Physiol Behav. 2011 Jul 25; 104 (1): 111-6. doi: 10.1016 / j.physbeh.2011.04.048.
Compendio
La sobrealimentación crónica de dietas obesogénicas puede llevar a la obesidad, a reducir la señalización de dopamina, y al aumento del consumo de azúcares agregados para compensar la recompensa embotada. Sin embargo, el papel específico de la composición de la dieta sigue siendo desconocido. Para estudiar esto, las ratas macho Sprague-Dawley fueron alimentadas con una dieta de alta energía con alto contenido de grasa y carbohidratos (HFHE), una dieta de alta energía de combinación de grasa y azúcar (FCHE), o chow estándar durante 24 semanas. Encontramos que ambas dietas de alta energía produjeron un aumento sustancial de peso corporal en comparación con los controles alimentados con chow. Para investigar el control de la dopamina de la ingesta corta (2-h) de soluciones de sucrosa o fructosa palatables, las ratas se trataron de forma periférica (IP) con dosis equimolares (0-600 nmol / kg) de la dopamina D1 (SCH23390) y D2 (raclopride) subtipo Antagonistas de receptores específicos.
Los resultados mostraron un aumento general en la eficacia de los antagonistas de los receptores D1 y D2 en la supresión de la ingesta en ratas obesas en comparación con ratas magras, con efectos diferentes según las dietas y las soluciones de prueba. Específicamente, SCH23390 redujo potentemente la ingesta de sacarosa y fructosa en todos los grupos; sin embargo, las dosis más bajas fueron más efectivas en ratas HFHE. En contraste, la racloprida fue más efectiva para reducir la ingesta de fructosa en ratas FCHE obesas.
Por lo tanto, parece que la obesidad debido al consumo de combinaciones de grasa y azúcar en la dieta en lugar de calorías adicionales de la grasa en la dieta solo puede resultar en una señalización reducida del receptor D2. Además, tales déficits parecen afectar preferentemente el control de la ingesta de fructosa.
Estos hallazgos demuestran por primera vez una interacción plausible entre la composición de la dieta y el control de la dopamina de la ingesta de carbohidratos en ratas obesas inducidas por la dieta. También proporciona evidencia adicional de que el consumo de sacarosa y fructosa está regulado de manera diferente por el sistema de dopamina.
PMID: 21549729
PMCID: PMC3119542
DOI: 10.1016 / j.physbeh.2011.04.048
1. Introducción
Décadas de investigación de Hoebel y sus aprendices han proporcionado información esencial sobre el papel del sistema dopaminérgico del cerebro en la regulación de la alimentación, desarrollando así el concepto de “recompensa alimentaria” [1–4]. Sorprendentemente, los primeros experimentos de Hoebel establecieron la dopamina del mesencéfalo como un factor clave en la sobrealimentación crónica y la obesidad resultante [5–8], mucho antes de que la evidencia directa estuviera disponible a partir de estudios de imagen [9, 10].
La noción de que los alimentos ejercen control sobre la alimentación y, a su vez, que el acceso sostenido o intermitente a comidas muy sabrosas (es decir, aquellas con alto contenido de azúcares y grasas) podría causar cambios duraderos dentro de los sistemas reguladores de la alimentación, ha sido durante mucho tiempo fundamental para las teorías de Hoebel sobre el desarrollo de Comportamientos de tipo atracón. Al principio de su carrera, también aplicó elementos de este razonamiento a la obesidad. En una revisión de 1977, Hoebel comentó que puede haber "diferentes tipos de obesidad que requieren diferentes tratamientos" [11]. Desde entonces, una gran cantidad de investigaciones sobre la obesidad ha identificado varios factores genéticos, metabólicos y ambientales que pueden explicar la variación en el desarrollo, las consecuencias y el tratamiento de la obesidad [12–15]. Sin embargo, nuestra comprensión de las contribuciones específicas de los macronutrientes a las funciones de recompensa de alimentos alteradas está lejos de ser completa. El presente artículo resume los datos de un estudio que se inspiró en la investigación de Bart y tenía la intención de reducir esta brecha en nuestro conocimiento.
Dentro de la etiología multifacética de la obesidad, la dieta sigue siendo un factor clave en el desarrollo de la obesidad. Las dietas obesas son dietas altas en valor calórico, a menudo alimentos sabrosos que conducen a la obesidad después de una exposición prolongada [16]. Sin embargo, la composición de macronutrientes de las dietas obesogénicas puede diferir y esta variación podría afectar los sistemas neuronales alterados en la obesidad, como la dopamina. De hecho, se ha demostrado que el mantenimiento de una dieta obesogénica reduce los niveles de dopamina en los accumbens, así como el desplazamiento de la reactividad del sistema mesocorticolímbico, de modo que se requiere una dieta más apetecible para lograr aumentos similares en la dopamina extracelular inducidos por los alimentos como se observa en chow controles alimentados [17]. Un mecanismo potencial es una regulación negativa adaptativa debido a la estimulación aumentada y crónica por alimentos sabrosos [18]. De hecho, estudios de nuestro laboratorio han demostrado que incluso la estimulación orosensorial por sacarosa o grasa es suficiente para estimular la liberación de dopamina en el núcleo accumbens [19, 20]. De particular relevancia, la grasa y los azúcares parecen afectar los sistemas de recompensa de manera diferente, ya que se deduce de la mayor potencia de los azúcares para producir comportamientos similares a los adictivos [21]. Otras investigaciones recientes han mostrado efectos diferenciales sobre el sistema neuroendocrino y, posteriormente, susceptibilidad al aumento de peso basado en la proporción de grasas y carbohidratos en dietas obesógenas [22, 23]. Además, se ha prestado mayor atención a las particularidades potenciales en las respuestas reguladoras a una dieta de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa y las supuestas consecuencias de la aparente facilidad con que puede causar obesidad y el desajuste de la regulación de los alimentos. Específicamente, estudios recientes realizados por Avena y Hoebel demostraron que las ratas con acceso a jarabe de maíz alto en fructosa (HFCS) durante 12 por día durante las semanas 8 ganaron significativamente más peso corporal que los animales a los que se les dio igual acceso a 10% de sacarosa, aunque consumieron la misma cantidad de calorías totales, pero menos calorías de HFCS que la sacarosa [24]. La creciente incidencia de la obesidad y el potencial para el descubrimiento de nuevos tratamientos exigen una investigación de cómo la ingesta de alimentos comunes de alto contenido energético y de sabor agradable, como la sacarosa y la fructosa, se controla en condiciones de obesidad en la dieta.
Por lo tanto, el estudio actual investigó la regulación de la dopamina de la ingesta de sacarosa y fructosa en ratas que se volvieron obesas como resultado del mantenimiento prolongado de dos dietas estándar de alta energía ampliamente utilizadas para producir obesidad dietética en ratas, y que varían en el contenido de grasas y carbohidratos. Específicamente, evaluamos la participación de las dos clases principales de receptores de dopamina mediante la administración periférica (interperitoneal; ip) del antagonista del receptor D1 de dopamina (D1R) SCH23390 o la dopamina D2 recpetor (D2R) raclopride en ratas magras y obesas dietéticas en una prueba de ingesta corta (2-hr) de sacarosa o fructosa. Estos carbohidratos comunes son frecuentes en las dietas humanas, son consumidos fácilmente por ratas y tienen propiedades de refuerzo positivas [25–28]. Se ha demostrado previamente que la ingesta de sacarosa estimula la liberación de dopamina en el núcleo accumbens [3, 19, 29] y administración periférica de ambos SCH23390 y la racloprida reduce la alimentación simulada de sacarosa [30]. Si bien la comunidad científica, así como los medios públicos de comunicación, aumentan el interés, los efectos similares de los antagonistas de la dopamina en la ingesta de fructosa solo se han investigado en el contexto de la adquisición y expresión de preferencias condicionadas, y estos estudios también se limitaron a ratas magras [31–33]. A pesar de las posibles implicaciones, los efectos de los antagonistas de los receptores de dopamina en la ingesta de carbohidratos en varios modelos de obesidad y en la ausencia de impulso homeostático (es decir, los siguientes períodos de restricción de alimentos) no se han investigado. Por lo tanto, las ratas en el estudio actual se mantuvieron saciadas para evitar los efectos de confusión del hambre y el déficit de energía.
2. Métodos
2.1 Animales y dietas.
Veintiocho ratas adultas Sprague-Dawley (Charles River, Wilmington, MA) que pesaban aproximadamente 250 g al inicio del estudio se alojaron en jaulas individuales en un vivero con temperatura controlada y se mantuvieron en un ciclo de luz-oscuridad 12: 12, con las luces encendidas en 0700.
Los animales fueron dados ad libitum acceso a una de las siguientes tres dietas: chow estándar de laboratorio (Teklad #2018, 3.4 kcal / g, 18 kcal% de grasa, 58 kcal% de carbohidratos, 24 kcal% de proteínas; Teklad Dietas, Somerville, NJ) o una de las dos dietas energéticas (Research Diets, New Brunswick, NJ), una dieta donde la fuente de energía principal era la grasa (dieta alta en grasa, alta en energía, HFHE; Dietas de investigación #D12492: 5.24 kcal / g, 60 kcal% de grasa, 20 kcal% de carbohidratos, 20 kcal% de proteína) o una dieta de alta energía que consiste tanto en grasas como en carbohidratos (combinación de grasas y azúcares de alta energía, dieta FCHE; Dietas de Investigación #D12266B; 4.41 kcal / g, 32 kcal% de grasa, 51 kcal% de carbohidratos, 17 kcal% de proteína). Al inicio del estudio, los grupos se ajustaron según el peso para formar cohortes estadísticamente iguales en función del peso corporal y luego se mantuvieron en sus respectivas dietas durante 24 semanas antes y durante los experimentos de comportamiento. En las semanas 18 y durante todo el experimento, el peso corporal y la ingesta de alimentos se midieron diariamente. Los animales se probaron en un estado de saciedad sin períodos de restricción de alimentos durante todo el experimento.
Composición del cuerpo 2.2
Además del aumento significativo en el peso corporal, para demostrar la presencia de obesidad, se realizó un análisis de la composición corporal 1H-NMR (Bruker LF90 proton-NMR Minispec; Brucker Optics, Woodlands, TX) después de 12 semanas de mantenimiento de las dietas.
Antagonistas de la dopamina 2.3, soluciones de prueba y procedimiento de prueba
El antagonista de la dopamina D1R. SCH23390 (HFHE: n = 6; FCHE: n = 5; Chow: n = 4) y la racloprida antagonista del receptor D2 de dopamina (HFHE: n = 5; FCHE: n = 6; Chow: n = 4). SCH23390 y la racloprida (Tocris Biosciences, Ellisville, MO) se disolvieron en solución salina estéril y se administraron por vía intraperitoneal 10 minutos antes del acceso de 2-hr a la sacarosa 0.3 M o fructosa 0.4 M. Estas concentraciones se eligieron ya que son altamente sabrosas para las ratas y, por lo tanto, se han utilizado comúnmente en estudios anteriores [3, 19, 32, 34]. La sacarosa y la fructosa (Fisher-Scientific, Fair Lawn, NJ) se disolvieron en agua del grifo filtrada no más de 24 horas antes del ensayo.
Los animales fueron entrenados para beber soluciones de prueba durante sesiones diarias donde se proporcionó acceso de 2 horas (comenzando a las 1000 horas) a sacarosa o fructosa durante 8 días antes de la prueba para lograr ingestas de referencia estables, es decir, familiaridad con los efectos orosensoriales y postingestivos. El entrenamiento y las pruebas se llevaron a cabo en la sala de la colonia de origen de los animales, con botellas de plástico de 100 ml unidas temporalmente al frente de la jaula de origen para que los picos se extendieran hacia la jaula. La administración de vehículo (solución salina) o antagonistas de la dopamina comenzó después de 24 semanas de mantenimiento en las dietas, momento en el que ambos grupos de dieta obesogénica (HFHE y FCHE) tenían pesos corporales significativamente más altos que los controles de comida (Figura 1 y XNUMX). Se administró un mínimo de 48 horas entre los días de inyección para permitir que los medicamentos se metabolicen completamente. No se produjeron cambios en el peso corporal ni en la ingesta de alimentos por hora de 24 después del tratamiento con los antagonistas de la dopamina.
2.4 Análisis estadístico
Peso corporal y 1Los datos de H-RMN se analizaron utilizando un análisis de varianza (ANOVA) de muestras independientes de una vía con la dieta como variable independiente.
La ingesta se midió como ml consumido y se presenta como media ± SEM. La ingesta inicial (después del vehículo, es decir, la inyección de solución salina) se analizó para determinar las diferencias entre los grupos de dieta en un ANOVA de tres vías con dieta, fármaco y carbohidratos como variables independientes. No hubo efectos significativos de la dieta (F(2,48)= 0.3533, p= 0.704), droga (F(1,48)= 0.1482, p= 0.701), ni hubo efectos de interacción significativos (dieta x fármaco: F(2,48)= 0.4144,p= 0.66; dieta x carbohidratos: F(2,48)= 0.2759, p= 0.76; droga × carbohidrato: F(1,48)= 0.0062, p= 0.73; dieta × droga × carbohidrato: F(2,48)= 0.3108, p= 0.73). Sin embargo, un efecto significativo de los carbohidratos (F(1,48)= 8.8974, p<0.01) se observó (Tabla 1). Por lo tanto, para todos los análisis posteriores, la ingesta se convirtió en un porcentaje de reducción desde el inicio (ingesta después de la dosis x [ml] / ingesta después de 0 μg / kg [ml]) y se analizó mediante el análisis de varianza (ANOVA) de medidas repetidas (ANOVA) con dieta (HFHE, FCHE, o Chow) y drogas (raclopride o SCH23390) como variables independientes y dosis (0, 50, 200, 400 o 600 nmol / kg SCH23390 o raclopride) como la medida repetida. La dosis inhibitoria (ID50) requerido para reducir la ingesta a 50% de la línea base (0 nmol / kg) se calculó como se describió anteriormente [35]. Diferencias en la identificación50 se compararon en función de la dieta y el fármaco utilizando ANOVA bidireccional. Todos los análisis se realizaron utilizando Statistica (v6.0, StatSoft® Inc., Tulsa, OK) y los hallazgos significativos se analizaron adicionalmente utilizando las pruebas post-hoc de diferencia mínima significativa (LSD) de Fischer. Las diferencias se consideraron estadísticamente significativas si p <0.05.
3. Resultados
Efectos de la dieta 3.1 sobre el peso corporal y la adiposidad.
Después de 12 semanas en las dietas obesogénicas, los grupos difirieron en peso corporal (F(2,27)= 27.25, p<0.001), porcentaje de masa grasa (F(2,27)= 14.96, p<0.001) y porcentaje de masa magra (F(2,27)= 15.77, p<0.001). Las pruebas post hoc mostraron que las ratas Chow pesaban significativamente menos que ambas HFHE (p<0.001) y FCHE (p<0.001) ratas. La comparación de la composición corporal mostró que las ratas HFHE y FCHE tenían un mayor porcentaje de masa grasa en comparación con Chow (p<0.05). A las 18 semanas, al comienzo de la prueba (24 semanas) y durante todo el período de prueba, se mantuvo un efecto significativo de la dieta sobre el peso corporal (Figura 1 y XNUMX; semana 18: F(2,27)= 13.05, p<0.001; semana 24: F(2,27)= 16.96, p<0.001; semana 26: F(2,27)= 13.99, p<0.001; semana 28: F(2,27)= 13.05, p<0.001). El análisis post hoc reveló que las ratas HFHE y FCHE tenían pesos corporales significativamente más altos que los controles Chow (Figura 1 y XNUMX; p<0.001, todos los puntos temporales). No hubo diferencias estadísticas en el peso corporal entre los dos grupos obesos en ningún momento.
3.2 Efectos del antagonismo de dopamina D1R y D2R sobre la ingesta de sacarosa
La ingesta de sacarosa se redujo en SCH23390 en todos los grupos (Figura 2a). La racloprida redujo el consumo de sacarosa en ratas HFHE, pero fue mucho menos eficaz en ratas Chow y FCHE (Figura 2b). Las medidas repetidas de ANOVA mostraron un efecto global del fármaco (F(1,24)= 8.8446, p<0.01), dosis (F(4,96)= 27.1269, p<0.001) y una interacción de dosis por fármaco (F(4,96)= 2.9799, p<0.05). Considerando que el efecto general de la dieta no fue significativo (F(1,24)= 2.5787, p= 0.09), las comparaciones post hoc mostraron diferencias significativas en el tratamiento con raclopride entre los grupos de HFHE y Chow (p<0.05) y entre los grupos HFHE y FCHE (p
El análisis post hoc reveló que SCH23390 fue significativamente más eficaz para reducir la ingesta de sacarosa en general en comparación con la racloprida (p SCH23390 supresión de la ingesta de sacarosa en ratas HFHE en todas las dosis probadas y supresión de la ingesta en ratas FCHE y Chow en 200 nmol y dosis más altas (Figura 2a). La ingesta de sacarosa se suprimió en ratas HFHE con todas las dosis de raclopride, pero solo la dosis más alta redujo significativamente la ingesta de sacarosa en ratas FCHE, mientras que ninguna de las dosis suprimió la ingesta de sacarosa en ratas Chow (Figura 2b).
Análisis de la identificación50 (Tabla 2) no reveló ningún efecto de la dieta (F(2,24)= 0.576, p= 0.57) o Droga (F(1,24)= 2.988, p= 0.09), a pesar de las diferencias aparentes en el ID50 para la racloprida. Esta falta de efecto podría deberse a la variación sustancial dentro de los grupos.
Efectos de 3.3 del antagonismo de dopamina D1R y D2R sobre la ingesta de fructosa
SCH23390 Reducción de la ingesta de fructosa en todos los grupos (Figura 3a). La racloprida, por otro lado, solo redujo la ingesta significativamente en el grupo FCHE (Figura 3b). Las medidas repetidas de ANOVA revelaron un efecto general de la droga (F(1,24)= 5.7400, p<0.05), dosis (F(4,96)= 33.9351, p<0.001) y una dosis significativa por interacción farmacológica (F(4,96)= 3.0296, p<0.05) pero ningún efecto de la dieta (F(2,24)= 1.5205, p= 0.24). Sin embargo, nuevamente, los análisis post hoc mostraron una diferencia significativa en el tratamiento con raclopride entre los grupos de HFHE y FCHE (p
El análisis post hoc reveló que SCH23390 En general, fue más eficaz para suprimir la ingesta de fructosa que la racloprida (p<0.05), y lo hizo de forma dosis-dependiente (Figura 3 y XNUMX). SCH23390 ingesta reducida en todos los grupos de dieta en 400 y 600 nmol y reducción en la ingesta de fructosa tan pronto como la dosis de 200 nmol en ratas HFHE (Figura 3a). Sin embargo, los efectos de la racloprida en la ingesta de fructosa se limitaron a ratas FCHE con análisis post hoc que revelaron reducciones significativas en el consumo de fructosa en ratas FCHE a 200 nmol y dosis más altas, sin que ninguna de las dosis de raclopride suprimiera la ingesta de fructosa en ratas HFHE o Chow (Figura 3b).
ANOVA en la ID50 (Tabla 2) reveló un efecto de la droga (F(1,24)= 4.548, p<0.05) pero no Dieta (F(2,24)= 1.495, p= 0.25). SCH23390 requirió dosis más bajas en general que raclopride para reducir la ingesta a la mitad de la línea de base (p<0.05). De acuerdo con el análisis de las dosis reales, el análisis post hoc de la DI50 También revelan una sensibilidad significativamente mayor en ambos grupos obesos en comparación con las ratas Chow (p
4. Discusión
El presente estudio comparó la sensibilidad al bloqueo del receptor de dopamina en la reducción de la ingesta de dos soluciones de hidratos de carbono sabrosas, sacarosa o fructosa, en dos modelos animales obesos en la dieta. Utilizamos dos dietas para imitar el consumo crónico de una dieta predominantemente alta en grasas (HFHE) o una dieta combinada de grasas y azúcares (FCHE), como se ve en la dieta occidental [25]. Como era de esperar, ambas dietas produjeron un aumento de peso sustancial y adiposidad a partir de las 12 semanas, con un aumento continuo del peso corporal a lo largo del experimento (Figura 1 y XNUMX). Luego, los grupos se compararon con los controles alimentados con chow de la misma edad en su sensibilidad relativa al bloqueo de subtipo específico del receptor D1 y D2 con SCH23390 o raclopride, respectivamente. Encontramos que el bloqueo de los receptores D1 redujo la ingesta de sacarosa y fructosa en todos los grupos de dieta. Independientemente de si las ratas consumían soluciones de sacarosa o fructosa, las ratas HFHE respondieron a dosis ligeramente más bajas de SCH23390 en comparación con sus contrapartes obesas FCHE o lean Chow (Figura 2a, , 3a) .3a). Este aumento aparente en la sensibilidad al antagonismo del receptor D1 de dopamina por ratas HFHE también se observó después del bloqueo del receptor D2 durante la prueba de sacarosa. De hecho, las ratas HFHE respondieron a todas las dosis de raclopride con reducciones en la ingesta de sacarosa, mientras que las ratas FCHE solo respondieron a la dosis más alta, y las ratas Chow no mostraron una supresión significativa del consumo de sacarosa después de los tratamientos con raclopride (Figura 3b). Curiosamente, sin embargo, las ratas HFHE no redujeron la ingesta de fructosa después del tratamiento con raclopride. En cambio, la racloprida suprimió significativamente la ingesta de fructosa solo en ratas FCHE. Un aumento de la sensibilidad a los antagonistas del receptor de dopamina es indicativo de una señalización de dopamina reducida, es decir, debido a menos receptores, una competencia reducida de DA endógeno en los sitios receptores, o una combinación de ambos. De hecho, hay evidencia de que cualquiera de los mecanismos puede ser aplicable a nuestro modelo. Por ejemplo, la exposición a dietas altas en grasas incluso antes del nacimiento puede resultar en una disminución de los D2Rs [36]. Además, comer alimentos altos en grasa ha demostrado disminuir la liberación natural o eléctrica de dopamina evocada, y atenuar la rotación de dopamina [37–39]. Mientras que el mecanismo subyacente justifica más investigaciones, nuestros datos, junto con estas y otras observaciones previas, apoyan la noción de que comer ciertos alimentos, potencialmente independientes de la obesidad, puede resultar en cambios dentro del sistema de dopamina que recuerdan la neuroplasticidad a la droga de abuso [40]. De hecho, investigaciones recientes sugieren que las dietas altas en grasas aumentan la sensibilización a los medicamentos que actúan en los sistemas de dopamina [41, 42].
Investigaciones anteriores en ratas magras han demostrado la eficacia diferencial del bloqueo de los receptores D1 y D2 para reducir la ingesta de carbohidratos utilizando concentraciones compatibles con las utilizadas en el presente estudio [31–33, 43]. Se cree que estos efectos están parcialmente mediados por áreas del cerebro involucradas en la recompensa de los alimentos, y los receptores D2 en estas áreas pueden ser especialmente susceptibles a los cambios causados por la obesidad [31, 33, 44–46]. El presente estudio amplió los hallazgos de la modulación del receptor de dopamina de la ingesta de carbohidratos en ratas magras y complementa los estudios que muestran una plasticidad duradera en el sistema de recompensa en la obesidad. Si bien la complejidad de los sistemas y los factores que pueden influir en dicha interacción (control agudo de la ingesta por un sistema crónicamente alterado) aumenta evidentemente las varianzas individuales y, por lo tanto, la disminución de los efectos de interacción en los ANOVA generales, las comparaciones directas (post hoc) de los efectos dosis-respuesta sí lo hicieron. revelan sensibilidad diferencial a las dosis isomolares de antagonista del receptor entre los grupos de dieta. Los cambios que afectan a los D2R parecen depender específicamente del contenido de carbohidratos que también se encuentran en las dietas ricas en grasas, lo que indica que el contenido de macronutrientes de las dietas podría alterar de manera diferente el sistema de recompensa.
Los efectos diferenciales de la sensibilidad a la racloprida en la prueba de sacarosa podrían deberse a la presencia de sacarosa en las dietas. Aunque ambas dietas obesógenas contenían algo de sacarosa, la dieta FCHE contenía 23% más de sacarosa que la dieta HFHE. Por lo tanto, la falta de respuesta a la racloprida en la exposición a la sacarosa por parte de ratas FCHE, pero no a ratas HFHE, podría haberse debido a la mayor exposición a la sacarosa en la dieta HFHE. Sin embargo, ninguna de las dietas obesogénicas contenía fructosa, pero también se observaron diferencias en las respuestas de los grupos de dietas obesogénicas a la racloprida en la prueba de fructosa. Además, no hubo sacarosa en la dieta de Chow, pero las respuestas del grupo de Chow a la racloprida en la prueba de sacarosa fueron más similares a las respuestas de FCHE que de las ratas HFHE. Esto indica que otros factores pueden estar en la base de las respuestas diferenciales al tratamiento con raclopride en función de la dieta y la prueba de carbohidratos.
Las explicaciones alternativas pueden incluir efectos neurales y hormonales diferenciales de la administración de la presión ejercida por la fructosa y la sacarosa. Si bien los mecanismos exactos siguen siendo oscuros, hay cada vez más pruebas que apoyan esta noción [47, 48]. En este contexto, la posibilidad de que las dos dietas modifiquen las preferencias de sacarosa y fructosa de manera diferente como resultado de sus efectos diferenciales sobre las señales orales y gastrointestinales aguas arriba del sistema de recompensa no puede excluirse y justifica una investigación adicional.
La obesidad y los alimentos sabrosos se han implicado independientemente para alterar la señalización de la dopamina [3, 45, 49, 50], y por lo tanto también podría explicar la respuesta diferencial observada en el presente estudio. De hecho, nuestros datos respaldan hallazgos anteriores que muestran que la señalización de dopamina D2R se reduce en la obesidad [45, 50]. Sin embargo, el hallazgo novedoso del presente estudio fue que la naturaleza de esta relación puede depender del contenido de macronutrientes de las dietas obesógenas en lugar de la obesidad o sus complicaciones asociadas. Un hallazgo importante adicional fue la diferencia observada en la eficacia de los antagonistas de D2R entre los carbohidratos de prueba. Notamos una tendencia en nuestros datos de que la ingesta de fructosa parecía estar más controlada por D2R que la ingesta de sacarosa, lo que lleva a cuestionar cómo la ingesta de diferentes carbohidratos puede regularse de manera diferente, y si la recompensa obtenida por diferentes carbohidratos puede reclutar diversos mecanismos. Los datos anteriores han indicado que la ingesta de sacarosa y fructosa produce respuestas fisiológicas diferentes. Se ha demostrado que la sacarosa produce efectos condicionados tanto por su sabor como por sus propiedades post-ingestivas [28, 51, 52] mientras que la fructosa parece ejercer una estimulación relevante para el comportamiento exclusivamente por su sabor y no por reforzar los efectos post-ingestivos [27, 53]. Por lo tanto, la capacidad de respuesta de los circuitos de recompensa a la fructosa puede permanecer intacta incluso cuando la retroalimentación obtenida por la sacarosa se vea comprometida debido a deficiencias secundarias a la obesidad (por ejemplo, sensibilidad reducida a la insulina / leptina). Lo contrario también puede ser cierto: una respuesta contrarreguladora para frenar la ingesta de sacarosa puede no verificar la ingesta de fructosa. Se necesitan estudios futuros en seres humanos para investigar si las preferencias por alimentos ricos en fructosa en realidad aumentarán con la obesidad, o si las preferencias relativas de sacarosa y fructosa son diferentes en pacientes obesos que también son diabéticos.
Mientras que los efectos de la sacarosa en la dopamina se han investigado ampliamente [3, 19, 43, 50], se sabe menos de la interacción entre la fructosa y el sistema de recompensa de la dopamina, aunque los primeros informes del laboratorio de Hoebel indican que la fructosa puede producir sus propias respuestas fisiológicas únicas [24]. El presente estudio agrega otra pieza de información a este complejo rompecabezas que sugiere que las dietas con diferentes contenidos de macronutrientes pueden alterar de manera diferente el control de la dopamina de la ingesta de fructosa. Se requiere investigación adicional para comprender completamente los mecanismos subyacentes por los cuales la grasa y el azúcar de la dieta pueden influir en la señalización intestinal y provocar cambios dentro del cerebro.
5. Conclusiones
Este estudio demuestra que las dietas obesogénicas (de alta energía) que varían en contenido de grasa y carbohidratos, en lugar de la obesidad en sí misma, pueden aumentar de manera diferencial la sensibilidad a los antagonistas de los receptores D1 y D2 para reducir la ingesta de carbohidratos. Este hallazgo es compatible con la noción general de que la señalización de dopamina en la obesidad en la dieta está atenuada, y sugiere una relación novedosa entre las dietas y los efectos centrales de la dopamina. Un hallazgo importante adicional fue que las dietas alteraron diferencialmente la potencia de los antagonistas de los receptores de dopamina al suprimir la ingesta de sacarosa y fructosa. En comparación con las dietas normales (bajas en grasa) o altas en grasas y altas en carbohidratos, la obesidad producida por una dieta muy alta en grasas pero baja en azúcar resultó en una mayor sensibilidad al antagonismo de los receptores D1 y D2 para reducir el consumo de sacarosa, pero el control del receptor D2 de la ingesta de fructosa fue Preservado. En contraste, las ratas alimentadas con una dieta de alta energía con una combinación de grasas dietéticas y carbohidratos demostraron una mejor regulación del receptor D2 de la ingesta de fructosa. Por lo tanto, parece que la historia de la dieta puede alterar el desarrollo de déficits de dopamina previamente atribuidos a la obesidad en general. Los datos actuales también sugieren que estas particularidades de la plasticidad de la dopamina pueden influir en cómo ciertos carbohidratos, como la fructosa y la sacarosa, ejercen sus efectos gratificantes. Tales diferencias podrían explicar algunas de las variaciones en las tasas de éxito de diferentes tratamientos y terapias contra la obesidad. Se requieren estudios adicionales para probar la aplicabilidad de estos hallazgos a los humanos e investigar los mecanismos subyacentes.
Destacados
- Las dietas de alta energía independientes del contenido de macronutrientes son potentes para causar obesidad.
- La composición de la dieta parece alterar diferencialmente la sensibilidad del receptor de dopamina.
- El bloqueo del receptor D1 redujo la ingesta de sacarosa y fructosa en ratas magras y obesas.
- El bloqueo del receptor D2 redujo la ingesta de sacarosa en ratas alimentadas con alto contenido graso, pero no magras.
- El bloqueo del receptor D2 redujo la ingesta de fructosa solo en ratas alimentadas con grasa y azúcar.
AGRADECIMIENTOS
Esta investigación recibió el apoyo de la subvención DK080899 del Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales, la subvención DC000240 del Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación y el Fondo Fiduciario Jane B. Barsumian. Los autores agradecen al Sr. NK Acharya por su excelente ayuda con el mantenimiento de ratas y la realización de los ensayos de RMN.
Notas a pie de página
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Referencias