta di binge è l'astinenza cumpunenti chjave di u ciculu di l'addiction, un corpu crescente di evidenza hà revelatu chì a transizione à a dipendenza hè un prucessu prugressu chì spessu si verifica per un periudu di tempu. Ancu se e proprietà addictive di i zuccheri restanu incerte, a plausibilità di l'addiction à altre ricumpensa non-droga cum'è u sessu, u ghjocu è l'alimentariu hè sempre più investigata. I risultati di stu studiu aghjunghjenu u meritu à l'ipotesi chì i zuccheri cum'è a saccarosia anu potenzialmente proprietà addictive dopu à u cunsumu longu, cum'è binge-like. I nostri risultati anu ancu implicazioni per u numeru crescente di zitelli è adulescenti chì mantenenu abitudini alimentari malsane (cunsumu altu di zuccaru è binge eating) à l'età adulta. In cunfurmità cù u risicu aumentatu di sviluppà effetti metabolichi, hè ancu pussibule chì e cunsequenze neurologiche è psichiatriche chì afectanu l'umore è a motivazione pò ancu esse risultatu da questi cumpurtamenti.
Contributions Autor
Participatu à u disignu di ricerca: PK, SB. Esperimenti cunduti: PK, MS, AB, MF, EM. Analisi di dati: PK, MF, MS. Interpretatu i dati è cuntribuitu à a scrittura di u manuscrittu: PK, MS, MF, EM, MB, SB. Tutti l'autori anu lettu è appruvatu u manuscrittu finali per a presentazione.
Declarazione di Conflict of Interest
I autori dicianu chì a ricerca hè stata capunanzata in l'assenza di qualsiasi relazioni cummerciale o finanziarii chì puderia esse interpretatu com'è un cunflittu di interessu interessanti.
I revisori SC, SA è l'Editore di gestione anu dichjaratu a so affiliazione cumuna, è l'Editore di a gestione dichjara chì u prucessu hà sempre rispettatu i standard di una rivista giusta è obiettiva.
Acknowledgments
Stu travagliu hè statu sustinutu da u finanziamentu da u Cunsigliu di Ricerca Australiana (FT1110884) à SB è u Cunsigliu Naziunale di Ricerca di Salute è Medica (1061979) à SB è MB.
Material Supplementary
U materiale supplementariu per questu articulu pò esse truvatu in ligna à: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnbeh.2016.00054
Figura Supplementaria 1. Ingestione di saccarosi è preferenza da 4 è 12 settimane di saccarosi cunsumu rati. (A,B) mostra l'escalation in l'assunzione di saccarosi totale (ml) annantu à 4 è 12 settimane di esposizione. (C, D) mostra una alta preferenza per u saccharose à l'acqua durante i periodi di presentazione di saccarosi.
Vede ancu
Ahmed, SH, è Koob, GF (1998). Transizione da l'ingesta di droga moderata à eccessiva: cambiamentu in u puntu di setpoint hedonic. scienza 282, 298 – 300. doi: 10.1126 / science.282.5387.298
Ahmed, SH, Lin, D., Koob, GF, è Parsons, LH (2003). L'escalation di l'auto-amministrazione di cocaina ùn dipende micca da i livelli alterati di dopamina di nucleus accumbens indotti da cocaina. J. Neurochem. 86, 102 – 113. doi: 10.1046 / j.1471-4159.2003.01833.x
Ahmed, SH, Walker, JR, è Koob, GF (2000). Aumentu persistente di a motivazione per piglià l'eroina in i rati cù una storia di escalation di droga. Neuropsychopharmacology 22, 413–421. doi: 10.1016/S0893-133X(99)00133-5
Arslanian, S. (2002). Diabetes tip 2 in i zitelli: aspetti clinichi è fatturi di risichi. Horm Res 57 (Suppl. 1), 19-28. doi: 10.1159/000053308
Avena, NM, Bocarsly, ME, Hoebel, BG, è Gold, MS (2011). Sovrapposizioni in a nosulugia di l'abusu di sustanziali è di l'overeating: l'implicazioni traduzzione di "addiction à l'alimentariu". Curr. Abusu di i droghi Rev. 4, 133-139. doi: 10.2174 / 1874473711104030133
Avena, NM, Rada, P., è Hoebel, BG (2008). Evidenza per l'addiction di zuccaru: effetti comportamentali è neurochimici di l'ingesta intermittente è eccessiva di zuccaru. Neurosci. Biobehav. Rev. 32, 20-39. doi: 10.1016 / j.neubiorev.2007.04.019
Avena, NM, Rada, P., Moise, N., è Hoebel, BG (2006). L'alimentazione simulata di saccarosi in un schedariu di binge libera ripetutamente a dopamina accumbens è elimina a risposta di sazietà di acetilcolina. Neuroscience 139, 813 – 820. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2005.12.037
Benton, D. (2010). A plausibilità di l'addiction di zuccaru è u so rolu in l'obesità è i disordini alimentari. Clin. Nutr. 29, 288-303. doi: 10.1016/j.clnu.2009.12.001
Bray, GA, è Popkin, BM (2014). U zuccheru dieteticu è u pesu di u corpu : avemu ghjuntu à una crisa in l'epidemie di l'obesità è a diabetes ? : a salute sia dannata ! Pour nantu à u zuccheru. Diabetes Care 37, 950-956. doi: 10.2337/dc13-2085
Brog, JS, Salyapongse, A., Deutch, AY, è Zahm, DS (1993). I mudelli di innervazione afferente di u core è di a cunchiglia in a parte "accumbens" di u striatum ventrale di u ratu: rilevazione immunoistochimica di fluoro-oru trasportatu retrogradu. J. Comp. Neurol. 338, 255-278. doi: 10.1002/cne.903380209
Bucher Della Torre, S., Keller, A., Laure Depeyre, J., è Kruseman, M. (2015). Bevande zuccherate è u risicu di l'obesità in i zitelli è l'adulescenti: un analisi sistematicu nantu à cumu a qualità metodulugia pò influenzà e cunclusioni. J. Acad. Nutr. Dieta. [Epub prima di stampa]. doi: 10.1016/j.jand.2015.05.020
Carelli, RM, è West, EA (2014). Quandu un bonu gustu diventa male: i meccanismi neurali sottumessi à l'emergenza di l'affettu negativu è a svalutazione di a ricumpensa naturale assuciata da a cocaina. Neurofarmacologia 76 (Pt B), 360–369. doi: 10.1016/j.neuropharm.2013.04.025
Chen, BT, Hopf, FW, è Bonci, A. (2010). Plasticità sinaptica in u sistema mesolimbicu: implicazioni terapeutiche per l'abusu di sustanzi. Ann. NY Acad. Sci. 1187, 129 – 139. doi: 10.1111 / j.1749-6632.2009.05154.x
Colantuoni, C., Rada, P., McCarthy, J., Patten, C., Avena, NM, Chadeayne, A., et al. (2002). Evidenza chì l'ingestione intermittente è eccessiva di zuccaru causa a dependenza di l'opioidi endogene. Obes. Res. 10, 478 – 488. doi: 10.1038 / oby.2002.66
Colantuoni, C., Schwenker, J., McCarthy, J., Rada, P., Ladenheim, B., Cadet, JL, et al. (2001). L'assunzione eccessiva di zuccaru altera u ligame à i receptori di dopamina è mu-opioidi in u cervellu. Neuroreport 12, 3549–3552. doi: 10.1097/00001756-200111160-00035
Crombag, HS, Gorny, G., Li, Y., Kolb, B., è Robinson, TE (2005). Effetti opposti di l'esperienza di l'auto-amministrazione di l'anfetamina nantu à e spine dendritiche in a corteccia prefrontale mediale è orbitale. Cereb. Cortex 15, 341-348. doi: 10.1093/cercor/bhh136
Dabelea, D., Mayer-Davis, EJ, Saydah, S., Imperatore, G., Linder, B., Divers, J., et al. (2014). Prevalenza di a diabetes mellitus 1 è 2 trà i zitelli è l'adulescenti da u 2001 à u 2009. JAMA 311, 1778–1786. doi: 10.1001/jama.2014.3201
Davis, C. (2015). L'epidemiologia è a genetica di u disordine di l'abbuffata (BED). CNS Spectr. 20, 522 – 529. doi: 10.1017 / s1092852915000462
Ford, ES, è Dietz, WH (2013). Tendenze in l'ingesta energetica trà l'adulti in i Stati Uniti: risultati da NHANES. Am. J. Clin. Nutr. 97, 848–853. doi: 10.3945/ajcn.112.052662
Fryar, CD, Carroll, MD, è Ogden, CL (2014). Prevalenza di sovrappeso, obesità è obesità estrema trà l'adulti: Stati Uniti, 1960-1962 à traversu 2011-2012. Atlanta, GA: CDC.
Graveland, GA, è DiFiglia, M. (1985). A freccia è a distribuzione di neuroni mediani cù nuclei indentati in u neostriatum di primati è roditori. Brain Res. 327, 307–311. doi: 10.1016/0006-8993(85)91524-0
Groenewegen, HJ, Wright, CI, Beijer, AV, è Voorn, P. (1999). Convergenza è segregazione di inputs è outputs striatali ventrali. Ann. NY Acad. Sci. 877, 49–63. doi: 10.1111/j.1749-6632.1999.tb09260.x
Groves, PM (1980). Terminazioni sinaptiche è i so miri postsinaptici in neostriatum: specializzazioni sinaptiche revelate da l'analisi di e sezioni seriali. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77, 6926 – 6929. doi: 10.1073 / pnas.77.11.6926
Groves, PM, Linder, JC, è Young, SJ (1994). Assoni dopaminergici marcati con 5 idrossidopamina: ricostruzioni tridimensionali di assoni, sinapsi e obiettivi postsinaptici nel neostriato di ratto. Neuroscience 58, 593–604. doi: 10.1016/0306-4522(94)90084-1
Hu, FB (2013). Risolta: ci hè abbastanza evidenza scientifica chì a diminuzione di u cunsumu di bevande zuccherate riducerà a prevalenza di l'obesità è e malatie legate à l'obesità. Obes. Rev. 14, 606-619. doi: 10.1111/obr.12040
Johnson, LR, Aylward, RL, Hussain, Z., è Totterdell, S. (1994). Input da l'amigdala à u nucleus accumbens di ratto: a so relazione cù l'immunoreattività di tirosina idrossilasi è neuroni identificati. Neuroscience 61, 851–865. doi: 10.1016/0306-4522(94)90408-1
Kaiya, H., è Namba, M. (1981). Dui tipi di terminali nervosi dopaminergici in u neostriatum di rat. Un studiu ultrastrutturale. Neurosci. Lett. 25, 251–256. doi: 10.1016/0304-3940(81)90400-6
Kalivas, PW, è Miller, JS (1984). I neuroni di neurotensina in l'area tegmentale ventrale prughjettanu à u nucleu mediale accumbens. Brain Res. 300, 157–160. doi: 10.1016/0006-8993(84)91351-9
Kawaguchi, Y., Wilson, CJ, è Emson, PC (1990). Sottotipi di proiezione di cellule di matrice neostriatale di ratto rivelati da iniezione intracellulare di biocitina. J. Neurosci. 10, 3421-3438.
Kelley, AE, è Swanson, CJ (1997). Alimentazione indotta da u bloccu di i receptori AMPA è kainate in u striatum ventrale: un studiu di mappatura di microinfusione. Behav. Brain Res. 89, 107–113. doi: 10.1016/S0166-4328(97)00054-5
Kemp, JM, è Powell, TP (1971). L'urganizazione sinaptica di u nucleu caudate. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 262, 403 – 412. doi: 10.1098 / rstb.1971.0103
Kenny, PJ (2011). Meccanismi di ricumpensa in l'obesità: novi intuizioni è direzioni future. Neuron 69, 664 – 679. doi: 10.1016 / j.neuron.2011.02.016
Kessler, RC, Berglund, PA, Chiu, WT, Deitz, AC, Hudson, JI, Shahly, V., et al. (2013). A prevalenza è i correlati di u disordine di l'abbuffamentu in l'Organizazione Mondiale di a Salute Surveys di Salute Mentale Mundiale. Biol. Psiquiatria 73, 904-914. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.020
Klenowski, PM, Fogarty, MJ, Belmer, A., Noakes, PG, Bellingham, MC, è Bartlett, SE (2015). Caratterizzazione strutturale è funzionale di l'arbureti dendritici è input sinaptici GABAergici nantu à interneuroni è cellule principali in l'amigdala basolaterale di ratto. J. Neurophysiol. 114, 942 – 957. doi: 10.1152 / jn.00824.2014
Lenoir, M., Serre, F., Cantin, L., è Ahmed, SH (2007). A dolcezza intensa supera a ricumpensa di cocaina. U paese unu 2: e698. doi: 10.1371 / journal.pone.0000698
Li, Y., Kolb, B., è Robinson, TE (2003). U locu di cambiamenti persistenti indotti da l'anfetamina in a densità di spine dendritiche nantu à i neuroni spinosi mediu in u nucleus accumbens è caudate-putamen. Neuropsychopharmacology 28, 1082-1085. doi: 10.1038 / sj.npp.1300115
Lindvall, O., è Björklund, A. (1978). Anatomia di i sistemi di neuroni dopaminergici in u cervellu di u ratu. Avv. Biochimica. Psicofarmacolu. 19, 1-23.
Lutter, M., è Nestler, EJ (2009). I signali omeostatici è hedonici interagiscenu in a regulazione di l'ingesta alimentaria. J. Nutr. 139, 629 – 632. doi: 10.3945 / jn.108.097618
Maldonado-Irizarry, CS, Swanson, CJ, è Kelley, AE (1995). I receptori di glutamate in u nucleu accumbens cuntrolanu u cumpurtamentu di l'alimentazione via l'ipotalamo laterale. J. Neurosci. 15, 6779-6788.
Malik, VS, Popkin, BM, Bray, GA, Després, JP, è Hu, FB (2010). Bevande zuccherate, obesità, diabete mellitus di tipu 2 è risicu di malatie cardiovascular. Circulazione 121, 1356–1364. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.876185
Ng, SW, Slining, MM, è Popkin, BM (2012). L'usu di edulcoranti calorichi è non calori in l'alimenti imballati di u cunsumadore di i Stati Uniti, 2005-2009. J. Acad. Nutr. Dieta. 112, 1828–1834 e1821–e1826. doi: 10.1016/j.jand.2012.07.009
Nielsen, SJ, Siega-Riz, AM, è Popkin, BM (2002). Tendenze in l'ingesta d'energia in i Stati Uniti trà u 1977 è u 1996: cambiamenti simili in i gruppi di età. Obes. Res. 10, 370 – 378. doi: 10.1038 / oby.2002.51
Paxinos, G., è Watson, C. (2007). U Cervu di Rati in Coordinate Stereotassi. Amsterdam; Boston, MA: Academic Press/Elsevier.
Popkin, BM (2010). Chì ci hè di sbagliatu cù l'approcciu di i Stati Uniti à l'obesità? Mentore Virtuale 12, 316–320. doi: 10.1001/virtualmentor.2010.12.4.pfor2-1004
Rada, P., Avena, NM, è Hoebel, BG (2005). L'abbuffamentu di u zuccheru ogni ghjornu libera ripetutamente a dopamina in a cunchiglia accumbens. Neuroscience 134, 737 – 744. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2005.04.043
Rafols, JA, Cheng, HW, è McNeill, TH (1989). Studiu Golgi di u striatum di u mouse: cambiamenti dendritici in età in diverse populazioni neuronali. J. Comp. Neurol. 279, 212-227. doi: 10.1002/cne.902790205
Ranjan, A., è Mallick, BN (2010). Un metudu mudificatu per a tintura di Golgi-cox consistente è affidabile in un tempu significativamente ridottu. Fronte. Neurolu. 1:157. doi: 10.3389/fneur.2010.00157
Reinehr, T. (2013). Diabetes mellitus di tipu 2 in i zitelli è l'adulescenti. World J. Diabetes 4, 270-281. doi: 10.4239/wjd.v4.i6.270
Reissner, KJ, è Kalivas, PW (2010). Utilizà l'omeostasi di glutamate cum'è mira per trattà i disordini addictive. Behav. Pharmacol. 21, 514–522. doi: 10.1097/FBP.0b013e32833d41b2
Reynolds, SM, è Berridge, KC (2003). Insiemi motivazionali di glutamate in nucleus accumbens: gradienti di cunchiglia rostrocaudale di paura è alimentazione. Eur. J. Neurosci. 17, 2187 – 2200. doi: 10.1046 / j.1460-9568.2003.02642.x
Richard, JM, è Berridge, KC (2011). Nucleus accumbens interazione dopamina / glutamate cambia modi per generà desideriu versus timore: D (1) solu per manghjà appetitu ma D (1) è D (2) inseme per paura. J. Neurosci. 31, 12866 – 12879. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1339-11.2011
Robinson, TE, è Kolb, B. (1999). Alterazioni in a morfologia di dendriti è spine dendritiche in u nucleu accumbens è a corteccia prefrontale dopu trattamentu ripetutu cù anfetamina o cocaina. Eur. J. Neurosci. 11, 1598 – 1604. doi: 10.1046 / j.1460-9568.1999.00576.x
Robinson, TE, è Kolb, B. (2004). Plasticità strutturale assuciata à l'esposizione à droghe d'abusu. Neurofarmacologia 47 (Suppl. 1), 33–46. doi: 10.1016/j.neuropharm.2004.06.025
Russo, SJ, Dietz, DM, Dumitriu, D., Morrison, JH, Malenka, RC, è Nestler, EJ (2010). A sinapse addicted: meccanismi di plasticità sinaptica è strutturale in nucleo accumbens. Neurosci Trends. 33, 267-276. doi: 10.1016/j.tins.2010.02.002
Rutledge, LT, Duncan, J., è Beatty, N. (1969). Un studiu di collaterali di assoni di cellule piramidali in corteccia cerebrale adulta intatta è parzialmente isolata. Brain Res. 16, 15–22. doi: 10.1016/0006-8993(69)90082-1
Saper, CB, Chou, TC, è Elmquist, JK (2002). U bisognu di alimentazione: cuntrollu omeostaticu è hedonicu di manghjà. Neuron 36, 199–211. doi: 10.1016/S0896-6273(02)00969-8
Scheggi, S., Secci, ME, Marchese, G., De Montis, MG, and Gambarana, C. (2013). Influenza di a palatabilità nantu à a motivazione per operare per l'alimentu caloricu è micca caloricu in i ratti senza cibo è privatu di cibo. Neuroscience 236, 320 – 331. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2013.01.027
Sesack, SR, è Pickel, VM (1990). In u nucleu accumbens mediale di u ratu, i terminali ippocampali è catecolaminergici cunvergenu nantu à i neuroni spinosi è sò in apposizioni l'un à l'altru. Brain Res. 527, 266–279. doi: 10.1016/0006-8993(90)91146-8
Sesack, SR, è Pickel, VM (1992). Efferenti corticali prefrontali in a sinapsi di ratti nantu à obiettivi neuronali senza etichetta di terminali di catecolamine in u nucleus accumbens septi è in neuroni di dopamina in l'area tegmentale ventrale. J. Comp. Neurol. 320, 145-160. doi: 10.1002/cne.903200202
Shariff, M., Quik, M., Holgate, JY, Morgan, M., Patkar, OL, Tam, V., et al. (in stampa). I modulatori di u receptore di l'acetilcolina nicotinici neuronali riducenu l'ingesta di zuccaru. U paese unu.
Sheehan, DV, è Herman, BK (2015). I fatturi psicologichi è medichi assuciati à u disordine di l'abbuffamentu senza trattamentu. Primu. Care Companion CNS Disord. 17. doi : 10.4088/PCC.14r01732
Simms, JA, Steensland, P., Medina, B., Abernathy, KE, Chandler, LJ, Wise, R., et al. (2008). L'accessu intermittenti à 20% etanolu induce un altu cunsumu di etanolu in i ratti Long-Evans è Wistar. Alcohol. Clin. Exp. Res. 32, 1816 – 1823. doi: 10.1111 / j.1530-0277.2008.00753.x
Steensland, P., Simms, JA, Holgate, J., Richards, JK, è Bartlett, SE (2007). Varenicline, un agonista parziale di u receptore nicotinicu di l'acetilcolina alpha4beta2, diminuisce selettivamente u cunsumu è a ricerca di etanol. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 12518 – 12523. doi: 10.1073 / pnas.0705368104
Stuber, GD, Hopf, FW, Hahn, J., Cho, SL, Guillory, A., è Bonci, A. (2008a). L'assunzione voluntaria di etanolu aumenta a forza sinaptica eccitatoria in l'area tegmentale ventrale. Alcohol. Clin. Exp. Res. 32, 1714 – 1720. doi: 10.1111 / j.1530-0277.2008.00749.x
Stuber, GD, Klanker, M., de Ridder, B., Bowers, MS, Joosten, RN, Feenstra, MG, et al. (2008b). I segnali predittivi di ricumpensa aumentanu a forza sinaptica eccitatoria nantu à i neuroni di dopamina midbrain. scienza 321, 1690 – 1692. doi: 10.1126 / science.1160873
Swanson, SA, Crow, SJ, Le Grange, D., Swendsen, J., è Merikangas, KR (2011). Prevalenza è correlate di i disordini alimentari in l'adulescenti. Risultati da u supplementu per l'adulescente di replicazione di l'indagine naziunale di comorbidità. Arch. Genu Psichiatria 68, 714-723. doi: 10.1001/archgenpsychiatry.2011.22
Te Morenga, L., Mallard, S., è Mann, J. (2013). Zuccheri dietetichi è pesu di u corpu: rivisione sistematica è meta-analisi di prucessi cuntrullati randomizzati è studii di cohorte. BMJ 346: e7492. doi: 10.1136/bmj.e7492
Totterdell, S., è Smith, AD (1989). Convergenza di l'input ippocampale è dopaminergicu nantu à i neuroni identificati in u nucleu accumbens di u ratu. J. Chem. Neuroanat. 2, 285-298.
Tukey, DS, Ferreira, JM, Antoine, SO, D'Amour, JA, Ninan, I., Cabeza de Vaca, S., et al. (2013). L'ingestione di saccharose induce un trafficu rapidu di u receptore AMPA. J. Neurosci. 33, 6123 – 6132. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.4806-12.2013
Veening, JG, Cornelissen, FM, è Lieven, PA (1980). L'urganizazione tematica di l'afferenti à u caudatoputamen di u ratu. Un studiu di perossidasi di rafanu. Neuroscience 5, 1253–1268. doi: 10.1016/0306-4522(80)90198-0
Ventura, T., Santander, J., Torres, R., and Contreras, AM (2014). Basi neurobiologichi di u desideriu di carbuidrati. Nutrition 30, 252-256. doi: 10.1016/j.nut.2013.06.010
Volkow, ND, Wang, GJ, Fowler, JS, Tomasi, D., è Baler, R. (2012). Ricompensa di l'alimentariu è di a droga: i circuiti sovrapposti in l'obesità umana è a dipendenza. Curr. Top. Behav. Neurosci. 11, 1–24. doi: 10.1007/7854_2011_169
Wise, RA (1973). L'assunzione di etanolu vuluntariu in i ratti dopu l'esposizione à l'etanolu in diverse schedule. Psychopharmacologia 29, 203 – 210. doi: 10.1007 / BF00414034
Wright, CI, è Groenewegen, HJ (1995). Patterns di cunvergenza è segregazione in u nucleu mediale accumbens di u ratu: relazioni di prefrontal corticale, midline thalamic, è basal amygdaloid afferents. J. Comp. Neurol. 361, 383-403. doi: 10.1002/cne.903610304
Parole chjave: cunsumu binge-like, à longu andà, neurone spinoso mediu, nucleus accumbens, saccharose
Citation: Klenowski PM, Shariff MR, Belmer A, Fogarty MJ, Mu EWH, Bellingham MC è Bartlett SE (2016) U cunsumu prolongatu di saccarosi in una manera Binge-Like, Alters the Morphology of Medium Spiny Neurons in the Nucleus Accumbens Shell. Front. Behav. Neurosci. 10: 54. doi: 10.3389 / fnbeh.2016.00054
Ricevutu: 03 dicembre 2015; Acceptatu: 07 March 2016;
Published: 23 March 2016.
A cura di:
Djoher Nora Abrous, Institut des Neurosciences de Bordeaux, Francia
Revu da:
Serge H. Ahmed, Centre National de la Recherche Scientifique, Francia
Stéphanie Caille, Centre National de la Recherche Scientifique, Francia
Copyright © 2016 Klenowski, Shariff, Belmer, Fogarty, Mu, Bellingham è Bartlett. Questu hè un articulu d'accessu apertu distribuitu sottu i termini di u Creative Commons Attribution License (CC BY). L'ughjettu, distribuzione o ripruduzione in altri fori hè permessa, dapoi chì l'autori (i) o licenze originale sò accreditati è chì a publicazione uriginali in questa alive hè cita, in accordu di l'accademica accettata. Ùn ponu utilizate, distribuzione o ripruduzione hè permessa chì ùn cumpene micca questi termini.
*Correspondenza: Selena E. Bartlett, [email prutettu]
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