Motivación para los alimentos sabrosos a pesar de las consecuencias en un modelo animal de atracón (2011)

. Manuscrito del autor; Disponible en PMC 2012 Abr 1.

Publicado en forma final editada como:

PMCID: PMC2941549

NIHMSID: NIHMS191205

Resumen

Objetivo

El atracón implica una motivación anormal para un alimento altamente apetecible en el sentido de que estos alimentos se consumen repetidamente a pesar de sus efectos desencadenantes del atracón y las consecuencias que afectan la vida asociadas con el atracón. Determinamos si las ratas identificadas como propensas a comer en exceso (BEP, por sus siglas en inglés) muestran de manera similar una motivación anormal para los alimentos sabrosos.

Método

A las ratas BEP alimentadas con alimentos y resistentes a la comida compulsiva (BER) se les dio acceso voluntario a alimentos sabrosos combinados con la intensidad creciente de los golpes de pie. Más tarde, fueron expuestos a un período de reabastecimiento de restricción calórica cíclica.

Resultados

Los BEP consumieron significativamente más y toleraron niveles más altos de descargas en los pies para alimentos apetitosos que los BER. La restricción cíclica de realimentación aumentó la tolerancia de las BER al choque por alimentos sabrosos.

Discusión

Los paralelismos observados anteriormente del modelo BEP de rata para el atracón humano ahora pueden extenderse para incluir una motivación anormal para los alimentos sabrosos. Este modelo debería ser útil para identificar genes específicos que interactúan con el entorno nutricional para mediar el atracón y puede apuntar a nuevos objetivos fisiológicos para tratar la ingesta compulsiva.

Palabras clave: BED, obesidad, ratas, motivación, choque de pies, comer en exceso compulsivo, compulsividad, alimentación emocional, restricción calórica, dieta, bulimia

El atracón se caracteriza por la compulsión de buscar y consumir grandes cantidades de alimentos en un período de tiempo discreto (). Mientras que la composición de macronutrientes de los atracones es a menudo similar a las comidas normales (), es un alimento altamente apetecible que es muy deseado y preferido durante los atracones. Estos son alimentos que suelen tener un alto contenido de sacarosa y grasa y, debido a su alto contenido de calorías, suelen estar "prohibidos" entre los atracones (). La motivación para buscar y consumir repetidamente alimentos sabrosos puede interpretarse como anormal, dadas las muchas consecuencias que resultan de la ingestión de estos alimentos. Por ejemplo, los alimentos sabrosos son conocidos por provocar atracones (, ), y contribuyen al aumento de peso y la consiguiente preocupación por el aumento de peso (). Los atracones provocan un empeoramiento de la imagen corporal, baja autoestima, trastornos del estado de ánimo, aumento del estrés percibido en la vida y consecuencias médicas adversas (). Regresar repetidamente a la ingesta de alimentos sabrosos con pleno conocimiento de que es probable que ocurra un atracón, junto con el empeoramiento de los síntomas y las consecuencias del atracón, no puede considerarse adaptativo.

Los modelos animales son valiosos porque ayudan a identificar las bases fisiológicas de los comportamientos humanos complejos, de los cuales el atracón es sin duda un ejemplo. La validez de un modelo animal de atracón depende en parte del número de características clínicas que reproduce. Una característica que no se investigó previamente en estos modelos es la naturaleza compulsiva de comer alimentos sabrosos a pesar de las consecuencias aversivas. El consumo de alimentos significativamente más sabrosos puede implicar una mayor motivación para ese alimento. Sin embargo, tolerar el castigo es una evidencia más fuerte de una motivación anormal para los alimentos sabrosos. Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio fue determinar si las ratas propensas a comer compulsivamente (BEP, por sus siglas en inglés) también se caracterizan por una mayor motivación para los alimentos sabrosos, como lo define la tolerancia voluntaria del castigo para un alimento apetecible en particular. En este caso, el castigo voluntario fue incrementando los niveles de descarga eléctrica del pie administrada inmediatamente después de la recuperación de un alimento altamente apetecible. La naturaleza voluntaria de este comportamiento se aseguró al permitir que la libertad de las ratas entrara y escapara del callejón con cebo de comida sabrosa en cualquier momento, al proporcionar comida simple para ratas en un callejón libre de conmoción, y no restringiendo la rata de cualquier ingesta de alimentos antes. para ser colocado en el callejón de elección de alimentos. Un segundo objetivo del estudio fue determinar hasta qué punto la exposición a una breve historia de restricción calórica cíclica seguida de realimentación ad lib cambia la motivación de las ratas BEP y BER para tolerar el choque de pies para alimentos sabrosos. La restricción calórica cíclica fue diseñada para simular una dieta restrictiva que es común entre muchos con trastornos por atracones, incluida la bulimia nerviosa y el trastorno por atracones (, ).

Nuestro modelo BEP / BER se basa en identificar diferencias inherentes y estables en el consumo de alimentos sabrosos en ratas en un período de tiempo discreto, 1-4hr (). Las ratas de la misma edad y sexo generalmente consumen cantidades muy similares de comida para ratas estándar, su dieta de mantenimiento. Sin embargo, pueden variar enormemente en la cantidad de alimentos sabrosos que consumen cuando se les da la opción de elegir entre estos alimentos y la comida. Las ratas BEP son aquellas que consumen constantemente> 40% más de comida sabrosa que las ratas que consumen la menor cantidad de comida sabrosa (ratas BER). Los BEP no son simplemente "grandes comedores", porque no comen en exceso en su dieta de mantenimiento estándar y menos apetecible de rata. Por lo tanto, las BEP requieren alimentos sabrosos para desencadenar una respuesta anormal a su ingesta de alimentos, probablemente reflejando una interacción gen x ambiente en su comportamiento de alimentación, una interacción que probablemente también esté presente en los atracones humanos. Dado que las BEP no compensan su mayor ingesta de alimentos apetitosos comiendo menos comida, su ingesta total de alimentos también es mayor que la de las BER.

Además de comer cantidades más grandes de alimentos en un período de tiempo discreto y discreto que las ratas BER, las ratas BEP también muestran otros comportamientos que son característicos de los atracones humanos. Estos se describen en otra parte (), pero brevemente, incluyen: 1) comer más allá de la saciedad, ya que consumen tanta comida después de un período de privación de alimentos como cuando están saciados; 2) abandonar el chow más saludable para obtener alimentos sabrosos cuando están estresados ​​(las BER hacen lo contrario, dejando los alimentos sabrosos sobre los chow más nutritivos cuando están estresados); 3) se recupera más rápidamente de la hipofagia inducida por el estrés (cualquier hipofagia inducida por el estrés ya no es aparente en las BEP en una hora), y el estado de la BEP no siempre predice la obesidad (, ). Cuando se colocan en una dieta constante alta en grasas, tanto las BEP como las BER desarrollan obesidad y la mayoría de cada grupo resiste la obesidad (). De manera similar, entre los seres humanos que comen de forma compulsiva, no todos desarrollan obesidad porque algunos compensarán de varias maneras, por lo general de forma inadaptada, para resistir la obesidad (). Las BEP y BER que resisten la obesidad lo hacen comiendo voluntariamente menos de la dieta alta en grasas ().

El presente estudio utilizó el modelo BEP / BER para validar aún más su uso en la investigación del atracón al determinar si las BEP también se caracterizan por una motivación anormal para los alimentos sabrosos. Probamos la hipótesis de que las ratas a las que se asignó el estado BEP recuperarían y consumirían más alimentos sabrosos a pesar de experimentar niveles incrementales de choque de pies por hacerlo. En segundo lugar, planteamos la hipótesis de que las ratas BEP y BER sometidas a un historial de realimentación de restricción calórica cíclica, una simulación de la dieta humana, buscarían y consumirían alimentos más sabrosos a pesar de la aversa consecuencia de un choque de pies. Por lo tanto, se predijo que la experiencia con la restricción calórica convertiría las BER en más ratas similares a las BEP y, en las BEP, la experiencia aumentaría aún más su motivación por los alimentos sabrosos. Por último, medimos la ingesta de alimentos de BEP y BER cuando tuvieron acceso a los alimentos palatables previamente emparejados por el choque por primera vez en los confines seguros de la jaula de su casa en comparación con el laberinto que los libera. Predijimos que las BER consumirían tanto de estos alimentos sabrosos como los BEP debido al aumento del valor de incentivo producido por su antigua naturaleza inalcanzable, una simulación de alimentos "prohibidos".

Método

Materias

N = 52, ratas Sprague-Dawley hembras adultas jóvenes (90 días) se alojaron en parejas en jaulas de cama estándar bajo un ciclo de luz / oscuridad 12-hr (luces apagadas a las 1100 hrs) con acceso a comida ad libitum y agua durante 2 semanas de aclimatación a la colonia. Después de esto, se realizaron pruebas de alimentación 4 en las que todas las ratas recibieron acceso ad lib a una opción de comida y un alimento sabroso, galletas Oreo Double Stuf (Nabisco, East Hanover, NJ), por un período de 24 hr. Cada prueba de alimentación fue seguida por al menos 3-5 días de solo comida, de modo que su acceso a los alimentos sabrosos fue intermitente. Durante las pruebas de alimentación 4, los alimentos se administraron justo antes de que se apagaran las luces y las cantidades consumidas se midieron después de las horas de 4. Para cada prueba, se determinó una puntuación de kcal media. Las ratas fueron categorizadas tentativamente como BEP o BER para cada prueba, dependiendo de si comieron más o menos que la puntuación media, respectivamente. La asignación final del estado de BEP para el estudio se asignó a N = 10 que consumía la media más alta de calorías comestibles y que se clasificaron sistemáticamente como BEP en todas las pruebas de 4. La asignación del estado final de BER fue para aquellos N = 10 que consumieron las calorías promedio de alimentos más agradables y que se clasificaron sistemáticamente como teniendo el estado de BER en todas las pruebas de 4. Su fenotipo BEP / BER se mantuvo estable a lo largo del tiempo, como se verá en Exp. 3. Los estudios anteriores que utilizaron la categorización BEP / BER también proporcionaron pruebas sólidas de que los fenotipos persisten a lo largo del tiempo y después de la exposición a diversas manipulaciones experimentales []. Las pruebas intermitentes solo de chow también confirmaron que no hubo diferencia en la ingesta de chow entre los grupos, lo que indica que las BEP y las BER no eran simplemente comedores "grandes" o "pequeños", respectivamente.

Alimentación

Las ratas tuvieron acceso a comida ad ratas Purina (Harlan Teklad Global Diets, Indianapolis, IN) durante todo el estudio, excepto donde se indique. Las galletas Double Stuf Oreo (sabor original; Nabisco, East Hanover, NJ) se utilizaron como alimento sabroso para asignar el estado BEP / BER. Esta comida sabrosa tiene un alto contenido de grasa y carbohidratos (sacarosa), que es típica de los ingredientes de los alimentos sabrosos que se consumen con antojo y se consumen durante los atracones humanos (). Las cookies de Oreo también se han utilizado con éxito en otros modelos de ratas de atracones y se utilizaron originalmente para desarrollar el modelo BEP / BER (, , ). M&M Candies (Mars, Inc., McLean, VA), también con un alto contenido de grasa y sacarosa, sirvió como alimento apetecible en el laberinto de pies para medir la motivación de las ratas por este alimento. Solo en el laberinto podrían las ratas consumir M & Ms. La única excepción fue al final del estudio (Exp. 4), como se describe a continuación. En el laberinto se utilizaron M & Ms, y no Oreos, para establecer una asociación distinta entre las propiedades gratificantes de este alimento sabroso y la consecuencia de las sacudidas de los pies. Un estudio anterior confirmó que, al igual que las Oreos, tanto las BEP como las BER preferían los M & M a la comida, pero las BEP, por definición, consumían significativamente más kcal de M&M que las BER en condiciones normales (). Los M & M también fueron una opción práctica para el laberinto porque eran lo suficientemente pequeños como para estar contenidos en el alimentador del callejón y podían recuperarse, llevarse y comerse fácilmente dentro de los callejones del laberinto.

Laberinto de choque

El laberinto constaba de dos callejones de un Sistema Habitest de Coulbourn Instruments (Allentown, PA). Al final de cada uno de estos pasillos transparentes cerrados de 70 × 9.5 cm había una tolva de comida, una que contenía gránulos de comida premedidos y el otro M & M premedidos. Solo el brazo cebado con M & Ms estaba preparado para entregar una descarga eléctrica revuelta a través de barras de metal en el piso del callejón. La palanca de encendido / apagado para suministrar corriente se accionó manualmente, pero cada nivel de voltaje de descarga se preestableció para garantizar la precisión antes de colocar las ratas en el laberinto. Separando los dos callejones del laberinto había un centro cubierto que siempre estaba libre de golpes. Los callejones se colocaron de modo que los animales tuvieran libertad para vagar por todas las secciones del laberinto durante la duración de cada sesión de prueba. De esta manera, incluso la sección del laberinto emparejada con el impacto de la pisada era evitable en todo momento.

Análisis estadístico

A continuación se describen cuatro experimentos con los resultados correspondientes después de cada descripción. En Exp. 1, los ANOVA unidireccionales separados analizaron el efecto del estado de BEP / BER en las kcal de M & Ms consumidas y recuperadas en cada nivel de choque. Si las ratas no toleraron un cierto nivel de choque, se asignó un valor de cero. Se utilizó un análisis de chi-cuadrado para determinar si más ratas de uno de los grupos toleraron cada nivel de choque. Exp. 2 utilizaron un diseño factorial 2 × 2 (antecedentes de restricción-realimentación cíclica de calorías o falta de restricción-realimentación cíclica de calorías × BEP o BER). Se utilizaron ANOVA unidireccionales para explorar los efectos principales y las interacciones de estos factores sobre las mismas variables dependientes que en el Exp.1. Para Exp. 3 y 4, se analizó la ingesta de kcal de Oreo (Exp. 3) y kcal de M&M (Exp. 4) por ratas BEP frente a BER en la jaula doméstica usando ANOVAs unidireccionales separados. Para todas las pruebas, alfa se estableció en p <0.05 para significancia. Los resultados se presentan como medias de grupo ± SEM. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité Institucional de Uso y Cuidado de Animales de la Universidad de Alabama en Birmingham.

Experimentos y resultados

El estado de BEP / BER se confirmó antes de todos los experimentos. La mediana del valor dividido de la ingesta de alimentos apetitosos en 4 pruebas de alimentación con las 52 ratas iniciales fue de 35 kcal / 4 h. Como se esperaba, no hubo diferencias en la cantidad de comida consumida entre las BEP y las BER, independientemente de si la comida se dio sola o con las galletas. En promedio a lo largo de las 4 pruebas de alimentación, las ratas BEP comieron un 64% más de kcal de alimentos apetitosos que las BER, p <0.001 (Figura 1 y XNUMX). También como se esperaba, debido al acceso intermitente vs. constante a los alimentos sabrosos, no hubo diferencias en el peso corporal de BEP y BER al final de las pruebas de alimentación (BEP = 171.90 ± 1.7 g vs. BER = 168.13 ± 2.0 g; no mostrado). El acceso intermitente a alimentos sabrosos se diseñó para simular la ingesta intermitente (en comparación con la constante) de alimentos sabrosos que es típico en humanos con patrones de atracones compulsivos ().

Figura 1 y XNUMX 

El consumo medio de comida (barras sombreadas) y galletas Oreo (barras oscuras) en cuatro pruebas de alimentación de 4 horas utilizadas para asignar ratas propensas a atracones (BEP) y resistentes a atracones (BER); *** = p <0.001 BEP frente a la ingesta de BER.

Experimento 1: Motivación para los alimentos sabrosos en ratas BEP frente a BER

Procedimiento: Aclimatación a Food Choice Shock Maze

Las ratas fueron transportadas desde la colonia de animales al laboratorio en la aplicación. 1200 horas en sus jaulas caseras con agua ad lib y comida para que estuvieran saciados en el momento de la prueba. Todos los procedimientos en el laberinto ocurrieron en la oscuridad bajo luz roja. Cada rata se colocó en el laberinto en un orden compensado por el estado del grupo (BEP / BER) durante 10 min / día hasta que se aclimataron. La "aclimatación" se definió como la rata que toma ≥ 1 mordisco de un M&M durante el primer minuto en el laberinto. A cada uno se le permitió tantas pruebas como fuera necesario para alcanzar la aclimatación. Una vez aclimatadas, las ratas individuales pasaron a la fase de prueba del experimento. Las pruebas de aclimatación y las sesiones de prueba se realizaron 3 días por semana, con al menos 1 día sin pruebas en el medio.

Resultados

El número de pruebas necesarias para aclimatarse al laberinto varió de las pruebas 2 a las pruebas 10. No hubo diferencias entre las ratas BEP y BER en el número de ensayos necesarios para aclimatar [F (2, 29) = 1.04, p = 0.37]. El número medio de ensayos para aclimatarse fue 3.13 ± 0.3.

Procedimiento: Prueba de motivación para alimentos sabrosos a pesar de las consecuencias.

En el primer día de la prueba, que siguió a la aclimatación, no se administró ninguna descarga después de las recuperaciones de M&M. Esto permitió una medida del consumo de alimento apetecible de referencia en 10 minutos para cada rata, así como una forma de confirmar la aclimatación de las ratas al laberinto. Si la rata no podía consumir un bocado de comida sabrosa en <1 minuto, se movía de nuevo a la fase de aclimatación hasta que pasaba nuevamente. En el segundo día de prueba, se administró el nivel más bajo de descarga (0.10 mA) durante 3 segundos inmediatamente después de la recuperación de un M&M. Una "recuperación" se definió como la eliminación completa de un M&M de la tolva de alimentos por la pata o la boca. Este nivel de choque se repitió tantas veces como la rata regresó y recuperó un M&M durante una sesión de 10 minutos. En cada sesión de 10 minutos a partir de entonces, el nivel de descarga se incrementó en incrementos de 0.05 mA hasta que la rata ya no realizó una recuperación de M&M. En el día de la prueba siguiente a esta falla en la recuperación, la rata recibió otra oportunidad de hacerlo al nivel de shock administrado previamente. Si la rata fallaba nuevamente en recuperar el alimento apetitoso, ya no se la colocaba en el laberinto los días de prueba, sino que se la mantenía en su jaula con comida durante el resto de esta fase del estudio. La voluntad de tolerar el impacto en los pies de los M & M en condiciones de saciedad y en medio del acceso a la comida en un brazo adyacente que estaba libre de golpes fue nuestra definición operativa de motivación para alimentos sabrosos.

Cuando se colocan en el laberinto, las ratas siempre apuntaban hacia el eje central, que no estaba cebado con comida ni conectado a la pata. Esto aseguró que los animales no se inclinaran hacia ninguno de los callejones de elección de alimentos. Dos asistentes de investigación siempre estuvieron presentes durante el experimento. Un asistente colocó ratas en el laberinto y les administró descargas eléctricas mediante un gatillo operado manualmente; otro, que no conocía el estado del grupo, registró los comportamientos de los animales. Entre animales, el aparato se limpió con clorohexina. El número de recuperaciones de M&M y la cantidad total de M&M consumidos (en kcal) en cada nivel de choque, así como el nivel de choque más alto tolerado (es decir, el nivel más alto en el que cada uno todavía estaba dispuesto a desafiar más M&M) se registraron para cada rata en cada ensayo de prueba.

Resultados

A pesar de una variación considerable dentro de los grupos de N = 10, hubo una diferencia general significativa en el número de recuperaciones de M&M entre los grupos. Las BEP realizaron más recuperaciones (4.30 ± 0.4) que las BER (2.75 ± 0.3) con todos los niveles de choque combinados, [F (2, 29) = 4.58, p <0.02]. En cada nivel de impacto (Figura 2 y XNUMX), las actuaciones grupales variaron. Los números de recuperación de BEP no fueron estadísticamente diferentes de los BER en el nivel más bajo (0.10 mA), en el nivel de 0.15 mA o en una descarga de 0.20 mA. Sin embargo, a medida que la intensidad de la descarga aumentó a 0.25 mA, las BEP realizaron significativamente más recuperaciones que las BER (6.10 ± 0.8 frente a 2.11 ± 0.7, respectivamente), [F (2, 29) = 6.48, p <0.01]. A 0.45 mA, las BEP siguieron obteniendo alimentos más apetecibles que las ratas BER, [F (2,29) = 4.42, p <0.05]. Solo los BEP continuaron realizando recuperaciones más allá del nivel de choque de pies de 0.50 mA ( ).

Figura 2 y XNUMX 

Número medio de recuperaciones de M&M realizadas por ratas propensas a atracones (BEP) y resistentes a atracones (BER) durante una sesión de 10 minutos en el laberinto en cada nivel de choque; * = p <0.05; ** = p <0.01.

Las BEP también consumieron alimentos más sabrosos que las BER en todos los niveles de shock combinados [F (1, 19) = 6.35, p <0.05]. Como se muestra en Figura 3 y XNUMX, Las BEP consumieron significativamente más que las BER al nivel de descarga de 0.10 mA (14.7 ± 1.9 kcal frente a 7.3 ± 1.5 kcal, respectivamente), [F (2, 29) = 4.08, p <0.05], el nivel de 0.20 mA, [F (2, 29) = 3.29, p = 0.05], el nivel de 0.25 mA (BEP = 11.95 ± 3.0 kcal vs. BER = 2.7 ± 1.2 kcal), [F (2, 29) = 6.11, p <0.01], y el nivel de 0.45 mA [F (2, 29) = 3.34, p = 0.05].

Figura 3 y XNUMX 

Cantidad media de kcal de M&M consumidas por ratas propensas a atracones (BEP) y resistentes a atracones (BER) durante una sesión de 10 minutos en el laberinto en cada nivel de choque; * = p <0.05; ** = p <0.01.

Finalmente, a medida que aumentaron los niveles de shock, el número de ratas BER que toleraron el shock para los alimentos sabrosos disminuyó, mientras que el número de BEP que toleraban niveles crecientes se mantuvo prácticamente igual (Figura 4 y XNUMX). En el nivel de 0.40 mA, más ratas BEP frente a BER toleraron el choque por M & M (N = 8, u 80%, de BEP frente a solo 1, o 10%, de BER), [X2 (2, N = 30) = 10.05, p <0.01]. Al nivel de 0.45 mA, los resultados fueron similares con N = 7 (70%) de ratas BEP y N = 1 (10%) de ratas BER que toleraron el choque [X2 (2, N = 30) = 9.30, p <0.01]. Más allá del nivel de 0.45 mA, el N por grupo que quedaba era demasiado bajo para detectar significación; sin embargo, continuó la tendencia de un mayor número de BEP frente a BER que toleran el impacto de las fusiones y adquisiciones. En cuanto al nivel de choque más alto tolerado por cada grupo, hubo una clara diferencia entre los grupos [F (2, 29) = 6.02, p <0.01]. Los BEP estaban dispuestos a tolerar un nivel mucho más alto, y estadísticamente significativo, de choque en las patas como consecuencia negativa para hacer recuperaciones de alimentos apetecibles en comparación con los BER (0.42 ± 0.04 mA frente a 0.26 ± 0.03 mA, respectivamente).

Figura 4 y XNUMX 

Número absoluto de ratas propensas a atracones (BEP) y resistentes a atracones (BER) que estaban dispuestas a tolerar el impacto en las patas de los M & M en cada nivel de impacto; ** = p <0.01.

Experimento 2: efecto de una historia de alimentación de restricción calórica cíclica sobre la motivación de los alimentos palatables en ratas BEP frente a BER

Procedimiento: Protocolo de reinicio de restricción calórica cíclica

Despues de exp. 1, la mitad de las ratas dentro de cada grupo BEP y BER fueron asignadas para experimentar un historial con o un historial sin realimentación de restricción calórica cíclica. Estos subgrupos se compararon para los niveles de choque tolerado. El protocolo de alimentación de restricción calórica cíclica fue el mismo que se usó en experimentos previos con otros modelos de atracón de ratas (, ) y se describe en Tabla 1. Se impusieron un total de cinco "ciclos" de realimentación de restricción de 11 días a los grupos que recibieron un historial de realimentación de restricción calórica cíclica. Cinco días en ad lib chow siguieron al último día de realimentación del ciclo 5th. Los pesos corporales fueron monitoreados en todo momento. Después del último ciclo de restricción, el peso corporal medio de aquellos con un historial de realimentación de restricción fue 334.43 ± 8.9 g, vs. 348.32 ± 11.8 g. de los que no tienen tal historia. Esta diferencia no fue significativa [F (1, 29) = 0.885, p = 0.36], y cualquier tendencia a pesar menos se distribuyó uniformemente entre las ratas BEP y BER. En ese momento, las pruebas en el laberinto de choque procedieron como en Exp. 1. sans el período de aclimatación. Como en Exp. 1, el primer día de pruebas en el laberinto no incluyó el choque de pies.

TABLA 1 

Un típico "ciclo" de realimentación de restricción de 11 días del protocolo de reinicialización de restricción calórica

Resultados

No hubo efectos principales significativos debido al grupo (BEP / BER) o la experiencia con la restricción-realimentación, ni efectos de interacción sobre el número de M & M recuperados, consumidos o el nivel de choque tolerado cuando las ratas se volvieron a colocar en el laberinto. Un factor de confusión con este diseño y la explicación de esta falta de diferencia es que toda la última experiencia de los animales en el laberinto fue con un nivel de aversión al impacto lo suficientemente aversivo como para excluir una recuperación de M&M. Por lo tanto, todas las ratas dudaban mucho en entrar al callejón a pesar del hecho de que no se estaba produciendo ningún impacto en esta primera prueba en el laberinto. Sin embargo, hubo una tendencia a que los BER con antecedentes de realimentación por restricción calórica hicieran más recuperaciones que los BER sin esta experiencia (Figura 5A; 1.40 ± 0.5 vs. 0.20 ± 0.2, respectivamente), [F (1, 9) = 4.80, p = 0.06]. También consumieron significativamente más alimentos sabrosos que sus homólogos no restringidos (Figura 5B; 4.9 ± 1.5 kcal frente a 0.8 ± 0.8 kcal, respectivamente), [F (1, 9) = 5.70, p <0.05]. No se revelaron diferencias significativas entre las BEP con y sin antecedentes de restricción calórica cíclica-realimentación, las cuales recuperaron una media de solo 0.8 ± 0.4 M & M y consumieron una media de 2.6 ± 1.8 kcal de alimentos apetitosos (no se muestra).

Figura 5 y XNUMX 

Comportamiento de ratas resistentes a la ingesta (BER) con y sin antecedentes de restricción calórica-realimentación-realimentación (HCR y no-HCR) cuando se colocan de nuevo en el laberinto de choque, pero sin choque. Esto siguió Exp. 1 donde las mismas ratas experimentaron niveles. ...

Experimento 3: Estabilidad del estado BEP y BER

Procedimiento

Para determinar si la exposición al choque de pies en el callejón con un alimento apetitoso diferente (M & Ms vs.Oreos), el historial de restricción calórica cíclica-realimentación o el mero paso del tiempo alteró el estado de BEP / BER de las ratas, según Exp. 2 las ratas recibieron la misma prueba de alimentación de galleta Oreo + comida en sus jaulas domésticas que se usó para clasificarlas como BEP o BER antes de Exp. 1.

Resultados

A pesar de la exposición a las manipulaciones antes mencionadas, la prueba de alimentación en jaulas caseras con galletas Oreo reveló que las asignaciones de BEP y BER permanecieron estables. Las BEP consumieron significativamente más kcals de alimentos apetitosos que el grupo BER (42. 99 ± 2.7 kcals vs. 30.67 ± 3.7 kcals, respectivamente), [F (1, 19) = 7.24, p <0.05]; Figura 6A.

Figura 6 y XNUMX 

(A) El consumo medio de kcal de Oreo y comida en la jaula doméstica por los grupos BEP y BER después de la experiencia previa con un alimento palatable diferente (M & Ms), con escalofríos y con el historial de protocolo de restricción calórica cíclica-realimentación (HCR); ...

Experimento 4: Respuesta de las ratas BEP frente a BER al acceso libre de un alimento aceptable anteriormente asociado con el estrés por conflicto de elección

Procedimiento

Siguiendo Exp. 3, las ratas se mantuvieron solo con comida y agua durante tres días en sus jaulas domésticas. Luego se les dio cantidades premedidas de comida y M & Ms al inicio de la oscuridad, y las ingestas se midieron después de 4 horas. Esta fue la primera y única vez que recibieron M & M en el entorno seguro (es decir, sin golpes) de sus jaulas domésticas.

Resultados

Como se muestra en Figura 6B, y en contraste con las pruebas de alimentación con Oreo, las ratas BER comieron tantas kcal M&M como las ratas BEP (BEP = 62.10 ± 5.2 kcal vs. BER = 54.90 ± 5.5 kcal), [F (1, 19) = 0.90, p = 0.36, ns].

Discusión

El principal hallazgo del estudio fue que las ratas clasificadas como propensas a comer en exceso (BEP, por sus siglas en inglés), por su mayor ingesta de alimentos en presencia de alimentos sabrosos, no solo consumían más de este alimento sino que también estaban dispuestas a tolerar niveles más altos de descargas para recuperarse. y consumirlo en comparación con las ratas resistentes a atracones (BER). Esto se observó en las ratas a pesar de su condición de saciedad y a pesar de la presencia de un chow, libre de golpes, en un brazo adyacente del laberinto. Los datos recopilados durante su aclimatación al laberinto sugieren que esta diferencia en la motivación entre los grupos no fue causada por diferencias en la ansiedad, la capacidad motora o la capacidad de aprendizaje, ya que las BEP no difirieron de las BER en el número requerido de exposiciones al laberinto o Tiempo en el laberinto para recuperar la comida sabrosa por primera vez.

Un experimento posterior impuso a las ratas una breve historia cíclica de restricción de alimentos y realimentación destinada a simular una dieta similar a la humana. Dado que este estudio fue confundido por la última experiencia de las ratas en el laberinto, que fue con un nivel de choque en las patas muy aversivo (uno demasiado aversivo para tolerar la comida apetecible), y dados los N bajos de los grupos BEP / BER subbuceadores, por lo que que la mitad de cada uno experimentaría restricción calórica cíclica-realimentación (N = 5 / grupo), debemos considerar los resultados como datos piloto para una mayor exploración. No obstante, a pesar de estas deficiencias, los resultados sugieren que en las ratas propensas a comer compulsivamente (BER), un historial de dietas similares a las de los humanos puede alterar su motivación por alimentos sabrosos. Anteriormente informamos que un historial de restricción calórica cíclica-realimentación es un desencadenante necesario de atracones en ratas estresadas (, , ), un fenómeno que ahora se observa en otros laboratorios que utilizan ratas y ratones (). En el presente estudio, la experiencia previa en el laberinto de choque podría considerarse estresante. Entre el grupo de BER, solo aquellos con un historial de realimentación de restricción calórica cíclica mostraron una tendencia a recuperar y consumir significativamente más alimentos sabrosos que los BER sin esta historia. Por lo tanto, a pesar de los pesos corporales normales y la saciedad después del protocolo de realimentación con restricción, el estrés combinado con este historial puede haber servido una vez más para aumentar la ingesta de alimentos, incluso en ratas que no están dispuestas a atracarse (en las BER).

Las BEP no respondieron en especie a la experiencia de realimentación de restricción calórica cíclica. Una razón para esto puede ser que, en comparación con las BER, su última experiencia en el laberinto fue con un nivel de shock mucho mayor que el de las BER. Sin embargo, otra explicación es que los BEP no se ven afectados por períodos de restricción calórica. Anteriormente informamos que en un estado de privación aguda de alimentos, uno que produce hambre (como lo demuestra el exceso de BER después de la misma privación aguda de alimentos), los BEP no consumían más alimentos sabrosos que cuando no estaban privados de alimentos (). Es decir, las BEP consumen tanta comida sabrosa cuando se sacian como cuando se tiene hambre. Esto sugiere que, cuando se enfrentan a alimentos sabrosos, los BEP comen por razones ajenas a la necesidad metabólica. Por lo tanto, su motivación para alimentos sabrosos como se prueba aquí puede no verse afectada por una historia previa de realimentación de restricción calórica cíclica. De esta manera, las BEP pueden ser más representativas de las personas con trastorno por atracón (BED) y obesidad resultante de la ingesta compulsiva, ya que en estas condiciones, no siempre hay un historial de dieta (). La bulimia nerviosa puede ser modelada con mayor precisión por BER con un historial de realimentación de restricción calórica cíclica. Estas son ratas que normalmente comen alimentos menos sabrosos que las BEP (un modo de auto-restricción), pero que pueden cambiarse para consumir más después de un ataque de restricción calórica o "dieta" (). Para utilizar este modelo de manera óptima para estudiar estos subgrupos clínicos, primero será necesario repetir este experimento con un número mayor de animales que están sujetos a un historial de protocolo de reabastecimiento de restricción calórica cíclica antes a ser probado para la motivación de alimentos sabrosos en el laberinto de choque.

En la prueba final, cuando todas las ratas tuvieron acceso por primera vez a los M & M asociados a las consecuencias en la seguridad de sus jaulas domésticas, las BER comieron tanto de este alimento sabroso como las BEP. Esto no podría deberse a un cambio en su estado BEP / BER, ya que la prueba de Oreo confirmó que los BER aún comían menos que los BEP. Se podría argumentar que los BER simplemente preferían o les gustaban los M&M más que los BEP y, por lo tanto, se comían más cuando el shock ya no era una amenaza. No podemos descartar definitivamente esta posibilidad, pero no es una explicación probable dado que los BEP estaban dispuestos a tolerar intensidades de choque más altas para este tipo de alimento sabroso. Una posibilidad alternativa para un mayor consumo de M & M por parte de los BER para que coincida con el de los BEP es que los M & M ahora eran accesibles sin conmociones y la asociación previa entre este alimento y el escalofrío aversivo podría haber aumentado la prominencia y la calidad apetitiva de este alimento cuando se accede libremente. muestra que incluso los BEP consumieron más kcal de alimentos apetitosos de lo habitual cuando comieron M & Ms frente a Oreos. Este aumento de la ingesta probablemente alcanzó un efecto techo en las BEP. En cuanto a las BER, el aumento de la ingesta de kcal en presencia de M & M sin choque (frente a las Oreos) también puede deberse a una mayor prominencia y naturaleza apetitiva de este alimento con respecto a su calidad anterior similar a la prohibida. Las personas que hacen dieta se abstienen voluntariamente de los alimentos muy apetitosos, y está bien establecido que la restricción de estos alimentos aumenta su saliencia y su naturaleza apetitiva (). Recientemente, nuestro laboratorio informó que incluso las señales no alimentarias asociadas con alimentos sabrosos son suficientes para provocar el exceso de comida en ratas (). Sin embargo, una advertencia a estas conclusiones es que una prueba de ingesta de M&M en la jaula doméstica solo se realizó una vez. No sabemos si, con la repetición, las BER volverían a su estado típico de BER, consumiendo menos kcal de M&M que las BEP. Es posible que un subconjunto de las BER haya continuado con este patrón similar a la BEP con alimentos sabrosos previamente prohibidos. Esto sugeriría una interesante diversidad genética dentro del fenotipo BER. Sin embargo, hay evidencia para sospechar que los BER eventualmente habrían vuelto a comer menos M & M que los BEP, a pesar de su ahora libre acceso. Esto se basa en la naturaleza obstinada del fenotipo BEP / BER que hemos observado en estudios anteriores. Los fenotipos BEP / BER persisten a lo largo del tiempo, a través de diversas experiencias de hambre, conmoción de pies y con exposiciones a diferentes tipos de alimentos sabrosos (ver para estas pruebas). Además, K. Klump y sus colegas descubrieron recientemente que incluso la ovariectomía no abolió el estado BEP / BER en ratas pospúberes. Curiosamente, las ratas hembras no convergen significativamente en grupos BEP / BER hasta la pubertad, lo que eleva un papel potencialmente crítico de las hormonas reproductivas en la aparición de atracones (comunicación personal, Oct. 2009).

A pesar de las limitaciones en las pruebas secundarias realizadas en este estudio, el principal hallazgo de una mayor motivación para los alimentos sabrosos en BEP en comparación con las ratas BER es importante por varias razones. En primer lugar, amplía el fenotipo BEP para incluir un aspecto que no se estudia en los modelos animales de atracones compulsivos, pero es muy importante en los atracos clínicos. En segundo lugar, la acción de ratas de peso normal y sin privación de alimentos para tolerar altos niveles de descarga eléctrica para un alimento favorecido no debe considerarse nada más que sorprendentemente anormal y un poderoso testimonio de motivación. Esto se enfatiza por el hecho de que, en el pasado, obtuvimos un comportamiento similar en ratas, pero solo cuando se inyectó centralmente con el péptido YY, un potente orexigénico (). Otros estudios que utilizan el choque de pies para probar la motivación en ratas involucradas, no alimentos, sino drogas de abuso (, ). Por lo tanto, este estudio es único en el sentido de que se descubrió que las ratas no tratadas (sin drogas) toleran voluntariamente niveles aversivos de descargas en las patas, no por drogas recompensantes sino por comida gratificante. En tercer lugar, los resultados destacan el poderoso papel de los alimentos sabrosos para desencadenar los atracones. Dadas nuestras observaciones en roedores, el poder de los alimentos apetitosos para motivar la alimentación, incluso frente al castigo, puede tener más raíces biológicas que depender de procesos cognitivos complejos (por ejemplo, el recuento de calorías o la desinhibición cognitiva). Esto tiene implicaciones importantes para las estrategias de tratamiento y la prevención de recaídas en humanos con trastornos por atracón que deben encontrarse repetidamente con estas sustancias en el entorno alimentario hedónico actual.

Los estudios de interacción entre el gen y el ambiente de los trastornos de la alimentación humana son raros y muy necesarios (). El modelo animal BEP / BER de comer en exceso representa una interacción entre el gen y el ambiente, y el factor ambiental es la presencia de alimentos sabrosos. Los alimentos sabrosos tienen un efecto sobre las ratas BEP que no tienen en las ratas BER. No es probable que cambie nuestro ambiente agradable para la comida. Al identificar los genes que predisponen a algunos humanos a reaccionar de manera diferente a los alimentos sabrosos, se deben guiar nuevos tratamientos para la bulimia, la BED y la obesidad causada por comer en ausencia de hambre. Estos son tratamientos dirigidos a frenar una motivación anormal para los alimentos sabrosos y también pueden ser efectivos en la motivación anormal para otros estímulos apetitosos (por ejemplo, sexo, alcohol, sustancias ilícitas, juegos de azar). El modelo BEP / BER se puede utilizar como vehículo para estos descubrimientos genéticos.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a los Dres. Paul Blanton y Kristine Lokken por su orientación y asesoramiento sobre los aspectos de traducción de este estudio. También agradecemos a los siguientes estudiantes por ayudarnos con el mantenimiento del laboratorio y la recopilación de datos: Michel Thomas, Jennie Yang, Mary Holsten, Taylor Johnson, Adrianne McCullars y Jillian Woodruff. Esta investigación fue apoyada por NIH subvención DK066007 (MMB).

Referencias

1. Asociación Americana de Psiquiatría. Manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales: DSM-IV-TR. 4th. Washington, DC: Asociación Americana de Psiquiatría; 2000.
2. Kissileff HR, Walsh BT, Kral JG, Cassidy SM. Estudios de laboratorio de conducta alimentaria en mujeres con bulimia. Physiol Behav. 1986; 38: 563 – 570. ElPubMed]
3. Gendall KA, Sullivan PE, Joyce PR, Carter FA, Bulik CM. La ingesta de nutrientes de las mujeres con bulimia nerviosa. Int J Eat Disord. 1997; 21: 115 – 127. ElPubMed]
4. de Castro JM, Bellisle F, Dalix AM. La palatabilidad y las relaciones de ingesta en los seres humanos de vida libre: medición y caracterización en el francés. Physiol Behav. 2000; 68: 271 – 277. ElPubMed]
5. Yeomans MR, Blundell JE, Leshem M. Palatabilidad: ¿respuesta a la necesidad nutricional o estimulación del apetito sin necesidad? Br J Nutr. 2004; 92: 3 – 14. ElPubMed]
6. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. El acceso intermitente a los alimentos preferidos reduce la eficacia de refuerzo del chow en ratas. Soy J Physiol. 2008; 295: R1066 – 1076. ElArtículo gratuito de PMC] [PubMed]
7. Kales EF. Análisis de macronutrientes del atracón en la bulimia. Physiol Behav. 1990; 48: 837 – 840. ElPubMed]
8. Hagan MM, Chandler PC, Wauford PK, Rybak RJ, Oswald KD. El papel de la comida sabrosa y el hambre como factores desencadenantes en un modelo animal de atracones inducidos por el estrés. Int J Eat Disord. 2003; 34: 183 – 197. ElPubMed]
9. Hagan MM, Shuman ES, Oswald KD, Corcoran KJ, Profitt JH, Blackburn K, et al. Incidencia de conductas alimentarias caóticas en el trastorno por atracón: factores contribuyentes. Behav Med. 2002; 28: 99 – 105. ElPubMed]
10. Polivy J, H CP. Etiología de la alimentación compulsiva: mecanismos psicológicos. En: Fairburn CGW, Terence G, editores. Comer en exceso: naturaleza, valoración y tratamiento. Nueva York: The Guilford Press; 1996. pp. 173 – 205.
11. Wilfley DE, Wilson GT, Agras WS. La importancia clínica del trastorno por atracón. Int J Eat Disord. 2003; 34: 96 – 106. ElPubMed]
12. Bulik CM, Reichborn-Kjennerud T. Morbilidad médica en el trastorno por atracón. Int J Eat Disord. 2003; 34: 39 – 46. ElPubMed]
13. Williams PM, Goodie J, CD de Motsinger. Tratamiento de los trastornos alimentarios en atención primaria. Soy Fam Médico. 2008; 77: 187 – 95. ElPubMed]
14. Abbott DW, de Zwaan M, Mussell MP, Raymond NC, Seim HC, Crow SJ, y otros. El inicio de la alimentación compulsiva y la dieta en mujeres con sobrepeso: implicaciones para la etiología, características asociadas y tratamiento. J Psychosom Res. 1998; 44: 367 – 374. ElPubMed]
15. Stice E, Agras WS. Subtitular a las mujeres bulímicas a lo largo de la restricción dietética y las dimensiones de afecto negativo. J Consult Clin Psychol. 1999; 67: 460 – 469. ElPubMed]
16. Stice E, Agras WS, Telch CF, Halmi KA, Mitchell JE, Wilson T. Subtituando a las mujeres con trastornos del apetito a lo largo de la dieta y el efecto negativo. Int J Eat Disord. 2001; 30: 11 – 27. ElPubMed]
17. Boggiano MM, Artiga AI, Pritchett CE, PC Chandler-Laney, Smith ML, Eldridge AJ. El alto consumo de alimentos sabrosos predice el atracón independiente de la susceptibilidad a la obesidad: un modelo animal de atracón magro contra obeso y obesidad con y sin atracón. Int J Obesidad. 2007; 31: 1357 – 1367. ElPubMed]
18. Gluck ME. Respuesta al estrés y trastorno por atracón. Apetito. 2006; 46: 26 – 30. ElPubMed]
19. Goldfield GS, Adamo KB, Rutherford J, Legg C. El estrés y el valor de refuerzo relativo de los alimentos en las mujeres que comen compulsivamente. Physiol Behav. 2008; 93: 579 – 587. ElPubMed]
20. Pike KM, Wilfley D, Hilbert A, Fairburn CG, Dohm FA, Striegel-Moore RH. Antecedente de eventos vitales del trastorno por atracones. Psiquiatría Res. 2006; 142: 19 – 29. ElArtículo gratuito de PMC] [PubMed]
21. Striegel-Moore RH, Dohm FA, Kraemer HC, Schreiber GB, Taylor CB, Daniels SR. Factores de riesgo para trastornos por atracones: un estudio exploratorio. Int J Eat Disord. 2007; 40: 481 – 487. ElPubMed]
22. Wolff GE, Crosby RD, Roberts JA, Wittrock DA. Diferencias en el estrés diario, el estado de ánimo, el afrontamiento y el comportamiento alimentario en las mujeres universitarias que comen en exceso y que no comen. Adicto Behav. 2000; 25: 205 – 216. ElPubMed]
23. Artiga AI, Viana JB, Maldonado CR, PC Chandler-Laney, Oswald KD, Boggiano MM. Composición corporal y estado endocrino de ratas que comen compulsivamente a largo plazo inducidas por el estrés. Physiol Behav. 2007; 91: 424 – 431. ElArtículo gratuito de PMC] [PubMed]
24. Hagan MM, Wauford PK, Chandler PC, Jarrett LA, Rybak RJ, Blackburn K. Un nuevo modelo animal de atracón: papel sinérgico clave de la restricción calórica pasada y el estrés. Physiol Behav. 2002; 77: 45 – 54. ElPubMed]
25. Placidi RJ, Chandler PC, Oswald KD, Maldonado C, Wauford PK, Boggiano MM. El estrés y el hambre alteran la eficacia anoréxica de la fluoxetina en ratas que comen compulsivamente con un historial de restricción calórica. Int J Eat Disord. 2004; 36: 328 – 341. ElPubMed]
26. Chandler-Laney PC, Castaneda E, Viana JB, Oswald KD, Maldonado CR, Boggiano MM. Un historial de dietas similares a las de los humanos altera el control serotoninérgico de la alimentación y el equilibrio neuroquímico en un modelo de atracón en ratas. Int J Eat Disord. 2007; 40: 136 – 142. ElPubMed]
27. Boggiano MM, Chandler PC, Viana JB, Oswald KD, Maldonado CR, Wauford PK. La dieta combinada y el estrés provocan respuestas exageradas a los opioides en ratas que comen compulsivamente. Behav Neurosci. 2005; 119: 1207 – 1214. ElPubMed]
28. Chandler-Laney PC, Castaneda E, Pritchett CE, Smith ML, Giddings M, Artiga AI, et al. Una historia de restricción calórica induce cambios neuroquímicos y de comportamiento en ratas compatibles con los modelos de depresión. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 87: 104 – 114. ElArtículo gratuito de PMC] [PubMed]
29. Boeka AG, Lokken KL. La tarea del juego de Iowa como medida de la toma de decisiones en mujeres con bulimia nerviosa. J Int Neuropsychol Soc. 2006; 12: 741 – 745. ElPubMed]
30. Cassin SE, von Ranson KM. ¿Comer en exceso se experimenta como una adicción? Apetito. 2007; 49: 687 – 690. ElPubMed]
31. Rieger E, Wilfley DE, Stein RI, Marino V, Crow SJ. Una comparación de la calidad de vida en individuos obesos con y sin trastorno por atracones. Int J Eat Disord. 2005; 37: 234 – 240. ElPubMed]
32. Davis C, Carter JC. Comer compulsivamente como un trastorno de adicción. Una revisión de la teoría y la evidencia del apetito. 2009; 53: 1 – 8. ElPubMed]
33. Hancock SD, Menard JL, Olmstead MC. Las variaciones en el cuidado materno influyen en la vulnerabilidad a la ingesta compulsiva inducida por el estrés en ratas hembras. Physio Behav. 2005; 85: 430 – 439. ElPubMed]
34. Consoli D, Contarino A, Tabarin A, Drago F. Comerse como un atracón en ratones. Int J Eat Disord. 2009; 42: 402 – 408. ElPubMed]
35. Papies EK, Stroebe W, Aarts H. El encanto de los alimentos prohibidos: sobre el papel de la atención en la autorregulación. J Exp Psicología Social. 2008; 44: 1283 – 1292.
36. Boggiano MM, Dorsey J, Thomas JM, Murdaugh D. El poder pavloviano de los alimentos sabrosos: lecciones para la adherencia a la pérdida de peso de un nuevo modelo de roedores de comer en exceso inducido por la señal. Int J Obesidad. 2009; 33: 693 – 701. ElArtículo gratuito de PMC] [PubMed]
37. Hagan MM, Moss DE. Efecto del péptido YY (PYY) sobre el conflicto asociado a los alimentos. Physiol Behav. 1995; 58: 731 – 735. ElPubMed]
38. Robinson TE. Neurociencia Ratas adictas. Ciencia. 2004; 305: 951 – 953. ElPubMed]
39. Vanderschuren LJ, Everitt BJ. La búsqueda de drogas se vuelve compulsiva después de la autoadministración prolongada de cocaína. Ciencia. 2004; 305: 1017 – 1019. ElPubMed]
40. Bulik CM. Explorando el nexo gen-ambiente en los trastornos alimentarios. J Psiquiatría Neurosci. 2005; 30: 335 – 339. ElArtículo gratuito de PMC] [PubMed]