Elülső. Behav. Neurosci., 23 március 2016 | http://dx.doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00054
Masroor R. Shariff1, Arnauld Belmer1, Matthew J. Fogarty2, Erica WH Mu2, 
- 1Fordítási Kutatóintézet és Egészségügyi és Biomedicinális Innovációs Intézet, Queensland Műszaki Egyetem, Brisbane, QLD, Ausztrália
- 2Biológiai Orvostudományi Iskola, Queenslandi Egyetem, Brisbane, QLD, Ausztrália
A modern étrend nagyon édes lett, ami a cukorfogyasztás példátlan szintjét eredményezte, különösen a serdülők körében. Míg a krónikus hosszú távú cukorbevitelről ismert, hogy hozzájárul az anyagcsere-rendellenességek kialakulásához, beleértve az elhízást és a II. Típusú cukorbetegséget, kevés a tudás a hosszú távú, haszontalan cukorfogyasztás közvetlen következményeiről az agyban. Baz okszi-cukor a dopamin felszabadulását okozhatja a nukleáris accumbensben (NAc), hasonlóan a visszaélés kábítószeréhez, a neuronok morfológiájának változásait vizsgáltuk ezen agyi régióban rövid (4 hét) és hosszú távú (12 hét) binge- a szacharózfogyasztás időszakos, két üveges választási paradigmával. Golgi-Cox festést alkalmaztunk közepes tüskés neuronok (MSN) impregnálására a NAc magból és héjból rövid és hosszú távú szacharóz fogyasztó patkányokból, és ezeket összehasonlítottuk az életkorhoz igazított vízszabályozókkal. Kimutattuk, hogy a meghosszabbított, hasonlatos szacharóz-fogyasztás szignifikánsan csökkentette a NAc héj MSN-ek teljes dendritikus hosszát az életkorhoz igazított kontroll patkányokhoz képest. Azt is megállapítottuk, hogy ezeknek a neuronoknak a szerkezetátalakítása elsősorban a disztális dendritikus komplexitás csökkenéséből ered. Ezzel ellentétben a hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányokból származó NAc héj MSN-ek disztális elágazási sorrendjében megnövekedett gerincsűrűséget figyeltünk meg. Ezek az eredmények kombinálják a szacharóz hosszabb ideig tartó binge-szerű bevitelének NAc héj MSN morfológiájára gyakorolt neuronális hatásait.
Bevezetés
Az elmúlt 40 években a cukrotartalmú italok és a hozzáadott cukrot tartalmazó élelmiszerek fogyasztása dokumentáltan emelkedett (Nielsen és munkatársai, 2002; Popkin, 2010; Ng és munkatársai, 2012) olyan jelentésekkel, amelyek szerint az élelmiszerek és italok legfeljebb 75% -a tartalmaz nagy mennyiségű hozzáadott cukrot (Ford és Dietz, 2013; Bray és Popkin, 2014). Ebben az időszakban az elhízás és a II. Típusú cukorbetegség prevalenciája is nőtt, különösen a serdülők körében (Arslanian, 2002; Reinehr, 2013; Dabelea et al., 2014; Fryar et al., 2014). A közelmúltban végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a túlsúlyos és elhízott gyermekek gyakran nagy mennyiségű cukrot fogyasztanak, azonban a magas cukortartalmú étrend hozzájárulása a túlsúlyos és elhízott gyermekek megnövekedett gyakoriságához továbbra is ellentmondásos (Hu, 2013; Bray és Popkin, 2014; Bucher Della Torre és munkatársai, 2015).
Bár egyre több bizonyíték arra utal, hogy a magas cukortartalmú étrend fogyasztása részben hozzájárulhat a gyermekek és serdülők súlygyarapodásához (Malik és munkatársai, 2010; Te Morenga és munkatársai, 2013; Bray és Popkin, 2014), kevesebb figyelmet fordítottak a túlzott mértékű cukorbevitelből eredő kedvezőtlen nem-metabolikus következményekre. Érdekes, hogy néhány gyakori viselkedési és pszichológiai mintázat gyakran jelentkezik azok között, akik többet fogyasztanak, és magas cukortartalmú étrendet tartanak fenn. A leginkább figyelemre méltó a táplálkozási rendellenességek kialakulása, beleértve a túlsúlyos táplálkozást, valamint a pszichológiai tünetek egyidejű kialakulása, beleértve a motiváció és a depresszió hiányát is. Sheehan és Herman, 2015). Ezen túlmenően, mivel a binge-étkező egyedek gyakran elvesztik a kontrollt, és nem képesek önmagukra korlátozni a cukorbevitelüket, valószínű, hogy ezek a viselkedések az agyrégiók neurológiai adaptációi következtében alakulnak ki, amelyek értékelik a nagyon ízletes ételek hedonikus értékét (Saper és munkatársai, 2002; Lutter és Nestler, 2009; Kenny, 2011). Ezt az indoklást alátámasztja az emberek bizonyítéka is, amely bizonyítja, hogy a cukor és az édesség olyan éhínséget okozhat, amely hasonló a függőséget okozó gyógyszerek, mint például az alkohol és a nikotin által kiváltottakhoz.Volkow és munkatársai, 2012).
Bár a cukor addiktív tulajdonságai még mindig spekulatívak, ezek a megfigyelések kombinálódnak a túlzott cukorbevitelnek a jutalom-áramkörökben bekövetkezett változásokhoz és az állatkísérletekben az addiktív jellegű viselkedések és érzelmi állapotok alakulásához hozzájáruló tanulmányokkal együtt. (Avena és munkatársai, 2008; Benton, 2010; Ventura és munkatársai, 2014), indokolja a további vizsgálatok szükségességét. A rágcsálókkal végzett korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a szacharózhoz való időszakos hozzáférés megváltoztatja a mesolimbikus rendszeren belüli számos neurotranszmitter aktivitását, beleértve a dopamint, az opioidokat és az acetil-kolint (lásd: Avena és munkatársai, 2008). Kimutatták, hogy a szacharóz haszontalan fogyasztása megkönnyíti a dopamin felszabadulását a nukleáris accumbensben (NAc), hasonlóan a visszaélésekhez használt gyógyszerekhez (Avena és munkatársai, 2008). Továbbá kimutattuk, hogy a szacharóz hosszú távú fogyasztása 24 h szakaszos hozzáféréssel, két palack választási paradigmával (Simms és munkatársai, 2008) modulálja a nikotin acetil-kolin receptor (nAChR) expressziót a NAc-ben (Shariff és munkatársai, sajtóban). Érdekes módon azt is megfigyeltük, hogy a nAChR vegyületek, amelyekről ismert, hogy modulálják a dopamin és az acetilkolin aktivitását a NAc-ben, a rövid és hosszú távú bevitel után eltérő hatással vannak a szacharóz-fogyasztásra (Shariff és munkatársai, sajtóban).
Míg ezek a vizsgálatok hasonlóságot mutattak a cukor és a visszaélések kábítószerekkel való időszakos hozzáférése által okozott viselkedési és neurokémiai változásokban, nem ismert, hogy ezek a hatások megkönnyítik-e az NAc neuronális morfológiáját. Tellentétben áll a visszaélésekkel, beleértve a kokainot, az amfetamint és a nikotint, amely jól jellemzett változásokat eredményez a közepes tüskés neuronok (MSN) morfológiájában, beleértve a fokozott gerincsűrűséget és a megváltozott dendritikus komplexitást. (Robinson és Kolb, 1999, 2004; Li és munkatársai, 2003; Crombag és munkatársai, 2005). Mivel korábban kimutattuk, hogy az alkohol és a szacharóz hosszú távú expozíciója (12 hét) az intermittáló két palack választási paradigmával differenciált választ ad a farmakoterápiás beavatkozásokra a rövid távú bevitelhez képest (4 hét; Steensland és munkatársai, 2007; Shariff és munkatársai, sajtóban), meghatároztuk a rövid és hosszú távú szacharóz-fogyasztás hatásait az NAH morfológiájára. Megengedtük, hogy a serdülő patkányok 4 (rövid távú) vagy 12 (hosszú távú) hetekben szacharózt fogyasztanak, és ezt követően analizálták a NAc MSN-ek morfológiáját a rövid és hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányokból az életkorhoz illeszkedő ellenőrzések, akik csak vízhez jutottak. Eredményeink azt mutatják, hogy a NAc héjból származó MSN-ek hosszú, de nem rövid távú szacharózfogyasztás után módosultak, csökkentett dendritikus hosszúságúak, de megnövekedett dendritikus gerincsűrűségük. Továbbá megállapítottuk, hogy az NAc magjainak morfológiája viszonylag sértetlen maradt a rövid és hosszú távú szacharóz-fogyasztás után. Ezek az eredmények rávilágítanak a hosszú távú szacharózfogyasztás közvetlen mértékű neurológiai következményeire. Ezen túlmenően ezek az adatok azt mutatják, hogy további vizsgálatokra van szükség, amelyek célja a molekuláris és neurokémiai változások felderítése, amelyek a NAc héj MSN-ek morfológiai szerkezetátalakulását kísérik a hosszantartó, binge-szerű szacharóz-bevitel következtében.
Anyagok és módszerek
Etikai nyilatkozat
Valamennyi kísérleti eljárást az ausztráliai tudományos célú állatok gondozására és felhasználására vonatkozó kódexnek megfelelően végeztünk, az 8th Edition (National Health and Medical Research Council, 2013). A protokollokat a Queensland Műszaki Egyetem Állat Etikai Bizottsága és a Queenslandi Egyetem Állat Etikai Bizottsága hagyta jóvá.
Állatok és lakhatás
Öt hetes (serdülő) hím Wistar patkányok (kontroll: 176.4 ± 4.8 g; szacharóz: 178.3 ± 5.0 g) (ARC, WA, Ausztrália), egyedileg, szellőztetett kettős szintű plexiüvegben helyezkednek el® ketrecekben. A patkányokat a kísérletek megkezdése előtt néhány nappal az 5 egyedi elhelyezési körülményekhez, kezeléshez és fordított fény ciklushoz akklimatizálják. Valamennyi patkányt klímavezérelt 12-óra fordított fény / sötét ciklusban tartottuk (9 am) világít a standard patkányfűvel és vízzel. ad libitum.
Intermittens-Access kétpalackos választás Drinking Paradigma
A szakaszos hozzáférés 5% szacharóz kétpalackos választás ivóvíz paradigma (Simms és munkatársai, 2008) adaptálták Bölcs (1973). Az összes folyadékot 300 ml-es gradiens műanyag palackokban mutatták be, a rozsdamentes acélból készült ivócsatornákkal a sötét ketrec kezdetét követően a ketrec elején lévő két tömítőgyűrű segítségével. Minden palack súlyát a palack kiszerelése előtt rögzítettük. Két üveg egyidejűleg került bemutatásra: egy üveg vizet tartalmazó; a második palack 5% (w / v) szacharózt tartalmaz. Az 5% (w / v) szacharóz palack elhelyezését minden egyes expozícióval felváltva szabályoztuk az oldalsó preferenciákat. A folyadékok bemutatása után a palackokat 24 h-ra mérjük, és a méréseket a legközelebbi 0.1 g-re vittük. Az egyes patkányok tömegét is meghatároztuk, hogy kiszámítsuk a szacharózbevitel grammját testtömeg-kilogrammonként. Az ivási időszak 1 napján patkányok (n = 6 – 9) hozzáférést kaptak egy üveg 5% (w / v) szacharózhoz és egy üveg vízhez. 24 h után a szacharóz palackot egy második vizes palackra cseréljük, amely a következő 24 h-hez volt elérhető. Ezt a mintát szerdán és pénteken megismételték. A patkányok korlátlan hozzáférést biztosítanak a vízhez minden más napon. A szacharózfogyasztás hasonló módon a teljes szacharóz-bevitel (ml) fokozódását idézte elő (kiegészítő ábra). 1) és a testtömeg [20 ± 5 g / kg az 5% (w / v)] tömegének stabil alapvonali alkoholfogyasztását kísérte a rövid távú [~ 4 hét (13 ivóvíz)] és a hosszú távú [ ~ 12 hét (37 ivóvíz)] ivási időszakok. A kontroll patkányok külön csoportja (n = 6 – 9) mindkét palackban (azaz nem szacharózban) a fentiekben leírt feltételek mellett vízhez jutottak. A kontroll és szacharóz-fogyasztó patkányok átlagos testsúlya a rövid távú expozíció végén 405.7 ± 40.8 g és 426.4 ± 31.2 g volt. A hosszú távú expozíció végén a kontroll és szacharóz csoportok átlagos testsúlya 578.8 ± 53.4 g és 600.2 ± 45.2 g volt.
Golgi-Cox festés
Az utolsó ivás után a patkányokat az állati létesítményből átvittük, hogy lehetővé tegyük az agyminták feldolgozását a Queenslandi Egyetem (St. Lucia, Ausztrália) Biomediciniai Tudományok Iskolájában. Minden elfogadott intézkedést a szállítás során a stressz csökkentése érdekében hajtottak végre, majd ezt követően a patkányokat egy éjszakán át visszanyertük. Másnap a patkányokat nátrium-pentobarbitális túladagolással (60 – 80 mg / kg, ip Vetcare, Brisbane, Ausztrália) leöltük és ~ 300 ml mesterséges agyi gerincvelő folyadékkal perfundáltuk (mM-ben): 130 NaCl, 3 KCl, 26 NaHCO3, 1.25 NaH2PO45 MgCl21 CaCl2és 10 D-glükóz. Ezután minden állatot dekapitáltunk, és az agyat eltávolítottuk és sötétben inkubáltuk Golgi-Cox oldatban, amely 5% kálium-dikromátot, 5% kálium-kromátot és 5% higany-kloridot (minden Sigma-Aldrich vegyi anyagot) tartalmazott. a fent leírt módon történő feláldozás előtt (Rutledge és munkatársai, 1969). A Golgi-Cox folt inkubációs és utófeldolgozási módszereket módosítottuk Ranjan és Mallick (2010). A rövid idejű szacharóz-fogyasztó állatokból származó agyakat 6 napokon inkubáltuk 37 ° C-on, míg a hosszú ideig tartó szacharóz-fogyasztó állatok agyát 10-napokon inkubáltuk, egy 4 napos inkubálás után egy friss Golgi-Cox-oldatra váltva.
Az inkubációt követően az 300 μm koronális metszeteket vibráló Zeiss Hyrax V50 mikrotom (Carl Zeiss, Németország) segítségével vágtuk le. A szeleteket ezután egymás után 24-lyukú lemezekbe helyeztük, amelyeket 30% (tömeg / térfogat) szacharózzal töltünk 0.1 M foszfát pufferolt sóoldatban, és feldolgozzuk az alábbiakban ismertetett módon:Ranjan és Mallick, 2010). Röviden, a metszeteket 50% etanolban dehidratáltuk 5 percig, majd 0.1 M NH-ba helyeztük.4OH-oldat 30 percig, kétszer desztillált vízzel öblítve 5 percig, és Fujihunt filmrögzítőbe (Fujifilm, Szingapúr), sötétben 30 min. A szeleteket ezután kétszer desztillált vízzel öblítjük 2 percenként, és kétszer dehidratáljuk 70, 90, 95 és 100% etanolban, mindegyik 5 min. A szekciókat ezután CXA-oldatban (1: 1: 1 kloroform: xilol: alkohol) tisztítottuk 10 percre, és DPX-be (Sigma-Aldrich) helyeztük Superfrost Plus lemezeken (Menzel-Glaser, Lomb Scientific, Ausztrália) és a fedőcsúszást (Menzel-Glaser, Németország). A lemezeket sötétben hagyjuk szobahőmérsékleten egy éjszakán át száradni.
Neuronális kiválasztás és nyomon követés a Nucleus Accumbensben
A bregma + 2.8 és a + 1.7 közötti koronális szeleteket MSN-ekre vizsgáltuk az NAc magjában és héjában, az oldalsó kamrát és az elülső commissure-t, mint tereptárgyakat patkány agyi atlasz segítségével (Paxinos és Watson, 2007) (1. ábra) 1). A Neurolucida 7 kontúrfüggvényét (MBF Bioscience, VT, USA) az NAc mag és az NAc héj határolására használták minden egyes szeletben (ábra). 2). Az 2 és az 9 neuronok egy régióra vonatkoztatva egy állatonként egy dendritikus hosszúságú paramétert használtak 63x objektívvel vagy gerincsűrűséggel (100 μm-enként spinként jelentették), 100x célt használva egy Zeiss Axioskop II-n (Carl Zeiss, Németország) automatizált xyz Neurolucida által vezérelt színpad® 7 szoftver (MBF Biosciences, VT, USA). Az összes nyomkövetést vakon végeztük a kezelés tekintetében. A Golgi-Cox impregnált neuronok morfológiai paramétereit a korábbi jelentésekhez hasonlóan elemeztük (Klenowski és munkatársai, 2015).
1. Az 4 és 12 hetes szukrózfogyasztó patkányok és az XNUMX héj magjainak magjától és héjától mintavételezett közepes tüskés neuronok helyét bemutató térkép. A felső két panel az 4 heti kontroll (háromszögek) és a szacharóz (körök) állatok magjaiból és a héjból vett mintákból származó neuronok helyét mutatja. A két alsó panel az 12 heti kontroll (háromszögek) és a szacharóz (körök) állatokból vett minták helyét mutatja.
Statisztikai elemzés
Az átlag (SEM) átlag- és standard hibáját az állathoz tartozó minden adathalmazra kiszámítottuk n, az összes mag vagy héj NAc MSN-ből származó átlagos morfometriai adatok felhasználásával (n = 7 NAc héj és n = 6 NAc magra 4-hét, n = 9 a 12 hetes csoportoknál). Ahol jelezték, párosítatlan két farkú hallgató t- a csoporteszközök összehasonlítását végző összes elemzéshez, a GraphPad Prism 6.02 (GraphPad Software, San Diego, CA) segítségével elvégeztük a Bonferroni utóvizsgálatokkal végzett kétirányú ANOVA-kat. A statisztikai szignifikanciát a (z) P <0.05. Az eredmények szakaszban szereplő összes adat átlag ± SEM. A százalékos változásokat a kontrollértékhez viszonyítva számítják ki.
Eredmények
A Nucleus Accumbens Shell-ből származó közepes tüskés neuronok csökkentek a dendritikus hosszúság, a dendritikus komplexitás csökkenése, de a hosszabb, de nem rövid távú szacharózfogyasztás után a távoli elágazásoknál növekvő átlagos gerincsűrűség
Rövid távú (4 hét) szacharóz-fogyasztás után nem volt szignifikáns különbség a NAc héj MSN morfometriai paramétereiben (táblázat) 1). A centrifugális elágazás sorrendjében végzett vizsgálatokban nem volt szignifikáns különbség a rövid távú szacharózfogyasztás és a vízszabályozó NAc héj MSN között. Nevezetesen, ági sorrendű dendritikus szegmensek (P = 0.4111), az ágrendelés átlagos dendritikus hossza (P = 0.5581) és az átlagos gerincsűrűség ágonként \ tP = 0.2977, kétirányú ANOVA) nem különböztek szignifikánsan a csoportok között. Az ábrán a mintavételezett neuronok közelítő pozícióit bemutató helyszíntérkép látható 1.
1 táblázat. A rövidtávú szacharózfogyasztó patkányok és az életkorhoz igazodó vízszabályozók közepes spiny neuronjainak általános morfológiai paraméterei \ t.
A szacharóz-fogyasztás hosszú távú (12 hete) után a NAc héj MSN-ek teljes dendrites arborhosszát az 21% -kal csökkentette a vízfogyasztó kontrollokhoz képest (Víz: 1827 ± 148 μm, n = 9; Szacharóz 1449 ± 78 μm, n = 9, *P = 0.0384, kétfarkú párosítatlan diákok t-teszt, ábra 2, Asztal 2). A dendritikus bifurkációk (csomópontok) és a dendrites végek átlagos számának összehasonlítása a víz és a szacharóz csoportok között a dendritikus komplexitás csökkent (bár nem szignifikáns) szintjét tárta fel az NAc shell MSN-ekben (csomópontok: Water 12.9 ± 1.4 n = 9, szacharóz 10.1 ± 0.8 n = 9, P = 0.0879; végződések: Víz 17.9 ± 1.4 n = 9, szacharóz 14.8 ± 0.7 n = 9, P = 0.0657, kétfarkú párosítatlan diákok t-test, táblázat 2). A soma mennyisége nem változott (P = 0.9400), átlagos dendritikus fa hossza (P = 0.1646) vagy teljes gerincsűrűség (P = 0.3662) NAc-héjban a hosszú ideig tartó szacharóz-fogyasztó patkányokból származó MSN-ek a víz-kontrollokhoz képest. Ezeket a morfometriai paramétereket a 2. táblázat tartalmazza 2.
2. A hosszú ideig tartó szacharóz-kezelt patkányok nukleáris accumbens (NAc) héjából származó közepes tüskés neuronok (MSN-ek) csökkent dendritikus arborhosszúsága és a dendritikus gerincsűrűség növekedése a kontroll patkányokkal összehasonlítva. (A, B) a kontroll (felső) és a hosszú távú (12 hét) szacharóz (alsó) kezelt fényterület ábrázolása z- a Golgi-impregnált MSN-ek mozaikjai az NAc-héjból (63x nagyítás). A (A, B) a Golgi-impregnált MSN dendritek és a dendritikus tüskék ellenőrzési és hosszú távú szacharóz-kezelt fényes képeit mutatja az NAc-héjból (100x nagyítás). (C) az anatómiai régiókat mutatja, amelyekből az MSN-ekből mintát vettünk a vizsgálatból. (D) a hosszú távú szacharózállatokban (négyzetekben) a NAc héjból származó csökkent MSN dendritikus arbor (átlag ± SEM) csökkenését mutatja a kontrollokhoz (körökhöz), páratlan diákokhoz képest t-teszt, *P <0.05, n = 9; kontroll és n = 9; 12 hét szacharóz. (E) a hosszú távú szacharózállatokban (négyzetekben) változatlan átlag MSN dendritikus fa hossz (átlag ± SEM) szórási diagramja látható a kontrollokhoz (körökhöz), páratlan diákokhoz képest t-teszt, P > 0.05, n = 9; kontroll és n = 9; 12 hét szacharóz. A dendritikus szegmens számának elágazási sorszám szerinti elágazási sorrend elemzése (átlag ± SEM) (F), az átlagos sorrendű dendritikus hosszúság (G) és dendritikus gerincsűrűség ágonként (H). A hosszú távú szacharóz-fogyasztás csökkentette a dendritikus hosszúságot a disztális elágazásokban (5 +) és a dendritikus gerincsűrűség növekedését a távoli elágazásoknál (4 +) a kontrollokhoz képest (G, H), kétirányú ANOVA-k Bonferroni utóvizsgálatokkal, *P <0.05, **P <0.01, n = 9; kontroll és n = 9; hosszú távú szacharóz. Mérlegek: (A, B) = 20 μm; betét (A, B) = 10 μm; (C) = 1 mm.
2 táblázat. A hosszú távú szacharózfogyasztó patkányok és az életkorhoz igazodó vízszabályozók közepes spiny neuronjainak általános morfológiai paraméterei.
A hosszú távú szacharóz-fogyasztó NAc héj MSN-ek általános dendritikus morfológiájának jellemzését követően a dendritikus arborizációkat és a gerincsűrűségeket az elágazási sorrend jellemzői alapján elemeztük. A dendritikus fák átfogó felmérése számszerűsítette a dendritikus szegmensek számát ági sorrendenként, a dendritikus szegmensek átlagos hosszúságát ágonként és a gerinc sűrűségét a vízszabályozás és a hosszú távú szacharóz fogyasztó patkányok esetében. A fiókrendelési adatok és elemzések összefoglalása a táblázatban található 3.
3 táblázat. Hosszú távú szacharóz és víz ivó patkányok közepes tüskés neuronjainak elágazási jellemzői.A hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányoknál a víz kontrollokhoz viszonyítva szignifikánsan csökkent az átlagos dendritikus ág szegmens száma a NAc héj MSN-jének ágaiban.P = 0.0015, kétirányú ANOVA). A Bonferroni utólagos tesztjei azt mutatják, hogy az 4th (víz: 5.2 ± 0.9, n = 9; Szacharóz 3.3 ± 0.8, n = 9, P = 0.0675, ábra 2F, Asztal 3), és az 5th sorrend és a fiókági megrendelések felett (Víz: 3.3 ± 0.7, n = 9; Szacharóz 1.2 ± 0.3, n = 9, P = 0.0566, ábra 2F, Asztal 3). A hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányoknál a víz kontrollokhoz viszonyítva szignifikánsan csökkent az átlagos dendritikus szegmens hossza a NAc héj MSN-ek ágonként.P = 0.0444, kétirányú ANOVA). A Bonferroni utóvizsgálatok az 55% csökkenését mutatják 5th sorrendben és azon túl (Water: 53.9 ± 7.2 μm, n = 9; Szacharóz 24.1 ± 7.5 μm, n = 9, **P = 0.0038, ábra 2G, Asztal 3).
Az elágazási sorrend elemzése a hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányok NAc-héj MSN-jének dendritikus gerincsűrűségének jelentős növekedését mutatta a kontrollokhoz képest (*P = 0.0124, kétirányú ANOVA). A Bonferroni utóvizsgálatok kimutatták, hogy az 57% gerincsűrűség növekedése a távoli 4th sorrendben és azon túl (Water: 33.4 ± 4.2, n = 9; Szacharóz 52.5 ± 6.8, n = 9, P = 0.0271 *, ábrák beillesztése 2A, B, H, Asztal 3). A teljes MSN architektúra és a distalis gerincsűrűség (beépített) reprezentatív képeit az ábrákon mutatjuk be 2A, B.
Összességében ezek az eredmények arra utalnak, hogy a rövid távú szacharóz-fogyasztás kevéssé befolyásolja az MSN-ek morfológiai paramétereit az NAc-héjban. Hosszú fogyasztás után azonban jelentősen csökken az idegsejtek hosszúsága és összetettsége, különösen a dendritikus ágakban. A hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányok NAc-héj MSN-eiben a disztális gerincsűrűség egyidejű növekedése is nyilvánvaló.
A Nucleus Accumbens Core közepes tüskés neuronjai csökkentették az elágazási komplexitást hosszú, de nem rövid távú szacharóz fogyasztás után
A rövid szacharózfogyasztás után nem volt szignifikáns különbség az NAc mag MSN morfometriai paramétereiben (1. táblázat) 4). A centrifugális elágazás sorrendjében végzett vizsgálatokban nem volt szignifikáns különbség az 4-hét szacharózfogyasztása és a vízszabályozó mag MSN-ek között. Nevezetesen, ági sorrendű dendritikus szegmensek (P = 0.7717), az ágrendelés átlagos dendritikus hossza (P = 0.2096), és az átlagos gerincsűrűség ágonként \ tP = 0.3521, kétirányú ANOVA) nem különböztek a csoportok között.
4 táblázat. A nukleáris accumbens közepes tüskés neuronjainak általános morfológiai paraméterei a rövid távú szacharózfogyasztó patkányok magja és az életkorhoz igazított vízszabályozás.A meghosszabbított szacharózfogyasztás szintén nem volt szignifikáns az NAc mag MSN morfometriai paramétereire (táblázat) 5). A hosszú távú szacharózfogyasztó patkányokban a víz kontrollokhoz viszonyítva szignifikánsan csökkent a dendritikus elágazás szegmens számának száma az ágonként.P = 0.0416, kétirányú ANOVA), azonban nem volt szignifikáns különbség az átlagos dendritikus hosszúságban ágonként.P = 0.0995) és az átlagos gerincsűrűség ágonként \ tP = 0.4888, kétirányú ANOVA-k) a hosszú távú szacharóz-fogyasztó patkányok NAN-magjában lévő MSN-ek között a víz kontrollokhoz viszonyítva. Összességében a mi adataink azt mutatják, hogy az NAc mag nem reagál a hosszú távú szacharóz-fogyasztásra, mint az NAc héj régiójában található MSN-ek.
5 táblázat. A nukleáris accumbens közepes tüskés neuronjainak általános morfológiai paraméterei a hosszú távú szacharózfogyasztó patkányok magjától és az életkorhoz igazított vízszabályozóktól.Megbeszélés
A nyugati étrendben a magasan édesített élelmiszerek fokozott hozzáférhetősége nemcsak az elhízás és a II. Típusú cukorbetegség megnövekedett prevalenciájához és gazdasági terheihez hozzájárult, hanem olyan étkezési rendellenességek kialakulásához is vezetett, mint például az étkezési zavarok.Swanson és munkatársai, 2011; Kessler és munkatársai, 2013; Davis, 2015). Bár a cukrok, köztük a fruktóz és a szacharóz addiktív tulajdonságai továbbra is spekulatívak, a viselkedés és a neurális korrelációk, amelyek az étkezés és a hosszan tartó kábítószer-használat következtében nyilvánvalóak, szembetűnő hasonlóságot mutatnak. (Avena és munkatársai, 2008, 2011). Ezenkívül a cukor a visszaélésekhez hasonló módon aktiválja az agy jutalomköreit (Volkow és munkatársai, 2012), és az emberi vizsgálatok eredményei arra utalnak, hogy a cukor és az édesség olyan nagyságrendű, a függőséget okozó gyógyszerek, mint az alkohol és a nikotin által kiváltott éhínséget okozhat. (Volkow és munkatársai, 2012). Ezért a patkányokban a zsugorodás-szacharóz-fogyasztás modelljét használtuk a rövid (4 hét) és a hosszú távú (12 hét) szacharóz-fogyasztás hatásainak meghatározására az MSN-ek neuron morfológiájára az NAc-ben, amely az átfedő jutalom-áramkör kulcsfontosságú eleme. amit cukor és addiktív gyógyszerek modulálnak. Kimutattuk, hogy a krónikus hosszú távú szacharóz fogyasztó patkányok NAc-héjából származó MSN-ek szignifikánsan csökkentették a dendritikus hosszúságot és a komplexitást, de megnövekedett dendritikus gerincsűrűséget. A hosszú távú szacharóz-fogyasztás nem befolyásolta a NAc magból származó MSN-ek morfológiáját, míg a rövid távú szacharóz-fogyasztásnak sem volt jelentős hatása az MSN-morfológiára az NAc-magból vagy a héjból. Ezek az eredmények nemcsak azt mutatják, hogy a hosszan tartó binge-szerű szacharóz bevitel közvetlen hatása van a NAc héj MSN neuronális morfológiájára, hanem kiemelik a magas cukortartalmú étrendek hosszabb fogyasztásának potenciálisan káros következményeit is.
A ventrális striatum részét képező NAc elsősorban az MSN-ekből áll, amelyek morfológiailag jellemzőek a közepes méretű neuronok, amelyek kiterjedt dendritikus arborizációval és nagy gerincsűrűséggel rendelkeznek.Kemp és Powell, 1971; Graveland és DiFiglia, 1985; Rafols és munkatársai, 1989; Kawaguchi és munkatársai, 1990). A glutamáterg és dopaminerg neuronok a NAc két elsődleges afferens bemenete, amelyek elsősorban az MSN-ek dendritikus tengelyeivel és tüskéivel érintkeznek. (Grove, 1980; Kaiya és Namba, 1981; Groves és munkatársai, 1994). Pontosabban, a NAc héj és a mag glutamatergikus bemenetet kap a funkcionálisan elkülönülő kérgi területekről (Brog és munkatársai, 1993). A NAc-héjat az ingerlő afferensek is beervezik a szubkortikális régiókból, például a hippocampusból, a thalamusból és a bazolaterális amygdala-ból (Brog és munkatársai, 1993; Wright és Groenewegen, 1995). Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy ezek a glutamatergikus bemenetek kulcsfontosságú szerepet játszanak a motivációban és a célirányos viselkedésekben, mint pl. (Maldonado-Irizarry és munkatársai, 1995; Kelley és Swanson, 1997; Reynolds és Berridge, 2003; Richard és Berridge, 2011). A NAc MSN-ekre gyakorolt másik domináns dopaminerg afferensek, amelyek a ventrális tegmentális területről származnak (Lindvall és Björklund, 1978; Veening és munkatársai, 1980; Kalivas és Miller, 1984). Érdekes, hogy a korábbi tanulmányok, amelyek hasonló időszakos cukor-hozzáférési modelleket alkalmaztak, azt mutatják, hogy az ebből eredő, hasonlatos fogyasztás az extracelluláris dopamin növekedését eredményezi a NAc-ben, hasonlóan (bár kisebb mértékben) a visszaélésszerű gyógyszerekhez. (Rada és munkatársai, 2005; Avena és munkatársai, 2006), és módosíthatja a dopamin receptor expresszióját (Colantuoni és munkatársai, 2001, 2002) az NAc magban és a héjban. Érdekes, hogy a szacharóz felesleges fogyasztása idővel az étkezés fokozódását idézi elő, hasonlóan a bántalmazó gyógyszerek, mint például a kokain és a hősök önadagolásáhozn (Ahmed és Koob, 1998; Ahmed és munkatársai, 2000, 2003), amely egy „addiktív szerű” állapot kialakulásához kapcsolódik.
Az elágazási rend morfometriájának elemzése azt mutatja, hogy a hosszú távú szacharózbevitel által okozott NAc héj MSN dendritikus hosszának általános csökkenése elsősorban a disztális ágrendelések összetettségének csökkenéséből ered. Csökkentett disztális elágazást figyeltünk meg (4th és 5th sorrend és ági megrendelések), és jelentősen csökkentettük az 5th sorrendben és a dendriteknél mért átlaghosszt, kombinálva a fokozott gerincsűrűséggel ezen ágak sorrendjében. Az ilyen típusú dendritikus szerkezetátalakítást valószínűleg befolyásoló közös tényező a szinaptikus kapcsolat és / vagy a funkció változása (Russo és munkatársai, 2010). Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a glutamatergikus szinapszisok az MSN-eken elsősorban a gerinceken, különösen a távoli dendriteken alapulnak. (Groenewegen és munkatársai, 1999). Továbbá a dopamin és a glutamatergikus bemenetek együttes lokalizációja a prefrontális kéregből (Sesack és Pickel, 1992), hippocampus (Totterdell és Smith, 1989; Sesack és Pickel, 1990), és amygdala (Johnson és munkatársai, 1994) megfigyelték az MSN-ek dendritikus gerincén. Ezek a megfigyelések, valamint a megnövekedett gerincsűrűség a hosszú távú szacharózfogyasztást követően, a vizsgálatunkban láthatóak, támogatják a fokozott excitációs bemenetek kialakulását. Ezért fennáll annak a lehetősége, hogy a hosszan tartó binge-szerű szacharózbevitel által okozott tartós hatások elősegíthetik a fokozott excitációs szinaptikus aktivitást az MSN-ek disztális dendritjeiben az NAc-héjban. Következésképpen a disztális dendritek csökkentése és / vagy visszahúzása szinaptikus homeosztatikus mechanizmuson keresztül vezethet (Reissner és Kalivas, 2010), de ezt még meg kell határozni.
Érdekes megjegyezni, hogy Crombag és munkatársai azt mutatták, hogy az NNC héjban nem volt gerincsűrűség az 4-hetes szacharózfogyasztás után az orr-poke önadagolási paradigmája ellenére, annak ellenére, hogy a szacharózhoz viszonyítva erőteljesebben vették fel, és a szacharózra adott válaszarány magasabb volt amfetaminnal (Crombag és munkatársai, 2005). Megfigyelésünk tükrözi a gerincsűrűség változásának hiányát az 4 héten. Ezzel szemben tanulmányunk azt mutatja, hogy a hosszú távú (12 hét) krónikus szacharóz-fogyasztás után jelentősen megnövekedett a disztális gerincsűrűség a szacharóz-tapasztalattal rendelkező patkányok MSN-jén. Laboratóriumunk korábban azt is kimutatta, hogy a hosszú távú (12 hét) szacharóz-fogyasztás megkönnyíti a farmakológiai gyógyszerekre adott farmakológiai választ, amelyről kimutatták, hogy modulálják a dopamin és az acetilkolin válaszokat a NAc szintjén.Shariff és munkatársai, sajtóban). Összességében ez azt sugallja, hogy a hosszú távú (12 hetek és azon túl) szacharóz expozíció, amely pontosabban tükrözi a valós forgatókönyveket, morfológiai alkalmazkodást eredményez az NAc szintjén.
A visszaélés gyógyszerei tekintetében a különböző gyógyszerek ismételt expozíciója a dendritek és a dendrites gerincek szerkezetében tartós változásokat eredményez. Például az amfetaminok és a kokain egyaránt növelik a gerincsűrűséget az NAc-ben mind a héjban, mind a magban (Robinson és Kolb, 2004). Kimutatták, hogy a nikotin-expozíció növeli a gerincsűrűséget az NAc-héjban. Ezzel ellentétben a morfin expozíció a gerincsűrűség és a dendritikus ág komplexitásának csökkenéséhez vezet (Robinson és Kolb, 2004). Ami a hosszú távú szacharóz-fogyasztást illeti, az amfetaminhoz, a kokainhoz és a nikotinhoz hasonló gerincsűrűség növekedését figyeltük meg, szemben a morfin hatásával. Az amfetaminnal és a kokainnal ellentétben, de a nikotinhoz hasonlóan, a gerincsűrűség növekedése a szacharóz hosszú távú expozíciójával a NAc héjra korlátozódik. Érdekes, hogy mind a dendritikus elágazás változásai (Robinson és Kolb, 1999) és gerincsűrűsége (Li és munkatársai, 2003) az amfetamin vagy a kokain által termelt MSN-ek disztális dendritjeire korlátozódnak a NAc-ben, ami tükrözi tanulmányunk eredményeit.. Továbbá, és a fentiekben ismertetett változásoknak is alátámasztva, a szacharóz-fogyasztás korábban kimutatta, hogy fokozza az ingerlő szinaptikus szilárdságot az accumbal dopamin neuronokra (Stuber és munkatársai, 2008b), valamint a mesolimbikus jutalomút egyéb összetevői (Stuber és munkatársai, 2008a; Chen és munkatársai, 2010). Összefoglalva, ez a szacharózt a neuron morfológiájának erős modulátorává teszi, miután hosszan tartó súlyos használat után a kábítószer-visszaélés által megfigyelt hatásokhoz hasonlít.
Bár további vizsgálatokra van szükség ahhoz, hogy feltárjuk a sejt- és szinaptikus mechanizmusokat, amelyek hozzájárulnak az ebben a vizsgálatban tapasztalt morfológiai változásokhoz, eredményeink jelentős neuronális hatásokat mutatnak a hosszú távú szacharóz-fogyasztás következtében. Közelebbről, a vizsgálatunkban nem vizsgált szempont, hogy a szacharóz megfigyelt morfológiai hatásai nem kalórikus édesítőszerekkel, például szacharinnal is kiválthatók. E tekintetben fontos megjegyezni, hogy Lenoir és munkatársai kimutatták, hogy az intenzív édesség meghaladja a kokain jutalmát, legyen szó akár szacharinból vagy szacharózból (Lenoir és munkatársai, 2007). Továbbá a laborunk által közzétett közelmúltbeli tanulmány (Shariff és munkatársai, sajtóban) azt mutatja, hogy a vareniklin, egy nikotin-acetil-kolin receptor részleges agonista csökkentette a szacharózt és a szacharin bevitelét a rágcsálókban, ugyanazon hosszú távú, szakaszos hozzáférési séma alkalmazásával, amelyet a jelen vizsgálatban alkalmaztunk. Érdekes, hogy a korábbi vizsgálatok hasonlóságot mutattak a nem kalóriatartalmú édesítőszerek, például a szacharin és a szacharóz akut hatásai között a NAc szintjén (Scheggi és munkatársai, 2013; Tukey és munkatársai, 2013; Carelli és West, 2014). Azonban további vizsgálatokra van szükség annak meghatározására, hogy a nem kalóriatartalmú édesítőszerek hosszú távú hatásokat idézhetnek elő, amelyek hasonlóak a hosszú távú szacharóz-fogyasztás által okozott NAc héj MSN morfológiájához.
A rövid távú szacharózfogyasztás után a NAc MSN morfológiájára gyakorolt hatás hiánya rámutat a hosszú távú vizsgálatok végrehajtásának fontosságára, hogy felmérje a kábítószerek vagy a természetes szertartás, mint a szacharóz hosszan tartó visszaélése hatását. A függőség szempontjából nemcsak a függőség ciklus ismételt ciklusai, hanem a növekvő mennyiségű bizonyíték rávilágított arra, hogy a függőségre való áttérés progresszív folyamat, amely gyakran hosszabb időn keresztül történik. Annak ellenére, hogy a cukrok addiktív tulajdonságai bizonytalanok, egyre inkább megvizsgálják a más, nem kábítószer-jutalmak, például a szex, a szerencsejáték és az élelmiszer függőségének valószínűségét. A tanulmány eredményei érdemben szolgálnak arra a hipotézisre, hogy a cukrok, mint a szacharóz, hosszú távú, binge-szerű fogyasztás következtében függőséget okozhatnak. Eredményeink hatással vannak a növekvő számú gyermekre és serdülőkre is, akik az egészségtelen táplálkozási szokásokat (magas cukorfogyasztás és étkezés) fenntartják felnőttkorban. Az anyagcsere-hatások kialakulásának fokozott kockázatával összhangban az is lehetséges, hogy a viselkedésből eredően a hangulatot és a motivációt befolyásoló neurológiai és pszichiátriai következmények is következhetnek be.
Szerzői hozzájárulások
Kutatási tervben részt vett: PK, SB. Vezetett kísérletek: PK, MS, AB, MF, EM. Adatelemzés: PK, MF, MS. Értelmezte az adatokat, és hozzájárult a kézirat írásához: PK, MS, MF, EM, MB, SB. Minden szerző olvasta és jóváhagyta a végleges kéziratot.
Érdekütközési nyilatkozat
A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában hajtották végre, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.
Az SC, SA és kezelési szerkesztők nyilatkoztak közös megosztottságukról, és a kezelési szerkesztő azt állítja, hogy a folyamat mégis megfelel a tisztességes és objektív felülvizsgálat követelményeinek.
Köszönetnyilvánítás
Ezt a munkát az Ausztrál Kutatási Tanács (FT1110884) SB-nek és az Országos Egészségügyi és Orvosi Kutatási Tanácsnak (1061979) az SB-nek és az MB-nek nyújtott támogatások támogatták.
Kiegészítő anyag
A cikk kiegészítő anyagai a következő címen találhatók: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnbeh.2016.00054
Kiegészítő ábra 1. Az 4 és 12 hetes szacharóz-fogyasztó patkányok szacharóz bevitele és preferenciái. (A, B) a teljes szacharóz-bevitel (ml) fokozódása az 4 és az 12 expozíció hetekben. (CD) a szacharóz-előállítási időszakokban nagy előnyben részesítik a szacharózt a víz felett.
Referenciák
Ahmed, SH és Koob, GF (1998). Átmenet a mérsékelt és a túlzott kábítószer-bevitel között: változás a hedonikus alapértékben. Tudomány 282, 298 – 300. doi: 10.1126 / science.282.5387.298
Ahmed, SH, Lin, D., Koob, GF és Parsons, LH (2003). A kokain önadagolásának elmozdulása nem függ a megváltozott kokainindukált magok dombaminszintjétől. J. Neurochem. 86, 102 – 113. doi: 10.1046 / j.1471-4159.2003.01833.x
Ahmed, SH, Walker, JR és Koob, GF (2000). Folyamatosan növekvő motiváció a heroin bevételére patkányokban a kábítószer-eszkaláció történetében. Neuropsychop 22, 413–421. doi: 10.1016/S0893-133X(99)00133-5
Arslanian, S. (2002). 2 típusú diabétesz gyermekeknél: klinikai szempontok és kockázati tényezők. Horm Res 57 (Suppl. 1), 19 – 28. doi: 10.1159 / 000053308
Avena, NM, Bocarsly, ME, Hoebel, BG és Gold, MS (2011). Átfedések a kábítószer-visszaélés és a túlhajtás nosológiájában: az „élelmiszer-függőség” transzlációs következményei. Akt. Drug Abuse Rev. 4, 133 – 139. doi: 10.2174 / 1874473711104030133
Avena, NM, Rada, P. és Hoebel, BG (2008). Bizonyíték a cukorbetegségről: az időszakos, túlzott cukorbevitel viselkedési és neurokémiai hatásai. Neurosci. Biobehav. Fordulat. 32, 20 – 39. doi: 10.1016 / j.neubiorev.2007.04.019
Avena, NM, Rada, P., Moise, N. és Hoebel, BG (2006). A szacharóz-szégyen táplálkozás a batch-módszerrel ismételten felszabadítja a dopamint, és kiküszöböli az acetil-kolin-telítettségi reakciót. Neuroscience 139, 813 – 820. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2005.12.037
Benton, D. (2010). A cukorfüggőség valószínűsége és szerepe az elhízásban és az étkezési zavarokban. Clin. Nutr. 29, 288 – 303. doi: 10.1016 / j.clnu.2009.12.001
Bray, GA és Popkin, BM (2014). Élelmiszercukor és testtömeg: elérkeztünk-e az elhízás és a cukorbetegség járványában? Öntsük a cukrot. Diabetes Care 37, 950 – 956. doi: 10.2337 / dc13-2085
Brog, JS, Salyapongse, A., Deutch, AY és Zahm, DS (1993). A mag és a héj afferens beidegzésének mintái a patkány ventrális striatum „accumbens” részében: a retrogradiálisan szállított fluor-arany immunhisztokémiai kimutatása. J. Comp. Neurol. 338, 255 – 278. doi: 10.1002 / cne.903380209
Bucher Della Torre, S., Keller, A., Laure Depeyre, J. és Kruseman, M. (2015). Cukor-édesített italok és az elhízás kockázata gyermekek és serdülők esetében: a módszertani minőség következményeit befolyásoló szisztematikus elemzés. J. Acad. Nutr. Diéta. [Epub nyomtatás előtt]. doi: 10.1016 / j.jand.2015.05.020
Carelli, RM és West, EA (2014). Ha egy jó ízlés rosszul fordul elő: a negatív hatások mögött álló neurális mechanizmusok és a kokain által okozott természetes jutalom-leértékelés. Neuropharmacology 76 (Pt B), 360 – 369. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2013.04.025
Chen, BT, Hopf, FW és Bonci, A. (2010). Szinaptikus plaszticitás a mezolimbikus rendszerben: terápiás hatások az anyaggal való visszaélésre. Ann. NY Acad. Sci. 1187, 129 – 139. doi: 10.1111 / j.1749-6632.2009.05154.x
Colantuoni, C., Rada, P., McCarthy, J., Patten, C., Avena, NM, Chadeayne, A., et al. (2002). Bizonyíték arra, hogy az időszakos, túlzott cukorbevitel endogén opioidfüggőséget okoz. Obes. Res. 10, 478 – 488. doi: 10.1038 / oby.2002.66
Colantuoni, C., Schwenker, J., McCarthy, J., Rada, P., Ladenheim, B., Cadet, JL és munkatársai. (2001). A túlzott cukorbevitel megváltoztatja a dopamin és a mu-opioid receptorok kötődését az agyban. Neuroreport 12, 3549–3552. doi: 10.1097/00001756-200111160-00035
Crombag, HS, Gorny, G., Li, Y., Kolb, B. és Robinson, TE (2005). Az amfetamin önadagolásának tapasztalatai a dendritikus tüskékre a mediális és orbitális prefrontális kéregben. Cereb. Cortex 15, 341 – 348. doi: 10.1093 / cercor / bhh136
Dabelea, D., Mayer-Davis, EJ, Saydah, S., Imperatore, G., Linder, B., Divers, J. és munkatársai. (2014). 1 és 2 típusú cukorbetegség előfordulása az 2001 és az 2009 közötti gyermekek és serdülők körében. JAMA 311, 1778 – 1786. doi: 10.1001 / jama.2014.3201
Davis, C. (2015). Az étkezési zavarok (BED) epidemiológiája és genetikája. CNS Spectr. 20, 522 – 529. doi: 10.1017 / s1092852915000462
Ford, ES és Dietz, WH (2013). Az Egyesült Államokban a felnőttek körében tapasztalt energiafelhasználás trendjei: az NHANES eredményei. Am. J. Clin. Nutr. 97, 848 – 853. doi: 10.3945 / ajcn.112.052662
Fryar, CD, Carroll, MD és Ogden, CL (2014). A túlsúly, az elhízás és az extrém elhízás előfordulása a felnőttek körében: Egyesült Államok, 1960 – 1962 az 2011 – 2012 segítségével. Atlanta, GA: CDC.
Graveland, GA és DiFiglia, M. (1985). A közepes méretű idegsejtek gyakorisága és eloszlása a primer és rágcsáló neostriatumban. Brain Res. 327, 307–311. doi: 10.1016/0006-8993(85)91524-0
Groenewegen, HJ, Wright, CI, Beijer, AV és Voorn, P. (1999). A ventrális striatális bemenetek és kimenetek konvergenciája és szegregációja. Ann. NY Acad. Sci. 877, 49–63. doi: 10.1111/j.1749-6632.1999.tb09260.x
Groves, PM (1980). Szinaptikus végpontok és posztinaptikus célpontok a neostriatumban: a szinaptikus specializációk a soros szakaszok elemzéséből származnak. Proc. Nati. Acad. Sci. USA 77, 6926 – 6929. doi: 10.1073 / pnas.77.11.6926
Groves, PM, Linder, JC és Young, SJ (1994). 5-hidroxidopamin-jelölt dopaminerg axonok: axonok, szinapszisok és posztszinaptikus célpontok háromdimenziós rekonstrukciója patkány neostriatumban. Neuroscience 58, 593–604. doi: 10.1016/0306-4522(94)90084-1
Hu, FB (2013). Megoldás: elegendő tudományos bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy a cukorral édesített italok fogyasztásának csökkenése csökkenti az elhízás és az elhízás okozta betegségek prevalenciáját. Obes. Fordulat. 14, 606 – 619. doi: 10.1111 / obr.12040
Johnson, LR, Aylward, RL, Hussain, Z. és Totterdell, S. (1994). Bemenet az amygdala-ból a patkánymagba: annak összefüggése a tirozin-hidroxiláz-immunreaktivitással és az azonosított neuronokkal. Neuroscience 61, 851–865. doi: 10.1016/0306-4522(94)90408-1
Kaiya, H. és Namba, M. (1981). Két típusú dopaminerg idegvégződések a patkány neostriatumban. Egy ultrastrukturális vizsgálat. Neurosci. Lett. 25, 251–256. doi: 10.1016/0304-3940(81)90400-6
Kalivas, PW és Miller, JS (1984). Neurotenzin neuronok a ventrális tegmentális területen a mediális magba akumbundálódnak. Brain Res. 300, 157–160. doi: 10.1016/0006-8993(84)91351-9
Kawaguchi, Y., Wilson, CJ és Emson, PC (1990). A patkány neostriatriás mátrixsejtek vetületi altípusai biocitin intracelluláris injekciójával feltártak. J. Neurosci. 10, 3421-3438.
Kelley, AE és Swanson, CJ (1997). Az AMPA és a kainát receptorok blokkolása által indukált táplálás a ventrális striatumon belül: mikroinfúziós térképezési tanulmány. Behav. Brain Res. 89, 107–113. doi: 10.1016/S0166-4328(97)00054-5
Kemp, JM és Powell, TP (1971). A caudate mag szinaptikus szervezete. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 262, 403 – 412. doi: 10.1098 / rstb.1971.0103
Kenny, PJ (2011). Az elhízás jutalmazási mechanizmusai: új ismeretek és jövőbeli irányok. Neuron 69, 664 – 679. doi: 10.1016 / j.neuron.2011.02.016
Kessler, RC, Berglund, PA, Chiu, WT, Deitz, AC, Hudson, JI, Shahly, V. és mtsai. (2013). Az étkezési zavarok prevalenciája és korrelációja az Egészségügyi Világszervezet világszervezetének mentális egészségfelmérésében. Biol. Pszichiátria 73, 904 – 914. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.020
Klenowski, PM, Fogarty, MJ, Belmer, A., Noakes, PG, Bellingham, MC és Bartlett, SE (2015). A dendritikus bordák és a GABAerg szinaptikus bemenetek szerkezeti és funkcionális jellemzése az interneuronokon és a fősejteken a patkány bazolaterális amygdala-ban. J. Neurophysiol. 114, 942 – 957. doi: 10.1152 / jn.00824.2014
Lenoir, M., Serre, F., Cantin, L. és Ahmed, SH (2007). Az intenzív édesség meghaladja a kokain jutalmat. PLoS ONE 2: e698. doi: 10.1371 / journal.pone.0000698
Li, Y., Kolb, B. és Robinson, TE (2003). A dendritikus gerincek sűrűségében a tartós amfetamin által kiváltott változások helyzete a mag-akumbens és a caudate-putamen közepes tüskés neuronjain. Neuropsychop 28, 1082 – 1085. doi: 10.1038 / sj.npp.1300115
Lindvall, O. és Björklund, A. (1978). A dopaminerg neuronrendszerek anatómiája a patkány agyban. Adv. Biochem. Psychopharmacol. 19, 1-23.
Lutter, M. és Nestler, EJ (2009). A homeosztatikus és hedonikus jelek kölcsönhatásba lépnek az élelmiszer-bevitel szabályozásában. J. Nutr. 139, 629 – 632. doi: 10.3945 / jn.108.097618
Maldonado-Irizarry, CS, Swanson, CJ és Kelley, AE (1995). A sejtmagban lévő glutamát receptorok az oldalsó hipotalamuszon keresztül szabályozzák a táplálkozási viselkedést. J. Neurosci. 15, 6779-6788.
Malik, VS, Popkin, BM, Bray, GA, Després, JP és Hu, FB (2010). Cukor-édesített italok, elhízás, 2 típusú diabetes mellitus és kardiovaszkuláris betegségek kockázata. Keringés 121, 1356 – 1364. doi: 10.1161 / CIRCULATIONAHA.109.876185
Ng, SW, Slining, MM és Popkin, BM (2012). Kalória- és noncaloros édesítőszerek használata az amerikai fogyasztói csomagolt élelmiszerekben, 2005-2009. J. Acad. Nutr. Diéta. 112, 1828 – 1834 e1821 – e1826. doi: 10.1016 / j.jand.2012.07.009
Nielsen, SJ, Siega-Riz, AM és Popkin, BM (2002). Az 1977 és az 1996 között az USA-ban bekövetkezett energiafelhasználás tendenciái: hasonló változások tapasztalhatók a korcsoportokban. Obes. Res. 10, 370 – 378. doi: 10.1038 / oby.2002.51
Paxinos, G. és Watson, C. (2007). A patkány agy sztereotaxikus koordinátákban. Amszterdam; Boston, MA: Academic Press / Elsevier.
Popkin, BM (2010). Mi a baj az elhízás amerikai megközelítésével? Virtuális mentor 12, 316–320. doi: 10.1001/virtualmentor.2010.12.4.pfor2-1004
Rada, P., Avena, NM és Hoebel, BG (2005). A napi cukorpótlás ismételten a dopamin felszabadul az accumbens héjban. Neuroscience 134, 737 – 744. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2005.04.043
Rafols, JA, Cheng, HW és McNeill, TH (1989). Golgi tanulmány az egér striatumról: életkorral kapcsolatos dendritikus változások különböző neuronális populációkban. J. Comp. Neurol. 279, 212 – 227. doi: 10.1002 / cne.902790205
Ranjan, A. és Mallick, BN (2010). Módosított módszer a konzisztens és megbízható Golgi-cox festésre jelentősen csökkentett idő alatt. Elülső. Neurol. 1: 157. doi: 10.3389 / fneur.2010.00157
Reinehr, T. (2013). 2 típusú diabetes mellitus gyermekeknél és serdülőknél. J. Diabetes világ 4, 270 – 281. doi: 10.4239 / wjd.v4.i6.270
Reissner, KJ és Kalivas, PW (2010). A glutamát homeosztázis alkalmazása célpontként az addiktív betegségek kezelésére. Behav. Pharmacol. 21, 514–522. doi: 10.1097/FBP.0b013e32833d41b2
Reynolds, SM és Berridge, KC (2003). Glutamát motivációs együttesek a nukleáris accumbensben: a rostrocaudális héj és a táplálkozás gradiensei. Eur. J. Neurosci. 17, 2187 – 2200. doi: 10.1046 / j.1460-9568.2003.02642.x
Richard, JM és Berridge, KC (2011). A Nucleus accumbens dopamin / glutamát kölcsönhatás kapcsolja a módokat, hogy a vágyat és a rettegést hozza létre: D (1) egyedül az étvágygerjesztéshez, de D (1) és D (2) együtt félelemért. J. Neurosci. 31, 12866 – 12879. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1339-11.2011
Robinson, TE és Kolb, B. (1999). A dendritek és a dendrites tüskék morfológiájának megváltozása a magban az obumbensben és a prefrontális kéregben amfetamin vagy kokain ismételt kezelése után. Eur. J. Neurosci. 11, 1598 – 1604. doi: 10.1046 / j.1460-9568.1999.00576.x
Robinson, TE és Kolb, B. (2004). Strukturális plaszticitás a kábítószerrel való visszaéléshez. Neuropharmacology 47 (Suppl. 1), 33 – 46. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2004.06.025
Russo, SJ, Dietz, DM, Dumitriu, D., Morrison, JH, Malenka, RC és Nestler, EJ (2010). A függő szinapszis: a nukleáris accumbens szinaptikus és szerkezeti plaszticitásának mechanizmusai. Trendek Neurosci. 33, 267 – 276. doi: 10.1016 / j.tins.2010.02.002
Rutledge, LT, Duncan, J. és Beatty, N. (1969). A piramissejt-axon kollaterálisok vizsgálata ép és részben izolált felnőtt agykéregben. Brain Res. 16, 15–22. doi: 10.1016/0006-8993(69)90082-1
Saper, CB, Chou, TC és Elmquist, JK (2002). A táplálkozás szükségessége: az étkezés homeosztatikus és hedonikus ellenőrzése. Neuron 36, 199–211. doi: 10.1016/S0896-6273(02)00969-8
Scheggi, S., Secci, ME, Marchese, G., De Montis, MG és Gambarana, C. (2013). Az ízlés hatása a kalória- és nem kalóriatartalmú élelmiszerekhez való motivációra a nem élelmiszer-fogyasztókban és az élelmiszer-rászorulókban. Neuroscience 236, 320 – 331. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2013.01.027
Sesack, SR és Pickel, VM (1990). A patkány mediális magban az accumbensben a hippocampális és a katekolaminerg terminálok közelednek a tüskés neuronokhoz, és egymáshoz illeszkednek. Brain Res. 527, 266–279. doi: 10.1016/0006-8993(90)91146-8
Sesack, SR és Pickel, VM (1992). A patkányszinapszis előtti kortikális efferensek a katecholamin terminálok jelöletlen neuronális célpontjain a nukleáris accumbens szeptében és a ventrális tegmentális területen lévő dopamin neuronokon. J. Comp. Neurol. 320, 145 – 160. doi: 10.1002 / cne.903200202
Shariff, M., Quik, M., Holgate, JY, Morgan, M., Patkar, OL, Tam, V., et al. (a sajtóban). A neuronális nikotin acetil-kolin receptor modulátorok csökkentik a cukor bevitelét. PLoS ONE.
Sheehan, DV és Herman, BK (2015). A kezeletlen étkezési zavarokkal kapcsolatos pszichológiai és orvosi tényezők. Pedáns. Care Companion CNS Disord. 17. doi: 10.4088 / PCC.14r01732
Simms, JA, Steensland, P., Medina, B., Abernathy, KE, Chandler, LJ, Wise, R., et al. (2008). Az 20% etanolhoz való szakaszos hozzáférés magas etanol-fogyasztást vált ki a Long-Evans és a Wistar patkányokban. Alkohol. Clin. Exp. Res. 32, 1816 – 1823. doi: 10.1111 / j.1530-0277.2008.00753.x
Steensland, P., Simms, JA, Holgate, J., Richards, JK és Bartlett, SE (2007). A vareniklin, az alpha4beta2 nikotin acetil-kolin receptor részleges agonista, szelektíven csökkenti az etanol fogyasztását és keresését. Proc. Nati. Acad. Sci. USA 104, 12518 – 12523. doi: 10.1073 / pnas.0705368104
Stuber, GD, Hopf, FW, Hahn, J., Cho, SL, Guillory, A. és Bonci, A. (2008a). Az önkéntes etanolbevitel fokozza az ingerlő szinaptikus erőt a ventrális tegmentális területen. Alkohol. Clin. Exp. Res. 32, 1714 – 1720. doi: 10.1111 / j.1530-0277.2008.00749.x
Stuber, GD, Klanker, M., Ridder, B., Bowers, MS, Joosten, RN, Feenstra, MG és mtsai. (2008b). A jutalom-prediktív jelek fokozzák az ingerlő szinaptikus erőt a középső dopamin neuronokra. Tudomány 321, 1690 – 1692. doi: 10.1126 / science.1160873
Swanson, SA, Crow, SJ, Le Grange, D., Swendsen, J. és Merikangas, KR (2011). A serdülőkben az étkezési zavarok előfordulása és korrelációja. A nemzeti komorbiditási felmérés replikációs serdülőkori kiegészítőjének eredményei. Boltív. Pszichiátria 68, 714 – 723. doi: 10.1001 / archgenpsychiatry.2011.22
Te Morenga, L., Mallard, S. és Mann, J. (2013). Diétás cukrok és testtömeg: a randomizált kontrollált vizsgálatok és a kohorsz vizsgálatok rendszeres felülvizsgálata és metaanalízise. BMJ 346: e7492. doi: 10.1136 / bmj.e7492
Totterdell, S. és Smith, AD (1989). A hippocampális és a dopaminerg bevitel konvergenciája a patkány magvakban lévő azonosított neuronokra. J. Chem. Neuroanat. 2, 285-298.
Tukey, DS, Ferreira, JM, Antoine, SO, D'Amour, JA, Ninan, I., Cabeza de Vaca, S. és mtsai. (2013). A szacharóz lenyelése gyors AMPA-receptor-kereskedelmet vált ki. J. Neurosci. 33, 6123 – 6132. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.4806-12.2013
Veening, JG, Cornelissen, FM és Lieven, PA (1980). Az afferensek helyi rendszere a patkány caudatoputaménjének. A torma peroxidáz vizsgálata. Neuroscience 5, 1253–1268. doi: 10.1016/0306-4522(80)90198-0
Ventura, T., Santander, J., Torres, R. és Contreras, AM (2014). A szénhidrátok vágyának neurobiológiai alapja. Táplálás 30, 252 – 256. doi: 10.1016 / j.nut.2013.06.010
Volkow, ND, Wang, GJ, Fowler, JS, Tomasi, D. és Baler, R. (2012). Élelmiszer- és kábítószer-jutalom: az emberi elhízás és a függőség átfedő áramkörei. Akt. Top. Behav. Neurosci. 11, 1–24. doi: 10.1007/7854_2011_169
Bölcs, RA (1973). Az önkéntes etanolbevitel patkányokon, különböző menetrendeken végzett etanolos expozíció után. Psycho 29, 203 – 210. doi: 10.1007 / BF00414034
Wright, CI és Groenewegen, HJ (1995). A patkány medialis magjainak konvergenciájának és szegregációjának mintái: a prefrontális kortikális, középvonal thalamikus és bazális amygdaloid afferensek kapcsolatai. J. Comp. Neurol. 361, 383 – 403. doi: 10.1002 / cne.903610304
Kulcsszavak: binge-szerű fogyasztás, hosszú távú, közepes tüskés neuron, nucleus accumbens, szacharóz
Idézet: Klenowski PM, Shariff MR, Belmer A, Fogarty MJ, Mu EWH, Bellingham MC és Bartlett SE (2016) A szacharóz hosszabb ideig tartó fogyasztása, mint például a közepes tüskés neuronok morfológiája a Nucleus Accumbens Shellben. Elülső. Behav. Neurosci. 10: 54. doi: 10.3389 / fnbeh.2016.00054
Fogadott: 03 December 2015; Elfogadva: 07 március 2016;
Megjelent: 23 March 2016.
Szerkesztette:
Djoher Nora Abrous, Institut des Neurosciences de Bordeaux, Franciaország
Írta:
Serge H. Ahmed, Centre National de la Recherche Scientifique, Franciaország
Stéphanie Caille, Centre National de la Recherche Scientifique, Franciaország
Copyright © 2016 Klenowski, Shariff, Belmer, Fogarty, Mu, Bellingham és Bartlett. Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, amelyet a Creative Commons Attribution License (CC BY). A más fórumokon történő felhasználás, terjesztés vagy másolás megengedett, feltéve, hogy az eredeti szerző (k) vagy az engedélyező jóváírásra kerül, és az eredeti kiadvány ebben a folyóiratban hivatkozik az elfogadott tudományos gyakorlatnak megfelelően. Az ilyen feltételeknek nem megfelelő használat, terjesztés vagy másolás nem megengedett.
* Levelezés: Selena E. Bartlett, [e-mail védett]
;
