Duilgheadasan dopamine dopamine neurotransmission ann an gràdh biadhaidh radaigeach (2009)

Beachdan: tha sgrùdadh a ’nochdadh gu bheil a bhith a’ dèanamh cus de “bhiadh cafeteria” gu reamhrachd a ’leantainn gu lughdachadh ann an ìrean dopamine agus freagairt dopamine blunted gu radain àbhaisteach chow. Ach, bha freagairt radain fhathast aig na radain mu bhiadh a ’chafaidh. Aon de iomadh sgrùdadh a ’sealltainn atharrachaidhean eanchainn coltach ris an fheadhainn a tha air an glacadh le drogaichean. Faodaidh cus caitheamh de dhreachan os-nàdarra de dhuaisean nàdurrach leantainn gu tràilleachd.


Eun-eòlas. 2009 Apr 10; 159 (4): 1193-9. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2009.02.007. Epub 2009 Feb 11.

BM Geiger,a M. Haburcak,a NM Avena,b,c MC Moyer,c BG Hoebel,c agus EN Pothosa,*

Gheibhear an dreach deasaichte deireannach den artaigil seo den artaigil aig Neuroscience

Faic artaigilean eile ann am PMC Dh'ainmich an artaigil foillsichte.

Rach gu:

Abstract

Dh'fhaodadh barrachd caloric ann an reamhrachd daithead a bhith air a stiùireadh le prìomh dhòighean a bhios a ’riaghladh giùlan a tha a’ sireadh dhuaisean. Tha an siostam dopamine mesolimbic, agus an niuclas accumbens gu sònraichte, mar bhunait airson duais bìdh is drogaichean. Rinn sinn sgrùdadh a bheil reamhrachd daithead radan ceangailte ri atharrachaidhean ann an neurotransmission dopaminergic san roinn sin. Chaidh radain Sprague - Dawley a chuir air daithead ann an stoidhle cafaidh gus reamhrachd no daithead obair-lann a bhrosnachadh gus cuideam àbhaisteach a chumail suas. Chaidh ìrean dopamine extracellular a thomhas le ann am vivo microdialysis. Chaidh sgaoileadh dopamine a chaidh a ghluasad gu dealanach a thomhas ex vivo ann an sliseagan coronal de na nucleus accumbens agus an striatum dorsal a ’cleachdadh amperometry fiber carbon fìor-ùine. Thairis air 15 seachdainean, dh ’fhàs radain a bhiadhadh le daithead cafeteria reamhar (> àrdachadh 20% ann an cuideam bodhaig) agus sheall iad ìrean dopamine accumbens extracellular nas ìsle na radain cuideam àbhaisteach (0.007 ± 0.001 vs 0.023 ± 0.002 pmol / sampall; P<0.05). Chaidh sgaoileadh dopamine anns na nucleus accumbens de radain reamhar a bhrosnachadh le dùbhlan daithead cafaidh, ach cha robh e fhathast a ’freagairt ri biadh chow obair-lann. Rianachd d-amphetamine (1.5 mg / kg ip) cuideachd a ’nochdadh freagairt dopamine lagaichte ann am radain reamhar. Sheall deuchainnean a bha a ’tomhas comharra dopamine dealanach ex vivo ann an sliseagan niuclas accumbens freagairt mòran nas laige ann am beathaichean reamhar (12 vs. 25 × 106 moileciuil dopamine gach brosnachadh, P<0.05). Tha na toraidhean a ’sealltainn gu bheil easbhaidhean ann an neurotransmission mesolimbic dopamine ceangailte ri reamhrachd daithead. Dh ’fhaodadh leigeil ma sgaoil dopamine dubhach beathaichean reamhar a dhìoladh le bhith ag ithe biadh“ comhfhurtachd ”palatable, brosnachadh a leig às dopamine nuair a dh’ fhàillig chow obair-lann.

Keywords: niuclas accumbens, striatum, biathadh, cuideam bodhaig, amphetamine, hyperphagia

Tha an àrdachadh luath de reamhrachd daithead ann an comainn tionnsgalach a ’nochdadh gum faodadh gum bi uallach air slighean comharran neo-homeostatic a leigeas le lùth dearbhach lùth fhaighinn. Is e ceist chudromach carson a tha beathaichean deuchainn-lann agus daoine a ’cumail orra ag ithe biadh làn lùth, palatable chun ìre gu bheil iad reamhar. Bho shealladh mean-fhàs, thathar an dùil gun do leasaich an eanchainn siostam gus freagairt ri duaisean nàdurrach, leithid biadh. Tha na h-uidheamachdan meadhanach sin air an gleidheadh ​​thar gnèithean gus dèanamh cinnteach gum mair iad (Kelley and Berridge, 2002) agus b ’urrainn dhaibh eadar-obrachadh le no atharrachadh a dhèanamh air an cuairteachadh a bhios a’ riaghladh cuideam bodhaig. Mar sin, dh ’fhaodadh gum bi cothrom air biadh tlachdmhor buannachdail a’ leantainn gu barrachd caloric agus cuideam a dh ’fhaodadh nach fhaigh innealan a tha air an stiùireadh le homeostasis, a thàinig sa mhòr-chuid san hypothalamus. Is dòcha gu bheil an comasachd seo a ’mìneachadh, gu ìre co-dhiù, na cuibhreannan tuiteamach de reamhrachd daithead.

Tha e follaiseach am measg shiostaman neòil na slighean dopamine mesolimbic, far a bheil fios gu bheil gnìomh dopamine, gu sònraichte anns na h-ionadan nucleus accumbens, a ’toirt buaidh air dòighean neartachaidh. Tha gnìomhachd an t-siostaim seo a ’toirt a-steach àrdachadh ìrean dopamine agus atharrachaidhean ann an tionndadh dopamine às deidh giùlan buannachdail nàdarra leithid biathadh (Hernandez agus Hoebel, 1988; Radhakishun et al., 1988). A bharrachd air an sin, tha fios gu bheil dopamine anns na nucleus accumbens (agus an striatum dorsal ri thaobh) a ’meudachadh le bhith a’ nochdadh brosnachaidhean co-cheangailte ri biadh agus gnìomhachd motair co-cheangailte ri coileanadh bìdh (Mogenson agus Wu, 1982; Bradberry et al., 1991; Salamone et al., 1991). Tha e, mar sin, reusanta a bhith a ’dùileachadh gum faodadh reamhrachd daithead a bhith ceangailte ris a’ chomas mesolimbic dopamine-release de bhiadh àrd-lùth palatable.

Anns an sgrùdadh seo, rinn sinn sgrùdadh a bheil foillseachadh cronail (seachdainean 15) de radain gu daithead cafaidh làn lùth, palatable ag adhbhrachadh atharrachaidhean ann an dopamine accumbens dopamine. Tha an daithead fìor palatable seo soirbheachail ann a bhith a ’brosnachadh reamhrachd daithead ann am radain agus is e am fear as buntainniche do leasachadh reamhrachd daonna (Sclafani agus Springer, 1976). A bharrachd air an sin, leig an daithead cafaidh dhuinn eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar roghainnean àrd-geir agus àrd-gualaisg agus an robh na roghainnean sin a ’toirt buaidh air leigeil dopamine mesolimbic. Fhuair sinn a-mach gun tug radain Sprague - Dawley a ’mhòr-chuid den bhiadh caloric làitheil aca bho stòran àrd-gualaisg agus leasaich iad reamhrachd air a bhrosnachadh le daithead (DIO). A bharrachd air an sin, sheall iad leigeil ma sgaoil dopamine basal dubhach anns na nucleus accumbens agus freagairt dopamine lagaichte gu biadh chow àbhaisteach no rianachd siostamach de d-amphetamine.

MODHAN-OBRACH

Animals

Chaidh radain boireann Sprague - Dawley radain (Taconic, Hudson, NY, na SA) a mhaidseadh airson cuideam bodhaig 300 g gach fear aig aois mìosan 3. Chaidh beathaichean boireann a thaghadh oir, an taca ri radain fhireann, tha cuideam bodhaig boireann a chaidh a bhiadhadh le obair-lann gu ìre mhath seasmhach thar ùine. Bha beathaichean a ’fuireach leotha fhèin san aon rùm fo chearcall solais / dorcha cùil 12-h (solais air: 6 f, solais dheth: 6 am). Fo na cumhaichean sin cha do choimhead sinn buaidh sam bith aig an ìre rothaireachd estrous air leigeil às dopamine mesolimbic (Geiger et al., 2008). Chaidh a h-uile beathach a chleachdadh a rèir stiùiridhean foillsichte Institiudan Nàiseanta Slàinte na SA (NIH) agus Comataidh Institiùdail Cùram is Cleachdadh Bheathaichean (IACUC) Oilthigh Tufts agus Ionad Meidigeach Tufts. Chaidh a h-uile oidhirp a dhèanamh gus an àireamh de bheathaichean a chaidh a chleachdadh a lughdachadh gus cleachdadh agus fulangas bheathaichean a lughdachadh.

Dèanamh daithead cafaidh

Chaidh beathaichean a roinn anns a ’bhuidheann DIO cafeteria (cuideachd air a mhìneachadh mar a’ bhuidheann reamhar daithead gu h-ìosal) agus a ’bhuidheann obair-lann le biadh chow (buidheann cuideam àbhaisteach). Chaidh a h-uile buidheann a bhiadhadh ad libitum. Bha an daithead cafeteria a ’toirt a-steach co-phàirtean àrd geir mar Crisco (giorrachadh glasraich 33%, pùdar 67% Purina), salami, càise cheddar agus ìm cnò-bhainne; agus co-phàirtean àrd-gualaisg leithid bainne co-dhlùthaichte milis (branda Magnolia measgaichte le uisge, 1: 1), briosgaidean sliseag seoclaid, seoclaid bainne, bananathan, marshmallows agus fuasgladh sucrose 32%. Thathar air sealltainn gu bheil an daithead fìor palatable seo gu math èifeachdach ann a bhith a ’brosnachadh reamhrachd daithead ann am radain agus a’ comharrachadh leasachadh reamhrachd daonna (Sclafani agus Springer, 1976). Bha gach pàirt ri fhaighinn an-còmhnaidh agus ag atharrachadh ceithir tursan san t-seachdain. Chaidh a ’bhuidheann cafeteria DIO, a bharrachd air biadh blasda, a thoirt seachad cuideachd ad libitum ruigsinneachd gu obair-lann Purina. Gus roghainnean daithead a chomharrachadh, chaidh an ìre de gach pàirt den daithead cafaidh a thomhas thairis air dà ùine 48-h rè an aonamh seachdain deug den daithead. Chaidh cuideaman bodhaig a chlàradh aon uair gach seachdain.

Inneal-lannsa stereotaxic

Chaidh lannsaireachd stereotaxic a dhèanamh tron ​​t-seachdain 7 den sgrùdadh (n= 24 cafeteria DIO radain, n= Radain chow obair-lann 32). Chaidh beathaichean a thoirt anesthetized le ketamine (60 mg / kg ip) agus xylazine (10 mg / kg ip) airson a bhith a ’cuir a-steach cannulas treòrachaidh 10 mm dà-thaobhach, tomhas 21 a tha ag amas air sgìre slige nucleus accumbens slige. Bha na co-chomharran stereotaxic 10 mm anterior gu neoni eadar-dhruim-altachain, 1.2 mm fadalach gu na sinus midsagittal agus 4 mm ventral gu uachdar claigeann ìre. Leudaich am fiber dialysis probe ventral 4 mm eile gus an làrach targaid a ruighinn (Paxinos agus Watson, 2007). Às deidh obair-lannsa, chaidh a h-uile beathach a thilleadh chun na cèidsichean aca agus lean iad air an clàr daithead aca.

Microdialysis agus cromatagrafaidheachd lionn àrd-choileanadh le modh lorg electrochemical (HPLC-EC)

Chaidh microdialysis a dhèanamh rè seachdain 14 den sgrùdadh gus leigeil le faighinn seachad air lannsaireachd gu leòr. Airson gach seisean microdialysis chaidh beathaichean a chuir leotha fhèin ann an cèidsichean microdialysis agus chaidh probes a chuir anns na cannulas microdialysis 12 - 15 h mus deach a ’chiad sampall a chruinneachadh. Chaidh làrach an in-steidhidh (clì an aghaidh deas) a cho-chothromachadh. Bha probes microdialysis den t-seòrsa co-chearcallach, air an dèanamh gu h-ionadail agus tha iad air faighinn seachad air 10% de neurochemicals ann an ann vitro deuchainnean mar a chaidh a mhìneachadh na bu tràithe (Hernandez et al., 1986). Chaidh na probes a shàthadh le fuasgladh Ringer (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.4 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaN2PO4) aig ìre 1 ° µl / min. Chaidh an dialysate a chruinneachadh ann an criathraidean 40 µl anns a bheil 5 µl de stuth-gleidhidh (0.1 M HCl agus 100 ° µM EDTA) gus oxidachadh monoamines a dhèanamh nas slaodaiche. Thòisich cruinneachadh de shamhlaichean ann am meadhan a ’chearcall dhorcha, agus chaidh a h-uile biadh a thoirt air falbh 3 h mus deach samplachadh a dhèanamh airson gach beathach. Chaidh sampaill a chruinneachadh aig amannan 30-min airson co-dhiù 2 h den bhun-loidhne, agus an uairsin stealladh siostamach de d-amphetamine (1.5 mg / kg ip; Sigma, St. Louis, MO, USA). Bho gach sampall, chaidh 25 µl de dialysate a thoirt a-steach do shiostam amperometric Antec HPLC-EC (GBC, Inc., Boston, MA, na SA) le colbh Rainin 10 cm agus bufair ìre gluasadach fosfáit, a tha a ’sgaradh agus a’ lorg dopamine, agus na metabolites dopamine searbhag dihydroxyphenylacetic (DOPAC) agus searbhag homovanillic (HVA). Chaidh na stùcan a thàinig às an uairsin a thomhas agus a chlàradh. Chaidh suidheachadh an probe microdialysis anns an làrach targaid a dhearbhadh aig deireadh an deuchainn le sgrùdadh histological air an t-slighe probe às deidh an eanchainn a rèiteachadh le paraformaldehyde.

Do bheathaichean air an toirt seachad dùbhlan obair-lann 30-min no dùbhlan biadh daithead cafeteria an àite d-amphetamine, bha biadh aig a h-uile buidheann airson 12 h ron deuchainn microdialysis gus dèanamh cinnteach gu robh brosnachadh gu leòr ann airson ithe.

Electrophysiology slice

Chaidh brains radan a chuir gu sgiobalta a-steach do lionn cerebrospinal fuadain le ocsaidean fuar (aCSF) air vibratome Leica VT1000S (Leica Microsystems, Wetzlar, a ’Ghearmailt), agus chaidh an gearradh ann an sliseagan coronal 300 µm. Anns an amar sliseag bha aCSF (124 mM NaCl, 2.0 mM KCl, 1.25 mM KH2PO4, 2.0 mM MgSO4, 25 MM NaHCO3, 1.0 mM CaCl2, 11 mM glucose, pH = 7.3). Às deidh 1 h ann an sliseagan aCSF chaidh an gluasad chun t-seòmar clàraidh le perfusion de aCSF oxygenated air a shuidheachadh gu 1 ml / min aig 37 ° C. Chaidh electrodan fiber carbon, 5 µm ann an trast-thomhas, le uachdar air an gearradh às ùr a chur anns an t-slige niuclas accumbens no striatum dorsal ~ 50 µm a-steach don t-sliseag, leis an electrod iomraidh (uèir Ag / AgCl) air a chuir a-steach don amar aCSF agus an bholtadh suidhichte gu + 700 mV (Axopatch 200 B, Axon Instruments Inc., Union City, CA, USA). Chaidh an uèir bipolar, toinnte, dealan brosnachail (trast-thomhas uèir 0.005 ann an: MS 303 / 3, Plastics One, Inc., Roanoke, VA, na SA) a chuir taobh a-staigh 100 - 200 µm den electrod fiber carbon. Chaidh brosnachadh gnàthach monophasic seasmhach de 2 ms aig + 500 µA a lìbhrigeadh le neach-brosnachaidh brosnachaidh Isoflex (AMPI, Inc., Ierusalem, Israel) air a phiobrachadh le inneal-brosnachaidh seasmhach-gnàthach (Model S88; Grass Technologies, West Warwick, RI, USA) . Chaidh freagairt an electrod amperometric (atharrachadh sa bhun-loidhne) a sgrùdadh agus a thomhas le bathar-bog Superscope (GW Instruments, Inc., Somerville, MA, USA). Chaidh electrodes a calibratachadh ro agus às deidh an cleachdadh le voltammograms air an toirt air falbh bhon chùl (còig tonnan air an cur an sàs agus cuibheasach, 300 V / s, −400 gu + 1000 mV, ann a bhith a ’clàradh meadhanach agus meadhanach le 10 µM ​​dopamine). Chaidh stùcan amperometric a chomharrachadh mar thachartasan nas motha na 3.5 × fuaim rms a ’bhun-loidhne. B ’e leud an tachartais an ùine eadar (a) an intercept bun-loidhne den leathad as àirde bhon bhun-loidhne chun a’ chiad phuing a chaidh thairis air an gearradh agus (b) a ’chiad phuing dàta às deidh an amplitude as àirde a chlàraich luach ≤0 pA. An leud as motha (imax) den tachartas b ’e an luach as àirde taobh a-staigh an tachartais. Gus an àireamh iomlan de mholacilean a dhearbhadh (N) air a leigeil ma sgaoil, chaidh cosgais iomlan an tachartais eadar na intercepts bun-loidhne a dhearbhadh, agus an àireamh de mholacilean a chaidh a thomhas leis an dàimh N= Q /nF, far a bheil Q na chasaid, n an àireamh de electronan a chaidh a thoirt seachad gach moileciuil, agus tha F seasmhach aig Faraday (96,485 C gach co-ionann). Bha tuairmsean stèidhichte air gabhail ri dà electron a chaidh a thoirt seachad airson gach moileciuil oxidichte de dopamine (Ciolkowski et al., 1994).

Micropunches fìne

Cafeteria DIO no radain a tha air am biathadh le chow (nChaidh = 11 / buidheann) a euthanachadh mar anns an deuchainn roimhe seo agus chaidh punndan trast-thomhas 1 mm den striatum droma agus niuclas accumbens a thoirt bho sliseagan eanchainn 300 µm. Bha na punches an uairsin air an toirt a-mach gu fuasgladh 40 mM KCl airson 3 min gus leigeil às dopamine a bhrosnachadh. Chaidh ìrean dopamine extracellular an uairsin a thomhas a ’cleachdadh an dòigh HPLC a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd.

Sgrùdadh dàta

Chaidh ANOVA dà-shligheach (buidheann × ùine) le ceumannan a-rithist agus mion-sgrùdadh Fisher post hoc mar a bha iomchaidh a chleachdadh airson mion-sgrùdadh an dàta microdialysis. Chaidh ANOVA aon-shligheach a chleachdadh airson a h-uile assay eile. Airson na deuchainnean sliseag, chaidh toraidhean bho chòig brosnachadh eadar-dhealaichte air an aon sliseag a chuibheasachd gach sliseag mus deach an ANOVA a ruith. Tha toraidhean air an cur an cèill mar mhearachd ± mearachd àbhaisteach den chuibheas (SEM).

TORAIDHEAN

Is fheàrr le radain reamhar daithead airson biadh a tha gu math blasta

Sheall radain Cafeteria DIO roghainn làidir airson bainne milis (74.4 ± 6.4 g; 241 ± 21 kcal) agus fuasgladh sucrose 32% (31.4 ± 4.1 g; 40 ± 5 kcal) (Fig. 1A, B., F(9,127) = 116.9854, P<0.01). A bharrachd air an sin, dh ’ith na beathaichean sin mòran nas lugha den chow Purina (5.66 ± 1.02 g) an coimeas ris na beathaichean a chaidh a bhiadhadh le chow (54.7 ± 2.3 g; F(1,27) = 419.681, P<0.01). Às deidh 14 seachdainean air daithead a ’chafaidh, fhuair radain 53.7% de chuideam a’ chuirp aca gu cuideam deireannach de 444.9 ± 19.0 g. Às deidh an aon ùine, ràinig radain air chow obair-lann cuideam deireannach de 344.0 ± 10.8 (Fig. 2A).

Fig. 1 

Roghainnean co-phàirt daithead cafaidh ann an radain reamhar. Tha caitheamh cuibheasach de phàirtean daithead cafeteria ann an gram (A) agus kcal (B) thairis air dà ùine 48-h rè seachdain 11 de regimen daithead a ’sealltainn roghainn airson bainne milis agus fuasgladh sucrose (cuibheas ± SEM; ...
Fig. 2 

Tha ìrean dopamine accumbens dopumb basal, amphetamine- agus obair-lann air an lughdachadh ann am radain reamhar daithead. (A) Bha cuideam bodhaig radain DIO cafeteria rè ùine 14-seachdain mòran nas motha na an obair-lann air a bhiadhadh le chow ...

Tha dopamine basal ìosal aig radain reamhar daithead agus lughdachadh dopamine air a bhrosnachadh le amphetamine

Aig seachdain 14 den sgrùdadh, sheall radain cafeteria DIO ìrean dopamine extracellular nas ìsle anns na nucleus accumbens, an coimeas ri radain a bhiadhadh le obair-lann (sampall 0.007 ± 0.001 pmols / 25 µL vs sampall 0.023 ± 0.002 pmols / 25 µL; fa leth, Fig. 2B, F(1,19) = 11.205; P<0.01), mar a chaidh a thomhas le ann am vivo microdialysis. Chaidh ìrean bun-loidhne de na metabolites dopamine, DOPAC agus HVA, a lorg cuideachd gu math nas ìsle anns na radain DIO cafeteria. B ’e ìrean DOPAC ann an cafeteria radain DIO 3.13 ± 0.42 vs 8.53 ± 0.56 pmol ann an radain a bha air am biathadh le chow (F(1,10) = 14.727, P<0.01). Bha ìrean HVA aig 1.0 ± 0.28 vs 4.28 ± 0.33 pmol fa leth (F(1,20) = 6.931, P<0.05). Às deidh bun-loidhne seasmhach de dopamine a stèidheachadh, fhuair radain stealladh 1.5 mg / kg ip de amphetamine. Cha robh an leigeil a-mach iomlan de ìrean dopamine brosnachail nas lugha ann an radain DIO cafeteria an coimeas ri beathaichean le biadh bho chow (Fig. 2B, F(9,162) = 2.659, P

Bidh radain reamhar daithead a ’leigeil às dopamine anns na nucleus accumbens nuair a bhios iad ag ithe biadh a tha gu math blasta, chan e chow obair-lann sìmplidh

Fig. 2D a ’sealltainn nach do mheudaich na h-ìrean de dopamine extracellular anns a’ chafaidh DIO radain mar fhreagairt do bhiadh de chow obair-lann. Dh'ith beathaichean gu cuibheasach 1.3 ± 0.4 g de chow thairis air 30 min. Ach, nuair a bhios fo-sheata de na beathaichean sin (nChaidh = 8) an uairsin a thoirt dha daithead a ’chafaidh airson 30 min, mheudaich dopamine 19.3% bho 0.027 ± 0.003 gu 0.033 ± 0.004 pmols / sampall 25 µL (F(11,187) = 8.757, P<0.05). Mheudaich ìrean DOPAC cuideachd 17.13% ± 6.14%. An coimeas ri sin, chaidh ìrean dopamine anns an obair-lann de bheathaichean le biadhadh chow suas 51.10% ± 17.31% (F(7,119) = 3.902, P<0.05) 1 h às deidh biadh a ’chow (bhiodh beathaichean ag ithe gu cuibheasach 5.7 ± 0.8 g, mòran a bharrachd air na beathaichean DIO; F(1,33) = 26.459, P<0.01). Ach, chan eil sinn an dùil gur e an in-ghabhail bìdh as ìsle le na beathaichean DIO an adhbhar dìreach airson dìth leigeil às dopamine anns na beathaichean sin bho chaidh aithris gu bheil toirt a-steach biadh cho ìosal ri 0.6 g a ’brosnachadh sgaoileadh dopamine ann an niuclas accumbens radain (Martel agus Fantino, 1996). A bharrachd air an sin, tha sgrùdaidhean eile air sealltainn nach eil eadar-dhealachaidhean anns an uiread de dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil ceangailte gu dìreach ris an ìre de bhiadh a tha an làthair, ach dh ’fhaodadh gum bi buaidh aig brosnachaidhean eile orra leithid ìre satiety an ainmhidh, palatability agus buaidhean ùr-nodha a’ bhidhe a tha air a thaisbeanadh (Hoebel et al., 2007). Cha deach daithead cafaidh a thoirt seachad mar dhùbhlan do bheathaichean le biadhadh obair-lann oir bhathar an dùil gun toireadh e buaidh ùr-nodha a dh ’adhbhraicheadh ​​coimeas sam bith ri beathaichean DIO a’ chafaidh.

Tha sgaoileadh dopamine air a bhrosnachadh gu dealanach air a lughdachadh ann an sliseagan eanchainn coronaich gruamach bho radain reamhar daithead

Fig. 3A a ’sealltainn lorgan amperometric riochdachail bho sliseagan sligean niuclas accumbens de radain reamhar àbhaisteach vs daithead (n= Spreagadh 30 ann an seachd sliseagan vs brosnachadh 24 ann an còig sliseagan fa leth). Bha radain CIOeteria DIO air sgaoileadh dopamine a bha air a tharraing gu dealanach nas ìsle na radain a bhiadhadh le obair-lann (12 × 106± 4 × 106 vs 25 × 106± 6 × 106 moileciuil; Fig. 3B, F(1,52) = 2.1428, P<0.05). Tha an eadar-dhealachadh seo ann an leigeil ma sgaoil dopamine a ’nochdadh an dà chuid lùghdachadh ann am meud tachartais (5.16 ± 1.10 pA ann an cafaidh DIO radain vs 7.06 ± 0.80 pA ann an radain a tha air am biathadh le chow; Fig. 3C, F(1,52) = 2.4472, P<0.05) agus leud (2.45 ± 0.73 s ann an radain DIO cafeteria vs 4.43 ± 0.70 s ann an radain a tha air am biathadh le chow, obair-lann, Fig. 3D, F(1,52) = 3.851, P

Fig. 3 

Sgaoileadh dopamine falaichte bho na niuclas accumbens ann an sliseagan eanchainn (A) lorgan riochdachail bho niuclas coronal acute accumbens sliseagan de bheathaichean le biadhadh chow (mullach; n= Spreagadh 30 ann an seachd sliseagan) agus beathaichean DIO cafeteria (bonn; n= 24 brosnachadh ...

Fig. 4 a ’sealltainn gu robh na h-aon ghluasadan an làthair ann an sliseagan striatal dorsal de na radain reamhar daithead. Lorgan riochdaire bhon obair-lann chow-fed (n= Spreagadh 31 ann an seachd sliseagan) agus cafeteria DIO (n= Tha brosnachadh 15 ann an ceithir sliseagan) buidhnean air an sealltainn ann an Fig. 4A. B ’e an sgaoileadh dopamine dealanach bhon striatum 0.8 × 106± 0.1 × 106 ann an cafeteria radain DIO vs 44 × 106± 11 × 106 moileciuil (Fig. 4B, F(1,45) = 6.0546, P<0.01) anns an obair-lann beathaichean le biadh chow. A-rithist tha seo a ’nochdadh lùghdachadh ann am meud an tachartais (2.77 ± 0.42 vs. 9.20 ± 1.88 pA; F(1,45) = 7.8468, P<0.01) agus leud (0.22 ± 0.03 vs. 5.90 ± 0.98 s; F(1,45) = 17.2823, P<= 0.01) anns a ’bhuidheann DIO cafeteria (Fig. 4C, 4D).

Fig. 4 

Sgaoileadh dopamine falaichte bhon striatum droma ann an sliseagan eanchainn. (A) lorgan riochdachail bho sliseagan striatum dorsal coronal de bheathaichean le biadhadh chow (mullach; n= Spreagadh 31 ann an seachd sliseagan) agus beathaichean DIO cafeteria (bonn; n= Spreagadh 15 a-steach ...

Tha sgaoileadh dopamine air a bhrosnachadh le potasium ann am micropunches clò air a lughdachadh anns na nucleus accumbens agus striatum de radain reamhar daithead

Chaidh ìrean dopamine extracellular às deidh brosnachadh KCl a thomhas le HPLC-EC agus tha iad air an sealltainn a-steach Fig. 5. B ’e ìrean dopamine extracellular 0.16 ± 0.08 pmol / sampall ann am micropunches accumbens de bheathaichean reamhar (n= 10 micropunches) an coimeas ri 0.65 ± 0.23 pmol / sampall anns na micropunches bho na beathaichean smachd (n= 11 micropunches; Fig. 5A; F(1,19) = 4.1911, P<0.01). Bha ìrean dopamine extracellular aig 5.9 ± 1.7 pmol / sampall anns na micropunches striatal bho reamhar (n= 8 micropunches) radain agus 11.3 ± 1.9 pmol / sampall san aon làrach bho smachd (n= 11 micropunches) radain (Fig. 5B; F(1,17) = 7.5064, P

Fig. 5 

Ìrean dopamine extracellular bho micropunches teannachaidh air a bhrosnachadh le potasium. Meud dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil bho (A) niuclas accumbens (n= 11 micropunches bho gach buidheann) agus (B) striatum dorsal (n= 8 micropunches bho reamhar agus n= 11 micropunches bho smachdan) ...

SGEULACHDAN

Anns an sgrùdadh seo, dh ’fhàs radain reamhar bho bhith ag ithe daithead cafaidh le roghainn de bhiadhan àrd-gualaisg. Anns an stàit reamhar aca, bha dopamine extracellular basal nas ìsle aca a bharrachd air dopamine air a bhrosnachadh le chow no amphetamine anns na nucleus accumbens. Ann an sgrùdaidhean a ’cleachdadh drogaichean mì-ghnàthachaidh, obraichidh beathaichean gus ìrean dopamine a chumail anns na nucleus accumbens os cionn ìre sònraichte (Wise et al., 1995a,b; Ranaldi et al., 1999). Anns an sgrùdadh a tha ann an-dràsta, is e biadh blasta a th ’anns an“ stuth ”air a dhroch chleachdadh, agus mar sin tha an dopamine ìosal extracellular anns na accumbens a’ leantainn gu barrachd caitheamh de bhiadh palatable.

Sheall radain reamhar cuideachd ìrean lùghdaichte de dopamine air a bhrosnachadh le dealan ann an sliseagan eanchainn agus dopamine air a bhrosnachadh le potasium ann am micropunches teann bhon niuclas accumbens agus striatum dorsal. Mar sin tha easbhaidh presynaptic sa mheadhan ann an exocytosis dopamine ri fhaicinn ann an reamhrachd daithead leis gu bheil trom-inntinn de sgaoileadh dopamine falaichte an làthair ann am vivo, ann an sliseagan eanchainn striatal agus accumbal acrach agus ann am micropunches teann bho bheathaichean reamhar daithead. Tha sinn air buaidh coltach ri seo fhaicinn ann am modail ginteil de thuigse reamhrachd. Anns a ’mhodail seo, tha mRNA agus abairt pròtain de riaghladairean synthesis dopamine agus exocytosis a’ toirt a-steach tyrosine hydroxylase agus an neach-còmhdhail monoamine vesicular neuronal (VMAT2) air an lughdachadh ann an ceàrnaidhean dopamine sgìre teasach ventral (VTA) de bheathaichean reamhrachd (VTA).Geiger et al., 2008). Is e làrach eile a dh ’fhaodadh atharrachadh ro-synaptic an neach-còmhdhail ath-ghabhail dopamine plasma plasma, DAT. Leigidh na sgrùdaidhean electrophysiology slice dhuinn eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar eadar-dhealachaidhean ann an sgaoileadh dopamine an aghaidh cineatics ath-ghabhail. Tha an eadar-dhealachadh ann an leud spike a ’moladh ann am prionnsapal gur dòcha gu bheil beathaichean ainmhidhean reamhar chan e a-mhàin air an leigeil ma sgaoil nas lugha ach cuideachd atharrachaidhean ann an ath-ghlacadh air sgàth eadar-dhealachaidhean ann an làraichean còmhdhail DAT gnìomhach air an membran plasma. Ann an geir Zucker (fa / fa) chaidh radain, ìrean mRNA nas àirde den neach-còmhdhail DAT a chlàradh anns an VTA (Figlewicz et al., 1998). Tha an comas air barrachd glanaidh dopamine co-chòrdail ris a ’chomharra dopamine lùghdaichte ann am radain DIO san sgrùdadh seo.

Bu chòir dhuinn a thoirt fa-near nach deach comas leigeil às dopamine amphetamine a lughdachadh anns na beathaichean reamhar (a thaobh atharrachadh sa cheud bhon bhun-loidhne) agus dh ’fhaodadh seo“ co-fheall ”a dhèanamh còmhla ris na h-ìrean iomlan dopamine as ìsle gus brosnachadh bheathaichean reamhar a bhrosnachadh gus dopamine a leigeil ma sgaoil. Tha amphetamine na bhunait lag a tha a ’gluasad dopamine bho na vesicles chun an cytosol agus a’ leantainn gu àrdachadh de dopamine extracellular tro chòmhdhail cùil (Sulzer agus Rayport, 1990). Ann an cùisean de dh ’easbhaidhean mòra ann an amaran vesicular dopamine, mar eisimpleir ann an cùis luchainn easbhaidh còmhdhail VMAT2, bidh in-stealladh amphetamine thar-ghluasadach a’ brosnachadh synthesis dopamine ùr anns an cytosol (Fon et al., 1997). Dh ’fhaodadh àrdachadh thar-ghluasadach air a bhrosnachadh le amphetamine ann an dopamine cytosolic mìneachadh a dhèanamh air an àrdachadh sealach ann an atharrachadh sa cheud de dopamine accumbens anns na beathaichean reamhar thairis air na chaidh fhaicinn ann am beathaichean le cuideam àbhaisteach agus dh’ fhaodadh e cur ri so-leòntachd nam beathaichean reamhar airson dopamine a leigeil ma sgaoil brosnachaidh còmhla ris an fhìor extracellular as ìsle. ìrean dopamine anns na accumbens.

Dè na dòighean a bhiodh dualtach a bhith a ’tomhas easbhaidh dopamine presynaptic ann am beathaichean reamhar agus a’ draibheadh ​​na roghainnean daithead aca? Tha an ceangal eadar roghainn bìdh agus niuclas accumbens dopamine air a shealltainn gu soilleir ann am freagairt blunted nam beathaichean reamhar daithead a bhith a ’tachdadh, ach chan ann ri daithead blasda. Tha na co-dhùnaidhean againn a ’cur ri obair o chionn ghoirid a’ sealltainn gun do chuir agonist gabhadair seòrsa dopamine D1 (D1) ri roghainn radain airson biadh a bha gu math blasta (Cooper agus Al-Naser, 2006). A bharrachd air an sin, tha niuclas accumbens dopamine air a ghnìomhachadh ann am radain a tha air an trèanadh gus a dhol a-steach do shiùcar (Avena et al., 2008), a ’toirt tuilleadh taic do chom-pàirteachadh dopamine sa roghainn airson biadh palatable làn gualaisg. Tha sinn air an easbhaidh dopamine sa mheadhan a chaidh aithris san sgrùdadh seo a nochdadh ann am modalan a bharrachd de reamhrachd, a ’toirt a-steach an ob / ob luchag leptin easbhaidheach agus an radan a-staigh reamhrachd-buailteach (Fulton et al., 2006; Geiger et al., 2008). Mar sin, is dòcha gur e leptin aon chomharra a dh ’fhaodadh a bhith a’ ceangal caitheamh bìdh palatable agus sgaoileadh dopamine accumbens. Ann an daoine le easbhaidh leptin congenital, bidh ath-chur leptin a ’lughdachadh an hyperphagia aca agus ag atharrachadh gnìomhachd an striatum ventral aca a thaobh a bhith a’ faicinn biadh palatable (Farooqi et al., 2007). Ann am radain chaidh a dhearbhadh cuideachd gun lùghdaich leptin fèin-rianachd sucrose (Figlewicz et al., 2006, 2007). Thathar cuideachd air sealltainn gu bheil cuir a-steach orexigenic eile mar ghrelin agus orexin an sàs ann an gnìomhachadh an t-siostam dopamine midbrain (Rada et al., 1998; Helm et al., 2003; Abizaid et al., 2006; Narita et al., 2006). Bhiodh e inntinneach tuilleadh sgrùdadh a dhèanamh air am biodh atharrachadh bheathaichean reamhar daithead gu chow obair-lann àbhaisteach air stèidh cronail a ’cumail suas an roghainn airson biadh palatable agus an fhreagairt dopamine accumbens co-cheangailte ris gu neo-eisimeileach bho na h-atharrachaidhean ris am biodh dùil ann an leptin, ghrelin no orexin agus comharran eile. co-cheangailte ri riaghladh miann.

CO-DHÙNADH

Gu crìch, tha na co-dhùnaidhean san sgrùdadh seo a ’sealltainn gu bheil pàirt deatamach aig an t-siostam dopamine mesolimbic ann an roghainn airson daithead làn lùth, hyperphagia agus an reamhrachd daithead a thig às. Tha na niuclas accumbens agus neurotransmission dopaminergic striatum dorsal dubhach ann am radain reamhar daithead. Faodaidh na beathaichean ìrean dopamine a thoirt air ais airson ùine le bhith ag ithe biadh làn lùth, làn lùth. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’moladh gu bheil cuimseachadh roghnach de riaghladairean presynaptic den t-siostam dopamine mesolimbic a’ dèanamh suas dòigh gealltanach airson làimhseachadh reamhrachd daithead.

Acknowledgments

Fhuair an obair seo taic bho DK065872 (ENP), F31 DA023760 (BMG, ENP), Duais Sàr-mhathais Bunait Teaghlaich Smith ann an Rannsachadh Bith-mheidigeach (ENP) agus P30 NS047243 (Ionad Tufts airson Rannsachadh Neuroscience).

giorrachaidhean

  • aCSF
  • lionn cerebrospinal fuadain
  • Dat
  • neach-còmhdhail membran plasma dopamine
  • DIO
  • reamhrachd air a bhrosnachadh le daithead
  • DOPAC
  • searbhag dihydroxyphenylacetic
  • HPLC-EC
  • cromatagrafaidheachd lionn àrd-choileanadh le lorg dealan-cheimigeach
  • HVA
  • searbhag homovanillic
  • VMAT2
  • neach-còmhdhail monoamine vesicular neuronal
  • VTA
  • s an Ear-Dheas

IOMRAIDHEAN

  1. Abizaid A, Liu ZW, Andrews ZB, Shanabrough M, Borok E, Elsworth JD, Roth RH, Sleeman MW, Picciotto MR, Tschop MH, Gao XB, Horvath TL. Bidh Ghrelin ag atharrachadh gnìomhachd agus eagrachadh cur-a-steach synaptic de neurons dopamine midbrain fhad ‘s a tha iad a’ brosnachadh miann. J Clin Tasgadh. 2006; 116: 3229 - 3239. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  2. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Fianais air tràilleachd siùcair: buaidhean giùlain agus neurochemical aig toirt a-steach sùgh mòr, siùcair. Neurosci Biobehav An t-Urr. 2008; 32: 20 – 39. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  3. Bradberry CW, Gruen RJ, Berridge CW, Roth RH. Eadar-dhealachaidhean fa leth ann an ceumannan giùlain: co-dhàimh le niuclas accumbens dopamine air a thomhas le microdialysis. Giùlan Biochem Pharmacol. 1991; 39: 877 - 882. [Sgaoileadh]
  4. Ciolkowski EL, Maness KM, Cahill PS, Wightman RM, Evans DH, Fosset B, Amatore C. Dì-chothromachadh rè electrooxidation catecholamines aig microelectrodes carbon-fiber. Ceimigeal anal. 1994; 66: 3611 - 3617.
  5. Cooper SJ, Al-Naser HA. Smachd dopaminergic air roghainn bìdh: buaidhean eadar-dhealaichte de SKF 38,393 agus quinpirole air roghainn bìdh àrd-palatability anns an radan. Neuropharmacology. 2006; 50: 953 - 963. [Sgaoileadh]
  6. Farooqi IS, Bullmore E, Keogh J, Gillard J, O'Rahilly S, Fletcher PC. Bidh Leptin a ’riaghladh roinnean striatal agus giùlan ithe daonna. Saidheans. 2007; 317: 1355. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  7. Figlewicz DP, Bennett JL, Naleid AM, Davis C, Grimm JW. Bidh insulin intraventricular agus leptin a ’lughdachadh fèin-rianachd sucrose ann am radain. Giùlan Physiol. 2006; 89: 611 - 616. [Sgaoileadh]
  8. Figlewicz DP, MacDhòmhnaill Naleid A, Sipols AJ. Modaladh duais bìdh le comharran adiposity. Giùlan Physiol. 2007; 91: 473 - 478. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  9. Figlewicz DP, Patterson TA, Johnson LB, Zavosh A, Israel PA, Szot P. Tha mRNA neach-còmhdhail dopamine air a mheudachadh anns na CNS de radain geir Zucker (fa / fa). Tarbh Brain Res. 1998; 46: 199 - 202. [Sgaoileadh]
  10. Fon EA, Pothos EN, Sun BC, Killeen N, Sulzer D, Edwards RH. Bidh còmhdhail vesicular a ’riaghladh stòradh agus leigeil ma sgaoil monoamine ach chan eil e riatanach airson gnìomh amphetamine. Neuron. 1997; 19: 1271 - 1283. [Sgaoileadh]
  11. Fulton S, Pissios P, Manchon RP, Stiles L, Frank L, Pothos EN, Maratos-Flier E, Flier JS. Riaghladh leptin air an t-slighe dopamine mesoaccumbens. Neuron. 2006; 51: 811 - 822. [Sgaoileadh]
  12. Geiger BM, Behr GG, Frank LE, Caldera-Siu AD, Beinfeld MC, Kokkotou EG, Pothos EN. Fianais airson exocytosis dopamine mesolimbic easbhaidheach ann am radain a tha buailteach do reamhrachd. FASEB J. 2008; 22: 2740 - 2746. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  13. Helm KA, Rada P, Hoebel BG. Tha cholecystokinin còmhla ri serotonin anns an hypothalamus a ’cuingealachadh sgaoileadh dopamine accumbens fhad‘ s a tha e a ’meudachadh acetylcholine: inneal satiation a dh’ fhaodadh a bhith ann. Brain Res. 2003; 963: 290 - 297. [Sgaoileadh]
  14. Hernandez L, Hoebel BG. Bidh biathadh agus brosnachadh hypothalamic ag àrdachadh tionndadh dopamine anns na accumbens. Giùlan Physiol. 1988; 44: 599 - 606. [Sgaoileadh]
  15. Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Sgrùdadh beag microdialysis a ghabhas toirt air falbh. Sci beatha. 1986; 39: 2629 - 2637. [Sgaoileadh]
  16. Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens cothromachadh dopamine-acetylcholine ann an dòigh-obrach agus seachnadh. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 617 - 627. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  17. Kelley AE, Berridge KC. Neuroscience de dhualan nàdarrach: buinteanas ri drogaichean tràillidh. J Neurosci. 2002; 22: 3306 – 3311. [Sgaoileadh]
  18. Martel P, Fantino M. Buaidh na tha de bhiadh air a shlugadh air gnìomhachd siostam dopaminergic mesolimbic: sgrùdadh microdialysis. Giùlan Biochem Pharmacol. 1996; 55: 297 - 302. [Sgaoileadh]
  19. Mogenson GJ, Wu M. Fianais neuropharmacological agus electrophysiologic a ’toirt buaidh air an t-siostam dopamine mesolimbic ann a bhith a’ biathadh freagairtean a thig bho bhrosnachadh dealain den phasgan forebrain medial. Brain Res. 1982; 253: 243 - 251. [Sgaoileadh]
  20. Narita M, Nagumo Y, Hashimoto S, Narita M, Khotib J, Miyatake M, Sakurai T, Yanagisawa M, Nakamachi T, Shioda S, Suzuki T. Com-pàirteachadh dìreach bho shiostaman orexinergic ann an gnìomhachadh an slighe dopamine mesolimbic agus giùlanan co-cheangailte ceangailte le maideas. J Neurosci. 2006; 26: 398 – 405. [Sgaoileadh]
  21. Paxinos G, Watson C. An eanchainn radan ann an co-chomharran stereotaxic. Amsterdam: Clò Acadaimigeach; 2007.
  22. Rada P, Mark GP, Hoebel BG. Bidh Galanin anns an hypothalamus a ’togail dopamine agus a’ lughdachadh leigeil às acetylcholine anns na nucleus accumbens: inneal a dh ’fhaodadh a bhith ann airson giùlan beathachaidh a thòiseachadh hypothalamic. Brain Res. 1998; 798: 1 - 6. [Sgaoileadh]
  23. Radhakishun FS, van-Ree JM, Westerink BH. Bidh ithe clàraichte a ’meudachadh sgaoileadh dopamine ann an niuclas accumbens radain a tha gann de bhiadh mar a chaidh a mheasadh le dialysis eanchainn air-loidhne. Neurosci Lett. 1988; 85: 351 - 356. [Sgaoileadh]
  24. Ranaldi R, Pocock D, Zereik R, Wise RA. Dopamine caochlaideachd anns an nuculus accumbens ann an cumail suas, cur às agus ath-shuidheachadh fèin-rianachd d-amphetamine in-fhialaidh. J Neurosci. 1999; 19: 4102 – 4109. [Sgaoileadh]
  25. Bidh Salamone JD, Steinpreis RE, McCullough LD, Smith P, Grebel D, Mahan K. Haloperidol agus niuclas accumbens dòrtadh dopamine a ’cuir casg air luamhan a’ brùthadh airson biadh ach a ’meudachadh caitheamh bìdh an-asgaidh ann am modh roghainn bìdh ùr-nodha. Psychopharmacology. 1991; 104: 515 - 521. [Sgaoileadh]
  26. Sclafani A, Springer D. Reamhrachd daithead ann am radain inbheach: coltach ri sionndroman hypothalamic agus reamhrachd daonna. Giùlan Physiol. 1976; 17: 461 - 471. [Sgaoileadh]
  27. Bidh Sulzer D, Rayport S. Amphetamine agus psychostimulants eile a ’lughdachadh caiseadan pH ann an neurons dopaminergic midbrain agus gràinneagan chromaffin: inneal gnìomh. Neuron. 1990; 5: 797 - 808. [Sgaoileadh]
  28. RA glic, Leone P, Rivest R, Leeb K. Àrdachaidhean ìrean niuclas accumbens dopamine agus DOPAC rè fèin-rianachd heroin intravenous. Synapse. 1995a; 21: 140 - 148. [Sgaoileadh]
  29. RA glic, Newton P, Leeb K, Burnette B, Pocock D, Ceartas JB., Jr Caochlaidhean ann an dùmhlachd dopamine niuclas accumbens rè fèin-rianachd cocaine intravenous ann am radain. Psychopharmacology (Berl) 1995b; 120: 10 - 20. [Sgaoileadh]