Tuarascálacha eolaíochta 5, Uimhir airteagal: 10041 (2015)
doi: 10.1038 / srep10041
AbstrFágann na sliseanna prátaí bia sneaiceanna iontógáil bia i bhfrancaigh chothaithe ad libitum, a bhaineann le modhnú an chórais luach saothair inchinn agus ciorcaid eile. Anseo, taispeánann muid go spreagtar iontógáil bia i bhfrancaigh satiated trí chóimheas saille / carbaihiodráit is fearr. Cosúil le sceallóga prátaí, bhí tionchar ag meascán saill / carbaihiodráit isocaloric ar phatrún gníomhaíochta francaigh inchinne iomláin, ag cur isteach ar chiorcaid a bhaineann leo, m.sh. ar luaíocht / andúil, ach bhí líon na limistéar modhnaithe agus méid an mhodhnaithe níos ísle i gcomparáid leis an mbia sneaice féin.
Réamhrá
D'fhéadfadh hyperphagia hedonach, ie iontógáil mhéadaithe fuinnimh agus, dá bhrí sin, méadú ar mheáchan coirp mar thoradh ar athrú ar phatrún iompraíochta iontógáil bia a bheith mar thoradh ar infhaighteacht bia inláimhsithe.1. Chun iontógáil bia a spreagadh thar satiety, caithfear tosca a chur i bhfeidhm a sháraíonn an t-iarmhéid agus an satailt fuinnimh thístatach trí bhealaí éagsúla comharthaíochta i gcóras duaise neamh-homeostatic2. Mar a thaispeántar cheana, modhnaíonn iontógáil na sliseanna prátaí bia sneaiceanna an ghníomhaíocht laistigh den chóras luachana inchinne go láidir i bhfrancaigh chothaithe ad libitum. Ina theannta sin, is é an toradh a bhíonn air ná gníomhachtú na réigiún inchinn atá difriúil go mór agus a rialaíonn iontógáil bia, gníomhaíocht satiety, codlata agus innill ghluaiste3. Dheimhnigh staidéir iompraíochta go raibh gníomhaíocht innill iontógála agus beathaithe bainteach le hardú nuair a bhí sceallóga prátaí ar fáil3. Cé go bhfuil rialáil néareolaíoch an iontógáil bia i bhfad níos casta ná rialáil andúile drugaí, pléadh conspóidí go conspóideach le roinnt forluí buartha ar mheicníochtaí neurophysiological, patrún gníomhachtaithe inchinne, agus iarmhairtí iompraíochta4,5,6,7. Cuirtear an ciorcad inchinne atá i gceist i ngníomh go láidir trí iontógáil bia tar éis srianadh, ach freisin trí iontógáil bianna an-inghlactha go háirithe8,9,10. Go ginearálta, tá bia an-inghlactha ard-chalcach agus / nó saibhir i saillte agus / nó carbaihiodráití. Dá bhrí sin, tá sé hipitéalaithe go bhféadfadh dlús fuinnimh an bhia a bheith ina fhachtóir ríthábhachtach a spreagann iontógáil bia thar an satiety as a dtagann meáchan ardaithe agus, sa deireadh, i murtall11,12.
Léirigh staidéar iompraíochta le déanaí gurb iad saillte agus carbaihiodráití na príomhchinntithigh mhóilíneacha a bhaineann le palatability bia sneaice13. Ina theannta sin, is é an cion saille agus carbaihiodráit an cion fuinnimh i sceallóga prátaí den chuid is mó (94%). Dá bhrí sin, d'fhéadfaí glacadh leis gurb é an t-ábhar fuinnimh an t-ábhar tiomána atá ag hyperphagia hedonach i gcás sceallóga prátaí. Dá bhrí sin, rinneamar tástálacha maidir le roghanna iompraíochta chun imscrúdú a dhéanamh ar iontógáil bianna a bhfuil cion éagsúil saille / carbaihiodráit iontu agus a rinne tomhais íomháithe athshondais mhaighnéadaigh (MRI) chun imscrúdú a dhéanamh ar mhodhnú ghníomhaíocht na hinchinne iomláine a d'eascair i bhfrancaigh.
Torthaí agus Plé
I gcás tástálacha tosaíochta, cuireadh chow caighdeánach púdraithe (STD) le gach bia tástála (1: 1) chun tionchar airíonna orgánaileipteacha a eisiamh (Fíor 1a)13. Léiríodh roimhe seo nach raibh tionchar ag ord agus fad na n-eachtraí tástála ar an toradh13. Ar dtús, mhéadaigh an iontógáil choibhneasta le méadú ar an méid saille agus, dá bhrí sin, cion fuinnimh na mbianna tástála le huasmhéid ag comhdhéanamh carbaihiodráití saille agus 35%%. Mar thoradh ar ábhar saille níos airde, áfach, tháinig laghdú ar iontógáil biaFíor 1a). Toisc go bhfuil dlús fuinnimh níos airde ag saill ná carbaihiodráití, léiríonn na torthaí seo nach é an t-ábhar fuinnimh an t-aon chinntitheach a bhaineann le hiontógáil bia i bhfrancaigh nach bhfuil faoi mhíbhuntáiste. Go hiontach, bhí an cóimheas meánmhéathrais / carbaihiodráit de na bianna tástála ba mhealltaí beagnach comhoiriúnach le comhdhéanamh sceallóga prátaíFíor 1a). Tá sé fós le fiosrú más féidir an tátal thuas a shíneadh chuig táirgí bia eile a bhfuil cóimheas comhchosúil saille / carbaihiodráite acu amhail seacláid nó bia sneaice eile.
Figiúr 1: (a) Gníomhaíocht bianna tástála a bhfuil cóimheasa difriúla saille / carbaihiodráit iontu chun iontógáil bhreise bia a spreagadh le linn cur i láthair bia tástála gearrthéarmach (nóiméad 10) i dtrialacha rogha dhá rogha.
Léirítear difríochtaí in iontógáil fuinnimh in aghaidh an bhia tástála i gcomparáid leis an tagairt (17.5% saill, carbaihiodráití 32.5 agus 50 STD) mar rannchuidiú coibhneasta an bhia tástála faoi seach leis an iontógáil iomlán bia tástála agus tagartha (meán ± SD). Anseo thíos taispeántar comhdhéanamh na mbianna tástála agus cuirtear an meán-chomhdhéanamh is tarraingtí i gcomparáid le comhdhéanamh sceallóga prátaí. (b) Iontógáil fuinnimh agus gníomhaíocht innill ghluaiste a bhaineann le beathú le linn céimeanna de laethanta 7 i láthair maidir le bia tástála leanúnach. Taispeántar an dá fhachtóir agus iad ag brath ar na bianna tástála [chow caighdeánach (STD) nó meascán de charbaihiodráití 35% saille agus 65% (FCH)] sa chéim oiliúna (TP) agus sa chéim mangainéise (MnP) le linn na 12 / 12 h timthriall éadrom / dorcha thar 7 lá. Taispeánann sonraí meán ± SD 16 ainmhí i 4 chliabhán ar 7 lá as a chéile. De bhreis air sin, liostaítear sonraí staitistiúla comhfhreagracha (** p <0.01, *** p <0.001, ns = níl siad suntasach).
Tá sé léirithe againn le déanaí go modhnaíonn tomhaltas sceallóga prátaí i bhfrancaigh chothaithe ad libitum an ghníomhaíocht iomlán inchinne go mór mór a dhéanann difear don chuaird luaíochta agus do chórais a bhaineann le hiontógáil bia, codladh agus gníomhaíocht innill ghluaiste3. Mar sin, rinne an staidéar reatha imscrúdú ar thionchar chóimheasa saille / carbaihiodráit an bhia tástála ar na modhnuithe seo. Chun na críche seo, bhí francaigh a bhfuil beatha ad libitum nochta dóibh le bia tástála ina raibh carbaihiodráití saille agus 35%% (FCH) mar shamhail beagnach iseóireach (65 vs 565 kcal / 535 g) do sceallóga prátaí. Fuair grúpa rialaithe STD púdraithe ina ionad. Ina dhiaidh sin, rinneadh athruithe ar phatrún gníomhaíochta na hinchinne iomláine le linn na céime beatha a thaifeadadh ag íomháú athshondais mhaighnéadach feabhsaithe mangainéise (MEMRI).14,15 mar a luadh roimhe seo3. De réir an deartha staidéir a thaispeántar i Fíor. 1b, leanadh le céim oiliúna (TP) a thairgeann na bianna tástála ad libitum ag céim idirmheánach gan bia tástála (seacht lá an ceann). Roimh thomhas MEMRI, riaradh clóiríd mhangainéise an ghníomhaire codarsnachta trí chaidéil osmotic a ionchlannú de réir a chéile le léarscáiliú a dhéanamh ar ghníomhaíocht inchinne chomhtháite le linn na seacht lá ina dhiaidh sin. Le linn na céime mangainéise (MnP) seo, bhí rochtain ag na francaigh ar an mbia tástála a bhí ar eolas acu cheana féin. Bhí fáil ar chow millíní caighdeánacha agus ar uisce sconna ad libitum le linn an staidéir ar fad (Fíor. 1b). Chuir an thus tástála seo iontógáil fuinnimh i gcomparáid le patrún gníomhaíochta na hinchinne iomláine sa dá ghrúpa agus mar thoradh air seo iontógáil fuinnimh ardaithe go mór sa ghrúpa FCH le linn TP agus MnP sa solas chomh maith le timthriall dorcha an lae i gcomparáid leis an rialú (Fíor. 1b). Lena chois sin, comhaontaíodh gníomhaíocht innill ghluaiste francaigh aonair in aice leis na dáileoirí bia. I gcodarsnacht le measúnachtaí innill ghluaisteáin eile, mar shampla an tástáil allamuigh a thomhaiseann gníomhaíocht agus imní ghinearálta innill ghluaiste, léiríonn an ghníomhaíocht innill a bhaineann le beathú, a ndearnadh measúnú uirthi sa staidéar reatha, iompraíocht lorg bia. Ní raibh gníomhaíocht innill ghluaiste a raibh baint aici le bia ach ardaithe beagáinín nuair a bhí FCH ar fáil in ionad STD púdraithe le linn timthriall dorcha TP (meánghníomhaíocht an ghluaisteáin [comhaireamh] STD 205 ± 46, FCH 230 ± 41, n = 4, p = 0.0633 ) agus MnP (meánghníomhaíocht an ghluaisteáin [comhaireamh] STD 155 ± 24, FCH 164 ± 17, n = 4, p = 0.2123) (Fíor. 1b). I gcodarsnacht leis sin, mar thoradh ar an rochtain ar sceallóga prátaí tháinig gníomhaíocht innill ghluaiste a bhain le beathú i bhfad níos airde i gcomparáid leis an ngrúpa rialaithe STD céanna le linn an timthrialla dhorcha3, a bhí suntasach i TP (meánghníomhaíocht innill ghluaiste [comhaireamh] STD 205 ± 46, sceallóga prátaí 290 ± 52, n = 4, p <0.001) agus i MnP (meánghníomhaíocht innill ghluaiste [comhaireamh] STD 155 ± 24, sceallóga prátaí 197 ± 29, n = 4, p = 0.0011). Mar sin, is féidir a thabhairt i gcrích gurb é an cóimheas saille / carbaihiodráite a chinneann inathraitheacht sceallóga prátaí, ach go mbíonn tionchar ag comhpháirteanna eile i mbia sneaiceanna ar an iompar beathaithe. Tá sé amhantrach, áfach, má bhaineann na difríochtaí seo le gnéithe “ag iarraidh” - agus “cosúil” le hiontógáil bia16.
Léirigh faireachán ar ghníomhaíocht inchinne iomláin ag MEMRI difríochtaí suntasacha i ngníomhú limistéar na hinchinne trí iontógáil FCH i gcomparáid le STD (Fig. 2a, b, Fig. 3, an chéad cholún, Tábla 1). Cuireadh na torthaí reatha i gcomparáid le hanailísí MEMRI roimhe seo ar mhodhnú phatrúin gníomhaíochta inchinne le linn iontógáil sceallóga prátaí vs STD faoi na coinníollacha céanna3. Tá na sean-shonraí liostaithe sa dara colún de Figs. 2 agus 3. Cé go raibh cóimheas saille / carbaihiodráite den chineál céanna ag FCH agus dlús fuinnimh a bhí beagnach mar an gcéanna i gcomparáid le sceallóga prátaí, ghníomhaigh FCH líon i bhfad níos lú (33) de limistéir inchinne i bhfad difriúil ó STD ná sceallóga prátaí (limistéir 78, Fig. 2). Braitheadh na héifeachtaí sna grúpaí feidhmiúla a bhaineann le luach saothair agus andúil (Fíor 3a), iontógáil bia (Fíor. 3b), codladh (Fíor. 3c), agus gníomhaíocht innill ghluaisteFíor. 3d). Figiúr 2b taispeánann sé forbhreathnú ar gach limistéar inchinn atá i ngníomh go suntasach agus a chuireann éifeachtaí FCH agus sceallóga prátaí, faoi seach, i gcomparáid le héifeachtaí STD. Ina theannta sin, tá difríocht chinnteach ag baint leis an athrú codánach i ngníomhachtú, ie an glacadh mangainéise a léiríonn gníomhaíocht néaróin, maidir le tomhaltas FCH vs STD i gcomparáid le sceallóga prátaí vs STD (Fig. 3, an tríú colún). Meastar gurb é príomhstruchtúr an chórais luaíochta an núicléas accumbens17. Mar thoradh ar ídiú FCH tháinig méadú ar ghníomhachtú méadaithe 7.8-huaire i gceann amháin de na ceithre fhothstruchtúr, an croí-fho-alt den leathsféar ar chlé. Ní raibh an méadú sna fo-bhlaoscanna chomh maith leis an bpríomh-fho-alt den leathsféar ceart suntasach (Fíor 3a). Mar thoradh ar iontógáil sceallóga prátaí faoi choinníollacha cosúla, bhí an príomh-fho-fho-alt clé den choimpléasc núicléas i bhfad i gcéin. I gcomparáid le FCH, áfach, bhí an leibhéal gníomhachtaithe san fho-struchtúr seo dhá uair níos airde fós. I gcodarsnacht le FCH, cuireadh na trí fho-struchtúr eile i ngníomh go suntasach i gcomparáid leis an rialú (Fíor 3a). Dá bhrí sin, is féidir teacht ar an gconclúid go ngníomhaíonn FCH córais luaíochta san inchinn, ach le mionéifeacht ná sceallóga prátaí. Léirítear an chonclúid seo freisin trí struchtúir eile den chóras luaíochta / andúile, a cuireadh i ngníomh go mór trí iontógáil sceallóga prátaí agus FCH, mar shampla an núicléas leapa de stria terminalis (leathsféar ar chlé)17,18, an subiculum droma19, nó an cortex réamhléimneach (an leathsféar deas agus ar chlé)20. I gcodarsnacht leis sin, ní raibh tionchar suntasach ag iontógáil FCH ar struchtúir inchinne eile, cé gur comhpháirteanna tábhachtacha iad de na ciorcaid luaíochta agus gur modhnaíodh iad go soiléir trí iontógáil sceallóga prátaí, mar an ventral pallidum, an t-achar meicniúil aerála, nó an caudate putamen (Tábla 1)3.
Figiúr 2: (a) Limistéir inchinne a ghníomhachtú go suntasach difriúil (meascán de 35% saille / Carbaihiodráit 65% (FCH) vs gnáth-chow (STD) agus sceallóga prátaí vs STD3) trí anailís mhoirfiméadrach atá bunaithe ar voxel agus atá léirithe i dtrí slisní a thaispeántar sa mheán dromchla inchinne francach.
Cuirtear sonraí meánacha saille / carbaihiodráit an ghrúpa bia (FCH, colún ar chlé) i gcomparáid le hathruithe i bpatrún gníomhaíochta inchinne de bharr sliseanna prátaí faoi na coinníollacha céanna (athbhreithnithe ó Hoch et al. 20133, colún ceart). (b) dáileadh 3D na gceantar inchinne atá i ngníomh go suntasach agus a thaispeántar i dtuairim aiseach agus shagrach (Athbhreithníodh 35% saill / bia tástála carbaihiodráit FCH vs STD, colún ar chlé, agus sceallóga prátaí vs STD, colún ceart, ó Hoch et al. 20133). Is éard atá i gceist le réimsí gorma ná limistéir inchinne le réigiúin inchinne níos ísle, le sféar dearg le gníomhaíocht níos airde i ndiaidh iontógáil an bhia tástála FCH faoi seach nó sceallóga prátaí3, i gcomparáid le STD. Is ionann méid na réimsí agus leibhéil thábhachtacha (beag: p ≤ 0.05, meán: p ≤ 0.01, mór: p ≤ 0.001, n = 16).
Fíor 3: Réigiúin inchinne a shanntar do na grúpaí feidhmiúla (a) “luaíocht agus andúil”, (b) “iontógáil bia”, (c) “codladh”, agus (d) “gníomhaíocht innill ghluaiste” ar amharc scéimeach sagittal den francach inchinn le carnadh mangainéise atá difriúil go mór (p <0.05) i struchtúir inchinne francaigh a chothaítear ad libitum le rochtain bhreise ar bhia tástála carbaihiodráite 35% saille / 65% (FCH, an chéad cholún) nó na sceallóga prátaí bia sneaiceanna (athbhreithnithe ó Hoch et al. 20133, an dara colún).
Siombailíonn dronuilleoga dearga réigiúin inchinn a ghníomhaíonn na sceallóga prátaí bia sneaiceanna nó FCH go mór, idir chow caighdeánach púdraithe (STD), dronuilleoga gorma réigiúin inchinne faoi seach a bhfuil gníomhaíocht níos airde acu mar gheall ar iontógáil sceallóga prátaí bia sneaiceanna STD nó FCH. Léiríonn triantáin atá ceangailte leis na dronuilleoga ar chlé agus / nó ar dheis leathsféar na ndifríochtaí suntasacha. Léiríonn dronuilleoga gan triantáin struchtúir lárnacha na hinchinne. Taispeánann an tríú colún an t-athrú codánach ar bhia sneaiceanna agus FCH, faoi seach, vs STD (*** p <0.001, ** p <0.01, * p <0.05, n = 16). Croí acb: croí-réigiún an núicléas accumbens; Blaosc acb: réigiún bhlaosc an núicléas accumbens, Arc: núicléas hypothalamic arcuate, BNST: núicléas leaba stria terminalis, CgCx: cortex cingulate, CPu: putamen caudate (stratium), DS: subiculum droma, Gi: núicléas gigantocellular, GPV: ventral pallidum, HyDM: hypothalamus dorsomedial, HyL: hypothalamus cliathánach, IlCx: cortex infralimbic, InsCx: cortex insular, IP: núicléas interpeduncular, LPBN: núicléas parabrachial cliathánach, LPGi: núicléas paragigantocellular cliathánach, LRt: núicléas reticular cliathánach, MCx1: cortex mótair bunscoile; , MCx2: cortex mótair tánaisteach, OrbCx: cortex fithiseach, PCRt: núicléas reticular parvicellular, PnO: núicléas reticular pontine ó bhéal, PrlCx: cortex prelimbic, PTA: limistéar pretectal, PVN: núicléas thalamach paraventricular anterior, Raphe: núicléas raphe, Septum: septum , Sol: conradh solitary, Teg: núicléis teascánacha, thMD: thalamic mediodorsal, VS: subiculum ventral, VTA: limistéar teascánach ventral, ZI: zona incerta.
Tábla 1: Z-Scóir de limistéir inchinne atá i ngníomh go suntasach agus a dhéanann comparáid idir francaigh agus rochtain ar chow caighdeánach amháin nó ar mheascán saille agus carbaihiodráití agus ar p-luachanna t-staitisticí faoi seach, n = 16.
Is féidir teacht ar chonclúidí cosúla ón anailís ar chiorcaid inchinne a bhaineann le hiontógáil bia. Mar shampla, is féidir an hypothalamus dorsomedial, an septum chomh maith leis an núicléas thalamach paraventricular, a cuireadh i ngníomh le linn iontógáil FCH agus sceallóga prátaí, a nascadh le rialú iontógáil bia21,22. Ach arís, theip ar FCH struchtúir eile na gciorcaid satiety a mhodhnú, a díghníomhaíodh le sceallóga prátaí, amhail an núicléas hiplamic stualaithe nó an chonair aonair. Ina theannta sin, bhí déine na gníomhachtaithe níos ísle ag FCH ná mar a bhí le sceallóga prátaí, a léiríodh, mar shampla, trí ghníomhachtú 2.3 atá níos airde i bhfad níos airde ná an núicléis thalmach paraventricular anterior (Fíor. 3b). Tugann na sonraí seo le fios go modhnaíonn FCH struchtúir na hinchinne a bhaineann le hiontógáil bia go difriúil ó STD, éifeacht a d’fhéadfadh a bheith léirithe ag an iontógáil fuinnimh níos airde trí FCH (Fíor. 1b).
Mar thoradh ar iontógáil FCH freisin díghníomhaíodh go láidir struchtúir inchinne a bhí nasctha le codladh. Ní dhearna FCH ach roinnt limistéar inchinn a dhíghníomhachtú mar an zona incertaFíor. 3c), cé nár díothaíodh sliseanna prátaí i limistéir eile ach amháin, mar shampla na núicléis réasúnacha. Cé go raibh modhnú déanta ar ocht struchtúr a bhain le codladh ag FCH agus aon cheann déag le sceallóga prátaí, is cosúil go bhfuil éifeacht ag an dá bhianna tástála. Toisc nach rabhthas ag súil leis an toradh seo, níor measadh fad na codlata sa staidéar reatha ionas nach bhfuil sé soiléir, má tá modhnú na gciorcad codlata FCH-ionduchtaithe le modhnú iompraíochta codlata.
Ní raibh tionchar suntasach ag iontógáil FCH i gcomparáid le STD ar réigiúin Brain atá freagrach as gníomhaíocht agus gluaiseacht innill ghluaiste i gcoitinne.Fíor. 3d, an chéad cholún). Tá sé seo i gcomhthráth leis na breathnuithe iompraíochta a spreag FCH gníomhaíocht ghluaisteáin a bhaineann le bia beagán, ach nach raibh i bhfad níos airde, i gcomparáid le STD (Fíor. 1b). I gcodarsnacht leis sin, taispeánadh go raibh gníomhaíocht innill ghluaiste gaolmhar ardaithe ag gabháil le gníomhachtú na struchtúr mótair sa inchinn na bhfrancaigh le rochtain ar sceallóga prátaí3.
Níl sé soiléir go hiomlán má bhaineann an patrún gníomhachtaithe breathnaithe le hipearfia hedonach. I gcodarsnacht le hiontógáil bia homeostatic, atá á rialú ag leibhéal fuinnimh an orgánaigh, déantar iontógáil bia hedonach a idirghabháil leis an luach saothair a ghineann roinnt bianna23. Ós rud é nach bhfuil baint mhór ag iontógáil bia hedonach leis na riachtanais fuinnimh, is minic a leanann sé hipearphagia. Forbraíodh samhlacha a chuireann síos ar na comhghaolta néarfóra a bhaineann le hipearfia hedonach. Tugann Berthoud le fios, mar shampla, go bhfuil iontógáil bia homeostatic nasctha le ciorcaid íogair leptin lena n-áirítear an núicléis stualaithe agus núicléas an chonair shingil den chuid is mó, ach freisin go mbaineann sé le réimse leathan réimsí eile lena n-áirítear suíomhanna hypothalamacha, amhail an núicléas paraventricular nó an núicléas accumbens23,24. Is féidir, áfach, go sárófaí an rialachán homeostatic ar iontógáil bia trí chomharthaí luaíochta amhail comhpháirteanna a thaitníonn agus a theastaíonn uathu.25. Bhí baint ag bia le liostáil mu-opioid sa núicléas accumbens, an pallidum ventral, an núicléas paraisiúrach agus núicléas na conaire solitary24, cé go raibh bia ar mian leo a bheith gaolmhar leis an gcóras dopamine sa limistéar cothrománach ventral, an núicléas accumbens, an cortex réamhbhunaithe, amygdala, agus an hypothalamus. Chuir Kenny béim freisin ar an méid a chuir an cortex inslithe, atá ceaptha faisnéis a stóráil ar airíonna hedonic an bhia agus d'fhéadfadh sé a bheith nasctha le craving freisin.10. I gcodarsnacht leis an bpatrún gníomhachtaithe inchinne atá ceangailte le hiontógáil sliseanna prátaí, ní raibh ach tionchar ag iontógáil FCH ar bheagán de na limistéir seo a bhaineann le hipearfagia hedonach. Dá bhrí sin, ní mór turgnaimh shínte iompraíochta a fhiosrú an bhfuil hipearfia in éineacht le rogha FCH.
Go dtí seo, níl sé soiléir cé na comhpháirteanna móilíneacha de sceallóga prátaí atá freagrach as éifeachtaí modhnú inchinne níos láidre an bhia tástála seo. Ós rud é gur baineadh úsáid as táirge saillte, ach neamhshaothraithe gan breisiú breisithe blas, bhí salann, blas agus méideanna beaga próitéiní i láthair seachas na príomh-chomhpháirteanna saille agus carbaihiodráití. Ina theannta sin, caithfear athruithe móilíneacha a tharlaíonn le linn próiseála a bhreithniú. Taispeánadh roimhe seo go raibh blas an léirithe Fosaithe salann sa núicléas accumbens na bhfrancaigh díothaithe. I gcodarsnacht leis sin, níor ionchorpraíodh an struchtúr seo den chóras luaíochta mar thoradh ar iontógáil salainn in ainmhithe neamh-ídithe.26. Ina theannta sin, tuairiscíodh gur chuir iontógáil salainn i mbia soladach éifeacht dhochrach i bhfrancaigh27. Dá bhrí sin, ní cosúil gurbh é an salann príomh-mhodhnú an chórais luach saothair inchinn sna turgnaimh reatha. Is féidir leis an tástáil tosaíochta dhá rogha a tugadh isteach cheana imscrúdú breise a dhéanamh ar thionchar na gcomhpháirteanna sliseanna prátaí eile ar iontógáil bia.
Tugaimid chun críche ónár gcuid sonraí iompraíochta gurb é an cóimheas idir saill agus carbaihiodráití, ach ní an dlúis iomlán fuinnimh, an príomhchinntitheach maidir le hinghlacthacht agus iontógáil bia sneaice le linn tástálacha tosaíochta dhá rogha i bhfrancaigh. Ina theannta sin, chuir iontógáil an mheascáin FCH, atá beagnach slisneach le sceallóga prátaí, an t-iontógáil fuinnimh uasta i bhfrancaigh chothaithe ad libitum, a bhí ag gabháil le gníomhachtú struchtúir éagsúla inchinne a bhain le luaíocht, iontógáil bia agus codlata. Mar thoradh ar iontógáil sceallóga prátaí faoi na coinníollacha céanna bhí líon i bhfad níos mó de struchtúir inchinne a bhí gníomhachtaithe go héagsúil sna ciorcaid seo agus chomh maith le hathrú codánach níos airde i gcomparáid le STD. Dá bhrí sin, ón gcur chuige íomháithe, is féidir a bhaint amach nach bhfuil an dlús fuinnimh amháin ina chinntitheach measartha maidir le hairíonna luachmhara bia sneaice. Cé gur cosúil go bhfuil an cóimheas idir saill agus carbaihiodráití sceallóga prátaí an-tarraingteach, is féidir hipitéis a dhéanamh de go bhfuil deitéarmanaint mhóilíneacha eile sa bhia sneaice seo, a mhodhnaíonn gníomhaíocht ciorcaid inchinne, go háirithe an córas luaíochta, níos láidre fós agus bia níos mó mar thoradh air iompar a lorg.
Modhanna
Ráiteas Eitice
Rinneadh an staidéar seo i gcomhréir dhlúth le moltaí an Treoir um Chúram agus Úsáid Ainmhithe Saotharlainne na nInstitiúidí Náisiúnta Sláinte. D'fhaomh an Coiste um Eitic de Thurgnaimh Ainmhithe an Universität Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (Regierung Mittelfranken, Uimhir Chead: 54-2532.1-28 / 12) an prótacal.
Tástáil tosaíochta
Rinneadh tástálacha tosaíochta mar a tuairiscíodh roimhe seo trí huaire sa lá i rith an timthrialla solais le haghaidh 10 nóiméad agus athdhéanamh 20-36 in aghaidh gach bia tástála in aghaidh na tagartha13. Soláthraíonn an sceideal tástála seo go leor pointí sonraí chun rogha bia a mheas. Rinneadh na tástálacha le francaigh WNUX 8 fireann (cáis 2 le hainmhithe 4, 571 ± 41 g, a ceannaíodh ó Charles River, Sulzfeld, an Ghearmáin) agus a atáirgeadh le francaigh Spygue Dawley (10 le hainmhithe 2 an ceann, an meáchan tosaigh 5 ± 543 g, a ceannaíodh ó Charles River, Sulzfeld, an Ghearmáin), a bhí oilte don tástáil. Dá bhrí sin, ba é líon na n-ainmhithe a rinne gach tástáil ná 71 agus líon na gcliabhán 18 (ceithre mhacasamhail bhitheolaíocha). Rinneadh amanna gach 4-5 arís le gach grúpa ainmhithe. Coinníodh na francaigh go léir i dtimthriall dorcha / éadrom 6 / 12. Bhí rochtain ag na francaigh ar mhilseáin chaighdeánacha (Altromin 12, Lage, an Ghearmáin, 1324 g / 4 g saille (F), carbaihiodráití 100 g / 52.5 g (CH), próitéin 100 g / 19 g (P)) sa bhreis ar bianna tástála agus sconna uisce ad libitum i rith an staidéir ar fad. Baineadh úsáid as bianna tástála le cóimheasa difriúla F (ola lus na gréine, a ceannaíodh ó ollmhargadh áitiúil) agus CH (maltodextrin, dextrin 100 ó stáirse arbhar Indiach, Fluka, an Ghearmáin), measctha le 15% STD púdraithe chun comparáid a dhéanamh idir an ghníomhaíocht faoi seach chun iontógáil bia a spreagadh . Cuireadh STD Púdraithe leis chun na tionchair uigeachta agus céadfacha ar an tomhaltas a íoslaghdú. Mar bhia tagartha do na tástálacha iompraíochta go léir, úsáideadh meascán de 50% STD púdraithe, 50% F, agus 17.5% CH, a bhfuil comhdhéanamh F / CH an-chosúil leis mar sliseanna prátaí 32.5% i STD agus gur úsáideadh é mar samhail do sceallóga prátaí 50% i STD roimhe seo13. Ina theannta sin, thástáil muid bianna comhdhéanta de 50 STD púdraithe le breiseanna na meascán seo a leanas de F agus CH (% F /% CH): 5 / 45, 10 / 40, 17.5 / 32.5, 25 / 25, 30 / 20, 35 / 15, 40 / 10, 45 / 5, agus 50 / 0, agus 50 / 20. I bhfianaise chomhdhéanamh STN XX, an bia tagartha atá san iomlán (% F /% CH) 59 / 7, na bianna tástála eile 71 / 12, 66 / 20, 59 / 27, 51 / 32, 46 / 37, 41 / 42, 36 / 47, 31 / 52, agus 26 / 9. Bhí an t-ábhar a bhí i ngach comhpháirt eile de STD púdraithe cosúil le próitéin (3%), snáithín (3.5%), nó mianraí (fuinseog, XNUMX) i gcónaí i ngach bia tástála.
Rinneadh an iontógáil fuinnimh a bhí ag brath ar an mbia tástála faoi seach a ríomh trí mhéid ionghabhála an bhia tástála a iolrú lena ábhar fuinnimh faoi seach. Rinneadh an cion coibhneasta a rinne bia tástála amháin le suim an bhia tástála ionghabhála agus rinneadh tagairt dó trí mhéid an bhia tástála faoi seach a roinnt leis an iontógáil bia tástála agus an tagairt iomlán.
Taifeadadh na sonraí iompraíochta do ghníomhaíocht iontógáil fuinnimh agus innill ghluaiste a bhaineann le beathú
Taifeadadh sonraí iompraíochta mar a tuairiscíodh roimhe seo3. Go hachomair, tomhaiseadh iontógáil bia tástála ar bhonn laethúil agus ríomhadh iontógáil fuinnimh trí mhais an bhia tástála ionghabhála a iolrú leis an ábhar fuinnimh faoi seach. Rinneadh gníomhaíocht innill ghluaiste a bhaineann le beathú a chainníochtú trí phictiúir ceamara gréasáin a tógadh gach 10 soicind ón gcliabhán. Sainmhíníodh comhaireamh amháin mar “taispeánann aon francach gníomhaíocht ghluaisteáin in aice le dáileoir bia amháin”. Do mheastóireacht staitistiúil rinneadh t-thástálacha mac léinn (dhá-leacán) ag baint úsáide as an meánluach (gníomhaíocht iontógála fuinnimh nó innill gaolmhar) le linn laethanta 7 (TP nó MnP) in aghaidh an chaighean (n = 4 cages, le francaigh 16 san iomlán gach grúpa).
Taifeadadh patrún gníomhaíochta inchinne iomlán ag MEMRI
Bhí francaigh Wistar Fireann (an meáchan tosaigh 261 ± 19 g, a ceannaíodh ó Charles River, Sulzfeld, an Ghearmáin) á gcoimeád i dtimthriall dorcha / éadrom 12 / 12 h roinnte go randamach ina dhá ghrúpa. Bhí rochtain lib libumum ag an dá ghrúpa ar ghnáth-mhillíní cré (Altromin 1324, Altromin, Lage, an Ghearmáin) thar chúrsa iomlán an staidéir.
Fuair grúpa amháin (n = 16, meáchan coirp tosaigh 256 ± 21 g) STD púdraithe (Altromin 1321) agus fuair an grúpa eile (n = 16, meáchan coirp tosaigh 266 ± 16 g) meascán de 35% F (ola lus na gréine, ceannaíodh ó ollmhargadh áitiúil é) agus 65 CH CH (maltodextrin, dextrin 15 ó stáirse arbhar Indiach, Fluka, Taufkirchen, an Ghearmáin) chomh maith leis na gnáth-mhillíní sceana. Reáchtáladh an staidéar reatha i gcomhthreo leis an staidéar a foilsíodh roimhe seo ar sceallóga prátaí3, ionas go bhféadfaí an grúpa rialaithe céanna a úsáid chun uas-inchomparáideacht na dtacar sonraí a cheadú.
MEMRI (ar sheicheamh 4.7 TI) ag baint úsáide as seicheamh cothromaithe modhnaithe modhnaithe Fourier (MDEFT), baineadh úsáid as chun an ghníomhachtú inchinn a mhapáil le rún breá 109 × 109 × 440 μm (le haghaidh sonraí féach Hoch et al. 20133). Toisc go bhfuil íogaireacht MEMRI níos ísle i gcomparáid leis na tástálacha tosaíochta, cuireadh na bianna tástála i láthair ar feadh tréimhse níos faide. Éilíonn taifeadtaí comhchruinnithe ard coibhneasta de mhangainéis ghníomhaire codarsnachta a d'fhéadfadh a bheith tocsaineach, a shroicheann an inchinn ach cúpla uair an chloig tar éis an iarratais. Fo-iarsmaí diúltacha ar fhiseolaíocht bhunúsach agus iompar na n-ainmhithe a sheachaint mar gheall ar instealladh an tuaslagáin de chlóiríd mhangainéise i ndáileoga atá leordhóthanach do thomhas MEMRI, d’fhreastalaíonn caidéil osmotic ar chur i bhfeidhm milis mhangainéise neamhthocsaineach , a chnuasaigh i gceantair ghníomhachtaithe na n-inchinn le linn chúrsa lánaimseartha na tréimhse tástála bia 7 lá28. Tá cur síos déanta roimhe seo ar dhearadh staidéir, ar ullmhú na gcaidéal osmotic, ar pharaiméadair do thomhais MRI, ar phróiseáil sonraí chomh maith le taifeadadh ghníomhaíocht innill iontógála agus beathaithe.3. Cláraíodh luachanna bunaidh MRI na hinchinne deighilte in aghaidh an ainmhí le sreabhadh oibre clárúcháin neamh-dhocht3. Bunaithe ar na tacair shonraí chláraithe seo rinneadh anailís mhoirfiméadrach bunaithe ar voxel agus rinneadh na paraiméadair staitistiúla a bhí mar thoradh air a shamhlú. Rinneadh tástálacha mac léinn Z-Score-bhunaithe chun difríochtaí suntasacha a bhrath i ngníomhachtú inchinne. Maidir le léirshamhlú 3D ar dháileadh na struchtúr inchinne atá gníomhachtaithe go suntasach, rinneamar ionadaíocht ar gach struchtúr inchinne mar sféar ag a lárlár domhantarraingthe. Díorthaíodh na comhordanáidí ó atlas inchinne digiteach 3D. Baineadh úsáid as ga gach sféir chun a leibhéal suntasachta a chódú agus na cóid scáthaithe déine an difríocht ghníomhaíochta do DTS.
eolas breise
Conas an t-alt seo a lua: Hoch, T. et al. Socraíonn cóimheas saille / carbaihiodráit ach ní dlús fuinnimh fuinneamh iontógáil bia agus gníomhaíonn sé réimsí luach saothair inchinne. Sci. Ionadaí. 5, 10041; doi: 10.1038 / srep10041 (2015).
tagairtí
- 1.
La Fleur, SE, Luijendijk, MCM, van der Zwaal, EM, Brans, MAD & Adan, RAH An francach snacála mar shamhail de mhurtall an duine: éifeachtaí aiste bia saor-shaill ard-shaill ar phatrúin béilí. Int. J. Obes. 38, 643 – 649 (2014).
· 2.
Berthoud, H.-R. Conairí homeostatic agus neamh-homeostatic páirteach i rialú iontógáil bia agus cothromaíocht fuinnimh. Otracht. 14 S8, 197S – 200S (2006).
· 3.
Hoch, T., Kreitz, S., Gaffling, S., Pischetsrieder, M. & Hess, A. Íomháú athshondais mhaighnéadach feabhsaithe do mhangainéis chun mapáil a dhéanamh ar phatrúin gníomhaíochta inchinne iomláin a bhaineann le hiontógáil bia sneaice i bhfrancaigh chothaithe ad libitum. PLoS ONE. 8, e55354; 10.1371 / journal.pone.0055354 (2013).
· 4.
Volkow, ND & Wise, RA Conas is féidir le andúil drugaí cabhrú linn murtall a thuiscint? Nat. Neurosci. 8, 555 – 560 (2005).
· 5.
Berthoud, H.-R. Tiomáineann meitibileach agus hedonach i rialú néata an goile: cé hé an saoiste? Curr. Tuairim. Neurobiol. 21, 888 – 896 (2011).
· 6.
Gearhardt, AN, Grilo, CM, DiLeone, RJ, Brownell, KD & Potenza, MN An féidir le bia a bheith andúileach? Impleachtaí sláinte poiblí agus beartais. Andúile. 106, 1208 – 1212 (2011).
· 7.
Hebebrand, J. et al. Tugann “andúile a ithe”, seachas “andúil bia”, faoi iompar itheacháin atá cosúil le andúile. Neurosci. Biobehav. Rev. 47, 295 – 306 (2014).
· 8.
Epstein, DH & Shaham, Y. Francaigh ag ithe cáise agus an cheist faoi andúil bia. Nat. Neurosci. 13, 529 – 531 (2010).
· 9.
DiLeone, RJ, Taylor, JR & Picciotto, MR An feachtas le hithe a ithe: comparáidí agus idirdhealú idir meicníochtaí luach saothair agus andúil drugaí. Nat. Neurosci. 15, 1330 – 1335 (2012).
· 10.
Kenny, PJ Meicníochtaí ceallacha agus mhóilíneacha coitianta i otracht agus andúile drugaí. Nat. Rev. Neurosci. 12, 638 – 651 (2011).
· 11.
Rollaí, BJ & Bell, EA Glacadh saille agus carbaihiodráit: ról an dlús fuinnimh. Eur. J. Clin. Nutr. 53 (Suppl 1), S166 – 173 (1999).
· 12.
Shafat, A., Murray, B. & Rumsey, D. Dlús fuinnimh i réim bia caifitéire ad'fhorbair hyperphagia sa francach. Appetite. 52, 34 – 38 (2009).
· 13.
Hoch, T., Pischetsrieder, M. & Hess, A. Cuirtear iontógáil bia sneaice i bhfrancaigh chothaithe ad libitum leis an meascán saille agus carbaihiodráití. Tosaigh. Síceola. 5, 250; 10.3389 / fpsyg.2014.00250 (2014).
· 14.
Lín, YJ & Koretsky, AP Cuireann ian mangainéise MRI ualaithe le T1 le linn gníomhachtaithe inchinne: Cur chuige maidir le híomhá dhíreach d'fheidhm na hinchinne. Magn. Reson. Med. 38, 378 – 388 (1997).
· 15.
Koretsky, AP & Silva, AC Íomháú athshondais athshondais mhaighnéadach feabhsaithe i mhangainéis (MEMRI). NMR Biomed. 17, 527 – 531 (2004).
· 16.
Berridge, KC Pléisiúir na hinchinne. Brain Cogn. 52, 106 – 128 (2003).
· 17.
Haber, SN & Knutson, B. An ciorcad duaise: ag nascadh anatamaíochta príomha agus íomháithe daonna. Neuropsychopharmacology 35, 4 – 26 (2010).
· 18.
Epping-Jordan, MP, Markou, A. & Koob, GF Chuir an freasadóir gabhdóra dopamine D-1 SCH 23390 isteach i núicléas leaba an tsleamhnaigh den stria terminalis laghdaíodh an treisiú cóicín sa francach. Brain Res. 784, 105 – 115 (1998).
· 19.
Martin-Fardon, R., Ciccocioppo, R., Aujla, H. & Weiss, F. Le linn an fho-luchtaithe droma tá idirghabháil choinníollaithe a fháil ar ais. Neuropsychopharmacology. 33, 1827 – 1834 (2008).
· 20.
Limpens, JHW, Damsteegt, R., Broekhoven, MH, Voorn, P. & Vanderschuren, LJMJ Déanann díghníomhaíocht chógaseolaíoch na cortex réamhléimnigh aithris ar luach saothair éigeantach ag lorg francaigh. Brain Res.; 10.1016 / j.brainres.2014.10.045 (2014).
21.
Bellinger, LL & Bernardis, LL An núicléas hypothalamic droma agus a ról maidir le hiompú agus rialáil mheáchan coirp: ceachtanna a foghlaimíodh ó staidéir lotnaideacha. Physiol. Behav. 76, 431 – 442 (2002).
· 22.
Stratford, TR & Wirtshafter, D. Instealltaí muscimol isteach san núicléas thalmach paraachchuraclaim, ach ní núicléis thalamach mediodorsal, aslú beathú i bhfrancaigh. Brain Res. 1490, 128 – 133 (2013).
· 23.
Harrold, JA, Dovey, TM, Blundell, JE & Halford, JCG Rialáil a dhéanamh ar goile. Neuropharmacology 63, 3 – 17 (2012).
· 24.
Berthoud, H.-R. Rialú néata ar goile: caint idir córais homeostatic agus neamh-homeostatic. Appetite. 43, 315 – 317 (2004).
· 25.
Berridge, KC Luach saothair bia: Foshraitheanna inchinne ar mian leo agus ar mian leo. Neurosci. Biobehav. Rev. 20, 1 – 25 (1996).
· 26.
Voorhies, AC & Bernstein, IL Ionduchtú agus léiriú an aigéid salainn: éifeachtaí ar Fos léiriú i núicléis accumbens. Behav. Brain Res. 172, 90 – 96 (2006).
· 27.
Beauchamp, GK & Bertino, M. Ní fearr le rataí (Rattus norvegicus) bia soladach saillte. J. Comp. Síceol. 99, 240 – 247 (1985).
· 28.
Eschenko, O. et al. Mapáil de ghníomhaíocht inchinne feidhmiúil i bhfrancaigh atá ag iompar go saor le linn rith deonach ag baint úsáide as MRI feabhsaithe mangainéise: Impleacht do staidéir fhadtéarmacha. Neuroimage 49, 2544 – 2555 (2010).
· 29.
Denbleyker, M., Nicklous, DM, Wagner, PJ, Ward, HG & Simansky, KJ Méadaíonn cur i bhfeidhm gabhdóirí mu-opioid sa núicléas paralach parahrachtach c-Fos léiriú i gceantair forebrain a bhaineann le rialachán caloric, luach saothair agus cognition. Néarchórais 162, 224 – 233 (2009).
· 30.
Hernandez, L. & Hoebel, BG Luach saothair bia agus méadú ar chóicín dopamine eisléire san eoclas accumbens mar a thomhaistear é le microdialysis. Life Sci. 42, 1705 – 1712 (1988).
· 31.
Zahm, DS et al. Fos tar éis féin-riaradh cóicín agus salanda aonfhoirmeach agus arís agus arís eile: an bhéim ar an mbonnmhaireacht agus an abairt a athchalabrú. Neuropsychopharmacology 35, 445 – 463 (2010).
· 32.
Oliveira, LA, Gentil, CG & Covian, MR Ról an limistéir mhúnlaigh in iompar beathúcháin a spreagann spreagadh leictreach an hypothalamus chliathraigh den francach. Braz. J. Med. Biol. Res. 23, 49 – 58 (1990).
· 33.
Chase, MH Daingniú ar an gcomhaontú go bhfuil toirmeasc glycinergic postsynaptic freagrach as atonia codlata REM. Codladh. 31, 1487 – 1491 (2008).
· 34.
Sirieix, C., Gervasoni, D., Luppi, P.-H. & Léger, L. Ról an núicléas paragigantocellular cliathánach sa ghréasán codlata paradoxical (REM): staidéar leictreifiseolaíochta agus anatamaíocha sa francach. PLoS ONE. 7, e28724; 10.1371 / journal.pone.0028724 (2012).
· 35.
Trepel, M. Neuroanatomie. Struktur und Funktion 3rd ed. Urban & Fischer, München, 2003).
36.
Miller, AM, Miller, RB, Obermeyer, WH, Behan, M. & Benca, RM Déanann an pretectum idirghabháil ar rialachán codlata tapa gluaiseachta súl le solas. Behav. Neurosci. 113, 755 – 765 (1999).
· 37.
Léger, L. et al. Néaróin dopaminergic ag léiriú Fos le linn codlata agus codlata paradoxical sa francach. J. Chem. Neuroanat. 39, 262 – 271 (2010).
37.
o
Admhálacha
Tá an staidéar mar chuid den Tionscadal Neurotrition, a fhaigheann tacaíocht ón Tionscnamh Réimsí Allamuigh FAU. Ina theannta sin, gabhaimid buíochas le Christine Meissner as an lámhscríbhinn a léamh profaí.
Faisnéis údair
Cleamhnachtaí
1. Aonad Ceimice Bia, An Roinn Ceimice agus Cógaisíochta, Ionad Emil Fischer, Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Erlangen, An Ghearmáin
o Tobias Hoch
o & Monika Pischetsrieder
2. An Institiúid Cógaseolaíochta Trialach agus Cliniciúla agus Tocsaineolaíochta, Ionad Emil Fischer, Universität Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU), Erlangen, an Ghearmáin
o Silke Kreitz
o & Andreas Hess
3. Lab Aithint Patrún, Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Erlangen, An Ghearmáin
o Simone Gaffling
4. An Scoil Ardteicneolaíochtaí Optúla (SAOT), Universität Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU), Erlangen, An Ghearmáin
o Simone Gaffling
Ranníocaíochtaí
Na turgnaimh a cumadh agus a dhearadh: THMPAH Léirigh na turgnaimh: THAH Anailís ar na sonraí: THSKSGAH Léiríodh na sonraí THMPAH Imoibrithe / ábhair / uirlisí anailíse curtha leis: AHMP Scríobh an páipéar: THMPAH
leasanna iomaíocha
Dearbhaíonn na húdair aon leasanna airgeadais iomaíochta.
Údar comhfhreagrach
Comhfhreagras le Monika Pischetsrieder.
;