Les rats de poids insuffisant ont une libération accrue de dopamine et une réponse acétylcholine émoussée dans le noyau accumbens lors d'une consommation excessive de saccharose (2008)

. Manuscrit de l'auteur; disponible dans PMC 2015 Mar 12.

PMCID: PMC4357519

NIHMSID: NIHMS669569

Abstract

La présente étude visait à déterminer si les rats libéraient plus de dopamine accumbens (DA) lors d’une consommation excessive de sucre alors qu’ils avaient un poids insuffisant par rapport au poids normal. Étant donné que l'acétylcholine (ACh) dans le noyau accumbens (NAc) augmente normalement au fur et à mesure que le repas avance et que la satiété s'ensuit, nous avons également vérifié si la libération d'ACh était modifiée lorsqu'un animal perdait du poids. Les rats ont été maintenus avec un accès quotidien à 8-h, avec une solution 10% saccharose disponible pour le premier 2 h. La microdialyse effectuée au jour 21, à un poids corporel normal, a révélé une augmentation de DA à 122 extracellulaire par rapport au début de l'étude en réponse à la consommation de saccharose. L’ACh extracellulaire a atteint son apogée à la fin du repas. Ensuite, les rats étaient soumis à une restriction alimentaire et au saccharose, de sorte qu'au jour 28, ils atteignaient le 85% en poids corporel. Après un nouveau test, ces animaux ont libéré significativement plus de DA en buvant du saccharose (179%), mais la libération d'ACh n'a pas augmenté. Un groupe témoin a été testé de la même manière, mais avec du sucre uniquement les jours 1, 21 et 28. À un poids corporel normal, les animaux témoins ont présenté une augmentation non significative de la DA lors de la consommation de saccharose le jour 21. Le jour 28, à 85% du poids corporel, les témoins ont présenté une légère augmentation (124%) de la libération de DA; Cependant, il était significativement inférieur au% 179 observé chez les rats de poids insuffisant avec accès quotidien au sucre. Ces résultats suggèrent que lorsqu'un animal s'alimente de sucre, puis perd du poids, il libère significativement plus de DA et moins d'ACh que lorsque les animaux ont un poids normal.

Mots clés: sucre, restriction alimentaire, microdialyse, troubles de l'alimentation

Les drogues d'abus produisent leurs effets de renforcement en stimulant de manière excessive les voies neuronales activées au cours d'expériences naturellement gratifiantes (; ). Il est donc logique que des liens comportementaux et neurochimiques entre l'abus de drogues et une alimentation aberrante aient été rapportés. En particulier, une relation entre la privation ou la restriction alimentaire et les effets renforçants des drogues a été bien documentée (; ; ). Les animaux de poids insuffisant qui ont été soumis à un régime alimentaire restreint recherchent et s'auto-administrent plus facilement des médicaments d'abus que leurs homologues de poids normal. Ce phénomène a été mis en évidence dans toutes les classes de drogues, après avoir été observé avec l'alcool, les opiacés et les psychostimulants (; ; ; ; ; ; ). De plus, les effets bénéfiques de drogues, telles que l'alcool, la morphine et la cocaïne, sont accrus chez les animaux soumis à une restriction alimentaire, comme le montre un abaissement du seuil d'auto-stimulation hypothalamique-latérale (; ).

Une base neurochimique possible de ce phénomène découle de travaux montrant que la valeur de renforcement de la consommation d'aliments et de drogues est associée à une activité du système dopaminergique mésolimbique (DA) (; ; ; ). Chez le rat, la réduction de 20 – 30% sous le poids normal, la DA extracellulaire basale dans le noyau accumbens (NAc) diminue autant que 50% (,). Aucune différence n'a été observée entre les niveaux de DA basaux dans la NAc chez des rats ayant perdu moins de poids (10 – 20%) (; ). Les animaux de poids insuffisant montrent une augmentation de la libération de DA dans le NAc en réponse à la perfusion d’amphétamine d’accumbens (), et ils présentent également une sensibilisation locomotrice accrue en réponse à un accumbens ou à une perfusion intra-ventriculaire d'amphétamine (; ).

Semblable aux effets de certains médicaments d’abus, une consommation quotidienne répétée de solution de sucre (10% saccharose ou 25% glucose) peut entraîner des signes comportementaux de dépendance (). La consommation excessive d'aliments est définie comme la consommation d'une grande quantité d'aliments, supérieure à celle qui serait normalement consommée au cours d'une période de temps déterminée (). Les signes de dépendance induits par une consommation excessive de sucre comprennent des signes de sevrage analogues à ceux des opiacés, une hyperactivité accrue induite par l'amphétamine et une consommation d'alcool accrue (). Des rats se nourrissant de sucre libèrent également du DA dans le NAc en réponse au goût du sucre chaque jour (; ), un effet qualitativement similaire à la plupart des drogues faisant l’abus (), et contrairement à l’effet décroissant de la consommation répétée de plats au goût agréable (). Pour ces raisons, nous avons émis l’hypothèse que les rats présentant une insuffisance pondérale présenteraient une réponse accrue à la DA dans le NAc après une consommation excessive de sucre, par rapport aux témoins de poids corporel normal. Il a également été prédit que l’acétylcholine (ACh), dont on a montré qu’elle augmentait avec la satiété chez les accumbens (; ) serait atténuée ou retardée chez les rats présentant une insuffisance pondérale en raison d’une satiété réduite ou plus lente. Certaines de ces données ont été discutées dans un précédent article de synthèse ().

PROCÉDURES EXPÉRIMENTALES

Sujets et chirurgie

Des rats mâles Sprague – Dawley (300 – 325 g) ont été obtenus chez Taconic Farms (Germantown, NY, USA) et logés individuellement sur un cycle inversé lumière / obscurité 12-h. Toutes les procédures ont été approuvées par le comité institutionnel de protection et d'utilisation des animaux de l'université de Princeton et conformes aux directives des instituts nationaux de la santé sur l'utilisation éthique des animaux. Des efforts ont été déployés pour minimiser l'utilisation d'animaux et leur souffrance. L'eau était disponible en permanence, sauf pendant les tests de microdialyse.

Tous les rats ont été opérés pour implanter des canules de guidage pour la microdialyse. Ils ont été anesthésiés avec 20 en mg / kg de xylazine et 100 en mg / kg de kétamine (ip), avec supplément de kétamine au besoin. Des axes de guidage en acier inoxydable de calibre 21 bilatéraux étaient dirigés vers la coque accumbens postérieure médiale (antérieure: + 1.2 mm, latérale: 0.8 mm et ventrale: 4.0 mm, en référence au bregma, au sinus midsagittal et à la surface du crâne horizontal, respectivement). Des sondes de microdialyse ont été insérées plus tard (voir ci-dessous) et étendues de manière supplémentaire par 5 mm par voie ventrale.

Procédures comportementales

Après environ une semaine de récupération chirurgicale sous 1, le groupe expérimental (n= 7) a été maintenu pendant la restriction alimentaire quotidienne de 16-h (12 h de lumière et 4 h dans le noir, aucun aliment disponible) suivi par l’accès de 2-h à une solution 10% saccharose (à partir de 4th-6th de la nuit). ) et l’accès 8-h à la nourriture pour rongeurs (à partir de 4th h de début sombre). Cette procédure d’accès limité est légèrement différente de ce que nous avons utilisé par le passé pour obtenir des signes de dépendance (mais à bien des égards) (). Le groupe de contrôle (n= 7) a été maintenu sur cet horaire le jour 1 et le jour 21 et avait un stock disponible ad libitum dans l'intervalle. Le jour 21, une microdialyse a été effectuée, comme décrit ci-dessous.

À compter du jour 22, le poids corporel de tous les rats a été réduit progressivement jusqu'à 85 par rapport à leur poids initial au cours de la semaine suivante. Le groupe expérimental était limité à 5 g de nourriture par jour et à l'accès à la solution de saccharose pour 2 h, mais la quantité de saccharose administrée était limitée à la quantité moyenne consommée par chaque animal pendant les jours 19 – 21. Cela a été fait pour s'assurer que les animaux perdraient du poids et ne compenserait pas le manque de calories disponibles en consommant des quantités excessives de saccharose. Le groupe de contrôle avait une perte de poids similaire, mais n'avait pas accès au saccharose pendant cette période, sauf le jour 28 au cours de la séance de microdialyse (décrite ci-dessous). Les poids corporels ont été enregistrés quotidiennement pendant la période de réduction du poids et, si les animaux ne perdaient pas de poids de manière constante, à atteindre 85% de leur poids corporel au jour 28, ils recevaient un peu moins de nourriture le jour suivant.

Procédures de microdialyse

in vivo la microdialyse a été utilisée pour mesurer la libération extracellulaire de DA et d'ACh dans la coquille de NAc. Les sondes de microdialyse ont été construites en tube de verre de silice (37 μm de diamètre intérieur, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, Arizona, États-Unis) à l'intérieur d'un tube en acier inoxydable de calibre 26 avec une pointe de microdialyse en tube de cellulose scellée à l'extrémité avec un époxy (Spectrum Medical Co., Los Angeles, Californie, États-Unis, 6000, molécule poids, 0.2 mm diamètre extérieur × 2.0 mm de long) (). Le jour 20, des sondes de microdialyse ont été insérées et cimentées pendant au moins 18 h avant les collectes afin de permettre à la récupération des neurotransmetteurs de se stabiliser. Les sondes ont été perfusées avec une solution de Ringer tamponnée (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaH2PO4, pH 7.35) à un débit de 0.5 μl / min durant la nuit et 1.3 μl / min à partir de 2 h avant le début de l'expérience le jour 21. Néostigmine (0.3 μM) a été ajouté au liquide de perfusion pour améliorer la récupération basale d'ACh en empêchant la dégradation enzymatique.

Au jour 21 au poids corporel normal, trois échantillons de base de 30-min consécutifs ont été prélevés avant l'accès au saccharose. Tous les rats ont ensuite reçu ad libitum accès uniquement au saccharose pour 2 h, avec des échantillons recueillis toutes les minutes de 30. Les post-échantillons ont été recueillis après l'accès au saccharose, période pendant laquelle les rats n'avaient pas accès au saccharose ni à la nourriture. Chaque échantillon a été divisé. la moitié pour l'analyse DA et l'autre moitié pour ACh.

Après l'expérience au jour 21, les animaux ont perdu du poids comme décrit ci-dessus. Le jour 27, ils ont été ramenés dans les cages de dialyse. Une nouvelle sonde de microdialyse a été insérée dans le NAc du côté controlatéral (contrebalancée entre les rats) et perfusée pour la stabilisation pendant la nuit. Le jour 28, les mêmes procédures de microdialyse que le jour XN étaient suivies, sauf que les animaux présentaient un poids réduit et que la quantité de saccharose qu'ils étaient autorisés à consommer était fixée à l'absorption moyenne pour chaque animal les jours suivants. 21 – 19.

Essais DA et ACh

La DA et ses métabolites, l'acide 3,4-dihydroxyphénylacétique (DOPAC) et l'acide homovanillique (HVA), ont été analysés par chromatographie liquide à haute performance en phase inverse avec détection électrochimique (HPLC-EC). Les échantillons ont été injectés dans un 20-μl boucle d’échantillon menant à une colonne 10-cm avec alésage 3.2-mm et 3 μm Emballage C18 (Brownlee Co., modèle 6213, San José, Californie, États-Unis). La phase mobile contenait 60 mM NaH2PO4100 μM EDTA, 1.24 mM CH3(CH2)6SO3Na · H2O et 5% vol / vol MeOH. DA, DOPAC et HVA ont été mesurés avec un détecteur coulométrique (ESA Co., modèle 5100A, Chelmsford, MA, USA) avec un potentiel de conditionnement réglé à + 500 mV et un potentiel de cellules de travail à -400 mV.

L’ACh a été mesurée par HPLC-EC en phase inverse à l’aide d’un 20-μl Boucle d'échantillonnage avec une colonne analytique 10-cm C18 (Chrompack Inc., Palo Alto, Californie, États-Unis). L’ach a été converti en bétaïne et en peroxyde d’hydrogène (H2O2) par un réacteur enzymatique immobilisé (acétylcholinestérase et choline oxydase de Sigma, St Louis, MO, USA). La phase mobile était 200 mM K3PO4 à pH 8.0. Un détecteur ampérométrique a été utilisé (EG&G Princeton Applied Research, Law-renceville, NJ, USA). Le H2O2 a été oxydé sur une électrode de platine (BAS, West Lafayette, IN, USA) réglée à 500 mV par rapport à une électrode de référence Ag – AgCl (EG&G Princeton Applied Research).

Histologie

À la fin de l'expérience, une histologie a été réalisée pour vérifier le placement de la sonde de microdialyse. Les rats ont reçu une surdose de pentobarbital de sodium et, lorsqu'ils ont été profondément anesthésiés, ont été perfusés par voie intracardique avec une solution saline 0.9% suivie par une solution de 10% formaldéhyde. Les cerveaux ont été prélevés, congelés et coupés en 40 μm sections, en partant de l’avant des accumbens jusqu’à ce que les sites des extrémités des sondes soient localisés et tracés à l’aide de l’atlas de .

L'analyse des données

La consommation de saccharose a été enregistrée au ml près, et la consommation entre les groupes a été analysée par une méthode non appariée. t-test comparant les apports au jour 21 entre le groupe de consommation journalière de sucre et le groupe de sucre deux fois. L'apport quotidien en sucre et les niveaux de DA basaux ont été analysés par une analyse de variance à mesures répétées unidirectionnelles (ANOVA). Les poids corporels au cours de la phase de restriction pondérale ont été comparés entre les groupes par une ANOVA à mesures répétées dans les deux sens. Les données de microdialyse ont été normalisées en pourcentage de la ligne de base et analysées par une ANOVA à mesures répétées à une ou deux voies. Des tests de différences significativement honnêtes de Tukey post hoc ont été utilisés lorsque cela était justifié.

RÉSULTATS

La libération de DA est favorisée par la réduction du poids corporel chez des rats hyper-sucrés

À un poids corporel normal, les rats ayant accès au sucre 2-h chaque jour ont augmenté leur consommation au cours des jours 21 (F(20,230) = 6.02, P<0.001, Fig. 1), et au jour 21, ils consommaient beaucoup plus que le groupe témoin qui n’avait accès que les jours 1 et 21 (t(16) = 4.84, P<0.001; 16.2 ± 1.5 kcal contre 3.9 ± 1 kcal, respectivement).

Fig. 1 

Consommation de sucre quotidienne pendant les jours 21 à un poids corporel normal. L'apport a augmenté de manière significative avec le temps pour les rats ayant 2 h d'accès au sucre chaque jour. Le groupe témoin a bu à peu près la même quantité les jours 1 et 21.

Les taux basaux de DA étaient les suivants: groupe de sucre 2-h par jour à un poids corporel normal (jour de 21) = 0.75 ± 0.18 fmol; Groupe de sucre 2-h par jour avec un poids corporel réduit (28 au jour) = 0.88 ± 0.35 fmol; 2-h sucre deux fois le groupe témoin au poids corporel normal (jour 21) = 1.03 ± 0.17 fmol; 2-h sucre deux fois le groupe témoin à poids corporel réduit (jour 28) = 0.78 ± 0.24 fmol, sans différence significative entre les groupes.

Pour le groupe expérimental prenant quotidiennement du saccharose, la microdialyse effectuée le jour 21, à un poids corporel normal, a révélé une augmentation du DA extracellulaire à 122 ± 4% en réponse à la consommation de saccharose (jour 21:F(6,48) = 8.23, P<0.001, Fig. 2A). Les animaux témoins n'ont présenté aucune augmentation significative de la DA le jour 21 lors de la deuxième consommation de saccharose.

Fig. 2 

Accumbens DA et ACh sont libérés lorsque les rats se gavent de sucre à un poids corporel normal, puis à nouveau à 85% du poids corporel. (A) Le DA est libéré en réponse à la consommation de sucre au jour 21 d’accès à un poids corporel normal, et (B) cette libération est augmentée (en 179% ...

Au cours de la phase de réduction du poids, le poids corporel des rats des deux groupes a régulièrement diminué d'environ 85% au cours des jours 7 (86 ± 1.5% et 82 ± 1.2%, groupes expérimental et témoin, respectivement). Le jour 28, à 85% du poids corporel, les rats hyperphagie libéraient plus de DA dans le NAc en buvant du sucre (179 ± 14 du début) par rapport au groupe témoin (124 ± 6; F(6,72) = 3.98, P<0.002, Fig. 2B).

Lors de la comparaison de chaque groupe au fil du temps, la libération de DA était significativement supérieure pour le groupe sucre quotidien 2-h, alors que le poids corporel était réduit par rapport au poids corporel normal (F(1,7) = 19.93, P<0.005). Cet effet n'a pas été observé dans le groupe témoin 2 heures de sucre XNUMX heures, qui a montré une augmentation similaire de la DA à un poids corporel normal et réduit.

L’analyse des données pour DOPAC et HVA est présentée dans Tableau 1. Les taux de métabolites étaient généralement plus élevés dans le groupe de consommation excessive quotidienne que dans le groupe témoin et n'étaient pas modifiés de manière significative par la restriction alimentaire.

Tableau 1 

Niveaux de métabolite DA (DOPAC et HVA) chez les animaux qui consomment de la frénésie alimentaire chaque jour à un poids normal et réduit, et chez les sujets de contrôle n'ayant accès au sucre que quelques fois, à un poids normal et réduit

La libération d'ACh est atténuée chez les rats hyperpuissants lorsqu'ils manquent de poids

Au jour 21, à un poids corporel normal, l’ACh extracellulaire a augmenté pendant le repas de sucre et a culminé à la fin pour le groupe hyperphagie (jour 21: 127 ± 10%, F(6,48) = 3.11, P<0.005, Fig. 2C) toutefois, au jour 28, l'effet de l'ACh a disparu lorsque les rats avaient un poids insuffisant (100 ± 6% de la valeur initiale). Les animaux témoins, en revanche, ont présenté une augmentation significative de la libération d'ACh à la fin du repas avec un poids normal à la fois (177 ± 7%, F(6,36) = 4.59, P Fig. 2C) et réduction du poids corporel (116 ± 6%, F(6,36) = 3.94, P Fig. 2D).

Les sondes de microdialyse étaient principalement situées dans la région de la coque médiane de la NAc (Fig. 3).

Fig. 3 

L'histologie a révélé que les échantillons de microdialyse étaient principalement prélevés dans la coquille médiane de NAc. AcbC = noyau accumbens, CPu = caudé, aca = commissure antérieure.

DISCUSSION

La libération de DA induite par le sucre est augmentée chez les rats en boulimie lorsque leur poids est faible

Les résultats suggèrent que les animaux qui consomment de manière excessive une solution sucrée, puis perdent du poids, présentent une augmentation plus importante du pourcentage de libération de DA dans le NAc par rapport au poids corporel normal, et davantage que des animaux ne se gavant pas avec un poids faible. Dans une étude antérieure, lorsque des rats présentant un poids insuffisant recevaient de la nourriture ordinaire ou recevaient de l'amphétamine ou de la morphine systémique, une libération accrue de DA n'était pas observée; Cependant, quand l'amphétamine était administrée directement dans l'ANc, elle libérait beaucoup plus de DA, suggérant que le DA vésiculaire s'était accumulé (). Les modifications du niveau de base, de la quantité libérée et de la liaison au récepteur peuvent toutes avoir une incidence sur le fait que les médicaments sont plus efficaces lorsque les animaux ont un poids faible (; ; ; ; ; ). Les données actuelles suggèrent que l'augmentation des rejets est un facteur de boulimie du sucre lorsque les aliments sont restreints.

L'augmentation accrue de la NAc en DA est associée à une atténuation de la libération d'ACh. Nous avons déjà montré que les niveaux d’ACh dans l’ANc augmentent normalement au cours d’un repas lorsque l’alimentation ralentit () et peuvent atteindre leur maximum lorsque l'alimentation est interrompue (; ). a également suggéré un rôle pour ACH d'accumbens dans la satiété en montrant que l'antagonisme des récepteurs muscariniques avec la scopolamine inhibe l'alimentation. Ce médicament peut agir, en partie, indirectement en augmentant les taux extracellulaires d’ACh (). Dans la présente étude, la libération d'ACh était atténuée lorsque les animaux avaient un faible poids corporel. Cette libération d'ACh émoussée s'est produite indépendamment de l'apport calorique, étant donné que les rats 2-h et les rats témoins consommaient tous les deux une quantité similaire de sucre à poids normal et à poids réduit. Ainsi, la libération atténuée d'ACh peut jouer un rôle dans l'atténuation de la satiété en sucre. Avec les résultats obtenus avec la DA, il se peut que la consommation excessive de nourriture se renforce davantage chez les animaux soumis à une restriction alimentaire en raison de l'augmentation du pourcentage d'augmentation de la DA et du facteur de satiation d'ACh atténué.

Frénésie alimentaire à un faible poids

La présente expérience utilise une version modifiée du modèle de consommation excessive de sucre dont il a déjà été démontré qu'elle produisait des comportements et des changements neurochimiques qualitativement similaires à ceux observés avec des drogues abusives (; ). Les principales différences sont une période d'accès au saccharose plus limitée (2 h vs 12 h) et une restriction alimentaire visant à réduire le poids corporel à 85%. La réduction de poids jusqu'à 85% ou plus au cours d'une semaine, comme dans la présente étude, a été utilisée par d'autres (; ). Ces modifications au modèle ont été incorporées (1) pour faciliter la perte de poids, 2) ont mis en évidence le fait que le comportement de consommation occasionnelle excessive d’aliments peut également être modélisé avec des périodes d’accès plus courtes, et 3) pour tester la suggestion selon laquelle une consommation excessive de sucre peut renforcer davantage, comme le montre Libération de DA, à un poids réduit.

Outre le modèle décrit dans ce manuscrit, d’autres modèles de consommation excessive d’aliments ont été décrits (; ; ), dont certains ont montré que la frénésie alimentaire est renforcée lorsque les animaux sont soumis à une restriction alimentaire chronique (; ). D’autres modèles ont également utilisé des périodes d’accès limité (par exemple, 1 ou 2 h) pour les aliments savoureux, tels que les sucres, les graisses et / ou les mélanges sucré-gras (; ; ).

Ce rapport prolonge la littérature en montrant une libération accrue de DA dans le NAc en réponse à une consommation excessive de solution de sucre par une consommation excessive de sucre alors que son poids était réduit. ont montré que la restriction alimentaire 20-h augmentait la libération d’accumbens DA en réponse à la consommation d’une solution au goût agréable. ont constaté qu'une restriction alimentaire aiguë pouvait rétablir la libération de DA dans l'AN après l'accoutumance de la réponse en raison du manque de nouveauté. Nous avons signalé que la restriction alimentaire quotidienne liée à 12-h, suivie d'une consommation excessive de sucre, libérait du DA dans l'ANc, même après des semaines de 3 avec ce régime (). Les présents résultats corroborent toutes ces constatations et suggèrent en outre qu'une exposition répétée à une solution au goût agréable sous forme de frénésie alimentaire peut entraîner une augmentation de la libération de DA lorsque les rats ont un poids insuffisant. On s'attend à ce que la palatabilité de la solution de saccharose utilisée dans la présente étude soit en partie responsable des résultats. Depuis gras (), le saccharose () et le goût du saccharose () ont tous démontré qu'ils libéraient de façon répétée de l'AD dans l'ANc chez des animaux ayant un poids normal, qui consommaient de l'hyperphagie boulimique, il est prédit que ces aliments et d'autres goûts agréables au goût produiraient tous une augmentation de la libération d'AD chez les animaux présentant une insuffisance pondérale, comme le montre le sucre actuellement étude.

Une passerelle vers les troubles de l'alimentation?

De courtes périodes d'accès peuvent modéliser l'hyperphagie boulimique chez l'homme, ce qui est défini par le DSM-IV-TR comme un épisode d'environ 2 h d'alimentation excessive (). Les périodes d’accès plus courtes sont particulièrement pertinentes lorsque l’hyperphagie boulimique liée à une faible masse corporelle constitue un modèle de certains troubles de l’alimentation de type restrictif. Ces épisodes de frénésie alimentaire s'accompagnent d'un manque de contrôle, tel que l'impression qu'on ne peut pas arrêter de manger. Cliniquement, les épisodes d'hyperphagie boulimique sont associés à au moins trois des problèmes suivants: 1) manger jusqu'à se sentir mal à l'aise, 2) manger de grandes quantités de nourriture sans avoir faim physiquement, 3) manger beaucoup plus rapidement que d'habitude, 4) manger seul on est gêné par la quantité de nourriture qu'ils mangent, 4) se sentir dégoûté, déprimé ou coupable après avoir trop mangé, ou 5) une détresse ou une anxiété marquées au sujet de l'hyperphagie boulimique. Pour répondre aux critères de diagnostic de l'hyperphagie boulimique, cette hyperphagie doit survenir en moyenne au moins 2 jours par semaine pendant les mois 6. Des études ont montré que les patients présentant une consommation excessive d’alcool avaient un polymorphisme dans le gène du transporteur de DA (1).). De plus, les patients souffrant de frénésie alimentaire présentent des modifications cérébrales indiquant une sensibilité altérée à la récompense, notamment la présence de l'allèle A1, associé à une diminution de la densité des récepteurs D2 (). Ensemble, ces modifications géniques peuvent provoquer une dérégulation de la recapture de la DA qui contribue à la modification de la réponse hédonique à la nourriture rapportée par les patients).

Des résultats similaires ont été trouvés chez des patients atteints de boulimie nerveuse. Avec ce trouble de l'alimentation, les patients mangent à l'excès, puis prennent des mesures compensatoires pour éliminer les calories ingérées via l'exercice excessif ou la privation de nourriture. Ces patients montrent des changements dans les zones du cerveau qui participent au renforcement. En particulier, les boulimiques en convalescence ont atténué l’activation du cortex cingulaire antérieur, une zone du cerveau qui joue un rôle dans l’anticipation de la récompense en réponse à l’ingestion de glucose (). Cette découverte suggère que ces personnes peuvent avoir une réponse réduite aux aspects renforçant des aliments, rendant ainsi vulnérable à trop manger. Dans la présente expérience, une consommation excessive d'aliments associée à un faible poids corporel a entraîné une augmentation de la libération de DA accumbens. Cela renforce encore le rôle de la DA dans les effets gratifiants observés avec les boulimiques avec une restriction alimentaire auto-infligée suivie par des épisodes de boulimie.

CONCLUSION

Comme indiqué ailleurs, il a déjà été démontré que la consommation excessive de sucre entraînait des comportements et des changements neurochimiques similaires à ceux observés avec les drogues faisant l'objet d'abus (). Les présents résultats suggèrent que chez les rats ayant des antécédents de frénésie alimentaire, l'accès à un aliment au goût agréable (saccharose) à faible poids corporel est associé à une augmentation simultanée de DA et à une libération atténuée d'ACh dans le NAc. Cela peut faire de l'effet du sucre plus une substance d'abus. Une consommation excessive de sucre peut entraîner un état de «dépendance» (). La libération accrue de DA qui en résulte, sans la hausse opposée de l'ACh qui se produit lors d'une consommation excessive avec un poids faible, comme indiqué ci-dessus, pourrait perpétuer une consommation excessive de nourriture et contribuer à un comportement provoquant une dépendance caractéristique de certains troubles de l'alimentation.

Remerciements

Cette recherche a été financée par MH-65024 (auprès de BT Walsh au NY Psychiatric Inst./Columbia Univ. Et BGH et al.), DA-10608 (à BGH), DA-16458 et DK-79793 (bourses à la NMA). Nous remercions Miriam Bocarsly et Jacqueline Sullivan pour leur aide dans la préparation du manuscrit. Les données présentées ici ont été discutées dans un document de synthèse ().

Abréviations

AChacétylcholine
ANOVAanalyse de variance
DAdopamine
DOPACAcide 3,4-dihydroxy-phénylacétique
HPLC-ECChromatographie en phase liquide à haute performance avec détection électrochimique
HVAacide homovanillique
NAcnoyau accumbens
 

Bibliographie

  • Association américaine de psychiatrie. Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux, quatrième édition, révision du texte (DSM-IV-TR) Washington, DC: American Psychiatric Association; 2000.
  • Avena NM. Examiner les propriétés addictives de l'hyperphagie boulimique à l'aide d'un modèle animal de dépendance au sucre. Exp Clin Psychopharmacol. 2007; 15: 481 – 491. [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Preuve de la dépendance au sucre: Effets comportementaux et neurochimiques d'une consommation de sucre excessive et intermittente. Neurosci Biobehav Rev. 2008; 32: 20 – 39. [Article gratuit PMC] [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. Sucrose simulant une alimentation en frénésie, libère la dopamine accumbens à plusieurs reprises et élimine la réponse de satiété à l'acétylcholine. Neuroscience. 2006; 139: 813 – 820. [PubMed]
  • Bassareo V, Di Chiara G. Modulation de l'activation, induite par l'alimentation, de la transmission de la dopamine mésolimbique par des stimuli appétitifs et de sa relation avec l'état de motivation. Eur J Neurosci. 1999; 11: 4389 – 4397. [PubMed]
  • Bell SM, Stewart RB, Thompson SC, Meisch RA. La privation de nourriture augmente la préférence pour le lieu conditionné et l'activité locomotrice induite par la cocaïne chez le rat. Psychopharmacologie (Berl) 1997; 131: 1 – 8. [PubMed]
  • Berner LA, Avena NM, Hoebel BG. Frénésie alimentaire, restriction de soi et augmentation du poids corporel chez les rats ayant accès à un régime sucré-gras. Obésité. 2008 doi: 10.1038 / oby.2008.328. Epub en avance sur l'impression. [PubMed] [Croix Ref]
  • Boggiano MM, PC Chandler, Viana JB, Oswald KD, CR Maldonado, PK Wauford. Les régimes combinés et le stress provoquent des réactions exagérées aux opioïdes chez les rats hyperphagie-frénétique Behav Neurosci. 2005; 119: 1207 – 1214. [PubMed]
  • Cabeza de Vaca S, Carr KD. La restriction alimentaire renforce l’effet gratifiant central des drogues maltraitées. J Neurosci. 1998; 18: 7502 – 7510. [PubMed]
  • Cadoni C, Solinas M, Valentini V, Di Chiara G. Sensibilisation psychostimulante sélective par restriction alimentaire: modifications différentielles de la dopamine en coque et noyau de accumbens. Eur J Neurosci. 2003; 18: 2326 – 2334. [PubMed]
  • Carr KD. Augmentation de la récompense médicamenteuse par restriction alimentaire chronique: preuves comportementales et mécanismes sous-jacents. Physiol Behav. 2002; 76: 353 – 364. [PubMed]
  • Carr KD, Kim GY et Cabeza de Vaca S. La restriction alimentaire chronique chez le rat augmente l'effet de récompense central de la cocaïne et de l'agoniste des opioïdes delta1, DPDPE, mais pas de l'agoniste de la delta2, la deltorphine-II. Psychopharmacologie (Berl) 2000; 152: 200 – 207. [PubMed]
  • Carroll ME. Le rôle de la privation de nourriture dans le maintien et la réintégration du comportement de recherche de cocaïne chez le rat. La drogue dépend de l'alcool. 1985; 16: 95 – 109. [PubMed]
  • Carroll ME, Meisch RA. Effets de la privation de nourriture sur la consommation d'étonitazène chez le rat. Pharmacol Biochem Behav. 1979; 10: 155 – 159. [PubMed]
  • Carroll ME, Stotz DC. Auto-administration orale de d-amphétamine et de kétamine par des singes rhésus: effets de la privation de nourriture. J Pharmacol Exp Ther. 1983; 227: 28 – 34. [PubMed]
  • Chau DT, Rada P, RA Kosloff, Taylor JL, Hoebel BG. Les récepteurs muscariniques du noyau accumbens dans le contrôle de la dépression comportementale: effets de type antidépresseur de l'antagoniste local de M1 dans le test de natation de Porsolt. Neuroscience. 2001; 104: 791 – 798. [PubMed]
  • Corwin RL, Buda-Levin A. Modèles comportementaux de la frénésie alimentaire. Physiol Behav. 2004; 82: 123 – 130. [PubMed]
  • Corwin RL, Wojnicki FH, JO pêcheur, SG Dimitriou, Riz HB, Jeune MA. L'accès limité à une option de graisse alimentaire affecte le comportement d'ingestion mais pas la composition corporelle chez les rats mâles. Physiol Behav. 1998; 65: 545 – 553. [PubMed]
  • Davis C, RD Levitan, AS Kaplan, J Carter, C Reid, Curtis C, K Patte, Hwang R, Kennedy JL. Récompense de sensibilité et le gène du récepteur de la dopamine D2: une étude cas-témoin de l'hyperphagie boulimique. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2008; 32: 620 – 628. [PubMed]
  • Deroche V, Marinelli M, Maccari S, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Sensibilisation au stress et glucocorticoïdes. I. La sensibilisation aux effets locomoteurs dépendants de la dopamine de l'amphétamine et de la morphine dépend de la sécrétion de corticostérone induite par le stress. J Neurosci. 1995; 15: 7181 – 7188. [PubMed]
  • Di Chiara G, Bassareo V. Système de récompense et dépendance: ce que la dopamine fait et ne fait pas. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 69 – 76. [PubMed]
  • Di Chiara G, Imperato A. Les médicaments dont abusent les humains augmentent préférentiellement les concentrations de dopamine synaptique dans le système mésolimbique de rats en mouvement libre. Proc Natl Acad Sci US A. 1988; 85: 5274 – 5278. [Article gratuit PMC] [PubMed]
  • Frank GK, A Wagner, S Achenbach, C McConaha, K Skovira, H Aizenstein, CS Carter, Kaye WH. Altération de l'activité cérébrale chez les femmes ayant guéri de troubles boulimiques de type alimentation après un challenge glycémique: étude pilote. Int J Eat Disord. 2006; 39: 76 – 79. [PubMed]
  • Hagan MM, Moss DE. Persistance de l'hyperphagie boulimique après des antécédents de restriction avec des épisodes intermittents de réalimentation sur des aliments au goût agréable chez le rat: implications pour la boulimie nerveuse. Int J Eat Disord. 1997; 22: 411 – 420. [PubMed]
  • Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Une petite sonde de microdialyse amovible. Life Sci. 1986; 39: 2629 – 2637. [PubMed]
  • Hoebel BG. Neurotransmetteurs cérébraux dans la récompense des aliments et des médicaments. Am J Clin Nutr. 1985; 42: 1133 – 1150. [PubMed]
  • Hoebel BG, Avena, NM, Rada P., équilibre dopamine-acétylcholine Accumbens en approche et évitement. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 617 – 627. [Article gratuit PMC] [PubMed]
  • Hoebel BG, Rada P, Mark GP, Pothos E. Systèmes neuronaux pour le renforcement et l'inhibition du comportement: pertinence pour l'alimentation, la dépendance et la dépression. Dans: Kahneman D, et al., Rédacteurs. Bien-être: les fondements de la psychologie hédonique. New York: Fondation Russell Sage; 1999. pp. 558 – 572.
  • Kelley AE, Berridge KC. La neuroscience des avantages naturels: pertinence pour les drogues addictives. J Neurosci. 2002; 22: 3306 – 3311. [PubMed]
  • Liang NC, Hajnal A, Norgren R. Sham, l’alimentation en huile de maïs augmente la dopamine accumbens chez le rat. Am J Physiol Régul Intégral Comp Physiol. 2006; 291: R1236 – R1239. [PubMed]
  • Mark GP, Rada P, Pothos E, Hoebel BG. Effets de l'alimentation et de la consommation d'alcool sur la libération d'acétylcholine dans le noyau accumbens, le striatum et l'hippocampe de rats à comportement libre. J Neurochem. 1992; 58: 2269 – 2274. [PubMed]
  • Oei TP. Effets de la réduction de poids corporel et de la privation de nourriture sur l'auto-administration de cocaïne. Pharmacol Biochem Behav. 1983; 19: 453 – 455. [PubMed]
  • Papasava M, Singer G. Auto-administration de faibles doses de cocaïne à des rats avec un poids corporel réduit et récupéré. Psychopharmacologie (Berl) 1985; 85: 419 – 425. [PubMed]
  • Papasava M, Chanteur G, Papasava CL. Auto-administration intraveineuse de phentermine à des rats privés de nourriture: effets d'une nouvelle alimentation brusque et d'une substitution de solution saline. Pharmacol Biochem Behav. 1986; 25: 623 – 627. [PubMed]
  • Paxinos G, Watson C. Le cerveau de rat en coordonnées stéréotaxiques. New York: Presse académique; 2005.
  • Pfeffer AO, Samson HH. Renforcement oral à l'éthanol: effets interactifs de l'amphétamine, du pimozide et de la restriction alimentaire. Alcool drogue Res. 1985; 6: 37 – 48. [PubMed]
  • Pothos EN, Creese I, Hoebel BG. Une alimentation restreinte avec une perte de poids diminue sélectivement la dopamine extracellulaire dans le noyau accumbens et modifie la réponse de la dopamine à l'amphétamine, à la morphine et à la prise de nourriture. J Neurosci. 1995a; 15: 6640 – 6650. [PubMed]
  • Pothos EN, Hernandez L, Hoebel BG. La privation chronique de nourriture diminue la dopamine extracellulaire dans le noyau accumbens: implications pour un éventuel lien neurochimique entre la perte de poids et la toxicomanie. Obes Res. 1995b; 3 (Suppl. 4): 525S – 529S. [PubMed]
  • Pratt WE, Kelley AE. L’antagonisme striatal des récepteurs muscariniques réduit l’apport alimentaire de 24-h en association avec une diminution de l’expression du gène de la préproenocéphaline. Eur J Neurosci. 2005; 22: 3229 – 3240. [PubMed]
  • Rada P, Avena NM, Hoebel BG. Une consommation quotidienne de sucre libère à plusieurs reprises de la dopamine dans la coquille d’accumbens. Neuroscience. 2005; 134: 737 – 744. [PubMed]
  • Rouge-Pont F, M Marinelli, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Sensibilisation au stress et glucocorticoïdes. II. La sensibilisation à l'augmentation de la dopamine extracellulaire induite par la cocaïne dépend de la sécrétion de corticostérone induite par le stress. J Neurosci. 1995; 15: 7189 – 7195. [PubMed]
  • Shinohara M, Mizushima H, Hirano M, Shioe K, Nakazawa M, Hiejima Y, Ono Y et Kanba S. Des troubles de l'alimentation associés à une frénésie alimentaire sont associés à l'allèle s du polymorphisme VNTR 3′-UTR du gène de la dopamine . J Psychiatry Neurosci. 2004; 29: 134 – 137. [Article gratuit PMC] [PubMed]
  • Wilson C, Nomikos GG, Collu M, Fibiger HC. Corrélats dopaminergiques du comportement motivé: importance de la motivation. J Neurosci. 1995; 15: 5169 – 5178. [PubMed]
  • Sage RA. Rôle de la dopamine dans le cerveau dans la récompense et le renforcement des aliments. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2006; 361: 1149 – 1158. [Article gratuit PMC] [PubMed]