सुक्रोज का सेवन rose-opioid और डोपामाइन D2 / 3 रिसेप्टर की उपलब्धता पोर्सन ब्रेन (2020) में कम करता है

वैज्ञानिक रिपोर्ट आयतन 9, बस्तु क्रमाँक: 16918 (2019)

सार

अत्यधिक सुक्रोज का सेवन व्यसन जैसी लालसा को दूर करता है जो मोटापे की महामारी को कम कर सकती है। ओपिओयड्स और डोपामाइन दुरुपयोग की दवाओं के पुरस्कृत प्रभाव, और उत्तेजनाओं जैसे प्राकृतिक भोजन से प्राकृतिक पुरस्कारों का मध्यस्थता करते हैं। हमने पीईटी इमेजिंग का उपयोग करके सुक्रोज के प्रभावों की जांच की [11सी] कारफेंटानिल (μ-opioid रिसेप्टर एगोनिस्ट) और [11C] सात महिला एनेस्थेटिज्ड गौटिंगेन मिनीपिग्स में रेसलोप्राइड (डोपामाइन डी 2/3 रिसेप्टर विरोधी)। हमने तब लगातार 12 दिनों में एक घंटे के लिए सूक्रोज समाधान तक मिनिपिग्स पहुंच दिया और अंतिम सूक्रोज पहुंच के 24 घंटे बाद फिर से इमेजिंग किया। पांच मिनीपिग्स के एक छोटे नमूने में, हमने एक अतिरिक्त प्रदर्शन किया [11सी] पहले सूक्रोज एक्सपोजर के बाद कारफेंटानिल पीईटी सत्र। हमने voxel-wise बाइंडिंग पोटेंशिअल (BP) की गणना कीND) सेरिबैलम को गैर-विच्छेदन बंधन के क्षेत्र के रूप में उपयोग करते हुए, सांख्यिकीय गैर-पैरामीट्रिक मैपिंग के साथ मतभेदों का विश्लेषण किया और एक क्षेत्रीय विश्लेषण किया। सुक्रोज पहुंच के 12 दिनों के बाद, बी.पी.ND दोनों ही ट्रैक्टर्स में स्ट्रेटम, न्यूक्लियस एक्चुम्बन्स, थैलेमस, एमिग्डाला, सिंगुलेट कॉर्टेक्स और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में काफी गिरावट आई थी, जो रिसेप्टर घनत्व के डाउन-रेगुलेशन के अनुरूप था। सुक्रोज के एकल प्रदर्शन के बाद, हमने पाया कि बाध्यकारी [11सी] नाभिक accumbens में carfentanil और cingulate प्रांतस्था, opioid रिलीज के साथ संगत। ओपिओइड और डोपामाइन रिसेप्टर्स की कम उपलब्धता सुक्रोज के सेवन से जुड़ी नशे की क्षमता को समझा सकती है।

परिचय

दुनिया की पांच प्रतिशत आबादी चिकित्सकीय रूप से मोटे हैं1। चयापचय सिंड्रोम की एक पहचान के रूप में, मोटापा टाइप 2 मधुमेह, हृदय रोग, सांस की समस्याओं और अवसाद के जोखिम और संभवतः मनोभ्रंश के साथ जुड़ा हुआ है2। ऊर्जा घने खाद्य पदार्थों की बढ़ी हुई खपत ने होमोस्टैटिक भूख के बीच शारीरिक अंतर को बढ़ा दिया है, जो भोजन की कमी और हेजोनिक भूख, या "लालसा", जो अभाव के अभाव में होता है।3,4। जैसा कि होमोस्टैटिक विनियमन मोटापे में वर्तमान वृद्धि के लिए जिम्मेदार नहीं हो सकता है, यह इनाम के मस्तिष्क तंत्र पर प्रभाव और अत्यधिक स्वादिष्ट भोजन के नशे की लत गुणों के आनंद का परीक्षण करने के लिए अनिवार्य है।

सुक्रोज का सेवन मोटापे से जुड़ा हुआ है, और सुक्रोज तेजी से एक नशे की लत पदार्थ माना जाता है5। कुछ निष्कर्ष इस दावे के साथ विचरण कर रहे हैं कि गैर-खाद्य खाद्य पदार्थों को हेजोनिक खाद्य प्रतिक्रियाओं से अलग करने में कठिनाइयों के कारण, और प्रसंस्कृत भोजन में नशे की लत घटक का निर्धारण करने के साथ-साथ विभिन्न तंत्रों द्वारा भोजन प्राकृतिक पथ के माध्यम से मस्तिष्क सर्किटरी बदल देता है।6। फिर भी, विशिष्ट संदर्भों में, सुक्रोज का सेवन इनाम और लालसा को प्रेरित करता है, जो नशे की लत वाली दवाओं से प्रेरित लोगों के लिए तुलनीय है, जिससे अतिवृद्धि और अंततः मोटापा होता है6,7.

भूख "इच्छा" के साथ जुड़ी हुई है जो डोपामिनर्जिक न्यूरोट्रांसमिशन के प्रभावों से निकटता से संबंधित है, जो कई इनाम परिस्थितियों में होती है8, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि बाध्यकारी खाने के जवाब में डोपामाइन (डीए) की कार्रवाई कैसे संशोधित है। स्वादिष्ट खाद्य पदार्थों का सेवन "पसंद" से जुड़ा हुआ है, मुख्य रूप से अंतर्जात ओपिओइड प्रणाली द्वारा मध्यस्थता, विशेष रूप से μ-opioid रिसेप्टर (μOR)9,10, जो अतिरंजित होने पर अधिवृक्कता को बढ़ावा दे सकते हैं। वर्तमान रिपोर्ट में, हम इस दावे का परीक्षण करते हैं कि सुक्रोज opioid और डोपामाइन रिलीज की ओर जाता है जो μOR और DA D2 / 3 रिसेप्टर्स की उपलब्धता को कम करता है। उपलब्धता अनुरेखक बाइंडिंग के लिए उपलब्ध अनुपयोगी रिसेप्टर्स की संख्या का एक सूचकांक है और सिद्धांत में लिगैंड ऑक्यूपेंसी और रिसेप्टर घनत्व के बीच अंतर नहीं करता है11.

बाध्यकारी भोजन की शुरुआत कई कारकों पर निर्भर करती है, और मनुष्यों में कारण संबंधी अध्ययन नैतिक मुद्दों को उठाते हैं। इसलिए अधिकांश अध्ययन चूहों में व्यवहार को खिलाने पर केंद्रित हैं12। हालांकि चूहों में एक "मीठा दाँत" होता है, उनका होमोस्टैटिक तंत्र वजन बढ़ाने, चयापचय और वसा के संचय के लिए महत्वपूर्ण होता है, जो मनुष्यों से काफी भिन्न होता है। गोटिंगेन मिनीपिग एक बड़ा सर्वाहारी जानवर है जिसमें अच्छी तरह से विकसित गेयरेंसफैलिक मस्तिष्क होता है, जिसे पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन पर रखा जा सकता है। इसकी अच्छी तरह से परिभाषित उपमहाद्वीप और प्रीफ्रंटल कॉर्टिकल क्षेत्र हैं13 मानव मस्तिष्क समारोह में अधिक प्रत्यक्ष अनुवाद सक्षम करें। यहां, हम परीक्षण करने के लिए पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) इमेजिंग का उपयोग करते हैं vivo में μOR और DA D2 / 3 उपविभाजित सूक्रोज जोखिम के एक मिनीपिग मॉडल में उपलब्धता। एक छोटे नमूने में, हमने सुक्रोज के पहले प्रदर्शन के बाद μOR अधिभोग पर तत्काल प्रभाव की जांच की। अंत में, हमने दो ट्रेलरों की रिसेप्टर उपलब्धता में परिवर्तन के बीच संबंधों का परीक्षण किया।

परिणाम

औसत पैरामीट्रिक नक्शे [11C] कारफेंटैनिल और [11सी] रेसलोप्राइड बाध्यकारी क्षमता (बीपी)ND) अंजीर में दिखाए गए हैं। 1। बेसलाइन की तुलना में पांच मिनीपिग्स में पहले सूक्रोज एक्सपोज़र के बाद होने वाले परिवर्तनों का विश्लेषण करने के लिए और 12 के एक दिन बादth बेसलाइन की तुलना में सात मिनीपिग्स में सुक्रोज पहुंच, हमने इस आकार के नमूनों के लिए तरजीही सिद्धांत और गैर-क्षेत्रीय रूप से प्रतिबंधित पूरे मस्तिष्क विश्लेषण का इस्तेमाल किया।14.

चित्रा 1
figure1

औसत स्वर-वार गैर-विस्थापित बाध्यकारी क्षमता (बीपी)ND) धनु दृष्टि में एमआरआई छवियों पर आरोपित नक्शे। डेटा के लिए प्रस्तुत कर रहे हैं [11सी] कारफेंटानिल बी.पी.ND 5 मीनिपिग्स को बेसलाइन पर सुखाया गया, सुक्रोज के शुरुआती एक्सपोजर के बाद और सुक्रोज एक्सपोजर (टॉप रो) के 12 दिनों के बाद। [11सी] कारफेंटानिल बी.पी.ND बेसलाइन पर लगाए गए सभी 7 मिनिपिग्स और सुक्रोज के 12 दिनों के बाद मध्य पंक्ति में प्रस्तुत किए जाते हैं। [11C] रेक्लोप्राइड BPND बेसलाइन पर लगाए गए सभी 7 मिनीपिग्स और 12 दिनों के बाद सूक्रोज पहुंच नीचे पंक्ति में दिखाए गए हैं। ध्यान दें कि रंग पैमाने को उजागर करने के लिए घातीय है [11C] रेक्लोप्राइड BPND अतिरिक्त क्षेत्रों में।

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प्रारंभिक सुक्रोज जोखिम

के साथ imaged पाँच minipigs में [11सी] बेसलाइन पर कारफेंटानिल और पहले सूक्रोज एक्सपोजर के तुरंत बाद, हमने पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स में काफी कम ट्रैसर बाइंडिंग पाया और अंजीर में रंग में दिखाए गए सुक्रोज के जवाब में नाभिक accumbens। 2, पी <0.05 को दर्शाता है। हमने पाया कि बेसलाइन की तुलना में दोनों क्षेत्रों में 14% की कमी हुई है।

चित्रा 2
figure2

में महत्वपूर्ण घट जाती है11सी] कारफेंटानिल बी.पी.ND बेसलाइन (n = 5) की तुलना में पहले सुक्रोज पानी के संपर्क में आने के बाद। केवल महत्वपूर्ण के साथ voxels (p <0.05) घटते हुए रंग दिखाए जाते हैं क्योंकि टी 1 वेटेड एमआरआई कट्स के स्तर पर रंगीन क्षेत्रों को पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स (लेफ्ट) और न्यूक्लियस एक्चुम्बेंस (मध्य) के स्तर पर स्टिरियोटैक्सिक मिनिपिग ब्रेन एलास से दिखाया गया है। ध्यान दें कि 5 जानवरों के साथ प्राप्त होने वाला अधिकतम महत्व स्तर 2 है-5 See 0.031 (रंग पट्टी देखें)। डेटा को धनु मस्तिष्क के कोरोनल खंडों पर प्रस्तुत किया गया है जो धनु छवि (दाएं) पर इंगित किए गए हैं।

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12 दिनों के सुक्रोज का उपयोग

हमने तब सात मिनीपिग्स के विश्लेषण का प्रदर्शन किया, जिसके साथ imaged था11सी] बेसलाइन पर कारफेंटानिल और सूक्रोज के उपयोग के 12 दिनों के बाद और बेसलाइन की तुलना में सुक्रोज-उजागर जानवरों में काफी कम ट्रेसर बंधन पाया। अंजीर में सबसे अत्यधिक प्रभावित क्षेत्रों को लाल रंग में दिखाया गया है। 3 (पी <0.01) और घ्राण संरचनाओं, नाभिक accumbens / वेंट्रल स्ट्रिएटम और टेम्पोरल कॉर्टेक्स / लोब के कुछ हिस्सों को शामिल करते हैं, इसके बाद पीले (पी <0.015) में दिखाए गए क्षेत्रों को शामिल किया गया है, जिसमें प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, सिंगुलेट कॉर्टेक्स, एमिग्डाला और ब्रेनस्टेम के हिस्से शामिल हैं। । बीपी प्राप्त करने के लिएND मूल्य और प्रतिशत परिवर्तन का आकलन करते हैं, हमने क्षेत्रीय विश्लेषण किया और प्रत्येक क्षेत्र में आधारभूत स्तर पर और सुक्रोज खपत (अंजीर) के बाद औसत मूल्य प्राप्त किया। 4).

चित्रा 3
figure3

में महत्वपूर्ण घट जाती है11सी] carfentanil बाध्यकारी क्षमता (BP)ND) बेसलाइन के बीच और सुक्रोज के 12 दिनों के बाद पानी के संपर्क में आने (n = 7)। महत्वपूर्ण के साथ voxels (p <0.05) घटते हुए दिखाया जाता है क्योंकि रंगीन क्षेत्रों को एक स्टीरियोटैक्निक मिनिपिग मस्तिष्क एटलस से टी 1 भारित एमआरआई कटौती पर अनुमानित किया जाता है। डेटा को कोरोनल ब्रेन सेक्शन पर प्रस्तुत किया गया है जो सैगिटल इमेज (नीचे दाएं) में दर्शाए गए स्तरों पर है। ध्यान दें कि 7 जानवरों के साथ प्राप्त होने वाला अधिकतम महत्व स्तर 2 है-7 ≈ 0.0078 (रंग पट्टी देखें)।

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चित्रा 4
figure4

का क्षेत्रीय विश्लेषण [11सी] carfentanil बाध्यकारी क्षमता (BP)ND) बेसलाइन के बीच और सुक्रोज के 12 दिनों के बाद पानी के संपर्क में आने (n = 7)। डेटा को। मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।

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हमने इस्तेमाल किया [11C] बेसलाइन में मिनीपिल्स में स्ट्रिपैटल और एक्स्ट्राट्रिएटल ब्रेन रीजन में DA D2 / 3 रिसेप्टर्स के ट्रेसर के रूप में रैसलॉप्राइड और 12 दिनों के बाद सूक्रोज एक्सेस (अंजीर)। 1)। हमने प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, न्यूक्लियस एंबुम्बेंस / वेंट्रल स्ट्रिएटम, सिंगिंग कॉर्टेक्स, एमिग्नाला, थैलेमस, मेसेंसेफेलोन, हिप्पोकैम्पल क्षेत्रों, और घ्राण क्षेत्रों के क्षेत्रों में सबसे बड़े प्रभाव (पी <0.01) के साथ बेसलाइन की तुलना में सुक्रोज-उजागर जानवरों में ट्रेसर बंधन को कम पाया। (अंजीर। 5)। क्षेत्रीय विश्लेषण के आंकड़े अंजीर में प्रस्तुत किए गए हैं। 6.

चित्रा 5
figure5

में महत्वपूर्ण घट जाती है11सी] रेसलोप्राइड बाध्यकारी क्षमता (बीपी)ND) बेसलाइन के बीच और सुक्रोज के 12 दिनों के बाद पानी के संपर्क में आने (n = 7)। महत्वपूर्ण के साथ voxels (p <0.05) घटते हुए दिखाया गया है क्योंकि रंगीन क्षेत्रों को एक स्टीरियोटैक्सिक मिनिपिग मस्तिष्क एटलस से टी 1 भारित एमआरआई कटौती पर अनुमानित किया जाता है। डेटा को धनु मस्तिष्क के कोरोनल खंडों पर प्रस्तुत किया गया है जो कि धनु छवि (नीचे दाएं) से संकेतित है। ध्यान दें कि 7 जानवरों के साथ प्राप्त होने वाला अधिकतम महत्व स्तर 2 है-7 ≈ 0.0078 (रंग पट्टी देखें)।

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चित्रा 6
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का क्षेत्रीय विश्लेषण [11सी] रेसलोप्राइड बाध्यकारी क्षमता (बीपी)ND) बेसलाइन के बीच और सुक्रोज के 12 दिनों के बाद पानी के संपर्क में आने (n = 7)। डेटा को। मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।

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[के बीच सहसंबंध11C] रेक्लोप्राइड और11सी] carfentanil डेटा

हमने [के बीच संभावित सहसंबंध का परीक्षण किया11C] रेक्लोप्राइड और11सी] बीपी के कारफेंटानिल मानND बेसलाइन में मिनिपिग्स में स्ट्रिपेटल और गैर-स्ट्राइटल क्षेत्रों में और सुक्रोज सेवन के 12 दिनों के बाद, कोई संघ नहीं देखा गया। हमने तब परीक्षण किया कि क्या ट्रेसर बाइंडिंग की गिरावट को सहसंबद्ध किया गया था, और हमने बीपी के परिवर्तनों की तुलना कीND के लिये [11C] बीपी के बदलाव के साथ रेक्लोप्राइडND के लिये [11सी] केवल मिनिपीज में कारफेंटानिल जिसमें बीपी कम थाND सुक्रोज सेवन के बाद दोनों तरह के कैंसर (n = 6)। हमने औसतन एक्स्ट्रास्ट्राइटल (आर) में महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध पाया2 = 0.91, पी <0.01), लेकिन स्ट्राइटल में नहीं, क्षेत्रों (छवि)। 7).

चित्रा 7
figure7

पूर्व-माइनस पोस्ट के बीच संबंध [की गिरावट]11C] रेक्लोप्राइड और11सी] carfentanil बाध्यकारी क्षमता (BP)ND) सूक्रोज सेवन (n = 6) के बाद घटे हुए ट्रेसर बंधन के साथ मिनीपिग्स में। औसतन अतिरिक्त बाह्य क्षेत्रों (ऊपर) और स्ट्रिएटम (नीचे) के डेटा प्रस्तुत किए जाते हैं। दृढ़ संकल्प का गुणांक (आर2) और पी मान प्रत्येक ग्राफ के लिए दिखाए जाते हैं।

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चर्चा

हम स्तनधारी मस्तिष्क में ओपिओइड और डीए न्यूरोट्रांसमिशन पर सुक्रोज तक बार-बार रुक-रुक कर पहुंच के प्रभावों को निर्धारित करते हैं। अनुदैर्ध्य vivo में ΜOR और DA D2 / 3 रिसेप्टर्स की पीईटी इमेजिंग ने नाभिक accumbens, प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स और पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स सहित पुरस्कृत सर्किट में रिसेप्टर उपलब्धता को कम कर दिया। परिणाम स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं कि सुक्रोज दुरुपयोग की दवाओं के समान तरीके से इनाम तंत्र को प्रभावित करता है।

एक स्वादिष्ट पदार्थ के रूप में सुक्रोज का सेवन DA को जारी करने और कृन्तकों में निर्भरता को प्रेरित करने के लिए जाना जाता है15, सूक्रोज के साथ कुछ संदर्भों में कृन्तकों में कोकेन की तुलना में भी अधिक सुखद दिखाया गया है। इस प्रकार, कृन्तकों को कोकीन की तुलना में सुक्रोज प्राप्त करने के लिए अधिक तीव्रता से काम किया जाता है, यहां तक ​​कि भोजन के अभाव में भी5। हालांकि, सुक्रोज के प्रभाव को होमोस्टैटिक सिस्टम और हेडोनिक इनाम सर्किट द्वारा दोनों को विनियमित किया जाता है16,17 कि सुक्रोज कार्रवाई के पोषण और hedonic पहलुओं के बीच अंतर मध्यस्थता हो सकती है18। "बिंजिंग" को बढ़ावा देने के लिए हमने प्रतिदिन एक घंटे के कार्यक्रम का विकल्प चुना, क्योंकि चूहों में पिछले अध्ययनों में एक आंतरायिक अनुसूची में दैनिक उपयोग के पहले घंटे के दौरान अधिक सेवन का पता चला था।15,19। भोजन के सेवन के व्यवहार संबंधी अध्ययन अक्सर भोजन-प्रतिबंधित जानवरों को लक्षित करते हैं, लेकिन डिजाइन मोटापे में सक्रिय समान तंत्रिका तंत्र को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है। वर्तमान अध्ययन में सूअरों को भोजन प्रतिबंधित नहीं किया गया था और उन्हें सुक्रोज तक पहुंच के अलावा उनके सामान्य आहार की सामान्य मात्रा खिलाया गया था।

ओपियोइड रिसेप्टर्स (OR) व्यापक रूप से मस्तिष्क में व्यक्त किए जाते हैं, विशेष रूप से संरचनाओं में खाने और इनाम प्रक्रियाओं को संशोधित करने के लिए जाना जाता है20। ओआरके कोकीन के पुरस्कृत और रीलेप्सिंग प्रभावों में महत्वपूर्ण दिखाया गया है21,22,23,24। बाइंडिंग में बदलाव को खाने की घरेलू प्रतिक्रियाओं और पैलेटेबल फूड से जुड़े आनंद से भी जोड़ा गया है25। विशेष रूप से, भोजन का "पसंद" अंतर्जात ओपिओइड प्रणाली से जुड़ा हुआ है, विशेष रूप से μOR9,10 नाभिक के खोल में त्वरण और उदर पल्लीडियम होता है26। नाभिक accumbens और उदर पल्लिडम के अलग-अलग हिस्सों में एक μOR एगोनिस्ट के संक्रमण जोरदार "पसंद" व्यवहार को बढ़ाते हैं, जिसमें जीभ प्रोट्रूशन और पंजा चाट शामिल हैं, भोजन के बढ़े हुए सेवन के बाद27,28,29। हेजोनिक नियमन के प्रसंस्करण में ओपिओइड सिग्नलिंग के लिए और साक्ष्य μOR प्रतिपक्षी से आता है जो दोनों में स्वादिष्ट चाउ की खपत को कम करते हैं बिना तैयारी के-फेड और भोजन प्रतिबंधित जानवर, लेकिन गैर-पालनीय मानक छर्रों के सेवन पर अधिक सीमित प्रभाव के साथ30,31। मनुष्यों में, μOR विरोधी अल्पकालिक भोजन का सेवन कम करते हैं और स्वादिष्ट खाद्य पदार्थों की सुखदता को कम करते हैं32,33,34। बेसोल्यल अमाइगडाला में ओपियोड सिग्नलिंग भी भोजन के लिए "चाहत" का योगदान देता है, जो इनाम की मांग और भोजन के प्रोत्साहन मूल्य के माध्यम से होता है।35.

साथ में [11सी] carfentanil, हमने ट्रेसर बाइंडिंग की छवियां प्राप्त कीं जो कि μOR स्तरों और मस्तिष्क के अंतर्जात ऑपियॉइड्स की रिहाई के लिए संवेदनशील हैं।36,37। हम अंतर्जात opioid रिलीज के साथ संगत पांच minipigs द्वारा सुक्रोज की प्रारंभिक खपत के बाद नाभिक accumbens और पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था, इनाम मार्ग के विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों के क्षेत्रों में μOR उपलब्धता के तत्काल नुकसान का पता चला। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि स्वादिष्ट भोजन आनंद की भावनाओं को जन्म दे सकता है38 ओपिओइड रिलीज को उत्तेजित करके। सुक्रोज पहुंच के 12 दिनों के बाद, हमने देखा कि कमी आई है [11सी] कारफेंटानिल बाइंडिंग, जिसमें कई संभावित स्पष्टीकरण हैं39 अंतर्जात opioid रिलीज और μOR के लिए बाइंडिंग, बढ़े हुए opioid बाध्यकारी के परिणामस्वरूप μOR आंतरिककरण, और DA D2 / 3 रिसेप्टर सक्रियण बढ़ाकर μOR के विषम desensitization के लिए अग्रणी है।40.

वर्तमान निष्कर्षों के समर्थन में, [11सी] बुलिमिया के साथ रोगियों के कारफेंटानिल अध्ययन41, मोटापा42,43,44, और द्वि घातुमान खा विकार45, शो रिसेप्टर की उपलब्धता में कमी आई। हालांकि, ये पुरानी स्थितियां हैं जबकि मिनिपिग्स केवल 12 दिनों के लिए सुक्रोज प्राप्त करते हैं। स्वस्थ पुरुषों में तीव्र खिला व्यवहार के एक अध्ययन में, खिला ने मजबूत और व्यापक रूप से सेरेब्रल ओपिओइड रिलीज के लिए नेतृत्व किया, दोनों उपस्थिति और बचाव की अनुपस्थिति में, यह सुझाव देते हुए कि ओपियोइड रिलीज चयापचय और होमोस्टैटिक को दर्शाता है, साथ ही साथ हेदोनिक, प्रतिक्रियाएं25। यह अध्ययन, चॉकलेट-स्वाद वाले तरल भोजन के बाद रोगियों को नकल करने वाले एक दूसरे के साथ44, पहले सूक्रोज एक्सपोज़र के बाद पांच मिनीपिग्स के तीव्र अध्ययन के लिए सीधे प्रासंगिक है, लेकिन 12 दिनों में उपक्रोनिक सुक्रोज-एक्सपोज़र अध्ययन से अलग है जहां कम रिसेप्टर उपलब्धता अधिक संभावना बार-बार ओवरस्टीम्यूलेशन और μOR के सहवर्ती विभाजन को दर्शाती है।

प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स निर्णय लेने और वस्तुओं के मूल्य निर्धारण के लिए महत्वपूर्ण है और इसलिए प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में μOR खाद्य लवणता के परिवर्तित मूल्यांकन के लिए जवाबदेह हो सकता है, जो भोजन की नशे की क्षमता को बढ़ा सकता है। हमने प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में बंधन को कम पाया है, पिछले अध्ययनों के अनुसार यह दर्शाता है कि उच्च वसा वाले आहार प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में μOR mRNA के स्तर को कम करते हैं46 और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में μOR एगोनिस्ट के आसव से मीठे भोजन का सेवन बढ़ जाता है47। फिर, हालांकि, यह मुद्दा उठता है कि क्या उच्च वसा वाले आहार एक अधिक पुरानी स्थिति है कि अधिक संभावना है कि रिसेप्टर डाउन-रेगुलेशन, अल्पकालिक सुक्रोज-खिला डिजाइन की तुलना में, अंतर्जात ओपिओइड की निरंतर रिहाई का सुझाव देता है जो कि ट्रेसर कारफेंटानिल को μOR से बाध्य करता है। , सुक्रोज के 12 दिनों के बाद भी।

डीए को ड्रग्स और व्यवहार दोनों से पुरस्कार में फंसाया गया है। डीए सिग्नलिंग को बाधित करने के लिए क्रोनिक कोकीन का उपयोग पाया गया है48। सुअर के मस्तिष्क में निकोटीन द्वारा डीए डी 1 और डी 2/3 रिसेप्टर का स्तर बदल दिया जाता है49, और कोकीन के दुरुपयोग के इतिहास के साथ गैर-मानव प्राइमेट्स में50मानव कोकीन के नशे में दिमाग में डी 2/3 रिसेप्टर्स की गिरावट के साथ संगत है51,52। दुरुपयोग की दवाओं के लिए, सुक्रोज को डीए डी 1 रिसेप्टर्स को अपग्रेड करने के लिए दिखाया गया है19 और DA रिलीज को बढ़ाएं53तालू भोजन के संबंध में "चाह" में डीए की भूमिका को मजबूत करना। पिछले पीईटी अध्ययनों ने रुग्ण डीए डी 2/3 रिसेप्टर की उपलब्धता में कमी से रुग्ण मोटापे बनाम औसत वजन में कमी का प्रदर्शन किया है54,55, मादक पदार्थों के आदी रोगियों में कमी के परिमाण के समान56, और मोटापे के मॉडल वाले जानवरों में57। कृंतक अध्ययनों में, स्ट्रेटम में डी 2/3 रिसेप्टर खटखटाया जाता है, जिससे खाद्य पदार्थों का उपयोग करने वाले खाद्य पदार्थों के विकास में मदद मिलती है।57.

सुअर की घटती डी 2/3 रिसेप्टर उपलब्धता की हमारी टिप्पणियों में डीए के दुरुपयोग और अन्य सुखदायक गतिविधियों की इच्छा के हिस्से के रूप में जारी किए गए सुक्रोज सेवन से जुड़े प्रोत्साहन के जवाब में डीए स्तर में वृद्धि का संकेत हो सकता है।52,58,59,60। चूंकि इमेजिंग के दौरान सूअरों को एनेस्थेटाइज किया गया था, और 24 घंटे में सुक्रोज प्राप्त नहीं हुआ था, घटी हुई डी 2/3 बीपीND अधिक संभावना सूक्रोज पहुंच के 12 दिनों में से प्रत्येक पर डीए रिलीज की लंबे समय तक वृद्धि के जवाब में रिसेप्टर्स की संख्या में कमी को दर्शाता है। कमी स्ट्रैटेजल डीए डी 2 रिसेप्टर्स के डाउन-रेगुलेशन से जुड़ी, ब्रेन रिवार्ड थ्रेसहोल्ड बढ़ा सकती है। यह सूक्रोज खाने वाले चूहों के पिछले अध्ययनों में देखी गई दुर्व्यवहार की दवाओं के लिए वृद्धि की संवेदनशीलता को समझा सकता है, जिसके कारण कोकीन को क्रॉस-सेंसिटाइजेशन किया गया था, कम खुराक एम्फ़ैटेमिन के बाद हाइपरएक्टिविटी, सुक्रोज से परहेज़ करने पर शराब का सेवन बढ़ जाता है, और ओपिएट्स के एनाल्जेसिक प्रभाव के लिए सहिष्णुता6.

गौटिंगेन मिनिपिग में पहचाने गए मोटापे के पिछले अध्ययन में मस्तिष्क के एकल फोटॉन उत्सर्जन कंपाउंड टोमोग्राफी (एसपीईसीटी) के साथ नाभिक एंबुलेन्स, वेंट्रल टेक्टल एरिया (वीटीए) और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में मस्तिष्क रक्त प्रवाह में कमी आई है।61। इन निष्कर्षों के अनुरूप, हमने नाभिक वाहवाही युक्त और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स वाले वेंट्रोफोरब्रेन क्षेत्र में डीए डी 2/3 को कम करते हुए देखा। माइक्रोडायलिसिस से गुजरने वाले स्वतंत्र रूप से चलने वाले चूहों में सुक्रोज के सेवन के बाद नाभिक के त्वरण में डीए का बहिर्वर्ती स्तर 3 गुना बढ़ जाता है62। सुक्रोज पर निर्भर जानवरों में, बार-बार सुक्रोज के सेवन से नाभिक एंबुलेस के खोल से डीए निकल सकता है63। सुक्रोज तक सीमित पहुंच के साथ जानवरों को एक प्रतिबंधित आहार खिलाया गया था, डीए डी 2 रिसेप्टर नाभिक एंबुलेस खोल और डोरल स्ट्रेटम में बाध्यकारी था।64। प्रतिबंधित उच्च वसा और सुक्रोज आहार नाभिक accumbens में D1 और D2 रिसेप्टर mRNA के निरंतर अपघटन का कारण बन सकते हैं65। जब खाने को अभी भी उपन्यास माना जाता था, तो नाभिक वाहवाही और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में डीए रिलीज में वृद्धि हुई थी। एक बार जब चूहे नए भोजन के आदी हो गए थे, तो बढ़ी हुई रिहाई नाभिक accumbens में धँसी हुई थी, लेकिन प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में नहीं66। दो क्षेत्रों में गतिविधि के वास और कंडीशनिंग के लिए अंतर संवेदनशीलता संवेदनशीलता प्रीफ़ेक्टोरल कॉर्टेक्स में देखी गई बड़ी वृद्धि की व्याख्या कर सकती है, जो कि एक ही महंगे पदार्थ के संपर्क में आने वाले मिनिपगस के नाभिक की तुलना में बारह दिनों के बाद नवीनता खो देता है। हालांकि, जैसा कि हमने मिनिपिग्स के साथ छवि नहीं बनाई थी [11सी] पहले सूक्रोज प्रशासन के बाद रेक्लोप्राइड, यह स्पष्टीकरण सट्टा है।

प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स कार्यकारी फ़ंक्शन, निर्णय लेने और आत्म-नियंत्रण को नियंत्रित करता है67। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में डिसफंक्शनल डीए न्यूरोट्रांसमिशन, इनाम प्रोसेसिंग के मॉड्यूलेशन को बाधित करता है, मोटे व्यक्तियों में बिगड़ा हुआ कार्यकारी कार्य और निर्णय लेने के कौशल का सुझाव देता है।68,69। इसके अलावा, एक मानव पीईटी अध्ययन ने मोटापे में कमी के साथ स्ट्रेटटल डी 2 बंधन के साथ ललाट कोर्टेक्स चयापचय को कम किया70। यहां, हम पूर्ववर्ती कोर्टेक्स में डी 2/3 रिसेप्टर की उपलब्धता को कम करते हैं, जिसमें सूक्रोज रेजिमेंट के संपर्क में आने वाले सूअरों के ऑर्बिटोफ्रॉर्टल कॉर्टेक्स शामिल हैं।

वीटीए के डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स हिप्पोकैम्पस और एमिग्डाला को अनुमान भेजते हैं, जहां वे आदत जैसे व्यवहार का समर्थन करते हैं71 और दवा के लिए कंडीशनिंग की एन्कोडिंग और पुनः प्राप्ति मध्यस्थता72,73 और भोजन cues74,75। मानव मस्तिष्क इमेजिंग ने भोजन की लालसा और चखने के जवाब में हिप्पोकैम्पस सक्रियण दिखाया है76। सुक्रोज के जवाब में एक कम हिप्पोकैम्पस और एमिग्डलर डी 2/3 रिसेप्टर उपलब्धता के हमारे निष्कर्षों के अनुरूप, मानव मस्तिष्क मैपिंग [18एफ] एफ़िलप्राइड ने कोकेन क्यू-प्रेरित डीए रिलीज़ को एमिग्डाला और हिप्पोकैम्पस में दिखाया77। कृंतक दिमागों में, कोकेन क्यू एक्सपोज़र ने डीए रिलीज़ को एमिग्डाला में ट्रिगर किया78, और एमिग्डाला डीए स्तरों के परिवर्तन ने क्यू-प्रेरित कोकीन की मांग वाले व्यवहार को प्रभावित किया79.

मोटे व्यक्तियों के एक अध्ययन में, डी 2/3 और μOR उपलब्धियां के बीच संबंध, जो दुबले व्यक्तियों के स्ट्रेटटल क्षेत्रों में मौजूद हैं, को वेंट्रल स्ट्रिएटम में बाधित किया गया था80। हमने बीपी के मूल्यों की तुलना कीND दो ट्रेलरों का परीक्षण करने के लिए अगर डेटा इस प्रभाव को पुन: पेश किया। दुबले मनुष्यों के विपरीत, सूअरों के वर्तमान दिमागों का बीपी के मूल्यों के बीच कोई संबंध नहीं थाND बेसलाइन पर या सूक्रोज के संपर्क में आने के बाद दो ट्रेसर। हमने तब परीक्षण किया कि क्या ट्रेसर रैकोलॉइड बाइंडिंग की सबसे बड़ी गिरावट वाले जानवरों में ट्रेसर कारफेंटानिल बाइंडिंग के सबसे बड़े घटाव भी होंगे, लेकिन इसके बजाय हमने औसतन एक्सट्राट्रैटलल क्षेत्रों में नकारात्मक सहसंबंध पाया, यह सुझाव देते हुए कि बाध्यकारी क्षमता के सबसे बड़े परिवर्तन वाले जानवर। ट्रेसर रैकोलॉइड में ट्रेसर कारफेंटानिल की बाध्यकारी क्षमता का सबसे कम परिवर्तन था। परिवर्तनों के बीच उलटा संबंध बताता है कि संबंधित रिसेप्टर्स की उपलब्धताओं पर सुक्रोज सेवन का प्रभाव विपरीत दिशाओं में विनियमित होता है। यह ज्ञात है कि अधिक स्वादिष्ट भोजन, या ड्रग्स, को वांछित या पसंद या दोनों के द्वारा संचालित किया जा सकता है60,81। यह संभव है कि डोपामाइन द्वारा संचालित इच्छा का परिमाण opioids द्वारा संचालित पसंद करने के परिमाण को नकार देता है, या इसके विपरीत। हालिया सबूत GABA की भूमिकाओं की ओर इशारा करते हैंA वीटीए और कोलीनर्जिक टर्मिनलों में स्ट्रेटम और संभवतः कॉर्टेक्स में रिसेप्टर्स जो डोपामाइन-निर्भर और डोपामाइन-स्वतंत्र तंत्र के बीच स्विच के रूप में कार्य करते हैं82,83 यहाँ निर्धारित पोरसिन एक्स्ट्रास्ट्राइटल क्षेत्रों में डोपामाइन और ओपिओइड प्रभावों की पारस्परिकता की व्याख्या कर सकते हैं।

पीईटी की कमी, तुलनात्मक रूप से बड़े जानवरों में, टोमोग्राफी का सीमित स्थानिक संकल्प है जो भोजन से जुड़े व्यवहारों में शामिल छोटे मस्तिष्क क्षेत्रों के परिणामों को प्रभावित करता है। हालाँकि, इन चिंताओं के बावजूद, [11सी] पहले रेप्लॉप्राइड बाइंडिंग को स्ट्राइटल और एक्स्ट्राट्रैटलल दोनों क्षेत्रों में दर्ज किया गया था84,85,86,87। का उपयोग [11सी] एक ही प्रकार के रिसेप्टर्स को लेबल करने के लिए रेसलॉप्राइड संभावित आत्मीयता के मतभेदों के बारे में कोई चिंता नहीं पैदा करता है जो विभिन्न क्षेत्रों में एक ही रिसेप्टर्स के लिए अलग-अलग ट्रेसर के उपयोग को प्रभावित कर सकता है। हाल के अध्ययनों में शामिल थे [11सी] raclopride। Alakurtti एट अल। स्ट्रिपटम में स्ट्रिपटल रेक्लोप्राइड बाइंडिंग के उपायों का अच्छा प्रतिलिपि प्रस्तुतिकरण पाया गया, जो कॉर्टेक्स में केवल मध्यम प्रजनन योग्य प्रजनन क्षमता के लिए अच्छा था85। बाद के एक अध्ययन में, स्वेन्सन एट अल। के उपयोग को प्रभावित करने वाले कई मुद्दों पर चर्चा की [11C] स्वस्थ मनुष्यों के अध्ययन में एक्सट्राट्रिएटल डी 2/3 रिसेप्टर्स के एक मार्कर के रूप में रेसलॉप्राइड, कोर्टेक्स में खराब प्रजनन और डी 2/3 अवरोधक एजेंट के जवाब में ललाट कोर्टेक्स में सीमित गिरावट सहित सीमित गिरावट।88। टेस्ट-रेटेस्ट तुलनाओं में स्ट्रेटम में 4–7% और कॉर्टिकल क्षेत्रों में 13–59% की परिवर्तनशीलता का पता चला, लेकिन परीक्षाओं के बीच का समय अधिकांश अध्ययनों के 20-1 दिनों के अधिक सूचनात्मक के विपरीत 2 दिन था। उन विषयों के जीवन में कई कारकों के निष्कर्षों को प्रभावित करने का समय हो सकता है। दरअसल, हम यहां दिखाते हैं कि केवल 12 दिनों के लिए सुबह की दिनचर्या में सुक्रोज की खपत को जोड़ने से दो सप्ताह बाद प्राप्त बाध्यकारी उपायों को प्रभावित किया जा सकता है। वीडियो गेम खेलना, खरीदारी करना, नए रोमांटिक रिश्तों और यौन गतिविधियों में प्रवेश करना, ड्रग्स का उपयोग करना या आहार और व्यायाम को बदलना जैसे अन्य कारक डेटासेट्स की महान विविधता के लिए संभावित के साथ अतिरिक्त डोपामाइन के स्तर को प्रभावित कर सकते हैं। मिनिपिग्स में वर्तमान अध्ययन ने आहार में सुक्रोज की अनुपस्थिति या उपस्थिति होने के साथ एकमात्र नियंत्रित सेट-अप पेश किया। इस संदर्भ में, सूक्रोज की प्रतिक्रिया में बाध्यकारी की सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण कमी की पहचान करने के लिए, सात जानवरों के डेटा को प्रासंगिक बाह्य क्षेत्रों में पर्याप्त रूप से कम परिवर्तनशीलता थी।

वर्तमान अध्ययन की एक सीमा के दौरान स्थैतिकता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक एनेस्थेटिक्स का उपयोग होता है vivo में जानवरों की इमेजिंग। विशिष्ट एनेस्थेटिक्स के प्रभाव, और ड्रग्स या अन्य हस्तक्षेपों के साथ उनकी बातचीत, रेडिओलिगैंड्स के बंधन को भ्रमित कर सकती है89,90। केटामाइन एक एंटी-ग्लूटामेटर्जिक दवा है जिसमें उप-एनेस्थेटिक खुराक में तेजी से एंटीडिप्रेसेंट प्रभाव होता है91,92,93, कि स्ट्राइटल को कम न करें [11सी] मनुष्यों में रेसलोप्राइड बाध्यकारी94। हालांकि, सचेत गैर-मानव प्राइमेट के स्ट्रेटम में डोपामाइन डी 2/3 रिसेप्टर्स की बाध्यकारी उपलब्धता को कम करने के लिए एस-केटामाइन पाया गया था95। Isoflurane पशु पीईटी में एक आम संवेदनाहारी है। पिछले अध्ययनों में, हमने स्ट्राइटल संचय पाया [11सी] SCH23390, डोपामाइन डी 1 रिसेप्टर्स के एक रेडिओलिगैंड को प्रोपोफोल के बजाय आइसोफ्लुरेन के साथ संवेदनाहारी के रूप में काफी अधिक मात्रा में होने के लिए, संज्ञाहरण के प्रभावों के लिए डोपामिनिक न्यूरोट्रांसमिशन की संवेदनशीलता का सुझाव देते हुए96। वर्तमान अध्ययन में, सभी मिनीपिग्स को केटामाइन पूर्व-दवा और आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया के तहत दोनों समय बिंदुओं पर imaged किया गया था, जिससे वर्तमान तुलनाओं को मान्य किया गया।

निष्कर्ष

खाने योग्य भोजन का अत्यधिक सेवन दोनों का कारण बन सकता है, और मोटापे के कारण स्वास्थ्य के लिए प्रत्यक्ष परिणाम के साथ नशे की लत का परिणाम बन सकता है। हमने इस दावे का परीक्षण किया कि ओपिओइड और डोपामाइन मध्यस्थता पुरस्कार हैं, जो जीवित रहने के साथ-साथ दवाओं के दुरुपयोग के लिए महत्वपूर्ण हैं। लगातार 12 दिनों में एक सुक्रोज समाधान के लिए आंतरायिक पहुंच के साथ मिनिपिग्स ने डोपामाइन डी 2/3 और μ re स्ट्रिपेटल और एक्स्ट्राट्राइटल मस्तिष्क क्षेत्रों में ओपियोड रिसेप्टर की उपलब्धता को कम करके दिखाया, इसका मतलब है कि सुक्रोज में उच्च खाद्य पदार्थ नशे की लत दवाओं के समान होने पर मस्तिष्क इनाम सर्किटरी को प्रभावित करते हैं। भस्म हो जाते हैं। इनामों में सक्रिय मस्तिष्क क्षेत्रों में ओपियोड रिलीज के साथ सुक्रोज के लिए प्रारंभिक एकल प्रदर्शन सुसंगत था। ओपिओइड और डोपामाइन की उपलब्धता के परिवर्तन अतिरिक्त में खपत सुक्रोज की नशे की क्षमता की व्याख्या करते हैं।

सामग्री और तरीके

पशु नैतिकता

इस अध्ययन को डेनिश पशु प्रयोगों निरीक्षणालय द्वारा अनुमोदित और विनियमित किया गया था और सभी प्रयोगों को यूरोपीय संसद के 2010/63 / यूरोपीय संघ के निर्देश और वैज्ञानिक उद्देश्यों और ARRIVE दिशानिर्देशों के लिए जानवरों की सुरक्षा पर परिषद के अनुसार किया गया था। हमने सात चौदह महीने की मादा गोटिंगेन मिनिपिग्स (एलेगार्ड, डलमोज़, डेनमार्क) का इस्तेमाल किया। मिनिपिग्स एक गोली आहार (6 डीएल, 2 बार दैनिक, विशेष आहार सेवा, आरहूस, डेनमार्क) में उपलब्ध थे, जिसमें पानी उपलब्ध था बिना तैयारी के। पर्यावरणीय तापमान २०-२२ डिग्री सेल्सियस, सापेक्ष आर्द्रता ५०-५५%, और वायु हर घंटे आठ बार बदली गई।

आंतरायिक सुक्रोज की खपत

हमने सात मिनीपिग्स की नकल की11C] रेक्लोप्राइड और11C] बेसलाइन पर carfentanil, और सुक्रोज के लगातार 12 दिनों के पानी के संपर्क में आने के एक दिन बाद। सुक्रोज एक्सपोज़र में 500 दिन की अवधि के दौरान रोजाना सुक्रोज (सूक्रोज, डांसुकेकर, कोपेनहेगन, डेनमार्क) के एक घंटे (2 लीटर पानी में 12 ग्राम सूक्रोज) शामिल थे। सुक्रोज सेवन की मात्रा दर्ज की गई थी और सभी मिनिपिग्स प्रत्येक दिन 2 लीटर की खपत करते थे। हमने उसी के साथ पांच मिनीपिग्स की नकल भी की।11सी] कारफेंटानिल, पहली सुक्रोज पहुंच के 30 मिनट बाद, तीव्र ओपिओइड रिलीज का अध्ययन करने के लिए।

मिनिपिग्स ने 13.6 दिन के सुक्रोज एक्सपोज़र के बाद बेसलाइन पर औसतन 25.4% शरीर का वजन 0.73 किलोग्राम (28.9 0.69 SEM) से 12 किलोग्राम (kg 0.001 SEM) प्राप्त किया, जो काफी अधिक था (एक-पूंछ वाले टी-टेस्ट, पी < पिछले अध्ययनों में प्राप्त नियंत्रण मिनिपिग्स के एक नमूने में 4.9) की वृद्धि हुई है, जहां समान विकास अवधि के दौरान वजन औसतन केवल XNUMX% बढ़ा है।

ब्रेन पीईटी इमेजिंग

हमने इमेजिंग से पहले पानी तक मुफ्त पहुंच के साथ सूअरों को रात भर उपवास किया। हम पहले से वर्णित के रूप में प्री-मेडिकेटेड और एनेस्थेटाइज़्ड मिनीपिग्स97 और उन्हें एक PET / CT डिवाइस (Siemens Biograph 64 Truepoint PET) में सुपरइन रखा। हमने शारीरिक उत्सर्जन परिभाषा और पीईटी उत्सर्जन डेटा के क्षीणन सुधार के लिए प्रत्येक पीईटी अधिग्रहण से पहले एक कम-खुराक सीटी स्कैन किया। हमने आंतरिक रूप से प्रशासित किया [11सी] बेसलाइन पर रेसलोप्राइड (360 q 18 MBq, विशिष्ट गतिविधि 77 l 76 GBq / μmol, इंजेक्शन द्रव्यमान 0.12 0.08 12 μg / किग्रा) और सुक्रोज के 374 दिनों के बाद (54 ± 127 MBq), विशिष्ट गतिविधि 85 ± 0.06 GBq / μmol, इंजेक्शन द्रव्यमान 0.05 ± XNUMX μg / किग्रा), और [11सी] बेसलाइन पर कारफेंटानिल (377 q 43 एमबीक्यू, विशिष्ट गतिविधि 311 GB 195 जीबीक्यू / μmol, इंजेक्शन द्रव्यमान 0.03 ± 0.02 μg / किग्रा) और सूक्रोज के 12 दिनों के बाद (337-± MB 71 एमबीक्यू, विशिष्ट गतिविधि 177 ± 157 GBq / μmol,) 0.06 मिनट के स्कैन के पहले मिनट के दौरान, 0.08 एमएल खारा में, कान की नस के माध्यम से मास 10 jected 90 μg / किग्रा) इंजेक्ट किया गया। हमने TrueX 3D OSEM (3 पुनरावृत्तियों, 21 सबसेट), एक 256 × 256 × 109 मैट्रिक्स, और 2-मिमी गॉस फ़िल्टर का उपयोग करके 5 × 60, 3 × 300, 4 × 600 का टाइम-फ्रेम संरचना का उपयोग करके पीईटी डेटा को फिर से संगठित किया। , 2 × 900 सेकंड (कुल 14 फ्रेम, 90 मिनट)। बेसलाइन पर और सूक्रोज के 12 दिनों के बाद, मिनिपिग्स को दोनों ट्रैक्टर्स के साथ कम से कम 100 मिनट अलग से इंजेक्ट किया गया था, जो कि आधे जीवन के कारण था।11ग] पीईटी ट्रेसर। अंतिम पीईटी सत्र पूरा होने पर, हमने पेंटोबार्बिटल (100 मिलीग्राम / किग्रा) के एक अंतःशिरा ओवरडोज द्वारा गहरी संज्ञाहरण के तहत मिनिपिग्स को सुव्यवस्थित किया।

मात्रात्मक विश्लेषण और आँकड़े

हमने PMOD 3.7 (PMOD Technologies Ltd, Zurich, Switzerland) का उपयोग कर प्रीप्रोसेसिंग कदम उठाए। पीईटी-औसत पीईटी छवियों से स्टीरियोटैक्टिक परिवर्तन मापदंडों को परिभाषित करने के लिए, हमने लिगैंड-विशिष्ट टेम्पलेट्स का उपयोग किया। हमने संबंधित डायनामिक मैट्रिस और वारपिंग फ़ील्ड को संबंधित डायनेमिक पीईटी टाइम सीरीज़ पर लागू किया। हमने [के चित्र बनाए11सी] रेसलोप्राइड बाध्यकारी क्षमता (बीपी)ND) इचिस और सहकर्मियों के बहुभाषी संदर्भ ऊतक विधि के माध्यम से98। हमने सेरिबैलम का एक कस्टम-निर्मित मुखौटा बनाया, जिसमें नगण्य डीए डी 2/3 रिसेप्टर घनत्व के एक क्षेत्र में समय के साथ अनुमस्तिष्क ऊतक रेडियोधर्मिता प्राप्त करने के लिए सिंदूर को बाहर रखा गया। हमने [के चित्र बनाए11सी] लोगन संदर्भ ऊतक मॉडल के कार्यान्वयन का उपयोग करते हुए कारफेंटानिल99,100 t * = 30 मिनट के साथ। का अध्ययन [11सी] मानव मस्तिष्क में कारफेंटानिल बाध्यकारी ने संदर्भ क्षेत्र के रूप में ओसीसीपटल कॉर्टेक्स का उपयोग किया है36; हालांकि, सुअर में, समय गतिविधि के अनुसार घटता है, गैर-विच्छेदन बंधन अनुमस्तिष्क प्रांतस्था की तुलना में सेरिबैलम में कम था, जो चूहे की ऑटोरैडियोग्राफी अध्ययन के निष्कर्षों के अनुरूप था।101। इसलिए हमने सेरिबैलम को वर्तमान अध्ययन में संदर्भ क्षेत्र के रूप में चुना।

सांख्यिकीय विश्लेषण

हमने सांख्यिकीय गैर-पैरामीट्रिक मानचित्रण (SnPM v13.01) के साथ एक स्वर-वार विश्लेषण के लिए मानचित्रों का विषय रखा, http://warwick.ac.uk/snpm) एसपीएम टूलबॉक्स, जो गैर-पैरामीट्रिक क्रमचय सिद्धांत का उपयोग सांख्यिकीय अनुमान के लिए एक ढांचा प्रदान करने के लिए करता है, गलत दृष्टिकोणों के सख्त नियंत्रण के कारण छोटे नमूनों के लिए अच्छी तरह से काम करने के लिए एक दृष्टिकोण दिखाया गया है।14 और पहले वर्णित के रूप में लागू किया गया102। सुअर न्यूरोएनाटॉमी (डीओ) के एक विशेषज्ञ ने परिणामस्वरूप छवियों की तुलना में उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले गौटिंगेन मिनिपिग एटलस को 5% महत्व स्तर तक पहुंचाया।103,104 कम डीए 2/3 और μOR बीपी के क्षेत्रों को परिभाषित करने और लेबल करने के लिएND बेसलाइन से लेकर सूक्रोज स्थिति तक। फिर हमने BP निकालने के लिए एक क्षेत्र-हित (ROI) विश्लेषण कियाND SnPM विश्लेषण के आधार पर विशिष्ट क्षेत्रों के मूल्य पाए जाते हैं, जिसमें स्ट्रेटम, न्यूक्लियस एंबुलेस, थैलामस, एमिग्डाला, सिंगुलेट कॉर्टेक्स और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स शामिल हैं। आरओआई विश्लेषण पर कोई अतिरिक्त आंकड़े नहीं दिखाए गए थे, क्योंकि ये क्षेत्र पहले से ही SnPM का उपयोग करते हुए महत्वपूर्ण पाए गए थे।

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आभार

ए आरहस विश्वविद्यालय ने एएमयू विचार परियोजना विकास अनुदान एएमएल को अध्ययन के लिए वित्त पोषित किया। हम जानवरों के इलाज में मदद के लिए आरहूस विश्वविद्यालय अस्पताल पीईटी केंद्र और आरहूस विश्वविद्यालय फार्म में कर्मचारियों से तकनीकी सहायता के लिए आभारी हैं। हम इन अध्ययनों की दीक्षा के साथ मदद के लिए प्रोफेसर मोर्टन क्रिंगबेल्च, प्रोफेसर जॅरगेन स्कील-क्रूगर और एसोसिएट प्रोफेसर अर्ने मालेर को धन्यवाद देते हैं।

लेखक की जानकारी

जुड़ाव

  1. परमाणु चिकित्सा विभाग और पीईटी सेंटर, आरहूस विश्वविद्यालय, आरहूस, डेनमार्क
    • माइकल विंटरहल
    • , ओवे नूर
    • , अन्ना सी। शचाट
    • , स्टीन जैकबसेन
    • , आवे कोओ अलस्ट्रुप
    • , अल्बर्ट गेज्डे
    •  और ऐनी एम। लांडौ
  2. न्यूरोसर्जरी और CENSE विभाग, आरहूस विश्वविद्यालय अस्पताल, आरहूस, डेनमार्क
    • डेरियस ऑर्लोव्स्की
  3. परमाणु चिकित्सा विभाग, दक्षिणी डेनमार्क विश्वविद्यालय और ओडेंस विश्वविद्यालय अस्पताल, ओडेंस, डेनमार्क
    • अल्बर्ट गेज्डे
  4. न्यूरोसाइंस विभाग, कोपेनहेगन विश्वविद्यालय, कोपेनहेगन, डेनमार्क
    • अल्बर्ट गेज्डे
  5. न्यूरोलॉजी और न्यूरोसर्जरी विभाग, मैकगिल विश्वविद्यालय, मॉन्ट्रियल, कनाडा
    • अल्बर्ट गेज्डे
  6. ट्रांसलेशनल न्यूरोप्सिक्युट्री यूनिट, आरहूस यूनिवर्सिटी, आरहूस, डेनमार्क
    • ऐनी एम। लांडौ

योगदान

MW और AML ने अध्ययन और विश्लेषण को डिजाइन किया; एसीएस और एसजे ने पीईटी ट्रेसर को संश्लेषित किया; MW, AKOA और AML ने मिनीपग्स को संभाला और PET स्कैन किया; MW, ON और AML ने डेटा विश्लेषण किया; डीओ ने शारीरिक विशेषज्ञता प्रदान की, MW, AG और AML ने डेटा की व्याख्या की; MW और AML ने एजी से समर्थन के साथ पांडुलिपि लिखी; सभी लेखकों ने पांडुलिपि के अंतिम संस्करण को मंजूरी दी।

अनुरूपी लेखक

के साथ पत्राचार ऐनी एम। लांडौ.

नैतिकता की घोषणा

प्रतिस्पर्धा के हितों

लेखक गण घोषित करते हैं कि कोई प्रतिस्पर्धी हित नहीं हैं।

अतिरिक्त सूचना

प्रकाशक का नोट स्प्रिंगर प्रकृति प्रकाशित नक्शे और संस्थागत संबद्धताओं में न्यायालय के दावे के संबंध में तटस्थ रहती है।

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