Patróns de activación neuronal subxacentes á influencia da amígdala basolateral nos comportamentos alimentarios consumidos por opioides intraacumbens vs. comportamentos apetitivos de alimentación rica en graxa na rata (2015) - MECANISMO BINGE

Behav Neurosci. Manuscrito do autor; dispoñible en PMC 2015 Dec 1.

Publicado en forma definitiva editada como:

PMCID: PMC4658266

NIHMSID: NIHMS724902

A versión editada definitiva deste editor está dispoñible en Behav Neurosci
 

Abstracto

O presente estudo explorou o papel da amígdala na mediación dun patrón único de comportamento alimentario impulsado pola activación de opiáceos intra-accumbens (Acb) na rata. A inactivación temporal da amígdala basolateral (BLA), mediante a administración de muscimol do agonista GABAA, prevén o aumento do consumo tras a administración de opiáceos intra-Acb do agonista selectivo µ-opioide D-Ala2, NMe-Phe4, Glyol5-encefalina (DAMGO), pero deixa o enfoque alimentario comportamentos intactos, sobre todo despois do fin do consumo. Unha interpretación é que a inactivación do BLA bloquea selectivamente a actividade neuronal subxacente ao comportamento consumidor (consumo), pero non apetitivo (de aproximación). Os actuais experimentos aproveitan esta disociación temporal dos comportamentos de consumo e aproximación para investigar a súa actividade neural asociada. Tras unha solución salina intra-Acb ou DAMGO, con ou sen administración de BLM muscimol, a rata recibiu acceso a 2hr a unha cantidade limitada de dieta rica en graxas. Inmediatamente despois da sesión de alimentación, as ratas sacrificáronse e os cerebros analizáronse por patróns de actividade neuronal en rexións do cerebro críticas que se saben que regulan os comportamentos de alimentación apetitivos e consumidores. Os resultados mostran que a administración de DAMGO intra-Acb aumentou a activación de c-Fos en neuronas de orexina dentro da área perifornical do hipotálamo e que este aumento na activación está bloqueado pola inactivación do muscimol de BLA. A administración de DAMGO Intraacb aumentou significativamente a activación de c-Fos nas neuronas dopaminérxicas da área ventral tegmental, en comparación cos controis salinos, e a inactivación de BLA non tivo ningún efecto neste aumento. En xeral, estes datos proporcionan circuítos subxacentes que poden mediar a influencia selectiva do BLA nos comportamentos de alimentación consumidores, pero non apetitivos, nun modelo de comportamento de alimentación hedonicamente controlado.

Palabras clave: comportamento motivado, análise de sistemas e circuítos, comportamento de laboratorio (apetitivo / aversivo), modelo animal, paquete de activación neural

A rede distribuída que contribúe á alimentación mediada por opiáceos intra-accumbens (Acb) foi examinada extensivamente (; ; ; ), e as contribucións da amígdala basolateral (BLA) foron especialmente interesantes. Inactivación temporal do BLA co GABAA O agonista muscimol evita o forte aumento da inxestión alta de graxas despois da administración intra-Acb do agonista µ-opiáceo selectivo D-Ala2, NMe-Phe4, Glyol5-encefalina (DAMGO), aínda que a inactivación de BLA non ten influencia no aumento da alimentación. Privación de alimentos de 24hr (). Esta influencia do BLA sobre a mediación específica dun modelo de alimentación hedónica caracterizouse aínda máis para demostrar que a inactivación de BLA impedía o aumento do consumo impulsado polo DAMGO intra-Acb, aínda que os comportamentos de aproximación alimentaria deixaban intactos, especialmente despois de que o consumo da dieta terminase. Aínda que forneceu unha caracterización e interpretación máis exhaustiva destes datos , A inactivación de BLA parece interferir só na fase de consumo do comportamento de alimentación con alto contido de graxa, pero non na fase de aproximación dos alimentos impulsada pola activación do opioide do Acb.

Históricamente, categorizáronse comportamentos gratificantes nunha apetecible fase, que inclúe comportamentos de aproximación implicados na procura de estímulos gratificantes como a comida e a consumador fase, que inclúe comportamentos como o consumo de alimentos (; ). Esta distinción observouse durante décadas e segue a ser popular hoxe como as teorías da motivación relacionadas cos alimentos e outras recompensas evolucionan (; ; ; ; ). Os intentos de definir a fisioloxía subxacente a estas distintas fases de comportamento motivado incluíron modelos onde os tratamentos interferiron coa expresión dunha fase sen influír no outro (; ; ; ). O presente estudo analiza a fisioloxía subxacente dun modelo único de comportamento alimentario onde se disociaron a fase consumatoria e apetitiva.

Os actuais experimentos investigaron os patróns neuronais de actividade subxacentes aos comportamentos alimenticios apetitivos e consumatorios impulsados ​​por DAMGO intra-Acb. Primeiro, o achado inicial () foi replicado para establecer a premisa do segundo experimento, incluída a necesidade de determinar unha cantidade adecuada de dieta limitada para proporcionar no segundo estudo. No segundo experimento, seguindo cada unha das catro condicións diferentes de tratamento farmacolóxico, a todos os individuos recibiu acceso a unha cantidade limitada de dieta rica en graxas, proporcionando a cada grupo de tratamento agás o grupo tratado con DAMGO, para alcanzar a saciedade (é dicir, as cantidades observadas no anuncio Condicións lib das Experimentos 1). Inmediatamente despois da sesión de alimentación de 2hr, sacrificáronse ratas para capturar os patróns de actividade neuronal asociados aos patróns de comportamento mostrados. Os datos anteriores demostraron que a totalidade do comportamento de aproximación ao consumo e á tolva dos alimentos ocorre dentro do primeiro min 30 da sesión de ensaio seguindo todos os tratamentos, aínda que o DAMGO intra-Acb, con ou sen BLA inactivación produce niveis robustos de comportamentos de aproximación dos alimentos durante o min 90 final. da sesión de proba 2hr (). Polo tanto, a actividade neuronal asociada coa motivación para aproximación consumir deben estar representados en ratas que reciben un tratamento DAMGO intra-Acb sen inactivación de BLA. En contraste, os patróns de actividade neuronal en ratas que reciben un tratamento DAMGO intra-Acb con inactivación de BLA deben reflectir a mesma motivación para aproximación, pero reflicten unha motivación reducida consumir.

A actividade neuronal foi examinada en rexións cerebrais coñecidas por mediar os comportamentos apetitivos e consumatorios de interese, incluíndo a área tegmental ventral (VTA), o hipotálamo medial dorsal (DMH), a área perifornical do hipotálamo (PeF) eo hipotálamo lateral (LH) (; ; ). A administración de DAMGO Intra-Acb aumenta a expresión de c-Fos en neuronas hipotalámicas perifornicales e esta expresión require unha sinalización de orexina no VTA.). Colectivamente, estes e outros datos suxiren que este modelo de alimentación inducida pola palatabilidad a través da activación do receptor de opioides Acb µ pode contratar neuronas de PeF orexina e aumentar a sinalización de orexina dentro do VTA que pode á súa vez modular o eflujo DA para o Acb e mPFC, conducindo comportamentos de alimentación. (). Será necesario explorar o efecto da activación de BLA para observar un aumento no consumo de DAMGO intra-Acb de alto contido de graxa, pero non de comportamentos de alto contido en graxas.

Methods

Ratos

Trinta e seis machos adultos de ratas Sprague-Dawley (Harlan Sprague-Dawley, Inc., Indianápolis, IN) pesan 300-400 g, foron aloxados en parellas en gaiolas de plexiglás nunha sala de colonia controlada polo clima a unha temperatura de 22 ° C. Os ratos mantivéronse nun ciclo escuro e escuro de 12 e todos os experimentos leváronse a cabo durante a fase de luz (0700 –1900) entre as horas de 1200 e 1500. A menos que se indique o contrario, as ratas tiveron acceso gratuíto ao laboratorio e á auga potable antes e ao longo do experimento. Os grupos contiñan ratas 6-8. Todos os procedementos experimentais realizáronse de acordo cos protocolos aprobados polo Comité de uso e uso de animais institucionais da Universidade de Missouri.

Cirurxía

As ratas foron anestesiadas cunha mestura de ketamina e xilazina (90 mg / kg e 9 mg / kg, respectivamente; Sigma, St. Louis, MO), e os conxuntos 2 de cánulas de aceiro inoxidable (calibre 23, 10 mm) foron dirixidos estereóxicamente bilateralmente sobre o bordo do núcleo Acb e capa lateral e BLA e fixado ao cranio con tornillos de aceiro inoxidable e resina curable lixeira (Dental Supply of New England, Boston). Despois da cirurxía, os estiletes de fíos colocáronse nas cánulas guía para evitar a oclusión. As coordenadas dos sitios obxecto de aprendizaxe son as seguintes: Acb: AP, + 1.4; ML, ± 2.0; DV, -7.8; BLA: AP, -2.8; ML, ± 4.7; DV, -8.6 (a coordenada DV representa a colocación da agulla do inyector 12.5mm que estende 2.5mm ventral da cánula).

Aparello

A avaliación comportamental da alimentación produciuse nunha sala separada da sala de colonia en oito cámaras de alimentación de plexiglás (30.5 cm × 24.1 cm × 21.0 cm) (Med Associates, St. Albans, VT). As ratas tiñan acceso á auga ad libitum e aproximadamente a 35g de dieta agradable, agás onde se indicou. As cámaras de alimentación foron equipadas con catro raios de actividade locomotora infravermella situados a 10 cm separados pola lonxitude da cámara e 6 cm sobre o chan. Unha balanza automatizada para a tolva de alimentos monitorizou o consumo de alimentos. Un feixe de infravermellos adicional que abarca a entrada da tolva de alimento determinou o número e a duración de cada entrada de cabeza na área da tolva. A tolva de comida e a botella de auga situáronse no mesmo lado (esquinas opostas) dunha parede da cámara e unha bandexa extraíble de residuos estaba situada baixo o chan da barra. As medidas incluíron a actividade locomotora (número de saltos horizontais do feixe), a duración da entrada da tolva (duración media da ruptura do feixe na entrada da tolva), as entradas da tolva (número de quebras do feixe á entrada da tolva) e cantidade consumida ( gramos de dieta consumida). Os períodos de proba consistían en monitores de comportamento nas cámaras de alimentación mediante un ordenador con software Med-PC (Med Associates Versión IV, St. Albans, VT).

Procedemento

Microinxección de drogas

D-Ala2, NMe-Phe4, Glyol5-encefalina (DAMGO; Research Biochemicals, Natick, MA) e muscimol (Sigma, St. Louis, MO) foron disoltos en solución salina estéril 0.9%. O control do vehículo era sempre unha solución estéril de solución salina 0.9%. As infusións entregáronse cunha bomba de microdrive (Aparello de Harvard, South Natick, MA), conectada por medio de tubos de polietileno (PE-10), mentres que as ratas eran con coidado. Empregáronse trinta e tres inyectores 12.5-mm de extensión, estendendo 2.5 mm máis aló do final das cánulas guía. A taxa de inxección foi 0.32 µl / min para o Acb e 0.16 µl / min para o BLA, sendo a duración total da infusión 93 s, o que resulta en volumes 0.5-µl e 0.25-µl, respectivamente. Un minuto adicional foi permitido para a difusión.

Proxecto

Experimenta 1

Empregando un deseño dentro dos suxeitos, todos os grupos de ratos recibiron cada unha das catro combinacións de tratamento farmacolóxico en catro días de tratamento separados nunha orde compensada. Todas as probas de comportamento dos dous experimentos comezaron a semana 1 post-cirurxía nas cámaras de control de inxestión de alimentos de Med-Associates. A 2hr recibiu acceso ás dieta nestas cámaras para diariamente durante 6 días consecutivos. No 5th día, un inyector 10-mm foi inserido e deixado no lugar para 2 min, sen inxección de volume. No 6th día, inseríuse un inyector 12.5-mm e administrouse unha solución salina para 93 s. En cada día de proba, o muscimol (20 ng / 0.25 µl / lado bilateral) ou solución salina foi infundido no BLA, seguido inmediatamente por DAMGO (0.25 mg / 0.5 µl / lado bilateral) ou solución salina no Acb, o que resulta en catro posibles tratamentos. combinacións. A sesión de proba 2hr comezou inmediatamente despois da última inxección e déronse ás ratas o acceso ad libitum a unha dieta rica en graxas. Houbo polo menos 1 día entre os días de tratamento.

Experimenta 2

Catro grupos de ratas, utilizando un deseño entre suxeitos, cada un con cánulas bilaterais dirixidas ao Acb e BLA. As ratas recibiron acceso á dieta nestas cámaras para a 2hr diariamente durante os días consecutivos de 6 e os procedementos de inxección eran idénticos ao experimento 1, pero cada rata só recibiría 1 das posibles combinacións de tratamentos con drogas 4. O consumo de dieta rica en graxas no 6th día do tratamento inicial foi usado para compensar a asignación de tratamento farmacolóxico para garantir patróns de consumo de control de liña de base similares. No 8th Día, aos animais recibíronse 1 de tratamentos con fármacos 4 e acceso a 8g de dieta agradable para 2hr.

Verificación histolóxica da colocación de cánula

Inmediatamente despois da sesión de alimentación de 2hr, os animais retiráronse das cámaras de alimentación, profundamente anestesiadas con ketamina e xilazina (90 mg / kg e 9 mg / kg), e se perfunderon transcardialmente. Os cerebros foron retirados e mergullados en formalina (10%) durante a noite a 4 ° C e logo crioprotectados trasladándose a unha solución de sacarosa (20%) a 4 ° C. As seccións conxeladas conxeladas (50 µm) recolléronse durante toda a extensión do lugar da inxección, montadas sobre diapositivas xelatinizadas e contrarrestadas con cresil violeta. Analizáronse os perfís de colocación de canulas para que a súa exactitude e os datos de ratos con cánula extraviados non fosen incluídos nas análises.

Inmunohistoquímica

Os cerebros cortáronse a espesor 40 µm e almacenáronse en solución tampón de fosfato 0.1M (PB, pH 7.4) a 4 ° C. O protocolo de coloración inmunofluorescente flotante libre foi o seguinte: As seccións foron lavadas (3 × 10 min) en PBS. Os sitios de unión non específicos foron bloqueados mediante a solución de bloqueo [unha mestura de soro de cabra normal 10% (Jackson Immuno Research, West Grove, PA) e 0.3% Triton X-100 (Sigma) en PBS)] para o horo 2. A continuación, as seccións foron incubadas nunha mestura de cóctel que contén anticorpo anti-c-Fos de coello (1: 5000; Calbiochem) e anti-tirosina hidroxilase (VTA) ou anti-orexina-A de rato (hipotálamo) durante a noite. Laváronse seccións (4 × 30 min) en PBS que contén 0.05% Tween-20 (PBST). A continuación, as seccións foron incubadas para horas 2 nun tampón de bloqueo, cun cóctel de anticorpos secundarios: Alexa Fluor 555 cabra Anti-coello IgG e Alexa Fluor 488 cabra Anti-polo IgG (Invitrogen). Todos os anticorpos secundarios utilizáronse á concentración recomendada de 1: 500. Laváronse as seccións (4 × 30 min) en PBST e PB (2 × 10 min). As seccións foron montadas en diapositivas de super-xeadas (VWR International, EUA) e deixáronse secar a temperatura ambiente mentres se protexía da luz. Usando o kit de montaxe ProLong Anti-fade (Invitrogen), as rebanadas foron cubertas e almacénanse a 4 ° C. Todas as incubacións realizáronse a temperatura ambiente, excepto as dos anticorpos primarios que se incubaron a 4 ° C. Para controlar a variación da reacción inmunohistoquímica, os tecidos dos diferentes grupos de tratamento reaccionaron xuntos. Ademais, a tinción estaba ausente nos experimentos de control con omisión dos anticorpos primarios.

Análise estatística comportamental

Para o experimento 1, analizáronse todas as medidas de alimentación para a sesión total de 2-h e as distintas condicións de tratamento cun ANOVA de dous factores no tratamento do tratamento de amígdala de Acb Treatment X, cos niveis de cada factor como vehículo ou droga . Para o experimento 2, analizáronse todas as medidas de alimentación utilizando un ANOVA de dous factores (tratamento de amígdala de tratamento de Acb X), cos niveis de cada factor como vehículo ou fármaco.

Contador de procedementos, imaxe e análise estatística

Para a avaliación cuantitativa da expresión de inmunorreactividade no hipotálamo (incluíndo o hipotálamo lateral, área perifornical, hipotálamo dorsomedial) e VTA, analizáronse e fixáronse en promedio tres franxas de tecido anatómicamente paralelas de cada hemisferio (total 6 por rexión). Todas as imaxes xeráronse mediante o obxectivo 4 × ou 10 × cun microscopio confocal usando o software de imaxe Slidebook 4.3 (Intelligent Imaging Innovations, Denver, CO). Dependendo da rexión específica, imaxoreactividade fluorescente dentro dunha porción 40µm foi fotografada para só c-Fos, c-Fos / TH, ou c-Fos / canles marcados con OrexinA, separados cun límite exclusivo. As imaxes mostráronse nunha pantalla completa usando o software libre de dominio público baseado en java ImageJ (National Institutes of Health, Bethesda, MD, EUA), como un programa de procesamento e análise de imaxes que permitía marcar cada neurona individual e unha tinguidura positiva para cada canle. contados dunha forma cega ao tratamento. As neuronas clasificáronse como só c-Fos, só péptidos ou dobre marcado segundo a presenza do produto de reacción de anticorpos de fondo superior no núcleo celular.

Todas as áreas foron designadas e mapeadas usando The Rat Brain Atlas (Paxinos & Watson, 1998). Área Tegmental Ventral e Tirosina Hidroxilase; as seccións seleccionadas estaban entre -5.2 mm e -5.5 mm anteriores ao bregma. En cada nivel, a rexión que contén células de tirosina hidroxilase (TH-IR) e c-Fos-IR contáronse nos dous hemisferios. Hipotálamo e Orexin-A; as seccións seleccionadas estaban entre -2.8 e -3.3 mm anteriores ao bregma. A rexión hipotalámica (entre −2.8 e −3.3 mm) que atopou células orexina-A positivas dividiuse en tres rexións desde medial a lateral. Todas as células do interior, ventral e dorsal do fórnice incluíronse na rexión media marcada como perifornical (PeF). As células marcadas con Orexin-A, laterais a esta rexión, incluíronse no hipotálamo lateral (LH), e as mediais do fornix estaban no grupo medial (DMH), que se superpoñían co hipotálamo dorsomedial. As neuronas contáronse nos dous hemisferios.

Resultados

Todos os efectos do tratamento indícanse en relación coa localización (s) de administración de drogas ou vehículos (ie intra-Acb DAMGO). Como todas as ratas tamén tiveron acceso e consumiron unha cantidade limitada de dieta rica en graxas, todos os cambios nos comportamentos de alimentación asociados (Exp. 1 e 2) e os patróns de activación neuronal (Exp. 2) son necesariamente o efecto combinado de cada droga tratamento e dieta consumidos.

Comportamento da alimentación

Experimenta 1

Influencia da inactivación de BLA en comportamentos de alimentación alta en graxa impulsado pola administración de DAMGO intra-Acb.

consumo

Como se mostra en Fig. 1a, un ANOVA realizado nos datos de consumo de alimentos revelou un efecto principal significativo do tratamento de Acb (F (1, 7) = 13.9, p <.01), tratamento BLA (F (1, 7) = 8.6, p <.05) e interacción do tratamento con Acb × BLA (F (1, 7) = 8.9, p <.05). A análise post-hoc revelou que o tratamento salino intra-Acb DAMGO + intra-BLA levou a niveis de consumo significativamente máis altos (p <.05) en comparación cos dous tratamentos de control (solución salina intra-Acb + solución salina intra-BLA; solución salina intra-Acb + muscimol intra-BLA) e o tratamento con muscimol intra-BLA bloquearon este aumento (p <.05).

figura 1 

Exame de comportamento: A) Cantidade de dieta rica en graxas consumida (acceso ad libitum), B) duración total da entrada na tolva dos alimentos C) número total de entradas de tolva de alimentos e contas de actividade locomotora (é dicir, rotura de feixe horizontal). Administráronse tratamentos con 4 ...
Duración de entrada da tolva de comida

Como se mostra en Fig. 1b, un ANOVA realizado nos datos de duración da entrada da tolva alimentaria revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (1, 7) = 36.3, p <.001), tratamento BLA (F (1, 7) = 12.1, p <.05) e interacción do tratamento con Acb × BLA (F (1, 7) = 16.5, p <.005). A análise post-hoc revelou que o tratamento con muscimol intra-Acb DAMGO + intra-BLA levou a un tempo de entrada total da tolva de alimentos significativamente maior en comparación con todos os outros tratamentos (p <.001), sen ningún outro tratamento significativamente diferente entre si.

Entradas de tolva de comida

Como se mostra en Fig. 1c, un ANOVA realizado nos datos de entrada de tolva de alimentos revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (1, 7) = 10.6, p <05), mentres que o tratamento BLA achegouse á importancia (F (1, 7) = 3.89, p = .08) e interacción de tratamento Acb × BLA (F (1, 7) = 7.9, p <.05). A análise post-hoc revelou que o tratamento con muscimol intra-Acb DAMGO + intra-BLA levou a un número significativo de entradas de tolva de alimentos en comparación con todos os outros tratamentos (p <.05), sen ningún outro tratamento significativamente diferente entre si.

Actividade locomotora

Como se mostra en Fig. 1c, un ANOVA realizado nos datos de entrada de tolva de alimentos revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (1, 7) = 23.5, p <.005), pero ningún efecto principal do tratamento BLA (F (1, 7) = 1.4, p > .05), e sen interacción de tratamento con Acb × BLA (F (1, 7) = .056, p > .05).

Experimenta 2

Influencia da inactivación de BLA en comportamentos de alimentación rica en graxas e patróns de activación neural impulsados ​​pola administración de DAMGO intra-Acb.

A asignación de tratamento de drogas foi contraequilibrada polos niveis de inxestión de graxa 6th día de liña base. Estes niveis de inxestión foron os seguintes: SAL-SAL, 5.1g; SAL-DAM, 4.9g; MUSC-SAL, 4.9g; MUSC-DAM, 4.8g.

consumo

Como se mostra en Fig. 2a, un ANOVA realizado sobre os datos de consumo de alimentos revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 26.60, p <.001), pero ningún efecto do tratamento BLA (F (3, 24) = 0.02, ns) ou unha interacción de tratamento Acb × BLA (F (3, 24) = 0.61, ns).

figura 2 

Exame de comportamento: a) Cantidade de dieta rica en graxa consumida (a liña de puntos reflicte un acceso limitado de 8g); b) número de entradas de tolva de comida, c) duración total da entrada de tolva de alimentos e d) Contas da actividade locomotora (é dicir, roturas de raios horizontais). Tratamentos 4 ...
Entradas de tolva de comida

Como se mostra en Fig. 2b, un ANOVA realizado no número total de entradas de tolvas durante toda a sesión de alimentación revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 8.55, p <.01), pero ningún efecto do tratamento do tratamento BLA (F (3, 24) = 1.68, ns) ou unha interacción de tratamento Acb × BLA (F (3, 24) = 0.39, ns).

Duración de entrada da tolva de comida

Como se mostra en Fig. 2c, un ANOVA realizado na duración total de todas as entradas de tolvas durante toda a sesión de alimentación revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 12.45, p = .001), pero ningún efecto do tratamento BLA (F (3, 24) = .62, ns) ou unha interacción de tratamento Acb × BLA (F (3, 24) = 0.07, ns).

Actividade locomotora

Como se mostra en Fig. 2d, un ANOVA realizado na actividade locomotora total durante a sesión de alimentación revelou un efecto principal significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 12.93, p = .001), pero ningún efecto do tratamento BLA (F (3, 24) = .198, ns) ou interacción de tratamento Acb × BLA (F (3, 24) = 0.61, ns).

Inmunohistoquímica

Área Tegmental Ventral

Como se mostra en Fig. 3a, un ANOVA realizado en células IR c-Fos no VTA revelou un efecto significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) =, 25.67 p <.001), pero ningún efecto do tratamento BLA (F (3, 24) = 1.13, ns) ou interacción entre tratamentos (F (3, 24) = 2.80, ns). Un ANOVA realizado en porcentaxe de células TH-IR que mostran c-Fos IR revelou un efecto do tratamento con Acb (F (3, 24) = 6.33, p <05), pero ningún efecto do tratamento BLA na porcentaxe de TH- Células IR que mostran c-Fos IR (F (3, 24) = 07, ns) unha interacción sen significación entre os tratamentos (F (3, 24) =, 63, ns).

figura 3 

a) Número de células VTA que expresan c-Fos IR; b) Porcentaxe de células TH-IR de VTA que expresan IR de c-Fos. c) Número de células que expresan c-Fos-IR na área periférica do hipotálamo (PeF) d) Porcentaxe de células IR de Orexin-A que expresan c-Fos-IR. Tratamentos 4 ...

Hipotálamo periférica

Como se mostra en Fig. 3b, un ANOVA realizado en c-Fos IR no PeF (rexión analizada representada na fig. 5b) revelou un efecto significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 30.78, p <.001), tratamento BLA (F (3, 24) = 30.52, p <.001) e unha interacción de tratamento con Acb × BLA (F (3, 24) = 8.75, p <.01). Un ANOVA realizado na porcentaxe de células OrxA-IR que mostran c-Fos IR revelou un efecto significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 55.85, p <.001), tratamento BLA (F (3, 24) = 23.52, p <.001) e unha interacción de tratamento con Acb × BLA (F (3, 24) = 14.32, p <.001). Nas figuras 5a e 5b, as análises post hoc mostran que a inactivación BLA reduce significativamente a expresión de c-Fos inducida por DAMGO intra-Acb e reduce o número de células de orexina que expresan c-Fos (p <.05).

Hipotálamo dorsomedial

Como se mostra en Táboa 1, un ANOVA realizado para o número de células IR c-Fos no DMH revelou un efecto significativo do tratamento intra-Acb (F (3, 24) = 20.19, p <001), pero ningún efecto do tratamento intra-BLA ( F (3, 24) = 1.63, ns) ou unha interacción de tratamento Acb × BLA (F (3, 24) = 0.05, ns). Un ANOVA realizado na porcentaxe de células OrxA-IR que mostran c-Fos IR revelou un efecto significativo do tratamento con Acb (F (3, 24) = 13.39, p <001), tratamento BLA (F (3, 24) = 5.85, p <05), pero non hai interacción co tratamento con Acb × BLA (F (3, 24) =, 89, p =, 36).

Táboa 1 

Número de células que expresan c-Fos-IR (total) no hipotálamo lateral e hipotálamo dorsomedial e porcentaxe de células de PeF Orexin-A IR que expresan c-Fos-IR (% orexina-A). Administráronse tratamentos 4, incluído DAMGO intra-Acb ou solución salina (SAL) inmediatamente ...

Hipotálamo lateral

Como se mostra en Táboa 1, un ANOVA realizado para o número de células IR c-Fos no LH non revelou ningún efecto do tratamento con Acb ((F (3,24) =, 11, ns) nin BLA ((F (3, 24 = 6.82, p < 05) e sen interacción (F (3,24) = 26, ns). Un ANOVA realizado sobre a porcentaxe de células OrxA-IR que mostran c-Fos IR non revelou ningún efecto significativo do tratamento con Acb (F (3, 24 ) = .64, ns), tratamento BLA (F (3, 24) = .08, ns) ou unha interacción de tratamentos (F (3, 24) = .77, ns.)

Conversa

En condicións de acceso de graxa ad libitum, a inactivación de BLA reduciu o aumento da inxesta de graxa producida por DAMGO intra-Acb, deixando intactas as condutas de abordaxe de tolva de alimentos intactas, confirmando o informe anterior (). O segundo experimento examinou estes mesmos fenómenos, pero en condicións limitadas de acceso á dieta rica en graxas, permitindo que todos os grupos de tratamento, agás o grupo tratado con DAMGO só intra-Acb, alcanzasen a saciedade (é dicir, consuman cantidades observadas en condicións de admin en Exp. 1). Os animais tratados con solución salina intra-Acb, con ou sen inactivación de BLA, consumiron niveis similares de dieta rica en graxa e mostraron niveis similares de comportamentos de aproximación, como estaba previsto. Os dous grupos de tratamento de especial interese, os que recibiron DAMGO intra-Acb con ou sen inactivación de BLA, consumiron case toda a dieta rica en graxa dispoñible na primeira 30 min da sesión de proba 2hr e mostraron patróns idénticos de comportamentos apetitivos (é dicir, número. de entradas de tolva de comida, duración de entrada de tolva de comida) durante o último minuto 90, segundo o previsto. O tratamento con DAMGO intra-Acb esaxeraba tanto o número como a duración dos comportamentos de abordaxe de tolva alimentaria independentemente da inactivación do BLA, en comparación con ambos os grupos tratados con solución salina intra-Acb como se informou anteriormente (). É importante, como se observou no experimento 1 e anteriormente (, ), o tratamento intra-Acb DAMGO, sen inactivación de BLA, leva a niveis de consumo polo menos o dobre da cantidade proporcionada baixo a condición de acceso limitado Polo tanto, os patróns de actividade neuronal en ratas que recibiron tratamento intra-Acb DAMGO sen inactivación de BLA deben reflectir tanto a motivación para aproximación consumir comida adicional alén do dispoñible. En contraste, os patróns de actividade neuronal en ratas que reciben tratamento intra-Acb DAMGO, con BLA inactivada, deberían reflectir unha maior motivación para aproximación a comida, pero unha motivación reducida a consumir comida adicional, en comparación coas ratas tratadas con DAMGO intra-Acb sen inactivación do BLA. Isto é fundamental para non só a fundamentación do deseño, senón a interpretación dos datos actuais. O nivel de dieta dispoñible foi escollido non só para manter os niveis de consumo dentro dun rango limitado entre grupos, senón tamén para garantir as ratas en todos os grupos de tratamento, excepto o grupo único con DAMGO, alcanzado ou saciado (como se determinou no Experimento 1 e anteriores). véxanse ).

A administración de DAMGO intra-Acb aumentou significativamente a VTA c-Fos IR en neuronas dopaminérxicas en comparación co tratamento con control salino e a administración de muscimol intra-BLA non tivo ningunha influencia neste aumento. Investigacións anteriores suxiren que os aumentos de c-Fos IR no VTA e, en particular, as neuronas da dopamina (DA) da VTA, desempeñan un papel central na recompensa, a motivación e a dependencia de drogas (; ; ). A administración de antagonistas de dopamina no comportamento apetitivo dos alimentos Acb bloquea aínda non ten efecto sobre o consumo de chow provocado pola fame () ou consumo de graxa intra-Acb DAMGO (). A administración intra-Acb de agonistas de dopamina aumenta a proporción progresiva das respostas dun reforzador alimentario, pero non ten ningún efecto na alimentación gratuíta (). Estes datos e outros suxiren que os comportamentos esaxerados do enfoque alimentario observados nos dous grupos de tratamento administrados intra-Acb DAMGO, con e sen inactivación de BLA, están mediados polo aumento da actividade nas neuronas dopaminérxicas do VTA.

O patrón de actividade neuronal de Pexin Ore-A coincide cos patróns de consumo normalmente observados tras estes mesmos efectos de tratamentos en condicións de acceso á administración (, ), con tratamento DAMGO intra-Acb conducindo a un maior consumo que calquera outro tratamento. Tamén descubrimos que o DAMGO intra-Acb aumentou a actividade de DMH c-Fos independentemente do tratamento con BLA, pero só intra-DAMGO aumentou a proporción de neuronas de orexina que expresaban c-Fos en comparación cos controis. A pesar do seu papel no comportamento da alimentación inducida por DAMGO (; ), DAMGO non aumentou significativamente a actividade de LH c-Fos, aínda que non permitiu aos animais chegar á saciedade.

O hipotálamo foi considerado desde hai tempo un centro de regulación autonómica da homeostase enerxética; incluída a regulación de alimentación, excitación e recompensa (, ). Coñécese que as neuronas que expresan os péptidos orexixenicos a orixe-A e a hormona concentradora da melanina (MCH) que poboan densamente as áreas laterais do hipotálamo (), en particular, a área perifornica. O consumo dunha dieta rica en graxa observouse impulsada por orexina A administrada centralmente () está bloqueada pola administración previa da antaloxista contra a opaloide naloxona (), suxerindo unha interacción de péptidos de opioides e orexinas para mediar o consumo de alimentos agradables. A administración intra-VTA orexin-A tamén excita as neuronas da dopamina (Borgland et al., 2006). O bloqueo da sinalización de orexina no VTA reduce a alimentación inducida por DAMGO dunha dieta rica en graxas () aínda non se sabe ata que punto isto é reducido as condutas apetitivas que poden contribuír ao aumento do consumo. Polo tanto, a constatación actual de que o aumento da actividade dopaminérxica do VTA despois de DAMGO intra-Acb non foi afectado pola inactivación do BLA, a pesar da redución da actividade de orexina de PeF, eleva a importancia da caracterización do comportamento tanto nas fases apetitivas como consumadoras do comportamento alimentario. Ademais, estes datos proporcionan hipóteses probables para examinar a influencia da orexina PeF e a modulación dopaminérxica do VTA no enfoque conducido aos opioides e as fases consumadoras da alimentación.

O estudo actual empregou un acceso limitado á dieta (gramos dispoñibles) para controlar a influencia dos niveis de consumo diferencial tras varios tratamentos con drogas. O estudo tamén limitou o seu exame a unha única dieta; xa que logo, queda a posibilidade de que a alimentación impulsada por opioides doutras dietas saborosas poida ser regulada de xeito similar. A elección da dieta rica en graxa foi impulsada polas caracterizacións pasadas da rede asociada reveladas que subxacen á alimentación rica en graxa intra-Acb DAMGO (; para revisión), especialmente o papel da BLA (, ). Non se sabe se os resultados actuais son específicos para unha dieta rica en graxa ou se tamén se observarían usando unha dieta alternativa. Curiosamente, un estudo recente descubriu que incluso entre as dietas altamente agradables, existe unha marcada diferenza nos patróns de activación de c-fos en rexións reguladoras de alimentación clave do circuíto mesocorticolímbico (). Os estudos futuros serán necesarios para determinar se os resultados actuais son específicos para dietas ricas en graxa.

En resumo, estes datos proporcionan información sobre como o BLA responde á activación opioide do Acb para impulsar específicamente o consumo, pero non achega comportamentos, asociados a unha dieta rica en graxas. Os datos suxiren que o comportamento de consumo impulsado por DAMGO intra-Acb pode deberse a un aumento da actividade das neuronas de orexina A no PeF, mentres que o aumento do comportamento alimentario parece estar asociado ao aumento da actividade dopaminérxica do VTA, coa activación BLA só é necesaria para observar. a fase de consumo. Estes datos proporcionan unha mellor comprensión de dous comportamentos de alimentación disociables dentro dun modelo de alimentación ben caracterizado. Esta investigación amplía o noso coñecemento sobre os circuítos neurais críticos para a alimentación impulsada pola palatabilidade e leva implicacións para comprender os comportamentos de alimentación inadecuada implicados no desenvolvemento de comportamentos de obesidade e adicción aos alimentos.

​

figura 4 

Debuxos esquemáticos, adaptados do atlas de Paxinos e Watson (1998), que representan seccións coronais que conteñen rexións cerebrais analizadas contorneadas en área azul (área gris) e ampliadas directamente debaixo. Rexións: (A) área tegmental ventral, VTA; (B) dorsomedial ...

Grazas

Os autores agradecen o apoio da subvención DA024829 do Instituto Nacional de Abuso de Drogas a MJW.

Notas ao pé

Os autores declaran ningún conflito de interese.

References

  1. Badiani A, Leone P, Noel MB, Stewart J. Mecanismos opioides da área tegmental ventral e modulación do comportamento inxestivo. Investigación cerebral. 1995; 670 (2): 264 – 276. [PubMed]
  2. Baldo BA, Sadeghian K, Basso AM, Kelley AE. Efectos do bloqueo selectivo do receptor D1 dopamina ou D2 dentro das subrexións do núcleo accumbens sobre o comportamento inxestivo e a actividade motora asociada. Res. Cerebro de Behav. 2002 Dec 2; 137 (1 – 2): 165 – 177. [PubMed]
  3. Baldo BA, Pratt WE, Will MJ, Hanlon EC, Bakshi VP, Cador M. Principios de motivación revelados polas diversas funcións dos substratos neurofarmacolóxicos e neuroanatómicos subxacentes ao comportamento alimentario. Neurosci Biobehav Rev. 2013 Nov; 37 (9 Pt A): 1985 – 1998. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  4. Ball GF, Balthazart J. Que utilidade ten para a comprensión do control neuroendocrino do comportamento sexual para a comprensión do apetito e consumador? Comportamento de hormona. 2008 feb; 53 (2): 307 – 311. resposta do autor 315-8. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  5. Berridge KC. Conceptos de motivación en neurociencia comportamental. Comportamento do fisiol. 2004 Abr; 81 (2): 179 – 209. Revisar. [PubMed]
  6. Berridge KC. "Gustar" e "querer" recompensas alimentarias: substratos cerebrais e funcións nos trastornos alimentarios. Fisioloxía e Comportamento. 2009; 97 (5): 537-550. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  7. Cason AM, Smith RJ, Tahsili-Fahadan P, Moorman DE, Sartor GC, Aston-Jones G. Papel da orexina / hipocretina na busca de recompensas e adicción: implicacións para a obesidade. Fisioloxía e Comportamento. 2010; 100 (5): 419 – 428. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  8. Clegg DJ, Air EL, Woods SC, Seeley RJ. A comida provocada pola orexina A, pero non a hormona que concentra a melanina, está mediada por opioides. Endocrinoloxía. 2002; 143 (8): 2995 – 3000. [PubMed]
  9. Craig W. Apetitos e aversións como compoñentes dos instintos. Boletín Biolóxico. 1918; 34: 91 – 107. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  10. Data Y, Ueta Y, Yamashita H, Yamaguchi H, Matsukura S, Kangawa K, Sakurai T, Yanagisawa M, Nakazato M. Orexinas, péptidos hipotalámicos orexixenicos, interactúan con sistemas autónomos, neuroendocrinos e neurorreguladores. Proc Natl Acad Sci EUA. 1999; 96 (2): 748 – 753. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  11. Dela Cruz JA, Coke T, Karagiorgis T, Sampson C, Icaza-Cukali D, Kest K, Ranaldi R, Bodnar RJ. Indución de c-Fos en obxectivos de proxección da vía da dopamina mesotelencefálicos e estrías dorsais tras a inxestión oral de azucres e graxas en ratas. Brain Res Bull. 2015 feb; 111: 9 – 19. [PubMed]
  12. Campos HL, Hjelmstad GO, Margolis EB, Nicola SM. Neuronas da área tegmental ventral en comportamento apetitivo aprendido e reforzo positivo. Revisión anual de neurociencia. 2007; 30: 289 – 316. [PubMed]
  13. Hanlon EC, Baldo BA, Sadeghian K, Kelley AE. Aumentos na inxesta ou no comportamento en busca de alimentos inducido pola estimulación GABAérxica, opioide ou dopaminérxica do núcleo accumbens: ¿ten fame? Psicofarmacoloxía (Berl) 2004 Mar; 172 (3): 241 – 247. [PubMed]
  14. Harris GC, Aston-Jones G. Excitación e recompensa: unha dicotomía en función de orexina. Tendencias en neurociencia. 2006; 29 (10): 571 – 577. [PubMed]
  15. Ikemoto S, Panksepp J. Disociacións entre respostas apetitivas e consumatorias por manipulacións farmacolóxicas de rexións cerebrais relevantes para a recompensa. Behav Neurosci. 1996 Abr; 110 (2): 331 – 345. [PubMed]
  16. Jager G, Witkamp RF. O sistema endocannabinoide e o apetito: relevancia para a recompensa de alimentos. Nutr Res Rev. 2014 Jun 2; 27 (1): 172 – 185. [PubMed]
  17. Jennings JH, Ung RL, Resendez SL, Stamatakis AM, Taylor JG, Huang J, Veleta K, Kantak PA, Aita M, K Shilling-Scrivo, Ramakrishnan C, Deisseroth K, Otte S, Stuber GD. Visualización de dinámicas de rede hipotalámicas para comportamentos apetitivos e consumatorios. Cela. 2015 Xan 29; 160 (3): 516 – 527. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  18. Kalra SP, Dube MG, Pu S, Xu B, Horvath TL, Kalra PS. Interacción de rutas reguladoras do apetito na regulación do peso corporal hipotalámico. Críticas endocrinas. 1999; 20 (1): 68 – 110. [PubMed]
  19. Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE, Will MJ. Circuitos corticostriatal-hipotalámicos e motivación alimentaria: integración de enerxía, acción e recompensa. Physiol Behav. 2005 Dec 15; 86 (5): 773 – 795. [PubMed]
  20. Lorenz K. O método comparativo no estudo dos patróns de comportamento innato. Symp. Soc. Exp. Biol. 1950; 4: 221-268.
  21. Nicola SM, Deadwyler SA. A taxa de disparo do núcleo accumbens ás neuronas é dependente da dopamina e reflicte a sincronización do comportamento que buscan a cocaína nos ratos nun calendario progresivo de reforzo. J Neurosci. 2000 xul 15; 20 (14): 5526 – 5537. [PubMed]
  22. Park TH, Carr KD. Patróns neuromanatómicos de inmunorreactividade similar a Fos inducidos por unha comida apetecible e un ambiente emparellado en comidas en ratas tratadas con salina e naltrexona. Brain Research. 1998; 805: 169-180. [PubMed]
  23. Will MJ, Franzblau EB, Kelley AE. Os mu-opioides de Nucleus accumbens regulan a inxestión dunha dieta rica en graxas mediante a activación dunha rede de cerebro distribuída. J Neurociencia. 2003; 23 (7): 2882 – 2888. [PubMed]
  24. Will MJ, Franzblau EB, Kelley AE. A amígdala é fundamental para o consumo de compulsión mediada por opiáceos da graxa. Neuroreport. 2004; 15 (12): 1857 – 1860. [PubMed]
  25. Will MJ, Pratt WE, Kelley AE. Caracterización farmacolóxica da alimentación alta en graxas inducida pola estimulación dos opiáceos do estriado ventral. Physiol Behav. 2006 Sep 30; 89 (2): 226 – 234. [PubMed]
  26. Will MJ, Pritchett CE, Parker KE, Sawani A, Ma H, Lai AY. Caracterización do comportamento da implicación da amígdala na mediación do comportamento alimentario dirixido por opiáceos dentro do ácido. Neurociencia do comportamento. 2009; 123 (4): 781 – 793. [Artigo gratuíto de PMC] [PubMed]
  27. Yamanaka A, Kunii K, Nambu T, Tsujino N, Sakai A, Matsuzaki I, Miwa Y, Goto K, Sakurai T. A inxestión de alimentos inducida por Orexina implica unha vía de neuropéptido Y. Brain Research. 2000; 859 (2): 404 – 409. [PubMed]
  28. Zhang M, Kelley AE. A inxestión mellorada de alimentos ricos en graxas despois da estimulación estriatal mu-opiáceos: cartografía de microinjección e expresión de fos. Neurociencia. 2000; 99 (2): 267 – 277. [PubMed]
  29. Zhang M, Kelley AE. A inxestión de sacarina, sal e solución de etanol aumenta mediante a infusión dun agonista de opioides mu no núcleo accumbens. Psicofarmacoloxía (Berl) 2002; 159 (4): 415 – 423. [PubMed]
  30. Zhang M, Balmadrid C, Kelley AE. Nucleus accumbens a modulación de opioides, GABaérxicos e dopaminérxicos de motivación alimentaria agradable: efectos contrastantes revelados por un estudo de proporción progresiva na rata. Behav Neurosci. 2003 Abr; 117 (2): 202 – 211. [PubMed]
  31. Zheng H, Patterson LM, Berthoud HR. A sinalización da orxina na área tegmental ventral é necesaria para un apetito alto en graxas inducido pola estimulación dos opiáceos do núcleo accumbens. J de Neurociencia. 2007; 27 (41): 11075 – 11108. [PubMed]