Les régimes obésogènes peuvent modifier de manière différenciée le contrôle par la dopamine de la prise de saccharose et de fructose chez le rat (2011)

Physiol Behav. 2011 juil. 25; 104 (1): 111-6. doi: 10.1016 / j.physbeh.2011.04.048.

Pritchett CE1, Hajnal A.

Abstract

La suralimentation chronique des régimes obésogènes peut entraîner l'obésité, une réduction de la signalisation de la dopamine et une consommation accrue de sucres ajoutés pour compenser la prime émoussée. Cependant, le rôle spécifique de la composition de l'alimentation reste encore inconnu. Pour étudier cela, les rats mâles Sprague-Dawley ont été nourris avec un régime riche en énergie avec une teneur élevée en graisses et en glucides (HFHE), un régime riche en protéines et en glucides (FCHE), ou un aliment standard pour les semaines 24. Nous avons constaté que les deux régimes riches en énergie entraînaient un gain de poids substantiel par rapport aux témoins nourris au chow. Pour étudier le contrôle par la dopamine de l'absorption courte (2-h) de solutions de saccharose ou de fructose agréables au palais, les rats ont été prétraités à la périphérie (IP) avec des doses équimolaires (0-600 nmol / kg) de la dopamine D1 (SCH23390) et D2 (raclopride) antagonistes des récepteurs spécifiques.

Les résultats ont montré une augmentation globale de l'efficacité des antagonistes des récepteurs D1 et D2 sur la suppression de l'ingestion chez les rats obèses par rapport aux rats maigres, les effets étant différents en fonction du régime alimentaire et des solutions à tester. En particulier, SCH23390 a fortement réduit l’apport de saccharose et de fructose dans tous les groupes; cependant, des doses plus faibles ont été plus efficaces chez les rats HFHE. En revanche, le raclopride était le plus efficace pour réduire l’apport en fructose chez les rats FCHE obèses.

Ainsi, il semble que l’obésité due à la consommation d’associations de graisses alimentaires et de sucres plutôt que des calories supplémentaires provenant des graisses alimentaires seules puisse entraîner une réduction de la signalisation des récepteurs D2. De plus, ces déficits semblent affecter de manière préférentielle le contrôle de la prise de fructose.

Ces résultats démontrent pour la première fois une interaction plausible entre la composition du régime alimentaire et le contrôle dopaminergique de l'apport en glucides chez des rats obèses induits par un régime alimentaire. Il fournit également des preuves supplémentaires que la consommation de saccharose et de fructose est régulée de manière différentielle par le système dopaminergique.

PMID: 21549729

PMCID: PMC3119542

DOI: 10.1016 / j.physbeh.2011.04.048

1. Introduction

Des décennies de recherche par Hoebel et ses stagiaires ont fourni des informations essentielles sur le rôle du système dopaminergique du cerveau dans la régulation de l'alimentation, développant ainsi le concept de «récompense alimentaire» [-]. Fait remarquable, les premières expériences de Hoebel ont établi la dopamine du mésencéphale comme un facteur clé de la suralimentation chronique et de l'obésité qui en résulte [-], longtemps avant que des preuves directes ne soient fournies par des études d'imagerie [, ].

La notion selon laquelle les aliments exercent un contrôle sur l'alimentation et, à son tour, que l'accès soutenu ou intermittent à des repas très savoureux (c'est-à-dire ceux riches en sucres et en graisses) pourrait entraîner des changements durables dans les systèmes de régulation de l'alimentation a longtemps été au cœur des théories de Hoebel comportements de type frénésie. Au début de sa carrière, il a également appliqué des éléments de ce raisonnement à l'obésité. Dans une revue de 1977, Hoebel a fait remarquer qu'il peut y avoir «différents types d'obésité nécessitant des traitements différents» []. Depuis lors, une pléthore de recherches sur l'obésité a en effet identifié plusieurs facteurs génétiques, métaboliques et environnementaux pouvant expliquer la variation du développement, des conséquences et du traitement de l'obésité [-]. Cependant, notre compréhension des contributions spécifiques des macronutriments aux fonctions de récompense alimentaire modifiées est loin d'être complète. Le présent article résume les données d'une étude inspirée des recherches de Bart et visant à réduire cette lacune dans nos connaissances.

Dans l'étiologie aux multiples facettes de l'obésité, l'alimentation reste un facteur clé du développement de l'obésité. Les régimes obésogènes sont des régimes riches en calories, souvent des aliments au goût agréable qui conduisent à l'obésité après une exposition prolongée []. Cependant, la composition en macronutriments des régimes obésogènes peut différer et cette variation peut avoir un impact sur les systèmes neuronaux à obésité altérée, tels que la dopamine. En effet, il a été démontré que le maintien d'un régime obésogène réduisait les niveaux de dopamine dans l'accumbens, ainsi que modifiait la réactivité du système mésocorticolimbique, de sorte qu'un régime plus agréable au goût était nécessaire pour obtenir des augmentations similaires de la dopamine extracellulaire induites par les aliments contrôles alimentés []. Un mécanisme potentiel est une régulation à la baisse adaptative due à une stimulation accrue et chronique par des aliments au goût agréable []. En fait, des études menées dans notre laboratoire ont montré que même une stimulation orosensorielle par le saccharose ou par la graisse suffit à stimuler la libération de dopamine dans le noyau accumbens [, ]. Les matières grasses et les sucres semblent affecter les systèmes de récompense différemment, car on en déduit que les sucres ont une plus grande puissance pour produire des comportements similaires à une dépendance []. D'autres études récentes ont montré des effets différentiels sur le système neuroendocrinien et une susceptibilité ultérieure à la prise de poids en se basant sur le ratio lipides / glucides dans les régimes obésogènes [, ]. En outre, une attention accrue a été portée aux particularités potentielles des réponses réglementaires à un régime alimentaire contenant du sirop de maïs à haute teneur en fructose et aux conséquences supposées de la facilité apparente avec laquelle il peut provoquer l'obésité et déranger la réglementation des aliments. En particulier, des études récentes menées par Avena et Hoebel ont montré que les rats bénéficiant d'un accès au sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS) pendant 12 heures chaque jour pendant des semaines 8 prenaient nettement plus de poids que les animaux bénéficiant d'un accès égal au 10% saccharose, même s'ils consommaient le même produit. Même nombre de calories totales, mais moins de calories provenant du SHTF que du saccharose []. L’incidence croissante de l’obésité et le potentiel de découverte de nouveaux traitements exigent que l’on étudie comment l’ingestion d’aliments ordinaires à haute teneur énergétique et agréable au goût, tels que le saccharose et le fructose, est contrôlée dans les conditions de l’obésité alimentaire.

Par conséquent, la présente étude a examiné la régulation par la dopamine de la consommation de saccharose et de fructose chez les rats devenus obèses à la suite du maintien prolongé de deux régimes alimentaires standard riches en énergie largement utilisés pour produire l'obésité alimentaire chez les rats et dont la teneur en graisse et en glucides variait. Plus précisément, nous avons évalué l'implication des deux principales classes de récepteurs de la dopamine en utilisant l'administration périphérique (interpéritonéale; ip) de l'antagoniste du récepteur de la dopamine D1 (D1R). SCH23390 ou le raclopride, un antagoniste de la dopamine D2 antidépresseur (D2R), chez des rats obèses maigres et diététiques, lors d’un bref test de consommation (une bouteille) de saccharose ou de fructose (2-h). Ces glucides sont répandus dans l’alimentation humaine, sont facilement consommés par les rats et ont des propriétés de renforcement positives [-]. Il a déjà été démontré que la consommation de saccharose stimule la libération de dopamine dans le noyau accumbens [, , ] et administration périphérique des deux SCH23390 et le raclopride réduit l'alimentation simulée en saccharose []. Bien que la communauté scientifique et les médias publics soient de plus en plus intéressés, les effets similaires d'antagonistes de la dopamine sur la consommation de fructose n'ont été étudiés que dans le contexte de l'acquisition et de l'expression de préférences conditionnées, et ces études ont également été limitées aux rats maigres [-]. Malgré les implications potentielles, les effets des antagonistes des récepteurs de la dopamine sur l'apport en glucides dans divers modèles d'obésité et en l'absence de stimulation homéostatique (c'est-à-dire après des périodes de restriction alimentaire) n'ont pas été étudiés. Par conséquent, les rats de la présente étude ont été tenus agacés pour éviter les effets de confusion dus à la faim et au déficit énergétique.

2. Méthodes

2.1 Animaux et régimes

Vingt-huit rats mâles adultes Sprague-Dawley (Charles River, Wilmington, MA) pesant environ 250 au début de l'étude ont été hébergés dans des cages individuelles dans un vivarium à température contrôlée et maintenus sur un cycle clair-obscur 12: 12, avec des lumières allumées chez 0700.

Les animaux ont été donnés ad libitum accès à l’un des trois régimes suivants: repas de laboratoire standard (Teklad #2018, 3.4 kcal / g, 18 kcal% de matières grasses, 58 kcal% de glucides, 24 kcal% de protéines; Teklad Diets, Somerville, NJ) ou l’un des deux aliments riches en protéines régimes énergétiques (régimes de recherche, Nouveau-Brunswick, NJ), un régime dont la principale source d'énergie était les graisses (régime riche en graisses et en énergie, régime HFHE; régimes de recherche #D12492: 5.24 kcal / g, 60 kcal% de matières grasses, 20 kcal% de glucides, 20 kcal% de protéines) ou un régime riche en énergie comprenant à la fois des lipides et des glucides (régime riche en calories, FCHE); régimes de recherche #D12266B; 4.41 kcal / g, 32 kcal% de matières grasses, 51 kcal% de glucides, 17 kcal% de protéines). Au début de l'étude, les groupes ont été appariés en fonction du poids pour former des cohortes statistiquement égales en fonction du poids corporel, puis ont été maintenus dans leur régime alimentaire respectif pendant des semaines 24 avant et pendant les expériences comportementales. Au cours des semaines 18 et tout au long de l'expérience, le poids corporel et l'apport alimentaire ont été mesurés quotidiennement. Les animaux ont été testés à l'état reposé, sans périodes de restriction alimentaire tout au long de l'expérience.

Composition corporelle 2.2

En plus d'une augmentation significative du poids corporel, pour démontrer la présence d'obésité, une analyse de la composition corporelle par RMN 1H (RMN du proton Bruker LF90 Minispec; Optical Brucker, Woodlands, TX) a été réalisée pendant plusieurs semaines.

Antagonistes de la dopamine 2.3, solutions de test et procédure de test

L'antagoniste de la dopamine D1R SCH23390 (HFHE: n = 6; FCHE: n = 5; Chow: n = 4) et l'antagoniste du raclopride du récepteur D2 de la dopamine (HFHE: n = 5; FCHE: n = 6; Chow: n = 4) ont été utilisés. SCH23390 et le raclopride (Tocris Biosciences, Ellisville, MO) ont été dissous dans une solution saline stérile et administrés par voie intraperitoneale 10 quelques minutes avant l'accès 2-h au 0.3 M saccharose ou 0.4 M fructose. Ces concentrations ont été choisies car elles sont très appétissantes pour les rats et ont donc été couramment utilisées dans des études antérieures [, , , ]. Le saccharose et le fructose (Fisher-Scientific, Fair Lawn, NJ) ont été dissous dans de l'eau du robinet filtrée pas plus de 24 heures avant le test.

Les animaux ont été entraînés à boire des solutions d'essai pendant les sessions quotidiennes où un accès de 2 heures (à partir de 1000 heures) au saccharose ou au fructose a été fourni pendant 8 jours avant le test pour obtenir des apports de base stables, c'est-à-dire une familiarité avec les effets orosensoriels et postestifs. La formation et les tests ont eu lieu dans la salle de la colonie d'origine des animaux, avec des bouteilles en plastique de 100 ml temporairement fixées à l'avant de la cage domestique de sorte que les becs se prolongent dans la cage. L'administration d'antagonistes du véhicule (solution saline) ou de la dopamine a commencé après 24 semaines d'entretien sur les régimes, moment auquel les deux groupes de régime obésogène (HFHE et FCHE) avaient un poids corporel significativement plus élevé que les témoins de nourritureFigure 1). Un minimum d'heures 48 a été donné entre les jours d'injection pour permettre aux médicaments de se métaboliser complètement. Le traitement par les antagonistes de la dopamine n'a entraîné aucune modification du poids corporel ou de la consommation de nourriture 24 par heure.

Figure 1 

Poids corporel au cours de la période précédant et précédant la période des tests pharmacologiques (barre grise)

Analyse statistique 2.4

Poids corporel et 1Les données de RMN-H ont été analysées à l'aide d'une analyse de variance d'échantillons indépendants à une voie (ANOVA) avec le régime alimentaire comme variable indépendante.

La consommation a été mesurée en ml consommés et est présentée en moyenne ± SEM. L'absorption de base (après véhicule, c'est-à-dire injection de solution saline) a été testée pour les différences entre les groupes de régimes alimentaires dans une ANOVA à trois voies avec le régime alimentaire, le médicament et les glucides comme variables indépendantes. L’alimentation n’a eu aucun effet significatif (F(2,48)= 0.3533, p= 0.704), médicament (F(1,48)= 0.1482, p= 0.701), ni d’interaction significative (régime × médicament: F(2,48)= 0.4144,p= 0.66; régime × glucides: F(2,48)= 0.2759, p= 0.76; médicament × glucides: F(1,48)= 0.0062, p= 0.73; régime × médicament × glucides: F(2,48)= 0.3108, p= 0.73). Cependant, un effet significatif des glucides (F(1,48)= 8.8974, p<0.01) a été observée (Tableau 1). Par conséquent, pour toutes les analyses ultérieures, l’apport a été converti en une réduction en pourcentage par rapport au départ (apport suivant dose × [ml] / apport suivant 0 μg / kg [ml]) et analysé à l’aide d’une analyse de variance à mesures répétées (ANOVA) avec Diet (HFHE), FCHE ou Chow) et des drogues (raclopride ou SCH23390) en tant que variables indépendantes et dose (0, 50, 200, 400 ou 600 nmol / kg SCH23390 ou le raclopride) comme mesure répétée. La dose inhibitrice (ID50) nécessaire pour réduire la consommation à 50% du produit de base (0 nmol / kg) a été calculé comme décrit précédemment []. Différences d'ID50 ont été comparés en fonction du régime alimentaire et du médicament en utilisant une ANOVA bidirectionnelle. Toutes les analyses ont été menées à l'aide de Statistica (v6.0, StatSoft® Inc., Tulsa, OK) et les résultats significatifs ont été analysés plus en détail à l'aide des tests post-hoc de différence la moins significative (LSD) de Fischer. Les différences étaient considérées comme statistiquement significatives si p <0.05.

Tableau 1 

Prise de saccharose et de fructose dans les tests 2-h. Valeurs d'absorption absolues (en ml) d'absorption de saccharose et de fructose par groupes de régimes suivant les injections de véhicule (0 nmol / kg). Aucune différence n'a été observée dans l'apport de base entre les groupes de régime ou de drogue. Saccharose de base ...

3. Résultats

3.1 Effets de l'alimentation sur le poids corporel et l'adiposité

Après les semaines 12 sur les régimes obésogènes, les groupes différaient par leur poids corporel (F(2,27)= 27.25, p<0.001), pourcentage de masse grasse (F(2,27)= 14.96, p<0.001) et le pourcentage de masse maigre (F(2,27)= 15.77, p<0.001). Les tests post hoc ont montré que les rats Chow pesaient beaucoup moins que les deux HFHE (p<0.001) et FCHE (p<0.001) rats. La comparaison de la composition corporelle a montré que les rats HFHE et FCHE avaient un pourcentage de masse grasse plus élevé que Chow (p<0.05). À 18 semaines, au début du test (24 semaines) et tout au long de la période de test, il restait un effet significatif du régime sur le poids corporelFigure 1; semaine 18: F(2,27)= 13.05, p<0.001; semaine 24: F(2,27)= 16.96, p<0.001; semaine 26: F(2,27)= 13.99, p<0.001; semaine 28: F(2,27)= 13.05, p<0.001). Une analyse post hoc a révélé que les rats HFHE et FCHE avaient un poids corporel significativement plus élevé que les témoins Chow (Figure 1; p<0.001, tous les points dans le temps). Il n'y avait aucune différence statistique de poids corporel entre les deux groupes obèses à aucun moment.

3.2 Effets de l'antagonisme dopaminergique D1R et D2R sur la consommation de saccharose

La consommation de saccharose a été réduite de SCH23390 dans tous les groupes (Figure 2a). Le raclopride a réduit l'apport en saccharose chez les rats HFHE, mais était beaucoup moins efficace chez les rats Chow et FCHE (Figure 2b). Les analyses répétées de l'ANOVA ont montré un effet global de Drug (F(1,24)= 8.8446, p<0.01), dose (F(4,96)= 27.1269, p<0.001) et une interaction dose-médicament (F(4,96)= 2.9799, p<0.05). Alors que l'effet global du régime n'était pas significatif (F(1,24)= 2.5787, p= 0.09), les comparaisons post-hoc ont montré des différences significatives dans le traitement par le raclopride entre les groupes HFHE et Chow (p<0.05) et entre les groupes HFHE et FCHE (p

Figure 2 

Modifications de la consommation de saccharose après l'administration d'antagonistes des récepteurs de la dopamine

Une analyse post hoc a révélé que SCH23390 était significativement plus efficace pour réduire l’apport en saccharose que le raclopride (p SCH23390 ingestion de saccharose chez les rats HFHE à toutes les doses testées et ingestion réduite chez les rats FCHE et Chow à des doses de nmol 200 et supérieures (Figure 2a). Toutes les doses de raclopride ont inhibé l'absorption de saccharose chez les rats HFHE, mais seule la dose la plus élevée a réduit significativement l'absorption de saccharose chez les rats FCHE, tandis qu'aucune des doses n'a inhibé l'absorption de saccharose chez les rats Chow (Figure 2b).

Analyse de l'ID50 (Tableau 2) n'a révélé aucun effet de Diet (F(2,24)= 0.576, p= 0.57) ou un médicament (F(1,24)= 2.988, p= 0.09), malgré des différences apparentes d'ID50 pour le raclopride. Cette absence d'effet pourrait être due à la variance substantielle au sein des groupes.

Tableau 2 

Efficacité des antagonistes des récepteurs de la dopamine exprimée par ID50. ID50 représente la dose à laquelle l’apport serait réduit à 50% du niveau de référence (véhicule). Aucune différence n'a été observée entre les groupes pour ...

3.3 Effets des antagonismes dopaminergiques D1R et D2R sur la consommation de fructose

SCH23390 consommation réduite de fructose dans tous les groupes (Figure 3a). Le raclopride, par contre, n’a réduit que de manière significative la consommation dans le groupe FCHE (Figure 3b). Les analyses répétées de l'ANOVA ont révélé un effet global de Drug (F(1,24)= 5.7400, p<0.05), dose (F(4,96)= 33.9351, p<0.001) et une interaction dose-médicament significative (F(4,96)= 3.0296, p<0.05) mais aucun effet du régime (F(2,24)= 1.5205, p= 0.24). De nouveau, cependant, les analyses post-hoc ont montré une différence significative de traitement par raclopride entre les groupes HFHE et FCHE (p

Figure 3 

Modifications de la consommation de fructose après l'administration d'antagonistes des récepteurs de la dopamine

Une analyse post hoc a révélé que SCH23390 était globalement plus efficace pour supprimer l’apport en fructose que le raclopride (p<0.05), et l'a fait de manière dose-dépendante (Figure 3). SCH23390 consommation réduite dans tous les groupes diététiques de 400 et 600 nmol et de fructose dès la dose de 200 nmol chez le rat HFHE (Figure 3a). Les effets du raclopride sur la consommation de fructose ont toutefois été limités aux rats FCHE; une analyse post-hoc a révélé des réductions significatives de la consommation de fructose chez les rats FCHE à des doses de 200 nmol et supérieures, aucune des doses de raclopride n'ayant inhibé la prise de fructose chez les rats HFHE ou Chow (Figure 3b).

ANOVA sur l'ID50 (Tableau 2) a révélé un effet de la drogue (F(1,24)= 4.548, p<0.05) mais pas de régime (F(2,24)= 1.495, p= 0.25). SCH23390 En règle générale, des doses plus faibles que le raclopride ont été nécessaires pour réduire la consommation à la moitié de la valeur initiale (p<0.05). Conformément à l'analyse des doses réelles, analyse post hoc de l'ID50 révèlent également une sensibilité considérablement accrue dans les deux groupes obèses par rapport aux rats Chow (p

4. Discussion

La présente étude a comparé la sensibilité au blocage des récepteurs de la dopamine lors de la réduction de la consommation de deux solutions glucidiques palatables, le saccharose ou le fructose, dans deux modèles animaux obèses alimentaires. Nous avons utilisé deux régimes pour imiter la consommation chronique d'un régime principalement à haute teneur en matières grasses (HFHE) ou d'un régime combiné à base de sucre et de matières grasses (FCHE), comme le montre le régime occidental []. Comme prévu, les deux régimes ont entraîné un gain de poids important et une adiposité commençant à la semaine 12, avec une augmentation continue du poids corporel tout au long de l'expérience (Figure 1). Les groupes ont ensuite été comparés à des témoins à alimentation chow appariés en fonction de leur sensibilité relative au blocage spécifique du sous-type des récepteurs D1 et D2 avec SCH23390 ou le raclopride, respectivement. Nous avons constaté que le blocage des récepteurs D1 réduisait la consommation de saccharose et de fructose dans tous les groupes de régimes. Que les rats mangent des solutions de saccharose ou de fructose, les rats HFHE répondent à des doses légèrement inférieures de SCH23390 par rapport à leurs homologues FCHE ou Chow maigres obèses (Figure 2a, , 3a) .3a). Cette augmentation apparente de la sensibilité à l'antagonisme des récepteurs D1 de la dopamine chez les rats HFHE a également été observée à la suite du blocage des récepteurs D2 au cours de l'essai au saccharose. En effet, les rats HFHE ont répondu à toutes les doses de raclopride en réduisant l'apport en saccharose, tandis que les rats FCHE n'ont répondu qu'à la dose la plus élevée, et les rats Chow n'ont montré aucune suppression significative de la consommation de saccharose après des traitements au raclopride (Figure 3b). Fait intéressant toutefois, les rats HFHE n'ont pas réduit leur consommation de fructose après un traitement au raclopride. Au lieu de cela, le raclopride a significativement réduit la consommation de fructose chez les rats FCHE. Une sensibilité accrue aux antagonistes des récepteurs de la dopamine indique une diminution de la signalisation de la dopamine, en raison d'un nombre réduit de récepteurs, d'une concurrence réduite de la DA endogène au niveau des sites récepteurs, ou d'une combinaison des deux. En fait, il est prouvé que l’un ou l’autre mécanisme peut s’appliquer à notre modèle. Par exemple, l’exposition à un régime alimentaire riche en graisses, même avant la naissance, peut entraîner une diminution du D2R []. En outre, il a été démontré que la consommation d'aliments riches en graisse diminuait la libération de dopamine naturelle ou évoquée électriquement et atténuait le turnover de la dopamine [-]. Alors que le mécanisme sous-jacent justifie des recherches plus approfondies, nos données, ainsi que ces observations et d'autres précédentes, soutiennent l'idée que la consommation de certains aliments - potentiellement indépendants de l'obésité - peut entraîner des changements dans le système dopaminergique rappelant la neuroplasticité en drogue d'abus []. En fait, des recherches récentes suggèrent que les régimes riches en graisses augmentent la sensibilisation aux médicaments agissant sur les systèmes dopaminergiques [, ].

Des études antérieures chez des rats maigres ont montré une efficacité différentielle du blocage des récepteurs D1 et D2 en vue de réduire l'apport en glucides à des concentrations conformes à celles utilisées dans la présente étude [-, ]. On pense que ces effets sont partiellement médiés par les zones du cerveau impliquées dans la récompense alimentaire, et les récepteurs D2 dans ces zones peuvent être particulièrement sensibles aux changements causés par l'obésité [, , -]. La présente étude s’appuie sur les résultats de la modulation par les récepteurs de la dopamine de l’apport en glucides chez le rat maigre et complète celle des études montrant une plasticité durable dans le système de récompense de l’obésité. Alors que la complexité des systèmes et les facteurs susceptibles d’influencer cette interaction (contrôle aigu de la prise en charge par un système chroniquement altéré) augmentent de manière évidente les variances individuelles et, partant, atténuent les effets d’interaction dans l’ANOVA globale, les comparaisons directes révèlent une sensibilité différentielle aux doses isomolaires d'antagoniste des récepteurs entre les groupes diététiques. Les changements affectant les D2R semblaient dépendre spécifiquement de la teneur en glucides également présents dans les régimes riches en graisses, ce qui indique que la teneur en macronutriments des régimes pourrait modifier de manière différentielle le système de récompense.

Les effets différentiels de la sensibilité au raclopride lors du test au saccharose pourraient être dus à la présence de saccharose dans les régimes. Bien que les deux régimes obésogènes contenaient du saccharose, le régime FCHE contenait 23% de plus de saccharose que le régime HFHE. Ainsi, l’absence de réponse au raclopride lors de la provocation au saccharose par les rats FCHE, mais non par les rats HFHE, pourrait être due à une exposition accrue au saccharose dans le régime alimentaire HFHE. Cependant, aucun régime obésogène ne contenait de fructose, mais des différences ont également été observées dans les réponses des groupes de régimes obésogènes au raclopride dans le test au fructose. De plus, le régime de Chow ne contenait pas de saccharose, mais les réactions du groupe de Chow au raclopride dans le test du saccharose ressemblaient davantage aux réponses obtenues de FCHE que de rats HFHE. Cela indique que d'autres facteurs peuvent sous-tendre les réponses différentielles au traitement par le raclopride en fonction du régime alimentaire et des glucides de test.

Des explications alternatives peuvent inclure des effets postestifs neuronaux et hormonaux différentiels exercés par le fructose et le saccharose. Alors que les mécanismes exacts restent obscurs, de plus en plus de preuves appuient cette notion [, ]. Dans ce contexte, la possibilité que les deux régimes modifient différemment les préférences en saccharose et en fructose en raison de leurs effets différentiels sur les signaux oraux et gastro-intestinaux en amont du système de récompense ne peut être exclue et mérite un examen plus approfondi.

L’obésité et les aliments au goût agréable ont été indépendamment impliqués pour modifier la signalisation de la dopamine [, , , ], et pourrait donc aussi expliquer le différentiel de réponses observé dans la présente étude. En effet, nos données corroborent des résultats antérieurs montrant que la signalisation de la dopamine D2R est réduite en cas d’obésité [, ]. Cependant, la nouvelle découverte de la présente étude est que la nature de cette relation peut dépendre du contenu en macronutriments des régimes obésogènes plutôt que de l'obésité ou de ses complications associées. Les différences observées dans l'efficacité des antagonistes de D2R entre les glucides testés constituent une autre découverte majeure. Nous avons noté une tendance dans nos données selon laquelle la consommation de fructose semblait être plus étroitement contrôlée par les D2R que par la consommation de saccharose, ce qui amène à s'interroger sur la manière dont la consommation de différents glucides peut être régulée de manière différente et, si une récompense est obtenue par différents glucides, elle peut engager des mécanismes variables. Des données antérieures indiquaient que la consommation de saccharose et de fructose produisait des réponses physiologiques différentes. Il a été démontré que le saccharose produisait des effets conditionnés basés à la fois sur son goût et ses propriétés post-ingérales [, , ] alors que le fructose semble exercer une stimulation pertinente sur le plan comportemental exclusivement par son goût et non par un renforcement des effets post-ingestion [, ]. Par conséquent, la réactivité des circuits de récompense au fructose peut rester intacte même lorsque la rétroaction provoquée par le saccharose devient compromise en raison de déficiences secondaires à l'obésité (par exemple, sensibilité réduite à l'insuline / à la leptine). Le contraire peut également être vrai: une réponse contre-réglementaire visant à réduire l’apport en saccharose peut ne pas permettre de contrôler l’apport en fructose. Des études ultérieures chez l'homme sont nécessaires pour déterminer si les préférences pour les aliments riches en fructose augmenteraient en réalité avec l'obésité, ou si les préférences relatives en saccharose et en fructose sont différentes chez les patients obèses également diabétiques.

Bien que les effets du saccharose sur la dopamine aient été largement étudiés [, , , ], on en sait moins sur l’interaction entre le fructose et le système de récompense de la dopamine, bien que les premiers rapports du laboratoire Hoebel indiquent que le fructose peut produire ses propres réponses physiologiques [[]. La présente étude ajoute une information supplémentaire à ce puzzle complexe, suggérant que des régimes contenant différents macronutriments peuvent altérer de manière différenciée le contrôle de la consommation de fructose par la dopamine. Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour bien comprendre les mécanismes sous-jacents par lesquels les graisses et le sucre alimentaires peuvent influencer la signalisation intestin-cerveau et provoquer des changements dans le cerveau.

5. Conclusions

Cette étude démontre que les régimes obésogènes (riches en énergie) dont les teneurs en lipides et en glucides, plutôt que l’obésité elle-même, peuvent augmenter de façon différenciée la sensibilité aux antagonistes des récepteurs D1 et D2 en vue de réduire l’apport en glucides. Cette constatation est compatible avec la notion générale selon laquelle la signalisation par la dopamine dans l'obésité alimentaire est émoussée et suggère une nouvelle relation entre les régimes et les effets centraux de la dopamine. Une autre découverte majeure était que les régimes modifiaient de manière différenciée la puissance des antagonistes des récepteurs de la dopamine dans la suppression de la prise de saccharose et de fructose. Par rapport à un régime normal (faible en gras) ou riche en graisses et en glucides, l’obésité due à un régime très riche en graisses mais pauvre en sucre a entraîné une sensibilité accrue à l’antagonisme des récepteurs D1 et D2 en réduisant l’apport en saccharose, mais le contrôle des récepteurs D2 par la conservé. En revanche, les rats nourris avec un régime alimentaire riche en énergie avec une combinaison de graisses alimentaires et de glucides ont démontré une régulation améliorée de la prise de fructose par les récepteurs D2. Ainsi, il semble que les antécédents alimentaires puissent modifier le développement des déficits en dopamine précédemment attribués à l'obésité en général. Les données actuelles suggèrent également que ces particularités de la plasticité de la dopamine pourraient influer sur la manière dont certains glucides, tels que le fructose et le saccharose, exercent leurs effets gratifiants. Ces différences pourraient expliquer une partie de la variation des taux de réussite des différents traitements et thérapies anti-obésité. Des études complémentaires sont nécessaires pour tester l'applicabilité de ces résultats à l'homme et étudier les mécanismes sous-jacents.

Avantages

  • Les régimes riches en énergie, indépendants de la teneur en macronutriments, sont susceptibles de provoquer l'obésité.
  • La composition de l'alimentation semble modifier de manière différentielle la sensibilité des récepteurs de la dopamine.
  • Le blocage des récepteurs D1 a réduit l'apport de saccharose et de fructose chez les rats maigres et obèses.
  • Le blocage des récepteurs D2 a réduit l'apport en saccharose chez les rats nourris avec une alimentation riche en graisse, mais non avec des rats maigres.
  • Le blocage des récepteurs D2 a réduit l’apport en fructose chez les rats nourris au sucre en graisse uniquement.

Remerciements

Cette recherche a été soutenue par le National Institute of Diabetes & Digestive & Kidney Diseases Grant DK080899, le National Institute on Surdité and Other Communication Disorders Grant DC000240 et le Jane B. Barsumian Trust Fund. Les auteurs remercient M. NK Acharya pour son excellente aide dans l'entretien des rats et la réalisation des dosages RMN.

Notes

Avis de non-responsabilité de l'éditeur: Ceci est un fichier PDF d’un manuscrit non édité qui a été accepté pour publication. En tant que service à nos clients, nous fournissons cette première version du manuscrit. Le manuscrit subira une révision, une composition et une révision de la preuve résultante avant sa publication dans sa forme définitive. Veuillez noter que des erreurs pouvant affecter le contenu peuvent être découvertes au cours du processus de production, de même que tous les dénis de responsabilité qui s'appliquent à la revue.

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