El estudio de la adicción a la comida utilizando modelos animales de atracones (2010)

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

PMCID: PMC4354886

NIHMSID: NIHMS669566

Resumen

Esta revisión resume la evidencia de "adicción a la comida" utilizando modelos animales de comer en exceso. En nuestro modelo de atracones de sacarosa, se demuestran los componentes conductuales de la adicción y se relacionan con los cambios neuroquímicos que también ocurren con las drogas adictivas. La evidencia apoya la hipótesis de que las ratas pueden volverse dependientes y "adictas" a la sacarosa. Los resultados obtenidos cuando los animales consumen otros alimentos sabrosos, incluido un alimento rico en grasa, se describen y sugieren que puede producirse un aumento de peso corporal. Sin embargo, la caracterización de un perfil de comportamiento similar a la adicción en animales con acceso excesivo a la grasa requiere una mayor exploración para disociar el efecto del aumento de peso corporal de la dieta o el programa de alimentación.

Palabras clave: Bingeing, Craving, Retiro, Sensibilización cruzada, Peso corporal, Grasa, Azúcar, Obesidad, Ratas

El concepto de adicción a la comida.

Como se informó en el Seminario de la Universidad de Columbia sobre el comportamiento apetitoso, la epidemia de obesidad tiene varias causas propuestas, una de las cuales es el concepto de "adicción a la comida". adicto a las drogas. Se piensa que la adicción a la comida puede llevar a comer en exceso, lo que puede resultar en un aumento del peso corporal o la obesidad en individuos seleccionados. Las historias de "adicción a la comida", particularmente la "adicción al azúcar", abundan en la prensa popular (; ; ). Existen relatos clínicos en los que los adictos a los alimentos autoidentificados usan los alimentos para automedicarse; a menudo comen para escapar de un estado de ánimo negativo (). La idea de los alimentos como una sustancia adictiva incluso ha permeado la comercialización de alimentos, y un estudio afirma que algunos anuncios publicitarios dirigidos a los niños representan a los alimentos como una fuente de placer extremo y adicción ().

Desde un punto de vista científico, la realidad de la adicción a la comida en los seres humanos en relación con la adicción a las drogas ha sido un tema de debate (). Los criterios en el Manual diagnóstico y estadístico de trastornos mentales, cuarta edición (DSM-IV) relacionados con el abuso de sustancias se han aplicado a la adicción a los alimentos en humanos a través del desarrollo de la Escala de Adicción a los Alimentos de Yale (). En apoyo de la teoría de la adicción a la comida, ya que podría estar relacionada con la obesidad, los estudios clínicos han demostrado que el deseo de alimentos en pacientes con peso normal y obesos activa áreas del cerebro similares a las indicadas en el deseo por drogas (; ). Esta es claramente una línea de investigación en crecimiento que seguirá creciendo a medida que se dibujen más corolarios que relacionen la adicción con la sobrealimentación.

Modelando la adicción a la comida en animales de laboratorio: un enfoque en comer en exceso

Se han utilizado modelos animales de laboratorio para estudiar la adicción a la comida. Comenzando en el laboratorio de Bart Hoebel, adaptamos modelos que se desarrollaron con ratas para estudiar la dependencia de las drogas para detectar signos de dependencia alimentaria, con el objetivo final de identificar la neuroquímica asociada con estos comportamientos. La adicción en los humanos es un trastorno complejo; Por simplicidad se discute en tres etapas (; ). Bingeing se define como un episodio de ingesta en un período de tiempo relativamente corto, generalmente después de la abstinencia o la privación. Signos de retiro puede ser evidente cuando la sustancia de abuso ya no está disponible o está bloqueada químicamente; discutimos la abstinencia en términos de abstinencia de opiáceos, que tiene un conjunto claramente definido de signos de comportamiento (; ). Finalmente, anhelo ocurre cuando aumenta la motivación para obtener una sustancia particular, generalmente después de un período de abstinencia.

Creemos que el atracón es un componente destacado de la adicción a la comida. El atracón se puede ver en individuos obesos (), una población candidata por tener adicción a la comida. Además, se sabe que la restricción de alimentos puede aumentar la ingesta y reforzar los efectos de muchas drogas de abuso (), y la etapa de embriaguez / intoxicación es parte del ciclo de adicción (). También se ha propuesto que el comer en exceso comparte similitudes con la adicción a las drogas convencionales (; ). Por lo tanto, los modelos descritos aquí incorporan atracones y los hallazgos sugieren que esta característica distintiva está asociada con el estado de adicción resultante.

Un modelo animal de atracones de azúcar.

Nuestro modelo más estudiado es el del atracón de sacarosa. En este modelo, las ratas se mantienen con una dieta de acceso 12-h a una solución de sacarosa 10 (o 25% de glucosa en estudios anteriores) y chow estándar para roedores, seguido de 12-h de privación de sacarosa y chow durante aproximadamente un mes. . Hemos publicado ampliamente el uso de este modelo y lo relacionamos con una variedad de factores asociados con el comportamiento adictivo. Lo que sigue es un resumen de esos hallazgos (ver también Tabla 1); Los detalles se pueden encontrar en nuestros documentos de revisión (; ).

Tabla 1 

Resumen de los hallazgos en apoyo de la adicción al azúcar en ratas utilizando un modelo animal de sacarosa o atracones de glucosa.

Señales de comportamiento de adicción después de atracones de azúcar

Después de un mes de consumo excesivo de azúcar (sacarosa o glucosa), las ratas muestran una serie de comportamientos similares a los efectos de las drogas de abuso, incluida la escalada de la ingesta diaria de azúcar y el aumento de la ingesta de azúcar durante la primera hora de acceso diario (es decir, un atracón). Las ratas que sacan la sacarosa regulan su ingesta calórica al disminuir su consumo de comida, lo que compensa las calorías adicionales obtenidas del azúcar, lo que resulta en un peso corporal normal ().

Cuando se administra una dosis relativamente alta de naloxona, un antagonista de los opioides, se observan signos somáticos de abstinencia, como el parloteo de los dientes, el temblor de las patas delanteras y los temblores de la cabeza, así como la ansiedad, ya que las medidas por la reducción del tiempo dedicado a la exposición tienen una ventaja elevada laberinto (). Los signos de la abstinencia de tipo opiáceo también aparecen cuando se eliminan todos los alimentos 24 h; estos incluyen signos somáticos como los descritos en respuesta a la naloxona () y la ansiedad (). Otros han informado que la eliminación de azúcar disminuye la temperatura corporal en ratas (), que es otro signo de abstinencia similar a los opiáceos, y pueden darse signos de comportamiento agresivo en ratas con antecedentes de acceso intermitente al azúcar ().

El anhelo se mide durante la abstinencia del azúcar como respuesta mejorada para el azúcar (). Después de 2 semanas de abstinencia forzada de azúcar, las ratas con la palanca de acceso compulsivo presionan para obtener 23% más de azúcar que nunca antes (), sugiriendo un cambio en el impacto motivacional del azúcar que persiste durante un período de abstinencia y conduce a una mayor ingesta. La investigación de otros laboratorios sugiere que la motivación para obtener azúcar aumenta con la duración de la abstinencia ().

La abstinencia forzada en ratas que beben azúcar también causa una tendencia a volverse hiperactiva y sustituirla por otra droga de abuso, si está disponible. Se observó hiperactividad como un signo de sensibilización dopaminérgica en ratas que bebían azúcar y se les administró una dosis de desafío de anfetamina (). La sensibilización inducida por el azúcar del sistema de dopamina (DA) también se ha informado que usa cocaína como la droga de desafío (). Además, las ratas que consumen azúcar previamente beben más 9% de alcohol en comparación con los grupos de control con acceso a ad libitum azúcar, ad libitum chow, o atracón (12 h) chow solamente (). Por lo tanto, se puede concluir que el consumo excesivo de azúcar actúa como una puerta de entrada para mejorar el uso del alcohol.

Cambios neuroquímicos similares a la adicción después de comer en exceso de azúcar

A diferencia de las drogas de abuso, que ejercen sus efectos en la liberación de DA cada vez que se administran (; ; ), el efecto del consumo de alimentos sabrosos en la liberación de DA disminuye con el acceso repetido, a menos que el animal esté privado de alimentos (; ). Sin embargo, las ratas que consumen mucho azúcar continúan liberando DA, según lo medido por in vivo microdiálisis en los días 1, 2 y 21 de acceso (), y esta liberación constante de DA puede ser provocada por el sabor de la sacarosa () y se mejora cuando las ratas tienen un peso corporal reducido (). Por otro lado, las ratas que solo se alimentan de chow, se alimentan de azúcar y / o chow ad libitumo, si prueba el azúcar solo dos veces, desarrolle una respuesta DA embotada que es típica de un alimento que pierde su novedad. Estos resultados están respaldados por hallazgos de alteraciones en el volumen de negocios de DA de Accumbens y el transportador de DA en ratas mantenidas en un programa de alimentación de azúcar intermitente (; ).

Por lo tanto, el acceso excesivo al azúcar causa aumentos recurrentes en la DA extracelular de una manera que es más como una droga de abuso que un alimento. En consecuencia, surgen cambios en la expresión o disponibilidad de los receptores DA. La autorradiografía revela un aumento de D1 en el núcleo accumbens (NAc) y D disminuida2 Unión al receptor en el estriado (). Otros han reportado una disminución en D2 Unión al receptor en la NAc de ratas con acceso intermitente a la sacarosa (). Las ratas que se alimentan de azúcar muestran una disminución en D2 El ARNm del receptor en el NAc y el D aumentado3 mRNA del receptor en el NAc ().

Con respecto a los receptores opioides, la unión del receptor mu aumenta en respuesta a la cocaína y la morfina (; Unterwald, Kreek y Cuntapay, 2001; ), y el ARNm de encefalina en el cuerpo estriado y la NAc disminuyen en respuesta a inyecciones repetidas de morfina (; ; ). Del mismo modo, en ratas que hacen atracones de azúcar, la unión del receptor opioide mu se mejora significativamente en la cáscara de los accumbens después de 3 semanas de acceso (). Las ratas que se alimentan de azúcar también tienen una disminución significativa en el ARNm de la encefalina en el NAc (), que es consistente con los hallazgos en ratas a las que se ofreció acceso diario limitado a una dieta líquida dulce-grasa ().

La retirada de drogas puede ir acompañada de alteraciones en el equilibrio de DA / acetilcolina (ACh) en el NAc, con ACh en aumento mientras se suprime la DA, y este desequilibrio de DA / ACh se ha demostrado durante la retirada de varias drogas de abuso (). Usando nuestro modelo de atracones de azúcar, hemos demostrado que las ratas con acceso intermitente al azúcar muestran el mismo desequilibrio neuroquímico en DA / ACh durante la abstinencia: (1) cuando a las ratas que reciben atracones se les da naloxona para precipitar la abstinencia de opioides (), y (2) después de 36 h de la privación total de alimentos (). Por lo tanto, los cambios neuroquímicos similares a la adicción pueden resultar de beber una solución de azúcar de manera compulsiva.

Bingeing en una comida rica en grasa

Como se señaló anteriormente, las ratas que se alimentan de sacarosa no aumentan de peso corporal, lo que sugiere que la ingesta de sacarosa podría fomentar las características de la adicción, pero por sí sola probablemente no sea responsable de la obesidad o el aumento de peso. Sin embargo, hemos demostrado que cuando se ofrece a las ratas una combinación altamente sabrosa de azúcar y grasa, esto provoca un atracón y también aumenta el peso corporal (). Redujimos la duración del acceso a los alimentos sabrosos de 12 a 2 h para hacer que los episodios de atracones sean más destacados. Otros han usado este mismo programa de acceso con grasa (acortamiento), pero no han observado cambios en la composición corporal (). En nuestro estudio, las ratas se mantuvieron durante aproximadamente un mes en: (1) chow dulce de grasa para 2-h / día seguido de ad libitum chow estándar, (2) 2-h chow de grasa dulce 3 días / semana y acceso al chow estándar en el ínterin, (3) ad libitum dulce en grasa, o (4) ad libitum chow estándar Ambos grupos con acceso limitado (2-h) al chow dulce de grasa mostraron un comportamiento de atracón, y el peso corporal de estas ratas aumentó después del atracón y luego disminuyó entre los atracones como resultado de la ingesta autolimitada de chow estándar después de los atracones. Sin embargo, a pesar de estas fluctuaciones en el peso corporal, el grupo con acceso diario al chow dulce de grasa ganó significativamente más peso que el grupo de control con chow estándar disponible ad libitum.

Si bien la evidencia de adicción en ratas que atracan azúcares está bien documentada, los cambios neuroquímicos y de comportamiento similares a la adicción asociados con el consumo excesivo de alimentos ricos en grasas aún no se han caracterizado por completo. Otros han informado que el exceso de grasa (aceite de maíz) puede causar alteraciones en la liberación de DA de Accumbens, similar a la observada en nuestros animales que consumen azúcar (). Además, las ratas identificadas como propensas a atracones tolerarán niveles más altos de shock en los pies cuando se emparejan con un alimento que contiene grasa (), lo que sugiere que comer en exceso puede estar asociado con una motivación anormal para consumir alimentos sabrosos. No hemos observado signos de comportamiento de abstinencia similar a los opiáceos en ratas con atracones de grasa utilizando nuestro modelo de acceso limitado. Es posible que las propiedades inherentes a la grasa contrarresten algunos efectos en el sistema opioide (; ). Si bien se necesita más trabajo para comprender los efectos en el comportamiento del consumo excesivo de alimentos ricos en grasas y cómo pueden diferir de los atracones de otros nutrientes, los modelos de acceso excesivo a los alimentos dulces en grasa son ventajosos ya que pueden informar la investigación sobre la obesidad en relación con A las características similares a la adicción.

Hay muy pocos estudios sobre los efectos similares a la adicción de comer en exceso en alimentos ricos en grasa, pero un número creciente de estudios ha evaluado el efecto de ad libitum Acceso a alimentos ricos en grasa. Ratas con ad libitum el acceso a una dieta estilo cafetería muestra signos de compulsividad, medidos por la ingesta de alimentos durante los períodos de descanso y los cambios en la microestructura del comportamiento de alimentación (). Ad libitum se ha informado que el acceso a una dieta estilo cafetería produce signos de abstinencia como opiáceos (). Además, cuando se da ad libitum acceso a una dieta alta en grasas, los ratones muestran signos de ansiedad y voluntad de soportar un ambiente aversivo para obtener acceso a los alimentos ricos en grasa, así como cambios en el factor de liberación de corticotropina límbica (CRF) y la señalización relacionada con la recompensa expresión (; ). Se ha identificado que los sistemas de CRF tienen un papel crítico en el síndrome de abstinencia que surge al retirar alimentos sabrosos (). Recientemente, el grupo de Kenny reportó evidencia de regulación a la baja de D2 receptores en ratas con ad libitum o acceso limitado a una dieta estilo cafetería, con los efectos más pronunciados en ratas que eran obesas ().

Resumen y conclusiones

Los modelos de atracones en ratas descritos en este documento proporcionan herramientas con las que estudiar el concepto de adicción a los alimentos y su neuroquímica resultante. Los datos sugieren que el consumo excesivo de azúcar puede tener efectos dopaminérgicos, colinérgicos y opiáceos que son similares a los observados en respuesta a algunas drogas de abuso, aunque de menor magnitud. Los datos más recientes generados a partir de estudios de atracones en una comida dulce con grasa muestran que produce un mayor peso corporal, lo que proporciona un posible vínculo con la obesidad. Estos experimentos de nuestro laboratorio, combinados con la investigación realizada por otros, contribuyen al creciente cuerpo de evidencia en apoyo del concepto de adicción a la comida.

Notas a pie de página

 

Basado en una presentación de Nicole Avena en el Seminario de la Universidad de Columbia sobre el comportamiento apetitoso. Septiembre 17, 2009, Harry R. Kissileff, Presidente, apoyado en parte por GlaxoSmithKline y el Centro de Investigación de la Obesidad de Nueva York, St. Luke's / Roosevelt Hospital. Esta investigación fue apoyada por USPHS subvenciones DK-079793 (NMA), MH-65024 (Bartley G. Hoebel), y AA-12882 (BGH). El agradecimiento se extiende al Dr. Bart Hoebel y a Miriam Bocarsly por sus sugerencias sobre el manuscrito.

 

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