Circuítos diverxentes subxacentes aos efectos de recompensa e inxestión de alimentos da grelina: a proxección dopaminérxica VTA-accumbens media o efecto da ghrelina sobre a recompensa alimentaria pero non a inxestión de alimentos (2013)

Neurofarmacoloxía. 2013 Oct; 73: 274-83. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2013.06.004. Epub 2013 Jun 14.

Skibicka KP1, Shirazi RH, Rabasa-Papio C, Alvarez-Crespo M, Neuber C, Vogel H, Dickson SL.

Abstracto

A obesidade alcanzou proporcións epidémicas globais e creou unha necesidade urxente de comprender mecanismos que subxacen a inxestión excesiva e descontrolada de alimentos. A grelina, a única hormona orexíxena circulante coñecida, aumenta poderosamente o comportamento de recompensa de alimentos. O circuíto neuroquímico que liga a grelina ao sistema de recompensa mesolímbica e ao aumento do comportamento de recompensa de alimentos non está claro. Aquí examinamos se a sinalización dopaminérgica VTA-NAc é necesaria para os efectos da grelina sobre a recompensa e a inxestión de alimentos. Ademais, examinamos a posibilidade de que a grelina endóxena actúe sobre as neuronas de dopamina VTA-NAc. Un antagonista do receptor D1 ou D2 foi inxectado no NAc en combinación coa microinjección de grelina no VTA para investigar se este bloqueo atenúa o comportamento de recompensa de alimentos inducido pola grelina. As inxeccións de grelina VTA produciron un aumento significativo no comportamento da motivación / recompensa dos alimentos, medido por condición operante de proporción progresiva inducida pola sacarosa e pola inxestión de chow. O tratamento previo cun antagonista do receptor D1 ou D2 no NAc, bloqueou completamente o efecto de recompensa da grelina, deixando o consumo de chow intacto. Tamén descubrimos que este circuíto é potencialmente relevante para os efectos da glelina liberada endógena xa que ambos antagonistas reduciron o xaxún (estado de altos niveis circulantes de grelina) comportamento motivado por sacarosa, pero non hiperfagia. En conxunto, os nosos datos identifican as proxeccións dopaminérxicas VTA a NAc, xunto cos receptores D1 e D2 no NAc, como elementos esenciais dos circuítos sensibles á grelina que controlan o comportamento de recompensa de alimentos. Curiosamente os resultados tamén suxiren que o comportamento da recompensa de alimentos e a simple inxestión de chow son controlados por circuítos diverxentes, onde a dopamina NAc ten un papel importante na recompensa de alimentos, pero non na inxestión de alimentos.

luces

  • •

  • A grelina intra-VTA contrata os receptores D1 e D2.

  • •

  • A privación de alimentos aumenta o comportamento de recompensa de alimentos a través dos receptores D1 e D2.

  • •

  • A inxestión de alimentos non se ve afectada polas manipulacións D1 e D2.

  • •

  • O comportamento da recompensa de alimentos e a simple inxestión de chow son controlados por circuítos diverxentes.

  • •

  • A dopamina NAc ten un papel importante na recompensa de alimentos pero non na inxestión de alimentos.

Abstracto

A obesidade alcanzou proporcións epidémicas globais e creou unha necesidade urxente de comprender mecanismos que subxacen a inxestión excesiva e descontrolada de alimentos. A grelina, a única hormona orexíxena circulante coñecida, aumenta poderosamente o comportamento de recompensa de alimentos. O circuíto neuroquímico que liga a grelina ao sistema de recompensa mesolímbica e ao aumento do comportamento de recompensa de alimentos non está claro.

Aquí examinamos se a sinalización dopaminérgica VTA-NAc é necesaria para os efectos da grelina sobre a recompensa e a inxestión de alimentos. Ademais, examinamos a posibilidade de que a grelina endóxena actúe sobre as neuronas de dopamina VTA-NAc. Un antagonista do receptor D1 ou D2 foi inxectado no NAc en combinación coa microinjección de grelina no VTA para investigar se este bloqueo atenúa o comportamento de recompensa de alimentos inducido pola grelina. As inxeccións de grelina VTA produciron un aumento significativo no comportamento da motivación / recompensa dos alimentos, medido por condición operante de proporción progresiva inducida pola sacarosa e pola inxestión de chow. O tratamento previo cun antagonista do receptor D1 ou D2 no NAc, bloqueou completamente o efecto de recompensa da grelina, deixando o consumo de chow intacto. Tamén descubrimos que este circuíto é potencialmente relevante para os efectos da glelina liberada endógena xa que ambos antagonistas reduciron o xaxún (estado de altos niveis circulantes de grelina) comportamento motivado por sacarosa, pero non hiperfagia.

En conxunto, os nosos datos identifican as proxeccións dopaminérxicas VTA a NAc, xunto cos receptores D1 e D2 no NAc, como elementos esenciais dos circuítos sensibles á grelina que controlan o comportamento de recompensa de alimentos. Curiosamente os resultados tamén suxiren que o comportamento da recompensa de alimentos e a simple inxestión de chow son controlados por circuítos diverxentes, onde a dopamina NAc ten un papel importante na recompensa de alimentos, pero non na inxestión de alimentos.

Palabras clave

  • Ghrelin;
  • Motivación dos alimentos;
  • A inxestión de alimentos;
  • Comer en exceso;
  • Condicionamento operante;
  • Dopamina;
  • D1;
  • D2

1. Introdución

A hormona glainina circulante e os circuítos neuronais a través dos cales opera están ben investigados no contexto da obesidade e do control do apetito (Skibicka e Dickson, 2011), motivado tamén por oportunidades terapéuticas nesta área da enfermidade (Cardona Cano et al., 2012). A grelina é única entre os péptidos do intestino circulante porque aumenta a inxestión de alimentos (Wren et al., 2000, Inui, 2001, Shintani et al., 2001   Kojima e Kangawa, 2002) un efecto CNS mediado por receptores dedicados, GHS-R1A (Salome et al., 2009   Skibicka et al., 2011) en particular aquelas localizadas en áreas cerebrais implicadas na "alimentación homeostática" (é dicir, alimentándose do déficit enerxético), o hipotálamo e o tronco cerebral (Melis et al., 2002, Faulconbridge et al., 2003   Olszewski et al., 2003). Recentemente, con todo, xurdiu un papel para a ghrelin fóra destas rexións homeostáticas. O GHS-R1A tamén está presente nos nodos clave do sistema de recompensa mesolímbica, en áreas como a área tegmental ventral (VTA) e o núcleo accumbens (NAc) (Zigman et al., 2006   Skibicka et al., 2011), as áreas implicadas no comportamento motivado que tamén estiveron ligadas á "alimentación hedónica" (é dicir, a inxestión de alimentos xunto coas súas propiedades gratificantes). Ghrelin é capaz de impulsar a inxestión de alimentos de ambos os sitios e este efecto está ligado á súa acción para aumentar o valor de incentivos e recompensa motivacional dos alimentos (Naleid et al., 2005, Abizaid et al., 2006   Skibicka et al., 2011). Así, en ratas ou ratos completamente saciados, a grelina aplicada de forma periférica ou central (incluída directamente na VTA) leva a unha maior inxestión de alimentos e tamén o comportamento de recompensa de alimentos (Naleid et al., 2005, Perello et al., 2010, Skibicka et al., 2011   Skibicka et al., 2012b) reflectido, por exemplo, por un aumento da presión de panca para unha recompensa de azucre nunha programación operante de proporción progresiva. Esta acción reflicte un papel emerxente da grelina no sistema de recompensa mesolímbica para mellorar o comportamento da recompensa, non só para o alimento, senón tamén para o alcohol e as drogas de abuso.Dickson et al., 2011). É importante destacar que este efecto da grelina sobre a motivación alimentaria sobre-sinaliza a saciedade, xa que a grelina provoca un comportamento de recompensa de alimentos en animais saciados a un nivel comparable ao detectado en ratas privadas de alimentos. Ademais, o feito de que o bloqueo da grelina sinalase non só sistémicamente senón tamén selectivamente dentro do VTA (Skibicka et al., 2011), resulta nunha potente supresión do comportamento de recompensa de alimentos que resalta a importancia e necesidade do sinal de grelina na recompensa de alimentos.

A acción da grelina ao nivel do VTA é suficiente para impulsar a inxestión de alimentos e o comportamento motivado, efectos que parecen esixir a sinalización a través do GHS-R1A (Abizaid et al., 2006   Skibicka et al., 2011). Sorprendentemente, os circuítos augas abaixo das accións de promoción de recompensas de grelina no VTA seguen sen resolverse. Dentro do VTA, a grelina controla a sinalización opioide, NPY e GABAérxica (Abizaid et al., 2006   Skibicka et al., 2012a). Non obstante, as neuronas da dopamina VTA, mostradas anteriormente para expresar receptores da grelina (Abizaid et al., 2006), pode ser o obxectivo VTA final dos efectos da grelina sobre a recompensa alimentaria. Os alimentos agradables / gratificantes involucran as neuronas dopamina VTA e o sinal de dopamina en áreas seleccionadas do SNC como o NAc, estimulando así o comportamento de recompensa alimentaria (Hernandez e Hoebel, 1988   Joseph e Hodges, 1990). Hai que destacar, non obstante, que aínda que a liberación de dopamina estivo fortemente ligada a un comportamento motivado dos alimentos, tamén é necesario a alimentación básica xa que os ratos que son incapaces de sintetizar a morte de inanición de dopamina (Cannon et al., 2004). Un vínculo funcional entre grelina e dopamina é suxerido polos efectos da grelina sobre a actividade da neurona dopamina VTA e tamén polo feito de que son necesarias neuronas dopaminérxicas VTA intactas para os efectos da grelina sobre a recompensa dos alimentos (Abizaid et al., 2006   Weinberg et al., 2011). Non obstante, as neuronas da dopamina VTA proxéctanse en varios sitios e permanece completamente inexplorado se a sinalización de dopamina no NAc é necesaria para os efectos da grelina provocados polo VTA no comportamento alimentario. Ademais, a grelina está implicada no control de condutas diferentes á inxesta ou motivación de alimentos, é dicir, á procura de novidades, que tamén estiveron ligadas á liberación de dopamina no NAc (Bardo et al., 1996   Hansson et al., 2012).

No presente estudo, probamos a hipótese de que os efectos da grelina sobre o comportamento motivado polos alimentos e / ou a inxestión de alimentos exercida ao nivel do VTA requiren sinalización do receptor da dopamina no NAc. Con este propósito, avaliouse a inxestión de alimentos e o comportamento motivado por alimentos inducido pola grelina VTA na proporción progresiva de palanca para o paradigma de sacarosa xunto co bloqueo de sinalización simultánea de dopamina NAc. En estudos separados comprobamos a contribución individual de dopamina 1 (D1) como receptores e dopamina 2 (D2). Ademais, para explorar a contribución da ghrelin endóxena ao sinal de dopamina NAc, determinamos se estes receptores de dopamina xogan un papel no aumento da conduta alimentaria. Finalmente, para avaliar as consecuencias moleculares da ghrelin endógenamente elevada na sinalización da dopamina NAc, determinamos o efecto da privación de fame / comida na expresión do ARNm dos receptores e encimas da dopamina NAc.

2. Materiais e métodos

animais: As ratas Sprague-Dawley machos adultas (200-250 g, río Charles, Alemaña) aloxáronse nun ciclo de luz / escuridade de 12 horas (luces acesas ás 6 da mañá) con chow regular e auga dispoñible ad libitum nas gaiolas da súa casa. Todos os procedementos de animais leváronse a cabo con permiso ético e segundo as directrices do Comité Institucional de Coidados e Uso de Animales da Universidade de Gotemburgo.

Cirurxía: Todas as ratas dos estudos de comportamento implantáronse cunha cánula guía (calibre 26; Plastics One, Roanoke, VA), dirixida ao VTA e ao caparazón NAc para posteriores inxeccións unilaterais e ipsilaterais. Utilizouse anestesia por ketamina. As cánulas colocáronse 1.5 mm por encima do sitio obxectivo e utilizouse un inxector que se estende a 1.5 mm das cánulas guía para microinxeccións. Para orientar o VTA, escolléronse as seguintes coordenadas Skibicka et al. (2011): ± 0.75 desde a liña media, 5.7 mm posterior ao bregma e 6.5 mm ventral desde a superficie do cranio, co inxector dirixido a 8.0 mm entre o ventral e o cranio. Para o shell NAc, empregáronse as seguintes coordenadas (modificadas desde Quarta et al. (2009): ± 0.75 desde a liña media, 1.7 mm anterior ao bregma e 6.0 mm ventral ao cranio, co inxector dirixido a 7.5 mm ventral). As cánulas estaban unidas ao cranio con cemento acrílico dental e parafusos de xoiería e pechaban cun obturador, como se describiu anteriormente (Skibicka et al., 2009). En todas as ratas, o sitio de microinxección para VTA e NAc comprobouse post mortem, mediante microinxección de tinta india no mesmo volume de microinxección (0.5 μl) empregado ao longo do estudo. Só as materias coa colocación correcta (Fig. 2) incluíronse na análise de datos.

  • Imaxe de tamaño completo (48 K)
  • Fig. 1.  

    Diagramas que representan diferentes deseños experimentais utilizados. A programación 1 empregouse para obter datos presentados en Fig. 3 4. A programación 2 empregouse para obter datos presentados en Fig. 5 e programa 3 para os datos mostrados en Fig. 6 7. As caixas grises sólidas representan períodos nos que se recolectaron as medidas.

  • Imaxe de tamaño completo (77 K)
  • Fig. 2.  

    Sitio de inxección de NAc (A) e VTA (B) representativo (indicado polo círculo). O panel dereito representa a sección cerebral da rata coronal con tinta india microinxectada na cuncha VTA ou NAc (NAcS) ao volume de 0.5 μl empregado no estudo. O panel esquerdo mostra a sección correspondente do atlas cerebral da rata, 2.16 mm anterior ao bregma para o NAc e 5.64 posterior ao bregma para o VTA; Aq, acuaduto; cc, corpus collosum; CPu, caudado e putamen; LV, ventrículo lateral; NAcC, núcleo NAc; SN, substantia nigra.

2.1 Procedemento de acondicionamento operativo

Os experimentos de acondicionamento operante tiveron lugar en cámaras de acondicionamento operante de rata (30.5 × 24.1 × 21.0 cm; Med-Associates, Xeorxia, VT, EUA). O procedemento de adestramento empregado para o acondicionamento operativo adaptouse de estudos previos (la Fleur et al., 2007   Hansson et al., 2012). Para facilitar o adestramento operativo para a sacarosa, todas as ratas foron sometidas a unha leve restrición alimentaria durante a cal o seu peso corporal inicial reduciuse gradualmente ao 90% durante un período dunha semana. Antes da colocación nas caixas operativas, as ratas estaban expostas aos gránulos de sacarosa (45 gramos de sacarosa; proba Diet, Richmond, IN, EUA) no entorno da gaiola doméstica en polo menos dúas veces. A continuación, as ratas aprenderon a presionar paletas de sacarosa baixo un programa de relación fixa FR1, con 2 sesións / día. En FR1, unha soa presión sobre a panca activa deu como resultado a entrega dun gránulo de sacarosa. Todas as sesións de FR duraron 30 minutos ou ata que as ratas gañaron 50 pelotas, o que ocorreu primeiro. A maioría das ratas alcanzaron o criterio de 50 pellets por sesión despois de 5-7 días. Rexistráronse as presións sobre a panca inactiva, pero non tiveron ningunha consecuencia programada. As sesións de programación de FR1 foron seguidas de FR3 e FR5 (é dicir, 3 e 5 prensas por pellet respectivamente). O programa FR5 foi seguido polo programa de proporción progresiva (PR) durante o cal o custo dunha recompensa aumentou progresivamente para cada seguinte recompensa, para determinar a cantidade de traballo que a rata está disposta a facer para obter a recompensa. O requirimento de resposta aumentou segundo a seguinte ecuación: relación de resposta = (5e (0.2 × número de infusión)) - 5 a través das seguintes series: 1, 2, 4, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50 , 62, 77, 95, 118, 145, 178, 219, 268, 328. A sesión de relacións públicas rematou cando a rata non obtivo unha recompensa nun prazo de 60 minutos. Responder considerouse estable cando o número de pastillas alimentarias gañadas por sesión non diferiu máis do 15% durante tres sesións consecutivas. Na maioría dos casos, a resposta estabilizouse nun prazo de 5 sesións. Aquelas ratas que non alcanzaron os criterios requiridos nese tempo adestráronse en sesións adicionais. A proba de relacións públicas realizouse nunha sesión / día. As ratas foron posteriormente trasladadas ás gaiolas domésticas durante 1 h de medición de inxestión de chow. Ao final do adestramento e antes da cirurxía e probas, as ratas tiñan ad libitum acceso ao chow normal.

2.2. Drogas

A grelina de rata acilada (Tocris, Bristol, Reino Unido) administrouse ao VTA a unha dose de 1.0 μg con líquido cefalorraquídeo artificial (aCSF) como vehículo (e control). Demostrouse previamente que a dose de 1.0 μg de grelina aumenta a resposta operante para o azucre e induce unha resposta orixenxénica cando se entrega ao VTA (Naleid et al., 2005   Skibicka et al., 2011). O antagonista do receptor tipo D1, SCH-23390, administrouse ao NAc cunha dose de 0.3 μg (Tocris), con aCSF como vehículo (control). Para o estudo de privación de alimentos, a dose aumentou a 0.5 μg debido á falta de efecto da dose orixinal de 0.3 μg. SCH-23390 é un antagonista potente e selectivo de receptores de dopamina semellantes a D1 con afinidade> 1000 veces por receptores de dopamina semellantes a D1 fronte a D2 (Barnett et al., 1986). Ten unha afinidade similar para os receptores D1 e D5 (Barnett et al., 1992) polo tanto, ao longo do estudo referirémonos á súa capacidade para bloquear receptores semellantes a D1, un termo que engloba tanto os receptores D1 como D5. A dose inicial de 0.3 μg de SCH-23390 escolleuse en función de (Grimm et al., 2011). Esta dose inxectada na cáscara de NAc demostrou ser eficaz para reducir a presión da palanca para obter unha pista previamente emparellada coa entrega dunha solución de sacarosa sen afectar o rendemento da panca inactiva. O antagonista do receptor D2 da dopamina, o clorhidrato de eticloprida (Tocris), administrouse ao NAc con aCSF como vehículo (control). A dose inicial de eticloprida elixida (1.0 μg) baseouse en (Laviolette et al., 2008) pero aumentouse a 1.5 μg no estudo de privación de alimentos. Todos os medicamentos entregáronse nun volume de 0.5 μl de aCSF.

2.3. Deseño experimental

Todas as ratas recibiron inxeccións dirixidas con NAc e VTA no inicio do ciclo de luz, coa segunda inxección aos 10 minutos antes do inicio das probas operativas. Todas as condicións estiveron separadas por un mínimo de 48 h e executáronse de xeito contrapesado, de tal xeito que cada rata recibiu as catro condicións: primeiro vehículo ou antagonista do receptor de dopamina ao NAc e despois, 10 minutos despois, vehículo ou grelina ao VTA. Para cada rata apuntáronse o VTA i o NAc ipsilateral. Os detalles de cada experimento tamén se ilustran en Fig. 1.

2.3.1 Efecto do bloqueo do receptor tipo D1 sobre a recompensa de alimentos e a inxestión de chow inducida por grelina

As respostas foron examinadas despois de VTA e NAc dirixidos (n = 12-14) entrega de medicamentos despois de catro condicións do seguinte xeito: 1) condición de control (solucións de vehículos ao NAc e VTA), 2) vehículo NAc + VTA 1.0 μg de grelina, 3) NAc 0.3 μg SCH-23390 + vehículo VTA, 4 ) NAc 0.3 μg SCH-23390 + VTA 1.0 μg de grelina. As probas realizáronse en estado saciado (despois do período de ciclo escuro de alimentación). Os días experimentais as ratas foron devoltas ás gaiolas domésticas despois de 120 minutos de probas operativas e a inxestión de chow mediuse durante 1 h no ambiente da gaiola doméstica (como no calendario 1, Fig. 1). Este punto de tempo corresponde á terceira hora despois da inxección de grelina de VTA, durante a cal se esperaba que unha resposta orexixenica continuase, baseándose en estudos previos que exploraran o curso de acción da ghrelin, administrado de forma central ou periférica ( Wren et al., 2000   Faulconbridge et al., 2003) e os nosos estudos anteriores que empregaron unha configuración experimental similar.

2.3.2 Efecto do bloqueo do receptor D2 na recompensa de alimentos inducidos por grelina e inxestión de chow

As respostas foron examinadas despois de VTA e NAc dirixidos (n = 7) entrega de medicamentos en catro condicións do seguinte xeito: 1) condición de control (solucións de vehículos a NAc e VTA), 2) vehículo NAc + VTA 1.0 μg de grelina, 3) NAc 1 μg de clorhidrato de eticloprida + vehículo VTA, 4) NAc 1 μg de clorhidrato de eticloprida + VTA 1.0 μg de grelina. As probas realizáronse no estado saciado (despois do período de ciclo escuro de alimentación). As ratas foron devoltas ás gaiolas domésticas despois de 120 minutos de probas operativas e a inxestión de chow mediuse durante 1 h no ambiente da gaiola doméstica (como no calendario 1, Fig. 1) xa que o efecto orixenxénico mediado por grelina aínda está presente despois dunha colocación retardada de pelotas de chow (despois de 2 h).

2.3.3 Efectos do bloqueo do receptor tipo D1 e D2 (separados ou combinados) na inxestión de chow inducida por grelina só

Para confirmar que os resultados obtidos na inxestión de chow nos experimentos anteriores non foron confundidos pola exposición previa á sacarosa no paradigma operante ou o atraso de 2 horas, nun estudo separado, exploramos os efectos da entrega de NAc do dous antagonistas do receptor de dopamina só ou en combinación na inxestión de alimentos de 2 e 3 horas inducida por grelina en ratas saciadas (n = 10-11; como no calendario 2, Fig. 1). Neste caso, as ratas non estaban expostas ao paradigma de condicionamento operante antes da medición do chow. Así, a inxestión de alimentos mediuse despois da entrega dirixida de medicamentos VTA e NAc despois de catro condicións do seguinte xeito: 1) condición de control (solucións de vehículos a NAc e VTA), 2) vehículo NAc + VTA 1.0 μg de grelina, 3) antagonista do receptor de dopamina NAc + Vehículo VTA, 4) Antagonista do receptor de dopamina NAc + VTA 1.0 μg de grelina. Primeiro exploramos os dous antagonistas dos receptores de dopamina por separado, de xeito que, nas condicións 3 e 4, un grupo de ratas recibiu 0.3 μg de SCH-23390 e o outro grupo recibiu 1 μg de clorhidrato de eticloprida. Despois de recuperarse durante 3 días, volveuse a probar aproximadamente a metade das ratas de cada grupo, esta vez cunha combinación dos dous antagonistas nas condicións 3 e 4. En cada un destes 3 experimentos utilizouse un deseño contrapeso entre os tratamentos, como antes (todos as ratas recibiron todas as condicións en cada experimento para a comparación do efecto no tema). A posición das cánulas verificouse post-mortem como antes. Os datos mostrados inclúen só ratas con colocación de inxección confirmada para alcanzar o VTA e o NAc.

2.3.4. Efecto do bloqueo do receptor D1 e do receptor D2 na inxestión de recompensas alimentarias inducidas por privación de alimentos e inxestión de chow

Os antagonistas dos receptores de dopamina probáronse en diferentes experimentos de 2. No primeiro experimento, analizáronse as respostas despois da NAc dirixida (n = 20) entrega de calquera vehículo ou do antagonista do receptor tipo D1 (0.5 μg SCH-23390). A proba realizouse en estado de xaxún (despois de restrinxirse a comida durante o período do ciclo escuro). No segundo experimento examináronse as respostas despois do NAc dirixido (n = 7) entrega de calquera vehículo ou 1.5 μg de clorhidrato de eticloprida de NAc. As probas realizáronse en estado de xaxún (despois de restrinxir a comida durante o período do ciclo escuro; como se ilustra no calendario 3, Fig. 1).

2.3.5. Cambios inducidos por privación de alimentos na expresión xénica relacionada coa dopamina en NAc

Os cambios na expresión xénica de privación de alimentos na expresión xénica de xenes seleccionados relacionados coa dopamina [receptores de dopamina D1A, D2, D3, D5, catecol-O-metiltransferase (COMT) e monoamina oxidasa A (MAO)] foron medidos no NAc.

2.3.6. Illamento do ARN e expresión do ARNm

Os cerebros elimináronse rapidamente e o NAc foi diseccionado usando unha matriz cerebral, conxelado en nitróxeno líquido e almacenado a -80 ° C para a posterior determinación da expresión de ARNm. As mostras individuais de cerebro homoxeneizáronse en Qiazol (Qiagen, Hilden, Alemaña) usando un Tissue Lyser (Qiagen). O ARN total foi extraído usando o mini kit de tecido lípido RNeasy (Qiagen) con tratamento adicional de DNAse (Qiagen). A calidade e a cantidade de ARN foron avaliadas por medicións espectrofotométricas (Nanodrop 1000, NanoDrop Technologies, EUA). Para a síntese de ADNc empregouse o kit de síntese de ADNc iScript (BioRad). Realizouse a RT PCR en tempo real usando TaqMan® conxuntos de sondas e cebadores para xenes diana elixidos nun catálogo en liña (Applied Biosystems). Os valores de expresión xénica calculáronse en función do Ct método ( Livak e Schmittgen, 2001), onde o ad libitum Se designaba o grupo alimentado o calibrador. Empregouse como xene de referencia o gliceraldehido-3-fosfato deshidroxenase (GAPDH).

2.3.7. Análise estatística

Todos os parámetros de comportamento foron analizados mediante análises de varianza de medidas repetidas (ANOVA) seguido de post hoc Proba HSD de Tukey segundo corresponda ou do estudante t proba onde se compararon só dúas condicións. Todos os análises estatísticos realizáronse utilizando o software GraphPad. Consideráronse significativas as diferenzas p <0.05.

3. Resultados

3.1. Efecto do bloqueo dos receptores similares a D1 (NAc) sobre a inxestión de recompensas alimentarias inducidas pola grelina VTA e consumo de chow

Para determinar se a actividade nos receptores similares a D1 é necesaria para o aumento do comportamento de recompensa de alimento por indución de grelina VTA, probouse o impacto do pre-tratamento cun antagonista similar a D1 (SCH-23390) sobre a resposta operante inducida pola grelina na sacarosa. Unha proba post hoc de Tukey seguindo un ANOVA dun xeitoF(3,33) = 11.1, p <0.0005; F(3,33) = 3.7, p <0.01; F(3,39) = 3.6, p <0.05 para recompensas, panca activa e chow respectivamente) revelaron un efecto significativo da grelina para aumentar o número de recompensas obtidas (p <0.0005; Fig. 3A), o número de prensas de palanca activas (p <0.05; Fig. 3B), e consumo de chow (p <0.05; Fig. 3C). Os parámetros asociados ao comportamento de recompensa, as recompensas obtidas e as prensas de panca activas, foron claramente bloqueadas polo pretratamento SCH-23390 ( Fig. 3A, B). A actividade na panca inactiva era menor e non difería significativamente entre os distintos grupos de tratamento ( Fig. 3B) que suxire que o tratamento non produce cambios de actividade non dirixidos non específicos. A hiperfagia de Chow observada despois da microinjección da grelina no VTA non foi alterada polo pretratamento SCH-23390 ( Fig. 3C). Estes datos demostran que os receptores semellantes á dopamina e D1 na casca NAc están augas abaixo da grelina e son necesarios para que a grelina administrada por VTA exerza os seus efectos sobre o comportamento de recompensa alimentaria. Non obstante, non son esenciais para a capacidade da grelina para aumentar a inxestión de chow. O tratamento NAc con SCH-23390 non tivo efecto per se en calquera dos operantes que respondan por comida ou por inxestión de chow Fig. 3).

  • Imaxe de tamaño completo (37 K)
  • Fig. 3.  

    Os efectos do bloqueo do receptor D1 da cáscara intra-NAc sobre o comportamento de recompensa alimentaria inducido pola grelina intra-VTA e a hiperfagia. O pretratamento co antagonista do receptor tipo D1, SCH-23390, bloqueou por completo o aumento inducido pola grelina nas recompensas de sacarosa obtidas (A) e o número de presións de palanca activa (barras negras) mentres a actividade na palanca inactiva (barras grises) foi non afectado por ningún dos tratamentos (B). A hiperfagia de grelina intra-VTA non foi atenuada polo bloqueo selectivo da capa NAc dos receptores D1 (C). Os valores móstranse como medios + SE. n = 12-14. *p <0.05, ***p <0.005.

3.2. Efecto do bloqueo D2 (NAc) sobre a inxestión de recompensas de alimentos inducidas pola grelina VTA e inxestión de chow

Para determinar se a actividade dos D2 é necesaria para a expresión da elevación inducida pola grelina VTA no comportamento de recompensa de alimentos, probouse o impacto do pre-tratamento cun antagonista selectivo de D2 (clorhidrato de eticloprida) sobre o aumento do comportamento operante de sacarosa inducido pola grelina. Un xeito ANOVA demostrou un efecto significativo do tratamento con fármacos (F(3,18) = 9.5, p <0.0005; F(3,18) = 8.1, p <0.001; F(3,39) = 3.8, p <0.05 para recompensas, panca activa e chow respectivamente). Unha proba post hoc de Tukey indicou un aumento significativo das recompensas obtidas (p <0.01; Fig. 4A) e prensas de palanca activas (p <0.01; Fig. 4B) despois do tratamento de grelina que foron bloqueados con pretratamento con eticloprida. A actividade na panca inactiva era menor e non difería significativamente entre os distintos grupos de tratamento ( Fig. 4B). En contraste cos datos de resposta operante, o pretratamento de eticloprida non alterou o aumento inducido pola grelina no consumo de chow (p <0.05; Fig. 4C). Neste estudo combinado a interacción foi confirmada por ANOVA bidireccional entre o pretratamento × grelina en recompensas obtidas: F(1,24) = 4.8, p <0.05; prensas de panca activa: F(1,24) = 4.7, p <0.05 pero non inxestión de chow. Así, os receptores D2 poden ser utilizados pola grelina para inducir cambios nos comportamentos relacionados coa recompensa pero non o consumo de chow.

  • Imaxe de tamaño completo (39 K)
  • Fig. 4.  

    Os efectos do bloqueo do receptor D2 da casca intra-NAc sobre o comportamento de recompensa alimentaria inducido por grelina intra-VTA e a hiperfagia de chow. O pretratamento co antagonista do receptor D2, o clorhidrato de eticloprida (ETC), aboliu o aumento inducido pola grelina nas recompensas de sacarosa obtidas (A) e o número de prensas de palanca activas (barras negras) mentres a actividade na palanca inactiva (barras grises) non era afectado por algún dos tratamentos (B). Pola contra, a hiperfagia de grelina intra-VTA non foi atenuada polo bloqueo selectivo da capa NAc dos receptores D2 (C). Os valores móstranse como medios + SE. n = 7. *p <0.05, **p <0.01.

3.3. Efecto do bloqueo do receptor D1 e / ou D2 (NAc) no consumo de chow inducido pola ghrelin VTA

Para buscar unha maior validación da falta de efecto dos dous antagonistas da dopamina na alimentación do chow, repetimos o estudo, esta vez en ratas nunca expostas ao paradigma de condicionamento operante. Este estudo de validación ampliouse para incluír unha terceira proba na que exploramos os efectos da co-entrega dos antagonistas do receptor D1 e D2 ao NAc sobre a inxestión de alimentos baseados na grelina VTA. A inxestión de chow aumentou significativamente por grelina VTA ás 2 h despois da inxección (ANOVA unidireccional: F(3,30) = 6.4, p <0.005 e F(3,27) = 9.0, p <0.0005 para o estudo dos receptores D1 e D2 respectivamente) e isto non se viu afectado polo pretratamento nin co tipo D1 ( Fig. 5A) ou o antagonista do receptor D2 ( Fig. 5B). Na proba final, explorando o efecto combinado dos dous antagonistas dos receptores de dopamina, non puidemos detectar un efecto significativo da grelina VTA ata o punto de tempo de 3 h, quizais reflectindo o impacto da tripla inxección parenquimática necesaria neste estudo. ANOVA dun xeito indicou un efecto significativo do tratamento (F(3,30) = 9.6, p <0.0005). A inxestión de alimentos despois da entrega de grelina VTA alcanzou importancia no punto de 3 horas, con todo, isto non foi suprimido de novo coa coaplicación dos antagonistas do receptor de dopamina ao NAc ( Fig. 5C). Nótese que a aplicación combinada dos antagonistas dos receptores de dopamina ao NAc non tivo ningún efecto per se sobre a inxestión de alimentos.

  • Imaxe de tamaño completo (48 K)
  • Fig. 5.  

    Os efectos do bloqueo do receptor de dopamina da cuncha intra-NAc sobre a hiperfagia de chow inducida por grelina intra-VTA en ratas sen ningún adestramento operativo previo nin exposición á sacarosa. A hiperfagia inducida por grelina VTA medida ás 2 h despois da inxección non foi suprimida polo tratamento previo de NAc nin (A) cun antagonista do receptor D1, SCH-23390 (SCH) nin (B) un antagonista do receptor D2, clorhidrato de eticloprida ( ETC). En (C), a hiperfagia de chow inducida por grelina medida no punto de 3 horas non foi suprimida pola coadministración de NAc de ambos antagonistas. Os valores móstranse como medios + SE. n = 10-11. *p <0.05, **p <0.01.

3.4. Efecto do bloqueo do receptor D1 e do receptor D2 na inxestión de recompensas alimentarias inducidas por privación de alimentos e inxestión de chow

A privación de alimentos eleva tanto a resposta operante como a inxestión de 1 hora; as ratas presionaron a palanca activa case o dobre cando tiveron fame e tres ou seis veces máis chow no punto de medición de 1 h (compare a condición do vehículo en Fig. 3 4). O bloqueo dos receptores tipo D1 na cuncha NAc reduciu significativamente a elevación inducida por privación de alimentos no comportamento de recompensa de alimentos cando se evaluou como unha redución das recompensas alimentarias obtidas (p <0.01; Fig. 6A) e unha redución das prensas de panca activas (p <0.01; Fig. 6B). Este tratamento non tivo efectos significativos na inxestión de chow inducida pola privación de alimentos ( Fig. 6C). A infusión dun antagonista de D2 na cuncha de NAc reduciu significativamente a elevación inducida pola privación de alimentos no comportamento de recompensa dos alimentos cando se valora como unha redución das recompensas alimentarias obtidas (p <0.01; Fig. 7A). A pesar de que cada rata reduciu a palanca activa presionando despois do bloqueo de D2 no NAc, o efecto deu lugar a unha tendencia (p = 0.08; Fig. 7B) probablemente debido á alta variabilidade na liña de base na presión da palanca (erro estándar = 86 para o vehículo e 41 para as condicións de medicamentos, rango de presión da palanca activa no vehículo de 57 a 707 prensas). A eliminación da rata con maior resposta do conxunto de datos resulta p = 0.001. En particular, a rata eliminada mostrou 707 pulsacións sobre o vehículo e só 303 sobre a droga, apoiando tamén a conclusión xeral. Ningún dos antagonistas do receptor de dopamina alterou a panca presionando a panca inactiva. A inxestión de chow non foi alterada polo bloqueo D2 no NAc ( Fig. 7C).

  • Imaxe de tamaño completo (29 K)
  • Fig. 6.  

    Os efectos do bloqueo do receptor D1 da casca intra-NAc sobre a elevación inducida pola privación de alimentos no comportamento da recompensa alimentaria e na hiperfagia de chow. O pretratamento co antagonista do receptor D1, SCH-23390, atenuou o aumento das recompensas de sacarosa inducidas pola privación de alimentos (A) e o número de presións de palanca activa mentres a actividade na palanca inactiva non se viu afectada por ningún dos tratamentos (B) . A hiperfagia de Chow non foi atenuada polo bloqueo selectivo da capa NAc dos receptores D1 (C). Os valores móstranse como medios + SE. n = 20. **p <0.01.

  • Imaxe de tamaño completo (30 K)
  • Fig. 7.  

    Os efectos do bloqueo do receptor D2 da cáscara intra-NAc sobre a elevación inducida pola privación de alimentos no comportamento da recompensa alimentaria e na hiperfagia chow. O pretratamento co antagonista do receptor D2, o clorhidrato de eticloprida (ETC), reduciu o aumento das recompensas de sacarosa inducido pola privación de alimentos e tendía a atenuar o número de prensas de panca activas (B). A actividade na panca inactiva non se viu afectada por ningún dos tratamentos (B). A hiperfagia de Chow non foi atenuada polo bloqueo selectivo da capa NAc dos receptores D2 (C). Os valores móstranse como medios + SE. n = 7. **p <0.01.

3.5 Cambios inducidos pola privación de alimentos na expresión xénica relacionada coa dopamina en NAc

O xexún durante a noite tivo un impacto significativo na expresión do ARNm de varios xenes relacionados coa dopamina no NAc. A expresión do ARNm do receptor da dopamina D2 reduciuse significativamente mentres que o ARNm do receptor da dopamina D5 foi elevado. Os ARNms dos receptores D1, D3, COMT e MAO non foron alterados polo xexún durante a noite (Fig. 8). Os receptores D1 e D2 considéranse o receptor de dopamina máis abundante no cerebro mentres que a presenza de D3 e D5 no SNC é moito máis restrinxida. Por iso, comparamos os niveis de ARNm dos acumuladores de receptores D5 con D1 e chegamos ao 2%; detectouse unha relación similar para D3 e D2 (datos non mostrados). Aquí confirmamos que dentro do NAc a maioría do ARNm do receptor da dopamina está formado polo dos receptores D1 e D2, mentres que os receptores D3 e D5 representan só unha pequena fracción do ARNm total do receptor da dopamina detectado no NAc.

  • Imaxe de tamaño completo (21 K)
  • Fig. 8.  

    O núcleo accumbens da expresión xénica relacionada coa sinalización da dopamina detectada despois da restrición dos alimentos. Os valores móstranse como medios + SE. *p <0.05.

4. Discusión

Os principais descubrimentos do estudo actual indican que a sinalización de dopamina no caparazón do NAc é un mediador necesario descendente dos efectos da grelina sobre a recompensa dos alimentos. Os resultados indican que os receptores similares a D1 e D2 na capa de NAc son compoñentes clave do circuíto activado por grelina e son esenciais para que a grelina aplicada por VTA exerza os seus efectos sobre o comportamento de recompensa alimentaria. Non obstante, a sinalización do receptor D1 e D2 no NAc (shell) non é esencial para a capacidade da grelina para aumentar a inxestión de chow. Estes datos suxiren unha diverxencia nos obxectivos neuronais da grelina que controlan o reforzo dos alimentos fronte á inxestión de alimentos. Por último, os nosos descubrimentos indican que este circuíto tamén está implicado pola grelina endóxena xa que, nun estado de fame, cando os niveis de grelina en circulación son elevados, a sinalización de dopamina no NAc é necesaria para o comportamento da recompensa alimentaria.

Sorprendente, aínda que é claro que a grelina ten un impacto no sistema dopaminérxico (Abizaid et al., 2006, Jerlhag et al., 2007, Kawahara et al., 2009   Weinberg et al., 2011), este é o primeiro estudo que demostra que os efectos da grelina sobre a recompensa dos alimentos requiren sinalización do receptor de dopamina NAc (neste caso, sinalización tipo D1 e D2). Isto xurdiu como unha cuestión importante xa que recentemente demostrouse que outras hormonas ou neuropéptidos ligados ao control do apetito teñen unha relación bastante inesperada co sistema de dopamina mesolímbica. A leptina, por exemplo, como a grelina, ten receptores nas neuronas da dopamina no VTA; a maioría destas neuronas dopaminérxicas sensibles á leptina, con todo, non se proxectan cara ao estriado senón que inervan a amígdala (Hommel et al., 2006   Leshan et al., 2010). A melanocortina, un neuropéptido anorexixénico potente con receptores no VTA, en contraste co que se pode prever para un axente anoréxico, aumenta realmente a actividade dopaminérxica e a liberación de dopamina no estriato, ao tempo que reduce claramente o comportamento na inxestión de alimentos (Torre e Celis, 1988, Lindblom et al., 2001   Cono, 2005). Outra capa de complexidade engádese con datos que indican que o efecto liberador de dopamina da ghrelin parece depender da dispoñibilidade de alimentos: os niveis de dopamina NAc detectados por microdiálise só se incrementaron mediante grelina aplicada perifericamente en ratas que se lles permitiu comer despois da administración de ghrelin. (como nas condicións experimentais empregadas no presente estudo) e incluso foron suprimidas por grelina en aquelas que se lles negou o acceso aos alimentos (Kawahara et al., 2009), un efecto mostrado recentemente que implica vías de sinalización diferencial de opioides no VTA (Kawahara et al., 2013). Estes dous exemplos enfatizan a complexidade na relación entre a alimentación de péptidos, a dispoñibilidade de alimentos e a dopamina e resaltan a importancia dos estudos que exploran a utilidade dos efectos da grelina no sistema de dopamina no comportamento da recompensa dos alimentos.

Un aspecto interesante dos resultados é o efecto contraste do bloqueo do receptor da dopamina NAc na motivación dos alimentos fronte á inxesta de alimentos. Notablemente, confirmamos a falta de efecto da sinalización de dopamina NAc suprimida sobre a inxestión de alimentos inducida pola grelina de VTA en estudos independentes de 2: nun paradigma a medición da inxestión de alimentos realizouse inmediatamente despois da proba de resposta de operante (para o que o consumo de azucre podería ter alterado posteriormente). inxestión de chow) e, no outro, só se mediu a inxestión de alimentos nos animais sen probas operantes previas. Ademais, no segundo experimento puidemos demostrar que a co-aplicación de ambos os antagonistas do receptor da dopamina ao NAc non tivo ningún efecto sobre a inxestión de alimentos inducida pola grelina de VTA, aumentando o apoio á hipótese de que a sinalización de dopamina de NAc vía receptores D1 e D2 non se require para a hiperfagia de grelina Combinados co feito de que os antagonistas interrompen o comportamento motivado polo alimento inducido pola grelina VTA, estes resultados colectivos suxiren unha diverxencia de neuro-circuítos augas abaixo do ghrelin VTA, cunha rama controlando a inxestión de alimentos e a outra motivación / recompensa alimentaria. Parece que a grelina usa dopamina para alterar a motivación dos alimentos pero non a inxestión. Anteriormente, demostramos que o ghrelin VTA implica o neuropéptido Y no VTA para controlar de xeito oposto a inxestión de alimentos e opioides (Skibicka et al., 2012a). Así, xa existe a precedencia dunha diverxencia nos circuítos utilizados por grelina para a inxestión fronte aos comportamentos motivados polos alimentos.

Os receptores tipo Accumbal D1 teñen un papel ben consolidado tanto no reforzo dos medicamentos como dos alimentos cunha serie de evidencias previas que indican que a infusión antagonista de tipo D1 intra-NAc reduce o comportamento orientado aos obxectivos cara aos alimentos. Os antagonistas dos receptores sistémicos do tipo D1 reducen a autoadministración de cocaína, heroína, nicotina e alcol inducida por un contexto ou por exemplo [por exemplo (Weissenborn et al., 1996, Liu e Weiss, 2002, Bossert et al., 2007   Liu et al., 2010)], destacando o papel clave destes receptores nos procesos orientados ás recompensas. Os datos presentes indican que os receptores tipo NAc D1 son un elemento esencial do circuíto activado por grelina que actúa polo VTA. Tamén se demostrou que a aplicación periférica deste antagonista de D1 reduce o recoñecemento de obxectos mellorados con grelina (Jacoby e Currie, 2011). Non obstante, tendo en conta que a aplicación periférica ten como obxectivo todas as poboacións neuronais que expresan D1 no cerebro e que as poboacións fóra do NAc (por exemplo, no hipocampo) poden ter un papel importante na aprendizaxe e na memoria, non está claro se a poboación NAc examinada. aquí contribuír á mellora da memoria efectos da grelina.

Os receptores D2 adoitan actuar en concerto con D1; así, moitos estudos indican un papel dos receptores de D2 en aspectos de procesamento de recompensas e comportamento orientado ás recompensas. Non obstante, é de destacar que os receptores D1 e D2 non sempre actúan do mesmo xeito. Na amígdala, por exemplo, o bloqueo dos receptores D1 atenúa a reincorporación á procura de cocaína inducida por un indicador, mentres que os antagonistas de D2 poden realmente mellorar este comportamento (Berglind et al., 2006). Esta disociación funcional tamén pode ter unha contribución neuroanatómica, xa que os receptores de D2 en NAc parecen ser unha función bastante contraria á do hipotálamo. Mentres na estimulación dos receptores de D2 na NAc pode aumentar a motivación dos alimentos, facendo que un animal sexa máis propenso a facer esforzos para obter alimentos, no hipotálamo a estimulación dos receptores D2 é claramente anoréxica (Leibowitz e Rossakis, 1979   Nowend et al., 2001). Segue que pode ser difícil interpretar resultados despois da aplicación periférica de medicamentos dirixidos a D2 para os que as poboacións de receptores diana están ligadas a función oposta. Esta pode ser unha das razóns que explican por que, nun estudo anterior, a inxección periférica dun antagonista de D2 non tivo ningún efecto na resposta inducida por grelina para unha solución de sacarosa. Outra posible explicación é que D2 é un autoreceptor nas neuronas produtoras de dopamina na substantia nigra e VTA, onde a súa activación pode levar á supresión da actividade dopaminérxica (Lacey et al., 1987). Así, cando se inxecta de xeito periférico, os medicamentos dirixidos a D2 poderían ter acceso a esta poboación receptora, mentres que no noso estudo só se dirixiron os receptores D2 de shell NAc. Destacable, o efecto neto do bloqueo sistémico do receptor tipo D1 bloqueou a resposta a unha bebida con sacarosa no mesmo paradigma (Overduin et al., 2012). Ademais, a inxección sistémica subcutánea dun agonista de D1 parece mellorar a preferencia polo alimento agradable, mentres que a inxección sistémica dun agonista D2 a reduce (Cooper e Al-Naser, 2006). Así, parece que os nosos datos que indican un efecto de supresión de antagonistas de D1 na motivación alimentaria inducida pola grelina están en liña co efecto neto (supresivo) de estimular os receptores D1 na función de recompensa. En contraste, o efecto neto da poboación de receptores de D2 segue máis de preto co que se sabe sobre os receptores hipotalámicos de D2 que os datos aquí presentados para o NAc.

No presente estudo, tanto os antagonistas como D1 e D2 foron capaces de bloquear o comportamento operante para sacarosa despois da administración de grelina de VTA e despois da privación de alimentos suxerindo que unha acción cooperativa nos dous receptores do NAc é necesaria para que a grelina poida exercer os seus efectos. Isto ten sentido cando se considera a situación endóxena na que os terminais dopaminérxicos derivados do VTA liberan dopamina na cuncha NAc activando simultaneamente todos os receptores de dopamina accesibles. Xa se informou da necesidade de activación simultánea de receptores como D1 e D2 para outros comportamentos incluído reforzo (Ikemoto et al., 1997) e actividade locomotora (Plaznik et al., 1989) así como o disparo neuronal (Branco, 1987). Os resultados do presente estudo indican que o bloqueo de só un dos dous receptores dopaminérxicos era suficiente para reducir eses comportamentos, do mesmo xeito que o bloqueo de calquera destes receptores era suficiente para reducir o comportamento operante da sacarosa dirixido pola ghrelin. O mecanismo detrás desta interacción non está claro. Algunhas neuronas do NAc coexprimen tanto os receptores D1 como D2. Unha das posibilidades é a implicación de heterodímeros para a resposta de recompensa; a formación de heterodímeros polos receptores D1 e D2 foi informada recentemente e este acoplamiento demostrou que contribuía ao comportamento similar á depresión (Pei et al., 2010). Non obstante, os nosos resultados indican que os signos D1 e D2 no NAc non son redundantes, e cada receptor é necesario para transmitir o efecto ghrelin sobre a recompensa dos alimentos xa que o bloqueo individual foi eficaz para atenuar a resposta da recompensa. Adicionalmente, dado que o bloqueo individual non foi eficaz para a hiperfagia da ghrelin, evaluamos por separado a posibilidade de que os signos D1 e D2 fosen redundantes para a inxestión de chow, é dicir, o bloqueo simultáneo de ambos sería necesario para eliminar a resposta. Non obstante, este non foi o caso de que a hiperfagia da ghrelin non se viu afectada polo bloqueo simultáneo dos receptores D1 e D2 no NAc. Así, só ou en combinación, a sinalización do receptor NAc D1 e D2 non é utilizada por ghrelin para aumentar a inxestión de res.

Aquí, dirixímonos aos receptores tipo D1 e D2 no shell do NAc. A función do shell e do núcleo do NAc parece ser disociable ata certo punto, especialmente cos núcleos subxacentes dos cambios na autoadministración de drogas ligados a un claro discreto e que a cuncha é máis influente no contexto de autoadministración de drogas dependente do contexto (Bossert et al., 2007). Esta disociación funcional está apoiada polas conexións neuroanatómicas, onde o núcleo recibe máis entrada da amígdala e a cuncha está máis densamente innervada polo hipocampo (Groenewegen et al., 1999   Floresco et al., 2001). Os ratos tamén auto-administran a combinación de agonistas do receptor D1 e D2 só na cuncha de NAc e non no núcleo (Ikemoto et al., 1997), indicando que a súa acción cooperativa en concepto de recompensa está ligada principalmente á rexión de cunchas dirixida aquí.

No presente estudo, exploramos específicamente o impacto da sinalización da dopamina NAc suprimida na inxestión de alimentos e un comportamento motivado por alimentos impulsado pola ghrelin aplicada por VTA. Debe notarse, con todo, que a grelina tamén pode conducir comportamentos alimenticios activando vías aferentes á VTA. Por exemplo, demostrouse que a grelina potencia os comportamentos reforzados por alimentos activando as neuronas orexina no hipotálamo lateral (Perello et al., 2010), un grupo de células orexinérxicas que proxecta ao VTA e estimula a liberación de dopaminaNarita et al., 2006). Mentres que o noso estudo usando neuroanatomía e neurofarmacoloxía diseca especificamente a vía VTA-NAc, nunha situación endóxena a grelina liberada na circulación estimula probablemente o VTA así como outros núcleos cerebrais que expresan o receptor de ghrelin con proxeccións eferentes ao VTA. Deste xeito, nunha situación fisiolóxica, o impacto da grelina distribúese en moitos sitios do cerebro que probablemente actúen en concerto. O concepto de hormona ou neuropéptido que actúa en moitos sitios distribuídos no cerebro a partir do cal pode provocar un resultado similar, por exemplo un cambio na inxestión de alimentos, non é novedoso e xa foi proposto e avaliado para a leptina e melanocortina (Parrilla, 2006, Leinninger et al., 2009, Skibicka and Grill, 2009   Faulconbridge e Hayes, 2011).

A privación de alimentos está asociada a niveis elevados de grelina circulante. En condicións de privación de alimentos, a presentación dos alimentos provoca unha liberación de dopamina no NAcKawahara et al., 2013). Segue ese estado nutricional, tamén pode influír na sinalización da dopamina no NAc, o impacto da privación de alimentos na expresión de ARNm de receptores de dopamina (receptores similares a D1 (D1, D5) e receptores similares a D2 (D2, D3)) e degradantes de dopamina enzimas (MAO, COMT) avaliadas no presente estudo. Aínda que a privación de alimentos non alterou a expresión do ARNm de ningunha das enzimas degradantes da dopamina, vimos unha regulación diferencial dos receptores D5 vs D2. A expresión dos receptores D5 incrementouse en case 30% mentres que o ARNm do receptor D2 reduciuse en aproximadamente 20%. De acordo con esta divergencia, a aplicación simultánea de agonistas do receptor D1 e D2 mostrouse previamente para regular os receptores D2 pero para regular os receptores D1 na sustancia negra (e cunha tendencia similar no NAc) (Subramaniam et al., 1992). Curiosamente, os efectos da privación de alimentos na expresión dos receptores de dopamina NAc converxen cos nosos datos demostrando un papel para os receptores D1 (que inclúen os receptores D5) e D2 na motivación inducida polo xaxún nos alimentos.

Unha excepción do noso estudo é que a privación de alimentos aumenta os niveis de ghrelin circulantes para que outras poboacións de receptores de grelina fóra do VTA poidan ser activadas. Así, mentres a privación de alimentos é un xeito endóxeno e máis fisiológicamente relevante para aumentar a grelina, non permite unha estimulación selectiva de VTA. Polo tanto, non podemos eliminar a posibilidade de que os cambios nos receptores de dopamina detectados no NAc sexan un resultado da actividade da ghrelin en áreas fóra do VTA cunha influencia indirecta no NAc. Finalmente, hai que ter en conta que os nosos datos ligan o xaxún aos cambios na expresión dos receptores de dopamina NAc, pero necesitarían máis experimentos para mostrar a mediación da proxección dopaminérxica VTA-NAc (estimulada pola grelina) neste sentido e, de feito, para explorar o papel doutras vías e sistemas transmisores neste efecto, como o hipotálamo lateral (como se discutiu anteriormente).

Dado que moitos dos substratos neurobiolóxicos son comúns tanto á drogodependencia como á alimentación desordenada, é posible que as conclusións presentes sexan indicativas do papel dos receptores D1 e D2 nos efectos reforzantes da glrelina de drogas e alcohol.Dickson et al., 2011). A recompensa de alimentos e cocaína leva a liberación de dopamina no NAc (Hernandez e Hoebel, 1988). O bloqueo dos receptores D1 ou D2 reduce o comportamento da recompensa de drogas de abuso, alcohol e nicotina. Xa que se informou anteriormente dunha contribución considerable de ghrelin ao comportamento de inxestión ou recompensa de todas estas substancias, é bastante probable que o circuíto de ghrelin-VTA-dopamina-NAc descrito aquí sexa relevante para unha serie de comportamentos de recompensa e non exclusivamente para alimentos. O apoio previo a esta idea pódese extraer de datos que demostran que a privación de alimentos pode restablecer a procura de heroína que está bloqueada polo bloqueo dos receptores similares a D1 (Tobin et al., 2009).

Os nosos datos proporcionan novos coñecementos sobre a integración de dous sistemas clave de sinalización ligados á recompensa alimentaria: os circuítos impulsados ​​por VTA que responden á hormona orixenxénica, a grelina e aos circuítos sensibles á dopamina NAc. En particular, demostramos que os efectos ben documentados de VTA relacionados coa ghrelin sobre o comportamento motivado polos alimentos requiren sinalización D1 e D2 no NAc. Os nosos datos tamén indican que os efectos da grelina baseados en VTA (dependentes de D1 / D2) sobre a recompensa dos alimentos implican circuítos diverxentes aos importantes para a inxestión de alimentos, xa que ningún dos antagonistas afectou a inxestión de alimentos inducidos por grelina cando se entregou ao NAc. Finalmente, estudos en ratas famentas (en xaxún durante a noite e, polo tanto, hipergrelinémicas) implican a sinalización NAc D1 / D2 nos efectos da grelina endóxena sobre o comportamento motivado polos alimentos. Así, os mecanismos e as terapias que interfiren coa sinalización de dopamina no NAc parecen ter relevancia para os efectos mediados por grelina no sistema de recompensa, incluídos os relacionados co control da alimentación e, polo tanto, coa obesidade e o seu tratamento.

Declaración de divulgación

Os autores non teñen nada que revelar.

Grazas

Este traballo foi apoiado pola Consello Sueco de Investigación en Medicina (2011-3054 a KPS e 2012-1758 a SLD), Sétimo marco da Comisión Europea subvencións (FP7-KBBE-2010-4-266408, Full4Health; FP7-HEALTH-2009-241592; EurOCHIP; FP7-KBBE-2009-3-245009, NeuroFAST), Forskning och Utvecklingsarbete / Avtal om Läkarutbildning och Forskning Göteborg (ALFGBG-138741), o Fundación Sueca para a Investigación Estratéxica ao Centro de Investigación Cardiovascular e Metabólica Sahlgrenska (A305 – 188) e NovoNordisk Fonden. Os financiadores non tiñan ningún papel no deseño do estudo, na recollida e análise de datos, na decisión de publicar ou na preparación do manuscrito.

References

  •  
  • Autor correspondente. Departamento de Endocrinoloxía, Instituto de Neurociencia e Fisioloxía, Academia Sahlgrenska da Universidade de Gotemburgo, Medicinaregatan 11, caixa postal 434, SE-405 30 Gotemburgo, Suecia. Tel .: +46 31 786 3818 (oficina); fax: +46 31 786 3512.

Copyright © 2013 Os autores. Publicado por Elsevier Ltd.