Post ĉiutaga ligo sur sarkosa solvo, manĝaĵo induktas angoron kaj akompanas dopaminon / acetilcolina malkvilibro (2008)

. Aŭtoro manuskripto; havebla en PMC 2015 Mar 10.

Eldonita en fina redaktita formo kiel:

PMCID: PMC4354893

NIHMSID: NIHMS669562

abstrakta

Trovi sukeron povas aktivigi neŭrajn vojojn simile al prenado de drogoj de misuzo, rezultigante rilatajn signojn de dependeco. La aktualaj eksperimentoj testas, ĉu ratoj, kiuj alkroĉiĝis al sukerozo kaj tiam fastas, montras signojn de opi-simila retiriĝo. Ratoj estis konservitaj dum senprivigo de 12-h sekvitaj de 12-h aliro al 10% sukrosa solvo kaj chow dum 28-tagoj, poste fastitaj por 36 h. Ĉi tiuj bestoj pasigis malpli da tempo sur la eksponita brako de levita plus-labirinto kompare kun simile senigita ad libitum chow-grupo, sugestante maltrankvilon. Mikrodisizo malkaŝis samtempan kreskon de eksterĉela acetilkolina kaj malpliiĝon de dopamina liberigo en la ŝelo de la nukleo accumbens. Ĉi tiuj rezultoj ne ŝajnas esti pro hipogluzemio. La trovoj sugestas, ke dieto de fuŝado de sukerozo kaj kokido sekvata de fastado kreas staton, kiu implikas maltrankvilon kaj ŝanĝas akcizan dopaminon kaj acetilcolinon. Ĉi tio similas al la efikoj de naloxono, sugestante retiriĝon de opiaceoj. Ĉi tio eble estas faktoro en iuj manĝaj malordoj.

Ŝlosilvortoj: Bingeing, Dopamine, Acetylcholine, Microdialysis, Nucleus accumbens, Binge eating

Retiriĝo estas faktoro en la etiologio de toksomanio []. Le Magnen [] trovis, ke la opioida antagonisto-naloxono produktis opi-similajn retiriĝajn signojn ĉe ratoj nutritaj plaĉa kafeja stilo. Simile, ratoj konservitaj sur dieto por indukti ĉiutagan sukerfrapadon ankaŭ montras signojn de opia-simila retiriĝo en respondo al naloxono []. Ĉi tiuj ratoj montras somatiajn signojn de retiriĝo, maltrankvilo pro la pliigita labirinto, kaj malpliiĝis eksterĉela dopamino (DA) kun pliigita acetilkolina (ACh) en la kerno accumbens (NAc). Kvankam la uzo de opioida antagonisto gravas por kompreno de la subestraj neŭra mekanismoj de konduto, ĝi malsimile al la natura situacio. Abomeno aŭ spontane emerĝa retiro estas pli realisma kaj reflekta de bestoj en la sovaĝo aŭ de la homa kondiĉo dum malsato aŭ severa manĝado.

Multa sindeteno de drogo-misuzo sufiĉas por estigi kondutajn kaj biokemiajn signojn de retiriĝo. Ratoj sindetenantaj de morfino montras signojn de retiro kiel tremoj kaj malsekaj hundaj skuoj [,]. Ĉi tiuj kondutoj estas kunigitaj kun ŝanĝoj en la DA-sistemo, inkluzive de malpliigo de stria D1 kaj D2 ricevilo mRNA [], malpliigita eksterĉela DA en la NAc [,] kaj pliigo de akciuloj ACh [].

Simile, senigo de gustaj manĝaĵoj povas rezultigi kondutajn signojn de opia-simila retiriĝo. Ratoj antaŭe konservitaj sur dieto kun intermita aliro al sukero montras kondutojn indikaj al retiriĝa stato kiam la manĝaĵo kaj / aŭ sukero estas forigitaj por 24 aŭ 36 h [,]. Plue, manĝa senvalorigo plifortigis drog-plifortigitan konduton, sugestante ligon inter manĝa sindeteno kaj toksomaniuloj [,].

Oni ne scias, ĉu fastado post troa sukero povas ŝanĝi la eksterĉelajn nivelojn de DA kaj ACh en la NAc. En la nuna eksperimento, ĉi tiuj neŭkemiaĵoj estis kontrolitaj dum fastado de sukero kaj chow sur la teorio, ke la manko de natura opioida stimulo kaŭzus interrompon similan al la efikoj de naloxona precipita retiriĝo, specife malkreskon de DA kaj pliigon de liberigo de ACh en la NAc-ŝelo. Plue kompletigi la trovojn de somataj signoj de opia-simila retiriĝo en nia antaŭa raporto [], maltrankvilo pri la levita plus-labirinto kaj sanga glukozo-niveloj estis mezuritaj dum fastado sekvante sukerkombinadon.

1. Materialoj kaj metodoj

1.1 Ĝeneralaj metodoj

Viraj Sprague-Dawley-ratoj estis akiritaj de Taconic Farms (Germantown, NY) aŭ breditaj en la vivarium de la Universitato Princeton el akcio devenanta el Taconic Farms. Ratoj estis loĝigitaj individue sur renversita 12-h lumo: 12-h malhela ciklo. Ĉiuj proceduroj estis aprobitaj de la Institucia Komitato pri Prizorgado kaj Uzado de Princeton Universitato.

1.2 Eksperimento 1: Ĉu maltrankvilo evidentiĝas dum fastado en sukerkombinaj ratoj?

Ratoj (300 – 450 g) en la ĉefa eksperimenta grupo (intermita sukero + chow; n = 9) estis konservitaj sur dieto de senprivigo de 12-h sekvita de 12-h aliro al sukroza solvaĵo 10% (w / v) plus normala ronĝa chow (LabDiet #5001, PMI, Sankta Luiso, MO, 3.02 kcal / g) komenci 4 h en la malhela fazo ĉiutage dum 28 tagoj []. Kontrola grupo (ad libitum chow; n = 7) estis permesita ad libitum aliro al norma ronĝulo. Ĉiuj bestoj havis haveblan akvon ad libitum. Aliaj grupoj (intermita chow kaj ad libitum sukero) uzitaj en Eksperimentoj 2 kaj 3 ne estis provitaj pri maltrankvilo ĉar ili ne montris kondutajn signojn de retiriĝo post naloxono aŭ fastado en antaŭa raporto [].

En Tago 28, post la kutima senprivigo de 12-h, al la ratoj en la eksperimenta grupo oni rifuzis aliron al sukero kaj chow por plia 24 h. La kontrolgrupo ankaŭ estis senigita je chow por 36 h. Dum ĉi tiu tempo, la bestoj daŭre havis ad libitum aliron al akvo. Tiam la bestoj estis individue lokitaj en la levita plus-labirinto por 5-min per la tekniko de File, Lippa, Biero, kaj Lippa []. La aparato havis kvar brakojn, ĉiu 10 cm larĝa je 50 cm longa, kaj estis levita 60 cm super la planko. Du kontraŭaj brakoj estis fermitaj kun altaj opacaj muroj. La aliaj du brakoj ne havis protektajn murojn. La eksperimento estis farita sub ruĝa lumo. La ratoj estis metitaj en la centron de la labirinto kaj alternitaj alfrontante malfermitan aŭ fermitan brakon. Ĉiu plusa labirproceso estis videbligita kaj notita por la kvanto da tempo pasigita kun kapo kaj antaŭuloj en la malferma brako, fermita brako aŭ meza sekcio de la labirinto fare de observanto blinda al la kuracada kondiĉo.

1.3 Eksperimento 2: Ĉu sukerkombinaj ratoj ŝanĝis DA kaj ACh-liberigon en la akciuloj dum la fastado?

Aparta grupo de ratoj (350-450 g) suferis kirurgion por enplanti gvidajn kanulojn por mikrodisizo. Ratoj estis anestezitaj kun 20 mg / kg xilazino kaj 100 mg / kg ketamina (ip) suplementitaj kun ketamina laŭ bezono (100 mg / kg, ip). Bilatelaj 21-mezurilaj gvidaj kanulaj gvidiloj estis celitaj al la posta meza akvobara ŝelo (antaŭa: + 1.2 mm, flanka: 0.8 mm kaj ventrala: 4.0 mm, kun referenco al bregma, mezaagita sinuso, kaj surfaco de la ebena kranio, respektive) uzante stereotaksan instrumenton.

Ratoj rajtis resaniĝi de kirurgio dum almenaŭ 1 semajno. Simile al la procedoj en Eksperimento 1, eksperimenta grupo (n = 6) estis konservita dum ĉiutaga 12-h senigo sekvita de 12-h aliro al 10% sukerozo kaj norma ronĝulo chow, komencante 4 h al la malhela fazo, dum 28-tagoj por indukti fleksiĝon (t.e., intermita sukero + chow). Unu kontrolgrupo estis konservita sur la sama horaro kun neniu sukrozo (intermita chow, n = 7), dum alia grupo estis konservita en ĉiutaga ad libitum chow (n = 6). En Tago 28, ĉiu rato estis translokigita en la mikrodijalian ĉambron kaj sondilo estis enmetita kaj fiksita anstataŭe kun akrila cemento 14-16 h antaŭ la eksperimento por permesi reakiron de neurotransmisiloj. Mikrodijalaj sondoj estis konstruitaj el silica vitrokubo (37 µm interna diametro, Polymicro Technologies Inc., Fenikso, AZ) ene de 26-kalibra tubo de neoksidebla ŝtalo kun mikrodialysis pinto de celuloza tubo sigelita ĉe la fino kun epoxy (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, 6000 MW, 0.2 mm ekstera diametro × 2.0 mm longa) []. La sondoj protrudis 5 mm de la gvidila kanulo por atingi la celitan lokon en la akciza ŝelo. Sondiloj perfuziĝis per bufrata Ringer-solvo (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaH2PO4, pH7.35) kun fluo de 0.5 µL / min dum la stabiliga periodo kaj je 1.3 µL / min 2 h antaŭ kaj dum la tuta eksperimento. Neostigmine (0.3 µM) estis aldonita al la solvo de Ringer por plibonigi bazan reakiron de ACh malhelpante ĝian enzimatan degeneron.

Kiam finiĝis la fina alira periodo de 12-h en 28, tritiko, sukerozo kaj akvo estis forigitaj de ĉiuj ratoj. Akvo estis forigita por la 36 h de dializa eksperimento ĉar trinkakvo povas ŝanĝi bazajn nivelojn de DA kaj ACh [], kio konfuzus la rezultojn. Specimenoj de mikrodialysis estis kolektitaj por 1 h (3 × 20-min-specimenoj) post 12, 24 kaj 36 h de fastado (neniu manĝaĵo, sukero aŭ akvo havebla). Ĉiu specimeno estis dividita, duono por DA-analizo kaj duono por ACh.

1.4 Dopamina kaj acetilkolina testoj

DA kaj ĝiaj metabolitoj 3,4-dihydroxy-fenylacetic acid (DOPAC) kaj homovanillic acid (HVA) estis analizitaj per inversa fazo, alta efika likva kromatografio kun elektrokemia kemia detekto (HPLC-EC). Specimenoj estis injektitaj en ekzempla buklo de 20-µL kondukanta al kolumno 10-cm kun 3.2-mm-forumo kaj 3 µm, C18-enpakado (Brownlee Co. Model 6213, San Jose, CA). La movebla fazo enhavis 60 mM natria fosfato, 100 µM ​​EDTA, 1.24 mM heptanosulfonan acidon, kaj 5% vol / vol metanol. DA, DOPAC kaj HVA estis mezuritaj per coulometric-detektilo (ESA Co. Model 5100A, Chelmsford, MA) kun la kondiĉa potencialo starigita je + 500 mV, kaj laboranta ĉelan potencialon je −400 mV.

ACh estis mezurita per inversa fazo HPLC-EC uzante 20-µL-specimenan buklon kun 10-cm C18-analitika kolono (Chrompack Inc., Palo Alto, CA). ACh estis transformita al betaino kaj hidrogena peroksido per senmovigita enzima reaktoro (acetilkolinesterazo kaj kolina oksidazo de Sigma, Sankta Luiso, MO kaj kolono de Chrompack Inc., Palo Alto, CA). La movebla fazo estis 200 mM-kalia fosfato ĉe pH 8.0. Amperometra detektilo estis uzata (EG&G Princeton Applied Research, Lawrenceville, NJ). La hidrogena peroksido estis oksigenita sur platena elektrodo (BAS, West Lafayette, IN) starigita je 500 mV rilate al referenca elektrodo Ag-AgCl (EG&G Princeton Applied Research).

Tri, 20-min-specimenoj estis kolektitaj ĉe 12, 24 kaj 36 h de fastado. Por ĉiu horo, datumoj por la tri specimenoj estis averaĝe. Datenoj por DA kaj ACh estis konvertitaj al procento de la 12-h senigita tempopunkto por ĉiu grupo, kiam la intermitaj nutritaj ratoj kutime atendus manĝon.

1.5 Histologio

Fine de la eksperimento, la histologio estis farita por kontroli mikrodijalizon. Ratoj ricevis superdozon de natria pentobarbital kaj kiam profunde anestezitaj estis intrakardie perfuzigitaj kun 0.9% salo sekvita de 10% formaldehido. La cerbo estis forigita, frostita, kaj la eksperimentisto inspektis la sekciojn dum ili estis tranĉitaj (40 µm-tranĉaĵoj, komencante antaŭ la akcentoj) ĝis la lokoj de la sondaj pintoj estis lokitaj. Unufoje sondaj spuroj videblis, ili estis komplotitaj uzante la atlason de Paxinos kaj Watson [].

1.6 Eksperimento 3: Ĉu estas ŝanĝoj en sangaj glukozo-niveloj pro kronika resaltado de sukerozo?

Ratoj (300 – 350 g) en tri grupoj estis konservitaj dum 28 tagoj en (a) intermita sukero + chow (deprivado de 12-h sekvita per 12-h aliro al 10% sukrosa solvo kaj chow, komencante 4 h en la malhela fazo. ; n = 10), (b) intermita chow (senvalora 12-h sekvita per 12-h aliro al norma ronĝulo chow (neniu sukrozo)), komencante 4 h en la malhela fazo; n = 10), aŭ (c) ad libitum chow (n = 9). Chow kaj sukero estis forigitaj kaj vost-sangaj specimenoj estis kolektitaj sekvante 12, 24 kaj 36 h de senvalorigo. Unu eksperimentisto kolektis sangon de la vosto, tenante la beston milde, dum alia faris malgrandan incizon ĉirkaŭ 5 mm de la pinto de la vosto per senfrukta skalpo. Sango estis kolektita en kapilara tubo, centrifuga kaj serumo tiam analizita por glukozaj niveloj kun Analox GM7 Rapida Enzimata Metabolizilo (Analox, Lunenburg, MA). Dum la 28-taga alira periodo, sukeroj kaj chow-konsumoj estis mezuritaj ĉiutage, kaj korpaj pezoj estis mezuritaj ĉiusemajne. Korpaj pezoj ankaŭ estis mezuritaj en ĉiu tempopunkto dum privado.

1.7. Statistikoj

Datumoj pri pli-labirinto estis analizitaj per unu-taŭga, neparenca Studento t-testo. Tiu de Cohen d, kiu mezuras efikan grandecon [], kaj prep, kiu provizas la probablon de repliko [], ankaŭ estis kalkulitaj. Datenoj por DA kaj ACh estis analizitaj kiel procentodiferenco de normaligita bazlinio kiel priskribite supre, uzante duflankajn ripetajn mezurojn ANOVA sekvitajn de post hoc Tukey-provoj. Niveloj de glukozo, korpa pezo kaj ingesta datumo estis analizitaj per duflankaj ripetaj mezuroj ANOVA.

2. Rezulto

2.1 Korpa pezo, sukero kaj konsumado de chow

Datumoj kolektitaj dum la 28-taga alira periodo en Eksperimento 3 malkaŝis, ke ratoj kun binge-aliro al sukerozo grimpis sian konsumon de sukerozo dum la ekspozicio-periodo de 28-tago (F(27, 279) = 4.9, p <0.001; Fig. 1A), trovo simila al tio, kio estis montrita en niaj antaŭaj raportoj kun sukerozo aŭ glukozo [,]. Datumoj pri Chow-konsumado montris signifan diferencon inter grupoj. La ratoj kun intermita sukero aliro manĝis malpli chow ol la ad libitum kaj intermitaj chow-grupoj (F(2,26) = 60.8, p <0.001; Fig. 1B). Tamen, ne estis diferenco inter grupoj en totala ĉiutaga kaloria konsumado (Fig. 1C).

Figo. 1  

Sukero kaj chow-konsumado dum la 28-taga alira periodo. A) Ratoj kun intermita sukero + chow grimpis sian tutan ĉiutagan konsumon de sukero tra la tempo. B) Ratoj kun intermita sukero + chow manĝis malpli da gramoj da chow ol la intermitaj chow kaj ad libitum ...

Ne estis diferencoj en korpa pezo inter grupoj dum la 28-taga alira periodo; tamen, estis efiko de tempo, kun ĉiuj tri grupoj gajnantaj pezon dum la 28-tagoj (F(4,104) = 298.9, p <0.001). Dum la 36 h de senigo, korpa pezo malpliiĝis kun la tempo por ĉiuj grupoj (F(2,52) = 1957.8, p <0.001), sen diferenco inter grupoj iam ajn (12, 24 aŭ 36 h).

2.2 Eksperimento 1: Kondutaj indicoj de maltrankvilo post fastado en sukerkombinaj ratoj

Se metite en la levita plusa labirinto por 5 min, post 36 h de senhava manĝo, la ratoj, kiuj antaŭe estis konservitaj sur intermita sukero + chow, pasis malpli da tempo (18 ± 4 s, 6% de la tuta tempo) en la malferma brako. la plus-labirinto kompare kun la same senigita ad libitum-chow-grupo, kiu ne havis sakrosan sperton (34 ± 8 s, 11% de la tuta tempo; t(16) = 2.01, p <0.05, d = 1.03, kie 0.8 aŭ pli alta estas konsiderata granda efika grandeco [], kaj prep = 0.87; Figo. 2).

Figo. 2  

Procento de tempo pasigita sur la malferma brako de la levita plus-labirinto. Ratoj, kiuj antaŭe estis nutritaj intermita sukero + chow, pasigis signife malpli da tempo sur la malferma brako post 36 h da fasto kompare kun grupo de same senigita ad libitum chow. ...

2.3 Eksperimento 2: Sukerkombinaj ratoj reduktis eksterĉelajn DA kaj pliigis ACh en la ŝelo de NAc dum fastado

Estis grava interagado inter grupo kaj tempo (senvalorigo 12, 24 kaj 36 h) (F(4,28) = 2.86, p <0.05; Fig. 3A). Post 24 h de fastado, DA-liberigo malpliiĝis al 68 ± 6% por la grupo antaŭe nutrita intermita sukero + chow, kaj 72 ± 5% por la ad libitum chow-grupo, restante senŝanĝa por la intermita chow-grupo (95 ± 7%) . Post 36 h da fastado eksterĉela DA restis malalta por la intermita sakrosa + chow-grupo (61 ± 14%), kaj tiutempe ĝi estis signife malpli ol ambaŭ la ad libitum chow-grupo (113 ± 14%, p <0.05) kaj intermita manĝaĵa grupo (104 ± 15, p <0.05).

Figo. 3  

Ekstelaj DA kaj ACh en la NAc sekvante 24 kaj 36 h de fastado. A) Post 36 h de fastado, liberigo de DA en la intermita sukero + chow-grupo (nigra stango) estis signife malpli ol ambaŭ la intermita chow (griza stango) kaj ad libitum chow (blanka) ...

Ne estis diferencoj inter grupoj post 12 h de senvalorigo por DA aŭ ACh (intermita sukero + chow = 1.6 ± 0.3 pg kaj 0.4 ± 0.1 pmol / specimeno; intermita chow = 1.5 ± 0.4 pg kaj 0.7 ± 0.3 pmol / sample; ad libitum chow = 1.4 ± 0.3 pg kaj 0.7 ± 0.3 pmol / sample; DA kaj ACh, respektive).

Post 24 h de fastado, DOPAC-niveloj malpliiĝis por ĉiuj grupoj (F(2,34) = 33.8, p <0.001). Simila, kvankam ne signifa tendenco estis observita je 36 h de fastado. Estis ankaŭ efiko de tempo sur HVA-eldono (F(2,34) = 6.97, p <0.001). Kiel DOPAC kaj DA, HVA malpliiĝis je 24 h da fastado por ĉiuj grupoj (tablo 1). Tamen, per 36 h de fastado, HVA estis pli alta por la intermita sukero + chow-grupo (119 ± 20%), sed iomete malpliiĝis por la ad libitum chow kaj intermitaj chow-grupoj.

tablo 1  

Valoroj por DOPAC kaj HVA-niveloj en Eksperimento 2

Ekstracelula ACh ŝanĝiĝis en la kontraŭa direkto de DA. Estis grava interagado inter grupo kaj tempo (F(4, 30) = 4.81, p <0.005; Fig. 3B). ACh pliiĝis post 24 h de fastado por la intermita sakrosa + chow-grupo (115 ± 10%; p <0.05), sed ne por la ad libitum-manĝaĵa grupo (77 ± 13%) aŭ la intermita manĝaĵa grupo (90 ± 15%). Ĉi tiu diferenco plifortiĝis post 36 h da fastado, kun ACh kreskanta por la intermita sakarozo + manĝaĵa grupo (164 ± 14%) kompare kun la niveloj observitaj en la ad libitum-manĝaĵo (97 ± 17%; p <0.05) kaj intermita manĝaĵo (104 ± 15%; p <0.05) kontrolgrupoj.

Notu, ke la bazaj mezuroj estis prenitaj post la unua 12 h de fastado, kiam la intermitaj sukerozo + chow kaj intermitaj chow-ratoj kutime ricevus manĝon. Tiel la 36-h fastotempo estis ĝuste 24 h post la mezuro 12-h. Ĉe ĉi tiu punkto en la cirkadia ciklo, la chow-kontrolitaj grupoj ne montris ŝanĝojn en DA aŭ ACh, dum la sukerkena grupo havis signife malaltan DA kaj altan ACh.

Histologio kontrolis, ke sondaj loklokoj estis ĉefe en la ŝelo de la NAc (Figo. 4).

Figo. 4  

Proba spuro-lokado indikas, ke mikrodijalaj specimenoj estis tiritaj ĉefe el la mediana NAc-ŝelo ĉe ebenoj 1.2 kaj 1.7 antaŭaj al bregma []. CPu = caudate putamen, AcbC = accumbens core, AcbSh = accumbens shell.

2.4 Eksperimento 3: Retrovo-signoj post fastado en sukerkombinaj ratoj ne rekte rilatas al hipogluzemio.

Ne estis signifaj diferencoj en sanga glukozo niveloj inter grupoj (gamo por 12 h = 5.1 – 7.8 mmol, gamo por 24 h = 4.6 – 6.9 mmol, gamo por 36 h = 4.2 – 6.4 mmol). Tamen, estis efiko de tempo, kun sangaj glukozo-niveloj malpliiĝantaj por ĉiuj grupoj dum la 36 h de senvalorigo (F(2,52) = 52.8, p <0.001).

3. Diskuto

3.1 Kondutaj indikoj de maltrankvilo dum fastado en sukerkombinaj ratoj

La levita plus-labirinto estas unu el la plej ofte uzataj bestaj provoj de angoro [,], kaj estis vaste validigita por ambaŭ ĝeneralaj maltrankviloj [] kaj angoro kaŭzita de drogokonsisto []. La rezultoj de Eksperimento 1 sugestas, ke fastado sekvante dieton de intermita aliro al sukero povas rezultigi maltrankvilon mezuritan de la levita plusa labirinto. Ratoj antaŭe alkroĉitaj al sukero pasigis 6% de la tempo en la malferma brako de la labirinto, kompare kun 11% por la grupo de ad libitum chow. Ĉi tiuj datumoj estas en la gamo de valoroj akiritaj de aliaj, kaj la rezultoj estas similaj al tiuj, kutime trovitaj per ĉi tiu proceduro [,]. Ĉi tiu trovo similas al la malpliigita malferma brako esplorado, kiu estis observita post spontanea retiriĝo de morfino []. En antaŭaj studoj, bestoj konservitaj sur ad libitum-dieto da sukero kaj chow montris neniujn signojn de maltrankvilo dum administrado de naloxono, dum bestoj konservitaj kun intermita sukero kaj chow-dieto montris maltrankvilon kiam administris la saman dozon de naloxono []. Ad libitum-aliro al sukero ankaŭ malsukcesis produkti aliajn kondutajn signojn de dependeco, inkluzive de kruca sentivigo al amfetamino [] kaj proklamo konsumi alkoholon []. Intermita aliro al sukero produktas ĉi tiujn kondutojn. La graveco de intermita aliro en provokado de la observitaj efikoj estas plue sugestita de trovoj, en kiuj abstinado de ad libitum sakarino ne rezultis en depresiaj similaj kondutoj [], kiu estas alia konduto observebla dum retiro. Konsiderante ĉi tiujn antaŭajn studojn, ad libitum sukero ne estis provita en la nuna eksperimento.

Studoj ankaŭ montris, ke ĝi ne estas la administrado de sukerkena dieto, sed daŭrigita sindeteno de la dieto, kiu precipitas signojn de maltrankvilo ĉe sukerozo-fleksiĝantaj ratoj. Ni antaŭe raportis, ke sukerkombinaj ratoj kun ĉiutaga 12-h-aliro, sekvitaj de senvalora 12-h, ne montras somatiajn signojn de maltrankvilo, ultrasonic aflikto aŭ maltrankvilo sur la levita plus-labirinto sekvante la kutiman 12-h, ĉiutage. periodo de manĝa privado []. La aktualaj rezultoj konfirmas, ke deprivado de 36-h kaŭzas la maltrankvilan fenomenon.

La trovo de maltrankvilo dum fastado en Eksperimento 1 similas al opi-similaj retiriĝaj signoj, kiuj povas esti precipititaj per la opioida antagonisto, naloxono []. Sentiveco al naloxono en sukerkombinaj ratoj sugestas ŝanĝon de endogenaj opioidaj riceviloj rezulte de la dieto. Ĉi tio estis konfirmita en raportoj montrantaj, ke engluado de agrabla manĝaĵo ŝanĝas enkephalinan ARNm kaj μ-opioidan receptoron ligantan en la NAc [-]. Estas probable ke la signoj de retiriĝo post prirabado, kiuj estas observitaj en la aktuala studo, estas pro manko de endogena opioida stimulo ĉe la suker-bestaj bestoj.

Ĉi tiuj rezultoj konsentas pri aliaj raportoj de retiriĝ-similaj signoj de opiŝo, kiuj sekvas faston, aŭ ekestas spontanee, en ratoj, kiuj antaŭe estis zorgantaj pri sukero. Krom somataj signoj de aflikto [], agresemaj kondutoj kaj malpliiĝoj de korpa temperaturo estis konstatitaj []. Ĉi tiuj ŝanĝoj en konduto kaj fiziologio similas al tiuj observitaj dum retiriĝo de opiatoj [,], kaj subtenu la teorion, ke dieto de intermita aliro al sukerkolvo povas rezultigi signojn de opia-simila retiriĝo.

3.2 Ekstelaj DA kaj ACh en la akciferoj dum fastado en sukerbendaj ratoj

Je 36 h de fastado, kompare kun ambaŭ kontrolgrupoj, DA-niveloj signife malpliiĝis por la intermita sukero + chow-grupo. Ĉi tio sugestas, ke manĝaĵo kaj akvo-deprivado povas kaŭzi perdon de DA-tono ĉe ratoj kun historio de bingeing sukero. Samtempe, eksterĉela ACh estas levita, sugestante pri opioida retiro-simila stato.

La kontrolgrupoj ne montris ĉi tiun efikon. Ĉe ĉi tiu 36-h tempopunkto, kiu estas la sama fazo de la lumo / malhela ciklo kiel la 12-h tempopunkto, DA revenis al bazaj niveloj por la ad libitum chow-grupo (Fig. 3A). Ĉi tio sugestas, ke kutimaj DA-liberigo en la grupo de ad libitum chow sekvis tagan ritmon, kiel sugestitaj de Paulson kaj Robinson []. Aliaj sugestis similajn ŝanĝojn en la striatumo [,]. Ĉi tiu taga efiko ne estis observita kun la intermita chow-grupo, eble ĉar la cikla nutrado povas ŝanĝi la normalan cirkadian ritmon de liberigo de DA.

La plilongigita malpliiĝo de eksterĉela DA en la intermita sukero + chow-grupo similas al tio, kio estis raportita dum spontanea retiriĝo de morfino [], kaj povas ludi rolon por nutri la restarigon de sukero konsumado post sindeteno []. La rezultoj akiritaj de la intermita chow-grupo, kiu montris relative malmultan ŝanĝon en la liberigo de DA en iu ajn momento, sugestas, ke la kombinaĵo de fleksado de sukero kaj chow, ne nur chow, gravas produkti la observitajn efikojn.

Kvankam DOPAC kaj HVA kutime sekvas ŝablonojn similajn al DA, ĉi tio ne ĉiam okazas. En la nuna eksperimento, DOPAC kaj HVA ne montris taga variaĵon kiel tiu observita ĉe DA, kaj anstataŭe restis subpremitaj kun la tempo. Kvankam aliaj raportis cirkadiajn fluctuojn en ĉi tiuj metabolitoj en la NAc [], ni ne scias iujn ajn paperojn, kiuj mezuris ĉi tiujn nivelojn dum fastado por 36 h. Tiel, en la aktuala eksperimento, fastado eble influis DA-metabolon en la chow-kontrolgrupo.

ACh-niveloj montris signifan diferencon inter grupoj post 36 h de fastado. ACh en la NAc estis implikita en ingesta konduto [] kaj saĝeco precipe [-], kaj, kiam DA estas malalta, ACh eble instigos aversion [,-]. La signifa kresko de ACh observita en la intermitaj sukeroj + chow-ratoj dum fastado en la nuna eksperimento povas respondi al la negativaj aspektoj de esti senigita je rekompenco. Antaŭaj studoj subtenas la teorion, ke la trovoj raportitaj ĉi tie estas rezulto de senvalorigo de la sukerkena dieto. Ratoj baziĝantaj sur sukerosa liberigo DA kaj montras mildigon de ACh-liberigo en la NAc [,], kio estas la malo de la aktualaj rezultoj viditaj dum daŭra privado. La malekvilibro inter akcentaj DA kaj ACh en la intermita sukero + chow-grupo, sed ne en la kontrolaj grupoj, eble povas kontribui al la angoro observita en Eksperimento 1.

3.3 Sango-glukozo-niveloj dum fastado en sukerkombinaj ratoj

Hipoglucemio povas konduki al avara stato el kiu besto povas provi eskapi per manĝo. Kondutoj asociitaj kun ĉi tiu aviva stato estas similaj al tiuj observitaj dum naloxona administrado aŭ fastado en sukerozo-fleksantaj ratoj []. Amaso de faktoroj povas influi la cerban rekompencan sistemon. Tamen, pro la simileco inter kondutoj observitaj dum hipogluzemio kaj tiuj observataj dum angoro, ĉi tiu studo mezuris nivelojn de glukozo en la sango por certigi, ke la observitaj efikoj ne simple kaŭzis aberran glicemian statuson. La niveloj de glukozo en sango estis similaj en ĉiuj grupoj kaj tial ne ŝajnas kalkuli la kondutajn diferencojn aŭ ŝanĝojn en liberigo de DA kaj ACh. Oni povas dedukti, ke meznivelaj insulinaj niveloj restis konsekvencaj inter grupoj, ĉar ne estis observitaj altecoj en sanga glukozo-niveloj kaj korpaj pezoj ne diferencis kiel rezulto de la manĝaĵoj. Tiel, la aktualaj trovoj, same kiel tiuj en nia antaŭa raporto [], sugestu ke kondutismaj kaj neŭkemiaj ŝanĝoj ne rezultas de diferencoj en sanga glukozo-niveloj. Anstataŭe ili povas esti pro kombinaĵo de ŝanĝoj en la endogena opioida kaj DA-sistemoj.

4. konkludo

Longtempa senrajtigo sekvanta sukeron povas rezultigi kondutajn kaj neŭkemiajn adaptojn similajn al tiuj observitaj kiam opioid-dependaj bestoj estas senigitaj de misuzita substanco, kiel morfino. Ĉi tiuj indikiloj de opi-simila retiriĝo estas signoj de dependeco. Ĉi tiu trovo, kombinita kun antaŭaj studoj, montrantaj, ke sukerkombino povas rezultigi aliajn signojn de dependeco, inkluzive de dopaminergaj kaj opioidaj ŝanĝoj [,], Naloxone-precipita kaj spontanea retiriĝo [], kruc-sentiviga kun drogoj misuzo [,], pliigita konsumado de sukero post sindeteno [], tempo-dependa kresko de respondado por aludoj antaŭe asociitaj kun sukero [], kaj proklamo konsumi alkoholon [], sugestas, ke dependeco estas evidenta sur pluraj dimensioj [,]. La nunaj trovoj povas esti gravaj por kompreni la avarajn erojn kiuj povus kontribui al binge manĝado.

Dankoj

Ĉi tiu esplorado estis subtenita de USPHS-subvencio AA-12882 (al BGH) kaj DA-16458 kaj DK-79793 (kunularoj al NMA).

Referencoj

1 Koob GF, Le Moal M. Drogodependeco, malreguligado de rekompenco kaj alostazo. Neuropsikofarmakologio. 2001; 24 (2): 97 – 129. [PubMed]
2 Le Magnen J. Rolo por opiatoj en manĝaĵa rekompenco kaj manĝa toksomanio. En: Capaldi PT, redaktoro. Gusto, Sperto, kaj Nutrado. Washington, Dc: Usona Psikologia Asocio; 1990 pp 241 – 252.
3 Colantuoni C, Rada P, McCarthy J, Patten C, Avena NM, Chadeayne A, et al. Evidentas, ke intermita kaj troa sukero konsumas endogenan opioidan dependecon. Obes Res. 2002; 10 (6): 478 – 488. [PubMed]
4 Martin WR, Wikler A, Eades CG, Pescor FT. Toleremo al kaj fizika dependeco de morfino en ratoj. Psikofarmakologia. 1963; 4: 247 – 260. [PubMed]
5 Blasig J, Herz A, Reinhold K, Zieglgansberger S. Disvolviĝo de fizika dependeco de morfino kun respekto al tempo kaj dozo kaj kvantigo de la precipita retiriĝa sindromo ĉe ratoj. Psikofarmakologia. 1973; 33 (1): 19 – 38. [PubMed]
6 Georges F, Stinus L, Bloch B, Le Moine C. Kronika ekspozicio al morfino kaj spontanea retiriĝo estas asociitaj kun modifoj de dopamina ricevilo kaj neuropeptida gena esprimo en la rat striatum. Eur J Neurosci. 1999; 11 (2): 481 – 490. [PubMed]
7 Acquas E, Di Chiara G. Depresio de mezolimbic dopamina transdono kaj sentivigo al morfino dum opia sindeteno. J Neurochem. 1992; 58 (5): 1620 – 1625. [PubMed]
8 Rossetti ZL, Hmaidan Y, Gessa GL. Markita inhibicio de liberigo de mezolimbaj dopaminoj: ofta trajto de etanolo, morfino, kokaino kaj amfetamina sindeteno ĉe ratoj. Eur J Pharmacol. 1992; 221 (2 – 3): 227 – 234. [PubMed]
9 Fiserova M, Consolo S, Krsiak M. Kronika morfino induktas daŭrajn ŝanĝojn en liberigo de acetilcolina en kerno kaj rato de rato kerno: in vivo studo pri mikrodiálisis. Psikofarmakologio (Berl) 1999; 142 (1): 85 – 94. [PubMed]
10. Wideman-CH, Nadzam GR, Murphy HM. Implikaĵoj de animala modelo de sukera toksomanio, retiro kaj recidivo por homa sano. Nutr Neurosci. 2005; 8 (5-6): 269-276. [PubMed]
11 Carroll ME, Stotz DC, Kliner DJ, Meisch RA. Memadministrado de buŝe liverita methexital en simioj de ruso kun fenicididino aŭ pentobarbitalaj historioj: efikoj de senhavigo kaj satiro. Farmacol Biochem Behav. 1984; 20 (1): 145 – 151. [PubMed]
12. Carr KD. Kronika manĝo-limigo: plibonigantaj efikojn al drogaj premioj kaj striataj ĉela signalado. Physiol Behav. 2007; 91 (5): 459-472. [PubMed]
13. Avena N, Rada P, Hoebel B. Unueco 9.23C sukero en ratoj. En: Crawley J, kaj aliaj, redaktistoj. Aktualaj Protokoloj en Neŭroscienco. Indianapolis: John Wiley & Filoj, Inc .; 2006. pp 9.23C.1–9.23C.6.
14. Dosiero SE, Lippa AS, Beer B, Lippa MT. Unueco 8.3 bestaj testoj de angoro. En: Crawley JN, kaj aliaj, redaktistoj. Aktualaj Protokoloj en Neŭroscienco. Indianapolis: John Wiley & Filoj, Inc .; 2004. pp 8.3.1–8.3.22.
15 Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Malgranda, forprenebla mikrodialyse-sondilo. Vivscienco. 1986; 39 (26): 2629 – 2637. [PubMed]
16 Mark GP, Rada P, Pothos E, Hoebel BG. Efikoj de nutrado kaj trinkado de liberigo de acetilcolina en la kerno accumbens, striatum kaj hipokampo de libere kondutantaj ratoj. J Neurochem. 1992; 58 (6): 2269 – 2274. [PubMed]
17 Paxinos G, Watson C. La cerbo de rato en stereotaksaj koordinatoj. New York: Akademia Gazetaro; 2005
18 Cohen JD. Potenco-printilo. Psychol Bull. 1992; 112 (1): 155 – 159. [PubMed]
19 Killeen PR. Alternativo al nul-hipotezaj signifotestoj. Psychol Sci. 2005; 16 (5): 345 – 353. [PMC libera artikolo] [PubMed]
20. Rada P, Avena NM, Hoebel BG. Ĉiutaga ekscito de sukero multfoje ellasas dopaminon en la akuŝilo. Neŭroscienco. 2005; 134 (3): 737-744. [PubMed]
21 Kliethermes CL. Anksie-similaj kondutoj post kronika etanolo-ekspozicio. Neurosci Biobehav Rev. 2005; 28 (8): 837 – 850. [PubMed]
22. Pellow S, Chopin P, File SE, Briley M. Validación de eniroj malfermitaj: fermita brako en labirinto pli levita kiel mezuro de angoro en la rato. J Neurosci Metodoj. 1985; 14 (3): 149-167. [PubMed]
23 Dosiero SE, Andrews N. Malaltaj sed ne altaj dozoj de buspirono reduktas la ansiogenajn efikojn de diazepam-retiriĝo. Psikofarmakologio (Berl) 1991; 105 (4): 578 – 582. [PubMed]
24 Kokare DM, Chopde CT, Subhedar NK. Partopreno de stimulanta hormono alfa-melanocito en anxiolizo-induktita de etanol kaj forigita angoro ĉe ratoj. Neŭrofarmakologio. 2006; 51 (3): 536 – 545. [PubMed]
25 Irvine EE, Cheeta S, Dosiero SE. Toleremo al la efikoj de nikotino en la pliigita labirinto kaj pliigita angoro dum retiriĝo. Farmacol Biochem Behav. 2001; 68 (2): 319 – 325. [PubMed]
26 Schulteis G, Yackey M, Risbrough V, Koob GF. Anxiogen-similaj efikoj de spontanea kaj naloxone-precipita opia retiriĝo en la levita plus-labirinto. Farmacol Biochem Behav. 1998; 60 (3): 727 – 731. [PubMed]
27. Avena NM, Hoebel BG. Dieto reklamanta sukeran dependecon kaŭzas kondutan krucan sentemon al malalta dozo de anfetamino. Neŭroscienco. 2003; 122 (1): 17-20. [PubMed]
28. Avena NM, Carrillo CA, Needham L, Leibowitz SF, Hoebel BG. Sukro-dependaj ratoj montras plibonigitan konsumadon de nesindubata etano. Alkoholo. 2004; 34 (2-3): 203-209. [PubMed]
29 Sukhotina IA, Malyshkin AA, Markou A, Bespalov AY. Manko de depresio-similaj efikoj de prirabino en ratoj: devigita naĝotestado, diferenca plifortigo de malaltaj indicoj kaj intrakraniaj memstimulaj proceduroj. Behav Neurosci. 2003; 117 (5): 970 – 977. [PubMed]
30 Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Kadeto B, et al. Troa konsumado de sukero ŝanĝas ligon al dopamino kaj mu-opioidaj riceviloj en la cerbo. Neuroreporto. 2001; 12 (16): 3549 – 3552. [PubMed]
31 Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Restrikta ĉiutaga konsumo de tre plaĉa manĝaĵo (ĉokolada certigo (R)) ŝanĝas striatal enkephalin-genan esprimon. Eur J Neurosci. 2003; 18 (9): 2592 – 2598. [PubMed]
32 Spangler R, Wittkowski KM, Goddard NL, Avena NM, Hoebel BG, Leibowitz SF, et al. Opia-similaj efikoj de sukero sur gena esprimo en rekompencaj lokoj de la rato-cerbo. Brain Res Mol Brain Res. 2004; 124 (2): 134 – 142. [PubMed]
33 Thor DH, Teel BG. Batalo de ratoj dum post-morfina retiriĝo: efiko de antaŭtradicia dozo. Am J Psychol. 1968; 81 (3): 439 – 442. [PubMed]
34 Martin WR, Wikler A, Eades CG, Pescor FT. Toleremo al kaj fizika dependeco de morfino en ratoj. Psikofarmakologia. 1963; 65: 247 – 260. [PubMed]
35 Paulson PE, Robinson TE. Regionaj diferencoj en la efikoj de amfetamina retiriĝo sur dopamina dinamiko en la striatumo. Analizo de cirkadiaj padronoj per aŭtomatigita interreta mikrodisizo. Neuropsikofarmakologio. 1996; 14 (5): 325 – 337. [PMC libera artikolo] [PubMed]
36 Smith AD, Olson RJ, Justeco JB., Jr Kvantuma microdialysis de dopamino en la striatum: efiko de cirkadia variado. J Metodoj pri Neŭroscio. 1992; 44 (1): 33 – 41. [PubMed]
37 Dluzen D, Ramirez VD. In vitro-dopamina liberigo de la rato striatum: taga ritmo kaj ĝia modifo de la estra ciklo. Neŭroendokrinologio. 1985; 41 (2): 97 – 100. [PubMed]
38 Avena NM, Longa KA, Hoebel BG. Sukero-dependaj ratoj montras plibonigitan respondon pri sukero post sindeteno: evidenteco de senkava depuraĵa efiko. Physiol Behav. 2005; 84 (3): 359 – 362. [PubMed]
39 Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE. Proponita hipotalamo-talamo-striatala akso por la integriĝo de energia ekvilibro, ekscitiĝo kaj manĝaĵa rekompenco. J Comp Neurol. 2005; 493 (1): 72 – 85. [PubMed]
40 Mark GP, Blander DS, Hoebel BG. Kondiĉa stimulo malpliigas eksterĉelajn dopaminojn en la kerno akciza post la evoluo de lernita gusto. Cerbo Res. 1991; 551 (1 – 2): 308 – 310. [PubMed]
41 Hoebel BG, Rada P, Mark GP, Pothos E. Neŭralaj sistemoj por plifortigo kaj inhibicio de konduto: graveco por manĝado, toksomanio kaj depresio. En: Kahneman D, Diener E, Schwartz N, redaktistoj. Bonstato: la Fundamentoj de Hedona Psikologio. New York: fondaĵo Russell Sage; 1999 pp 558 – 572.
42 Leibowitz SF, Hoebel BG. Konduta neŭroscienco kaj obezeco. En: Bray G, Bouchard C, James P, redaktistoj. Manlibro de Obesidad. Novjorko: Marcel Dekker; 2004 pp 301 – 371.
43 Rada PV, Hoebel BG. Supraadditiva efiko de d-fenfluramine plus fentermina sur eksterĉela acetilkolina en la kerno accumbens: ebla mekanismo por inhibicio de troa nutrado kaj droguzado. Farmacol Biochem Behav. 2000; 65 (3): 369 – 373. [PubMed]
44 Rada P, Mark GP, Hoebel BG. Galanino en la hipotalamo levas dopaminon kaj malaltigas acetilkolinon liberigon en la kerno accumbens: ebla mekanismo por hipotalamo komenci nutradan konduton. Cerbo Res. 1998; 798 (1 – 2): 1 – 6. [PubMed]
45 Rada P, Johnson DF, Lewis MJ, Hoebel BG. Ĉe alkohol-traktitaj ratoj, naloxono malpliiĝas eksterĉela dopamino kaj pliigas acetilcolinon en la kerno accumbens: evidenteco de opioida retiriĝo. Farmacol Biochem Behav. 2004; 79 (4): 599 – 605. [PubMed]
46 Rada P, Jensen K, Hoebel BG. Efikoj de retiriĝo induktita de nikotino kaj mekanamamino sur eksterĉelaj dopamino kaj acetilkolina en la rato kerno accumbens. Psikofarmakologio (Berl) 2001; 157 (1): 105 – 110. [PubMed]
47 Mark GP, Weinberg JB, Rada PV, Hoebel BG. Ekstracelula acetilkolina estas pliigita en la nukleaj akcentoj post la prezento de aversive kondiĉita gusto-stimulo. Cerbo Res. 1995; 688 (1 – 2): 184 – 188. [PubMed]
48. Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens-ekvilibro de dopamino-acetilkolino en aliro kaj evitado. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7 (6): 617-627. [PMC libera artikolo] [PubMed]
49. Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. Fekundeco de sakarozo manĝigas kalitatan programon ripete kaj forigas la respondon de satieta acetilkolino. Neŭroscienco. 2006; 139 (3): 813-820. [PubMed]
50 Cox DJ, Irvine A, Gonder-Frederick L, Nowacek G, Butterfield J. Timo de hipogluzemio: kvantigo, validumado kaj utiligado. Diabeta Prizorgo. 1987; 10 (5): 617 – 621. [PubMed]
51 Gosnell BA. Sukero konsumas plibonigas kondutan sentivigon produktitan de kokaino. Cerbo Res. 2005; 1031 (2): 194 – 201. [PubMed]
52 Grimm JW, Fyall AM, Osincup DP. Kuba kovro de sukroza efiko: efikoj de malpliigita trejnado kaj sukrosa antaŭŝarĝo Physiol Behav. 2005; 84 (1): 73 – 79. [PMC libera artikolo] [PubMed]
53 Avena NM. Ekzamenado de la toksomaniaj similaj ecoj de binge manĝado uzante bestan modelon de sukero-dependeco. Exp Clin Psychopharmacol. 2007; 15 (5): 481 – 491. [PubMed]
54 Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Pruvo de sukero toksomanio: kondutaj kaj neŭkemiaj efikoj de intermita, troa konsumado de sukero. Neurosci Biobehav Rev. 2008; 32 (1): 20 – 39. [PMC libera artikolo] [PubMed]