Role mechanismů receptoru Orexin-1 na kompresivní konzumaci potravy v modelu záchvatu u potkanů ​​(2012)

Neuropsychofarmakologie. 2012 Aug; 37 (9): 1999 – 2011.

PMCID: PMC3398727

Tento článek byl citováno další články v PMC.

Přejít na:

Abstraktní

Orexiny (OX) a jejich receptory (OXR) modulují krmení, vzrušení, stres a zneužívání drog. Nervové systémy, které motivují a posilují zneužívání drog, mohou také být základem nutkavého hledání a přijímání potravin. Účinky GSK1059865 (5-brom-N- [(2S,5S) -1- (3-fluor-2-methoxybenzoyl) -5-methylpiperidin-2-yl] methylpyridin-2-amin), selektivní OX1R antagonista, JNJ-10397049 (N- (2,4-dibromfenyl) -N′ - [(4S,5S) -2,2-dimethyl-4-fenyl-1,3-dioxan-5-yl] močovina), selektivní OX2R antagonista a SB-649868 (N- [((2S)-1-{[5-(4-fluorophenyl)-2-methyl-1,3-thiazol-4-yl]carbonyl}-2-piperidinyl)methyl]-1-benzofuran-4-carboxamide), a dual OX1/VŮL2R antagonista byl hodnocen na modelu konzumace binge (BE) u samic potkanů. BE vysoce chutného jídla (HPF) bylo vyvoláno třemi cykly potravinového omezení následovaným stresem, vyvolaným vystavením krys HPF, ale bránilo jim v přístupu k němu po dobu 15 min. Farmakokinetická hodnocení všech sloučenin byla získána za stejných experimentálních podmínek, jaké byly použity pro behaviorální experimenty. Topiramát byl použit jako referenční sloučenina, protože selektivně blokuje BE u potkanů ​​a lidí. Hranice týkající se dávky účinků antagonistů OXR vyvolávajících spánek byly měřeny pomocí polysomnografie v paralelních experimentech. SB-649868 a GSK1059865, ale nikoli JNJ-10397049, selektivně snížily BE pro HPF bez ovlivnění standardního příjmu potravních pelet v dávkách, které nevyvolávaly spánek. Tyto výsledky naznačují poprvé hlavní roli OX1R mechanismy v BE, což naznačuje, že selektivní antagonismus na OX1R by mohl představovat novou farmakologickou léčbu BE a možná dalších poruch příjmu potravy s kompulzivní složkou.

Klíčová slova: antagonista receptoru orexin-1, antagonista receptoru orexin-2, přejídání, samice potkanů, nutkavá konzumace potravin

ÚVOD

Epizody konzumního nadýchání (BE) u lidí jsou charakterizovány kompulzivní, ne homeostatickou konzumací neobvykle velkého množství vysoce chutného jídla (HPF) v krátkém časovém období. I když nemají hlad, subjekty jedí rychleji než obvykle, dokud se necítí nepohodlně plné. Jak je popsáno v DMS-IV-TR (Americká psychiatrická asociace, 2000), tyto epizody jsou doprovázeny subjektivním pocitem ztráty kontroly nad jídlem a jsou spojeny s pocitem úzkosti, znechucení, deprese, viny za přejídání a jídla samotného kvůli rozpakům.

BE představuje centrální rys bulimie nervosa, ve kterém po epizodách BE následuje chování zaměřené na zamezení nárůstu tělesné hmotnosti, jako je zvracení vyvolané samy. Intenzivní a přetrvávající epizody BE představují typické jevy, které se vyskytují také u subjektů trpících poruchou příjmu potravy (BED) (Walsh a Devlin, 1998). BED je charakterizován opakovanými epizodami BE v nepřítomnosti kompenzačního chování, aby se zabránilo nárůstu hmotnosti. Diagnostická kritéria pro BED v DSM-IV-TR ukazují, že k epizodám BE by mělo dojít alespoň 2 dní v týdnu po dobu 6 měsíců. BED je spojena s významnou lékařskou a psychiatrickou komorbiditou (Javaras et al, 2008; Grucza et al, 2007; Fassino et al, 2003). Odhaduje se, že BE postihuje přibližně 5% americké dospělé populace v určitou dobu během jejich života (Foulds Mathes et al, 2009) a přispívá ke zhoršení obezity a souvisejících patologií (Hudson et al, 2007; Heath, 1998; Devlin et al, 2000; Yanovski, 2003).

Aktuální léky, jako topiramát (McElroy et al, 2007; McElroy et al, 2009) nebo sibutramin (Appolinario et al, 2000; Wilfley et al, 2008), bylo hlášeno, že snižují BE v klinických studiích. Jejich podávání je však spojeno s řadou nepříznivých vedlejších účinků, které představují závažné problémy při chronické léčbě (McElroy et al, 2009; Povozník et al, 2003; Yager, 2008). Zejména byl sibutramin nedávno stažen z evropského trhu, zatímco topiramát je dobře známý svými kognitivně narušujícími vlastnostmi. Nutné jsou inovativní způsoby léčby bulimie nervózy a BED bez závažných vedlejších účinků.

V 1998u dvě skupiny nezávisle identifikovaly novou třídu neuropeptidů pocházejících z hypothalamických jader (Sakurai et al, 1998; de Lecea et al, 1998). Tyto peptidy, nazývané orexin-A (OXA) a orexin-B (OXB) (také označované jako hypocretin 1 a hypocretin 2), jsou produkovány proteolytickým zpracováním pre-pro-OX peptidu a vážou se na dva GPCR, jmenovitě OX- Receptory 1 a OX-2 (OX1R a OX2R) (také označované jako HcrtR1 a HcrtR2). VŮL1R je vázán na Gq / 11, zatímco studie využívající neuronální buňky naznačují, že OX2R je vázán na proteiny Gq, Gs a Gi. V centrální nervové soustavě, OX1R a OX2R ukazují částečně se překrývající, ale do značné míry odlišné a doplňkové distribuční vzorceSakurai, 2007). Oblasti mozku, jako je infralimbická kůra, hippocampus a locus coeruleus, vykazují vysokou expresi OX1R, zatímco OX2R je jediný receptor exprimovaný v obloukovitém jádru, tuberomamilárním jádru a dorsomediální a laterální hypotalamu (LH). Oba receptory jsou přítomny v prefrontální kůře, amygdale, lůžkovém jádru stria terminis, paraventrikulárním thalamickém jádru, dorzálním raphe, ventrální tegmentální oblasti (VTA) a laterodorsálním tegmentálním jádru - peduncolo pontinovém jádru (Lu et al, 2000; Marcus et al, 2001; Trivedi et al, 1998). Tato zjištění naznačují, že OX a jejich receptory budou pravděpodobně hrát širokou regulační roli v centrálním nervovém systému.

Fyziologie stavu vzhůru / spánku je jednou z oblastí, ve kterých byla role OX nejrozsáhlejší studována. Ve skutečnosti přerušení signalizace OX u knockoutovaných myší prepro-OX vyvolalo fenotyp s vlastnostmi pozoruhodně podobnými těm u pacientů trpících narkolepsií, což je chronická porucha charakterizovaná nadměrnou spavostí, která může být spojena s velmi vážnou paralýzou spánku, hypnagogickými halucinacemi a kataplexií. (Chemelli et al, 1999). Nadměrná ospalost se zdá být projevem neschopnosti udržet prodloužené bdění.

Navíc současný antagonismus obou OX1R a OX2R nebo selektivní inhibice OX2R má za následek vyvolání silného hypnotického účinku (Brisbare-Roch et al, 2007; Dugovic et al, 2009; Di Fabio et al, 2011).

Data v literatuře také podporují roli systému OX v chování při krmení, při kontrole homeostatického a odměnového příjmu potravy. Kromě toho, že vykazují narkolepsický fenotyp, jsou OX knockout myši také hypofagické ve srovnání s vrhem vrstevníků s odpovídající hmotností a věkem, což ukazuje na roli OX v modulaci krmení a metabolismu energie (Willie et al, 2001). Injekce OXA do laterální komory potkanů ​​během rané fáze světla vyvolala zvýšení příjmu potravy u potkanů ​​v závislosti na dávce (Sakurai et al, 1998), který byl blokován předběžnou úpravou pomocí OX1R antagonista SB-334867 (Haynes et al, 2000; Rodgers et al, 2001). Role OX v příjmu potravy založené na odměnách byla dokumentována nedávnou novinkou Perello et al (2010), což ukazuje, že zvýšení hodnotné hodnoty stravy s vysokým obsahem tuků indukované ghrelinem je závislé na OX; kromě toho bylo hlášeno, že SB-334867 inhibuje vlastní podávání potravy s vysokým obsahem tuků (Nair et al, 2008). Aktivace OX1R je nezbytnou součástí reakce na potraviny, motivace nebo obojího (Sharf et al, 2010). Kromě toho jsou neurony LH OX aktivovány narážkami spojenými s konzumními odměnami, jako je jídlo (Harris et al, 2005), což naznačuje potenciální roli systému OX v reakci na vnější podněty prostředí spojené s kognitivními aspekty krmení.

Nejnovější zprávy podporují roli signalizace OX v neurobehaviorálních a motivačních účincích drog zneužívání (Harris et al, 2005; Borgland et al, 2006; Jupp et al, 2011; pro přehled viz Bonci a Borgland, 2009; Martin-Fardon et al, 2010). Blokáda OX1R snižuje ethanol (Lawrence et al, 2006) a vlastní podávání nikotinu (Hollander et al, 2008), inhibuje cue-indukované obnovení ethanolu- (Lawrence et al, 2006), kokainu (kovář et al, 2010) a vyhledávání morfinů (Harris et al, 2005), a zmírňuje stresem navozené navracení kokainu (Boutrel et al, 2005) a vyhledávání etanolu (Richards et al, 2008). Navíc, nedávné důkazy také spojovaly OX2R-selektivní mechanismy odměňování alkoholu a hledání chování (Shoblock et al, 2011).

Důkazy se hromadí, že nadměrný příjem určitých potravin za specifických podmínek vyvolává chování a změny v mozku, které připomínají závislostní stav (Gold et al, 2003; Kenny, 2011; Pelchat et al, 2004; Oves et al, 2008; Ifland et al, 2009; Gearhardt et al, 2011a). Rovněž byly navrženy nervové systémy, které motivují a posilují zneužívání drog, aby podporovaly chování spojené s nutkavým hledáním potravy a příjmem potravy (Johnson a Kenny, 2010; Hoebel, 1985; Volkow a Wise, 2005; Corwin et al, 2011; Gearhardt et al, 2011b; Wang et al, 2011). Tato zjištění vyvolávají otázku, zda systém OX může také hrát roli při poruchách příjmu potravy charakterizovaných kompulzivními epizodami binge typu, jako je bulimie nervosa a BED.

Tato studie byla proto zaměřena na zkoumání účinku duálního OX1/VŮL2R antagonista SB-649868 (N-[((2S)-1-{[5-(4-fluorophenyl)-2-methyl-1,3-thiazol-4-yl]carbonyl}-2-piperidinyl)methyl]-1-benzofuran-4-carboxamide) (Di Fabio et al, 2011), selektivní OX1R antagonista GSK1059865 (5-brom-N- [(2S,5S)-1-(3-fluoro-2-methoxybenzoyl)-5-methylpiperidin-2-yl]methyl-pyridin-2-amine) (Gozzi et al, 2011) a selektivní OX2R antagonista JNJ-10397049 (N- (2,4-dibromfenyl) -N′ - [(4S,5S) -2,2-dimethyl-4-fenyl-1,3-dioxan-5-yl] močovina) (McAtee et al, 2004; Dugovic et al, 2009) v modelu BE popsaném společností Cifani et al (2009), ve kterém jsou epizody BE pro HPF vyvolávány u samic potkanů ​​cykly omezování / opakovaného krmení a akutního stresu. Nejprve byli hodnoceni tři antagonisté in vitro v krysím rekombinantním OX1R a OX2R k určení jejich účinnosti a k ​​potvrzení jejich selektivity pro dva podtypy receptorů. Jejich farmakokinetika (PK) byla poté vyhodnocena a dávky schopné vyvolat hypnotické účinky byly stanoveny na modelu spící krysy. Nakonec byly sloučeniny testovány v definovaných dávkách v modelu BE.

MATERIÁLY A METODY

Zvířata

Veškerý výzkum zahrnující zvířata byl prováděn v souladu s evropskou směrnicí 86/609 / EHS o dobrých životních podmínkách a ochraně zvířat, kterou uznává italská legislativní vyhláška č. 116, 27. ledna 1992, a podle interního přezkumu provedeného Výborem pro výzkum a etiku zvířat GlaxoSmithKline (CARE) a politiky společnosti v oblasti péče a používání laboratorních zvířat.

Drogy

SB-649868 (Di Fabio et al, 2011), GSK1059865 (Gozzi et al, 2011) a JNJ-10397049 (McAtee et al, 2004) byly syntetizovány v laboratořích GSK. OXA byl dodán firmou California Peptides Research (kat. Č. 471-99, CA). Myo- [1,2-3H(N)] inositol (NET-906, specifická aktivita: 51 Ci / mol) a kuličky vázající RNA křemičitanu yttria (RPNQ0013) byly zakoupeny od Perkin-Elmer (Itálie). Topiramát (Topamax; Janssen-Cilag) byl zakoupen od Janssen-Cilag. Byl k dispozici v tabletách, které byly před podáním redukovány na prášek.

Experiment 1: Antagonismus SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 v Rat OX1R a krysa OX2R

Buněčná kultura

Buňky krysí bazofilní leukémie stabilně transfekované potkanem OX1R (rOX1R) nebo krysy OX2R (rOX2R) byly kultivovány v a-MEM (Invitrogen / GIBCO) doplněném 10% fetálním hovězím sérem (FBS, PAA), 100 U / ml penicilinu G, 100 U / ml streptomycinu (Pen / Strep; Invitrogen / GIBCO) a 400 μg / ml genetin (Invitrogen / GIBCO), při 37 ° C s 5% CO2 ve zvlhčené atmosféře.

Akumulace [3H] inositol fosfáty (IP)

Akumulace [3H] inositol fosfáty (IP) byly měřeny jak bylo popsáno výše (Mávat et al, 2003) s následujícími úpravami. Buněčné linie stabilně exprimují rOX1R nebo ROX2R byly vysety na plotny pro tkáňové kultury 96 pro 3 × 104 buněk na jamku a 1.5 × 104 buněk na jamku, v a-MEM doplněném 10% FBS a Pen / Strep bez genetinu. Po 24 h bylo kultivační médium aspirováno a do buněk bylo přidáno 100 μl čerstvého média doplněného 10 μCi / ml NET-906 (Perkin-Elmer); proto byl na jamku použit 1 μCi radioaktivně značeného inositolu. Po inkubaci 16 h byly buňky dvakrát promyty testovacím pufrem (1 x HBSS, 20 mM HEPES (pH 7.4) plus 0.1% hovězí sérový albumin a 10 mM LiCl), před přidáním agonistů nebo antagonistů. Antagonisté byli inkubováni po dobu 30 min při 37 ° C před stimulací agonistou. Byly provedeny křivky koncentrace-odpověď (CRC) OXA v rozmezí od 0.0001 do 10 μM. Po inkubaci 1 h při 37 ° C byl testovací pufr odsát, bylo přidáno 80 μl na jamku 0.1 M ledově studené kyseliny mravenčí a buňky byly ponechány inkubovat 30 min při pokojové teplotě. Míra 20 μl buněčného extraktu byla přidána k 80 μl silikátových kuliček yttria (YSi SPA; Perkin-Elmer; 12.5 mg / ml), třepána po dobu 1 h při teplotě místnosti a ponechána při 4 ° C před 2 h před počítání na scintilačním čítači mikrodestiček NXT Packard Top-Count.

Data byla vyjádřena jako% maximální agonistické odpovědi vypočtené následujícím způsobem:% maximální agonistické reakce = ((cpmantagonista−cpmbazální) / cpmmaxagonist Response−cpmbazální) × 100.

In-vitro analýza dat

CRC byly vybaveny sigmoidální nelineární regresní analýzou za použití softwaru GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software, San Diego, CA), aby se získal agonista EC50 (koncentrace agonisty potřebná k získání 50% maximální odpovědi).

Potence (KB= konstanta disociace antagonisty) nepřekonatelných antagonistů byla stanovena použitím rovnice operačního modelu pro nekompetitivní antagonismus (Kenakin et al, 2006). KB hodnota pro překonatelné antagonisty byla vypočtena Schildovou analýzou (Arunlakshana a Schild, 1959). Pro SB-649868 pouze antagonista IC50 byl vypočítán. Reakci vyvolanou 1 μM OXA jsme vynesli do grafu v nepřítomnosti a v přítomnosti čtyř různých koncentrací antagonisty. IC50 "Antagonista" je definován jako koncentrace antagonisty potřebná k inhibici 50% reakce vyvolané agonistou. Výsledky jsou vyjádřeny jako pEC50 (−log10 EC50), strKB (−log10KB) nebo pIC50 (−log10 IC50) a jsou uvedeny jako průměr ± SEM nebo jako průměr s 95% limity spolehlivosti (95% CL) alespoň tří nezávislých experimentů. Všechna testovaná léčiva byla rozpuštěna v dimethylsulfoxidu (DMSO) a dále zředěna v testovacím pufru, aby konečná koncentrace DMSO nepřesáhla 0.5%.

Experiment 2: Stanovení PK u potkanů ​​samců a samic

Pro vyhodnocení expozice PK krve ve spánku a BE studií byly PK profily sloučenin analyzovány u samců a samic potkanů ​​za stejných experimentálních podmínek jako experimenty spánku a BE. Profily PK byly zkoumány po podání sondou 3 mg / kg SB-649868 u samic a samců potkanů, intraperitoneálním podání 10 mg / kg u samic a 5 mg / kg u samců potkanů ​​JNJ-10397049 a po podání žaludeční sondou u samicím potkanům a intraperitoneálnímu podání samců potkanů ​​10 mg / kg GSK1059865. Vzorky krve byly odebrány femorální žílou v intervalech až do 4 h po podání. Na konci experimentu byly odebrány vzorky mozku. Koncentrace SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 ve vzorcích krve a mozku byla stanovena metodou založenou na srážení proteinů s následnou analýzou HPLC-MS / MS. Nekompartmentové PK parametry byly získány z profilů koncentrace v krvi v čase pomocí softwarového balíčku WinNonlin v.4.0 (Pharsight, Mountain View, CA). PK parametry jsou vyjádřeny jako průměr ± SD (Číst a Braggio, 2010).

Experiment 3: Účinek SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 na model spánku potkana

Zvířata

Samci krys Sprague – Dawley (275 – 300 g; Charles River, Calco, Como, Itálie) byli jednotlivě chováni v cyklu 12-h světlo-tma (světlo v 0300 h) 1 týden před operací. Byl umožněn přístup k potravě a vodě podle libosti. Ke sběru biopotenciálních signálů byl zvířatům intraperitoneálně implantován miniaturní multikanálový telemetrický vysílač (TL10M3-F40-EET; Data Sciences Int.). Dvě elektrody byly pevně připevněny dentálním cementem k lebce, aby se zaznamenal kortikální elektroencefalogram (EEG). Byli přímo v kontaktu s dura mater přes dva vyvrtané díry v oblasti fronto-parietální. Dvě další elektrody byly připevněny ke kosterním svalům krku, pro zaznamenávání electromyogramu (EMG) nebo v periorbitální oblasti oka pro zaznamenávání elektrooculogramu (EOG).

Záznam

Po zotavení z chirurgického zákroku byla zvířata držena ve své domácí kleci v prostředí s řízenou teplotou (21 ± 1 ° C) s přístupem k potravě a vodě podle libosti. Implantovaná zvířata vykazovala normální behaviorální repertoár ihned po zotavení z chirurgického zákroku. Aby však bylo možné obnovit normální spánkové vzorce, byla zvířata použita po 3-týdenní periodě. Výše popsané podmínky prostředí byly udržovány během studií spánku. Po dobu zkušebního období zůstala volně se pohybující zvířata ve svých domácích klecích na jednotlivých přijímačích. Signály EEG a EMG nebo EOG byly zaznamenávány nepřetržitě za použití DSI Dataquest ART Trasa EEG, rozdělená do epoch 10, byla digitálně transformována (transformace FFT), aby poskytovala výkonová spektra δ, θ, α, a β pásy pro rozlišení tří různých vzorců aktivity u potkana (vzhůru, NREM spánek a REM spánek). Značky přidělené automatizovaným bodovacím systémem (Spánková fáze, DSI) byly přeneseny do digitálního signálu EEG a následně potvrzeny vizuálním vyšetřením stop EEG a EMG / EOG vyškolenými operátory, slepé vůči léčbě drogami. Analýza parametrů spánku zahrnovala: latence do spánku NREM (časový interval do prvních šesti po sobě jdoucích epoch spánku NREM po injekci), latence do spánku REM (časový interval do první epochy spánku REM po injekci), spánek NREM, REM spánek a celkem Čas spát.

Drogová léčba

Léčba léčiv byla prováděna podle randomizovaného párového crossoveru, kde v samostatných experimentálních sezeních každé zvíře dostalo léčbu vehikulem nebo léčivem. Krysy byly ošetřeny experimentální sloučeninou nebo jejím příslušným vehikulem v objemu 2 ml / kg, 6 h po vypnutí světla (Circadian time (CT) 18). Záznamy byly provedeny pro následující zkušební období 3-h. SB-649868 byl rozpuštěn v 0.5% HPMC (hydroxypropylmethylcelulóza) (w / v) v destilované vodě a byl podáván žaludeční sondou v dávkách 3 a 10 mg / kg. JNJ-10397049 byl rozpuštěn v mygliolu 812N a byl podáván intraperitoneálně v dávkách 5 a 25 mg / kg. GSK1059865 byl rozpuštěn v 0.5% HPMC (w / v) v destilované vodě a podáván intraperitoneálně v dávkách 5 a 25 mg / kg.

Analýza dat

Všechna data jsou vyjádřena jako průměr ± SEM. Výsledky byly analyzovány pomocí jednosměrné analýzy rozptylu (ANOVA). Post-hoc srovnání byla provedena pomocí Dunnettova testu. Statistická významnost byla stanovena na P

Experiment 4: Binge Eating

Zvířata

Byly použity samice krys Sprague – Dawley (Charles River). Jejich tělesná hmotnost byla 225 – 250 g na začátku experimentů. Krysy byly aklimatizovány do jednotlivých klecí v cyklu 12-h světlo / tma (světlo svítilo v 0800 h) s podle libosti chow a voda 2 týdny před experimenty. Byly drženy v místnosti s konstantní teplotou (20 – 22 ° C) a vlhkostí (45 – 55%). Krysy byly chovány v jednotlivých klecích s kovovými stěnami; podlaha a přední stěna byly vyrobeny z kovové mřížky. Rozměry dna klece byly 30 cm x 30 cm; klec byla vysoká 30 cm. V přední stěně klece byly přítomny přední dveře (30 cm × 20 cm) složené z kovové mřížky, které umožnily přístup dovnitř klece. Zbývající část přední stěny byla vybavena nápojovou byretou.

Strava

Zvířatům byly nabízeny standardní potravinové pelety potkanů, 4RF18 (Mucedola; Settimo Milanese, Milano, Itálie; 2.6 kcal / g). HPF byla pasta připravená smícháním čokoládového krému Nutella (Ferrero, Alba, Torino, Itálie) (5.33 kcal / g; 56%, 31% a 7% z uhlohydrátů, tuků a bílkovin), mletých potravinových pelet ( 4RF18; Mucedola; Settimo Milanese) a voda v následujícím poměru hmotnost / hmotnost procent: 52% Nutella, 33% potravinových pelet a 15% voda. Strava HPF měla kalorický obsah 3.63 kcal / g. Standardní pelety byly nabízeny uvnitř kovové mřížky, která byla zavěšena na přední stěně klece; byl odstraněn z klece, aby se změřila jeho hmotnost pro stanovení příjmu potravinové pelety. HPF byl nabízen v šálku kávy; držadlo šálku bylo vloženo do kovové mřížky přední stěny klece a připevněno ke zdi.

Stresový postup

Po dobu 15 min byl čínský kávový šálek obsahující HPF umístěn do kovové mřížky, která byla zavěšena na přední stěně klece. Za těchto podmínek bylo zvíře schopno vidět pohár, ve kterém dostalo HPF ve dnech 5, 6, 13 a 14 z prvních dvou cyklů, mohlo vidět samotný HPF a také cítit jeho zápach. V tomto období 15-min se krysa zapojila do opakovaných pohybů předních tlapek, hlavy a trupu, jejichž cílem bylo získání HPF, ale nebyla schopna dosáhnout.

To vyvolalo mírně stresující stav, který způsobuje významné zvýšení hladiny kortikosteronu v séru (Cifani et al, 2009). Po 15 min byl pohár umístěn do klece potkanů ​​stresových skupin, takže pro ně byl HPF přístupný.

Drogová léčba

V den 25 byly sloučeniny nebo příslušné vehikulum podány před přístupem k HPF. SB-649868 byl rozpuštěn v 0.5% HPMC (w / v) v destilované vodě a byl podáván žaludeční sondou v dávkách 1 a 3 mg / kg. Topiramát byl rozpuštěn v 0.5% HPMC (w / v) v destilované vodě a byl podáván žaludeční sondou v dávce 60 mg / kg. JNJ-10397049 byl rozpuštěn v 0.5% HPMC (w / v) v destilované vodě a byl podáván intraperitoneálně v dávkách 1 a 3 mg / kg. GSK1059865 byl rozpuštěn v 0.5% HPMC (hm./obj.) V destilované vodě a podáván žaludeční sondou v dávkách 10 a 30 mg / kg. Všechny léky nebo jejich vehikulum byly podány 1 h před přístupem k HPF.

Experiment 4A: Účinek SB-649868 a topiramátu

Pro vyhodnocení úlohy antagonistů OXR v BE byl v našem modelu BE testován neselektivní antagonista OXR, SB-649868.

Zvířata byla rozdělena do čtyř skupin zvířat 27, z nichž každá odpovídala tělesné hmotnosti a dennímu příjmu potravy: (1) skupina bez omezení a nebyla vystavena stresu (NR + NS); (2) omezená skupina, která nebyla vystavena stresu (R + NS); (3) skupina bez omezení a vystavená stresu (NR + S); a (4) omezená skupina a skupina vystavená stresu (R + S). Jakmile byli krysy zařazeny do jedné z těchto skupin, zůstaly v této skupině po celou dobu studie. Krysy vystavené stresu byly aklimatizovány v místnosti odlišné od místnosti, která nebyla vystavena stresu. Krysy byly vystaveny třem po sobě jdoucím 8-denním cyklům následovaným závěrečným testem v den 25 (Tabulka 1):

Tabulka 1 

Rozvrh přijatý k evokování Binge Eating
  1. skupina NR + NS měla čau podle libosti pro 4 dny, ve dnech 5 a 6 dostali chow + HPF za 2 h; ve dnech 7 a 8 měli chow podle libosti; a v den 25 nebyli vystaveni stresu;
  2. druhá skupina měla chow a HPF jako NR + NS, ale v testovací den (den 25) byly vystaveny stresu (NR + S);
  3. třetí skupina (R + NS) měla chow omezenou na 66% normálního příjmu po 4 dnech, byla jim nabízena chow a HPF (2 h) ve dnech 5 a 6 a pouze chow ve dnech 7 a 8; v den 25 nebyli vystaveni stresu.
  4. skupina R + S měla chow omezeno na 66% normálního příjmu po 4 dnech, byla jim nabízena chow a HPF (2 h) ve dnech 5 a 6 a pouze chow ve dnech 7 a 8; a v den 25 byly vystaveny stresu.

8-denní cyklus se opakoval třikrát, ale ve třetím cyklu zvířata neměla přístup k potravinám HPF.

V den 25 byla každá skupina krys 27 rozdělena do tří podskupin a ošetřena vehikulem, SB-649868, 1 nebo 3 mg / kg, podaným žaludeční sondou 1 h před přístupem k HPF.

Příjem HPF byl vyjádřen jako průměrný příjem v kcal / kg ± SEM; Příjem HPF byl měřen v 15, 30, 60 a 120 min. Po začátku přístupu. Příjem potravních pelet byl měřen pouze v 120 min, vzhledem k nálezům předchozích studií, které ukazují, že příjem potravinových pelet byl velmi malý, a aby se zabránilo narušení zvířat během testu.

Topiramát, používaný jako referenční sloučenina pro tento experimentální paradigma (Cifani et al, 2009), byla testována na stejných krysách, 10 dny po ukončení experimentu SB-649868. Z těchto zvířat 108 byly 72 rozděleny do stejných čtyř skupin (zvířata 18 pro každou skupinu) popsaných výše. Po jednom dni volna na konci prvního testu tyto skupiny potkanů ​​dostaly další 8-denní cyklus: NR + NS a NR + S skupiny měly 8 dny chow podle libosti, zatímco skupiny R + NS a R + S měly 4 dny chow omezeny na 66% normálního příjmu následovaného 4 dny chow podle libosti. V tomto dalším cyklu neměly všechny skupiny přístup k HPF. Následující den byly skupiny NR + S a R + S vystaveny stresu, zatímco skupiny NR + NS a R + NS nebyly. V tento den byl před přístupem k HPF podán sondou 60 h topiramát (1 mg / kg) nebo jeho vehikulum.

Experiment 4B: Účinek JNJ-10397049 a GSK1059865

Chcete-li prozkoumat OXR zapojené do snižování epizod BE, selektivní OX2R antagonista, JNJ-10397049 a selektivní OX1Antagonista R, GSK1059865, byl testován na našem modelu BE.

Další samice krys 54, rozdělených do dvou skupin (NR + NS a R + S) krys 27, byly podrobeny stejnému experimentálnímu postupu jako v experimentu 4A. V tomto experimentu byly použity pouze dvě skupiny potkanů, protože oba krysy NR + S a R + NS nevykazují BE. V den testu (den 25), 1 h před přístupem k HPF byly krysy ošetřeny intraperitoneálně pomocí JNJ-10397049 (1 a 3 mg / kg) nebo jeho vehikulem.

Po jednom dni volna na konci testu JNJ-10397049, stejná skupina potkanů ​​obdržela další 8-denní cyklus následovaný v den 10 (jak je popsáno v předchozím experimentu) ošetřením GSK1059865. GSK1059865 (10 a 30 mg / kg) nebo jeho vehikulum byly podány žaludeční sondou 1 h před přístupem k HPF.

Analýza dat

Všechna data jsou vyjádřena jako průměr ± SEM a každá hodnota odráží průměrný počet zvířat na skupinu, jak je popsáno v legendách. Data byla analyzována dvousměrným ANOVA s porovnáváním mezi subjekty pro experimentální skupiny nebo léčení léčivem a porovnáváním mezi pacienty pro dobu pozorování. Post-hoc srovnání bylo provedeno Bonferroniho testem. Statistická významnost byla stanovena na P

VÝSLEDKY

Experiment 1: Antagonismus SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 v rOX1R a ROX2R

OXA (0.1 nM – 10 μM) zvýšil [3H] akumulace IP způsobem závislým na koncentraci s pEC50 hodnota 7.79 ± 0.04 (n= 16) a 7.68 ± 0.04 (n= 16) v rOX1R a ROX2R, resp. Na ROX1R, JNJ-10397049 (1 μM – 33 μM; Obrázek 1a) a GSK1059865 (0.3 nM – 10 nM; Obrázek 2a) vyvolaly nepřekonatelný antagonismus s posunem OXA EC doprava závislým na dávce50 a souběžné snížení maximální odpovědi agonisty. Vypočítaná strKB hodnoty byly 5.73 ± 0.16 (n= 3) a 8.77 ± 0.12 (n= 3) pro JNJ-10397049 a GSK1059865. SB-649868 (0.1, 0.3, 0.6 a 1 nM) (Obrázek 3a) vedly k významnému snížení maximální odpovědi OXA bez posunu agonisty EC50. Odhadované pIC50 hodnota byla 9.46 ± 0.02 (n= 3). Na ROX2R JNJ-10397049 (10 nM – 0.3 μM) (Obrázek 1b) a GSK1059865 (0.1 – 3.3 μM) (Obrázek 2b) vytvořil klasický překonatelný profil s paralelním posunem OXA EC doprava50 bez deprese agonisty maximální odpověď. Sklony získané Schildovou regresní analýzou byly 1.17 (95% CL 0.92–1.42) a 0.86 (95% CL 0.71–1.00) pro JNJ-10397049 a GSK1059865, respektive, a statisticky se nelišily od jedné (P> 0.05). Omezení svahů na jednu, strKB hodnoty byly 8.49 (95% CL 8.34 – 8.63; n= 3) a 6.90 (95% CL 6.80 – 6.99; n= 3) pro JNJ-10397049 a GSK1059865. SB-649868 (0.1 – 3.3 nM) (Obrázek 3b) vyvolalo posunutí OXA EC v závislosti na dávce50, doprovázené snížením maximální odpovědi agonisty. Použitím operačního modelu pro nekompetitivní analýzu antagonismu, jak je popsáno v části Materiály a metody, apKB hodnota 9.35 ± 0.15 (n= 3).

Obrázek 1 

[3H] akumulace inositol fosfátů (IP) vyvolaná křivkami závislosti koncentrace-odezva (CRC) orexinu-A (OXA) () v buňkách krysí bazofilní leukémie (RBL) exprimující: krysí OX1R (rOX1R) (a) v přítomnosti 1 (A), 3.3 (▾), 10 ...
Obrázek 2 

[3H] akumulace inositol fosfátů (IP) vyvolaná křivkami závislosti koncentrace-odezva (CRC) orexinu-A (OXA) () v buňkách krysí bazofilní leukémie (RBL) exprimující: rOX1R (a) v přítomnosti 0.3 (▴), 1 (▾), 3.3 (♦) ...
Obrázek 3 

[3H] akumulace inositol fosfátů (IP) vyvolaná křivkami závislosti koncentrace-odezva (CRC) orexinu-A (OXA) () v buňkách krysí bazofilní leukémie (RBL) exprimující: krysí rOX1R (rOX1R) (a) v přítomnosti 0.1 (□), 0.3 (A), ...

Experiment 2: Stanovení PK u potkanů ​​samců a samic

Stanovení PK u samců potkanů ​​byla zkoumána za stejných experimentálních podmínek jako experiment 3 a jsou uvedena v Tabulka 2.

Tabulka 2 

Farmakokinetické parametry SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 u samců potkanů ​​Sprague – Dawley

Cmax SB-649868 v 3 mg / kg byl 333 ± 52 ng / ml a AUC 1260 ± 262 ng*h / ml.

Cmax JNJ-10397049 v 5 mg / kg byl 14.2 ± 1.0 ng / ml a AUC 64 ± 4.3 ng*h / ml.

Cmax GSK1059865 v 10 mg / kg byl 366 ± 70 ng / ml a AUC 1290 ± 320 ng*h / ml.

Stanovení PK u samic potkanů ​​byla zkoumána za stejných experimentálních podmínek jako experiment 4 a jsou uvedena v Tabulka 3.

Tabulka 3 

Farmakokinetické parametry SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 u samic potkanů ​​Sprague – Dawley

Cmax SB-649868 v 3 mg / kg byl 572 ± 115 ng / ml a AUC 1708 ± 331 ng*h / ml.

Cmax JNJ-10397049 v 10 mg / kg byl 369 ± 97 ng / ml a AUC 457 ± 224 ng*h / ml.

Cmax GSK1059865 v 10 mg / kg byl 268 ± 29 ng / ml a AUC 768 ± 46 ng*h / ml.

Experiment 3: Účinek SB-649868, JNJ-10397049 a GSK1059865 na model spánku potkana

Hypnotický profil antagonistů OXR byl vyhodnocen po dobu 3-h v aktivní fázi potkana, počínaje záznamovou fází v CT 18 (světla zhasnutá v CT 12) cyklu potkanů ​​světlo-tma. CT 18 byl specificky vybrán tak, aby umožnil maximálnímu oknu posoudit hypnotické účinky sloučenin.

Za těchto experimentálních podmínek je duální OX1/VŮL2R antagonista SB-649868 (3 a 10 mg / kg, sondou) vyvolal silné snížení bdělosti (F (2, 21) = 22.9; P<0.01) a pokles latence spánku (F (2, 21) = 9.11; P<0.01) ve srovnání s kontrolní skupinou. Dunnettův test po ANOVA ukázal statisticky významný účinek při 3 a 10 mg / kg (P<0.01) v obou parametrech spánku. Analýza spánkových vzorců naznačuje zvýšení spánku NREM i REM při obou dávkách (Tabulka 4a).

Tabulka 4a 

Účinek SB-649868 (podle Gavage) na parametry spánku u potkanů

Selektivní OX2R antagonista JNJ-10397049 (5 a 25 mg / kg, intraperitoneálně) vykazoval hypnotický účinek, jak bylo odhaleno snížením bdění (F (2, 14) = 18.8); P<0.01) a latence spánku (F (2, 14) = 4.8; P<0.05). Dunnettův test po ANOVA ukázal, že pokles byl statisticky významný jak u 5, tak u 25 mg / kg (P<0.01 pro bdělost a P<0.05 pro latenci spánku). U obou dávek bylo pozorováno zvýšení spánku NREM (P<0.01), ale nebyl pozorován žádný účinek na REM spánek (Tabulka 4b).

Tabulka 4b 

Vliv JNJ-10397049 (ip) na parametry spánku u potkanů

Selektivní OX1R antagonista GSK1059865 (5 a 25 mg / kg, intraperitoneálně) vyvolal trend ke snížení bdělosti (F (2, 14) = 3.27; P<0.05) a latence spánku (F (2, 20) = 1.73; P> 0.05). Analýza spánkových vzorců ukázala nárůst pouze v NREM spánku, statisticky významný při nejvyšší testované dávce (P<0.05 Dunnettův test po ANOVA); nebyl pozorován žádný účinek v REM spánku (Tabulka 4c).

Tabulka 4c 

Vliv GSK1059865 (ip) na parametry spánku u potkanů

Experiment 4A. BE: Účinek SB-649868 a topiramátu

ANOVA odhalil vysoce významný rozdíl v příjmu HPN 2-h ve čtyřech skupinách potkanů ​​po podání vehikula (F (3, 32) = 13.81; P<0.01). Jak je uvedeno v Obrázek 4po podání vehikula byl příjem HPF ve skupině R + S výrazně vyšší než u kontrolní skupiny (NR + NS). Příjem HPF R + S potkanů ​​byl velmi výrazný v prvních 15 min. Přístupu k němu; Příjem HPF ve skupině NR + S se významně nelišil od příjmu kontrol (NR + NS), což naznačuje, že stres nebyl dostatečný k vyvolání BE. Navíc příjem HPF ve skupině R + NS se významně nelišil od příjmu kontrol (NR + NS), což naznačuje, že cykly potravinového omezení nejsou dostatečné k vyvolání BE. Proto může být BE způsobena jedinečnou interakcí mezi dietou a stresem.

Obrázek 4 

Vliv SB-649868 (1 a 3 mg / kg, sondou) nebo jeho vehikula na příjem velmi příjemného jídla (HPF). Hodnoty jsou vyjádřeny jako průměr ± SEM devíti krys. **P<0.01, rozdíl od potkanů ​​ošetřených vehikulem; pokud není uvedeno, ...

Příjem standardních potravinových pelet byl velmi malý (asi 3 – 4% celkového příjmu kalorií v testu 2 h) a nebyl ovlivněn omezením potravy, stresem ani kombinací obou.

Jak je uvedeno v Obrázek 4, SB-649868 významně snížil příjem HPF ve skupině R + S (F (2, 24) = 18.63; P<0.01), ale ne v ostatních skupinách: NR + NS (F (2, 24) = 0.91; P> 0.05); R + NS (F (2, 24) = 0.16; P> 0.05); NR + S (F (2, 24) = 1.1; P> 0.05). Post-hoc srovnání ukázala, že účinek SB-649868 ve skupině R + S byl statisticky významný ve všech časových bodech v reakci na nejvyšší dávku 3 mg / kg. Dávka 1 mg / kg ve skupině R + S vykazovala tendenci ke snižování, která nebyla statisticky významná.

Test topiramátu odhalil vysoce významný rozdíl v příjmu HPN 2-h (F (3, 32) = 3.93; P<0.01) různých skupin po podání vehikula. Topiramát podávaný při 60 mg / kg selektivity snížil příjem HPF (F (1, 16) = 6.57; P<0.01) ve skupině R + S (Obrázek 5), ale ne ve skupinách NR + NS, NR + S a R + NS. Data skupin NR + S a R + NS nejsou uvedena.

Obrázek 5 

Vliv topiramátu (60 mg / kg, sondou) nebo jeho vehikula na vysoce chutný příjem potravy (HPF). Hodnoty jsou vyjádřeny jako průměr ± SEM devíti krys. *P<0.05, rozdíl od potkanů ​​ošetřených vehikulem; pokud není uvedeno, rozdíl ...

Experiment 4B. BE: Účinek JNJ-10397049 a GSK1059865

Stejně jako v předchozím experimentu ANOVA potvrdila, že skupina R + S vykazovala významné zvýšení příjmu HPF (F (1, 16) = 16.17; P<0.01). JNJ-10397049 neovlivnil krmení ani ve skupině NR + NS (F (2, 26) = 0.23; P> 0.05) nebo ve skupině R + S (F (2, 24) = 0.49; P> 0.05) (Obrázek 6a).

Obrázek 6 

Účinek JNJ-10397049 (1 a 3 mg / kg, intraperitoneálně) (a) nebo GSK1059865 (10 a 30 mg / kg, sondou) (b) na příjem vysoce chutného jídla (HPF). Hodnoty jsou vyjádřeny jako průměr ± SEM devíti krys. *P<0.05, rozdíl ...

Získané výsledky ukazují, že OX2Antagonismus R neovlivnil chování při krmení. Proto byl dříve pozorovaný účinek u SB-649868 pravděpodobně zprostředkován prostřednictvím OX1R mechanismy. K potvrzení tohoto nálezu, selektivní OX1Byl testován antagonista R GSK1059865 (10 a 30 mg / kg). ANOVA vykázala významný rozdíl mezi skupinami v reakci na ošetření vehikulem (F (1, 16) = 17.1; P<0.01), což potvrzuje účinek BE ve skupině R + S. GSK1059865 (v dávkách 10 a 30 mg / kg) neovlivnil krmení ve skupině NR + NS (F (2, 24) = 0.10; P> 0.05). Ve skupině R + S vykazovala ANOVA významný účinek (F (2, 23) = 4.20, P<0.05) (Obrázek 6b). Post-hoc srovnání ukázalo, že účinek GSK1059865 ve skupině R + S při dávkách 10 a 30 mg / kg byl statisticky významný v 15, 30 a 60 min po volném přístupu k HPF.

DISKUSE

Velký počet důkazů naznačuje, že dieta, stres a negativní afektivní stavy představují možné spouštěče BE u pacientů trpících BED nebo bulimií nervózou (Wardle et al, 2000; Freeman a Gil, 2004). Období diety jsou v dějinách příšerných jedlíků běžná, i když hlad sám o sobě není dostatečný k vyvolání BE v nepřítomnosti stresu a negativního afektivního stavu (Polivy et al, 1994; Waters et al, 2001). Značný důkaz naznačuje, že BE může být způsobeno jedinečnou interakcí mezi dietou a stresem; proto může být za jeho srážení a udržování odpovědný environmentální stres a historie cyklických potravinových omezení (Stice et al, 2001; Crowther et al, 2001; Wolff et al, 2000). Podle toho jsou opakující se omezení potravin trvale nejsilnějším prediktorem přejídání v reakci na stres (Wardle et al, 2000).

Kombinace diety a stresu také hraje důležitou roli ve vývoji BE v našem předklinickém modelu. V modelu vyvinutém Cifani et al (2009), BE je vyvoláno yo – yo dietou a stresovým vystavením HPF. V tomto modelu jsou samice potkanů ​​vystaveny opakovaným cyklům restrikce a stresujícímu postupu charakterizovanému vystavením zvířat HPF bez možnosti přístupu k nim.

Jak je uvedeno v úvodu, mechanismy OX se podílejí na kontrole homeostatického a odměnového krmení, jakož i na motivaci k zneužívání drog (Bonci a Borgland, 2009). V souladu s myšlenkou, že nervové systémy, které motivují a posilují zneužívání drog, mohou také podložit chování spojené s hledáním a příjmem potravy (Gearhardt et al, 2011b), tato studie zkoumala schopnost antagonisty OXR blokovat epizody BE a vyhodnotit zapojení OX1 a OX2 mechanismy kontroly epizod BE.

Z tohoto důvodu mají tři sloučeniny uváděné v literatuře odlišnou selektivitu vs OX1 a OX2 Byly testovány lidské receptory: duální OX1/VŮL2R antagonista (SB-649868), selektivní OX2R antagonista (JNJ-10397049) a selektivní OX1R antagonista (GSK1059865). Pro použití farmakologicky relevantních dávek byly nejprve vyhodnoceny tři antagonisty OXR in vitro v krysím rekombinantním OX1R a OX2R pro stanovení účinnosti a potvrzení jejich selektivity u tohoto živočišného druhu. Různé OX1/VŮL2Selektivita R byla potvrzena u krys pomocí [3H] test inositolu.

Pro vyhodnocení expozice PK krve na podporu studií spánku a BE byly analyzovány profily PK sloučenin u samců a samic potkanů, protože se jednalo o pohlaví použité při pokusech o spánek a BE.

Dále byly dávky schopné vyvolat hypnotické účinky stanoveny na modelu spícího potkana. Nakonec byly sloučeniny testovány v definovaných dávkách v modelu BE.

OX1R a OX2V literatuře je uvedeno, že R antagonisté se podílejí na kontrole spánku, zejména při vyvolávání hypnotických účinků (Di Fabio et al, 2011; Gozzi et al, 2011; Dugovic et al, 2009). V předklinickém modelu hypnotického spánku u samců potkanů ​​získané výsledky prokázaly, že duální OX1/VŮL2Antagonista R, SB-649868, vyvolal silný hypnotický účinek, jak na schopnost vyvolat, tak na udržení spánku, a dosáhl statisticky významného účinku při 3 mg / kg. Podobně jako u SB-649868, OX2Antagonista R JNJ-10397049 prokázal dobrý hypnotický účinek s významným zkrácením času vzhůru při 5 mg / kg. Naopak, OX1R antagonista GSK1059865 vykazoval velmi špatnou hypnotickou schopnost vyvolat a udržet spánek. Tato zjištění jsou v souladu s dalšími zprávami naznačujícími, že OX2R může být důležitější než OX1R při zprostředkování účinku OX na spánek (Sakurai, 2007; Brisbare-Roch et al, 2007; Malherbe et al, 2009; Dugovic et al, 2009; Di Fabio et al, 2011).

SB-649868, testovaný ve čtyřech různých podmínkách stresu a potravinového omezení (NR + NS, R + NS, NR + S, R + S), byl schopen snížit příjem HPF pouze ve skupině R + S. Při dávce 3 mg / kg měl SB-649868 účinek podobný účinku pozorovanému u topiramátu. Stejně jako u topiramátu SB-649868 neupravoval příjem HPF za jiných podmínek omezení potravy a stresu.

OX2Antagonista R, JNJ-10397049, testovaný za stejných podmínek, nevykazoval žádný účinek na příjem HPF ve všech čtyřech testovaných podmínkách.

Tyto výsledky jasně ukazují, že OX1R se podílí na kontrole epizod BE a navrhuje potenciální roli OX1R antagonisté zvrátit epizody BE vyvolané stresem a omezenou stravou. Pro ověření této hypotézy, selektivní OX1R antagonista GSK1059865 byl hodnocen u omezených a stresovaných zvířat. Získané výsledky potvrdily, že OX1R antagonisté inhibovali zvýšení příjmu HPF u potkanů ​​R + S, aniž by to ovlivnilo spotřebu potravy u kontrol (NR + NS).

Neexistenci účinku JNJ-10397049 nelze přičíst nedostatečné expozici sloučeninám u zvířat podrobených modelu BE. Hodnocení PK JNJ-10397049 ukázalo rozdíl pohlaví, u samic více exponovaných než samci potkanů ​​při stejné dávce JNJ-10397049 (10 mg / kg). Odhadované hodnoty AUC byly 64 ng*h / ml u samců potkanů vs 457 ng*h / ml u samic potkanů ​​(přibližně sedmkrát vyšší). Proto se dochází k závěru, že expozice zvířat v modelu BE při 1 a 3 mg / kg JNJ-10397049 byly výrazně nad expozicemi dosaženými ve studii spánku při 5 a 25 mg / kg. Na druhé straně nebyly pozorovány žádné rozdíly v pohlaví u PK obou SB-649868 a GSK1059865 a expozice těmto dvěma sloučeninám se překrývaly u samců a samic potkanů.

Jak je uvedeno v úvodu, stres je klíčovým určujícím faktorem BE. V posledním desetiletí bylo vytvořeno několik datových sad podporujících roli OX peptidů ve stavech s vysokým vzruchem, včetně stresu, přičemž tyto jsou spojeny s podstatně vyšší mírou přenosu OXergní neurotransmise. OX neurony v perifornicko-dorzomediální hypotalamu byly navrženy pro zprostředkování stresové aktivace (Harris a Aston-Jones, 2006, pro přehled viz Koob, 2008). OXA z této hypothalamické oblasti pravděpodobně aktivuje neurony exprimující CRF v paraventrikulárním jádru hypotalamu a v centrálním jádru amygdaly (Sakamoto et al, 2004). V souladu s tím OX1R antagonisté inhibují opětovné navázání ethanolu a sacharózy vyvolané farmakologickým stresorem yohimbinem (Richards et al, 2008) a OXA obnovuje chování při hledání kokainu (Boutrel et al, 2005). Nedávno, Kuwaki (2011) zjistili, že systém OX je jedním z nezbytných modulátorů v nervových obvodech řídících autonomní funkce a emoční chování. Dřívější zjištění od Johnson et al (2010) ukázalo, že selektivní OX1R antagonista SB334867 oslabil chování podobné úzkosti a blokoval zvýšení lokomoce, srdeční frekvence a krevního tlaku vyvolané vyvoláním laktátu sodného u krysy.

Několik studií naznačuje, že u pacientů s bulimií nervózou a BED může dojít ke změně regulace striatálního dopaminu (DA) (Bello a Hajnal, 2010; Broft et al, 2011; Wang et al, 2011). Studie Hoebela a spolupracovníků (přehled viz Avena a Bocarsly, 2011) odhalili změny ve striatálním uvolňování DA a vazbě na receptor, podobné těm, které byly pozorovány v reakci na zneužívání drog. Neuropeptidy produkované v LH mohou modulovat aktivitu VTA-DA a striatálních neuronů. Neony obsahující OX se promítají z LH do VTA, kde OX1R hraje klíčovou roli v regulaci mezolimbického DA přenosu a prospěšných vlastností různých drog zneužívání a jídla (Cason et al, 2010; Uramura et al, 2001; Zheng et al, 2007). Epizody BE mohou být dále kontrolovány zvláštním vlivem na procesy odměňování a posilování HPF. V tomto ohledu je zajímavé poznamenat, že OX neurony v LH byly navrženy pro zprostředkování aktivace odměny (přehled viz. Koob, 2008). Proto se navrhuje, aby OX neurony v LH byly aktivovány narážkami spojenými s odměnami, jako je jídlo nebo drogy, a stimulace neuronů OX v LH obnoví hledání drog u potkanů ​​(Harris et al, 2005).

Naše skupina nedávno prokázala prostřednictvím předklinického přístupu MRI, že OX1R spíše než OX2R selektivně moduluje mezolimbickou oblast mozku a kortikální část ostrova, oblasti podílející se na odměňování zpracování (Gozzi et al, 2011). Tato data potvrzují a rozšiřují předchozí zjištění OX1R hraje roli při zpracování odměn a srážení chování při hledání drog (Boutrel et al, 2005; Lawrence et al, 2006; Hollander et al, 2008; kovář et al, 2010). Bude tedy zapotřebí další práce, aby se vyhodnotilo, zda potlačující účinek na BE vyvolaný OX1R antagonisté souvisí s jejich vlivem na mechanismy stresu nebo odměny, nebo na oba.

Závěrem lze říci, že výsledky získané v této studii s použitím tří antagonistů OXR s odlišnou selektivitou pro OX1R vs OX2R jasně prokázal odlišnou roli OXR při kontrole epizod BE a při modulaci spánku. Naše data potvrdila hlavní roli OX2Mechanismy R v řízení spánku. Navíc poprvé ukazují, že OX1Mechanismy R hrají hlavní roli při kontrole epizod BE. Tato zjištění naznačují, že zacílení na OX1R může představovat zajímavý nový farmakologický přístup k léčbě poruch souvisejících s BE.

Poděkování

Děkujeme dr. Charlesi Pickensovi za stylistickou opravu rukopisu.

Poznámky

EM-P je zaměstnancem GSK na plný úvazek.

Reference

  • Americká psychiatrická asociace. Diagnostický a statistický manuál duševních poruch, IV-TR. Americká psychiatrická asociace: Washington, DC; 2000.
  • Appolinario JC, Godoy-Matos A, Fontenelle LF, Carraro L, Cabral M, Vieira A, et al. Otevřená studie sibutraminu u obézních pacientů s poruchou příjmu potravy. J Clin Psychiatry. 2000; 63: 8 – 30. [PubMed]
  • Arunlakshana O, Schild HO. Některá kvantitativní použití antagonistů léčiv. Br J. Pharmacol Chemother. 1959; 14: 48 – 58. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Avena NM, Bocarsly ME. 2011Dysregulace systémů odměňování mozku při poruchách příjmu potravy: neurochemické informace ze zvířecích modelů přejídání, bulimie nervosa a anorexie nervosa Neuropharmacologye-pub před tiskem 27 Listopad 2011. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Důkaz závislosti na cukru: behaviorální a neurochemické účinky přerušovaného nadměrného příjmu cukru. Neurosci Biobehav Rev. 2008; 32: 20 – 39. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Bello NT, Hajnal A. Dopamin a chování při přejídání. Pharmacol Bioichem Behav. 2010; 97: 25 – 33. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Bonci A, Borgland S. Úloha orexinu / hypocretinu a CRF při tvorbě lékové závislosti synaptické plasticity v mezolimbickém systému. Neurofarmakologie. 2009; 56: 107 – 111. [PubMed]
  • Borgland SL, Taha SA, Sarti F, Fields HL, Bonci A. Orexin A ve VTA je kritický pro indukci synaptické plasticity a behaviorální senzibilizace na kokain. Neuron. 2006; 49: 589 – 601. [PubMed]
  • Boutrel B, Kenny PJ, Specio SE, Martin-Fardon R, Markou A, Koob GF, et al. Úloha hypokretinu při zprostředkování stresu navozeného chování při hledání kokainu. Proc Natl Acad Sci USA. 2005; 102: 19168 – 19173. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Brandish PE, Hill LA, Zheng W, Scolnick EM. Scintilační proximitní test inositolfosfátů v buněčných extraktech: vysoce výkonné měření aktivace receptoru vázaného na G-protein. Anal Biochem. 2003; 313: 311 – 318. [PubMed]
  • Brisbare-Roch C, Dingemanse J, Koberstein R, Hoever P, Aissaoui H, Flores S, et al. Podpora spánku zaměřením na orexinový systém u potkanů, psů a lidí. Nat Med. 2007; 13: 50 – 155. [PubMed]
  • Broft AI, Berner LA, Martinez D, Walsh BT. Mentální bulimie a důkaz pro striatální dopaminovou dysregulaci: koncepční přehled. Physiol Behav. 2011; 104: 122 – 127. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Carter WP, Hudson JI, Lalonde JK, Pindyck L, Mcelroy SL, papež HG., Jr Farmakologická léčba poruchy příjmu potravy. Int J Eat Disord. 2003; 34 (Dodatek: S74 – S88. [PubMed]
  • Cason AM, Smith RJ, Tahsili-Fahadan P, Moorman DE, Sartor GC, Aston-Jones G. Úloha orexinu / hypocretinu při hledání odměny a závislosti: důsledky pro obezitu. Physiol Behav. 2010; 100: 419 – 428. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Chemelli RM, Willie JT, Sinton CM, Elmquist JK, Scammell T, Lee C, et al. Narkolepsie u myší s knockoutem orexinu: molekulární genetika regulace spánku. Buňka. 1999; 98: 437 – 451. [PubMed]
  • Cifani C, Polidori C, Melotto S, Ciccocioppo R, Massi MA. Předklinický model stravování závislý na stravě vyvolaný yo – yo dietou a stresovým vystavením potravě: účinek sibutraminu, fluoxetinu, topiramátu a midazolamu. Psychofarmakologie. 2009; 204: 113 – 125. [PubMed]
  • Corwin R, Avena NM, Boggiano MM. Pocit a odměna: pohled ze tří krysích modelů na přejídání. Physiol Behav. 2011; 104: 87 – 97. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Crowther JH, Sanftner J, Bonifazi DZ, Shepherd KL. Role každodenních potíží při přejídání. Int J Eat Disord. 2001; 29: 449 – 454. [PubMed]
  • de Lecea L, Kilduff TS, Peyron C, Gao X, Foye PE, Danielson PE, et al. Hypocretiny: hypothalamus-specifické peptidy s neuroexcitační aktivitou. Proc Natl Acad Sci USA. 1998; 95: 322 – 327. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Devlin MJ, Yanovski SZ, Wilson GT. Obezita: co odborníci v oblasti duševního zdraví potřebují vědět. Am J Psychiatry. 2000; 157: 854 – 866. [PubMed]
  • Di FabioR, Pellacani A, Faedo S, Roth A, Piccoli L, Gerrard P, et al. Proces objevu a farmakologická charakterizace nového antagonisty duálního orexinu 1 a orexinu 2 použitelného při léčbě poruch spánku. Biorg Med Chem Lett. 2011; 21: 5562 – 5567. [PubMed]
  • Dugovic C, Shelton JE, Aluisio LE, Fraser IC, Jiang X, Sutton SW, et al. Blokáda receptorů orexin-1 zeslabuje podporu spánku indukovanou antagonistou orexin-2 u potkanů. J Pharmacol Exp Ther. 2009; 330: 142 – 151. [PubMed]
  • Fassino S, Leombruni P, Pierò A, Abbate-Daga G, Giacomo Rovera G. Mood, stravovací postoje a hněv u obézních žen s poruchou příjmu potravy a bez ní. J Psychosom Res. 2003; 54: 559 – 566. [PubMed]
  • Foulds Mathes W, Brownley KA, Mo X, Bulik CM. Biologie přejídání. Chuť. 2009; 52: 545 – 553. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Freeman LM, Gil KM. Denní stres, zvládání a dietní omezení při přejídání. Int J Eat Disord. 2004; 36: 204 – 212. [PubMed]
  • Gearhardt AN, Corbin WR, Brownell KD. Závislost na jídle: vyšetření diagnostických kritérií závislosti. J Addict Med. 2011a; 3: 1 – 7. [PubMed]
  • Gearhardt AN, Yokum S, Orr PT, Stice E, Corbin WR, Brownell KD. Neurální koreláty závislosti na jídle. Arch Gen Psychiatry. 2011b; 68: 808 – 816. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Gold MS, Frost-Pineda K, Jacobs WS. Předávkování, přejídání a poruchy příjmu potravy jako závislost. Psychiatr Ann. 2003; 33: 112 – 116.
  • Gozzi A, Turrini G, Piccoli L, Massagrande M, Amantini D, Antolini M, et al. Funkční magnetická rezonance odhaluje různé nervové substráty pro účinky antagonistů receptoru orexin-1 a orexin-2. PLoS One. 2011; 6: e16406. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Grucza RA, Przybeck TR, Cloninger CR. Prevalence a korelace poruchy příjmu potravy ve vzorku komunity. Compr Psychiatry. 2007; 48: 124 – 131. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Harris GC, Aston-Jones G. Vzrušení a odměna: dichotomie ve funkci orexinu. Trendy Neurosci. 2006; 29: 571 – 577. [PubMed]
  • Harris GC, Wimmer M, Aston-Jones G. Role pro laterální hypotalamické neurony orexinu v odměňování. Příroda. 2005; 437: 556-559. [PubMed]
  • Haynes AC, Jackson B, Chapman H, Tadayyon M, Johns A, Porter RA, et al. Selektivní antagonista receptoru orexin-1 snižuje spotřebu potravy u samců a samic potkanů. Regul Pept. 2000; 96: 45 – 51. [PubMed]
  • Heath AC. Zranění a bulimie: potenciální vhled do etiologie a patofyziologie prostřednictvím genetických epidemiologických studií. Biol Psychiatry. 1998; 44: 1208 – 1209. [PubMed]
  • Hoebel BG. Mozkové neurotransmitery v odměně za jídlo a léky. Am J Clin Nutr. 1985; 42 (Dodatek: 1133 – 1150. [PubMed]
  • Hollander JA, Lu Q, Cameron MD, Kamenecka TM, Kenny PJ. Ostrovní přenos hypokretinu reguluje odměnu nikotinu. Proc Natl Acad Sci USA. 2008; 105: 19480 – 19485. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Hudson JI, Hiripi E, papež HG, Jr, Kessler RC. Prevalence a korelace poruch příjmu potravy v replikaci národního průzkumu komorbidity. Biol Psychiatry. 2007; 61: 348 – 358. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Ifland JR, Preuss HG, Marcus MT, Rourke KM, Taylor WC, Burau K, et al. Rafinovaná závislost na jídle: klasická porucha užívání návykových látek. Med Hypotheses. 2009; 72: 518 – 526. [PubMed]
  • Kenakin T, Jenkinson S, Watson C. Stanovení účinnosti a molekulárního mechanismu působení nepřekonatelných antagonistů. J Pharmacol Exp Ther. 2006; 319: 710 – 723. [PubMed]
  • Kenny PJ. Běžné buněčné a molekulární mechanismy u obezity a drogové závislosti. Nat Rev Neurosci. 2011; 12: 638 – 651. [PubMed]
  • Koob GF. Role mozkového stresového systému ve závislosti. Neuron. 2008; 59: 11 – 34. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Kuwaki T. Orexin spojuje emoční stres s autonomními funkcemi. Auton Neurosci. 2011; 161: 20 – 27. [PubMed]
  • Javaras KN, papež HG, Lalonde JK, Roberts JL, Nillni YI, Laird NM, et al. Společný výskyt poruch příjmu potravy s psychiatrickými a lékařskými poruchami. J Clin Psychiatry. 2008; 269: 266 – 273. [PubMed]
  • Johnson PL, Truitt W, Fitz SD, Minick PE, Dietrich A, Sanghani S, a kol. Klíčovou roli orexinu při panické úzkosti. Nat Med. 2010; 16: 111 – 115. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Johnson PM, Kenny PJ. Receptory dopaminu D2 u dysfunkce odměněné závislostí a nutkavého stravování u obézních potkanů. Nat Neurosci. 2010; 13: 635 – 641. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Jupp B, Krivdic B, Krstew E, Lawrence AJ. Antagonista receptoru orexin1 SB-334867 disociuje motivační vlastnosti alkoholu a sacharózy u potkanů. Brain Res. 2011; 1391: 54 – 59. [PubMed]
  • Lawrence AJ, Cowen MS, Yang HJ, Chen F, Oldfield B. Orexinový systém reguluje vyhledávání alkoholu u potkanů. Br J Pharmacol. 2006; 148: 752 – 759. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Lu XY, Bagnol D, Burke S, Akil H, Watson SJ. Diferenciální distribuce a regulace OX1 a OX2 messenger RNA orexin / hypocretinového receptoru v mozku po půstu. Horm Behav. 2000; 37: 335 – 344. [PubMed]
  • Malherbe P, Borroni E, Pinard E, Wettstein JG, Knoflach F. Biochemická a elektrofyziologická charakterizace almorexantu, duálního orexinového receptoru 1 (OX1) / orexinu 2 (OX2): srovnání se selektivními antagonisty OX1 a OX2. Mol Pharmacol. 2009; 76: 618 – 631. [PubMed]
  • Marcus JN, Aschkenasi CJ, Lee CE, Chemelli RM, Saper CB, Yanagisawa M, et al. Diferenciální exprese orexinových receptorů 1 a 2 v mozku potkana. J Comp Neurol. 2001; 435: 6 – 25. [PubMed]
  • Martin-Fardon R, Zorrilla EP, Ciccocioppo R, Weiss F. Úloha vrozené a lékem indukované dysregulace mozkového stresu a vzrušení v závislosti: zaměření na faktor uvolňující kortikotropin, nociceptin / orphanin FQ a orexin / hypocretin. Brain Res. 2010; 1314: 145 – 161. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • McAtee LC, Sutton SW, Rudolph DA, Li X, Aluisio LE, Phuong VK, et al. Nové substituované 4-fenyl- [1,3] dioxany: silné a selektivní antagonisty receptoru 2 (OX2R) orexinu. Bioorg Med Chem Lett. 2004; 14: 4225 – 4229. [PubMed]
  • McElroy SL, Guerdjikova AI, Martens B, Keck PE, Jr, papež HG, Hudson JI. Úloha antiepileptik v řízení poruch příjmu potravy. CNS Drugs. 2009; 23: 139 – 156. [PubMed]
  • McElroy SL, Hudson JI, Capece JA, Beyers K, Fisher AC, Rosenthal NR. Topiramát pro léčbu poruchy příjmu potravy spojené s obezitou: placebem kontrolovaná studie. Biol Psychiatry. 2007; 61: 1039 – 1048. [PubMed]
  • Nair SG, Golden SA, Shaham Y. Diferenciální účinky antagonisty receptoru hypocretinu 1 SB 334867 na samoadministraci s vysokým obsahem tuků a obnovení vyhledávání potravy u potkanů. Br J Pharmacol. 2008; 154: 406 – 416. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Pelchat ML, Johnson A, Chan R, Valdez J, Ragland JD. Obrázky touhy: aktivace touhy po jídle během fMRI. NeuroImage. 2004; 23: 1486 – 1493. [PubMed]
  • Perello M, Sakata I, Birnbaum S, Chuang JC, Osborne-Lawrence S, Rovinsky SA, et al. Ghrelin zvyšuje užitnou hodnotu stravy s vysokým obsahem tuku způsobem závislým na orexinu. Biol Psych. 2010; 67: 880 – 886. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Polivy J, Zeitlin SB, Herman CP, Beal AL. Omezení potravin a nadměrné stravování: studie bývalého válečného zajatce. J Abnorm Psychol. 1994; 103: 409 – 411. [PubMed]
  • Přečtěte si KD, Braggio S. Hodnocení zlomku bez mozku v časném objevu léku. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2010; 6: 337 – 344. [PubMed]
  • Richards JK, Simms JA, Steensland P, Taha SA, Borgland SL, Bonci A, et al. Inhibice receptorů orexin-1 / hypocretin-1 inhibuje yohimbinem navozené obnovení ethanolu a sacharózy u potkanů ​​Long-Evans. Psychofarmakologie. 2008; 199: 109 – 117. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Rodgers RJ, Halford JC, Nunes de Souza RL, Canto de Souza AL, Piper DC, Arch JR, et al. SB-334867, selektivní antagonista receptoru orexin-1, zvyšuje saturaci chování a blokuje hyperfagický účinek orexinu-A u potkanů. Eur J Neurosci. 2001; 13: 1444 – 1452. [PubMed]
  • Sakamoto F, Yamada S, Ueta Y. Centrálně podávaný orexin-A aktivuje neurony uvolňující kortikotropin v hypothalamickém paraventrikulárním jádru a centrálním amygdaloidním jádru krys: možné zapojení centrálních orexinů na stresem aktivované centrální neurony CRF. Reg Pept. 2004; 118: 183 – 191. [PubMed]
  • Sakurai T. Neurální obvod orexinu (hypocretin): udržování spánku a bdění. Nat Rev Neurosci. 2007; 8: 171 – 181. [PubMed]
  • Sakurai T, Amemiya A, Ishii M, Matsuzaki I, Chemelli RM, Tanaka H, ​​et al. Receptory orexinů a orexinů: rodina hypothalamických neuropeptidů a receptorů spojených s G proteiny, které regulují chování při krmení. Buňka. 1998; 92: 573 – 585. [PubMed]
  • Sharf R, Sarhan M, Brayton CE, Guarnieri DJ, Taylor JR, DiLeone RJ. Signalizace Orexinu prostřednictvím OX1R zprostředkovává operátora, který odpovídá na posílení potravy. Biol Psychiatry. 2010; 67: 753 – 760. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Shoblock JR, Welty N, Aluisio L, Fraser I, Motley ST, Morton K, et al. Selektivní blokáda receptoru orexin-2 oslabuje samopodávání ethanolu, upřednostňuje a obnovuje. Psychofarmakologie. 2011; 215: 191 – 203. [PubMed]
  • Smith RJ, Tahsili-Fahadan P, Aston-Jones G. Orexin / hypocretin je nezbytný pro hledání kokainu v kontextu. Neurofarmakologie. 2010; 58: 179 – 184. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Stice E, Agras WS, Telch FC, Halmi KA, Mitchell JE, Wilson T. Podtypování žen s poruchou příjmu potravy po dietě a negativní vliv na rozměry. Int J Eat Disord. 2001; 30: 11 – 27. [PubMed]
  • Trivedi P, Yu H, MacNeil DJ, Van der Ploeg LH, Guan XM. Distribuce mRNA orexinového receptoru v mozku potkana. FEBS Lett. 1998; 438: 71 – 75. [PubMed]
  • Uramura K, Funahashi H, Muroya S, Shioda S, Takigawa M, Yada T. Orexin-a aktivuje Ca zprostředkovanou fosfolipázou C a proteinovou kinázou C2+ signalizace v dopaminových neuronech ventrální tegmentální oblasti. NeuroReport. 2001; 12: 1885 – 1889. [PubMed]
  • Volkow ND, Wise RA. Jak nám může drogová závislost pomoci pochopit obezitu. Nat Neurosci. 2005; 8: 555 – 560. [PubMed]
  • Yager J. Binge porucha příjmu potravy: hledání lepší léčby. Am J Psychiatry. 2008; 165: 4 – 6. [PubMed]
  • Yanovski SZ. Porucha příjmu potravy a obezita u 2003: může léčba poruchy příjmu mít pozitivní vliv na epidemii obezity. Int J Eat Disord. 2003; 34 (Dodatek: S117 – S120. [PubMed]
  • Walsh BT, Devlin MJ. Poruchy příjmu potravy: pokrok a problémy. Věda. 1998; 280: 1387 – 1390. [PubMed]
  • Wang GJ, Geliebter A, Volkow ND, Telang FW, Logan J, Jayne MC, et al. Zvýšené uvolňování striatálního dopaminu během stimulace jídla během poruchy příjmu potravy. Obezita. 2011; 19: 1601 – 1608. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Wardle J, Steptoe A, Oliver G, Lipsey Z. Stres, omezení stravy a příjem potravy. J Psychosom Res. 2000; 48: 195 – 202. [PubMed]
  • Vody A, Hill A, Waller G. Vnitřní a vnější předchůdci epizod záchvatů u skupiny žen s mentální bulimií. Int J Eat Disord. 2001; 29: 17 – 22. [PubMed]
  • Wilfley DE, Crow SJ, Hudson JI, Mitchell JE, Berkowitz RI, Blakesley V, et al. Výzkumná skupina s poruchou příjmu potravy sibutraminem Účinnost sibutraminu při léčbě poruch příjmu potravy: randomizovaná multicentrická placebem kontrolovaná dvojitě zaslepená studie. Am J Psychiatry. 2008; 165: 51 – 58. [PubMed]
  • Willie JT, Chemelli RM, Sinton CM, Yanagisawa M. Jíst nebo spát? Orexin v regulaci krmení a bdělosti. Annu Rev Neurosci. 2001; 24: 429 – 458. [PubMed]
  • Wolff GE, Crosby RD, Roberts JA, Wittrock DA. Rozdíly v každodenním stresu, náladě, zvládání a stravovacím chování u nadšených a neznečisťujících vysokoškolských žen. Addict Behav. 2000; 25: 205 – 216. [PubMed]
  • Zheng H, Patterson LM, Berthoud HR. Signalizace orexinu ve ventrální tegmentální oblasti je nutná pro chuť k jídlu s vysokým obsahem tuku indukovanou opioidní stimulací jádra accumbens. J Neurosci. 2007; 27: 11075 – 11082. [PubMed]