Modera Alta Grasa Dieto Pliigas Sukronan Mem-Administradon En Junaj Ratoj (2013)

apetiton. Aŭtoro manuskripto; havebla en PMC 2014 Feb 1.

Eldonita en fina redaktita formo kiel:

Apetito. 2013 Feb; 61 (1): 19 – 29.

Eldonita enrete 2012 Sep Sep 27. doi: 10.1016 / j.appet.2012.09.021

PMCID: PMC3538965

NIHMSID: NIHMS411020

Dianne P. Figlewicz,^1,² Jennifer L. Jay,² Molly A. Acheson, Irwin J. Magrisso,⁴ Constance H. West,¹ Arja Zavosh,² Stefano C. Benoit,³ kaj Jon F. Davis³

abstrakta

Ni antaŭe raportis, ke modere alta grasa dieto pliigas motivon por sukrozo ĉe plenkreskaj ratoj. En ĉi tiu studo, ni testis la motivajn, neŭkemiajn kaj metabolajn efikojn de la alta grasa dieto en viraj ratoj transirantaj tra pubereco, dum 5-8-semajnoj. Ni observis, ke la alta grasa dieto pliigis motivon respondi por sukerozo, kiu sendepende de metabolaj ŝanĝoj aŭ ŝanĝoj en katenolaminaj neurotransmisiloj metabolitaj en la kerno de la kerno. Tamen, AGRP-mRNA-niveloj en la hipotalamo estis signife levitaj. Ni pruvis, ke pliigita aktivigo de AGRP-neŭronoj estas asociita kun motivita konduto, kaj ke ekzogena (tria cerebroventrikula) AGRP-administrado rezultigis signife pliigitan motivon por sukerozo. Ĉi tiuj observoj sugestas, ke pliigita esprimo kaj agado de AGRP en la meza hipotalamo povas substreki la pli grandan respondadon por sukerozo kaŭzita de la alta grasa dieta interveno. Fine ni komparis instigon por sukerozo en pubertaj vs plenkreskaj ratoj kaj observis pliigitan motivon por sukerozo en la pubertaj ratoj, kio konformas al antaŭaj raportoj, ke junaj bestoj kaj homoj havas pli grandan preferon por dolĉa gusto, kompare kun plenkreskuloj. Kune, niaj studoj sugestas, ke fona dieto ludas fortan modulan rolon en instigo por dolĉa gusto en adoleskaj bestoj.

Ŝlosilvortoj: Motivado, manĝaĵa rekompenco, alta grasa dieto, juneco

Enkonduko

Ni antaŭe raportis, ke mallonga ekspozicio al modere alta graso (31.8%) dieto rezultigas pliigitan instigon por sukerozo en plenkreskaj ratoj (Figlewicz et al., 2006). La mediaj vs biologiaj influoj, aŭ ilia sinergio, sur manĝaĵaj preferoj kaj instigo por energiaj densaj manĝaĵoj fariĝis aprezataj dum la pasinta jardeko. Ĉi tio pliigis gravecon en la juna, ĉar infana obezeco kreskis draste dum la pasinta jardeko (Ogden & Carroll, 2010). Pliigita prefero por dolĉa gusto estis dokumentita tiel en junaj bestoj kiel en la homa infana loĝantaro (Coldwell, Oswald, kaj Reed, 2009; Desor & Beauchamp, 1987; Desor, Greene, & Maller, 1975; Mennella, Pepino, kaj Reed, 2005; Meyers & Sclafani, 2006)), kaj estas la supozebla bazo por la manĝa industrio por dizajni kaj surmerkatigi pakitajn manĝaĵojn kaj trinkaĵojn kun alta sukero enhavo, por infanoj. Tamen, la efiko de mediaj influoj, kiel fona dieto, sur instigo por sukerozo en junaj ratoj ne estis taksita sisteme.

Aktualaj taksoj sugestas, ke 10-20% de infanoj kaj adoleskantoj en Usono estas konsiderataj obesoj (Ogden & Carroll, 2010). Averaĝe la usona loĝantaro konsumas ĉiutage 336 kcal da sukero (Nacia programo pri Aplikita Esploro pri Kancera Instituto). Kiam la populacio estas disigita en plenkreskuloj (19 + jaroj) kaj la infana loĝantaro (2-18-jara), ĉi tiu nombro estas iomete pli alta por infanoj / adoleskantoj kaj iomete pli malalta por plenkreskuloj. Por adoleskantoj, la plej multaj aldonitaj sukeroj devenas sodaj, energiaj trinkaĵoj kaj sportaj trinkaĵoj (Nacia programo pri Aplikita Esploro pri Kancera Instituto). Vasta sistema revizio kaj metaanalizo montris, ke konsumado de dolĉaj trinkaĵoj estas asociita kun pliigita energia konsumado kaj korpa pezo (Vartanian, Schwartz, & Brownell, 2007). La adoleska loĝantaro (14–18 jaraĝa) konsumas 444 kcal da aldonita sukero ĉiutage, kaj infanoj inter la aĝoj de 9 kaj 13 jaroj konsumas ĉiutage 381 kcal da aldonita sukero (Programo pri Aplika Esploro de la Nacia Kancera Instituto). Ĉi tiu aldona konsumo povas esti parte parte al levita dolĉa prefero en pli junaj individuoj kontraŭ plenkreskuloj (Coldwell, Oswald, kaj Reed, 2009; Desor & Beauchamp, 1987; Desor, Greene, & Maller, 1975; Mennella, Pepino, kaj Reed, 2005). Studoj pruvis, ke infanoj inter 9 kaj 15-jaraj jaroj preferas sukajn solvojn ĉe pli altaj koncentriĝoj ol la preferata koncentriĝo de plenkreska specimeno (Desor, Greene, & Maller, 1975). Longformaj studoj testis la dolĉan preferon de ĉi tiuj infanoj jardekon poste en la vivo, ĉe kiu punkto ilia prefero malpliiĝis kaj ne multe diferencis ol plenkreska prefero (Desor & Beauchamp, 1987). Studoj ankaŭ pruvis preferon por pli altaj koncentriĝoj en sukerozo ĉe infanoj kompare kun iliaj patrinoj (Mennella, Pepino, kaj Reed, 2005). Ĉi tio sugestas, ke la pli alta infana prefero ne estas kaŭzita de genetiko, sed eble reflektas disvolvan fenomenon. Studoj ankaŭ pruvis ĉi tiun pli altan preferon de sukarosa ĉe ratoj (Meyers & Sclafani, 2006).

Multaj CNS-sistemoj kaj konekteblecoj estas plastaj dum adoleskeco en homoj kaj ronĝuloj, inkluzive de la mezokorticolimbia sistemo kaj dopaminergia agado en la kerno accumbens, ŝlosila loko por la mediacio de rekompenco kaj instigo (Ikemoto & Panksepp, 1996; Kelley & Berridge, 2002) (vidu Andersen & Teicher [2008] por lastatempa revizio). La funkcia signifo de ĉi tiuj anatomiaj kaj neŭkemiaj ŝanĝoj estas nun ellasita. Lastatempaj esploroj de Bolaños kaj kolegoj, kaj aliaj, ekzamenis la post-kuracajn efikojn de la antagonisto de la dopamina reagata transportilo-metilphendato (Ritalino) en la post-demeta, junula ronĝulo. Estas raportoj pri ŝanĝita neŭkemio kaj konduto en plenkreskula vivo kiel funkcio de peri-adoleska traktado kun metilfenidato (Bolaños et al., 2003; Bolaños, Glatt, kaj Jackson, 1998; Brandon, Marinelli, Baker, & White, 2001; Brandon, Marinelli, & White, 2003). Kvankam la trovoj ne estas tute konsekvencaj, eble pro diversaj bestaj modeloj studitaj, kolektive ĉi tiuj studoj emfazas, ke la adoleska periodo ŝajnas esti disvolva fenestro por ŝanĝi dopaminan funkcion. Manĝaĵo estas natura stimulo por liberigo de dopamino el projekciaj ventraj tegmentaj areoj (VTA) al la kerno accumbens, kaj operanta ingesta sukerozo de ratoj rezultigas tre akran liberigon de dopamino (Roitman et al., 2004). Ni hipotezas, ke instigo por sukerozo estas asociita kun pliigoj de nukleina accumbens-dopamino, kaj modulado de mediaj influoj povas esti unike sentema dum ĉi tiu adoleska stadio de pubertaro en la rato.

Konsiderante la altan preferon por dolĉa gusto ĉe infanoj kaj junaj ronĝuloj, ni sentis grave gravan ankaŭ determini parametrojn de instigo por sukerozo en adoleskaj ronĝuloj. En ĉi tiu serio de studoj, ni taksis la efikon de interveno de alta grasa dieto sur instigo por sukerozo en ratoj dum ili kreskis de post-malplenigo tra pubereco. Ni poste efektivigis metabolajn kaj CNS-taksadojn por konstati metabolajn, endokrinajn aŭ neŭrajn ŝanĝojn asociitajn kun la dieta interveno. Kompare al tio, kion ni raportis ĉe plenkreskaj ratoj, modera alta graso (31.8%) dieto efikis por pliigi sukerozan memadministradon. Ni ankaŭ testis, ĉu ekzistis post-dieta kurac-efiko sur sukroza instigo ĉe la ratoj kiel junaj plenkreskuloj, komparebla al la specoj de postvivaj efikoj raportitaj pri aliaj kondutoj. Niaj studoj montras, ke junaj ratoj montras pliigitan motivon por sukerozo se manĝate de modere alta grasa dieto, kiu eble estas mediaciita de la oreksigenaj, hipotalamaj peptidoj AGRP; ke ŝajnas esti neniu transdona efiko de la frua dieta interveno, en post-puberta plenaĝeco; kaj ke la konduto estas manifesta kvankam la ratoj estas metabolaj normalaj, kaj antaŭ-obesaj. Fine, perubertaj ratoj elmontras pliigitan motivon por sukerozo relative al junaj plenkreskaj ratoj.

Materialoj kaj metodoj

temoj

Temoj estis viraj Albino-ratoj de Simonsen (Gilroy, CA). Ratoj estis konservitaj sur chow (Laboratorio pri Rozoj-Dieto 5001, LabDiet) aŭ modera alta grasa dieto (31.8%; Research Diets Inc) ad libitum. La dietoj kongruas por entuta karbonhidrata enhavo (58% kcal vs. 51% kcal por malalta graso kontraŭ alta graso, respektive). La malalta grasa chow havas 6.23 gm% senpagajn sukerojn kaj la alta grasa dieto havas 29 gm% sukrozon. Ili estis konservitaj sur 12: 12 h lumo-malhela ciklo kun lumoj enŝaltitaj ĉe 6 AM. Krom se alie, la ratoj estis enportitaj je 3-semajnoj, tuj post la demeto, kaj estis loĝigitaj por aklimado ĝis 5-semajnoj. En ĉi tiu aĝo, dieto kaj / aŭ kondutisma trejnado kaj testado estis komencitaj. Specifaj protokoloj estas priskribitaj pli detale sube, kaj resumitaj en tablo 1. Ĉar viraj ratoj trairas puberecon ĉe la 6^th-7^th semajne, la tempodaŭro de studoj estis dizajnita por studi ratojn dum ili trapasas ĉi tiun disvolvan stadion. Ĉiuj procedoj faritaj ĉe la ratoj sekvis la NIH-gvidliniojn por besta prizorgado, kaj estis aprobitaj de la Sub-Komitato pri Besta Prizorgo kaj Uzo de la Komitato pri Esploro kaj Disvolviĝo ĉe la Sana Kuracista Sistemo de VA Puget.

Eksperimentaj Protokoloj

Aŭtorregado de cukraro

Ĝenerala Protokolo. Procedoj baziĝis sur nia publikigita metodaro (Figlewicz et al., 2008; Figlewicz et al., 2006). Ĉiuj trejnaj kaj provaj proceduroj estis efektivigitaj inter 0700 kaj 1200 hr. La eksperimento inkluzivis 2-3-fazojn: aŭtoshaping kaj fiksita rilatumo (FR) trejnado; kirurgio kaj resaniĝo en specifitaj kohortoj (vidu tablo 1); kaj progresivaj kialoj (PR) trejnado uzanta la PR-algoritmon de Richardson kaj Roberts (Richardson & Roberts, 1996). La algoritmo PR bezonas 1, 2, 4, 6, 9, 12, 16, 20, 28, 36, 48, 63, 83, 110, 145, 191, 251, 331, 437, 575, 759, 999, 999 ktp) levilo premas por sukcesi liverajn rekompencojn en kunsido, kaj estas rigora testo por instigo kaj rekompenco (27). Ratoj estis trejnitaj por mem-administri 5% sukrozon (0.5 ml-rekompenco) transdonita en likvan guton. La operantaj skatoloj, kontrolitaj de sistemo Med Associates (Kartvelio, VT), havis du levilojn, sed nur unu levilo (aktiva, retrola levilo) aktivigis la infuzan pumpilon. Gazetoj sur la alia levilo (neaktiva, senmova levilo) ankaŭ estis registritaj. La sukerosa solvo estis liverita en likvan guton-recepto por parola konsumo (Med Associates). Komenca trejnado estis farita dum unu-h sesioj dum 10-tagoj sub kontinua plifortiga horaro (FR1: ĉiu levil-gazetaro estis plifortigita), kun maksimume eble 50-sakrosaj rekompencoj liveritaj per sesio. Ĉiu kunsido komenciĝis per la enmeto de la aktiva levilo kaj la lumigado de blanka lumturo, kiu restis sur la tuta sesio. Tono de 5-s (2900 Hz, 20 dB super fono) + lumo (7.5 W-blanka lumo super la aktiva levilo) diskreta kompona kvoto akompanis ĉiun rekompencan liveradon, sekvitan de 20-sek-tempo post ĉiu liverado de sukeroza. PR-trejnado estis efektivigita dum maksimume ebla 3 h / tago dum dek tagoj. Ĉiutagaj kunsidoj finiĝis post 30-min de neniu aktiva levil-gazetaro respondanta, en kiu punkto la domo-lumo estis malŝaltita kaj la aktiva levilo retiriĝis.

Efiko de AGRP sur sukeroza memadministrado

Ĉar niaj rezultoj montris kreskon de AGRP-mRNA-esprimo en pubertaj ratoj, kiuj nutris la altan grasan dieton, ni volis konfirmi, ke AGRP povas pliigi sukerozan mem-administradon. Malnovaj chow-nutritaj ratoj de 5-wk estis prenitaj per FR-trejnado, poste ricevis kanulojn en la trian cerebran ventriklo (ICV). Post semajno de resaniĝo, konfirmo de lokigo kun angiotensin II trinkresponda testo (vidu Figlewicz et al., [2006]), kaj unu sesio de re-trejnado de FR, ratoj estis komencitaj en la prigadministra paradigmo de PR. Post PR Day 1, ratoj estis asignitaj al unu el du grupoj tia, ke signifas PR Day 1-rendimento ne diferencis inter la du grupoj (artefarita CSF-veturilo, aCSF; aŭ AGRP, 2 μl de 0.01 nmol). Ili ricevis injektojn de aCSF (n = 8) aŭ AGRP (n = 7) en PR-tagoj 2, 5, kaj 8. Tuta ĉiutaga konsumado de manĝaĵoj estis kvantigita dum la PR-trejnadotempo.

Efiko de aĝo sur sukera mem-administrado

Ni komparis memadministradan konduton inter la pubertaj ratoj kaj junaj plenkreskuloj, nutritaj chow aŭ la 31.8% dika dieto. Ratoj havis du semajnojn de aklimigo al la VAPSHCS vivarium (3-5wk aŭ 8-10 sem.). Ili tiam ricevis la dieton dum la tuta testo / trejnperiodo (4 sem.). Tiel, kiel en la komenca eksperimento, pubertaj ratoj estis studitaj ĉe 5-8-aĝa. Junaj plenkreskuloj estis studitaj ĉe 10-13 semaj jaroj.

Determinado de korpa konsisto

Korpa kunmetaĵo estis mezurita uzante kvantan magnetan resonancon-spektroskopion (QMR [Nixon et al., 2010]) determini la korpan akvon de unuopaj ratoj, el kiu estas kalkulita relativa korpa graso. La bestoj estis metitaj ne-anestezitaj en cilindraj teniloj, kaj tiam la teniloj estas enmetitaj en la QMR-maŝinon por 2-minuta skanado, kiu plenumas trioblajn mezuradojn. Datenoj estas konservitaj al integrita komputilo (EchoMRI, Echo Medical Systems, Houston, TX) por tuja kalkulo de tuta korpo-akvo, graso, kaj maldika maso.

Testado de intravena glukozo (IVGTT)

Konsciaj IVGTT-oj estis faritaj en ratoj kun kronike enplantitaj IV-cannulas, kiuj estis fastitaj nokte antaŭ studado, uzante metodaron bazitan sur Frangioudakis, Gyte, Loxham, & Poucher (2008). Bilatelaj intravenaj kanuletoj estis enplantitaj du semajnojn antaŭ la studado, laŭ nia establita metodaro (Figlewicz et al., 2009). Bazaj specimenoj estis tiritaj ĉe t-10 min (0.5 ml por determinado de insulino kaj glukozo, en ĉiuj tempopunktoj) kaj t0 min. Ratoj ricevis infuzon de 1 gm glukozo / 2ml / kg dum 15-20-sekundoj sekvitaj de 0.5 ml fluaĵo de salo. Sango-specimenoj estis prenitaj ĉe 5, 15, 30, 60, 90, kaj 120 min. Pro enŝovado de katetero dum la procedo (tial, nekapablo akiri specimenojn de sango), la finaj 'n por la bazaj / IVGTT-datumoj prezentitaj estas 7-8 por chow-nutritaj ratoj kaj 8 por ratoj nutritaj 31.8% de grasa dieto (tablo 3). Plasma insulino estis determinita uzante linco-insulinan RIA-kitojn (# RI-13K kaj SRI-13K, Linco) kaj plasma glukozo estis determinita sur YSI-Glukoza Analizilo). Areo sub la kurbo (AUC) por la respondo de la bazlinio estis kalkulita je 5 min kaj 120 min. La HOMA-indekso estis kalkulita kiel fastado (glukozo [mM] × insulinm [U / L]) / 22.5 kaj estis kalkulita uzante finaĵajn fastodendajn specimenojn mezuritajn por insulino kaj glukozo.

Metabolaj Parametroj¹

Fastas metabolajn parametrojn

Ratoj de Eksperimento 1 estis fastitaj nokte antaŭ eŭtanazio, kelkajn tagojn post la finiĝo de la IVGTT. Ratoj estis profunde anestezitaj kun izoflurana inhalado kaj ekssangulado. Cerboj estis rapide forigitaj kaj frostigitaj en likva nitrogeno por mezurado de hipotalamaj peptidaj ARNm kaj kerno de kaminkolaminoj. Fina plasmo aŭ serumo estis uzataj por mezurado de fastanta insulino, glukozo, leptino kaj trigliceridoj. Por trigliceridoj, Point Scientific Triglyceride GPO Kit # T7531-400 (Fisher # 23-666-418) kaj normoj KIT # 7531-STD (Fisher # 23-666-422) estis uzitaj, kaj 3 μl de serumo estis testitaj en duplikato. Plasma leptino estis mezurita kun Millipore Linco RIA-Kit # RL 83K.

Metodoj HPLC de Katekolamino [Davis et al., 2008]

Ratoj estis eŭtanigitaj kun isoflurana anestezio, kaj cerbo estis rapide forigita, frostita, kaj konservita je -80 ° C. Flankaj mikro-punĉoj de la kerno accumbens (NAcc) estis izolitaj de ĉiu besto. Kvankam konsiderinda zorgo minimumigis poluadon de najbaraj cerbaj regionoj, pro la naturo kaj grandeco de ĉiu mikro-punĉo nia metodo ne permesis al ni distingi subregionojn (t.e. NAcc-kerno vs ŝelo) ene de la NAcc. Por analizo de likva kromatografio (HPLC) de alta rendimento, antioksida solvo (perklorato 0.4 N, 1.343 mM etilenediaminetetraaceta acido (EDTA) kaj sodio metabisulfito 0.526 mM estis aldonita al la specimenoj sekvataj de homogenigo uzanta homogenigilon kun ultrasona histo (Biologio; Gainesville, VA ) Malgranda porcio de la histo-homogeno dissolviĝis en 2% natria dodecil-sulfato (SDS) (p / v) por determinado de proteino (Kit de Reactoj Proteinaj Pierce BCA; Rockford, IL). La restanta suspendo estis ŝpinita ĉe 14,000 g por 20 min en friduja centrifugilo.La supernatanto estis rezervita por HPLC.

Specimenoj estis disigitaj sur kolumno Microsorb MV C-18 (5 Am, 4.6_250 mm, Varian; Walnut Creek, CA) kaj samtempe ekzamenis por DA, 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) kaj homovanillic acido (HVA), ambaŭ markiloj. de dopamina degenero, 5-HT kaj 5-HIAA. Komponaĵoj estis detektitaj uzante 12-kanalon coulometric array detektilo (CoulArray 5200, ESA; Chelmsford, MA) ligita al Waters 2695 Solvent Delivery System (Akvoj; Milford, MA) en la sekvaj kondiĉoj: fluo de 1 ml / min; detekti potencialojn de 50, 175, 350, 400 kaj 525 mV, kaj; derompa potencialo de 650 mV. La movebla fazo konsistis el 10% metanol-solvo en distilita H₂O enhavanta 21 g / l (0.1 M) citrikan acidon, 10.65g / l (0.075 M) Na2HPO4, 176 mg / l (0.8 M) heptanesulfonan acidon kaj 36 mg / l (0.097 mM) EDTA je pH de 4.1. Nekonataj specimenoj estis kvantigitaj kontraŭ 6-punkta norma kurbo kun minimuma R² de 0.97. Specimoj de kvalito-kontrolo estis interplektitaj kun ĉiu kuro por certigi HPLC-kalibri.

Oreksigenaj peptidoj mRNA qPCR

Ni mezuris esprimon de hipotalamaj peptidoj, kiuj stimulas nutradon kaj estis implicitaj en instigo kaj rekompenco-kondutoj (Figlewicz & Sipols, 2010): neuropeptida Y (NPY [ Hahn, Breininger, Baskin, kaj Schwartz, 1998; Jewett et al., 1995; Kelley, Nannini, Bratt, kaj Hodge, 2001]); agouti-rilata peptido (AGRP [Aponte, Atasoy, & Sternson, 2011; Barnes, Argyropoulos, & Bray, 2010; Broberger et al., 1998; Hagan et al., 2000; Hahn, Breininger, Baskin, kaj Schwartz, 1998; Kaushik et al., 2011; Krashes et al., 2011; Rossi et al., 1998; Tracy et al., 2008]); kaj oreksino (Cason et al., 2010; Choi, Davis, Fitzgerald, kaj Benoit, 2010). Ratoj estis eutanigitaj per izofluranan anestezo, kaj cerboj estis rapide forigitaj, frostigitaj kaj stokitaj je −80 ° C ĝis prilaborado. La meza kaj flanka hipotalamo mikrodisekciis kiel unu bloko per frosta aviadilo AHP-1200CPV (Thermoelectric Cooling America, Ĉikago, Il), kiu konservis konstantan temperaturon de 12 ° C dum la dissekcia procezo. Totala RNA el mikrodisekcita histo estis izolita per Trizol-reakciilo (Invitrogen, Carlsbad, CA) kaj purigita per la RNeasy Mini Kit (Qiagen, Valencio, CA) laŭ la instrukcioj de la fabrikanto. La totala RNA estis traktita por forigi ajnan eblan genomikan DNA-poluadon uzante RNase-liberan DNazon (Promega, Madison, WI), kaj estis kvantigita per NanoVue-spektrofotometro (GE Healthcare, Kembriĝo, Britio). RNA-kvalito estis konfirmita per norma agarose-ĝela elektroforezo. Komplementa DNA (cDNA) tiam estis retrotransskribita (RT) de 1-2 μg de totala RNA per miksaĵo de hazardaj heksameroj kaj oligo DT-ornamado uzanta la iScript cDNA Synthesis Kit (Bio-Rad Laboratories, Inc., Heraklo, CA). Ne-retrotransskribitaj (neniu RT) reagoj ankaŭ estis preparitaj de ĉiu specimeno por kontroli eblan genomikan DNA-poluadon. La cDNA kaj neniu-RT-kontroloj estis diluitaj, kaj 5-10 ng de ŝablona cDNA de ĉiu specimeno kutimis mezuri mRNA-esprimon de elektitaj genoj per realtempa kvanta PCR uzanta la MyIQ Realtempan PCR-Detektosistemon (Bio-Rad, Heraklo Duoblaj mezuroj por ĉiu specimeno estis faritaj sur normaj iCycler-96-putaj platoj, kune kun neniuj ŝablonaj kontroloj (NTC) por detekti eblan krucan poluadon, en 20 μl-reagaj volumoj konsistantaj el 10 μl 2 × iQ Sybr Green Supermix (Bio- Rad, Heraklo, CA), 2 μl de 0.2-0.5 μM ĉiu enkonduko, 3 μl DEPC-akvo, kaj 5 μl de ŝablono. Ĉiuj qPCR-reagoj inkludis fanditan kurban analizon por certigi specifecon de signalo. Relativa esprimo por ĉiu geno de intereso estis kalkulita per ekstrapolo al norma kurbo individue funkcianta sur ĉiu plato kaj derivita de seriaj diluoj de kunigita specimeno de referenca cDNA, kaj normaligita al relativa esprimo de referencaj genoj (acida ribosomala fosfoproteino 36B4 por gena esprimo en hipotalama histo, kaj mitokondria ribosoma proteino L32 por esprimo en la kerno accumbens). La jenaj enkondukaj sekvencoj (IDT, San-Diego, Kalifornio) estis uzataj por plifortigi ratan prepro-oreksinon, NPY kaj AGRP: Prepro-oreksino, Antaŭen: 5′-TTCCTTCTACAAAGGTTCCCT-3 ′, 5′-GCAACAGTTCGTAGAGACGGCAG-3 ′; NPY: Antaŭen, 5- TACTCCGCTCTGCGACACTACATC-3 ′; Reverso: 5′-CACATGGAAGGGTCTTCAAGCC-3 ′; AGRP, Antaŭen: 5′-GCAGAAGGCAGAAGCTTTGGC-3 ′; Reverso: 5′-CCCAAGCAGGACTCGTGCAG-3 ′.

cFos Immunocitoochemistry (ICC) kaj Kvantumado

Fluoreska ICC estis uzita por identigi Fos-pozitivajn kaj AGRP-pozitivajn neŭronajn ĉelkorpojn en la meza hipotalamo, laŭ nia establita metodaro (Figlewicz et al., 2011). En la fina tago (PR-Tago 10), ratoj estis metitaj en siajn memadministrajn ĉambrojn kiel kutime, dum 90 min. Tuj post tiu lasta 90-minuta kunsido, ratoj estis profunde anestezitaj per izoflurana enspiro kaj perfuzitaj kun 0.9% NaCl sekvita kun malvarma 4% paraformaldehida solvo. La tempo por anestezilo kaj eŭtanazio baziĝis sur la konata tempokurso de pinta esprimo de cFos-proteino ĉe 90-120 min-poŝta evento. Tiel cFos-esprimo reflektus la aktivigon de la CNS ĉe la komenco de la konduta tasko, anstataŭ esti la rezulto de la bestoj spertantaj la taskon. Cerboj estis forigitaj kaj post-fiksitaj en paraformaldehido plurajn tagojn, tiam poste metitaj en 20% sakarozo-PBS, tiam 30% sakarozo-PBS-solvo. Cerboj estis sekciitaj sur kriostato (Leica CM 3050S-kriostato) por imunohistoochememio. Ni uzis nian establitan metodaron por kvantigi imunoreaktivan cFos-proteinon en cerbaj sekcioj (Figlewicz et al., 2011). Glit-surĉevalaj 12 μm tute-cerbaj koronaj sekcioj estis lavitaj tri fojojn en bufata salita fosfato (PBS, OXOID, Hampshire, Anglujo). Sekcioj estis lavitaj por 20 min kun 100% etanolo / DI akvo (50%, v / v) sekvita per PBS-lavado, tiam blokitaj por 1-horo ĉe ĉambra temperaturo en PBS enhavanta 5% normalan kaprinan aŭ azenan serumon. Sekcioj tiam estis lavitaj multfoje en PBS kaj inkubitaj dum la nokto ĉe 4 ° C en primaraj antikorpaj solvoj konsistigitaj en PBS. Sekcioj estis lavitaj tri fojojn en PBS kaj poste inkubitaj en la mallumo ĉe ĉambra temperaturo en sekundara antikva solvo formita en PBS por 1-horo. Sekcioj estis poste lavitaj denove en PBS, kaj muntitaj kaj kovrilo-glititaj en Vectashield malmola fiksita monto-medio (Vektoro; Burlingame, CA) muntanta mezon. Ciferecaj bildoj de sekcioj estis akiritaj per fluoreska mikroskopo de Nikon Eclipse E-800 konektita al cifereca kapta fotilo de Qimaging Retiga per NIS Elements (Nikon) programaro.

Surbaze de studoj pri PCR montrantaj pliigajn nivelojn de mRNA de AGRP, ni koncentriĝis sur regionaj hipotalamaj regionoj, aparte la ventromeda kerno kaj la arka kerno (ARC). Atlas-parigitaj 12 μm-sekcioj estis taksitaj por cFos-esprimo kaj kvantigo en egalitaj sekcioj kaj regionoj, surbaze de la atlaso de Paxinos kaj Watson [2005]. Por kvantigo (ĉe 40 × pligrandiĝo), atlas-egalitaj regionoj estis elektitaj. La programaro NIS Elements (Nikon) estis utiligita por kapti bildon de la dezirata areo. Areo estis delimigita por kalkulado kaj sojlo por pozitivaj ĉelkalkuloj estis establita. La identaj areo kaj fono (sojlo) estis utiligitaj por sekcioj de la respektivaj eksperimentaj grupoj, kaj programada kalkulado de pozitivaj ĉeloj (kvantigo) estis efektivigita en la sama sesio por ĉiuj eksperimentaj grupoj, por malhelpi inter-sesajn ŝanĝojn en fona agordo. Por statistika analizo, kalkuloj estis prenitaj de individua rato nur se respondaj aŭ kompletaj sekcioj tra ĉiu areo estis disponeblaj; datumoj por specifa areo ne estis prenitaj de rato se ekzistis nekompleta bilatera reprezentado por tiu areo.

Aldone al cFos-kvantigado, kvanta duoble-etiketa imunohistoochememio por cFos kaj AGRP estis farita. Ĉar ni ne volis ĝeni la kondutan agadon de la bestoj, ili ne estis antaŭtraktitaj per kolĉicino por optimumigi bildigon de AGRP. Tial bildigo de AGRP-pozitivaj neŭronoj povus esti subtaksita. La duobla makula proceduro por AGRP estis komparebla al la analizo de cFos-imunoreaktiveco memstare, krom ke sekcioj estis blokitaj dum unu horo ĉe ĉambra temperaturo en azena serumo PBS-5%. Tiam, miksaĵo de fos-Ab kaj AGRP-primaraj antikorpoj estis uzita por subita inkubacio je 4 ° C; same ambaŭ sekundaraj antikorpoj estis en la sama solvo kaj kovis dum unu horo en la mallumo ĉe ĉambra temperaturo. Komencaj optimumigaj analizoj estis efektivigitaj por determini taŭgan diluadon de la primaraj antikorpoj. Unuarangaj antikorpoj uzataj estis kuniklo kontraŭ-cFos (1: 500) (sc-52) kaj kapra kontraŭ-AGRP (1: 100) (18634) (Santa Cruz Biotechnology, Inc., Santa Cruz, CA). Sekundaraj antikorpoj uzitaj estis Cy3-konjugita azena kontraŭ-kuniklo (Jackson Immunoresearch; West Grove, PA), kaj Alexa fluor 488 azena kontraŭ-kapra IgG (Molecular Probes, Eugene, OR); ĉiuj sekundaraj antikorpoj diluiĝis je 1: 500.

Analizoj estadísticos

Grupaj datumoj estas prezentitaj kiel rimedoj ± norma eraro de la meznombro (SEM) en la teksto, Tabloj kaj Ciferoj. Signifo estas difinita kiel p ≤ 0.05. Statistikaj komparoj estas faritaj inter eksperimentaj grupoj, kiel prezentite sub "Rezultoj" per neparigita studenta testo (ekz. Dieto, aĝo aŭ kuracado). 'Normaligo' de datumoj estas difinita kiel uzata.

rezultoj

Efiko de modera alta grasa dieto sur peri-pubertara instigo por sukerozo

Ratoj nutris la grasan dieton de 31.8% dum semajnoj 5-8, dum en mem-administraj kunsidoj, havis signife altan motivon por sukerozo, kompare kun ratoj kun chow. Kiel montrite en Figuro 1a, ekzistis neniu diferenco en rendimento dum la komenca FR-trejnado (averaĝe aktivaj levilaj premiloj de FRDays 1-10, 38 ± 5 vs 39 ± 2 por chow vs. 31.8% grasa dieto, respektive). Tamen, kiam la ratoj ŝanĝis la pli striktan PR-taskon, estis grava kresko de nombro de aktivaj levilaj gazetaroj, kaj nombro de sakrosaj rekompencoj, sed ne en la tuta sesio-longo (Figuro 1b). Ne estis efiko de la kronika dieta traktado sur la nombro de neaktivaj levilaj premiloj. Kiam ratoj nutriĝis kun la alta grasa dieto dum semoj 5-8 sed poste revenis al dieto chow prenita per trejnado FR kaj PR dum semajnoj 9-12, ekzistis tendenco sed neniu signifa diferenco en aktivaj levilaj gazetaroj. Tiel, ŝajnas esti neniu konduta transprena efiko de modere alta grasa dieto konsumita dum la peri-pubera tempo. PR-parametraj datumoj por ĉi tiuj kohortoj estas resumitaj en tablo 2. Por komenci eligi kontribuantan mekanismon (j) al la diet-induktita kresko de sukeroza instigo, ni efektivigis kelkajn metabolajn kaj CNS-mezuradojn.

figuro 1

PR motivita respondado por sukeroza rekompenco estas pliigita ĉe perubertaj ratoj nutritaj 31.8% -dika grasa dieto (n = 8). 1a. Trans la FR-sesioj, estis neniu efiko de dieto, sed la dieta efiko estas manifesta kiam ratoj estas ŝanĝitaj al la PR-paradigmo. 1b. Datumoj estas ...

Efiko de Peri-Pubertala Alta Graso-Dieto sur Progresemaj Ratioj-Rendimento por Sukrozo

Efiko de modera alta grasa dieto sur metabolaj parametroj

Tuj post la fino de kondutisma testado, korpa grasa kunmetaĵo estis determinita ĉe ratoj, kiuj havis la dietan intervenon kaj kondutan paradigmon dum la semajnoj 5-8. Ratoj tiam ricevis kronikajn intravejnajn kanulojn por (konsciaj) IV-glukoz-toleremaj testoj (IVGTToj). Poste, fina plena fastado kaj serumo estis akiritaj por aldonaj metabolaj mezuroj. Kiel montrite en tablo 3, ne estis diferencoj en korpa konsisto, korpa pezo, rapidaj insulinoj aŭ glukozaj mezuroj, insulin-sentiveco (HOMA-kalkulo) aŭ respondoj al la IVGTT, inter la chow-manĝitaj kaj altaj grasaj dietoj. Fina fina leptino kaj triglicerida mezurado ne diferencis inter la du grupoj. Tiel, kvankam la dieta traktado havis gravan efikon al instigo por sukerozo, ĝi reflektas kondutan respondon en altaj grasigitaj ratoj pre-obesaj.

Efiko de modera alta grasa dieto sur homeostatika kaj rekompenca neŭkemio de CNS

Aldone al finaj metabolaj mezuradoj, cerboj de la kohorto, kiuj havis ambaŭ dietan intervenon kaj kondutan trejnadon dum semajnoj 5-8, estis mezuritaj por profiloj de amina kerno (n = 4 laŭ dieta grupo) aŭ mRNA-niveloj de hipotalamaj oreksigenaj peptidoj. Kiel montrite en tablo 4, estis neniu signifa efiko de la alta grasa dieto sur dopamino, norepinefrino, aŭ serotonina metabolitoj en la kerno accumbens, centra loko de rekompenco kaj instiga agado (Ikemoto & Panksepp, 1996; Kelley & Berridge, 2002) en kiu ĉiu el ĉi tiuj neŭrotransmisiaj sistemoj ludas ŝlosilan reguligan rolon. Ene de hipotalamaj ekstraktoj, mRNA-niveloj de la oreksigenaj peptidoj, NPY, AGRP kaj orexin estis mezuritaj. Forta sed nesignifa tendenco por pliigita AGRP ĉe la grasaj ratoj estis observita en ĉi tiu kohorto (n = 8 por ambaŭ dietoj); ni do ripetis la dieton / konduttrejnan paradigmon en plia kohorto kaj mezuris NPY, AGRP kaj oreksinan mRNA en la hipotalamo. En la kombinitaj kohortoj, ni observis signifan (p <0.05) pliiĝon de AGRP-mRNA en ratoj nutritaj kun alta grasa dieto kontraŭ ĉow-kontroloj (figuro 2), sed neniu signifa ŝanĝo en NPY aŭ orexin-esprimo. Por taksi eblajn ligojn inter AGRP-esprimo kaj memadministra konduto, ni mezuris cFos kaj AGRP-imunopozitivajn neŭronojn en la mediobasal hipotalamo. Grupoj de ratoj nutris la grasan dieton aŭ 31.8% grasan dieton; iuj estis prenitaj per la memadministra protokolo (semajnoj 5-8) kaj aliaj estis pritraktitaj kiel kondutaj kontroloj. Figuro 3a montras ekzemplon de kun-lokalizado de cFos kaj AGRP en arka nukleo-neŭrono. Kiel resumite en tablo 5, aktivigo de AGRP-neŭronoj (kunesprimo de cFos-ICC kaj AGRP-ICC ene de la samaj ĉeloj) estis asociita kun memadministra aktiveco. Ĉi tio pruvas en Figuro 3b, kie la nombro de aktivigitaj (cFos-pozitivaj) neŭronoj estas montrita kiel la neŭtona ĉela nombro, aŭ kiel procento de totalaj AGRP-pozitivaj neŭronoj: estas signifa aktivigo de AGRP-neŭronoj en la ratoj mem-administrantaj sukerozon, kontraŭ la uzado-kontroloj. , en la kombinitaj dietaj grupoj. Komparado de ene-dieta traktado por la nombro de aktivigitaj neŭronoj de AGRP en la memadministra grupo vs uzado-kontroloj montris tendencon, kiu ne atingis statistikan signifon (chow, p = .078; 31.8% grasa dieto, p = .073) . Grave, ne nur ĉi tiuj datumoj ligas AGRP-neuronal-aktivadon kun memadministra konduto, sed pro la tempigo por la mezuro de cFos (90 minutojn post kiam la ratoj estis metitaj en siajn memadministrajn ĉambrojn), cFos-esprimo reflektas aktivecon de AGRP-neŭronoj en antaŭvidi aŭ ĉe la ekapero de memadministra agado. Ekzistis sensignifa tendenco por pliigita totalaj AGRP-pozitivaj neŭronoj en la memadministra grupo (vs. uzado de kontroloj, p = 0.16). En tiuj ratoj, kie levilpremo estis egalita inter la dietogrupoj, la nombro de AGRP-pozitivaj neŭronoj estis egalita. Ne estis efiko de la dieta traktado sole sur nombro de AGRP-pozitivaj neŭronoj en la kondutaj kontrolaj ratoj.

figuro 2

Efiko de 31.8% dika dieto sur meza hipotalama peptida mRNA-esprimo. Datumoj estas normaligitaj por altaj grasaj manĝitaj ratoj (n = 17) kontraŭ tiu de manĝaĵoj (n = 16). AGRP-mRNA estas signife levita (p <0.05).

figuro 3

Aktivigo de AGRP-neŭronoj je la ekapero de sakrosa memadministrado. 3a. Kuntekniĝo de cFos kaj AGRP en arka nukleo-neŭrono, 60x-grandigo. 3b. Nombro de aktivigitaj (cFos-imunopositivaj) AGRP-imunopozitivaj neŭronoj en la duona basala hipotalamo ...

Nucleus Accumbens Amine Metabolitoj

Agrp Neŭrona Aktiveco: Dieta kaj Kondutila Traktado

Efiko de AGRP-administrado sur sukeroza instigo

Nia interpreto de ĉi tiu trovo estas, ke AGRP-esprimo ĉe la pubertaj ratoj estas ŝlosila mekanismo sub la plibonigita sukera administrado de la grasaj dietaj ratoj. Por konfirmi la efikecon de AGRP por pliigi instigon por sukerozo, AGRP estis administrita tra la tria ventriklo al raŭkaj pubertaj ratoj dum chow dum la porcio de la PR de la konduta paradigmo. Ĉi tiu doza reĝimo de AGRP estis sub-sojlo por stimulado de konsumado de kokaĵoj dum la du semajnoj da PR-paradigmo, sed rezultigis signife pliigitan sukerozan memadministradon, kiel montrite en figuro 4. (Rimarku, ke ĉiu sukerkena rekompenco havas kalorian enhavon de 0.1 kcal, tial la mem-administrada aktiveco en sukerozo kontribuas negravajn kaloriojn al la tuta ĉiutaga konsumado.) tablo 6 montras datumojn pri mem-administraj parametroj tra la 9-taga PR-paradigmo, kun AGRP aŭ aCSF injektita ICV en Tagoj 2, 5, kaj 8. En AGRP-traktitaj ratoj, la nombro de aktivaj levilaj premiloj plialtiĝis signife tra PR-tagoj 2-10 (p = 0.03), kaj en ne-injektaj tagoj (p = 0.048) kun tendenco al pliiĝo sur la (averaĝe) injektotagoj. Plie, Ĉesi Tempo (kiu reflektas la tutan tempon pasigitan en la memadministra tasko) estis signife pliigita en ne-injektaj tagoj (p = 0.02) kun tendencoj al kresko entute, kaj en injektaj tagoj. La nombro de sukeroza rekompenco pliigis entute PR-Tagojn 2-10 (p = 0.03). Ne estis efiko de AGRP-traktado sur neaktiva levilpremo, kompare kun aCSF-traktitaj kontroloj, aŭ inter injektaj kaj ne-injektaj tagoj. La rezultoj subtenas interpreton de daŭra efiko de AGRP por pliigi sakrosan mem-administradon: ratoj premis pli sur la rekompencan levilon, ricevis pli da sukeroza rekompenco kaj pasigis pli da tempo okupita pri la tasko.

Tria ventrikula (ICV) AGRP (0.01 nmol) stimulas sukerozan memadministradon en la PR-paradigmo, sed havas nenian efikon al ĉiutaga konsumado de manĝaĵoj tra la studperiodo (PR Days 2 — 10, kun injektoj en Tagoj 2, 5, kaj 8) . AGRP (n = 9) datumoj estas esprimitaj ...

Efiko de ICV AGRP vs. aCSF sur Progresemaj Ratioj-Rendimento por Sukrozo

Efiko de vivdaŭro sur prefero kaj instigo por sukerozo

En la fina eksperimento, ni taksis, ĉu instigo por sukerozo diferencas inter pubertaj kaj plenkreskaj ratoj. Komence, 5-kaj 10-wk maljunaj ratoj ricevis teston de sakrosa prefero kun elektoj de solvoj, kiuj iras de 0 ĝis 20% sukroso, antaŭ komenci mem-administradan testadon kaj trejnadon. Kiel montrite en Figuro 5a, kaj konforme al trovoj raportitaj en la literaturo, la antaŭ-pubertaj ratoj ŝajnis preferi pli dolĉan solvon ol la junaj plenkreskaj ratoj: la plej multaj antaŭ-pubertaj ratoj havis pintan konsumon de 20% sukrosa solvo, dum la plenkreskaj ratoj montris pintan konsumon de 15% sukroso. Poste ambaŭ grupoj de aĝo estis dividitaj inter rato-kokido kaj alta grasa dieto dum la memadministra trejnado kaj testado. Okazis malgranda sed statistike signifa kresko de la nombro de aktivaj levilpremiloj fare de la peri-pubertaj vs. plenkreskaj ratoj (45 ± 3 vs. 37 ± 2, p = 0.05) averaĝe tra la FR-sesioj, sen diferenco en nombro de sukeroza rekompenco aŭ nombro de gazetaroj sur la neaktiva levilo. Kiel montrite en Figuro 5b, estis tre signifa entuta efiko de aĝo, tra la PR-sesioj, kun signife pliigita aktiva levilo premanta por la pubertaj (n = 15) vs junaj plenkreskaj (n = 14) ratoj (2-maniero ANOVA, PRDay × aĝo; efiko de aĝo, p = 0.017, neniu sendependa efiko de PRDay, neniu signifa interago). Estis tendenco por pli granda efiko de aĝo en la alta grasa dieta nutraĵo sed ĉi tio ne atingis statistikan signifon (p = .13). tablo 7 listigas kondutajn parametrojn de PR: aldone al pliigitaj aktivaj levilpremiloj, peri-pubertaj ratoj ricevis signife pli da sukroza rekompenco, kaj montris tendencon al pliigita halttempo. Plie, la peri-pubertaj ratoj havis malgrandan sed signifan kreskon de gazetaro sur la neaktiva (t.e., ne rekompencanta) levilo, kvankam por kaj peri-pubertaj kaj plenkreskaj ratoj, la nombro de neaktivaj levilaj gazetaroj estis proksimume 10% de la nombro. de aktivaj levilaj gazetaroj. Ĉi tiuj rezultoj sugestas, ke peri-pubertaj ratoj preferas kaj pli avide serĉos dolĉajn gustajn manĝaĵojn, kaj la efiko eble pligrandiĝas kun fono de alta grasa dieto.

figuro 5

Junulaj ratoj pliigis instigon por sakrosa rekompenco kompare kun plenkreskaj ratoj. 5a. Testoj pri prefero de sukero por junaj (peri-pubertaj, n = 15) kaj junaj plenkreskaj (n = 14) ratoj. Ratoj havis 30-min por trinki el la gamo de koncentriĝoj (0-20% sukroso). ...

Efiko de aĝo sur Progressive Ratios Performance^a por Sukrozo

diskuto

La ĉefa trovo de ĉi tiu studo estas, ke modere alta grasa dieto konsumita dum la peri-puberta periodo (ĝuste antaŭ, dum, kaj ĝuste post la transiro al pubereco) signife pliigis la motivon por sukrozaj solvoj. Ĉi tiu trovo konformas al nia antaŭa, simila observado ĉe plenkreskaj ratoj (Figlewicz et al., 2006). En ĉi tiuj bestoj, kaj en pliaj aĝaj kaj kuracantaj kohortoj, ni determinis per vasta metabola karakterizado, ke la ratoj estis ne obesaj aŭ antaŭ-obesaj kaj ne periferiajn insulin-rezistemajn. Ni tamen ne povas forĵeti la eblecon, ke la ratoj havis CNS-lokan reziston kontraŭ la agoj de insulino aŭ leptino. Ambaŭ ĉi tiuj hormonoj kontribuas al CNS-specifa modulado de manĝaĵa rekompenco (Davis, Choi, & Benoit, 2010; Davis et al., 2011a; Figlewicz & Sipols, 2010).

En subaro de ratoj, ni mezuris aminajn neurotransmisilojn kaj rilatajn metabolitojn en la kerno accumbens, kiu ricevas pezan investon de dopaminergiaj projekcioj de la mezkerno, kaj estas konsiderata ŝlosila kaj centra CNS-ejo por la mediacio de rekompenco kaj motivita konduto (Ikemoto & Panksepp, 1996; Kelley & Berridge, 2002). Ni observis neniun ŝanĝon en absolutaj niveloj aŭ kialoj de iu el ĉi tiuj transmisiaj metabolitoj, kio sugestas, ke ŝanĝita katenolaminergia aŭ serotonergia agado ene de la kerno akomensaj ne estas primara aŭ grava CNS-mekanismo sub la pliigita motivado de sakrosa. Ĉi tio konformas al la lastatempa raporto Davis et al. [2011 b], kiu pruvis ĉe plenkreskaj ratoj, ke ICV AGRP pliigas dopaminan turniĝon en la media prefrontal-kortekso, sed ne la kerno accumbens. Plue, ni observis neniun "kondutan transprenon" de la dieto kiam testite ĉe ratoj tuj post la pubereco, kiel junaj plenkreskuloj. Ĉi tiu kontraste al la trovoj de Bolaños kaj aliaj, ambaŭ de kondutaj kaj katecolaminergiaj parametroj, en plenkreskaj ronĝuloj traktataj kun metilfenidato (Bolaños et al., 2003; Bolaños, Glatt, kaj Jackson, 1998; Brandon, Marinelli, Baker, & White, 2001; Brandon, Marinelli, & White, 2003). Ĉi tio verŝajne estas pro la rekta celado de dopaminergiaj neŭronoj per metilfenidato, kaj eble ankaŭ funkcias tempopunkto de la dieta interveno kaj tempo de testado de bestoj. Finfine, ni eble ne observis transprenajn efikojn, ĉar en ĉi tiu studo, primara loko de dieta efiko ŝajnas esti la meza hipotalamo.

En ĉi tiu studo, tri linioj de evidenteco subtenas ŝlosilan rolon por la meza hipotalamika neuropeptida AGRP en la pliigita mem-administrado de sukrozo en la ratoj kun alta grasa dieto. Unue, ni observis kreskon de AGRP-esprimo (mRNA) en eltiraĵoj de tuta hipotalamo ĉe ratoj nutritaj al la 31.8% -dika grasa dieco rilate al chow-kontroloj. Tamen, oreksaj mRNA kaj NPY-mRNA-niveloj ne estis ŝanĝitaj. Tiel, la efiko de la alta grasa dieto / kondutisma paradigmo ŝajnas esti specifa por AGRP, kaj ne ĝeneraligita al oreksigenaj neuropeptidoj. Ĉi tio emfazas rolon por AGRP en instigo por aŭ serĉado de manĝaĵoj, kaj kongruas kun kelkaj lastatempaj raportoj en la literaturo (diskutita sube). Nia lastatempa laboro pruvis ŝlosilan rolon de meza hipotalamika aktivado en asocio kun PR-agado en nia instiga paradigmo, kun pliigita cFos-esprimo en pluraj mezaj hipotalamaj kernoj (Figlewicz et al., 2011). Ni ankaŭ identigis la ARC kiel ŝlosilan regionon por la efiko de (ekzogena) insulino malpliigi sukerozan memadministradon (Figlewicz et al., 2008). La ARC enhavas neŭronojn AGRP / NPY (Broberger et al., 1998; Hahn, Breininger, Baskin, kaj Schwartz, 1998) kiuj agas ene de la meza hipotalamo por stimuli nutradon per multoblaj mekanismoj. En ĉi tiu studo, imunokitoocheemia kvantigo de aktivigitaj neŭronoj AGRP pruvis kreskon de cFos / AGRP-neŭronoj en ratoj, kiuj estis trejnitaj por mem-administri sukrozon, kompare kun ne-trejnitaj kondutaj kontroloj. Ĉi tiu estas dua alproksimiĝo kondukanta al la interpreto, ke AGRP-neurona aktivado kontribuas al (apero de) sukosa memadministrado. Ambaŭ pli fruaj kaj pli freŝaj studoj asociis AGRP-esprimon kaj agon kun preferinda konsumado de graso, ĉu kiel dieto (Hagan et al., 2000) aŭ kadre de instiga paradigmo (Tracy et al., 2008); kaj en plenkreskaj ratoj ICV AGRP prefere kondiĉas lokan preferon al graso (Davis et al., 2011b). Lastatempaj studoj uzantaj celitajn molekulajn teknikojn, kiuj permesas specifan aktivadon de AGRP-neŭronoj en musoj (Aponte, Atasoy, & Sternson, 2011; Krashes et al., 2011) konfirmis, ke AGRP forte stimulas nutradon, pliigas manĝ-serĉadon kaj malpliigas energian elspezon. Estas interese rimarki, ke en la eksperimentaj grupoj nutritaj kun alta grasa dieto, totala kaloria konsumado estis signife pli malalta kompare kun la kontrolitaj ratoj kun neŭtrigitaj ratoj (tablo 8), kio kongruus kun endogena AGRP-efiko por malpliigi energian elspezon. Ĉi tiuj efikoj konformas al la pli fruaj trovoj de Hagan et al. [2000], ke ekzogenaj AGRP-efikoj sur iuj aspektoj de energia ekvilibro povas esti sufiĉe longaj. Tiel, kiel tria alproksimiĝo, niaj rezultoj montrante pliigitan mem-administradon de sukarosa per (chow-alimentitaj) pubertaj ratoj donitaj al ICV AGRP same sugestas agon daŭran. La specifa kresko de AGRP-mRNA-esprimo ĉe ratoj nutritaj al la alta grasa dieto dum kvar semajnoj konformas al la lastatempa esplorado de Kaushik kaj kolegoj [2011] kiu ligas ekzogenajn grasajn acidojn, grasajn acidajn generitajn intracelularojn, kaj pliigis esprimon AGRP en hipotalamaj neŭronoj. Tiel, aldono de oleika aŭ palmitika acido al kulturitaj hipotalamaj ĉeloj rezultigis pliigitan AGRP-esprimon. Dum la dieto, kiun ni uzis, pliigis stearikan, palmitan kaj oleikan acidon, ne eblas scii, ĉu ĉi tiuj grasaj acidoj estas pliigitaj en la en vivo hipotalamaj medioj, ĉu iliaj lokalizitaj koncentriĝoj respondus al la dieta grasa acida profilo, kaj ĉu unu aŭ pluraj el tiuj specife kondukus al pliigita AGRP-esprimo. Tamen ĝi tentas konjekti, ke dietaj subkomponentoj povas kontribui al pliigita instigo por dolĉaĵoj per primara ago ĉe la meza hipotalamo.

Eksperimentaj Protokoloj: Kcal Konsumita

Nia studo pruvas, ke junaj ratoj pliigis motivon por sukerozo kompare kun plenkreskaj ratoj. Ĉi tio ŝajnis tra la tuta tempo de PR-memadministrado, kaj ekzistis tendenco por la alta grasa dieto por plibonigi la aĝan efikon. Eblas, ke ĉi tio ne atingis statistikan signifon pro la relative malgrandaj grupaj grandecoj; tiel, la datumoj sugestas, ke ĉe pubertaj bestoj (kaj eble homoj) modere levitaj grasoj en la dieto povas kontribui al plibonigitaj serĉantaj kondutoj por akiri dolĉigitajn trinkaĵojn aŭ manĝaĵojn. De socia perspektivo, ĝi emfazas la neceson prunti atenton al la grasa ero de la dietoj de "junuloj", aŭ ne nur pro rektaj, negativaj metabolaj konsekvencoj de troa dieta graso, sed ankaŭ ĉar ĝi povas kontribui al kondutoj rezultantaj. en plibonigita konsumado de sukeroj. Kiel lastatempe reviziita de Stanhope [2012], kunagado de sukeroj kun graso povas havi konsiderindajn negativajn metabolajn konsekvencojn. Alta kombinaĵo en grasoj / sukero en homoj ankaŭ estas relative malpli satiga dieto (Drewnowski, 1998). Kun la kresko de efiko de diabeto (Cizza, Brown, & Rother, 2012) kaj grasa hepato (Kohli et al., 2010) okazanta en la infana loĝantaro, la graveco de sana kaj ekvilibra dieto en juneco estas klara. Ni observis signifan kreskon de gazetaro sur la neaktiva levilo ĉe la pubertaj ratoj (kontraŭ plenkreskaj ratoj), kvankam la nombro de la levilaj gazetaroj estis ankoraŭ tre malalta. Eblas, sed ŝajnas neprobabla, ke la plibonigita aktiva levilpremo povus esti konsiderata kiel ne specifa efiko de entuta agado, ĉar plej multaj aktivecoj estis celitaj al la aktiva levilo. Kvankam la efektiva nombro de neaktivaj levilaj gazetaroj estis pliigita, la proporcio rilate al aktivaj levilaj gazetaroj estis komparebla inter peri-pubertaj kaj plenkreskaj ratoj, kaj la pliigitaj levilaj gazetaroj eble reflektas la pli longan aktivan tempon en la mem-administraj ĉambroj. En malsama paradigmo (iom da manĝa limigo, uzo de manĝaĵaj buletoj anstataŭ dolĉa rekompenco, kaj FR1-horaro) Sturman, Mandell kaj Moghaddam [2010] lastatempe raportis ŝanĝitan instrumentan agadon en adoleskaj vs plenkreskaj ratoj. Ili observis neniun diferencon en nosepokoj, kiuj liveris manĝaĵojn, inter junaj kaj plenkreskaj ratoj. Tamen ili observis pliigitan persisteman konduton dum formorto ĉe la junaj ratoj. Kunigitaj, la du studoj emfazas influon de aĝo kaj evolua stadio pri instigo por manĝo, konforme al la rapida kresko de pubertaj ratoj. En ĉi tiu studo ni taksis virojn, sed ne inajn, ratojn. Nuntempe ekzistas limigitaj studoj, kiuj komparas viran kaj inan ratojn en paradigmo de manĝaĵa motivado, kaj sistema takso dum la puberta periodo. Oni devas rimarki, ke en la studo de (homaj) adoleskantoj, Coldwell kaj kolegoj (2009) observis asocion inter markilo de kresko, kaj ne gonadaj steroidoj en si mem. Tamen, seksaj efikoj en ĉi tiu aĝa grupo meritas plian esploron.

Konklude, niaj studoj pruvas pliigitan motivon por sukerozo en pubertaj ratoj kompare kun plenkreskuloj, kaj tio plifortiĝas per aliro al modere alta grasa dieto. La efiko de alta grasa dieto sur sukeroza instigo povas esti mediaciita de pliigita AGRP-agado en la meza hipotalamo. Ĉi tio estas plua pruvo de la forta intrinseka CNS-funkcia konektebleco de cirkvitoj, kiuj reguligas energian homeostazon per cirkvitoj, kiuj reguligas rekompencon kaj instigon. La plibonigo de instigo al sukerozo per modere alta grasa dieto antaŭas metabolajn malordojn kaj antaŭan obezecon kaj sugestas, ke konduto povas komence kaŭzi metabolajn ŝanĝojn, anstataŭ inverse. Ingestado de alta graso, kaj fruktosaj enhavaj dolĉaj manĝaĵoj, kune kontribuus al metabola profilo kiu havas altan riskon por kaj tipo2-diabeto kaj kardiovaskula malsano. Ĉi tiuj trovoj emfazas la gravecon fokusiĝi sur manĝokutimoj kaj dieto dum pubereco, ĉar ili estas tuŝitaj ne nur de sociekologiaj influoj, sed ankaŭ de neŭkemiaj kaj kondutaj ĝustigoj de CNS kiel besto aŭ homaj transiroj dum periodo de multoblaj maturiĝaj ŝanĝoj por la akiro. de reprodukta kompetenteco.

Modera alta grasa dieto pliigas motivon por sukerozo en plenkreskaj ratoj.
En ĉi tiu studo, alta grasa dieto pliigas sukerozan motivon en peri-pubertaj ratoj.
Per-pubertaj ratoj pliigis sukerozan motivon kompare kun plenkreskuloj.
La pliigita sukeroza instigo povas esti mediaciita per hipotalamo AGRP.
Konkludo: Alta grasa dieto pelas motivon por dolĉaĵoj sendepende de la obezeco.

Dankojn

Ĉi tiu esplorado estis subtenita de NIH-subvencio DK40963. Dianne Figlewicz Lattemann estas Altranga Scienca Kuracista Sciencisto, Biomedicina Laboratoria Esplorprogramo, Sekcio de Veteranaj Aferoj Puget Sound Health Care System, Seatlo, Vaŝingtono. Stephen Benoit estis subtenita de NIH DK066223 kaj Ethicon Endosurgery Inc. La aŭtoroj dankas D-ron Tami Wolden-Hanson pro subteno kun mezuradoj de korpokombino; D-ro William Banks kaj Lucy Dillman por subteno kun la trigliceridaj mezuradoj; kaj Amalie Alver, kaj Samantha Thomas-Nadler por helpo kun la kondutaj studoj.

Referencoj

Andersen SL, Teicher MH. Streso, sentemaj periodoj kaj maturigaj eventoj en adoleska depresio. Tendencoj en Neŭroscienco. 2008; 31: 183 – 191. [PubMed]
Aponte Y, Atasoy D, Sternson SM. AGRP-neŭronoj sufiĉas por orkestri nutradan konduton rapide kaj sen trejnado. Naturo-Neŭroscienco. 2011; 14: 351 – 355. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Barnes MJ, Argyropoulos G, Bray GA. Prefero por alta grasa dieto, sed ne hiperfagio post aktivigo de mu-opioidaj riceviloj estas blokita en musaj frapoj de AgRP. Esploro de Cerbo 2010; 1317: 100 – 107. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Bolaños CA, Barrot M, Berton O, Wallace-Black D, Nestler EJ. Traktado kun metilfenidato dum antaŭ- kaj periadoleskeco ŝanĝas kondutajn respondojn al emociaj stimuloj en plenaĝeco. Biologia Psikiatrio. 2003; 54: 1317 – 1329. [PubMed]
Bolaños CA, Glatt SJ, Jackson D. Subsensitiveco al dopaminergiaj drogoj en periadoleskaj ratoj: kondutisma kaj neŭkemia analizo. Disvolva Cerbo-Esploro pri Cerbo. 1998; 111: 25 – 33. [PubMed]
Brandon CL, Marinelli M, Baker LK, FJ Blanka. Pliigita reaktiveco kaj vundebleco al kokaino sekvanta al metilfenidata traktado en ratoj de adoleskanto. Neuropsikofarmakologio. 2001; 25: 651 – 61. [PubMed]
Brandon CL, Marinelli M, Blanka FJ. Adoleska ekspozicio al metilfenidato ŝanĝas la agadon de rataj cerbaj neuronaj dopaminaj neŭronoj. Biologia Psikiatrio. 2003; 54: 1338 – 1344. [PubMed]
Broberger C, Johansen J, Johansson C, Schalling M, Hokfelt T. La cerbaj cirkvitoj de neuropeptida Y / agouti-gena proteino (AGRP) en normalaj, anorektikaj, kaj monosodiaj traktitaj kun glutamato. Procedoj de la Nacia Akademio de Sciencoj. 1998; 95: 15043 – 15048. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Cason AM, Smith RJ, Tahsili-Fahadan P, Moorman DE, Sartor GC, Aston-Jones G. Rolo de oreksino / hipokretino en rekompencoserĉo kaj toksomanio: implikaĵoj por obezeco. Fiziologio kaj Konduto. 2010; 100: 419-428. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Choi DL, Davis JF, Fitzgerald ME, Benoit SC. La rolo de oreksino-A en manĝaĵa instigo, rekompenco-nutra konduto kaj manĝaĵo-induktita neuronal aktivado en ratoj. Neŭroscienco. 2010; 167: 11 – 20. [PubMed]
Cizza G, Bruna RJ, Rother KI. Kreskanta efiko kaj defioj de infana diabeto. Mini-recenzo. Revuo por Endokrinologia Esploro. 2012 epub Majo 8, 2012. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Coldwell SE, Oswald TK, Reed DR. Markilo de kresko malsamas inter adoleskantoj kun alta kontraŭ malalta sukera prefero. Fiziologio kaj Konduto. 2009; 96: 574-580. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Davis JF, Choi DL, Benoit SC. Insulino, leptino kaj rekompenco. Tendencoj pri Endokrinologio kaj Metabolismo. 2010; 21: 68 – 74. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Davis JF, Choi DL, Schurdak JD, Fitzgerald MF, Clegg DJ, Lipton JW, Figlewicz DP, Benoit SC. Leptino reguligas energian ekvilibron kaj motivon per agado ĉe apartaj neŭralaj cirkvitoj. Biologia Psikiatrio. 2011a; 69: 668 – 674. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Davis JF, Choi DL, Schurdak JD, Krause EG, Fitzgerald MF, Lipton JW, Sakai RR, Benoit SC. Centraj melanokortinoj modulas mezokortikolimbian agadon kaj manĝaĵon serĉantan konduton ĉe la rato. Fiziologio kaj Konduto. 2011b; 102: 491-495. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Davis JF, Tracy AL, Schurdak JD, Tschop MH, Clegg DJ, Benoit SC, Lipton JW. Eksponiĝo al altaj niveloj de dieta graso mildigas psikostimulan rekompencon kaj mezolimban dopaminon ĉe la rato. Konduta Neŭroscienco. 2008; 122: 1257 – 1263. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Desor JA, Beauchamp GK. Laŭlongaj ŝanĝoj en dolĉaj preferoj en homoj. Fiziologio kaj Konduto. 1987; 39: 639-641. [PubMed]
Desor JA, Greene LS, Maller O. Preferoj por dolĉaj kaj salaj en 9- al 15-jaraĝaj kaj plenkreskaj homoj. Scienco. 1975; 190: 686 – 687. [PubMed]
Drewnowski A. Energia denseco, palabileco, kaj satiro: implicoj por pezo-regado. Recenzoj pri Nutrado. 1998; 56: 347 – 353. [PubMed]
Figlewicz DP, Bennett JL, Aliakbari S, Zavosh A, Sipols AJ. Insulino agas ĉe malsamaj CNS-ejoj por malpliigi akran sukerozan manĝadon kaj sukrozan mem-administradon en ratoj. Usona Revuo pri Fiziologio. 2008; 295: R388 – R394. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Figlewicz DP, Bennett JL, Naleid AM, Davis C, Grimm JW. Intraventrikla insulino kaj leptino malpliigas sakarozan memadministradon ĉe ratoj. Fiziologio kaj Konduto. 2006; 89: 611-616. [PubMed]
Figlewicz DP, Bennett-Jay JL, Kittleson S, Sipols AJ, Zavosh A. Sukrosa mem-administrado kaj CNS-aktivado en la rato. Am J Physiol. 2011; 300: R876 – R884. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Figlewicz DP, Ioannou G, Bennett Jay J, Kittleson S, Savard C, Roth CL. Efiko de modera konsumado de dolĉigiloj sur metabola sano en la rato. Fiziologio kaj Konduto. 2009; 98: 618-624. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Figlewicz DP, Sipols AJ. Energiaj reguligaj signaloj kaj manĝa rekompenco. Farmakologio, Biokemio kaj Konduto. 2010: 97: 15-24. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Frangioudakis G, Gyte AC, Loxham SJ, Poucher SM. La testo intravejena al glukozo en kanulataj Wistar-ratoj: Fortika metodo por la dumviva takso de sekrecio de insulino stimulita al glukozo. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 2008; 57: 106 – 113. [PubMed]
Hagan MM, Rushing PA, Pritchard LM, Schwartz MW, Strack AM, Van Der Ploeg LHT, Woods SC, Seeley RJ. Longtempaj oreksigenaj efikoj de AgRP- (83-132) implikas mekanismojn krom blokocortin-ricevilo-blokado. Usona Revuo pri Fiziologio. 2000; 279: R47 – R52. [PubMed]
Hahn TM, Breininger JF, DG Baskin, Schwartz MW. Kunpremado de Agrp kaj NPY en rapidum-aktivigitaj hipotalamaj neŭronoj. Naturo-Neŭroscienco. 1998; 1: 271 – 272. [PubMed]
Hodos W. Progresema rilatumo kiel mezuro de rekompenca forto. Scienco. 1961; 134: 943 – 944. [PubMed]
Ikemoto S, Panksepp J. Dispartiĝoj inter apetitaj kaj konsumaj respondoj per farmacologiaj manipuladoj de rekompencaj cerbaj regionoj. Konduta Neŭroscienco. 1996; 110: 331 – 345. [PubMed]
Jewett DC, Cleary J, Levine AS, Schaal DW, Thompson T. Efektoj de neuropeptida Y, insulino, 2-deoxyglucose, kaj manĝaĵa senrajtigo sur manĝ-motivita konduto. Psikofarmakologio. 1995; 120: 267 – 271. [PubMed]
Kaushik S, Rodriguez-Navarro JA, Arias E, Kiffin R, Sahu S, Schwartz GJ, Cuervo AM, Singh R. Aŭtofagio en hipotalamikaj neŭron AgRP reguligas manĝaĵon kaj energian ekvilibron. Ĉela Metabolismo. 2011; 14: 173 – 183. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Kelley AE, Berridge KC. Neŭroscienco pri naturaj rekompencoj: graveco por dependiga medikamentoj. Neurnalo de Neŭroscienco. 2002; 22: 3306-3311. [PubMed]
Kelley SP, Nannini MA, Bratt AM, Hodge CW. Neuropeptido-Y en la paraventricula kerno pliigas etanol-memadministradon. Peptidoj. 2001; 22: 515 – 522. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Kohli R, Boyd T, Lago K, Dietrich K, Nikolao L, Balistreri WF, Ebach D, Shashidkar H, Xanthakos SA. Rapida progresado de NASH en infanaĝo. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition. 2010; 50: 453 – 456. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Krashes MJ, Koda S, Ye CP, Rogan SC, Adams AC, Cusher DS, Maratos-Flier E, Roth BL, Lowell BB. Rapida reveni-reversebla aktivado de AgRP-neŭronoj pelas manĝan konduton en musoj. Ofurnalo de Klinika Enketo. 2011: 121: 1424-1428. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Mennella JA, Pepino MIA, Reed DR. Genetikaj kaj mediaj determinantoj de amara percepto kaj dolĉaj preferoj. Pediatrio. 2005; 115: 216 – 222. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Myers KP, Sclafani A. Disvolviĝo de lernitaj gustaj preferoj. Disvolva Psikobiologio. 2006; 48: 380 – 388. [PubMed]
Nacia programo pri aplikado pri kancero. Fontoj de kalorioj el aldonitaj sukeroj inter la usona Loĝantaro, 2005-06. Ĝisdatigita 21 Decembro 2010. [Alirita 21 septembro 2011]; 2010 Havebla de: http://riskfactor.cancer.gov/diet/foodsources/added_sugars/
Nixon JP, Zhang M, Wang CF, Kuskowski MA, Novak CM, Levine JA, Billington CJ, Kotz CM. Taksado de kvanta magneta resonanca bildiga sistemo por analizo de tuta korpa kunmetaĵo en ronĝuloj. Obezeco. 2010; 18: 1652 – 1659. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Ogden CL, Carroll MD. Divido de Enketaj Ekzamenoj pri Sano kaj Nutrado. Prevaloro de obezeco inter infanoj kaj adoleskantoj: Usono, tendencoj 1963-1965 tra 2007-2008. [Alirita 21 septembro 2011]; Sano E-Stat. 2010 2010 Havebla de: http://www.cdc.gov/nchs/fastats/overwt.htm.
Paxinos G, Watson C. Atlaso de la cerbo de rato en stereotaksaj koordinatoj. 5th. San-Diego CA: Elsevier Akademia Gazetaro; 2005
Richardson NR, Roberts DC. Progresemaj raportaj horaroj en drogaj memadministradaj studoj ĉe ratoj: metodo taksi plifortigan efikecon. Journal of Neuroscience Methods. 1996; 66: 1 – 11. [PubMed]
Roitman MF, Stuber GD, Phillips PE, Wightman RM, Carelli RM. Dopamino funkcias kiel subsekunda modulatoro de serĉado de nutraĵoj. Revuo por Neŭroscienco. 2004; 24: 1265 – 1271. [PubMed]
Rossi M, Kim M, Morgan D, Malgranda C, Edwards C, Sunter D, Abusnana S, Goldstone A, Russell S, Stanley S, Smith D, Yagaloff K, Ghatei M, Bloom S. A C-fina fragmento de Agouti- Rilata proteino pliigas nutradon kaj antagonigas la efikon de stimulanta hormono alfa-melanocito en vivo. Endokrinologio. 1998; 139: 4428 – 4431. [PubMed]
Stanhope KL. Rolo de fruktosaj enhavantaj sukeroj en la epidemioj de obezeco kaj metabola sindromo. Ĉiujaraj Recenzoj de Medicino. 2012; 63: 329 – 343. [PubMed]
Sturman DA, Mandell DR, Moghaddam B. Adoleskantoj elmontras kondutajn diferencojn de plenkreskuloj dum insturmetala lernado kaj formorto. Konduta Neŭroscienco. 2010; 124: 16 – 25. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Tracy AL, Clegg DJ, Johnson JD, Davidson TL, Woods SC. La melanocortina antagonisto AgRP (83-132) pliigas apetiton respondante grasan, sed ne karbonhidratan, plifortigilon. Farmakologio Biokemio, kaj Konduto. 2008; 89: 263 – 271. [PMC libera artikolo] [PubMed]
Vartanian LR, Schwartz MB, Brownell KD. Efikoj de konsumo de trinkaĵoj sur nutrado kaj sano: sistema revizio kaj metaanalizo. Usona Revuo pri Publika Sano. 2007; 97: 667 – 75. [PMC libera artikolo] [PubMed]