Nat Neurosci. 2012 Oct;15(10):1330-5. doi: 10.1038/nn.3202.
DiLeone RJ, Taylor JR, Picciotto MR.
Identifier
Département de psychiatrie, École de médecine de l'Université de Yale, New Haven, Connecticut, États-Unis.
Abstract
Les taux croissants d'obésité ont conduit à des comparaisons entre la consommation incontrôlée d'aliments et de médicaments; Cependant, une évaluation de l'équivalence des comportements liés aux aliments et aux drogues nécessite une compréhension approfondie des circuits neuronaux sous-jacents à la base de chaque comportement. Bien qu’il ait été intéressant d’emprunter des concepts neurobiologiques à la toxicomanie pour explorer la recherche compulsive d’aliments, un modèle plus intégré est nécessaire pour comprendre en quoi les aliments et les drogues diffèrent dans leur aptitude à conduire un comportement. Dans cet examen, nous examinerons les points communs et les différences entre les réponses systémiques et comportementales aux aliments et aux drogues, dans le but d'identifier les domaines de recherche susceptibles de combler les lacunes dans notre compréhension et, à terme, d'identifier de nouveaux traitements pour l'obésité ou la toxicomanie. la toxicomanie.
INTRODUCTION
Au cours des dernières décennies, le monde développé a connu une recrudescence de l'obésité, plus de 30% de la population des États-Unis étant actuellement considérée comme obèse et une proportion beaucoup plus importante de personnes considérées en surpoids (http://www.cdc.gov/obesity/data/facts.html). Les conséquences de l'obésité sur la santé sont énormes et entraînent chaque année plus de décès prématurés 200,000 qu'aux États-Unis. On pense que l’épidémie d’obésité a des causes multiples, mais nombre d’entre elles convergent pour produire un apport excessif. L’incapacité à contrôler la consommation rappelle l’addition de drogue, et les comparaisons entre la consommation non contrôlée d’aliments et de drogues sont devenues un facteur prédominant.1et quelque peu controversé2, composante des modèles d'obésité. Dans cette revue, nous examinerons les réponses systémiques et comportementales à l’alimentation et à la toxicomanie. Nous soulignerons les différences, ainsi que les points communs, entre les mécanismes qui sous-tendent l’ingestion d’aliments et la recherche de drogues afin d’identifier les domaines de recherche susceptibles de combler les lacunes dans les connaissances sur l’obésité et la toxicomanie.
À notre avis, l'obésité devrait être traitée comme un problème de comportement dans la mesure où beaucoup de gens veulent utiliser la maîtrise de soi pour suivre un régime et perdre du poids, mais ne le peuvent pas. La distinction entre les mécanismes impliqués dans le contrôle physiologique de la prise alimentaire et de la récompense, et ceux impliqués dans les conditions physiopathologiques conduisant aux troubles de l'alimentation et à l'obésité n'est pas encore comprise. La distinction entre «normale» et «maladie» n'est pas claire dans les modèles animaux et est également moins claire pour les troubles de l'alimentation inférieurs au seuil qui ne font pas l'objet d'un diagnostic clinique. C'est le cas de l'obésité (est-il anormal ou normal à trop manger?) Et des troubles de l'alimentation, où il n'existe pas de modèle animal bien accepté. Alors que les besoins caloriques incitent clairement à la recherche d’aliments dans des conditions de pénurie, la suralimentation lorsque l’alimentation est omniprésente est motivée par la consommation d’aliments très appétissants et la poursuite de la consommation même lorsque la demande métabolique est satisfaite. C'est cet aspect de l'alimentation qui a été comparé le plus directement à la toxicomanie; Cependant, pour comprendre si les comportements de recherche d'aliments et de drogues sont équivalents, il est essentiel de mesurer la récompense alimentaire et l'alimentation compulsive dans des modèles valides pour l'alimentation humaine et de définir ces comportements avec plus de précision. Par exemple, des tests de comportement alimentaire sont souvent menés chez des animaux souffrant de restriction alimentaire, ce qui peut ne pas refléter les mécanismes neuronaux pertinents dans les cas de surcharge pondérale. En outre, une évaluation de l'équivalence des comportements liés aux aliments et aux drogues nécessite une compréhension approfondie des circuits neuronaux sous-jacents à chaque comportement afin de déterminer si les similitudes superficielles de comportement sont effectivement liées à des mécanismes communs. De nombreux composants des systèmes neuronaux contribuant à la prise alimentaire ont été identifiés. Celles-ci comprennent l’identification des molécules, telles que les peptides orexigènes et anorexigéniques, qui contribuent à la recherche d’aliments dans différentes conditions, ainsi que la base neuroanatomique de certains aspects de ces comportements (voir plus loin).3-5). Même s’il est intéressant d’emprunter des concepts neurobiologiques à la toxicomanie pour explorer la recherche alimentaire compulsive, il manque encore des morceaux importants de l’histoire, et une vision plus intégrée de la neurobiologie sous-jacente est nécessaire pour comprendre en quoi les aliments et les drogues diffèrent dans leur comportement. .
Comparaisons entre circuits de recherche de nourriture et de drogue
La décision de manger ou de ne pas manger et les stratégies pour obtenir de la nourriture sont des éléments essentiels de la survie et sont donc très sensibles aux pressions de la sélection au cours de l'évolution. La toxicomanie est généralement perçue comme un «détournement» de ces voies de récompense naturelles, et cette vision a éclairé une bonne partie de la recherche fondamentale qui compare les substrats neuronaux de la récompense alimentaire. Nous supposons que les drogues d'abus n'engagent qu'un sous-ensemble des circuits développés pour les comportements liés à la recherche des récompenses naturelles essentielles à la survie. En d’autres termes, la consommation de nourriture est un comportement évolué qui engage de nombreux systèmes corporels intégrés et circuits cérébraux. La toxicomanie est également complexe, mais elle commence par un événement pharmacologique qui déclenche des voies en aval qui n’ont pas évolué pour transmettre ce signal chimique.
Système dopaminergique mésolimbique
Le site d’action initial pour les drogues addictives est principalement sur les circuits dopaminergiques mésolimbiques6. En revanche, le rôle des circuits mésolimbiques dans la prise alimentaire est plus nuancé. Les circuits mésolimbiques influencent de nombreux comportements, y compris la prévision des récompenses7, hédonie,8, renforcement9, motivation10et saillance incitative11. Contrairement aux comportements liés à la toxicomanie, l'épuisement de la dopamine par le noyau accumbens ne modifie pas à lui seul l'alimentation12. Le blocage pharmacologique des récepteurs de la dopamine D1 et D2 dans le noyau accumbens affecte le comportement moteur et a de faibles effets sur les habitudes alimentaires, mais ne réduit pas la quantité de nourriture consommée.13. Les animaux dépourvus de dopamine dans le cerveau et le corps ne mangent pas14,15; cependant, il est difficile de distinguer les effets sur les mouvements de ceux sur l’admission et le renforcement per se. En fait, si la nourriture est placée dans la bouche d'animaux dépourvus de dopamine, ils montreront une préférence normale pour le saccharose, ce qui suggère que les animaux peuvent avoir une réponse hédonique à la nourriture en l'absence de dopamine.16.
hypothalamique
Bien que l'activité dans le système dopaminergique mésolimbique soit importante pour les propriétés valorisantes et renforçantes des drogues d'abus et motive également certains aspects de la recherche de nourriture, une différence majeure entre la recherche de nourriture et la consommation de drogues provoquant une dépendance est que les noyaux hypothalamiques reçoivent et intègrent des signaux, tels que comme la leptine et la ghréline, des tissus périphériques, et coordonne les besoins métaboliques périphériques et la recherche de nourriture17. Alors que l'activation de la VTA en NAc, la signalisation de la dopamine est nécessaire pour l'auto-administration du médicament, la stimulation directe des neurones NPY / AgRP dans l'hypothalamus est suffisante pour stimuler la prise de nourriture, même en l'absence d'activation du système de dopamine.18. De plus, les réactions vagales de l'estomac et de l'intestin ont une influence importante sur l'activité du tronc cérébral, et en fin de compte sur l'apport alimentaire et le métabolisme.19. L'identification et l'étude de ces signaux clés ont grandement contribué à notre compréhension de la prise alimentaire et ont abouti à la création de modèles d'alimentation intégrant à la fois la physiologie neurale et celle du corps entier. En revanche, les modèles neuronaux de consommation de drogues ne tiennent souvent pas compte des interactions entre le cerveau et le corps (bien qu’il existe certaines exceptions, telles que les effets de la corticostérone sur la toxicomanie20). C'est un domaine qui mérite cependant plus d'attention dans les études sur la toxicomanie. En effet, des études chez l'homme, en particulier chez le fumeur, suggèrent que les signaux interoceptifs sont essentiels au comportement de prise de drogue en cours21,22. De même, nous savons que les signaux métaboliques périphériques peuvent influer sur le fonctionnement du système dopaminergique et les réponses comportementales à la fois aux aliments et aux drogues.23,24.
Fait intéressant, les noyaux hypothalamiques, et en particulier l'hypothalamus latéral, affectent également les propriétés enrichissantes des drogues maltraitées.25. Cela donne à penser que le circuit mésolimbique intervient dans le renforcement du médicament, qui est modulé par certains systèmes hypothalamiques, alors que l'hypothalamus intervient dans la recherche et la consommation d'aliments, qui sont modulées par le système dopaminergique.
Communication hypothalamo-périphérique
En général, une distinction entre les drogues et les aliments est plus apparente lorsque l’on prend en compte les réactions sensorielles et gustatives. En particulier, les signaux intestinaux sont des déterminants critiques des réponses comportementales et métaboliques aux aliments.26. Cela inclut des signaux hormonaux directs tels que la cholécystokinine (CCK) et la ghréline, ainsi que d'autres effets physiques et hormonaux transmis par les nerfs vagaux au tronc cérébral. Les effets post-ingestion de la prise de nourriture sont également des régulateurs importants des comportements liés à la nourriture et la nourriture se renforce lorsqu'elle est directement infusée dans l'estomac27, suggérant que le système digestif est un élément clé dans la modulation de la prise alimentaire.
En accord avec le rôle central des circuits hypothalamiques dans la conduite de la prise alimentaire, la fin de la recherche de nourriture peut également être induite par l'activation d'un circuit spécifique: les neurones exprimant la POMC dans le noyau arqué et la libération subséquente de peptides de mélanocortine sont supposés atténuer la satiété18. En ce qui concerne les drogues, les travaux récents ont identifié l’habenula comme une région du cerveau impliquée dans l’aversion pour la nicotine.28,29. Cette composante aversive de la réponse aux médicaments peut être responsable du phénomène bien connu des animaux qui maintiennent des taux sanguins stables de médicaments dans des paradigmes d’auto-administration30. Il est intéressant de noter que les flaveurs gustatives peuvent également devenir aversives et entraîner une diminution de la sensibilité à la récompense lorsqu'elles sont administrées avant l'auto-administration du médicament.31. Enfin, la satiété du médicament peut également survenir par rétroaction aversive des systèmes homéostatiques périphériques régulant la fréquence cardiaque et la pression artérielle, ou par les systèmes intestinaux indiquant une détresse gastro-intestinale.32. Cela souligne la nécessité d'étudier plus avant les interactions cerveau-périphérie dans la régulation de la consommation de médicaments. Il convient de noter que dans des conditions d'accès prolongé aux médicaments, les animaux augmenteront leur consommation de médicaments et cette auto-régulation sera perturbée.33. Ceci sera discuté plus loin ci-dessous.
Il est probable que la forte aversion persistante pour les aliments provoquant des nausées ou des douleurs gastriques ait évolué pour protéger contre la consommation d’agents toxiques. Une voie supposée impliquée dans le dégoût est la projection des neurones POMC dans le noyau arqué vers le noyau parabrachial.34. De nombreux travaux ont également impliqué l’amygdale et le tronc cérébral dans une aversion gustative conditionnée (éviter un stimulus associé à un goût délicieux).35. Des études d'imagerie humaine ont suggéré que le dégoût est probablement aussi véhiculé par le tronc cérébral ainsi que par le cortex insulaire36, fournissant des preuves convergentes que les noyaux du tronc cérébral codent des informations sur la prévention des aliments nocifs. La conséquence de l'existence de voies dédiées à la répulsion est que la connexion entre la périphérie, en particulier le système digestif, et les centres cérébraux de médiation de la recherche d'aliments constitue un frein inflexible à la récompense alimentaire. Ce lien a été mis à profit pour assurer une protection contre la consommation d’alcool, la seule drogue provoquant une dépendance calorique, et concorde avec le consensus des cliniciens selon lequel les effets du disulfirame (Antabuse) sont dus à la nausée et à d’autres symptômes aversifs qu’il provoque si consommé37. Bien que l'effet dysphorique de l'antabuse puisse s'apparenter à la perturbation de la réponse habituelle aux signaux couplés à un médicament suite à l'association avec un goût désagréable, il peut également être lié aux connexions périphériques du système digestif qui sont particulièrement importantes pour l'alcool. En revanche, comme la plupart des drogues consommées ne sont pas ingérées, cette voie n’a aucun effet sur la recherche ou la prise de drogues.
Les perceptions sensorielles de la nourriture sont également des éléments clés de la consommation, de la mémoire alimentaire et de la volonté de manger38. La vue et l'odeur de la nourriture conduisent à un comportement anticipatif et à la motivation pour manger. Encore une fois, il semble que les médicaments aient coopté des circuits qui ont évolué pour relier notre comportement à notre environnement. Ces composantes sensorielles du comportement et de la consommation d'anticipation sont également essentielles dans la dépendance et la rechute de la consommation de drogue39. Les signaux associés à la consommation de drogues deviennent des renforçateurs secondaires ou conditionnés39. Lorsque ces signaux ont acquis une valeur incitative, des circuits neuronaux similaires semblent être engagés, normalement déclenchés par des stimuli sensoriels prédictifs de la récompense alimentaire. Un exemple de ceci est la potentialisation conditionnée de l'alimentation, dans laquelle un indice associé à la consommation peut ultérieurement augmenter l'apport alimentaire à l'état reposé.40. Ce paradigme dépend des circuits amygdala-pré-front-striatal qui influencent également les renforçateurs conditionnés associés aux médicaments40 (La prise de drogue basée sur les signaux sera discutée plus en détail ci-dessous).
Nous avons mis l’accent ici sur le contrôle comportemental de la prise alimentaire pour établir des analogies avec la toxicomanie, mais il est clair que les adaptations métaboliques ont également des effets importants sur le poids corporel. Il est à noter que la plupart des manipulations qui affectent la prise alimentaire dans une direction influencent également le métabolisme de manière complémentaire. Par exemple, la leptine diminue la consommation de nourriture tout en augmentant le taux métabolique (efficacité réduite) conduisant à une perte de poids41. Il n’existe pas d’équivalent clair à ce double mode d’action dans la toxicomanie, où la prise ou la recherche de drogue est la mesure pertinente. Cette intégration avec d’autres systèmes physiologiques peut compliquer l’étude de l’obésité, car la motivation à manger n’est qu’un élément du contrôle global du poids.
Cortex cérébral
Des études sur la toxicomanie ont incorporé des régions frontales du cerveau qui n’ont pas été entièrement intégrées aux modèles d’absorption chez l’animal. Le cortex préfrontal (PFC) peut influer sur la réintégration du médicament via des interactions avec les systèmes mésolimbique et amygdale42. Ces modèles sont généralement compatibles avec l’opinion selon laquelle les PFC influent sur le contrôle inhibiteur et les altérations des circuits cortico-striataux limbiques peuvent constituer à la fois un facteur de vulnérabilité et une conséquence de la dépendance.43,44; cependant, les études sur les rongeurs ont montré peu d'effet de la lésion de PFC sur la consommation de nourriture45. Il est à noter que les lésions de PFC peuvent également laisser intactes des comportements de dépendance tels que l’auto-administration.46, tout en empêchant la réintégration de la drogue47. Les données négatives montrant peu d'effet des lésions corticales sur la consommation de nourriture s'opposent à une étude clé explorant le rôle des récepteurs opioïdes u préfrontaux dans la consommation de nourriture et le comportement locomoteur.48. La perfusion d'un agoniste des opioïdes u dans le PFC augmente la consommation d'aliments sucrés. En outre, des études récentes ont identifié des modifications moléculaires dans le cortex en réponse à une alimentation riche en graisses dans le cortex, suggérant que la plasticité neuronale dans le cortex pourrait contribuer à des changements comportementaux induits par le régime alimentaire.49. Des modifications moléculaires et cellulaires du cortex préfrontal ont également été identifiées en réponse à des régimes tels que des aliments très appétissants.50,51. Ces études suggèrent que le PFC joue probablement un rôle complexe dans la modulation du comportement alimentaire et il est raisonnable de supposer que certains ensembles de neurones peuvent conduire à la consommation, alors que d'autres pourraient inhiber le comportement. En outre, les travaux futurs pourraient porter sur le rôle du cortex orbitofrontal (OFC) dans les comportements impulsifs ou persistants liés à la consommation de nourriture, car la cocaïne, le saccharose et les aliments peuvent tous continuer à répondre aux tâches qui en dépendent.
Des études d'imagerie chez des sujets humains ont également impliqué des régions corticales frontales dans les réponses aux aliments et le contrôle de l'absorption2. Par exemple, le cortex orbitofrontal répond aux odeurs et à la saveur d’une boisson au goût agréable lorsqu’elle est consommée.52. En accord avec ces données, les patients atteints de démence fronto-temporale démontrent une plus grande envie de manger, ce qui suggère que la perte de contrôle de la corticale peut inhiber les circuits favorisant la prise de nourriture.53. Ceci est cohérent avec les études sur les rongeurs décrites ci-dessus, qui montrent que l'association d'un signal ou d'un contexte à manger pendant un état très motivé (restreint l'alimentation) conduit l'animal à manger plus à l'état reposé en réponse au même signal ou contexte.40.
Neuropeptides impliqués dans la recherche de nourriture et de drogues
Les systèmes neuropeptidiques régulant la prise alimentaire et la satiété peuvent également moduler les réponses comportementales à la toxicomanie. Les mécanismes sous-jacents à ces neuropeptides dans les comportements liés aux aliments et aux médicaments sont toutefois distincts. Bien que certains neuropeptides modulent l'alimentation et la récompense du médicament dans la même direction, il existe un autre groupe de neuropeptides qui régule la prise de nourriture et de médicament dans des directions opposées. Par exemple, les neuropeptides galanine54 et neuropeptide Y (NPY)55 les deux augmentent l'apport alimentaire, mais la signalisation du NPY augmente la récompense de la cocaïne56 alors que la signalisation par la galanine diminue la récompense de la cocaïne57 (Tableau 1). Il existe un consensus selon lequel les neuropeptides qui augmentent le déclenchement des neurones à dopamine par la VTA augmentent les réponses aux médicaments et aux aliments.1, il y a clairement des interactions supplémentaires, plus complexes, qui peuvent annuler cette relation. Par exemple, l'activation de MC4 augmente la récompense de la cocaïne58probablement due à une augmentation de la signalisation de la dopamine dans le NAc, mais diminue la consommation de nourriture par des actions dans le noyau paraventriculaire de l'hypothalamus59. Des mécanismes similaires sont également impliqués dans la capacité de la nicotine agissant par l'intermédiaire des récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine (nAChR) à potentialiser le renforcement conditionné du saccharose par le biais de nAChR dans le VTA60 et pour diminuer l'ingestion de nourriture par l'activation des nAChR sur les neurones POMC dans l'hypothalamus61.
Il est important de noter que les conditions dans lesquelles la récompense, la recherche de drogue et l'apport alimentaire sont évalués peuvent contribuer à certaines de ces similitudes et différences. Il peut y avoir des différences dans les effets des neuropeptides sur la consommation d'aliments et de nourriture très appétissants, ou dans des conditions rassasiées et chez les animaux obèses75. De même, il peut exister des différences d'effets des neuropeptides sur la recherche de drogue entre les animaux naïfs ou dépendants ou testés selon différents paradigmes, tels que la préférence de lieu conditionné et l'auto-administration.57,63. Cela met l'accent sur le défi et l'importance d'étudier la consommation d'aliments et de médicaments en utilisant des conditions de comportement parallèles ou équivalentes.
Comparaisons comportementales entre la recherche de nourriture et la recherche de drogue
À bien des égards, nous comprenons mieux les fondements neuronaux et comportementaux détaillés de la consommation de drogue et de la recherche que nous ne le faisons de la consommation et de la recherche de nourriture. Les études sur la toxicomanie comportent souvent une analyse détaillée de l'auto-administration et de la réintégration (rechute) pouvant modéliser de près la condition humaine; Cependant, il est à noter que la plupart des études comportementales réalisées avec des drogues d'abus, telles que les études opérantes, ont été réalisées chez des animaux affamés. Néanmoins, il y a beaucoup moins de consensus sur les modèles comportementaux qui capturent le mieux les facteurs sous-jacents de l'obésité. En d’autres termes, les modèles comportementaux de recherche d’aliments, tels que l’adoption de rapports progressifs, ne sont peut-être pas des modèles valides de recherche d’aliments.
Fait intéressant, alors que les drogues sont pensée pour se renforcer fortement, les rongeurs sont plus susceptibles de travailler pour des récompenses sucrées telles que le saccharose ou la saccharine, même lorsqu'ils ne sont pas privés de nourriture, que pour la cocaïne76. Cela peut refléter une plus grande susceptibilité à rechercher des aliments très appétissants par rapport aux drogues à la consommation initiale à la suite de la stimulation différentielle des circuits de récompense par les saveurs sucrées. Bien que l'accès prolongé à la cocaïne augmente l'efficacité du médicament beaucoup plus que pour les sucreurs, les rongeurs ont encore plus de chances de travailler pour le saccharose ou la saccharine après une exposition chronique à la cocaïne76. Bien que les raisons neurobiologiques de ces différences ne soient pas connues, une possibilité est que l'avantage évolutif de l'obtention d'aliments sucrés et hautement caloriques a entraîné de multiples mécanismes neuronaux entraînant la recherche de ces récompenses alimentaires, alors que seul un sous-ensemble de ces mécanismes est recruté par la cocaïne. Ceci est spéculatif, cependant, et doit être étudié plus en détail via des études d'imagerie humaine ainsi que des modèles animaux.
L'administration répétée de sucre dans un paradigme de type hyperphagie augmente la réponse locomotrice à une administration aiguë d'amphétamine. Cependant, une différence de comportement entre l'administration intermittente de sucre et l'administration intermittente de médicaments d'abus est qu'il ne semble pas y avoir de sensibilisation locomotrice significative réponse à l'administration de sucre77. De même, certaines études ont montré une augmentation de la consommation de médicaments, mais pas de la consommation de saccharose dans un paradigme d'accès étendu33, bien que d’autres aient montré une escalade d’une solution à la vanille et, dans d’autres cas, de la prise de saccharine ou de saccharose78. Ceci suggère que les drogues d'abus peuvent être plus susceptibles de provoquer une plasticité neuronale qui conduit à une réponse accrue au fil du temps.
Des travaux récents ont appliqué des modèles de réintégration de la toxicomanie à des études sur la consommation alimentaire79. Il s’agit là d’une évolution bienvenue qui contribuera probablement à étendre la recherche sur les comportements alimentaires au-delà des modèles de «libre alimentation» de la nourriture, et à des comportements plus spécifiques offrant une meilleure validité apparente pour les habitudes alimentaires de l’homme. Dans le même temps, il n'est pas clair si ce modèle de rechute capture les circuits neuronaux qui sont engagés lorsque les personnes tentent de contrôler leur consommation alimentaire. Le défi inhérent aux études sur l'alimentation, contrairement aux études sur les médicaments, est l'incapacité de retirer tous les aliments des animaux. L'incapacité à fournir un état d'abstinence est un défi technique et reflète également la complexité des régimes amaigrissants chez les populations humaines. De nombreuses recherches récentes ont porté sur les aliments riches en matières grasses ou en sucres en tant que «substance», mais il est clair que les gens peuvent prendre du poids dans divers régimes en raison des taux d'obésité actuellement élevés.
Malgré ces mises en garde et les différences dans l'escalade initiale de l'apport alimentaire et médicamenteux, une réponse accrue à la fois pour le médicament et pour le goût sucré a été observée après une augmentation du temps d'attente (incubation de l'état de manque).80. L'effet d'incubation semble toutefois être plus faible pour le saccharose que pour la cocaïne, et l'augmentation de la réponse pour le saccharose atteint son maximum plus tôt au moment du sevrage que pour la cocaïne.80. En outre, après que les rongeurs ont appris à s'auto-administrer de la cocaïne ou du saccharose et que la réponse ait été éteinte, certaines études suggèrent que le stress (choc imbriqué imprévisible) peut induire la réintégration de la réponse à la cocaïne, mais pas le saccharose.81, bien que d’autres études aient montré que le stress peut conduire à une recherche de nourriture82. Ceci est pertinent pour l'observation chez les sujets humains que le stress aigu peut précipiter la frénésie alimentaire83. En effet, dans les modèles rongeurs, le stress entraîne généralement une anorexie et une diminution de la recherche de nourriture.84-86.
Certaines de ces disparités comportementales peuvent refléter des différences dans les réponses aux substances ingérées par voie orale plutôt que par d'autres voies. Par exemple, les rongeurs s'approcheront et mordront un levier présenté avec de la nourriture et slurperont des leviers non soumis à une contrainte d'eau, mais ces réponses ne seront pas observées pour la cocaïne, peut-être parce qu'aucune réponse physique n'est nécessaire pour «ingérer» un médicament administré par voie intraveineuse.78.
Une autre différence entre la prise de nourriture et la réponse habituelle aux signaux liés à la nourriture est que, bien que les animaux et les humains puissent devenir habituels dans leur recherche de nourriture (ils rechercheront des signaux qui prédisent la disponibilité de la nourriture même si la nourriture a été associée à un agent qui cause une détresse gastrique telle que le chlorure de lithium), la consommation de cet aliment diminuera bien que les animaux aient travaillé pour sa livraison87. En outre, la transition d'une réponse orientée vers un but vers une réponse habituelle se produit plus rapidement pour les signaux associés à des drogues, y compris l'alcool, que pour les aliments.88. En fait, on a soutenu que le comportement de recherche de drogue dirigé par un objectif devenait habituel après une auto-administration prolongée42,89. Les rongeurs présentent une réponse habituelle à la recherche de drogue qui semble insensible à la dévaluation, comme le montre l'utilisation de calendriers de recherche «enchaînés» de renforcement de la cocaïne par voie intraveineuse. Bien que cette étude n'ait pas utilisé de chlorure de lithium pour dévaluer la cocaïne, la dévaluation du lien chaîné recherche-drogue par extinction n'a pas perturbé la réponse habituelle aux signaux après un accès prolongé à la cocaïne90. Des travaux récents sur la consommation alimentaire ont montré que la consommation de régimes riches en graisses peut conduire à une consommation «compulsive» malgré des conséquences négatives91, qui est un autre moyen de tester le comportement habituel.
Dans l’ensemble, les indices associés à la disponibilité de drogues maltraitées entraînent plus de comportements de recherche de renforçant que les signaux appariés entre aliments après l’abstinence. De même, les comportements liés à la drogue semblent plus susceptibles de réintégration induite par le stress que les comportements liés à l'alimentation78. Bien sûr, les stimuli conditionnés associés aux drogues sont à la fois limités et discrets, et deviennent étroitement associés aux effets interoceptifs des drogues qui sont de puissants stimuli non conditionnés. En revanche, les signaux associés aux aliments sont multimodaux et moins saillants en termes d’effets interoceptifs. Ainsi, les aliments semblent être un facteur de comportement plus puissant au départ, alors que les drogues faisant l’abus semblent plus aptes à renforcer le contrôle du comportement par des stimuli environnementaux conditionnés. Dans l’ensemble, il a été suggéré que les signaux qui prédisent la disponibilité de cocaïne favorisent la recherche de drogues de manière plus persistante que ceux qui prédisent la disponibilité de substances aromatisantes au goût agréable telles que le saccharose; ainsi, les aliments appétissants peuvent au départ être des agents de renforcement relativement puissants par rapport aux drogues faisant l'objet d'abus, mais le facteur important dans le développement d'un comportement de dépendance peut être que la cocaïne et d'autres drogues peuvent créer des associations qui durent plus longtemps que les associations entre des stimulants associés à des agents de renforcement naturels tels que des aliments.78.
Conclusions et objectifs pour les travaux futurs
Les comparaisons entre toxicomanie et consommation alimentaire compulsive conduisant à l'obésité doivent tenir compte du fait qu'il existe une différence fondamentale dans la modélisation d'un «état pathologique» (c'est-à-dire une dépendance) par rapport à une réponse physiologique complexe pouvant conduire à une maladie somatique ultérieure. Le but des expériences sur l’alimentation est d’identifier les circuits qui ont évolué pour répondre à la pénurie alimentaire et de déterminer ce qui se passe avec ces circuits dans des conditions d’abondance alimentaire. En revanche, le but des expériences sur la toxicomanie est de modéliser un trouble humain utilisant des circuits particuliers développés dans un but différent et, espérons-le, de traiter ce trouble. L'abstinence n'est donc pas un objectif pour contrôler la consommation de nourriture, mais l'abstinence est un objectif important de la recherche sur la toxicomanie.
Les pressions évolutives qui conduisent à des comportements essentiels à la survie ont façonné les circuits alimentaires afin de favoriser la prise de nourriture continue par rapport à la diminution de la prise de nourriture due à la satiété induite par la satiété. De même, les circuits mis au point pour protéger contre l'ingestion de substances toxiques et favoriser le dégoût peuvent dominer les voies hédoniques qui poussent à la recherche de drogue. Cela dit, il est important, lorsqu’on examine les distinctions entre récompense alimentaire et médicament, de distinguer les différences apparentes fondées sur les recherches existantes des points communs inexplorés. Bien entendu, il convient également de noter que les effets toxiques aigus des drogues d'abus se distinguent des conséquences à long terme de la surconsommation d'aliments appétents menant à l'obésité.
Les modèles animaux existants d'ingestion d'aliments, de récompense alimentaire et d'obésité présentent à la fois des avantages et des inconvénients. À de nombreux égards, les modèles animaux d’ingestion d’aliments sont représentatifs des processus biologiques et physiologiques clés régulant la faim et la satiété. En outre, les voies moléculaires et neuronales sous-jacentes à la prise alimentaire semblent être conservées d’une espèce à l’autre.92; Cependant, il existe des contextes évolutifs uniques parmi les espèces avec des pressions environnementales différentes qui entraînent des différences entre les modèles de rongeurs et la condition humaine.
L'implication de l'activité corticale est un niveau de contrôle qui mérite des recherches plus poussées et qui peut être différent pour les comportements liés à la consommation d'aliments et de drogues. Par exemple, la capacité des régions distinctes du PFC à réguler le contrôle de soi sur les circuits de motivation sous-corticaux et hypothalamiques n’est pas bien intégrée dans les modèles animaux actuels de prise alimentaire ou de frénésie alimentaire. Ceci est une limitation majeure compte tenu des données suggérant qu'un contrôle cortical de haut en bas est essentiel pour la consommation et la régulation de l'alimentation humaine. En outre, il existe d’excellents modèles d’intégration de la manière dont les systèmes du corps entier et les circuits cérébraux contribuent à la consommation de nourriture, mais on en sait beaucoup moins sur la manière dont les effets de la toxicomanie sur les systèmes périphériques contribuent à la dépendance. Enfin, plusieurs études comportementales ont utilisé les mêmes conditions pour étudier les effets des renforçateurs alimentaires et des drogues entraînant une dépendance, mais de nombreuses comparaisons ont été effectuées entre des études utilisant des paramètres et des conditions différentes pour tirer des conclusions sur les similitudes ou les différences entre les aliments et les aliments. réactions liées à la drogue. Des comparaisons côte à côte seront nécessaires pour conclure que le renforcement des aliments implique des circuits et des substrats moléculaires équivalents pour aboutir à des comportements similaires à ceux de la toxicomanie. De nombreuses études d'auto-administration de médicaments ont déjà utilisé la prise d'aliments ou de saccharose comme condition de contrôle. La réanalyse de ces expériences de «contrôle» existantes peut fournir davantage d'informations sur les similitudes et les différences entre le renforcement et la réintégration liés aux aliments et aux drogues, bien que des conditions naïves ou factices supplémentaires puissent être nécessaires pour déterminer les adaptations spécifiques aux aliments.
En conclusion, la «dépendance» alimentaire ne doit pas nécessairement être la même que la toxicomanie pour être un problème de santé majeur. En outre, de nombreuses personnes obèses peuvent ne pas montrer de signes de dépendance93 comme il existe probablement de nombreuses voies comportementales pour prendre du poids. Identifier les parallèles ainsi que les points de divergence entre la régulation physiologique et comportementale de la consommation d'aliments et de drogues incontrôlée offrira de plus grandes possibilités d'intervention pour lutter à la fois contre l'obésité et la toxicomanie.
REMERCIEMENTS
Ce travail a été financé par les subventions NIH DK076964 (RJD), DA011017, DA015222 (JRT), DA15425 et DA014241 (MRP).
Ouvrages cités
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