Biol Psychiatry. Autorský rukopis; k dispozici v PMC 2014 Jan 8.
Biol Psychiatry. 2013 Může 1; 73 (9): 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027.
Publikováno online 2013 Jan 8. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027
PMCID: PMC3885159
NIHMSID: NIHMS537768
Konečná upravená verze tohoto článku vydavatele je k dispozici na adrese Biol Psychiatry
Viz komentář „Zvířecí modely vedou cestu k dalšímu porozumění závislosti na potravinách a dokazování toho, že drogy úspěšně používané při závislostech mohou být úspěšné při léčbě přejídání."V Biol Psychiatry, svazek 10 na straně e11.
Abstraktní
Pozadí
Existuje velký zájem o prozkoumání, zda krmení založené na odměnách může v mozku vyvolat plastickou plasticitu. Systém kyseliny gama-aminomáselné (GABA) ve skořápce nucleus accumbens (Acb), který moduluje hypothalamické systémy krmení, je dobře umístěn pro „uzurpování“ homeostatické kontroly krmení. Přesto není známo, zda se v tomto systému vyskytují neuroadaptace vyvolané krmením.
Metody
Jednotlivé skupiny potkanů udržovaných podle potřeby byly vystaveny denním záchytům příjmu oslabených tuků, stresu predátora nebo infuzí skořápek uvnitř Acb buď d-amfetaminu (2 nebo 10 μg) nebo μ-opioidního agonisty D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -kefalin (DAMGO, 2.5 μg), poté se provokuje infuzí GABA do skořápky uvnitř AcbA agonista, muscimol (10 ng).
výsledky
Vystavení slazenému tuku silně senzibilizovaným krmením indukovaným muscimolem. Senzibilizace byla přítomna 1 týden po ukončení chutného režimu krmení, ale zmizela o 2 týdny. Krysy vystavené slazenému tuku nevykazovaly změněnou stravovací reakci na nedostatek potravy. Opakované infuze skořápky DAMGO (2.5 μg) v ulitě Acb také senzitizovaly krmení řízené muscimolem v ulicích Acb. Avšak ani opakované infuze d-amfetaminu ve skořápce Acb (2 nebo 10 μg) ani intermitentní expozice averzivního stimulu (stres predátora) nezměnily citlivost na muscimol.
Závěry
Chutné krmení vyvolává přecitlivělost na reakce Acb shell GABA; tento účinek může zahrnovat uvolňování opioidních peptidů indukované krmením. Zvýšené vzrušení, averzní zážitky nebo zvýšený přenos katecholaminů sám o sobě nepostačují k vyvolání účinku a hladově indukovaná výživa nestačí k odhalení účinku. Tato zjištění odhalují nový typ neuroadaptace vyvolané potravou v Acb; Jsou diskutovány možné důsledky pro pochopení křížových účinků mezi odměnou za jídlo a odměnou za léčivo.
Předpokládá se, že hlavním faktorem přispívajícím k současné „epidemii“ obezity je prevalence levných, vysoce chutných, energeticky hustých potravin, které díky silně obohacujícím vlastnostem řídí nestomostatické chování při krmení (1-3). Protože tato jídla se zabývají stejnými centrálními cestami spojenými se závislostí (4-6), byl značný zájem zjistit, zda jejich příjem vyvolává neuroplastické změny podobné těm, které způsobují zneužívání drog. Systémy, kterým je v tomto ohledu věnována největší pozornost, jsou dopaminové a opioidní systémy v EU nucleus accumbens (Acb). Několik skupin prokázalo, že opakovaná expozice chutnému krmení, zejména u potravin obohacených cukrem nebo tukem, silně mění dynamiku neurotransmiterů, citlivost na receptory a expresi genů v těchto systémech a vytváří bingelike vzorce výživy a další změny chování připomínající procesy podobné závislostem (7-13).
Dalším klíčovým hráčem v nervové kontrole chuti k jídlu je Acb-lokalizovaná kyselina gama-aminomáselná (GABA). Akutní inhibice Acb shell neuronů s agonisty GABA vyvolává u saturovaných krys masivní odezvu na krmení; tento účinek se řadí mezi nejdramatičtější syndromy drogově indukované hyperfagie vyvolané odkudkoli v mozkun (14-19). Tato hyperfagie je částečně způsobena náborem hypothalamických systémů kódovaných peptidy, které se podílejí na regulaci energetické bilance (20-22). Kromě toho je přední skořápka Acb jediným telencefalickým místem, o kterém je známo, že podporuje GABA indukované usnadňování reaktivity hedonické chuti (23). Shell Acb byl proto navržen jako základní uzel v forebrainové síti, který moduluje systémy energetické bilance po proudu v souladu s afektivními / motivačními podmínkami (24-26). Síťový uzel s těmito vlastnostmi by proto mohl představovat klíčový lokus pro chutnou neuroplasticitu vyvolanou krmením; překvapivě však v tomto ohledu nebyl studován systém Acb shell GABA.
Naším cílem v této studii bylo posoudit, zda opakované zkušenosti s odměňováním řízeným nehomeostatickým krmením vyvolávají neuroadaptace v systémech Acb shell GABA. Zjistili jsme, že skromný režim intermitentního příjmu sladeného tuku silně senzibilizuje reakce na krmení vyvolané přímou stimulací GABA.A receptory v plášti Acb. Zkoumali jsme behaviorální a farmakologické mechanismy, na nichž je tento účinek založen, s důrazem na možné zapojení lokálních opiatergických a dopaminergních mechanismů uvnitř nitroblastů.
Metody a materiály
Předměty
Samci potkanů Sprague-Dawley (Harlan Laboratories, Madison, Wisconsin) vážící 300 až 325 g po příjezdu byli ustájeni v párech v čistých klecích s přístupem podle libosti k potravě a vodě (s výjimkou určitých experimentů, jak je popsáno dále) za světla a teploty -vládané vivárium. Byly udržovány v cyklu 12-h světlo / tma (světla byla rozsvícena v 7: 00 AM). Všechna zařízení a postupy byly v souladu s pokyny týkajícími se používání zvířat a péče o ně od Národních ústavů zdraví USA a byly pod dohledem a schváleny Výborem pro ústavní péči o zvířata a použití na University of Wisconsin.
Chirurgie a ověření umístění
Bilaterální vodící kanyly z nerezové oceli zaměřené na plášť Acb (měřidlo 23) byly implantovány podle standardních stereotaxických postupů [podrobnosti viz Baldo a Kelley (27)]. Souřadnice místa infuze (v milimetrech od bregmy) byly + 3.2 (anteroposterior); + 1.0 (lateromedial); −5.2 z povrchu lebky (dorsoventrální). Do kanyly byly umístěny dráty, aby se zabránilo zablokování, a krysy byly získány až 7 dní před testováním. Na konci každého experimentu byla stanovena umístění kanyly pozorováním řezů mozku obarvených Nissl pod světelnou mikroskopií (další podrobnosti viz Dodatek 1). Krysy s nesprávným umístěním kanyly byly ze statistické analýzy vynechány; velikosti skupin uvedené v této části představují konečnou velikost skupiny po vynechání subjektů s nesprávnými umístěními.
Drogy a mikroinfuze
Injektory z nerezové oceli (měřidlo 30) byly spuštěny tak, aby se prodloužily 2.5 mm za špičku vodicích kanyl. Bilaterální tlakové injekce byly provedeny pomocí mikrodriveho čerpadla. Léky byly infundovány rychlostí 32 μl za minutu. Celková doba trvání infúze byla 93 s, což vedlo k celkovému objemu infuze 5 μL na stranu. Po infuzích byly injektory ponechány na místě po dobu 1 min, aby bylo možné difúzi injikovat před výměnou styletů. Muscimol, D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -kefalin (DAMGO) a d-amfetamin (AMPH) byly všechny rozpuštěny v 9% sterilním solném roztoku.
Chutný režim krmení
Krysy byly vystaveny dvěma 30minutovým sezením (ranní a odpolední sezení) denně po dobu 5 po sobě jdoucích dnů. Tato setkání se konala v plexisklových testovacích klecích shodných s domácími klecemi, s výjimkou drátěných podlah, které umožňují snadný sběr rozlitého jídla. Během ranního sezení (11: 00 – 11: 30 AM) byly potkanům nabídnuty buď sladené tuky (experimentální skupina; n = 14) nebo standardní krmivo (kontrolní skupina; n = 14) a mohou jíst volně. Sladěným tukem byla experimentální strava Teklad (TD 99200) sestávající ze zkrácení 10% sacharózy, s energetickou hustotou 6.2 kcal / g (další podrobnosti viz Dodatek 1). Voda byla k dispozici pro obě skupiny. Poté byli vráceni do svých domácích klecí s volně dostupným jídlem a vodou. V odpoledních sezeních (3: 00 – 3: 30 PM) byly krysy znovu umístěny do testovacích klecí, ale obě skupiny dostaly standardní krmivo (a vodu). Potkani v experimentální skupině tak v testovacím prostředí zažili chutné jídlo i standardní krmení. To bylo provedeno za účelem aklimatizace experimentální skupiny na přijímání chow v testovacích klecích, protože chow byla použita ve druhé fázi experimentu (viz „Výzva pro muslimol s nízkou dávkou v testovacím prostředí“ níže). Příjem do testovacích klecí byl zaznamenán každý den. V domácích klecích byla vždy k dispozici standardní strava (laboratorní strava pro hlodavce Teklad) a voda.
Režim expozice stresu
Tato manipulace napodobovala 5-denní chutný plán krmení, kromě potkanů v experimentální skupině (n = 11) obdržel averzivní stimul (stres predátora) místo chutného jídla v ranních sezeních. Každá krysa byla umístěna denně do ochranné kovové mřížkové klece (7 v × 8 v × 9 in), která byla umístěna na 5 min uvnitř domácí klece fretky (přirozený predátor krys). Ochranné klece umožňovaly zvířatům navzájem se vidět, slyšet a cítit, ale zakázaly fyzický kontakt. Je známo, že tato úroveň expozice významně zvyšuje plazmatické hladiny kortikosteronu a podporuje zvýšené vzrušení a ostražitost, která trvá alespoň 30 min po ukončení expozice fretky (28,29). Kontrolní krysy (n = 10) byly umístěny do identických malých ochranných klecí a přesunuty do nové, ale neutrální (tj. Bez fretek) místnosti. Po expozici fretky nebo neutrální expozici 5-min byly experimentální a kontrolní krysy vyjmuty z malých klecí a okamžitě umístěny do standardních testovacích klecí z plexiskla (podrobnosti viz „Chutný režim krmení“) v testovací místnosti odlišné od fretky nebo neutrální místnosti. , pro relaci 30-min (11: 00 – 11: 30 AM). Jídlo (standardní krysa) a voda byly volně k dispozici. Po této relaci byly všechny krysy vráceny do svých domácích klecí. Pro další napodobení chutného plánu krmení byly všechny krysy vystaveny druhé 30minutové denní relaci (3: 00 – 3: 30 PM) ve stejných testovacích klecích jako jejich ranní klece, ale bez expozice fretkou (nebo neutrálně) . Pro odpolední zasedání bylo opět volně k dispozici jídlo a voda. Po dokončení testování byly krysy vráceny do svých domácích klecí.
Opakovaný režim AMPH
Tato manipulace napodobovala 5-denní chutné krmné schéma, s tou výjimkou, že krysy v experimentální skupině dostávaly denně intra-Acb skořápkové infuze AMPH namísto chutného jídla pro své denní ranní relace. Intra-Acb shell infuze AMPH (2 nebo 10 μg, n = 11 pro každou dávku) nebo fyziologický roztok (n = 20) byly podány těsně před umístěním krys do testovacích klecí pro jejich ranní sezení (11: 00 – 11: 30 AM). Během této doby byla volně dostupná standardní krysa a voda a byl zaznamenán příjem. Hyperaktivita indukovaná AMPH byla monitorována experimentálním slepým pokusem o léčbu, s použitím postupu sledování vzorkování chování v čase, ve kterém byl v 20-s zaznamenán počet výskytů čtyř chování (křížení klecí, chov, řízené čichání a péče). časové koše každých 5 min pro každou krysu. Krysy z experimentu s predátorským stresem byly znovu použity pro skupinu 2-μg AMPH.
Všechny krysy dostaly druhou denní expozici testovacím klecím (3: 00 – 3: 30 PM) se standardní chow a vodou, ale bez infúze léčiva. Po dokončení testování byly krysy vráceny do svých domácích klecí.
Nízkodávková muscimolová výzva v testovacím prostředí
Po 5 dnech expozice sladenému tuku, predátorskému stresu nebo opakovaným manipulacím s AMPH dostaly krysy bilaterální intra-Acb skořápkové testy solným roztokem a muscimolem (10 ng / .5 μL na stranu) v testovacím prostředí. Solný roztok byl podáván všem potkanům šestý den (tj. 1 den po ukončení jejich příslušných manipulací s 5-denním ošetřením) a muslimol v rámci Acb shell sedmý den. V každém z těchto dnů dostaly krysy své infuze skořápky uvnitř Acb těsně před umístěním do testovacích klecí pro své obvyklé odpolední zasedání (3: 00 – 3: 30 PM). V těchto dnech se neuskutečnila žádná ranní zasedání. Jídlo (standardní strava) a voda byly volně k dispozici. Příjem byl měřen a krysy byly vráceny do svých domácích klecí po dokončení testování. Chow byl použit pro tuto fázi experimentu, protože všechny skupiny již dříve dostávaly chow v testovacím prostředí, čímž eliminovaly zmatek potravinové novinky. Dále, protože základní úrovně příjmu chow byly nízké, byla menší pravděpodobnost, že se setká se stropními efekty u muslimolem vyvolané hyperfágie.
Podskupina potkanů vystavených chutnému režimu krmení (n = 10 sladený tuk, n = Kontroly chow 10) dostali další infuze solným roztokem a muscimolem 7 dny po skončení protokolu expozice slazenému tuku, aniž by mezi nimi byla vystavena slazenému tuku. Třetí infuzní sekvence solný roztok / muscimol byla těmto krysám podána 14 dny po ukončení protokolu, opět bez prozatímní expozice slazenému tuku.
Povšimněte si, že pořadí infuzí solného roztoku a muscimolu nebylo vyváženo (tj. Solný roztok byl vždy na prvním místě), takže bylo možné detekovat jakýkoli možný kontext nebo podněty vyvolané podmíněné krmné odpovědi v den fyziologického testu bez interpretačního zmatení předchozího muscimolu výzva. Také si všimněte, že skupině 10-μg AMPH byla v den 50 podána další muscimolová výzva (8 ng).
Výzva pro nedostatek potravin v testovacím prostředí
Krysy byly podrobeny chutnému režimu krmení po dobu 5 dnů, jak bylo popsáno dříve (n = 10 pro skupinu slazených tuků, n = 11 pro kontrolní skupinu chow). Šestý den byla všem zvířatům podána infuze fyziologického roztoku a byla testována v jejich obvyklé odpolední relaci (3: 00 – 3: 30 PM) s použitím standardní chow a vody. Nebylo provedeno žádné ranní zasedání. Dále všechny krysy dostaly výzvu na deprivaci potravou, ve které bylo jídlo odebráno z domácích klecí 18 hodiny před testováním (tj. Večer solného dne). Následující den byly těmto krysám zbaveným potravy podány infuze skořápky ve skořápce uvnitř Acb a umístěny do testovacích klecí (s přítomností standardního krmiva a vody) v odpolední testovací době, bez ranního sezení. Příjem byl měřen a krysy byly vráceny do svých domácích klecí po dokončení testování.
Cross-Sensitization DAMGO / Muscimol
Pro tento experiment jsme použili poněkud odlišný design, protože 2.5-μg DAMGO způsobuje sedaci při první expozici potkanům; tato sedace zmizí přibližně za 30 až 45 min (načež krysy začnou jíst ~ 90 min). Použili jsme tedy jednu 2hodinovou denní relaci bez odpolední relace. Krysím udržovaným ad libitum byly podány čtyři infuze skořápky uvnitř Acb (jedna infuze denně, každý druhý den) buď sterilního .9% solného roztoku (n = 7) nebo DAMGO (2.5 μg / .5 μL na stranu; n = 6). Po infuzi byly krysy okamžitě umístěny do testovacích klecí na 2 h (11: 00 AM – 1: 00 PM) s přístupem ke standardní potravě a vodě. Čtyřicet osm hodin po poslední opakované léčbě dostali subjekty infuzi sterilního fyziologického roztoku ve skořápce v Acb a umístili se do testovacích klecí na 2 hodiny se standardní krmnou směsí a vodou. O dva dny později byly provokovány muscimolem (10 ng / .5 μL), znovu umístěny bezprostředně po infuzi do testovacích klecí na 2 hodiny standardní chow a vodou. V každý testovací den byl zaznamenán příjem a krysy byly vráceny do svých domácích klecí bezprostředně po skončení testovací relace.
Statistická analýza
Ke stanovení rozdílů mezi experimentálními manipulacemi (strava, léčba lékem, stres) a příslušnými kontrolami byly použity dvoufaktorové analýzy rozptylu (léčba × den nebo léčebná historie × provokace léčbou, podle potřeby) s plánovaným porovnáním. Alfa byl nastaven na p <05. Analýzy byly prováděny pomocí softwaru StatView (SAS Institute, Cary, Severní Karolína).
výsledky
Přerušované záchvaty příjmu slazeného tuku senzibilizují odezvu na krmení vyvolanou Intra-Acb Shell Muscimol
Příjem slazeného tuku v ranních krmeních eskaloval v průběhu 5-denního intermitentního přístupového protokolu [F(4,52) = 13.3; p <0001; Obrázek 1A]. Pátý den byl průměrný příjem sladeného tuku 4.9 g, ekvivalentní 30.4 kcal, ve srovnání s průměrným příjmem 1.8 kcal chow v kontrolní skupině. Důležité je, že v průběhu 5-denního protokolu nedošlo k žádným celkovým rozdílům v tělesné hmotnosti mezi skupinami nasycených tukem a čau.F(1,26) = .3; nevýznamné (ns)] a žádná dieta × denní interakce na tělesné hmotnosti [F(4,104) = 1.2; ns]. Proto se zdálo, že krysy v experimentální skupině kompenzují zvýšený příjem kalorií, pravděpodobně snížením jejich příjmu ad libitum v domácí kleci (tj. Krátké epizody expozice slazenému tuku nevyvolávaly účinky podobné obezitě). U odpoledních zasedání, ve kterých byla oběma skupinám nabízena chow, nebyly mezi skupinami rozdíly v příjmu a žádná dieta × denní interakce (Fs = .2 – 1.3; ns). Ráno tedy expozice slazeného tuku neovlivnila nízkou rychlost krmení, která byla pozorována v odpoledních relacích s příjmu chow.
Po dokončení tohoto protokolu s přerušovaným přístupem byly všechny krysy vystaveny infuzi fyziologického roztoku a muscimolu ve skořápce uvnitř Acb (10 ng). Krysy exponované slazenému tuku nevykazovaly ve srovnání s kontrolními vzorky vystavenými potravě změněnou reakci na krmení solným roztokem. Vykazovali však robustní, vysoce významnou senzibilizaci vůči příjmu potravy indukované muscimolem (dieta × interakce s drogami [F(1,26) = 13.6, str = .001; Obrázek 2 pro konkrétní srovnání]. Příjem vody nebyl ovlivněn. Jak je uvedeno v Obrázek 2, muscimolová senzibilizace byla stále přítomna 7 dny po režimu sladeného tuku [F(1,18) = 9.3; p = .007]; 14 dní po expozici se však senzitizovaná odpověď snížila [F(1,14) = 1.6; ns]. Nakonec krysy vystavené režimu oslazeného tuku nevykazovaly zvýšenou odezvu na krmení na 18-hodinovou výzvu deprivace potravy ve srovnání s jejich protějšky vystavenými chow [F(1,19) = .004, ns; Obrázek 2].
Křížová senzibilizace mezi μ-opioidním receptorem a stimulací receptoru GABA ve skořápce Acb
Jak je uvedeno v Obrázek 3, intra-Acb shell DAMGO vyvolala robustní hyperfágii v každém ze dnů injekce 4 fáze „opakovaného DAMGO“ [F(1,11) = 62.3; p <0001]. Po těchto opakovaných ošetřeních jsme vystavili krysy fyziologickým roztokem a muscimolem; pro tyto výzvy přinesla analýza rozptylu silné hlavní účinky historie chronické léčby [F(1,11) = 7.8; p = .018] a drogovou výzvu [F(1,11) = 12.1; p = .005], ale žádná interakce [F(1,11) = 1.4; ns]. Nicméně plánované srovnání mezi skupinami DAMGO a solným roztokem pro každou z injekcí s provokační dávkou odhalilo, že příjem potravy v reakci na provokační expozici muscimolem ve skořápce Acb byl signifikantně vyšší u potkanů ošetřených DAMGO ve srovnání s krysami ošetřenými fyziologickým roztokem (p <05), ale že odpověď na výzvu solným roztokem se mezi skupinami nelišila.
Nepřítomnost přecitlivělosti na muslimol po opakované, přerušované expozici stresu nebo infuze AMPH ve skořápce uvnitř Acb
Byly provedeny dva experimenty k testování účinků predátorské expozice a opakovaného ošetření AMPH na následnou citlivost na muscimol. Nejprve krysy podstoupily 5-denní intermitentní expoziční režim predátora, následovaný intra-Acb shell solným roztokem a muscimolem (10 ng). Jak je uvedeno v Obrázek 4, tato historie expozice stresoru nezměnila stravovací odpověď na následnou muscimolovou výzvu [F(1,19) = 1.1, ns]. Dále byly stejné krysy podrobeny 5-dennímu režimu denních infuzí AMPH v ulitě Acb (2 μg). Jak se očekávalo, AMPH vyvolala robustní motorickou aktivaci, jak se odráží ve „skóre složené aktivity“ křížení klecí, chovu, řízeného čichání a péče (viz Metody a materiály) ve srovnání s krysami ošetřenými fyziologickým roztokem [F(1,22) = 53.9; p <0001; Obrázek 5A], což naznačuje, že dávka byla jasně behaviorálně aktivní. Akutní léčba AMPH však nezměnila požité chování [léčba × interakce den: F(4,76) = .5, ns; data nejsou zobrazena]. Po dokončení opakované fáze experimentu s AMPH nebo fyziologickým roztokem byly všechny krysy vystaveny působení intra-Acb shell solného roztoku a muscimolu. AMPH významně nezměnil citlivost na krmení vyvolané muscimolem (Obrázek 5B). Došlo k významnému efektu předběžné léčby × léčby [F(1,19) = 3.6; p = .02]; plánovaná srovnání však odhalila, že tato interakce byla způsobena hlavně velkým rozdílem mezi pacienty v odpovědích na fyziologický roztok versus muscimol ve skupině AMPH (p = .0009). Nebyl však žádný významný rozdíl mezi solným a AMPH skupinami v reakci na muscimolovou výzvu (p = .11).
Abychom dále prozkoumali účinky více infuzí AMPH na citlivost muscimolu (vzhledem k tomu, že stresovaní krysy byly znovu použity pro experiment AMPH a tento předchozí stresový zážitek mohl změnit jejich odpovědi AMPH), byl druhý experiment proveden v oddělené skupině naivních krys, u kterých byly subjekty podstoupily 5-denní režim intra-Acb skořápkových infuzí vyšší dávky AMPH (10 μg), následované intra-Acb skořápkovými testy solným roztokem a dvěma dávkami muscimolu (10 a 50 ng). Znovu jsme pozorovali robustní akutní motorickou aktivaci v reakci na infuze AMPH [F(1,22) = 83.7; p <0001; Obrázek 6], ale nemá žádný vliv na krmení [F(4,76) = 1.7, ns]. Když byly tyto krysy vystaveny působení 10-ng nebo 50-ng intra-Acb shell muscimol, neprokázaly senzibilizované odpovědi na krmení [F(2,38) = 1.4; ns]. Jako pozitivní kontrola byly krysy ve skupině AMPH vystaveny režimu 5-den sladeného tuku (a krysám ve skupině s fyziologickým roztokem režimu chow); všechny krysy byly poté vystaveny působení infuze 10-ng muscimolu do skořápky uvnitř Acb. Po expozici slazeného tuku jsme u těchto potkanů pozorovali senzibilizovanou odpověď na krmení muscimolem [F(1,19) = 5.8; p = .027; vložený, Obrázek 6], což dokazuje, že stejné krysy, které nevykazovaly senzibilizaci po opakovaných infuzích AMPH, byly schopny vyvinout a exprimovat senzibilizaci muscimolem v reakci na expozici slazenému tuku.
Umístění kanyly
Obrázek 7 ukazuje schematické mapování umístění kanyly ze všech experimentů v této studii. Jak je vidět na obrázku, drtivá většina umístění (95%) spadala do přední poloviny střední skořápky Acb, včetně vzdáleného rostrálního sektoru. Pět procent umístění kleslo jen kaudálně ke středu předního rozsahu skořápky, v rámci sektoru, který dává přitažlivé reakce, ale roste do zóny, která poskytuje defenzivní chování (18). Umístění v těchto zónách byla ve všech experimentech rovnoměrně zastoupena a nedošlo k systematickým rozdílům v behaviorálních nebo farmakologických účincích kvůli variabilitě umístění v přední ose.
Diskuse
V této studii demonstrujeme nový typ adaptace v mozku vyvolané krmením. Přerušované záchvaty konzumace slazeného tuku silně senzibilizovaly účinek krmení vyvolaný nízkou dávkou muscimolu ve skořápce Acb; senzitizovaný účinek byl zhruba stejný jako účinek vyvolaný pětinásobně vyšší dávkou muscimolu u naivních krys. Tato hypersenzitivita se nezdá být nespecifickým důsledkem generalizované vzrušení nebo diverzifikace prostředí spojeného s přerušovanou expozicí sladeného tuku. V souladu s tím opakovaná expozice vysoce vzbuzujících podnětů (intermitentní stresová expozice), dokonce i těch s pozitivní motivační valencí (intra-Acb shell AMPH) (30-33), nestačily k senzibilizaci muscimolem indukovaného krmení. Naproti tomu infuze DAMGO v ulitě Acb, které vyvolaly krmení během fáze senzibilizace-indukce experimentu, vyvolaly robustní zkříženou senzibilizaci na muscimol. Proto je pro vyvolání senzibilizace na GABA vyžadována společná vlastnost příjmu oslabených tuků a příjmu u mláďat řízených μ-opioidy, kromě jejich zvýšení celkového vzrušení. Implicitně to ukazuje, že orosenzorické nebo postingestivní vlastnosti specifické pro cukr nebo tuk nejsou pro vývoj muscimolové senzibilizace povinné. Místo toho může být běžným indukčním mechanismem opakovaná μ-opioidní signalizace v Acb shell, produkovaná buď exogenním podáním DAMGO, nebo uvolněním endogenního μ-opioidního peptidu vyvolaného sladkotučným tukem.
V tomto ohledu se ukázalo, že stimulace intra-Acb μ-opioidních receptorů na úrovni Acb způsobuje senzibilizaci opioidů a podmíněnou reakci na krmení při následné expozici solným roztokem (34). Tyto účinky jsou nezávislé na dopaminu (35), stejně jako jiné acb-lokalizované, μ-opioidem zprostředkované procesy, jako je zvýšení reaktivity hedonické chuti (30,36,37). Obecně platí, že selhání opakovaných infuzí AMPH senzibilizovat muscimolem indukované krmení souhlasí s těmito nálezy; zkřížená senzibilizace opioidem-GABA tedy může představovat typ neuroadaptace nezávislé na dopaminu v Acb. Je zajímavé, že jsme u potkanů ošetřených DAMGO nepozorovali podmíněnou odpověď na krmení fyziologickým roztokem. Všimněte si však, že vyvolání efektu krmení podmíněného opioidy může být proměnlivé a vyžaduje více než čtyři opakovaná ošetření (V. Bakshi, osobní komunikace, červen 2012). Tyto výsledky však ukazují, že pro expresi zkřížené senzibilizace opioidem-GABA není vyžadován kondicionovaný potravinový účinek (alespoň ten, který může být odhalen napadením fyziologickým roztokem). Navíc jsme nikdy nepozorovali zvýšené reakce na krmení u potkanů vystavených sladkému tuku v odpoledních sezeních nebo v reakci na fyziologický roztok nebo hladovky, což ukazuje na určitý stupeň specifičnosti mechanismu vyvolávání citlivé reakce na krmení.
Nervový mechanismus, který je základem potravního chování vyvolaného muscimolem a dalšími aminokyselinovými manipulacemi v Acb shell, se zdá být narušením rovnováhy excitační a AMAB-zprostředkované inhibiční signalizace na středně ostnatých neuronech. Pokud je čistým účinkem snížení aktivity těchto neuronů, buď inhibicí zprostředkovanou GABA nebo blokádou glutamátových receptorů typu AMPA, spustí se robustní hyperfagie (14,23,38,39). Parsimonous vysvětlení pro naše výsledky je tedy to, že opakovaná aktivace μ-opioidních receptorů (exogenně podávaným DAMGO nebo uvolněním endogenního opioidního peptidu vyvolaného sladkavým tukem) způsobí buď přímou změnu GABAA senzitivita receptoru per se, nebo obecnější změna v rovnováze excitačního / inhibičního přenosu tak, že prahové hodnoty pro inhibici zprostředkovanou GABA je snazší dosáhnout. Léčba opakovaným opioidním agonistou (morfinem) vyvolává v tomto směru určité účinky, jako je upregulace GABAA vazebná místa a absorpce chloridu stimulovaného muscimolem v synaptosomech (40), rozšíření GABAA Výraz δ-podjednotky v prostředí Acb (41) a internalizace GluR1 podjednotky receptorů AMPA v plášti Acb (42). Jakýkoli z těchto mechanismů (nebo jejich kombinace) na úrovni skořápky Acb by mohl představovat přecitlivělost na muscimolem indukovanou nervovou inhibici. Přesto jsou možná jiná vysvětlení; například mohou existovat také neuroadaptace v „výstupních“ uzlech sítě, prostřednictvím kterých je vyjádřeno chování při krmení zprostředkované Acb (jako je laterální hypotalamus). K testování této možnosti jsou nutné další studie.
Pokud jde o klinický význam těchto nálezů, je zajímavou možností, že se hypersenzitivita GABA ve skořápce Acb vyvíjí v reakci na nepředvídatelné okolní podmínky, které vyvolávají přerušované, fázové zvýšení v μ-opioidní signalizaci, jako jsou opakovaná „binges“ chutného krmení.. JáV tomto kontextu by změna GABA mohla představovat mechanismus posunu vpřed pro další dysregulované chutný apetitivní chování. Naše výsledky mohou mít také důsledky pro pochopení „zkřížených“ účinků mezi odměnou za jídlo a určitými drogami zneužívání. Jedním zřejmým kandidátem je alkohol (EtOH), jehož účinky jsou modulovány systémy μ-opioidů a GABA v Acb (43-45). Zajímavé je, že některé studie uváděly souvislosti mezi touhou po jídle, bingeing a patologickým požíváním alkoholu u lidí (46,47). Ve studiích na zvířatech buď GABA nebo blokáda opioidních receptorů ve skořápce Acb snižuje příjem EtOH [(48,49), ale viz Stratford a Wirtshafter (50)] a, nápadně, EtOH je podáván přímo do Acb shellu (51). Nedávná studie pozitronové emisní tomografie navíc odhalila, že μ-opioidní signalizace v Acb doprovází příjem slazeného alkoholického nápoje (52). Na buněčné úrovni se ukázalo, že Acb shell-lokalizovaný GABAA receptory obsahující 5 podjednotku modulují behaviorální účinky nízké dávky EtOH (53); jak bylo uvedeno výše, exprese genu pro tuto podjednotku je v Acb shell upregulována opakovanou stimulací μ-opioidního receptoru (41). Je proto možné, že uvolňování μ-opioidních peptidů chutným potravinovým „svačením“ v souvislosti s pitím EtOH nebo konzumací slazených nápojů EtOH (jako jsou ty, které se prodávají mladistvým pijákům), může zapojit rychle se vyvíjející neuroadaptace závislé na opioidech. v obvodech kódovaných aminokyselinami Acb shell. Tato hypotéza, i když spekulativní, vede k testovatelným předpovědím ohledně možného kontextu, ve kterém senzibilizace GABA v okruzích mozkových odměn zranitelných jedinců by mohla umožnit chutným potravinám sloužit jako „vstupní droga“ pro eskalaci potravinových bing a příjem EtOH.
Doplňkový materiál
Doplňkový soubor
Poděkování
Tuto práci podpořili Národní ústavy zdravotních grantů č. DA 009311 a MH 074723. Podskupina těchto údajů byla prezentována v abstraktní podobě na setkání 2009 Společnosti pro studium studie o požitém chování v Portlandu v Oregonu.
Poznámky pod čarou
Autoři nehlásí žádné biomedicínské finanční zájmy ani potenciální střety zájmů.
Doplňkový materiál citované v tomto článku je k dispozici online.
Reference
;
