O azucre e a aglutinación de graxas teñen diferenzas notables no comportamento similar a adictivo (2009)

Cales son as comidas comúns?

Simplemente, a xente normalmente binge de alimentos ricos en enerxía. Estes alimentos son normalmente ricos en graxas, azucres ou moitas veces8,9). Os episodios de atracón adoitan incluír o consumo de pan ou pasta, seguido en frecuencia por doces, alimentos graxos ou snacks salgados (10). Os individuos que prefiren os alimentos doces adoitan ter máis frecuencia.

Por que a xente non sofre de brócoli? Debe haber algunha propiedade de alimentos "sobremesas" e "merendas" agradables e ricos en azucre e / ou graxa que favorecen a compulsión alimentaria. Os azucres e as graxas son ben coñecidos por ter diferentes efectos na fisioloxía e na química do cerebro (11), que pode estar relacionada cos seus diferentes efectos sobre o comportamento. Para comprender as bases comportamentais e neuroquímicas da compulsión alimentaria en macronutrientes específicos, recorreremos a modelos de animais de laboratorio de compulsión alimentaria.

Modelos animais de compulsión alimentaria

A alimentación excesiva é un comportamento multifacético, con compoñentes emocionais e culturais difíciles de reproducir cos modelos animais. Non obstante, os modelos animais de atracón son fundamentais para comprender as bases fisiolóxicas e neuroquímicas deste comportamento.

Modelos de compulsión de azucre

Varios laboratorios usaron un acceso limitado ás solucións de azucre para modelar a comida compulsiva12-15). Os resultados suxiren que os animais se comen de tipo compulsivo por un alimento doce cando se ofrecen de xeito intermitente. O noso laboratorio desenvolveu un modelo de exceso de azucre16) en que se manteñen ratas sobre a restricción diaria de alimentos 12-h, seguido do acceso a unha solución de glucosa 25% ou solución de sacarosa 10% (similar á concentración de azucre dunha bebida suave) e unha dieta de roedores non purificada. Despois duns días deste calendario, estas ratas aumentan a súa inxestión diaria de azucre (Fig 1 A) e empeza a correr, como indica un aumento da súa inxestión de solución de azucre durante a primeira hora de acceso. As ratas que teñen acceso á solución de azucre e á dieta non purificada ad libitum consumen unha cantidade diaria total similar á consumida polas ratas atropelladas, pero raramente participan en episodios de bingeing discretos. O peso corporal e a inxestión calórica total diaria non difiren do normal nas ratas que están bingeing no azucre (Fig 1 C), indicando que as ratas son capaces de regular o consumo de enerxía e compensar o exceso de enerxía comendo menos dieta non purificada de roedoresFig 1 B).

  

Ver a versión máis grande:  

• Nesta páxina
• Nunha nova fiestra

• Descargar como PowerPoint Slide

FIGURA 1   

A inxestión de azucre e dieta non purificada (chow) durante o período de acceso 28-d nun modelo de rato de atropelo de azucre. As ratas con azucre intermitente + dieta non purificada aumentaron o consumo diario total de azucre ao longo do tempo (A). As ratas con azucre intermitente + dieta non purificada comeu unha dieta menos non purificada que o grupo de dieta intermitente non purificado e o grupo de control ad libitum de dieta non purificada.B); non obstante, os grupos non difiren no consumo diario total de enerxía (1 kcal = 4.184 kJ) (C). Os valores son medios ± SEM, n = 9 – 10 / grupo. Reproducido con permiso de Avena et al. (23).

Modelos de atracamento de graxa

Os animais tamén farán morta de graxa pura, o que suxire que o consumo compulsivo non é exclusivo do sabor doce. Corwin et al. (17) demostraron que as ratas saturadas con acceso a unha dieta non purificada de roedores ad libitum producirán unha graxa vexetal (acortamento) cando se presenta para 2 h cada día, e este efecto mellora cando a graxa só se ofrece 3 veces por semana. Un descubrimento semellante foi reportado con acortadores que non posúen graxas trans.18). As ratas con acceso restrinxido á graxa vexetal non mostran alteracións no peso corporal ou na acumulación de graxa corporal en comparación cos controis alimentados con dietas non purificados (17,19); con todo, mostran niveis elevados de leptina no plasma19).

Modelos de atracón nas mesturas de graxa doce

A combinación de doce e graxa activa múltiples receptores de sabor, sinais de postais e sistemas de neuropéptidos. Boggiano e outros utilizaron combinacións de graxa azucarada, en forma de galletas ou mesturas de graxa azucarada, para inducir a comer compulsiva nos modelos de laboratorio (20,21). Desenvolvemos un modelo de alimentación sen coidado utilizando unha dieta nutricional completa de graxas doces en ratas que non están restrinxidas nos alimentos (22). As ratas con acceso 2-h diario a un alimento graxo doce [Dietas de investigación #12451 gránulos, 45% de graxa, 20% de proteínas, 35% de carbohidratos, 4.7 kcal / g (20 kJ / g). ter acceso á dieta ad libitum de roedores estándar non purificada para os outros 22 h / d. Por wk 3 de acceso, o comportamento de bingeing é máis pronunciado, e estas ratas consumen, como media, 58% da súa inxestión diaria de enerxía durante o período de acceso 2-h para os alimentos graxos doces (Fig 2 A). Estas ratas autorestrinxen a inxestión de dieta estándar sen purificar, semellante aos efectos denunciados con azucre (23) e outros informaron con graxa (17,19) ou dietas ricas en azucre (14). A bingeing cíclica e a restrición de alimentos autoimpostos orixinan fluctuacións no peso corporal diario caracterizadas por perda de peso entre as bisagras (Fig 2 B). Non obstante, incluso se temos en conta a autorestricción da dieta non purificada por roedores entre os rebordes, prodúcese un aumento global do peso corporal nas ratas que se arroxan en gránulos de graxa doce cando se comparan cos grupos de control que só alimentan o roedor estándar ou non purificados. ao mesmo pelote de graxa doce ad libitum (Fig 2 C). Así, este modelo representa a comida binge que pode producir un aumento do peso corporal.

  

Ver a versión máis grande:  

• Nesta páxina
• Nunha nova fiestra

• Descargar como PowerPoint Slide

FIGURA 2   

A inxestión de enerxía e as alteracións do peso corporal nun modelo de rata de engordadura de graxa. A ingesta diaria de enerxía total durante a semana de acceso 3 expresada como enerxía derivada da dieta estándar non purificada (chow) (branco) versus dieta graxa doce non purificada (negro) (A). O grupo diario de graxa doce de 2 horas e un grupo que recibiu dúas horas de dieta con graxa doce só os luns, mércores e venres (2 horas de graxa doce MWF) ambos consumen máis do 2% da súa enerxía diaria de doces -dieta graxa cando estea dispoñible. Xorde un patrón de dentes de serra para o grupo de graxa doce de 50 horas diarias no que diminúen o peso e aumentan de peso cada díaB). Non obstante, a pesar desta flutuación do peso corporal ao longo do día, as ratas con graxa doce 2-h diarias gañaron moito máis peso corporal que as ratas alimentadas por dieta lixeira estándar non purificadas (1 kcal = 4.184 kJ) (C). Os valores son medios ± SEM, n = 10 / grupo. * Diferente do grupo estándar chow ad libitum, P <0.05. Adaptado con permiso de Berner et al. (22).

Dependencia de alimentos

Moitos científicos especularon que a obesidade e os trastornos alimentarios, como a bulimia e a anorexia, poden ter propiedades dunha "dependencia" (24-30). Ademais, varios libros populares de auto-axuda escribíronse sobre o tema da "adicción ao azucre" (31-34, por citar só algúns). Os estudos clínicos e de laboratorio en animais revelan semellanzas entre a alimentación excesiva e a dependencia de drogas.

Apoio clínico á teoría da adicción aos alimentos

Un estudo clínico recente suxire que os hidratos de carbono poden ter un potencial de abuso de "cravers en carbohidratos" (35). Así mesmo, identificáronse cambios relacionados coa ansia en resposta a alimentos agradables utilizando técnicas de imaxe cerebral e estes cambios son similares aos observados durante a ansia de drogas (36,37). Dopamina (DA)⁴ suxeriu ter un papel común no abuso e obesidade de drogas (28). As tomografías por emisión de positrones revelan que os suxeitos obesos mostran unha redución da D estriatal₂ dispoñibilidade de receptores que está relacionada co peso corporal do suxeito (38) e de magnitude similar ás reducións reportadas en suxeitos drogodependentes (39). Os opioides tamén foron o foco de estudos clínicos (25). As disfuncións de apetito en forma de comer ou non sufrir a fame poden afectar á actividade opioide endóxena (40). Estes estudos clínicos apoian de xeito colectivo que a alimentación excesiva pode afectar o comportamento e os sistemas cerebrais dun xeito que se asemella a aspectos dunha dependencia.

Evidencia comportamental da dependencia do azucre en animais de laboratorio

Moitos dos comportamentos e cambios neuroquímicos característicos do abuso de drogas tamén son evidentes no noso modelo animal de azucre descrito anteriormente e resumido en Táboa 1. Este modelo está revisado e relacionado coa literatura sobre o consumo de substancias con máis detalle noutros lugares (16).

Brevemente, as ratas que teñen acceso intermitente diario a unha solución de azucre e unha dieta non purificada escalan a inxestión de azucre e aumentan a inxestión durante a primeira hora de acceso diario, que definimos como un "binge" (15). As ratas que azucran o azucre mostran signos de retirada semellante a opiáceos cando se administra unha dose relativamente alta de naloxona antagonista de opioides (3 mg / kg, subcutáneo). Obsérvanse signos somáticos de retirada, como chocadura de dentes, tremor previo e sacudidas na cabeza, así como manifestacións de ansiedade do comportamento (41). Os signos similares de retirada semellante a opiáceos xorden espontáneamente sen o uso dun antagonista de opioides cando se elimina todo o alimento durante 24 h (23,41). As ratas que azucran o azucre presionan un 23% máis de azucre nunha proba despois de 2 semanal sen azucre do que antes42), suxerindo un cambio no impacto motivacional do azucre que persiste e aumenta durante un período de abstinencia. Tamén demostramos que as ratas que azucran o azucre desenvolven sensibilización cruzada locomotora ata unha dose de desafío baixa de anfetamina (0.5 mg / kg, intraperitonealmente) que ten pouco ou ningún efecto sobre as ratas inxenuas (43). Cando as ratas están empapando de azucre e logo se obrigan a absterse, mostran posteriormente unha inxestión maior de 9% de alcol (44), suxerindo que o acceso intermitente ao azucre pode ser unha porta de entrada para o consumo de alcol.

Outros investigadores obtiveron descubrimentos condutuais de apoio utilizando modelos similares de azucre. Informáronse signos de ansiedade en ratas con acceso limitado a unha dieta rica en sacarosa (14). Informouse da mera eliminación de azucre que diminuíu a temperatura corporal (45). Tamén, observouse un comportamento agresivo durante a eliminación dunha dieta que implica un acceso intermitente ao azucre (46). Usando acondicionamento operante, Grimm et al. (47) atopa que a sacarosa busca aumentos durante un mes de abstinencia de azucre en ratas que tiñan acceso intermitente ao azucre. O acceso intermitente á sacarosa sensibiliza non só coa anfetamina (43) pero tamén con cocaína (48) e facilita a sensibilización ao quinpirol agonista DA (49). Estes resultados apoian a teoría de que o sistema DA se sensibiliza mediante o acceso intermitente ao azucre; isto é importante porque a neurotransmisión dopaminérxica mesolímbica reforzada xoga un papel nos efectos condutuais da sensibilización e na sensibilización cruzada (50) e pode contribuír á adicción (51,52).

Evidencia neuroquímica da dependencia do azucre

As evidencias descritas anteriormente suxiren que o atropelo no azucre pode producir comportamentos similares aos observados en ratas dependentes de drogas. Os cambios neuroquímicos concomitantes poden producir ou perpetuar estes comportamentos. Estes sinais tamén se resumen en Táboa 1 e explícanse máis detalladamente nun artigo anterior (16).

Atopamos cambios nos sistemas de DA, acetilcolina (ACh) e opiáceos en ratas con exceso de azucre que son similares ás observadas con algunhas drogas de abuso. A autoradiografía revela un aumento da D₁ conexión de receptores no núcleo accumbens (NAc) e D diminuída₂ conexión de receptores no estriado en relación con ratos alimentados con dietas non purificados (15). As ratas con azucre intermitente e acceso a unha dieta non purificada tamén diminuíron D₂ ARNm do receptor no NAc e aumento de D₃ ARNm receptor no NAc e estriado dorsal en comparación cos controis alimentados con dieta non purificados (53). As ratas con exceso de azucre teñen unha diminución significativa no ARNm de encefalina (53), mentres que μA unión ao receptor da -opioide mellora significativamente na cuncha de NAc, o cingulado, o hipocampo e o locus coeruleus (15).

Un dos máis comúns comúns entre o azucre e as drogas de abuso é o seu efecto na DA extracelular. Un selo distintivo de drogas que se abusan é o aumento repetido da DA extracelular, mentres que durante a alimentación normal, a resposta de DA desaparece despois dunha exposición repetida a un alimento (54). Cando as ratas están molestas sobre o azucre, a liberación de DA é recorrente, o que pode facer que o cerebro se adapte como fai a unha droga de abuso. As ratas que sofren de azucre aparentemente liberan DA diariamente, medido en d 1, 2 e 21 de acceso (55). As ratas de control alimentadas con azucre ou dieta non purificada ad libitum, ratas con acceso intermitente a unha dieta non purificada ou ratas que só saben de azucre 2, desenvolven unha resposta de DF que é típica dun alimento que perde a novidade.

A retirada de drogas como a morfina, a nicotina e o alcohol é frecuentemente acompañada de alteracións do equilibrio DA / ACh no NAc: específicamente, a DA diminúe mentres ACh aumenta56-58). As ratas bingeing sobre o azucre tamén mostran este desequilibrio neuroquímico en DA / ACh durante a retirada. Este resultado ocorre cando as ratas reciben naloxona para precipitar a retirada parecida aos opiáceos41) ou despois de 36 h de privación de alimentos (23).

Outros reportaron resultados de apoio. Hai unha diminución de D₂ conexión de receptores no NAc de ratas con acceso intermitente á sacarosa e á dieta non purificada en comparación con ratos alimentados con dieta intermitente non purificada59), e ocorren alteracións na rotación accumbens DA e na unión do transportista DA en ratas mantidas nun programa intermitente de alimentación con azucre (12,60).

¿Hai evidencias de dependencia das combinacións de graxa ou graxa doce?

A literatura suxire que, como ocorre co azucre, pode producirse un estado similar a un vicio similar á graxa. Le Magnen (29) observou que a naloxona podería precipitar a retirada en ratos alimentados cunha dieta estilo cafetería ad libitum que contén unha variedade de alimentos ricos en graxa e azucre (por exemplo, queixo, galletas, chocolate). Máis recentemente, Teegarden e Bale61) mostran que os ratos que teñen acceso a dietas ricas en graxa ou carbohidratos ad libitum para 4 wk e logo obrigados a absterse soportan un ambiente aversivo para acceder ao seu alimento preferido. Conclúen que a retirada dunha dieta así aumenta o estado de tensión, contribuíndo á recaída da dieta. Ademais, Corwin e os seus compañeiros mostraron un aumento na proporción progresiva que respondían en ratas que sufrían bingo de graxa (62).

En termos de neuroquímica, parece que a compulsión da graxa ten efectos nos sistemas accumbens DA e encefalina que son similares aos observados con exceso de azucre. A exposición limitada á graxa (aceite de millo) liberará repetidamente DA na NAc, e este efecto é causado polo sabor do aceite (63). As ratas con acceso diario limitado a unha dieta de graxa doce mostran unha diminución significativa no ARNm de encefalina no NAc (64), semellante ao descuberto anteriormente co azucre (53). O papel dos opioides no núcleo paraventricular do hipotálamo foi estudado usando un modelo compulsivo65), e os resultados suxiren isto d-Ala², NMe-Phe⁴, Gli-ol⁵-enefalina aumenta a inxestión de graxa en ratos que prefiren graxa, pero non ten efecto nos ratos que prefiren a sacarosa. Estes resultados indican un papel complexo para os opiáceos paraventriculares nucleares na inxestión de alimentos, con preferencia e tipo de nutrientes que afectan a capacidade destes compostos para cambiar o comportamento.

En base a esta neuroquímica e os comportamentos descritos anteriormente, parece lóxico que a excedencia de graxa tamén poida producir comportamentos de tipo adictivo. Non obstante, os datos non son claros. Aínda que se informou de que a graxa ofrecida ad libitum produce algúns comportamentos similares a adictivos (29,61), o atracón pode mellorar estes efectos. Investigamos se xorden sinais de dependencia cando os animais empeoran usando unha variedade de dietas ricas en graxa e combinacións de graxa doce. Probamos ratas con acceso limitado (12-h ou 2-h) a unha dieta de graxa doce (Dietas de investigación #12451, graxa 45%, proteína 20%, carbohidratos 35%), acceso a 12-h de graxa doce mestura (35.7% graxa vexetal, sacarosa 64.3), ou acceso 12-h a graxa vexetal (100% Crisco leguminosas), todas con dieta non purificada dispoñibles ao mesmo tempo. Os grupos de control alimentáronse destas dietas ad libitum ou dado unha dieta estándar non purificada ad libitum. Tras 21-25 d nas dietas, administráronse ratas 3 mg / kg de naloxona subcutánea e despois observáronse por signos somáticos de angustia e ansiedade no labirinto máis elevado. Non se atopou ningunha evidencia significativa de retirada semellante aos opiáceos con ningunha destas opcións alimentarias ricas en graxa, tanto nos grupos de atropelo como nos que se daban alimentos, aínda que estes procedementos deron resultados positivos nos nosos informes anteriores.41). Noutros estudos, intentamos suscitar signos de retirada espontánea semellante aos opiáceos por comida que privou ás ratas mantidas en dietas ricas en graxa para 24 – 36 h. De novo, aínda que denunciamos sinais de ansiedade e indicacións somáticas de sufrimento despois do xaxún en ratas con exceso de azucre (23), isto non se observou en ratas que estaban sufrindo un atraso cunha fonte rica en graxa na dieta.

Aínda que non observamos sinais de retirada similar aos opiáceos en ratas gordas, isto non significa que o consumo excesivo de graxa non poida producir comportamentos similares. O retiro non é un criterio necesario para o consumo de drogas, así como a privación de alimentos non é necesaria para o desexo dos alimentos.37). Ademais, distintas clases de fármacos (por exemplo, agonistas DA, opiáceos) resultan en sinais de abstinencia comportamentais e fisiolóxicas específicas. Así, pode ser que diferentes macronutrientes tamén poidan producir distintos signos de abstinencia. Aínda non se determinou se o atropelo na graxa pode precipitar outros comportamentos de tipo adictivo, incluíndo a sensibilización cruzada e a motivación anormal causada pola abstinencia.

Por que xorden signos de retirada de opiáceos con azucre pero non graxa gorda?

A falta relativa de sinais de abstinencia semellantes aos opiáceos despois da excesiva graxa resalta a importancia dos sistemas opioides na diferenciación dos azucres e as graxas e os seus consecuentes efectos sobre o comportamento. A nebanéptida galanina (GAL) e os seus sitios de unión exprésanse en áreas do cerebro importantes para a recompensa tanto de drogas como de alimentos (11). A GAL é considerada un péptido estimulado por graxa porque a súa expresión aumenta nestas rexións cerebrais en resposta a unha comida rica en graxas66). Ademais, nalgunhas situacións, a inxección hipotalámica de GAL promove a inxestión de graxa en lugar de carbohidratos.67,68). Curiosamente, a inxección periférica de galnon, un agonista sintético GAL, diminúe os signos de abstinencia de opiáceos nos ratos dependentes da morfina (69). Unha única inxección sistémica de galnon en ratos eliminatorios GAL é suficiente para revertir algúns dos cambios bioquímicos provocados pola administración de morfina (70). Así, a GAL pode ser un regulador negativo endóxeno da recompensa de opiáceos atenuando algúns dos efectos comportamentais e neuroquímicos dos opiáceos. Con base nestes datos, é posible que a falta de signos de abstinencia parecidos aos opiáceos en ratas con exceso de graxa pode ser causada por unha activación endóxena endócrata de graxa, que pode inhibir os efectos opioides relevantes.

Implicacións para os trastornos da alimentación e obesidade

Comezamos este artigo cunha discusión relacionada coa compulsión alimentaria á obesidade. De feito, os descubrimentos con modelos animais presentados suxiren que a compulsión alimentaria de azucre e, posiblemente, mesmo de graxa, pode ter algunhas propiedades de tipo adictivo. Non obstante, o azucre con exceso de azucre non afecta o peso corporal, pero a combinación de doce e graxa fai que aumente o peso corporal (22). Deste xeito, a graxa pode ser o macronutriente que resulta en exceso de peso corporal, e o sabor doce pode ser o principal responsable de producir comportamentos de tipo adictivo que inclúan unha síndrome de abstinencia.

Outros artigos deste suplemento inclúen referencias (73-75).