La obesidad inducida por la dieta de comida chatarra aumenta la autoinhibición del receptor D2 en el área tegmental ventral y reduce el consumo de etanol (2017)

Más uno. 2017 Ago 31; 12 (8): e0183685. doi: 10.1371 / journal.pone.0183685.

Cocinar jb1,2, Hendrickson LM1,3, Garwood GM3, Toungate KM3, Nania CV1, Morikawa h1,3.

Resumen

Al igual que las drogas de abuso, el valor hedónico de los alimentos está mediado, al menos en parte, por el sistema de dopamina mesostriatal (DA). La ingesta prolongada de dietas altas en calorías o drogas de abuso conducen a un embotamiento del sistema de DA. La mayoría de los estudios se han centrado en las alteraciones DAérgicas en el cuerpo estriado, pero se sabe poco sobre los efectos de las dietas ricas en calorías en las neuronas DA del área tegmental ventral (VTA). Dado que las dietas altas en calorías producen adaptaciones DAérgicas de tipo adictivo, es posible que estas dietas puedan aumentar la susceptibilidad a la adicción. Sin embargo, las dietas altas en calorías reducen constantemente la ingesta de psicoestimulantes y la preferencia de lugar condicionada en roedores. En contraste, las dietas altas en calorías pueden aumentar o disminuir el consumo de etanol, pero no se sabe cómo una dieta de comida chatarra (dieta de cafetería) afecta el consumo de etanol. En el estudio actual, administramos una dieta de cafetería que consistía en tocino, papas fritas, pastel de queso, galletas, cereales para el desayuno, malvaviscos y caramelos de chocolate a ratas Wistar macho durante las semanas 3-4, produciendo un fenotipo obeso. La alimentación previa a la dieta en la cafetería redujo el consumo de etanol en el hogar durante las semanas de prueba de 2, y redujo transitoriamente la ingesta de sacarosa y chow. Es importante destacar que la dieta de la cafetería no tuvo ningún efecto sobre la tasa de metabolismo del etanol o las concentraciones de etanol en la sangre después de la administración de 2g / kg de etanol. yoEn rodajas del cerebro medio, demostramos que la alimentación con dieta en la cafetería mejora la autoinhibición del receptor DA D2 (D2R) en las neuronas VTA DA. Estos resultados muestran que la obesidad inducida por la dieta de comida chatarra reduce el consumo de etanol y sugiere que el aumento de la autoinhibición de D2R en el VTA puede contribuir a los déficits en la señalización DAergic y recompensar la hipofunción observada con la obesidad.

PMID: 28859110

DOI: 10.1371 / journal.pone.0183685

La obesidad inducida por la dieta de comida chatarra aumenta la autoinhibición del receptor D2 en el área tegmental ventral y reduce el consumo de etanol.

Más uno. 2017 Ago 31; 12 (8): e0183685. doi: 10.1371 / journal.pone.0183685. eCollection 2017.

Cocinar jb1,2, Hendrickson LM1,3, Garwood GM3, Toungate KM3, Nania CV1, Morikawa h1,3.

Compendio

Al igual que las drogas de abuso, el valor hedónico de los alimentos está mediado, al menos en parte, por el sistema de dopamina mesostriatal (DA). La ingesta prolongada de dietas altas en calorías o drogas de abuso conducen a un embotamiento del sistema de DA. La mayoría de los estudios se han centrado en las alteraciones DAérgicas en el cuerpo estriado, pero se sabe poco sobre los efectos de las dietas ricas en calorías en las neuronas DA del área tegmental ventral (VTA). Dado que las dietas altas en calorías producen adaptaciones DAérgicas de tipo adictivo, es posible que estas dietas puedan aumentar la susceptibilidad a la adicción. Sin embargo, las dietas altas en calorías reducen constantemente la ingesta de psicoestimulantes y la preferencia de lugar condicionada en roedores. En contraste, las dietas altas en calorías pueden aumentar o disminuir el consumo de etanol, pero no se sabe cómo una dieta de comida chatarra (dieta de cafetería) afecta el consumo de etanol. En el estudio actual, administramos una dieta de cafetería que consistía en tocino, papas fritas, pastel de queso, galletas, cereales para el desayuno, malvaviscos y caramelos de chocolate a ratas Wistar macho durante las semanas 3-4, produciendo un fenotipo obeso. La alimentación previa a la dieta en la cafetería redujo el consumo de etanol en el hogar durante las semanas de prueba de 2, y redujo transitoriamente la ingesta de sacarosa y chow. Es importante destacar que la dieta de la cafetería no tuvo ningún efecto sobre la tasa de metabolismo del etanol o las concentraciones de etanol en la sangre después de la administración de 2g / kg de etanol. En los cortes del cerebro medio, demostramos que la alimentación con dieta en la cafetería mejora la autoinhibición del receptor DA D2 (D2R) en las neuronas VTA DA. Estos resultados muestran que la obesidad inducida por la dieta de comida chatarra reduce el consumo de etanol y sugiere que el aumento de la autoinhibición de D2R en el VTA puede contribuir a los déficits en la señalización DAergic y recompensar la hipofunción observada con la obesidad.

PMID: 28859110

DOI: 10.1371 / journal.pone.0183685

 

Cita: Cook JB, Hendrickson LM, Garwood GM, Toungate KM, Nania CV, Morikawa H (2017) La obesidad inducida por la dieta de comida basura aumenta la autoinhibición del receptor D2 en el área ventral tegmental y reduce el consumo de etanol. PLoS ONE 12 (8): e0183685. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685

Editor: James Edgar McCutcheon, Universidad de Leicester, REINO UNIDO

Recibido: Mayo 24, 2017; Aceptado: Agosto 9, 2017; Publicado: 31 de agosto de 2017

Copyright: © 2017 Cook et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia Creative Commons, que permite el uso, la distribución y la reproducción sin restricciones en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente estén acreditados.

Disponibilidad de datos: Todos los datos relevantes están dentro del documento y sus archivos de información de respaldo.

Fondos: Este trabajo fue apoyado por RO1 AA015521 (HM), F32AA021640 (LMH) y T32-AA007471 (Universidad de Texas en Austin, División de Farmacología y Toxicología, Facultad de Farmacia). Estas subvenciones fueron o son financiadas por el Instituto Nacional de Abuso de Alcohol y Alcoholismo. https://www.niaaa.nih.gov/. Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.

Conflicto de intereses: Los autores han declarado que no existen intereses en pugna.

Introducción

Las propiedades de refuerzo de las drogas adictivas y los alimentos sabrosos están mediadas, en parte, por el sistema de dopamina mesostriatal (DA) [1]. Además, la exposición prolongada a las drogas de abuso, incluido el etanol, o los alimentos sabrosos con un alto contenido de energía producen neuroadaptaciones DAérgicas similares. Por ejemplo, la exposición crónica al etanol y otras drogas de abuso reduce los receptores D2 (D2Rs) y los niveles basales de DA en el estriado [24], que también se observa con el consumo de alimentos densos en energía [57]. Los humanos obesos también han reducido la expresión de D2R en el estriado [8] y redujo la activación del estriado en respuesta a alimentos sabrosos [9]. Por lo tanto, dado que las neuroadaptaciones después de alimentos con alto contenido de energía o exposición crónica a medicamentos son similares, el consumo excesivo de alimentos con alto contenido de energía puede aumentar la susceptibilidad a la adicción a los medicamentos. Curiosamente, los estudios con roedores han demostrado que el alto consumo de grasa o azúcar reduce la ingesta de psicoestimulantes y la preferencia de lugar condicionado [1013]. Por el contrario, el consumo previo de grasas o azúcares / carbohidratos puede aumentar [14, 15] o disminuir [16, 17] etanol bebiendo en roedores. Sin embargo, no se sabe cómo el consumo de alimentos chatarra que los humanos consumen regularmente afecta el consumo de etanol.

En los Estados Unidos, aproximadamente el 35% de adultos y 17% de niños y adolescentes son obesos [18]. La creciente prevalencia de la obesidad se ha asociado con un mayor acceso a los "alimentos chatarra" con alto contenido de grasa, azúcar y otros carbohidratos [19], y el consumo de estas dietas es especialmente importante durante la adolescencia [2022]. En un intento por modelar este tipo de dieta con alto contenido de energía que contribuye a la obesidad, los investigadores han dado a las ratas acceso a productos de comida chatarra, denominada dieta de cafetería [5, 6, 23]. Se ha demostrado que la alimentación de la dieta de la cafetería reduce los niveles de D2R y DA basales en el cuerpo estriado, reduce la sensibilidad de los circuitos de recompensa utilizando la autoestimulación intracraneal y produce un consumo compulsivo de alimentos [5, 6]. Sin embargo, no se sabe si la alimentación con dieta en la cafetería altera las propiedades electrofisiológicas de las neuronas DA en el área tegmental ventral (VTA) o influye en el consumo de etanol.

La liberación somatodendrítica de DA activa los D2R en la somata y las dendritas de las neuronas DA, lo que resulta en autoinhibición in vivo [24, 25] y in vitro [26, 27] mediante la activación de canales de potasio rectificados hacia dentro (GIRK) activados por proteína G activados a través de Gy/o señalización. Por lo tanto, la activación D2R de GIRK resulta en hiperpolarización y reducción de la excitabilidad neuronal [28]. En las neuronas VTA DA, la administración repetida de etanol o la administración de cocaína aguda aumenta la autoinhibición mediada por D2R [29, 30]. Además, después de la administración repetida de etanol en ratones, el aumento en la autoinhibición D2R se asoció con un aumento en el consumo de etanol en el hogar [29]. Aunque está claro que las dietas altas en calorías producen adaptaciones DAérgicas de tipo adictivo en el estriado, los efectos de las dietas altas en calorías sobre la autoinhibición D2R en las neuronas VTA DA no se han caracterizado.

En el estudio actual, investigamos los efectos de la dieta de la cafetería sobre el consumo de etanol o sacarosa en el hogar, la frecuencia de activación basal de las neuronas VTA DA y la autoinhibición mediada por D2R de las neuronas VTA DA. La alimentación de la dieta de la cafetería durante la adolescencia resultó en un fenotipo de tipo obeso y una reducción prolongada en el consumo de etanol utilizando una presentación de etanol en la oscuridad (DID) de 2 hr que produce un consumo moderado de etanol. Es importante destacar que la alimentación de la dieta de la cafetería no tuvo ningún efecto sobre las concentraciones de etanol en sangre (BEC) o la tasa de metabolismo del etanol después de una inyección de etanol intraperitoneal (ip) con 2 g / kg. Además, la alimentación con dieta en la cafetería aumentó la autoinhibición mediada por D2R de las neuronas VTA DA.

Métodos y materiales

Las ratas SubjectsWale Wistar se obtuvieron de los laboratorios Harlan (Indianapolis, IN) a las 3 semanas de edad. Las ratas se alojaron solas en jaulas de plexiglás, que en un lado de la jaula tenían una plataforma de plexiglás que medía 7 "x 4" x 1.25 "asegurada al piso para la colocación de la dieta en la cafetería. Todas las ratas tenían chow estándar de laboratorio disponible ad libitum y el agua estuvo disponible en todo momento, excepto durante las sesiones de consumo de etanol o sacarosa. El vivero se mantuvo en un ciclo inverso de 12 hr luz-oscuridad (inicio de la luz en 0100 hr), temperatura constante de 22 ± 2 ° C y humedad relativa del 65%. Los procedimientos de cuidado y manejo de animales siguieron los protocolos aprobados por el Instituto de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Texas en Austin.

Alimentación de la dieta de la cafetería

Una vez al día (1 hora en el ciclo de oscuridad) una dieta de cafetería que consiste en alimentos chatarra con alto contenido calórico que incluyen tarta de queso (Atlanta Cheesecake Company, Kennesaw, GA), tocino (HEB, San Antonio, TX), galletas (Chips Ahoy / Oreo, Nabisco, East Hanover, NJ; obleas de azúcar, Vista, Sheare's Foods, Massillon, OH), papas fritas (Lays Classic / Ruffles, Frito Lay, Plano, TX) cereales para el desayuno con alto contenido de azúcar (CoCo Puff, General Mills, Minneapolis, MN; Froot Loops, Kellog, Battle Creek, MI), malvaviscos (Kraft, Northfield, IL) o dulces de chocolate (M&M, MARS, McLean, VA) se proporcionaron al grupo de dieta de la cafetería. Se administraron cuatro de los alimentos de la dieta de la cafetería por día y se mantuvo una variedad de dieta alternando los alimentos a diario. El grupo de solo comida recibió solo comida de laboratorio (LabDiet, Prolab RMH 1800, St. Louis, MO), que también estaba disponible para el grupo de dieta de cafetería ad libitum. El contenido de macronutrientes (basado en las calorías proporcionadas) de la dieta de solo pienso consistió en 14% de grasa, 65% de carbohidratos y 21% de proteína, y en promedio la dieta de la cafetería consistió en 42% de grasa, 52% de carbohidratos y 6% de proteína. La dieta de cafetería se administró durante 3 semanas para la ingesta calórica y los experimentos de corriente de salida D2R (comenzando aproximadamente a las 3-4 semanas de edad) y durante 4 semanas para todos los demás experimentos (comenzando aproximadamente a las 5 semanas de edad). Para las mediciones de la ingesta calórica, se pesó diariamente la dieta de la cafetería y la comida solo y se calculó la ingesta calórica utilizando la información de macronutrientes proporcionada por el fabricante.

Homecage etanol o sacarosa bebiendo

Una semana después de la habituación, a las ratas se les dio 2 hr / día acceso limitado a una solución de etanol (10% v / v) o sacarosa (5% w / v) para evaluar el consumo de referencia. Durante todas las sesiones de consumo de etanol o sacarosa, la botella de agua de la casa fue reemplazada por una botella que contenía la solución de etanol o sacarosa a 1 hr en el ciclo oscuro. Luego del consumo de etanol o sacarosa de referencia (días 7), las ratas se asignaron al azar a la dieta de la cafetería o al grupo de comida solo. Luego, las ratas fueron alimentadas con dieta de la cafetería o comida solo durante 4 semanas. Veinticuatro horas después de la última administración de la dieta de la cafetería, las ratas comenzaron a tomar sesiones diarias de etanol o sacarosa.

Concentración de etanol en sangre (BEC)

Después de 4 semanas de alimentación en la cafetería o alimentación solo con chow, a las ratas se les administró etanol (2g / kg, 15% v / v en solución salina, ip) 24 hr después de la última administración de la dieta de la cafetería. Se recogieron muestras de sangre completa (10 μL) mediante un corte de cola en 30, 60 y 120 mín. Después de la inyección de etanol y se agregaron a viales de cromatografía de gases (GC) que contenían 90 μL de cloruro de sodio 5M. Las concentraciones de muestra de etanol se analizaron el mismo día que la extracción de sangre con GC utilizando un Bruker 430-GC (Bruker Corporation, Fremont, CA) equipado con un detector de ionización de llama y un inyector automático Combi PAL. Brevemente, cada muestra se calentó a 65 ° C durante 3 min antes de que la fibra de microextracción en fase sólida (SPME; 75 μm CAR / PDMS, sílice fundida; Supelco) absorbiera el vapor de etanol durante 3 min. La fibra SPME luego desorbió la muestra en el puerto de inyección GC para 1 min a 220 ° C. Se utilizó helio (flujo de 8.5 ml / min) como gas portador y se usó una columna capilar HP Innowax (30 mx 0.53 mm x 1 μm de espesor de película; Agilent Technologies, Santa Clara, CA) para la separación. Los estándares externos de etanol (25, 50, 100, 200, 400 y 600 mg / dL) se analizaron para calcular una curva estándar. Los cromatogramas se analizaron utilizando el software CompassCDS Workstation (Bruker Corporation, Fremont, CA), y se utilizaron las alturas de picos para el etanol (~ tiempo de retención mínimo de 2) para construir una curva estándar e interpolar las concentraciones de etanol de la muestra.

Electrofisiología

Las ratas se anestesiaron con isoflurano y se extrajo el cerebro y se diseccionó en una solución de corte en frío que contenía (en mM) sacarosa 205, 2.5 KCl, 1.25 NaH2PO4, 7.5 MgCl2, 0.5 CaCl2, 10 glucosa y 25 NaHCO3, saturado con 95% O2y 5% CO2 (~ 300mOsm / kg). Los cortes horizontales del cerebro medio (200 μm) se seccionaron en un vibratome y se dejaron recuperar durante 1 hr en líquido cefalorraquídeo artificial (aCSF) a 34 ° C. Las grabaciones se realizaron en el VTA lateral 50 – 150 μm desde el borde medial del núcleo terminal medial del tracto óptico accesorio. Durante el registro, las rodajas se perfundieron con oxígeno a presión, calentado (34 ° C) aCSF (en mM) 126 NaCl, 2.5 KCl, 1.2 NaH2PO4, 1.2 MgCl2, 2.4 CaCl2, 11 glucosa, 21.4 NaHCO3. Se realizaron grabaciones de parches sueltos unidos a la célula (~ sello 20 M)) con pipetas que contenían 150mM NaCl. Los registros de células completas se realizaron con pipetas que contenían una solución intracelular que consistía en (en mM) K-metilsulfato o K-gluconato de 115, 20 KCl, 1.5 MgCl2, 10 HEPES, 0.025 EGTA, 2 Mg-ATP, 0.2 Na2-GTP, y 10 Na2-fosfocreatina (pH 7.2 – 7.3, ~ 285 mOsm kg-1). Las neuronas DA putativas se identificaron por su disparo espontáneo de marcapasos de baja frecuencia (1-5 Hz) y amplios potenciales de acción (> 1.2 ms) en la configuración unida a la célula, y una gran Ih (> 200 pA) en respuesta a un paso de voltaje de 1.5 segundos de -62mV a -112 mV en el modo de pinza de voltaje de celda completa. Los registros de pinza de voltaje se realizaron a un potencial de retención de -62 mV, corregido para un potencial de unión líquida de -7 mV. Las grabaciones de celda completa se descartaron si la resistencia en serie aumentó por encima de 20 MΩ o la resistencia de entrada cayó por debajo de 200 MΩ. Los datos se filtraron a 1–5 kHz y se digitalizaron a 2–10 kHz.

El análisis de datos

Los datos se expresan como media ± SEM. La significación estadística se determinó mediante la prueba t de Student o ANOVA de dos vías, seguida de la prueba post hoc de Bonferroni.

Resultados

El acceso a la dieta de la cafetería da como resultado un alto consumo de calorías y un fenotipo similar a la obesidad

La ingesta calórica para la dieta de la cafetería y los grupos de comida solo, así como la fuente de calorías para el grupo de la dieta de la cafetería se evaluaron durante 3 semanas. El grupo de dieta de la cafetería consumió más calorías que el grupo de comida solo durante las semanas de alimentación de 3 (interacción: F(2,62) = 22.43, p <0.0001; dieta: F(1,62) = 17.41, p <0.001; tiempo F(2,62) = 254.7, p <0.0001; Fig 1A). El grupo de la dieta de la cafetería consumió significativamente más calorías de los alimentos de la dieta de la cafetería que de las pastillas para chow durante las semanas de alimentación de 3 (interacción: F(2,72) = 57.22, p <0.0001; dieta: F(1,72) = 117.2, p <0.0001; tiempo F(2,72) = 110.5, p <0.0001; Fig 1B). Las calorías derivadas de los pellets de chow fueron significativamente mayores para el grupo de solo chow durante la evaluación de la semana 3 (interacción: F(2,62) = 28.80, p <0.0001; dieta: F(1,62) = 196.3, p <0.0001; tiempo F(2,62) = 150.0, p <0.0001; Fig 1C). En última instancia, el grupo de dieta de la cafetería mostró un mayor grado de aumento de peso durante las semanas de alimentación de 3 (interacción: F(2,62) = 8.188, p <0.001; dieta: F(1,62) = 10.62, p <0.005; tiempo F(2,62) = 18.48, p <0.0001; Fig 1D). Cuatro semanas de alimentación con dieta en la cafetería dieron como resultado un fenotipo similar a la obesidad con pesos corporales significativamente más pesados ​​que el grupo de solo comida (interacción: F(27,2376) = 44.48, p <0.0001; dieta: F(1,2376) = 14.89, p <0.001; tiempo F(27,2376) = 2634, p <0.0001; Fig 1E). Además, en un grupo diferente de animales, demostramos que el grupo de dieta de la cafetería come muy poco chow durante las semanas 4 de alimentación de la dieta de la cafetería en comparación con los controles (interacción: F(27,486) = 3.039, p <0.0001; dieta: F(1,486) = 601.7, p <0.0001; tiempo F(27,486) = 8.097, p <0.0001; Fig 1F). Estos resultados muestran que el acceso a la dieta de la cafetería dio como resultado la sobrealimentación de comidas chatarra altamente sabrosas y la subsiguiente pérdida del equilibrio de energía homeostática.

La ingesta calórica y la fuente de calorías se evaluaron durante 3 semanas. (A) Las ratas con acceso diario a la dieta de la cafetería consumieron significativamente más calorías durante las 3 semanas de alimentación que el grupo de solo comida (n = 14-19 / grupo). (B) El grupo de la dieta de la cafetería consumió significativamente más calorías de los alimentos de la dieta de la cafetería que de los gránulos de comida (n = 19). (C) El grupo de solo comida consumió más calorías de los gránulos de comida que el grupo de dieta de cafetería (n = 14-19 / grupo). (D) El acceso a la dieta de la cafetería dio como resultado un aumento de peso durante las 3 semanas de alimentación (n = 14-19 / grupo). (E) Cuatro semanas de alimentación en la cafetería aumentaron significativamente el peso corporal, en comparación con los controles alimentados solo con comida (efecto principal de la dieta, p <0.001, ANOVA de dos vías, n = 44-46 / grupo). (F) A lo largo de las 4 semanas de acceso a la dieta de la cafetería, el grupo de la dieta de la cafetería consume significativamente menos comida que el grupo de solo comida (efecto principal de la dieta, p <0.0001, ANOVA de dos vías, n = 10-11 / grupo). * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001, prueba post hoc de Bonferroni.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.g001

La alimentación previa a la dieta en la cafetería redujo el consumo de etanol en el hogar sin efecto sobre la tasa de metabolismo del etanol o BEC

Para determinar los efectos de la alimentación de la dieta de la cafetería anterior en el consumo de etanol, utilizamos un procedimiento de consumo de etanol en casa de acceso limitado DID 2hr (una botella, 10% v / v) que produce niveles moderados de consumo de etanol. El consumo de etanol de referencia (g / kg) en promedio durante los días 7 antes de la dieta en la cafetería fue similar entre los grupos (t(11) = 0.3295, p = 0.7480; Fig 2A). Sin embargo, después de 4 semanas de alimentación con dieta en la cafetería, el volumen total de etanol consumido se redujo durante las semanas de prueba de 2 (dieta: F(1,143) = 5.635, p <0.05; tiempo F(13, 143) = 3.638, p <0.0001; Fig 2B). La magnitud de la reducción en el consumo de etanol fue mayor cuando se graficó la ingesta de etanol en g / kg ya que los pesos corporales para la dieta de la cafetería y los grupos de chow solo son marcadamente diferentes. El consumo de etanol en g / kg promediado durante las semanas de prueba de 2 fue 0.67 ± 0.11 g / kg para el grupo de comida solo y 0.25 ± 0.06 g / kg para el grupo de dieta de la cafetería. El consumo de agua durante 2 semanas de prueba no fue diferente entre los grupos (dieta: F(1,143) = 0.1280, p = 0.7273; Fig 2C).

(A) El consumo medio de etanol basal (g / kg) durante los 7 días previos a la alimentación en la cafetería fue similar entre los grupos (p = 0.7480, prueba t de Student, n = 6-7 / grupo). (B) La alimentación previa con la dieta en la cafetería (4 semanas) redujo el volumen total de etanol (10%, v / v, 2 h / día) consumido durante las 2 semanas de prueba (efecto principal de la dieta, p <0.05, ANOVA bidireccional , n = 6-7 / grupo), (C) sin efecto sobre el consumo total de agua (n = 6-7 / grupo). (D) No hubo diferencias en las pendientes de BEC (30-120 min después de una administración de 2 g / kg, ip) entre los grupos (p = 0.6535, regresión lineal, n = 4-5 / grupo). Las BEC fueron similares entre los grupos a los 30, 60 y 120 minutos después de la administración de etanol. BEC, concentración de etanol en sangre; ip, intraperitoneal.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.g002

Debido a que la alimentación de la dieta de la cafetería puede cambiar los procesos metabólicos, incluido el metabolismo del etanol, se administró etanol (2g / kg, ip) y se midieron los BEC en 30, 60 y 120 min después de la inyección después de la dieta de la cafetería o solo con la comida. Al utilizar la regresión lineal para comparar las pendientes BEC (30 – 120 min post-inyección) entre los grupos, la alimentación con dieta en la cafetería no tuvo efecto en la tasa de metabolismo del etanol (p = 0.6535; Fig 2D). Además, no hubo diferencia en las BEC entre los grupos (dieta: F(1,14) = 2.056). Por lo tanto, los cambios en la tasa de metabolismo del etanol o la absorción de etanol en el torrente sanguíneo no pueden explicar el consumo reducido de etanol después de la alimentación con dieta en la cafetería.

Alimentación previa de la dieta de la cafetería. Alteración temporal de la ingesta de sacarosa y la ingesta de chow.

Para determinar si la dieta de la cafetería altera el consumo de otras soluciones de refuerzo, probamos los efectos de la alimentación previa de la dieta de la cafetería en el consumo de sacarosa en el hogar. Usando un procedimiento similar para beber DID 2hr con acceso limitado a sacarosa (una botella, 5% w / v), el consumo básico de sacarosa (mL / kg) fue similar entre los grupos (t(29) = 0.4600, p = 0.6489; Fig 3A). La alimentación previa de la dieta de la cafetería redujo transitoriamente el consumo de sacarosa (dieta x interacción de tiempo: F(13,377) = 2.520, p <0.005; Fig 3B). Aunque hubo una interacción significativa entre la dieta y el tiempo, el análisis post hoc no alcanzó significación en ningún momento. Sin embargo, en base a los datos (Fig 3B), la interacción entre el grupo de dieta y el tiempo puede explicarse por una reducción transitoria en el consumo de sacarosa después de la alimentación con dieta en la cafetería. Sin embargo, en la segunda semana de pruebas, el consumo de sacarosa fue similar al grupo de solo chow. El consumo de agua durante 2 semanas de prueba no fue diferente entre los grupos (dieta: F(1,377) = 1.176, p = 0.2870; Fig 3C). Similar a un estudio previo [31], la alimentación de la dieta de la cafetería redujo transitoriamente el consumo de chow (interacción: F(6,110) = 12.46, p <0.0001; dieta: F(1,110) = 15.46, p <0.005; tiempo F(6,110) = 10.97, p <0.0001; Fig 3D) durante 2 días después de la alimentación en la cafetería (prueba posthoc de Bonferroni, p <0.001; Fig 3D). Por lo tanto, la exposición a la dieta de la cafetería produce una reducción duradera en el consumo de etanol y reducciones transitorias en el consumo de sacarosa y la ingesta de chow.

(A) El consumo medio de sacarosa basal (ml / kg) durante los 7 días previos a la alimentación con dieta en la cafetería fue similar entre los grupos (p = 0.6489, prueba t de Student, n = 15-16 / grupo). (B) Alimentación previa a la dieta en la cafetería (4 semanas) consumo de sacarosa alterado transitoriamente (5%, p / v, 2 horas / día) (interacción dieta x tiempo, p <0.005, ANOVA de dos vías, n = 15-16 / grupo) . (C) No hubo diferencias en el consumo de agua entre los grupos (n = 15-16 / grupo). (D) La alimentación previa en la cafetería redujo transitoriamente la ingesta de alimentos (n = 10 / grupo). *** p <0.001, prueba post hoc de Bonferroni.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.g003

La dieta de la cafetería aumenta la autoinhibición D2R en las neuronas VTA DA

Se usó la electrofisiología de corte cerebral para examinar los efectos de la dieta de la cafetería en la frecuencia de activación basal y la autoinhibición mediada por D2R de las neuronas VTA DA. La alimentación de la dieta de la cafetería no tuvo efecto en la frecuencia de activación del marcapasos tónico basal de las neuronas VTA DA (t(72) = 0.7294, p = 0.4681; Fig. 4A y 4B). A continuación, probamos los efectos de la dieta de la cafetería en las corrientes externas mediadas por D2R usando el quinpirol agonista de D2R. La alimentación de la dieta de la cafetería aumentó la amplitud máxima media de las corrientes externas inhibitorias mediadas por quinpirol (100nM) (t(39) = 3.167, p <0.005; Fig 5A) en comparación con los controles. Además, la dieta de la cafetería aumentó los efectos inhibitorios de la quinpirol 10nM en la frecuencia de activación de las neuronas VTA DA durante la administración de quinpirol mín. 10 (interacción: F(19,513) = 5.425, p <0.0001; dieta: F(1,513) = 16.40, p <0.0005; tiempo F(19,513) = 39.24, p <0.0001; Fig 5B), y porcentaje de inhibición de la frecuencia de disparo producida por quinpirol (t(27) = 3.824, p <0.001; Fig 5C). A una mayor concentración de quinpirol (30nM) no hubo diferencias en la inhibición de la frecuencia de disparo durante 10 mín. De administración de quinpirol (dieta: F(1,304) = 0.1049, p = 0.7502; Fig 5D) o porcentaje de inhibición de los disparos entre grupos (t(16) = 0.05265, p = 0.9587; Fig 5E). Por lo tanto, la exposición a la dieta de la cafetería aumentó las corrientes externas mediadas por quinpirol (100nM) y aumentó la sensibilidad de la inhibición de la frecuencia de disparo mediada por quinpirol.

(A) La frecuencia de activación tónica basal de las neuronas VTA DA fue similar entre los grupos (p = 0.4681, prueba t de Student, n = 36-38 / grupo). (B) Rastros representativos de la activación de las neuronas VTA DA después de 4 semanas de alimentación solo con chow (azul) o dieta de cafetería (rojo). DA, dopamina; VTA; área tegmental ventral.

(A) La dieta de la cafetería aumentó la amplitud máxima media de las corrientes GIRK inhibitorias inhibidoras mediadas por quinpirol (100 nM) en comparación con los controles de Chow solamente. El quinpirol se aplicó en baño para 10 min y la sulpirida (1 μM) revirtió rápidamente la corriente mediada por quinpirol. Ejemplos de corrientes externas mediadas por quinpirol (Vh = -62 mV) para ratas alimentadas solo con comida (azul) o alimentadas con dieta de cafetería (rojo) (n = 16-25 / grupo). (B) La alimentación con dieta de cafetería aumentó los efectos inhibidores del quinpirol 10 nM sobre la frecuencia de activación de las neuronas VTA DA durante 10 minutos de aplicación de baño de quinpirol (efecto principal de la dieta, p <0.0005, ANOVA de dos vías, n = 13-16 / grupo) y (C) porcentaje de inhibición de la frecuencia de disparo mediada por quinpirol (p <0.001, prueba t de Student). Rastros representativos de la frecuencia de activación de las neuronas DA durante la línea de base o la aplicación de quinpirol 10 nM después de la alimentación con solo comida (azul) o la dieta de la cafetería (rojo). (DE) La inhibición de la frecuencia de activación de las neuronas DA por quinpirol 30 nM fue similar entre los grupos (n = 9 / grupo). Después de 10 minutos de aplicación de baño de quinpirol 30 nM, se aplicó sulpirida (1 µM) al baño para revertir rápidamente la inhibición de la frecuencia de disparo mediada por quinpirol. Rastros representativos de la frecuencia de activación de las neuronas DA durante la línea de base o la aplicación de quinpirol 30 nM después de la alimentación de solo comida (azul) o de la dieta de cafetería (rojo). *** p <0.001, prueba t de Student. DA, dopamina; D2R, receptor de dopamina D2; GIRK, canales de potasio rectificadores internos activados por proteína G; VTA; área tegmental ventral.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.g005

Discusión

El objetivo del presente estudio fue examinar los efectos de la dieta de la cafetería en el consumo de etanol en el hogar y la fisiología de las neuronas VTA DA. La alimentación previa con dietas en la cafetería redujo el consumo de etanol durante las semanas de prueba de 2, pero no tuvo ningún efecto sobre la tasa de metabolismo del etanol o BEC después de una administración de etanol de 2g / kg (ip). Se ha documentado bien que las dietas altas en calorías y la obesidad inducida por la dieta conducen a una señalización DAergic embotada en el cuerpo estriado, que se ha postulado para contribuir a déficits en la recompensa [3234]. Sin embargo, los efectos de la obesidad inducida por la dieta en las neuronas DA del cerebro medio no se han caracterizado. Aquí, mostramos que el acceso extendido a la dieta de la cafetería aumenta la autoinhibición de D2R en las neuronas VTA DA, sin efecto en la frecuencia de activación del marcapasos tónico basal en la porción. No está claro si el aumento de la autoinhibición D2R después de la dieta de la cafetería contribuye a reducir el consumo de etanol, sin embargo, el aumento de la autoinhibición de las neuronas DA puede contribuir a recompensar la hipofunción observada con la obesidad.

Efectos de la dieta de la cafetería en el consumo de etanol.

La alimentación previa con dietas en la cafetería llevó a una reducción prolongada en el consumo de etanol en el hogar. El volumen total de etanol consumido se redujo durante 2 semanas después de la exposición a la dieta de la cafetería. Además, la alimentación con dieta en la cafetería no tuvo ningún efecto sobre las BEC o la tasa de metabolismo del etanol después de la administración de 2g / kg de etanol. Por lo tanto, el consumo reducido de etanol no puede explicarse por la dieta o los cambios inducidos por el peso corporal en la tasa de metabolismo del etanol o la absorción de etanol en el torrente sanguíneo. En contraste con el consumo de etanol, el consumo de sacarosa y la ingesta de chow se redujeron transitoriamente. En última instancia, la exposición previa a la dieta de la cafetería produjo una reducción más duradera en la ingesta de etanol, en comparación con la ingesta natural de recompensa.

No está claro cómo afecta la composición de la dieta al consumo de etanol en roedores. Por lo tanto, en el estudio actual, las ratas fueron alimentadas con una dieta que consiste en alimentos chatarra que los humanos consumen regularmente. Los resultados actuales están de acuerdo con un estudio reciente que muestra que la obesidad inducida por la dieta alta en grasas o los ratones no obesos alimentados con dieta rica en grasas muestran una menor preferencia por el etanol [16]. Además, se ha demostrado que una dieta alta en carbohidratos y baja en proteínas reduce el consumo de etanol en ratas [17], sin embargo, la ingesta de etanol se midió durante la exposición a la dieta. Por lo tanto, el consumo de etanol puede haberse reducido según la necesidad calórica en lugar de una reducción en las propiedades de refuerzo del etanol. Por el contrario, se ha demostrado que el consumo intermitente previo de sacarosa (días 21) o una dieta alta en grasas (días 7) aumenta el consumo de etanol en el hogar [14, 15]. Ambos estudios utilizaron la presentación de 12 hr de 4-5 concentraciones crecientes de etanol (1,2,4,7, o 9%) para los días de 4 cada uno, lo que es muy diferente del acceso de 2 hr al 10% de etanol utilizado en el presente estudio. Las discrepancias en los efectos de las dietas altas en calorías en el consumo de etanol podrían deberse a diferencias en el contenido de nutrientes de la dieta, la duración y el momento de la exposición a la dieta, el paradigma de consumo de etanol utilizado o los efectos específicos de la cepa / especie.

Efectos de la dieta de la cafetería en la autoinhibición D2R

La alimentación dietética en la cafetería aumenta la autoinhibición D2R, que también se observa después de la administración repetida de etanol. Nuestro laboratorio ha demostrado previamente que la administración repetida de etanol en ratones aumenta la potencia de las corrientes externas mediadas por D2R en el VTA, y reduce el Ca2+ desensibilización dependiente de estas corrientes [29]. En ese estudio, la exposición repetida al etanol aumentó los efectos inhibitorios de quinpirol en la frecuencia de cocción tanto en las concentraciones de 10 nM como de 30 nM. Sin embargo, la exposición a la dieta de la cafetería aumentó el efecto inhibitorio de quinpirol en la frecuencia de cocción solo en la concentración de 10 nM (Fig. 5B y 5C). Aunque no determinamos si la dieta de la cafetería alteró la potencia / eficacia de quinpirol, estos resultados sugieren que la dieta de la cafetería aumentó la sensibilidad de quinpirol para inhibir la activación de las neuronas DA. También se ha demostrado que la administración aguda de cocaína (20 mg / kg) aumenta las corrientes externas mediadas por D2R en la sustancia negra compacta de ratones [30]. En contraste, se ha demostrado que la autoadministración de metanfetamina reduce las corrientes mediadas por D2R en el VTA, que también fue Ca2+ dependiente35]. Por lo tanto, a diferencia de las neuroadaptaciones en el estriado, donde la exposición a drogas de abuso o las dietas altas en calorías generalmente reducen la expresión de D2R, las drogas de abuso específicas tienen efectos divergentes en las corrientes mediadas por D2R / GIRK. Cabe señalar que la restricción de alimentos aumenta la ingesta de drogas [36], incluido el etanol [37], y disminuye la autoinhibición D2R [38]. Dado que la exposición a la dieta en la cafetería aumenta la autoinhibición D2R y reduce la ingesta de etanol, será importante determinar la relación entre la ingesta de alimentos, los cambios en la autoinhibición D2R y el consumo de etanol. Por lo que sabemos, solo hay otro estudio que examinó los efectos de la obesidad inducida por la dieta sobre la autoinhibición D2R. En ese estudio, la obesidad inducida por la dieta alta en grasas no alteró los efectos inhibitorios de una dosis única de quinpirol (3-100 nM) sobre la tasa de activación de neuronas VTA DA en ratones [39]. Sin embargo, la aplicación gradual de quinpirol (3, 10, 30 y 100 nM) dio como resultado una reducción de los efectos inhibitorios de quinpirol en la cocción, lo que llevó a los autores a sugerir que los ratones obesos mostraron una desensibilización acelerada de D2R en comparación con los ratones magros de control. No está claro qué subyace a estas discrepancias en los efectos de la dieta de la cafetería en ratas en comparación con la dieta alta en grasas en ratones con autoinhibición D2R. Se requieren estudios adicionales para determinar los efectos de las dietas densas en energía y la obesidad inducida por la dieta en las neuronas VTA DA y la autoinhibición D2R.

No está claro si el consumo reducido de etanol o los resultados electrofisiológicos se vieron influenciados por el aumento de peso corporal en el presente estudio. Sin embargo, las dietas altas en calorías pueden humedecer el sistema DA [13] y reducir el consumo de etanol [16] en ausencia de obesidad. El aumento de la adiposidad se asocia con cambios en la leptina, la insulina y la grelina, todos los cuales pueden modular la actividad del sistema DA [4042]. Por lo tanto, no podemos descartar que los cambios en los mecanismos de alimentación homeostática hayan influido en los resultados. Tampoco podemos descartar la posibilidad de que la alimentación con dieta en la cafetería pueda haber alterado los patrones circadianos de comportamiento de ingesta ya que el consumo de etanol y sacarosa solo se midió durante un período de acceso a 2 hr.

El presente estudio difiere de estudios previos [5, 6] que han examinado los efectos de la dieta de cafetería en el sistema de DA al proporcionar alimentación de dieta de cafetería durante la adolescencia en lugar de la edad adulta. Tomados en conjunto, los datos sugieren que tanto la alimentación dietética de adolescentes como de adultos en la cafetería producen neuroadaptaciones que amortiguan el sistema de DA y contribuyen a recompensar la hipofunción. Aunque no se sabe cómo la alimentación dietética en la cafetería durante la edad adulta afecta a la autoinhibición D2R, la administración de drogas de abuso puede aumentar la autoinhibición D2R cuando se administra durante la adolescencia [29] o durante la edad adulta [30].

Significación del aumento de la autoinhibición D2R y del estado hipodopaminérgico después de la dieta en la cafetería sobre el consumo de etanol y el comportamiento de consumo.

In vivo, el aumento de la autoinhibición de D2R puede reducir la frecuencia de activación de las neuronas DA basales, por lo tanto, amortiguando el sistema DA y contribuyendo a un estado hipodopaminérgico. En el presente estudio y en un estudio previo de nuestro laboratorio [29], no detectamos el tono DAergic basal en el corte porque la sulpirida no altera la frecuencia de activación de las neuronas DA. Sin embargo, in vivo La actividad de las neuronas DA está continuamente influenciada por la autoinhibición local de DA y D2R. Por lo tanto, el aumento de la autoinhibición de D2R después de la dieta en la cafetería debería llevar a una reducción en la tasa de activación basal de las neuronas DA en el animal intacto, y contribuir a un estado hipodopaminérgico pensado para impulsar la ingesta excesiva de alimentos [19]. De manera similar, la evidencia extensa de estudios preclínicos y humanos ha llevado a la hipótesis de que un estado hipodopaminérgico contribuye a la ingesta compulsiva de etanol y la recaída [43, 44]. Los resultados actuales se suman a la creciente literatura que sugiere que la alimentación con dieta en la cafetería produce cambios DAérgicos de tipo adictivo consistentes con un estado hipodopaminérgico [5, 6]. Aunque desde hace tiempo se ha planteado la hipótesis de que un estado hipodopaminérgico contribuye al consumo excesivo de etanol, la hipodopaminergia inducida por la dieta de la cafetería no se traduce en un aumento del consumo de etanol. Trabajos previos en nuestro laboratorio mostraron que la administración repetida de etanol incrementó la autoinhibición de D2R, que se asoció con un mayor consumo de etanol en ratones en el hogar [29]. En ese estudio, llegamos a la conclusión de que el aumento de la autoinhibición de D2R después de la administración repetida de etanol contribuyó al estado hipodopaminérgico comúnmente observado con la exposición crónica al etanol. Tomados en conjunto, parece plausible que la expresión de un estado hipodopaminérgico producido por el consumo crónico de comida chatarra densa en energía conduzca a una conducta consumatoria excesiva / compulsiva que sea específica para el reforzador. De hecho, el consumo excesivo de alimentos densos en energía no suele traducirse en un consumo excesivo de drogas de abuso, sino que, por lo general, reduce la ingesta de drogas. La evidencia previa y los resultados actuales respaldan esto, ya que el acceso extendido a la dieta de la cafetería produce una ingesta compulsiva de alimentos sabrosos [6], pero reduce el consumo de etanol y sacarosa como mostramos aquí. Además, la ingesta de chow también se redujo transitoriamente después de la alimentación con dieta en la cafetería. Además, se ha demostrado que una dieta rica en grasas o la administración de azúcar reducen la ingesta de psicoestimulantes y la preferencia de lugar condicionado en ratas [1013]. Varios estudios epidemiológicos a gran escala también muestran que la obesidad humana generalmente no está asociada con trastornos por consumo de alcohol o sustancias [4548]. En contraste, hay estudios limitados que proporcionan evidencia de que la dieta anterior con alto contenido de grasas o la administración de sacarosa aumenta el consumo de etanol en ratas [14, 15] o que la obesidad está asociada con trastornos por uso de alcohol en humanos [49]. La administración crónica de etanol también puede producir efectos específicos de refuerzo en el consumo de drogas. Por ejemplo, la exposición crónica previa al etanol aumenta la autoadministración de etanol [50], pero no tiene efecto en la autoadministración de cocaína [51], aunque la administración crónica de etanol o cocaína produce adaptaciones similares en el sistema DA. Además, en términos de cómo un estado hipodopaminérgico afecta el consumo de etanol y la recaída, un estudio reciente examinó los cambios en el sistema de DA a lo largo del ciclo de adicción en ratas y humanos, y mostró que la abstinencia se caracteriza por hipodopaminergia temprana seguida de hiperdopaminergia durante la abstinencia prolongada, ambos de los cuales pueden contribuir a la vulnerabilidad de la recaída [52]. Por lo tanto, las desviaciones en la señalización DAergic están asociadas con el consumo de etanol y los trastornos por el uso de alcohol, pero la relación precisa entre la señalización DA y el consumo o la recaída del etanol sigue sin estar clara.

Importancia del aumento de la autoinhibición de D2R en la obesidad inducida por la dieta

El aumento de la autoinhibición de D2R puede contribuir a los déficits en la transmisión estriatal de DA y recompensar la hipofunción observada con la obesidad inducida por la dieta. La obesidad se asocia con deficiencias en la recompensa, así como con discapacidades motivacionales y emocionales que a menudo se atribuyen en parte a la reducción de la señalización de DA en el estriado [32, 33, 53]. Se ha demostrado que la alimentación de la dieta de la cafetería reduce los niveles basales de DA, así como los niveles de los metabolitos de DA El ácido 3,4-dihidroxifenilacético (DOPAC) y el ácido homovanílico (HVA) en la NAc [5]. Además, otro estudio mostró que las ratas propensas a la obesidad mostraron un 50% menos de DA basal en la NAc en comparación con los controles [54]. Estos dos estudios proporcionan evidencia de que las ratas alimentadas con dieta de cafetería y propensas a la obesidad tienen déficits presinápticos en la liberación de DA usando preparaciones de rodajas de NAc coronal. Por ejemplo, las ratas propensas a la obesidad tuvieron reducciones en la enzima tirosina hidroxilasa biosintética DA y en el transportador de monoamina vesicular 2 (VMAT2) que puede reducir la síntesis y liberación de DA [54]. Sin embargo, un aspecto que se pasa por alto en el campo es la participación de procesos fisiológicos en el VTA, donde se originan muchas de estas neuronas DA. Los resultados actuales sugieren que el aumento de la autoinhibición D2R puede contribuir a los déficits DAérgicos observados con la obesidad inducida por la dieta. Por lo tanto, los estudios que examinan los mecanismos mesolímbicos presinápticos en la NAc y la VTA pueden proporcionar información sobre los mecanismos neurobiológicos que contribuyen a la obesidad.

Conclusiones

La transmisión reducida de DA en el cuerpo estriado de humanos obesos y ratas ha sido bien documentada [6, 8, 19]. El presente estudio sugiere que el aumento de la autoinhibición de D2R en el VTA también puede contribuir a los déficits de señalización de DA inducidos por la dieta y recompensar la hipofunción observada con la obesidad. Aunque las dietas ricas en calorías y las drogas de abuso producen cambios similares en el sistema mesolímbico de DA, mostramos que la alimentación con dietas en la cafetería reduce el consumo de etanol en ratas. En general, parece que los cambios adictivos en el sistema DA inducidos por la dieta de la cafetería pueden específicamente impulsar el consumo de la dieta de la cafetería [6], mientras que el retiro de la dieta de la cafetería da como resultado una supresión prolongada del consumo de etanol y suprime de forma transitoria el consumo de recompensas naturales (es decir, pellets de sacarosa y pienso). Estos hallazgos se suman a la creciente literatura que muestra que la obesidad inducida por la dieta y la adicción a las drogas producen neuroadaptaciones similares en los circuitos de recompensa. Una investigación adicional sobre las adaptaciones DAgénicas del cerebro medio después de una ingesta excesiva de alimentos o medicamentos con un consumo excesivo de energía puede llevar a una comprensión importante de los mecanismos que contribuyen a estos importantes problemas de salud pública.

Información de soporte

 

 

S1 Data.xlsx

 

  

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

1

                                                

2

                                                

3

 Figura 1A. Calorías por semana                                              

4

 Sólo Chow (ID)1234567891011121314                                

5

 Semana 1464484504456492176276284376.4445463.5555438.6667392283.1111301.7778                                

6

 Semana 2712700788680728452492452660.8705.6733.6672621.6571.2                                

7

 Semana 3662.6667653.3333802.6667634.6667630512484488700728777452.6667616576.3333                                

8

                                                

9

 Dieta de la cafetería (ID)12345678910111213141516171819                           

10

 Semana 1810.11783.9116813.6035857.5615705.5117780.7995354.83414.8343354.5233515.7778386.4445393.1111466.1111489.3333337.5555466.4445398.8889440.5555320.2222                           

11

 Semana 2971.80411003.042946.61361012.289946.2327926.5184569.1601530.6304546.8109788.8925740.2822916.6797680.6889857.7944756.5599805.8618796.4995834.9358687.0909                           

12

 Semana 31258.8631219.1691219.9931210.3931121.6781124.869631.8867656.8687587.3893897.3823882.5435936.5898860.35521045.424864.0526990.0101867.4072941.0391893.0363                           

13

                                                

14

                                                

15

 Figura 1B. Fuente de Calorías (grupo de la dieta de la cafetería)                                              

16

 Pellets de chow12345678910111213141516171819                           

17

 Semana 11441281126015664132104189.777896.4444459.11111199.1111233.333315.55556208.444480.8888971.5555634.22222116                           

18

 Semana 232026829222428414876188243.6207.2243.6201.6366.8221.2324.8212.8182201.6312                           

19

 Semana 3182182149.3333102.666719618468204207.6667144.6667238156.3333284.6667163.3333245221.6667228.6667142.3333261.3333                           

20

                                                

21

 Dieta de la cafeteria12345678910111213141516171819                           

22

 Semana 1694.11639.9116685.6035745.5615645.5117624.7995290.83282.8343250.5233326290334267256322258318369286                           

23

 Semana 2659.8041683.0422678.6136720.2889722.2327642.5184421.1601454.6304358.8108545.2925533.0823673.0798479.0889490.9944535.3599481.0618583.6995652.9358485.4909                           

24

 Semana 3997.52931037.1691037.9931061.0591019.012928.8688447.8867588.8687383.3893689.7157737.8768698.5898704.0219760.7576700.7192745.0101645.7406712.3724750.7029                           

25

                                                

26

 Figura 1C. Calorías de Chow                                              

27

 Sólo Chow (ID)1234567891011121314                                

28

 Semana 1464484504456492176276284376.4445463.5555438.6667392283.1111301.7778                                

29

 Semana 2712700788680728452492452660.8705.6733.6672621.6571.2                                

30

 Semana 3662.6667653.3333802.6667634.6667630512484488700728777452.6667616576.3333                                

31

                                                

32

 Dieta de la cafetería (ID)12345678910111213141516171819                           

33

 Semana 11441281126015664132104189.777896.4444459.11111199.1111233.333315.55556208.444480.8888971.5555634.22222116                           

34

 Semana 232026829222428414876188243.6207.2243.6201.6366.8221.2324.8212.8182201.6312                           

35

 Semana 3182182149.3333102.666719618468204207.6667144.6667238156.3333284.6667163.3333245221.6667228.6667142.3333261.3333                           

36

                                                

37

 Figura 1D. Ganancia de peso por semana (g)                                              

38

 Sólo Chow (ID)1234567891011121314                                

39

 Semana 1555761505235393645.549.752.546.940.639.2                                

40

 Semana 2645863526752514848.551.354.2551.3544.942.3                                

41

 Semana 3435157493932434050.7552.555.562554.687548.12544.625                                

42

                                                

43

 Dieta de la cafetería (ID)12345678910111213141516171819                           

44

 Semana 161636270605833373751.84253.242.755.349.747.648.349.746.2                           

45

 Semana 267727069595952585958.955059.5550.0566.757.356.1558.252.5555.8                           

46

 Semana 368636666615943544764.31255664.312555.562575.256362.562565.62554.687563                           

47

                                                

48

 Figura 1E. Peso corporal (g)                                              

49

 Sólo Chow (ID)12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546

50

día1180183190217226193181203197223211134207195206208182148147183167174199159184157174178185145186228222208224222211216150169150147159163172165

 

 

 

 

 

 

 

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

higocomparte

 

 

 

 

1 / 5

Datos sin procesar para la figura 1.

(XLSX)

Datos de S1. Datos sin procesar para Fig 1.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.s001

(XLSX)

Datos de S2. Datos sin procesar para Fig 2.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.s002

(XLSX)

Datos de S3. Datos sin procesar para Fig 3.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.s003

(XLSX)

Datos de S4. Datos sin procesar para Fig 4.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.s004

(XLSX)

Datos de S5. Datos sin procesar para Fig 5.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183685.s005

(XLSX)

AGRADECIMIENTOS

Nos gustaría agradecer a Jorge Tovar Díaz, Regina Mangieri, Nhi Le, Jeremiah Ling y Trevor Hadley por su asistencia técnica. También nos gustaría agradecer a Michela Marinelli por las valiosas discusiones científicas ya Christopher Mazzone por su ayuda en la edición del manuscrito.

Referencias

1. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Tomasi D, Baler R. Comida y recompensa de drogas: circuitos superpuestos en la obesidad humana y la adicción. Curr Top Behav Neurosci. 2012; 11: 1 – 24. Epub 2011 / 10 / 22. pmid: 22016109.

2. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J, Hitzemann R, Ding YS, et al. Disminuye los receptores de dopamina pero no los transportadores de dopamina en alcohólicos. Alcohol Clin Exp Res. 1996; 20 (9): 1594 – 8. Epub 1996 / 12 / 01. pmid: 8986209.

Ver artículo

3. Moore RJ, Vinsant SL, Nader MA, Porrino LJ, Friedman DP. Efecto de la autoadministración de cocaína sobre los receptores de dopamina D2 en monos rhesus. Sinapsis 1998; 30 (1): 88 – 96. Epub 1998 / 08 / 15. pmid: 9704885.

4. Rossetti ZL, Hmaidan Y, Gessa GL. Marcada inhibición de la liberación de dopamina mesolímbica: una característica común de la abstinencia de etanol, morfina, cocaína y anfetamina en ratas. Eur J Pharmacol. 1992; 221 (2 – 3): 227 – 34. Epub 1992 / 10 / 20. pmid: 1426002.

5. Geiger BM, Haburcak M, Avena NM, Moyer MC, Hoebel BG, Pothos EN. Déficits de neurotransmisión de dopamina mesolímbica en la obesidad de la dieta de ratas. Neurociencia 2009; 159 (4): 1193 – 9. Epub 2009 / 05 / 05. pmid: 19409204;

6. Johnson PM, Kenny PJ. Receptores de dopamina D2 en disfunción de recompensa similar a la adicción y alimentación compulsiva en ratas obesas. Nat Neurosci. 2010; 13 (5): 635 – 41. Epub 2010 / 03 / 30. pmid: 20348917;

7. Rada P, Bocarsly ME, Barson JR, Hoebel BG, Leibowitz SF. Dopamina Accumbens reducida en ratas Sprague-Dawley propensas a comer en exceso una dieta rica en grasas. Physiol Behav. 2010; 101 (3): 394 – 400. Epub 2010 / 07 / 21. pmid: 20643155;

8. Wang GJ, Volkow ND, Logan J, Pappas NR, Wong CT, Zhu W, y otros. Dopamina cerebral y obesidad. Lanceta. 2001; 357 (9253): 354 – 7. Epub 2001 / 02 / 24. pmid: 11210998.

9. Stice E, Spoor S, Bohon C, Small DM. La relación entre la obesidad y la respuesta estriatal a los alimentos está moderada por el alelo TaqIA A1. Ciencia. 2008; 322 (5900): 449 – 52. Epub 2008 / 10 / 18. pmid: 18927395;

10. Wellman PJ, Nación JR, Davis KW. Deterioro de la adquisición de autoadministración de cocaína en ratas mantenidas con una dieta alta en grasas. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 88 (1): 89 – 93. Epub 2007 / 09 / 04. pmid: 17764729;

11. Kanarek RB, Mathes WF, Przypek J. La ingesta de sacarosa o grasa en la dieta reduce el consumo de anfetamina en ratas. Pharmacol Biochem Behav. 1996; 54 (4): 719 – 23. Epub 1996 / 08 / 01. pmid: 8853195.

12. Davis JF, Tracy AL, Schurdak JD, Tschop MH, Lipton JW, Clegg DJ, y otros. La exposición a niveles elevados de grasa en la dieta atenúa la recompensa psicoestimulante y la rotación de dopamina mesolímbica en la rata. Behav Neurosci. 2008; 122 (6): 1257 – 63. Epub 2008 / 12 / 03. pmid: 19045945;

13. Hryhorczuk C, Florea M, Rodaros D, Poirier I, Daneault C, Des Rosiers C, et al. Función y señalización de dopamina mesolímbica amortiguada por lípidos dietéticos saturados pero no monoinsaturados. Neuropsicofarmacología. 2016; 41 (3): 811 – 21. Epub 2015 / 07 / 15. pmid: 26171719;

14. Avena NM, Carrillo CA, Needham L, Leibowitz SF, Hoebel BG. Las ratas dependientes del azúcar muestran una mayor ingesta de etanol sin azúcar. Alcohol. 2004; 34 (2 – 3): 203 – 9. Epub 2005 / 05 / 21. pmid: 15902914.

15. Carrillo CA, Leibowitz SF, Karatayev O, Hoebel BG. Una comida rica en grasas o una inyección de lípidos estimula el consumo de etanol. Alcohol. 2004; 34 (2 – 3): 197 – 202. Epub 2005 / 05 / 21. pmid: 15902913.

16. Takase K, Tsuneoka Y, Oda S, Kuroda M, Funato H. La alimentación con dieta alta en grasas altera los comportamientos relacionados con la función olfativa, social y de recompensa de ratones independientes de la obesidad. Obesidad (Silver Spring). 2016; 24 (4): 886 – 94. Epub 2016 / 02 / 19. pmid: 26890672.

17. Pekkanen L, Eriksson K, Sihvonen ML. Cambios inducidos por la dieta en el consumo voluntario de etanol y el metabolismo del etanol en la rata. Br J Nutr. 1978; 40 (1): 103 – 13. Epub 1978 / 07 / 01. pmid: 666993.

18. Ogden CL, Carroll MD, Kit BK, Flegal KM. Prevalencia de obesidad infantil y adulta en los Estados Unidos, 2011 – 2012. Jama 2014; 311 (8): 806 – 14. Epub 2014 / 02 / 27. pmid: 24570244.

19. Volkow ND, RA sabio. ¿Cómo puede la adicción a las drogas ayudarnos a entender la obesidad? Nat Neurosci. 2005; 8 (5): 555 – 60. Epub 2005 / 04 / 28. pmid: 15856062.

20. Wang YC, Bleich SN, Gortmaker SL. Aumento del aporte calórico de las bebidas endulzadas con azúcar y 100% de jugos de frutas en niños y adolescentes de EE. UU., 1988 – 2004. Pediatría. 2008; 121 (6): e1604 – 14. Epub 2008 / 06 / 04. pmid: 18519465.

21. Lustig RH, Schmidt LA, Brindis CD. Salud pública: La verdad tóxica del azúcar. Naturaleza. 2012; 482 (7383): 27 – 9. Epub 2012 / 02 / 03. pmid: 22297952.

22. Vikraman S, CD de Fryar, Ogden CL. Ingesta calórica de comida rápida entre niños y adolescentes en los Estados Unidos, 2011 – 2012. Resumen de datos de NCHS. 2015; (213): 1 – 8. pmid: 26375457.

23. Heyne A, Kiesselbach C, Sahun I, McDonald J, Gaiffi M, Dierssen M, et al. Un modelo animal de comportamiento compulsivo a la hora de comer. Adicto a Biol. 2009; 14 (4): 373 – 83. Epub 2009 / 09 / 11. pmid: 19740365.

24. Pucak ML, Gracia AA. La evidencia de que los antagonistas de la dopamina administrados sistémicamente activan la activación de las neuronas de la dopamina principalmente por el bloqueo de los autorreceptores somatodendríticos. J Pharmacol Exp Ther. 1994; 271 (3): 1181 – 92. Epub 1994 / 12 / 01. pmid: 7996424.

25. FJ blanco, Wang RY. Las neuronas de dopamina A10: papel de los autorreceptores en la determinación de la velocidad de disparo y la sensibilidad a los agonistas de la dopamina. Vida sci. 1984; 34 (12): 1161 – 70. Epub 1984 / 03 / 19. pmid: 6708722.

26. Lacey MG, Mercuri NB, Norte RA. La dopamina actúa sobre los receptores D2 para aumentar la conductancia del potasio en las neuronas de la sustancia compacta de la rata. J Physiol. 1987; 392: 397 – 416. Epub 1987 / 11 / 01. pmid: 2451725;

27. Beckstead MJ, Grandy DK, Wickman K, Williams JT. La liberación de dopamina vesicular provoca una corriente postsináptica inhibitoria en las neuronas de la dopamina del cerebro medio. Neurona. 2004; 42 (6): 939 – 46. Epub 2004 / 06 / 23. pmid: 15207238.

28. Luscher C, Slesinger PA. Funciones emergentes para los canales de potasio (GIRK) rectificados interiormente activados por proteína G en la salud y la enfermedad Nat Rev Neurosci. 2010; 11 (5): 301 – 15. Epub 2010 / 04 / 15. pmid: 20389305;

29. Perra S, Clements MA, Bernier BE, Morikawa H. La experiencia de etanol in vivo aumenta la autoinhibición de D (2) en el área ventral tegmental. Neuropsicofarmacología. 2011; 36 (5): 993 – 1002. Epub 2011 / 01 / 21. pmid: 21248720;

30. Gantz SC, Robinson BG, Buck DC, Bunzow JR, Neve RL, Williams JT, y otros. Regulación distintiva de la dopamina D2S y D2L autorreceptor de señalización por calcio. Elife 2015; 4. Epub 2015 / 08 / 27. pmid: 26308580;

31. Rollos BJ, Rowe EA, Turner RC. Obesidad persistente en ratas después de un período de consumo de una dieta mixta y de alta energía. J Physiol. 1980; 298: 415 – 27. Epub 1980 / 01 / 01. pmid: 6987379;

32. Wang GJ, Volkow ND, Fowler JS. El papel de la dopamina en la motivación de los alimentos en humanos: implicaciones para la obesidad. Experto Opin Ther Objetivos. 2002; 6 (5): 601 – 9. Epub 2002 / 10 / 22. pmid: 12387683.

33. Davis C, Strachan S, Berkson M. Sensibilidad para recompensar: implicaciones para comer en exceso y sobrepeso Apetito. 2004; 42 (2): 131 – 8. Epub 2004 / 03 / 11. pmid: 15010176.

34. Blum K, Thanos PK, MS de oro. Dopamina y glucosa, obesidad y síndrome de deficiencia de recompensa. Frente Psychol. 2014; 5: 919. Epub 2014 / 10 / 04. pmid: 25278909;

35. Sharpe AL, Varela E, Bettinger L, Beckstead MJ. La autoadministración de metanfetamina en ratones disminuye las corrientes mediadas por el canal GIRK en las neuronas de la dopamina del cerebro medio. Int J Neuropsychopharmacol. 2015; 18 (5). Epub 2014 / 12 / 19. pmid: 25522412;

36. Carroll ME, Francia CP, Meisch RA. La privación de alimentos aumenta la ingesta de drogas por vía oral e intravenosa en ratas. Ciencia. 1979; 205 (4403): 319 – 21. Epub 1979 / 07 / 20. pmid: 36665

37. Middaugh LD, Kelley BM, Bandy AL, McGroarty KK. Consumo de etanol en ratones C57BL / 6: influencia del género y variables de procedimiento. Alcohol. 1999; 17 (3): 175 – 83. Epub 1999 / 05 / 07. pmid: 10231165.

38. Rama SY, Goertz RB, Sharpe AL, Pierce J, Roy S, Ko D, et al. La restricción de alimentos aumenta la activación por estallido de las neuronas de dopamina mediada por el receptor de glutamato. J Neurosci. 2013; 33 (34): 13861 – 72. Epub 2013 / 08 / 24. pmid: 23966705;

39. Koyama S, Mori M, Kanamaru S, Sazawa T, Miyazaki A, Terai H, et al. La obesidad atenúa la inhibición mediada por autorreceptor D2 de las neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral putativa. Physiol Rep. 2014; 2 (5): e12004. Epub 2014 / 05 / 06. pmid: 24793981;

40. Fulton S, Pissios P, Manchon RP, Stiles L, Frank L, Pothos EN, et al. Regulación de la leptina de la vía de la dopamina mesoaccumbens. Neurona. 2006; 51 (6): 811 – 22. Epub 2006 / 09 / 20. pmid: 16982425.

41. Labouebe G, Liu S, Dias C, Zou H, Wong JC, Karunakaran S, et al. La insulina induce la depresión a largo plazo de las neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral a través de los endocannabinoides. Nat Neurosci. 2013; 16 (3): 300 – 8. Epub 2013 / 01 / 29. pmid: 23354329;

42. Abizaid A, Liu ZW, Andrews ZB, Shanabrough M, Borok E, Elsworth JD, y otros. Ghrelin modula la actividad y la organización de entrada sináptica de las neuronas de dopamina del cerebro medio mientras promueve el apetito. J Clin Invest. 2006; 116 (12): 3229 – 39. Epub 2006 / 10 / 25. pmid: 17060947;

43. Koob GF, Volkow ND. Neurocircuitería de la adicción. Neuropsicofarmacología. 2010; 35 (1): 217 – 38. Epub 2009 / 08 / 28. pmid: 19710631;

44. Diana M. La hipótesis de la dopamina de la adicción a las drogas y su potencial valor terapéutico. Psiquiatría de frente. 2011; 2: 64. Epub 2011 / 12 / 07. pmid: 22144966;

45. Pickering RP, Grant BF, Chou SP, Compton WM. ¿El sobrepeso, la obesidad y la obesidad extrema están asociados con la psicopatología? Resultados de la encuesta epidemiológica nacional sobre alcohol y condiciones relacionadas. J Clin Psiquiatría. 2007; 68 (7): 998 – 1009. Epub 2007 / 08 / 10. pmid: 17685734.

46. Simon GE, Von Korff M, Saunders K, Miglioretti DL, Crane PK, van Belle G, et al. Asociación entre la obesidad y los trastornos psiquiátricos en la población adulta de los Estados Unidos. Arco Gen Psiquiatría. 2006; 63 (7): 824 – 30. Epub 2006 / 07 / 05. 63 / 7 / 824 pmid: 16818872;

47. Scott KM, McGee MA, Wells JE, Oakley Browne MA. Obesidad y trastornos mentales en la población general adulta. J Psychosom Res. 2008; 64 (1): 97 – 105. Epub 2007 / 12 / 26. pmid: 18158005.

48. Scott KM, Bruffaerts R, Simon GE, Alonso J, Angermeyer M, de Girolamo G, et al. Obesidad y trastornos mentales en la población general: resultados de las encuestas mundiales de salud mental. Int J Obes (Lond). 2008; 32 (1): 192 – 200. Epub 2007 / 08 / 23. pmid: 17712309;

49. Barry D, Petry NM. Las asociaciones entre el índice de masa corporal y los trastornos por uso de sustancias difieren según el género: los resultados de la Encuesta Epidemiológica Nacional sobre el Alcohol y las Condiciones Relacionadas. Adicto Behav. 2009; 34 (1): 51 – 60. Epub 2008 / 09 / 30. pmid: 18819756;

50. Roberts AJ, Heyser CJ, Cole M, Griffin P, Koob GF. Consumo excesivo de etanol después de una historia de dependencia del etanol: modelo animal de alostasis. Neuropsicofarmacología. 2000; 22: 581 – 94. pmid: 10788758

51. Fredriksson I, Adhikary S, Steensland P, Vendruscolo LF, Bonci A, Shaham Y, et al. La exposición previa al alcohol no tiene efecto en la autoadministración de cocaína y la recaída en ratas: evidencia de un modelo de rata que no apoya la hipótesis de la puerta de enlace. Neuropsicofarmacología. 2016. Epub 2016 / 09 / 22. pmid: 27649640.

52. Hirth N, Meinhardt MW, Noori HR, Salgado H, Torres-Ramírez O, Uhrig S, et al. Pruebas convergentes de humanos dependientes del alcohol y ratas para un estado hiperdopaminérgico en la abstinencia prolongada. Proc Natl Acad Sci US A. 2016; 113 (11): 3024 – 9. Epub 2016 / 02 / 24. pmid: 26903621;

53. Blum K, Liu Y, Shriner R, oro MS. Circuito de recompensa La activación dopaminérgica regula el comportamiento de los alimentos y el deseo de drogas. Curr Pharm Des. 2011; 17 (12): 1158 – 67. Epub 2011 / 04 / 16. pmid: 21492092.

54. Geiger BM, Behr GG, Frank LE, Caldera-Siu AD, Beinfeld MC, Kokkotou EG, et al. Evidencia de exocitosis de dopamina mesolímbica defectuosa en ratas propensas a la obesidad. Faseb J. 2008; 22 (8): 2740 – 6. Epub 2008 / 05 / 15. pmid: 18477764;