Después de consumir en exceso una solución de sacarosa, la privación de alimentos induce ansiedad y desequilibrio de dopamina / acetilcolina (2008)

. Manuscrito del autor; Disponible en PMC 2015 Mar 10.

Publicado en forma final editada como:

PMCID: PMC4354893

NIHMSID: NIHMS669562

Resumen

El consumo excesivo de azúcar puede activar las vías neuronales de manera similar a tomar drogas de abuso, lo que resulta en signos relacionados de dependencia. Los experimentos actuales prueban si las ratas que han estado bebiendo la sacarosa y luego en ayunas muestran signos de abstinencia similar a los opiáceos. Las ratas se mantuvieron en la privación de 12-h seguido de acceso de 12-h a una solución de sacarosa 10% y comida durante los días de 28, luego se mantuvo en ayunas durante 36 h. Estos animales pasaron menos tiempo en el brazo expuesto de un laberinto elevado en comparación con un grupo ad libitum chow igualmente privado, lo que sugiere ansiedad. La microdiálisis reveló un aumento concomitante en la acetilcolina extracelular y una disminución en la liberación de dopamina en la capa del núcleo accumbens. Estos resultados no parecían deberse a hipoglucemia. Los hallazgos sugieren que una dieta de atracones de sacarosa y chow seguida de ayuno crea un estado que implica ansiedad y alteración del equilibrio de dopamina y acetilcolina de accumbens. Esto es similar a los efectos de la naloxona, lo que sugiere la abstinencia de tipo opiáceo. Esto puede ser un factor en algunos trastornos de la alimentación.

Palabras clave: Atracones, dopamina, acetilcolina, microdiálisis, Nucleus accumbens, atracones

La retirada es un factor en la etiología de la adicción a las drogas []. Le Magnen [] encontró que la naloxona, un antagonista opioide, produjo signos de abstinencia similares a los opiáceos en ratas alimentadas con una dieta de estilo de cafetería apetecible. De manera similar, las ratas mantenidas en una dieta para inducir la ingesta diaria de azúcar también muestran signos de abstinencia similar a los opiáceos en respuesta a la naloxona []. Estas ratas muestran signos somáticos de abstinencia, ansiedad en la parte superior del laberinto y disminución de la dopamina extracelular (DA) con un aumento de acetilcolina (ACh) en el núcleo accumbens (NAc). Si bien el uso de un antagonista opioide es importante para comprender los mecanismos neuronales subyacentes de una conducta, es diferente a la situación natural. La abstinencia o la abstinencia espontánea emergente es más realista y refleja a los animales en la naturaleza o la condición humana durante una hambruna o una dieta severa.

La mera abstinencia de una droga de abuso es suficiente para provocar signos de abstinencia y comportamiento bioquímicos. Las ratas que se abstienen de la morfina muestran signos de abstinencia como temblores y batidos de perros mojados [,]. Estos comportamientos se combinan con cambios en el sistema DA, incluida una disminución del D estriado.1 y D2 mRNA del receptor [], disminución de DA extracelular en la NAc [,] y un aumento de accumbens ACh [].

De manera similar, la privación de alimentos sabrosos puede dar como resultado signos de comportamiento de abstinencia de tipo opiáceo. Las ratas mantenidas previamente en una dieta con acceso intermitente al azúcar muestran comportamientos indicativos de un estado de abstinencia cuando se eliminan los alimentos y / o el azúcar para 24 o 36 h [,]. Además, se ha demostrado que la privación de alimentos mejora el comportamiento reforzado con drogas, lo que sugiere un vínculo entre la abstinencia de alimentos y las conductas adictivas [,].

Se desconoce si el ayuno después de una ingesta excesiva de azúcar puede alterar los niveles extracelulares de DA y ACh en la NAc. En el presente experimento, estos neuroquímicos se monitorizaron durante el ayuno con azúcar y comida sobre la teoría de que la falta de estimulación con opioides naturales causaría una interrupción similar a los efectos de la abstinencia precipitada por naloxona, específicamente una disminución en la DA y un aumento en la liberación de ACh en la concha NAc. Para complementar aún más los hallazgos de signos somáticos de abstinencia opiáceos en nuestro informe anterior [], se midió la ansiedad en el laberinto positivo y los niveles de glucosa en sangre durante el ayuno después de la ingesta de azúcar.

1. materiales y métodos

1.1. Metodos generales

Las ratas Sprague-Dawley macho se obtuvieron de Taconic Farms (Germantown, NY) o se criaron en el vivero de la Universidad de Princeton a partir de una población originaria de Taconic Farms. Las ratas se alojaron individualmente en una luz 12-h invertida: ciclo de oscuridad 12-h. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Princeton.

1.2. Experimento 1: ¿Es evidente la ansiedad al ayunar en ratas que beben azúcar?

Ratas (300 – 450 g) en el grupo experimental principal (azúcar intermitente + chow; n = 9) se mantuvieron con una dieta de privación de 12-h seguida de acceso de 12-h a una solución de sacarosa 10% (w / v) más chow estándar para roedores (LabDiet #5001, PMI, St. Louis, MO, 3.02 kcal / g) iniciar 4 h en la fase oscura cada día para los días 28 []. Un grupo de control (ad libitum chow; n = 7) se permitió acceso ad libitum al chow estándar para roedores. Todos los animales tenían agua disponible ad libitum. Otros grupos (chow intermitente y azúcar ad libitum) utilizados en los Experimentos 2 y 3 no se evaluaron para la ansiedad porque no mostraron signos de abstinencia en el comportamiento después de la naloxona o el ayuno en un informe anterior [].

En el Día 28, después de la privación habitual de 12-h, a las ratas en el grupo experimental se les negó el acceso al azúcar y el chow por un 24 h adicional. El grupo de control también fue privado para chow para 36 h. Durante este tiempo, los animales continuaron teniendo acceso libre al agua. Luego, los animales se colocaron individualmente en el laberinto elevado para 5 min utilizando la técnica de File, Lippa, Beer y Lippa []. El aparato tenía cuatro brazos, cada 10 cm de ancho por 50 cm de largo, y estaba elevado 60 cm por encima del piso. Dos brazos opuestos fueron encerrados con altas paredes opacas. Los otros dos brazos no tenían paredes protectoras. El experimento se realizó bajo luz roja. Las ratas se colocaron en el centro del laberinto y se alternaron frente a un brazo abierto o cerrado. Cada ensayo del laberinto positivo fue grabado en video y calificado por la cantidad de tiempo que pasó con la cabeza y las patas delanteras en el brazo abierto, brazo cerrado o sección media del laberinto por un observador ciego a la condición de tratamiento.

1.3. Experimento 2: ¿Las ratas que se alimentan de azúcar han alterado la liberación de DA y ACh en los accumbens mientras ayunan?

Un grupo separado de ratas (350 – 450 g) se sometió a cirugía para implantar cánulas de guía para microdiálisis. Las ratas se anestesiaron con 20 mg / kg de xilazina y 100 mg / kg de ketamina (ip) suplementada con ketamina según sea necesario (100 mg / kg, ip). Las cánulas de guía bilaterales de acero inoxidable de calibre 21 se dirigieron a la parte posterior de la cubierta accumbens medial (anterior: + 1.2 mm, lateral: 0.8 mm y ventral: 4.0 mm, con referencia a bregma, seno medio sagital y superficie del cráneo de nivel, respectivamente) utilizando un instrumento estereotáxico.

Se permitió a las ratas recuperarse de la cirugía durante al menos 1 semana. Similar a los procedimientos en el Experimento 1, un grupo experimental (n = 6) se mantuvo en la privación diaria de 12-h seguida por el acceso de 12-h a 10% de sacarosa y chow estándar para roedores, iniciando 4 h en la fase oscura, durante los días 28 para inducir el atracón (es decir, azúcar intermitente + chow). Un grupo de control se mantuvo en el mismo horario sin sacarosa (chow intermitente, n = 7), mientras que otro grupo se mantuvo en chow diario ad libitum (n = 6). En el Día 28, cada rata se movió a la cámara de microdiálisis y se insertó una sonda y se fijó en su lugar con cemento acrílico 14-16 h antes del experimento para permitir que la recuperación del neurotransmisor se estabilice. Las sondas de microdiálisis se construyeron con un tubo de vidrio de sílice (37 µm de diámetro interno, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ) dentro de un tubo de acero inoxidable de calibre 26 con una punta de microdiálisis de un tubo de celulosa sellado al final con epoxi (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, 6000 MW, 0.2 mm diámetro exterior x 2.0 mm de largo) []. Las sondas sobresalieron 5 mm de la cánula guía para alcanzar el sitio deseado en la cubierta de Accumbens. Las sondas se perfundieron con solución de Ringer tamponada (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) a un caudal de 0.5 µL / min durante el período de estabilización y a 1.3 µL / min 2 h antes y durante todo el experimento. Se añadió neostigmina (0.3 µM) a la solución de Ringer para mejorar la recuperación basal de ACh al impedir su degradación enzimática.

Cuando finalizó el último período de acceso a la sacarosa 12-h el día 28, se eliminaron el pienso, la sacarosa y el agua de todas las ratas. Se eliminó el agua para el 36 h del experimento de diálisis porque el agua potable puede alterar los niveles de referencia de DA y ACh [], lo que confundiría los resultados. Las muestras de microdiálisis se recolectaron para 1 h (muestras 3 x 20-min) después de 12, 24 y 36 h de ayuno (no hay alimentos, azúcar o agua disponibles). Cada muestra se dividió, la mitad para el análisis DA y la mitad para ACh.

1.4. Ensayos de dopamina y acetilcolina

DA y sus metabolitos 3,4-ácido dihidroxifenilacético (DOPAC) y ácido homovanílico (HVA) se analizaron mediante fase inversa, cromatografía líquida de alto rendimiento con detección electroquímica (HPLC-EC). Las muestras se inyectaron en un bucle de muestra 20-µL que condujo a una columna 10-cm con un diámetro 3.2 mm y 3 µm, C18 (Brownlee Co. Modelo 6213, San Jose, CA). La fase móvil contenía 60 mM fosfato de sodio, 100 µM ​​EDTA, 1.24 mM ácido heptanosulfónico y 5% vol / vol metanol. DA, DOPAC y HVA se midieron con un detector coulométrico (ESA Co. Modelo 5100A, Chelmsford, MA) con el potencial de acondicionamiento establecido en + 500 mV, y el potencial de celda de trabajo en −400 mV.

La ACh se midió mediante HPLC-EC de fase inversa usando un bucle de muestra de 20 µl con una columna analítica C10 de 18 cm (Chrompack Inc., Palo Alto, CA). La ACh se convirtió en betaína y peróxido de hidrógeno mediante un reactor enzimático inmovilizado (acetilcolinesterasa y colina oxidasa de Sigma, St Louis, MO y columna de Chrompack Inc., Palo Alto, CA). La fase móvil fue fosfato de potasio 200 mM a pH 8.0. Se utilizó un detector amperométrico (EG&G Princeton Applied Research, Lawrenceville, Nueva Jersey). El peróxido de hidrógeno se oxidó en un electrodo de platino (BAS, West Lafayette, IN) ajustado a 500 mV con respecto a un electrodo de referencia Ag-AgCl (EG&G Princeton Applied Research).

Tres muestras de 20-min se recolectaron en 12, 24 y 36 h de ayuno. Para cada hora, se promediaron los datos de las tres muestras. Los datos de DA y ACh se convirtieron en porcentaje del punto de tiempo de privación de 12-h para cada grupo, cuando las ratas alimentadas de forma intermitente esperaban normalmente alimentos.

1.5. Histología

Al final del experimento se realizó histología para verificar la colocación de la sonda de microdiálisis. Las ratas recibieron una sobredosis de pentobarbital sódico y cuando se anestesiaron profundamente se perfundieron intracardialmente con 0.9% de solución salina seguido de 10% de formaldehído. Los cerebros se retiraron, se congelaron y el experimentador inspeccionó las secciones a medida que se cortaban (cortes de 40 µm, comenzando por delante de los accumbens) hasta que se localizaron los sitios de las puntas de las sondas. Una vez que se visualizaron las pistas de la sonda, se trazaron utilizando el atlas de Paxinos y Watson [].

1.6. Experimento 3: ¿Hay cambios en los niveles de glucosa en la sangre debido a los atracones crónicos en la sacarosa?

Las ratas (300 – 350 g) en tres grupos se mantuvieron durante los días de 28 en (a) azúcar + chow intermitentes (privación de 12-h seguida de acceso de 12-h a una solución de sacarosa 10% y chow, comenzando 4 h en la fase oscura ; n = 10), (b) chow intermitente (privación de 12-h seguida de acceso de 12-h a chow estándar para roedores (sin sacarosa), iniciando 4 h en la fase oscura; n = 10), o (c) ad libitum chow (n = 9). Se eliminaron el alimento y el azúcar y se recogieron muestras de sangre de la cola después de 12, 24 y 36 h de privación. La sangre fue recogida de la punta de la cola por un experimentador que sujetaba suavemente al animal, mientras que otro realizó una pequeña incisión a unos 5 mm desde la punta de la cola con un bisturí estéril. La sangre se recogió en un tubo capilar, se centrifugó y luego se analizó el suero para determinar los niveles de glucosa con un metabolizador enzimático rápido Analox GM7 (Analox, Lunenburg, MA). Durante el período de acceso de 28-día, las ingestas de azúcar y chow se midieron diariamente y los pesos corporales se midieron semanalmente. Los pesos corporales también se midieron en cada punto de tiempo durante la privación.

1.7. Estadística

Se analizaron los datos del laberinto plus con un Student's despareado de una cola. t-prueba. De Cohen d, que mide el tamaño del efecto [], Y preps, lo que proporciona la probabilidad de replicación [], también se calcularon. Los datos de DA y ACh se analizaron como diferencia porcentual con respecto a la línea de base normalizada como se describió anteriormente, utilizando un ANOVA de medidas repetidas de dos vías seguido de pruebas post hoc de Tukey. Los niveles de glucosa en sangre, el peso corporal y los datos de ingesta se analizaron mediante ANOVA de medidas repetidas de dos vías.

2. Resultados

2.1. Peso corporal, consumo de azúcar y consumo de comida.

Los datos recopilados durante el período de acceso de 28 días en el Experimento 3 revelaron que las ratas con acceso compulsivo a la sacarosa aumentaron su consumo de sacarosa durante el período de exposición de días de 28 (F(27, 279) = 4.9, p <0.001; Fig. 1A), un hallazgo similar a lo que se ha mostrado en nuestros informes anteriores con sacarosa o glucosa [,]. Los datos de ingesta de Chow mostraron una diferencia significativa entre los grupos. Las ratas con acceso a azúcar intermitente comieron menos chow que los grupos ad libitum e chow intermitente (F(2,26) = 60.8, p <0.001; Fig. 1B). Sin embargo, no hubo diferencia entre los grupos en la ingesta calórica diaria total (Fig. 1C).

   

Ingesta de azúcar y chow durante el período de acceso de 28-day. A) Las ratas con azúcar + chow intermitente aumentaron su ingesta diaria total de azúcar a lo largo del tiempo. B) Las ratas con azúcar + chow intermitente comieron menos gramos de chow que el chow intermitente y ad libitum ...

No hubo diferencias en el peso corporal entre los grupos durante el período de acceso de 28-day; sin embargo, hubo un efecto del tiempo, con los tres grupos ganando peso durante los días de 28 (F(4,104) = 298.9, p <0.001). Durante las 36 h de privación, el peso corporal disminuyó con el tiempo para todos los grupos (F(2,52) = 1957.8, p <0.001), sin diferencias entre los grupos en ningún momento (12, 24 o 36 h).

2.2. Experimento 1: Índices de ansiedad del comportamiento después del ayuno en ratas que consumen azúcar.

Cuando se colocaron en el laberinto elevado para 5 min, después de 36 h de privación de alimentos, las ratas que se habían mantenido previamente en el azúcar + chow intermitente pasaron menos tiempo (18 ± 4 s, 6% del tiempo total) en el brazo abierto de el laberinto positivo en comparación con el grupo ad libitum-chow igualmente privado que no tuvo experiencia con sacarosa (34 ± 8 s, 11% del tiempo total; t(16) = 2.01, p <0.05, d = 1.03, donde 0.8 o superior se considera un tamaño de efecto grande [], Y preps = 0.87; ).

   

Porcentaje de tiempo dedicado al brazo abierto del laberinto elevado. Las ratas que previamente habían sido alimentadas con sugar + chow intermitente pasaron significativamente menos tiempo en el brazo abierto después de 36 h de ayuno en comparación con un grupo de chow ad libitum igualmente privado. ...

2.3. Experimento 2: las ratas que beben azúcares han reducido el DA extracelular y han aumentado el ACh en la capa de NAc durante el ayuno

Hubo una interacción significativa entre el grupo y el tiempo (12, 24 y 36 h privivation) (F(4,28) = 2.86, p <0.05; Fig. 3A). Después de 24 h de ayuno, la liberación de DA disminuyó a 68 ± 6% para el grupo alimentado previamente con sugar + chow intermitente, y 72 ± 5% para el grupo ad libitum chow, mientras que permaneció sin cambios para el grupo de chow intermitente (95 ± 7%) . Después de que 36 h del DA extracelular en ayunas permaneció bajo para el grupo de sacarosa + chow intermitente (61 ± 14%), y en este momento era significativamente menor que el grupo ad libitum chow (113 ± 14%, p <0.05) y grupo de comida intermitente (104 ± 15, p <0.05).

   

Extracelular DA y ACh en la NAc después de 24 y 36 h de ayuno. A) Después de 36 h de ayuno, la liberación de DA en el grupo de chow + sugar intermitente (barra negra) fue significativamente menor que el chow intermitente (barra gris) y chow ad libitum (blanco ...

No hubo diferencias entre los grupos después de 12 h de privación para DA o ACh (azúcar intermitente + chow = 1.6 ± 0.3 pg y 0.4 ± 0.1 pmol / muestra; chow intermitente = 1.5 ± 0.4 pg y 0.7 ± 0.3 pmol / muestra; libitum chow = 1.4 ± 0.3 pg y 0.7 ± 0.3 pmol / muestra; DA y ACh, respectivamente).

Después de 24 h de ayuno, los niveles de DOPAC se redujeron para todos los grupos (F(2,34) = 33.8, p <0.001). Se observó una tendencia similar, aunque no significativa, a las 36 h de ayuno. También hubo un efecto del tiempo en la liberación de HVA (F(2,34) = 6.97, p <0.001). Al igual que DOPAC y DA, HVA disminuyó a las 24 h de ayuno para todos los grupos (Tabla 1). Sin embargo, al 36 h de ayuno, HVA fue mayor para el grupo de chow + sugar intermitente (119 ± 20%), pero se mantuvo ligeramente disminuido para el chow ad libitum y los grupos de chow intermitente.

Tabla 1  

Valores para los niveles de DOPAC y HVA en el Experimento 2

La ACh extracelular cambió en dirección opuesta a la DA. Hubo una interacción significativa entre el grupo y el tiempo (F(4, 30) = 4.81, p <0.005; Fig. 3B). ACh aumentó después de 24 h de ayuno para el grupo de sacarosa + comida intermitente (115 ± 10%; p <0.05), pero no para el grupo de comida ad libitum (77 ± 13%) o el grupo de comida intermitente (90 ± 15%). Esta diferencia aumentó después de 36 h de ayuno, con un aumento de ACh para el grupo de sacarosa intermitente + comida (164 ± 14%) en comparación con los niveles observados en la comida ad libitum (97 ± 17%; p <0.05) y comida intermitente (104 ± 15%; p <0.05) grupos de control.

Tenga en cuenta que las medidas de referencia se tomaron después del primer 12 h de ayuno cuando las ratas de sucrosa + chow intermitente y chow intermitente normalmente obtendrían alimentos. Por lo tanto, el punto de tiempo de ayuno de 36-h fue exactamente 24 h después de la medida de 12-h. En este punto del ciclo circadiano, los grupos de control alimentados con chow no mostraron cambios en DA o ACh, mientras que el grupo que consumía azúcar tenía un DA significativamente alto y un ACh alto.

La histología verificó que las colocaciones de sondas se encontraban principalmente en la cáscara de la NAc ( ).

   

La ubicación de la pista de la sonda indica que las muestras de microdiálisis se tomaron predominantemente de la capa media de NAc en los planos 1.2 y 1.7 anteriores a bregma []. CPu = caudate putamen, AcbC = accumbens core, AcbSh = accumbens shell.

2.4. Experimento 3: los signos de abstinencia después del ayuno en ratas que beben azúcar no están directamente relacionados con la hipoglucemia

No hubo diferencias significativas en los niveles de glucosa en sangre entre los grupos (rango para 12 h = 5.1 – 7.8 mmol, rango para 24 h = 4.6 – 6.9 mmol, rango para 36 h = 4.2 – 6.4 mmol). Hubo, sin embargo, un efecto del tiempo, con niveles de glucosa en la sangre disminuyendo para todos los grupos a lo largo del curso de privación 36 (F(2,52) = 52.8, p <0.001).

3. Discusión

3.1. Indicaciones conductuales de ansiedad durante el ayuno en ratas que beben azúcar

El más elevado laberinto es una de las pruebas animales de ansiedad más utilizadas [,], y ha sido validado ampliamente tanto para la ansiedad general [] y la ansiedad inducida por la retirada de drogas []. Los resultados del Experimento 1 sugieren que el ayuno después de una dieta de acceso intermitente al azúcar puede provocar ansiedad según lo medido por el elevado laberinto. Las ratas que previamente habían estado bebiendo demasiado azúcar gastaron 6% del tiempo en el brazo abierto del laberinto, en comparación con 11% para el grupo ad libitum chow. Estos datos se encuentran en el rango de valores obtenidos por otros, y los resultados son similares a los que se encuentran normalmente utilizando este procedimiento [,]. Este hallazgo es similar a la disminución de la exploración del brazo abierto que se ha observado después de la retirada espontánea de la morfina []. En estudios anteriores, los animales que se mantuvieron con una dieta ad libitum de azúcar y chow no mostraron signos de ansiedad cuando se les administró naloxona, mientras que los animales que se mantuvieron con una dieta intermitente de azúcar y chow mostraron ansiedad cuando se les administró la misma dosis de naloxona []. El acceso ad libitum al azúcar tampoco ha producido otros signos conductuales de dependencia, incluida la sensibilización cruzada a la anfetamina [] y una propensión a consumir alcohol []. El acceso intermitente al azúcar produce estos comportamientos. La importancia del acceso intermitente para provocar los efectos observados se sugiere aún más en los hallazgos en los que la abstinencia de la sacarina ad libitum no dio lugar a comportamientos de tipo depresivo [], que es otro comportamiento que se puede observar durante la retirada. Dados estos estudios previos, el azúcar ad libitum no se probó en el presente experimento.

Los estudios también han demostrado que no es la administración de la dieta de sacarosa, sino la abstinencia prolongada de la dieta lo que precipita los signos de ansiedad en ratas que sacan la sacarosa. Anteriormente informamos que las ratas que consumen azúcar con el acceso diario a 12-h, seguidas de la privación de 12-h, no muestran signos somáticos de ansiedad, llamadas de socorro por ultrasonidos o ansiedad en el más elevado laberinto después del 12-h habitual, diariamente período de privación de alimentos []. Los resultados actuales confirman que la privación de 36-h causa el fenómeno de ansiedad.

El hallazgo de ansiedad durante el ayuno en el Experimento 1 es similar a los signos de abstinencia de tipo opiáceo que pueden precipitarse con el antagonista opioide, naloxona []. La sensibilidad a la naloxona en ratas que atracan azúcares sugiere una alteración en los receptores de opioides endógenos como resultado de la dieta. Esto se ha confirmado en informes que muestran que el atracón en alimentos sabrosos altera el ARNm de la encefalina y la unión del receptor μ-opioide en la NAc []. Es probable que los signos de abstinencia después de la privación que se observan en el presente estudio se deban a la falta de estimulación con opioides endógenos en los animales que consumen azúcar.

Estos resultados están de acuerdo con otros informes de signos de abstinencia similares a los de los opiáceos que siguen al ayuno, o que surgen espontáneamente, en ratas que previamente habían consumido demasiada azúcar. Además de los signos somáticos de angustia [], se han observado comportamientos agresivos y disminución de la temperatura corporal []. Estos cambios en el comportamiento y la fisiología son similares a los observados durante la abstinencia de opiáceos [,], y apoyan la teoría de que una dieta de acceso intermitente a una solución de azúcar puede dar como resultado signos de abstinencia similar a los opiáceos.

3.2. DA extracelular y ACh en los accumbens durante el ayuno en ratas que consumen azúcar

En 36 h de ayuno, en comparación con ambos grupos de control, los niveles de DA se redujeron significativamente para el grupo de azúcar + chow intermitente. Esto sugiere que la privación de alimentos y agua puede causar una pérdida del tono de DA en ratas con un historial de atracones de azúcar. Al mismo tiempo, la ACh extracelular es elevada, lo que sugiere un estado similar al de la abstinencia de opioides.

Los grupos de control no mostraron este efecto. En este punto de tiempo de 36-h, que es la misma fase del ciclo de luz / oscuridad que el punto de tiempo de 12-h, DA regresó a los niveles de referencia para el grupo ad libitum chow (Fig. 3A). Esto sugiere que el lanzamiento de DA de Accumbens en el grupo ad libitum chow siguió un ritmo diurno, como lo sugieren Paulson y Robinson []. Otros han sugerido cambios similares en el estriado [,]. Este efecto diurno no se observó con el grupo de comida intermitente, posiblemente porque la alimentación cíclica puede alterar el ritmo circadiano normal de la liberación de DA.

La disminución prolongada de la DA extracelular en el grupo de chow + sugar intermitente es similar a lo que se ha informado durante la abstinencia espontánea de la morfina [], y puede desempeñar un papel en el fomento de la restauración de la ingesta de azúcar después de la abstinencia []. Los resultados obtenidos con el grupo de chow intermitente, que mostró un cambio relativamente pequeño en la liberación de DA en cualquier momento, sugieren que la combinación de atracones de azúcar y chow, no solo chow, es importante para producir los efectos observados.

Aunque DOPAC y HVA usualmente siguen patrones similares a DA, este no es siempre el caso. En el presente experimento, DOPAC y HVA no mostraron una variación diurna como la observada con DA, y en cambio permanecieron reprimidas con el tiempo. Aunque otros han reportado fluctuaciones circadianas en estos metabolitos en el NAc [], no tenemos conocimiento de ningún documento que haya medido estos niveles durante el ayuno para 36 h. Por lo tanto, en el presente experimento, el ayuno puede haber afectado el metabolismo de la DA en el grupo de control de Chow.

Los niveles de ACh mostraron una diferencia significativa entre los grupos después de 36 h de ayuno. ACh en la NAc ha sido implicado en el comportamiento ingestivo [] y la saciedad en particular [], y cuando DA es bajo, ACh puede fomentar la aversión [,]. El aumento significativo de ACh observado en las ratas de chow + sugar intermitentes durante el ayuno en el presente experimento puede corresponder a los aspectos negativos de ser privado de la recompensa. Los estudios previos respaldan la teoría de que los hallazgos informados aquí son el resultado de la privación de la dieta de sacarosa. Las ratas se atracan en el DA de liberación de sacarosa y muestran la atenuación de la liberación de ACh en la NAc [,], que es lo contrario de los resultados actuales vistos durante la privación prolongada. El desequilibrio entre los accumbens DA y ACh en el grupo de chow + sugar intermitente, pero no en los grupos de control, puede contribuir a la ansiedad observada en el experimento 1.

3.3. Niveles de glucosa en sangre durante el ayuno en ratas que beben azúcar.

La hipoglucemia puede llevar a un estado aversivo desde el cual un animal puede intentar escapar al comer. Los comportamientos asociados con este estado de aversión son similares a los observados durante la administración de naloxona o en ayunas en ratas que sacian a la sacarosa []. Una multitud de factores pueden influir en el sistema de recompensa del cerebro. Sin embargo, debido a la similitud entre los comportamientos observados durante la hipoglucemia y los observados durante la ansiedad, este estudio midió los niveles de glucosa en la sangre para garantizar que los efectos observados no se debían simplemente a un estado glucémico aberrante. Los niveles de glucosa en sangre fueron similares en todos los grupos y, por lo tanto, no parecen explicar las diferencias de comportamiento o los cambios en la liberación de DA y ACh. Se puede inferir que los niveles medios de insulina se mantuvieron consistentes en todos los grupos, ya que no se observaron alteraciones en los niveles de glucosa en la sangre y los pesos corporales no difirieron como resultado de los horarios de alimentación. Por lo tanto, los resultados actuales, así como los de nuestro informe anterior [], sugieren que los cambios de comportamiento y neuroquímicos no son el resultado de diferencias en los niveles de glucosa en la sangre. En su lugar, pueden deberse a una combinación de alteraciones en los opioides endógenos y los sistemas DA.

4. Conclusión

La privación a largo plazo después de la ingesta de azúcar puede dar lugar a adaptaciones neuroquímicas y de comportamiento similares a las observadas cuando los animales dependientes de opioides se ven privados de una sustancia abusada, como la morfina. Estos indicadores de abstinencia de tipo opiáceo son signos de dependencia. Este hallazgo, combinado con estudios previos que muestran que el consumo excesivo de azúcar puede dar como resultado otros signos de dependencia, incluidos cambios dopaminérgicos y opioides [,], precipitado por naloxona y retirada espontánea [], sensibilización cruzada con drogas de abuso [,], mayor ingesta de azúcar después de la abstinencia [], un aumento dependiente del tiempo en la respuesta a las señales previamente asociadas con el azúcar [], y una propensión a consumir alcohol [], sugiere que la dependencia es evidente en varias dimensiones [,]. Los hallazgos presentes pueden ser importantes para comprender los componentes aversivos que podrían contribuir a una alimentación compulsiva.

Agradecimientos

Esta investigación fue apoyada por USPHS subvención AA-12882 (a BGH) y DA-16458 y DK-79793 (becas a NMA).

Referencias

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