Az alsúlyú patkányok fokozott dopamin-felszabadulást eredményeztek, és a szukróz (2008) hatására a nukleáris accumbensben az acetil-kolin válasz elhomályosodott.

. Szerzői kézirat; elérhető a PMC 2015 Mar 12-ban.

PMCID: PMC4357519

NIHMSID: NIHMS669569

NM AVENA,a P. RADA,a,b és a BG HOEBELa,*

Absztrakt

A jelen vizsgálat azt vizsgálta, hogy a patkányok több cukorrépa-dopamint (DA-t) engednek-e be a cukorbetegség alatt, amikor alacsonynak tekintik a normál súlyt. Mivel a magban az acumbens (NAc) acetil-kolin (ACh) általában növekszik az étkezés előrehaladtával és a telítettség következtében, azt is megvizsgáltuk, hogy az ACh felszabadulás megváltozott-e, ha egy állat elvesztette a súlyát. A patkányokat naponta 8-h hozzáférésen tartottuk, a 10% szacharózoldatot az első 2 h-hez kaptuk. Az 21-nál végzett normál testtömegű mikrodialízis a szacharózra adott válasz hatására emelkedett az extracelluláris DA-érték az 122% -ra. Az extracelluláris ACh elérte az étkezés végén. Ezután a patkányok táplálékot és szacharózt korlátozottak, így az 28 napig 85% -os testtömegre vonatkoztak. Ha újra teszteltük, ezek az állatok szacharózt fogyasztva (179%) jelentősen több DA-t bocsátottak ki, de az ACh felszabadulás nem emelkedett. A kontrollcsoportot ugyanolyan módon teszteltük, de csak a 1, az 21 és az 28 napokban kaptuk a cukrot. Normál testtömegnél a kontroll állatok nem szignifikáns növekedést mutattak a DA-ban, amikor az 21-on szacharózt fogyasztott. Az 28-nál 85% -os testsúly mellett a kontrollok kis mértékben emelkedtek (124%) a DA felszabadulásában; ez azonban szignifikánsan alacsonyabb volt, mint az 179%, amelyet a napi cukor-hozzáféréssel rendelkező alsó súlyú patkányokban figyeltek meg. Ezek az eredmények arra engednek következtetni, hogy amikor egy állat cukorra vág, majd elveszi a súlyát, a binge jelentősen több DA-t és kevesebb ACh-t bocsát ki, mint amikor az állatok normális testsúlyban vannak.

Kulcsszavak: cukor, élelmiszer-korlátozás, mikrodialízis, étkezési zavarok

A bántalmazás során fellépő kábítószerek megerősítő hatásukat a természetesen jutalmazó tapasztalatok során aktivált idegrendszerek túlzott stimulálásával hozzák létre.; ). Ezért logikus, hogy a kábítószerrel való visszaélés és a rendellenes evés közötti viselkedési és neurokémiai kapcsolatokat jelentették. Különösen a táplálékhiány vagy a korlátozás és a kábítószerek megerősítő hatásai közötti kapcsolat jól dokumentált (; ; ). A korlátozott étrendben tartott alulsúlyú állatok könnyebben keresnek és önmagukban kezelik a visszaélések gyógyszereit a normál súlyokkal összehasonlítva. Ezt a jelenséget a kábítószer-osztályok között mutatták ki, alkohollal, opiátokkal és pszichostimulánsokkal megfigyelve (; ; ; ; ; ; ). Ezenkívül a drogok, például az alkohol, a morfin és a kokain jutalmazó hatásai emelkednek az élelmiszer-korlátozott állatokban, az oldalsó-hipotalamikus önstimulációs küszöb lefelé irányuló változásával mérve (; ).

Ennek a jelenségnek egy lehetséges neurokémiai alapja a munkából ered, amely azt mutatja, hogy mind az élelmiszer-, mind a drogfogyasztás erősítő értéke összefügg a mesolimbikus dopamin (DA) rendszer aktivitásával (; ; ; ). Patkányokban csökkentette az 20 – 30% -ot a normális testsúly alatt, a bázikus extracelluláris DA a magban accumbens (NAc) csökken, mint 50% (,). Nem észleltek különbséget a NAc-ben a bazális DA-szintekben a kisebb súlyveszteségű (10 – 20%) patkányokban (; ). Az altömegű állatok az DAc-ben az amfetamin-infúzió hatására emelkedő DA-kibocsátást mutatnak.), és fokozott lokomotoros szenzibilizációt mutatnak az akumbensek vagy az amfetamin intraventrikuláris infúziója (\ t; ).

A visszaélés egyes gyógyszereinek hatásához hasonlóan a cukoroldat (10% -os szacharóz vagy 25% glükóz) ismétlődő napi viselkedése a függőségi viselkedés jeleit eredményezheti (). A nagymértékű táplálék fogyasztását úgy határozzuk meg, mint amennyit általában egy diszkrét időszakban fogyasztanak.). A cukorrépa által kiváltott függőség jelei közé tartozik az opiát-szerű megvonási tünetek, a fokozott amfetamin által kiváltott hiperaktivitás és a megnövekedett alkoholfogyasztás (). A cukorbevonó patkányok a napi cukor kóstolására válaszul a NA-ban is felszabadítják a DA-t.; ) olyan hatás, amely kvalitatívan hasonlít a legtöbb bántalmazási \ t), és ellentétben az ismétlődő, ízletes ételfogyasztás csökkenő hatásával (). Ezen okokból feltételezzük, hogy a hipotézis alatti súlyú patkányok a normál testtömeg-kontrollokkal összehasonlítva fokozott DA-választ mutattak ki a NAc-ben a cukor után. Azt is megjósolták, hogy az acetil-kolin (ACh), amely az accumbensben telítettséggel nőtt (; ), csökkentett vagy lassúbb telítettség miatt gyengített vagy késleltetett lenne az alsúlyú patkányokban. Ezen adatok némelyikét egy korábbi felülvizsgálati dokumentumban vitatták meg ().

KÍSÉRLETI ELJÁRÁSOK

Az alanyok és a műtét

A hím Sprague-Dawley patkányokat (300 – 325 g) a Taconic Farms-tól (Germantown, NY, USA) szereztük be, és egyedileg helyeztük el egy fordított 12-h fény / sötét cikluson. Minden eljárást a Princeton Egyetem Intézményi Állatgondozási és Felhasználási Bizottsága hagyott jóvá, és az állatok etikai felhasználására vonatkozó nemzeti egészségügyi intézmények iránymutatásainak felel meg. Erőfeszítéseket tettek az állatok és szenvedéseik minimalizálására. A mikrodialízis vizsgálatok során a víz folyamatosan rendelkezésre állt.

Minden patkány műtéten esett át a mikrodialízis irányítására szolgáló kanülök beültetésére. Azokat 20 mg / kg xilazin és 100 mg / kg ketamin (ip) alkalmazásával érzéstelenítettük, szükség esetén ketaminnal kiegészítve. A kétoldalú 21 mérőeszköz rozsdamentes acél vezetőtengelyei a hátsó mediális köpenyhéjra irányultak (elülső: + 1.2 mm, oldalsó: 0.8 mm és ventrális: 4.0 mm, a bregma, a középső szinusz és a szint koponya felülete). A mikrodialízis szondákat később behelyeztük (lásd alább) és egy másik 5 mm-es ventrálisan tágítottuk.

Viselkedési eljárások

A kísérleti csoport kb.n= 7) az 16-h napi táplálkozási korlátozás mellett (12 h fény és 4 h sötétben, nem áll rendelkezésre élelmiszer), majd 2-h hozzáféréssel az 10% szacharóz oldathoz (a 4-6. ) és 8-h hozzáférést a rágcsálókhoz (a sötét kezdet 4th h-től). Ez a korlátozott hozzáférési eljárás kissé különbözik attól, de sok szempontból hasonló ahhoz, amit a múltban használtunk a függőség jeleinek kiváltására (). A kontrollcsoport (n= 7) az 1 és az 21 napokon ezen a menetrenden tartottuk, és a chow-t rendelkezésre állták ad libitum időközben. Az 21 napon mikrodialízist végeztünk az alábbiakban leírtak szerint.

Az 22 naptól kezdődően minden patkányt a következő hét folyamán fokozatosan csökkentettük a testsúlyuk kezdeti súlyának 85% -ára. A kísérleti csoport napi 5 g-ra korlátozódott, és a szacharóz-oldathoz való hozzáférés 2 h-ra, de az adott szacharóz mennyisége az 19 – 21 napokban az egyes állatok által fogyasztott átlagos mennyiségre korlátozódott. Ezt azért tették, hogy az állatok fogyni tudjanak, és ne kompenzálják a rendelkezésre álló kalóriahiányt a túlzott mennyiségű szacharóz fogyasztásával. A kontrollcsoport hasonlóan csökkentette a súlyt, de ebben az időszakban nem volt hozzáférhető a szacharózhoz, kivéve a 28 napot a mikrodialízis során (lásd alább). A testsúlycsökkentési periódus alatt naponta rögzítettük a testtömegeket, és ha az állatok nem vesztették a súlyt állandó sebességgel, az 85-nál a testtömegük 28% -ában voltak, a következő napon kissé kevésbé kaptak.

Mikrodialízis eljárások

In vivo Az extracelluláris DA és ACh felszabadulás mérésére NAc héjban mikrodialízist alkalmaztunk. A mikrodialízis szondákat szilícium-dioxid üvegcsövekből (37 μm belső átmérőjű, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ, USA) egy 26-mérőn rozsdamentes acélcső belsejében egy epoxi-lal lezárt cellulózcső mikrodialíziscsúcsával (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, USA, 6000 molekuláris súly, 0.2 mm külső átmérő × 2.0 mm hosszú) (). Az 20-nál a mikrodialízis próbákat legalább a 18 h órára a kollekció előtt helyeztük be, és lehetővé tettük, hogy a neurotranszmitterek helyreállása stabilizálódjon. A szondákat pufferolt Ringer-oldattal perfundáltuk (142 mM NaCl, 3.9 mM KCI, 1.2 mM CaCl21.0 mM MgCl21.35 mM Na2MSZH40.3 mM NaH2PO4, pH 7.35) 0.5 áramlási sebességgel μl / perc éjszaka és 1.3 μl / perc 2 h kezdete előtt a kísérlet megkezdése előtt az 21. Neostigmin (0.3 μM) adtunk a perfúziós folyadékhoz, hogy javítsuk az ACh bázikus kinyerését az enzimatikus lebomlás gátlásával.

A 21-nál normál testtömeg mellett három egymást követő 30-min alapvonal-mintát vettünk a szacharóz-hozzáférés előtt. Ezután minden patkányt beadtunk ad libitum csak az 2 h szacharózhoz való hozzáférése, minden 30 min. A szacharóz-hozzáférést követően a mintavétel utáni mintákat gyűjtöttük össze, amelynek során a patkányok nem voltak hozzáférhetők szacharózhoz vagy chowhoz. Minden mintát megosztottunk; a félelem a DA-elemzéshez és a fele az ACh-hez.

Az 21 napon végzett kísérlet után az állatokat a fentiekben leírtak szerint csökkentettük. Az 27 napon a dializáló ketrecbe kerültek. Egy új mikrodialízis szondát helyeztünk az NAc-be a kontralaterális oldalra (ellensúlyoztuk a patkányokat), és egy éjszakán át stabilizáltuk. Az 28 napján ugyanazokat a mikrodialízis eljárásokat követtük, mint az 21-nál, kivéve, ha az állatok súlycsökkentő állapotban voltak, és a szacharóz mennyiségét, amelyet megengedtek fogyasztani, az egyes állatok átlagos bevitelénél naponta rögzítettük. 19-21.

DA és ACh vizsgálatok

A DA és metabolitjait, az 3,4-dihidroxi-fenil-ecetsavat (DOPAC) és a homovanillinsavat (HVA) fordított fázisú, nagynyomású folyadékkromatográfiával elemeztük elektrokémiai detektálással (HPLC-EC). A mintákat egy 20-μl 10-mm-es furattal és 3.2-el egy 3-cm oszlophoz vezető mintahurok μm C18 csomagolás (Brownlee Co. 6213 modell, San Jose, CA, USA). A mobil fázis 60 mM NaH-t tartalmazott2PO4, 100 μM EDTA, 1.24 mM CH3(CH2)6SO3Na · H2O és 5 térfogat / térfogat MeOH. A DA, a DOPAC és a HVA mérése coulometriás detektorral (ESA Co. 5100A, Chelmsford, MA, USA) történt a + 500 mV-ra beállított kondicionálási potenciállal és a -400 mV-nál működő sejtek potenciáljával.

Az ACh-t fordított fázisú HPLC-EC-vel mértük 20-μl mintahurok 10-cm-es C18 analitikai oszlopgal (Chrompack Inc., Palo Alto, CA, USA). Az ACh-t betainra és hidrogén-peroxiddá alakítottuk (H2O2) immobilizált enzimreaktor (acetil-kolin-észteráz és kolin-oxidáz Sigma, St Louis, MO, USA) segítségével. A mozgófázis 200 mM K volt3PO4 pH-érték 8.0. Amperometrikus detektort használtunk (EG&G Princeton Applied Research, Law-renceville, NJ, USA). A H2O2 egy platina elektródon (BAS, West Lafayette, IN, USA) oxidáltuk 500 mV-ra állítva egy Ag – AgCl referenciaelektródhoz képest (EG&G Princeton Applied Research).

Szövettan

A kísérlet végén szövettani vizsgálatot végeztünk a mikrodialízis szondák elhelyezésének ellenőrzésére. A patkányok nátrium-pentobarbitál túladagolását kapták, és mély érzéstelenítés után intracardialisan perfundáltuk 0.9% sóoldattal, majd 10% formaldehiddel. Az agyakat eltávolítottuk, fagyasztottuk és 40-be vágtuk μm szelvények, amelyek az elülső részekig elkezdődnek, amíg a szondacsúcsok helyei el nem helyezkednek, és a .

Az adatok elemzése

A szacharóz bevitelét a legközelebbi ml-re rögzítettük, és a csoporton belüli bevételt nem párosított t-teszt az 21 napi bevitelét a napi cukorbevezető csoport és a cukor-kétszeres csoport között. A napi cukorbevitelt és a bazális DA-szinteket egyirányú ismételt mérési varianciaanalízissel (ANOVA) elemeztük. A testsúly-restrikciós fázis során a testtömegeket két csoportos ismétlésű ANOVA-módszerrel hasonlítottuk össze. A mikrodialízis adatokat az alapvonal százalékára normalizáltuk, és egy vagy kétirányú ismétlődő ANOVA mérésekkel elemeztük. A post hoc Tukey őszintén jelentős különbsége A teszteket indokolt esetben alkalmazták.

EREDMÉNYEK

A DA felszabadulását fokozza a testtömegcsökkenés a cukorbevonó patkányokban

Normál testtömegnél az 2-h-nal minden nap cukorba jutó patkányok növelték a bevitelt az 21 napokban (F(20,230) = 6.02, P<0.001, Ábra 1), és az 21 naponta jelentősen többet fogyasztott, mint a csak az 1 és az 21 napokon hozzáférhető kontrollcsoport.t(16) = 4.84, P<0.001; 16.2 ± 1.5 kcal vs. 3.9 ± 1 kcal).

Ábra 1 

Napi cukorbevitel az 21 napokban normál testsúly mellett. A bevitel jelentősen növekedett az 2 h patkányok esetében, akik naponta hozzáférést kaptak a cukorhoz. A kontroll csoport az 1 és az 21 napokban körülbelül ugyanannyi mennyiséget ivott.

A bazális DA szintek a következők voltak: 2-h napi cukorcsoport normál testtömegben (21 nap) = 0.75 ± 0.18 fmol; 2-h napi cukorcsoport csökkent testtömeggel (28 nap) = 0.88 ± 0.35 fmol; 2-h cukor kétszer kontroll csoport normál testtömeg (21 nap) = 1.03 ± 0.17 fmol; 2-h cukor kétszeres kontrollcsoport csökkent testtömeggel (28 nap) = 0.78 ± 0.24 fmol, a csoportok között nem volt szignifikáns különbség.

A naponta napi szacharózra bukott kísérleti csoportban az 21-nál végzett normál testtömegű mikrodialízis a szacharózra (122 nap) adott válaszban az extracelluláris DA-4 ± 21% -ra nőtt.F(6,48) = 8.23, P<0.001, 2A). A kontroll állatok nem mutattak szignifikáns emelkedést a DA-ban az 21-nál, amikor szacharózt fogyasztottunk második alkalommal.

Ábra 2 

A DA és az ACh felszabadulása akkor történik, amikor a patkányok normál testtömegben cukorra kerülnek, majd ismét 85-os testtömegre. (A) DA az 21 napon a normál testtömegre való belépéskor az ivócukorra válaszul szabadul fel, és (B) ez a kibocsátás fokozódik (az 179% -ra ...

A súlycsökkentés fázisában a patkányok testtömege mindkét csoportban állandóan 85% -ra csökkent (7 ± 86% és 1.5 ± 82%, kísérleti és kontroll csoportok). Az 1.2-nál 28% -os testtömegű patkányok esetében, akik a cukor (iv. 85% a kiindulási értékhez képest 179 ± 14%) esetén több DA-t bocsátottak ki a NAc-ben, a kontroll csoporthoz képest (124 ± 6%; F(6,72) = 3.98, P<0.002, 2B).

Az egyes csoportok időbeli összehasonlításakor a DA felszabadulás szignifikánsan nagyobb volt az 2-h napi cukorcsoportnál, amikor csökkent testtömegük volt a normál testtömeghez képest.F(1,7) = 19.93, P<0.005). Ezt a hatást nem figyelték meg a 2 órás cukor kétszer kontroll csoportban, amely normál és csökkent testtömeg mellett hasonló DA emelkedést mutatott.

A DOPAC és a HVA adatait elemezzük Táblázat 1. A metabolitok szintje általában nagyobb volt a napi csoportos csoportban, mint a kontroll csoportban, és az élelmiszer-korlátozás nem változott szignifikánsan.

Táblázat 1 

A DA metabolit szintjei (DOPAC és HVA) olyan állatokban, amelyek normális és csökkent testtömeg mellett minden nap étkeztek, és a cukorrépához való hozzáférés csak néhányszor, normál és csökkent testtömegben

Az ACh felszabadulás csökkent a cukorral kezelt patkányokban, ha alulsúlyuk van

Az 21-nál normál testtömegnél az extracelluláris ACh emelkedett a cukorliszt alatt, és a binge csoport végén elérte a csúcsértéket (21 nap: 127 ± 10%). F(6,48) = 3.11, P<0.005, 2C); azonban az 28-nál az ACh-hatás eltűnt, amikor patkányok alulsúlyosak voltak (100 ± 6% a kiindulási értéktől). A kontrollállatok viszont az étkezés végén szignifikáns növekedést mutattak az ACh felszabadulásában mind a normál tömegben (177 ± 7%, F(6,36) = 4.59, P<0.005; 2C) és csökkent testtömeg (116 ± 6%, F(6,36) = 3.94, P<0.005; 2D).

A mikrodialízis szondákat elsősorban a NAc mediális héj régiójában helyeztük el (Ábra 3).

Ábra 3 

A szövettani vizsgálatok azt mutatták, hogy a mikrodialízis mintákat elsősorban a mediális NAc héjból vettük. AcbC = accumbens mag, CPu = caudate, aca = elülső commissure.

VITA

A cukor által kiváltott DA-felszabadulás fokozódik a kis testtömegű patkányokban

Az eredmények arra utalnak, hogy az állatok, akik cukoroldatot fogyasztanak, és aztán lefogynak, nagyobb arányban mutatják a DA felszabadulását a NAc-ben, mint a normál testtömegnél, és több, mint a nem súlyzó állatok kis súlya mellett. Egy korábbi vizsgálatban, amikor az alsúlyú patkányokat szokásos tehénbe táplálták, vagy szisztémás amfetamin vagy morfin adták, a fokozott DA felszabadulás nem volt megfigyelhető; azonban, amikor az amfetamint közvetlenül a NAc-be adták, szignifikánsan több DA-t bocsátott ki, ami arra utal, hogy a vezikuláris DA felhalmozódott (). A bazális szint változásai, a felszabaduló mennyiség és a receptorkötés mind azt a tényt tükrözi, hogy a gyógyszerek erősebbek, ha az állatok alacsony súlyúak (; ; ; ; ; ). A jelen adatok arra utalnak, hogy a fokozott felszabadulás a cukorrépa egyik tényezője az élelmiszer korlátozásakor.

A fokozott DA növekedés az NAc-ben az ACh felszabadulás csillapításával van összekapcsolva. Korábban kimutattuk, hogy az ACh szintek az NAc-ben általában étkezés közben növekednek, amikor a táplálkozás lassul (), és a táplálkozás leállításakor is \ t; ). emellett azt is javasolta, hogy az accumbens ACh a telítettségben megmutassa, hogy a muszkarin receptorok antagonizmusa a szkopolaminval gátolja a táplálást. Ez a gyógyszer részben közvetetten hathat az extracelluláris ACh-szintek növelésével (). A jelen vizsgálatban az ACh felszabadulása gyengült, ha az állatok alacsony testsúlyúak voltak. Ez a blunted ACh felszabadulás a kalóriabeviteltől független volt, mivel mind az 2-h, mind a kontroll patkányok hasonló mennyiségű cukrot fogyasztottak normál és csökkent testtömegben. Így a csillapított ACh-kibocsátás szerepet játszhat a cukor-telítettség mérséklésében. A DA-val kapott eredményekkel együtt előfordulhat, hogy a táplálékkorlátozott állatok esetében a megerőltetés erősödik mind a megnövekedett DA-emelkedés, mind a csillapított ACh-telítettségi tényező miatt.

Alacsony testtömegű étkezés

A jelen kísérlet a cukorrépa-étkezési modell módosított változatát használja, amelyet korábban kimutattunk, hogy viselkedést és neurokémiai változásokat hoz létre, amelyek minőségileg hasonlóak a visszaélésszerű gyógyszereknél tapasztaltakhoz.; ). A fő különbségek a szacharózhoz való hozzáférés korlátozottabb időszaka (2 h vs. 12 h) és az élelmiszer-korlátozás a testtömeg csökkentésére 85% -ra. A testsúlycsökkentést 85-re vagy annál többre egy hét alatt, mint a jelen tanulmányban, mások használják (; ). A modell módosításai a 1-et is beépítették a fogyás megkönnyítése érdekében, 2) kiemelte, hogy a binge-étkezési viselkedés is rövidebb hozzáférési idővel és 3-vel modellezhető, hogy teszteljék azt a javaslatot, hogy a cukorrépa erősödhet, mint amit DA felszabadulás, csökkent testtömeg mellett.

Az ebben a kéziratban leírt modellen túlmenően más kényes étkezési modelleket is leírtak (; ; ), amelyek némelyike ​​kimutatta, hogy a túlsúlyos magatartás fokozódik, ha az állatok krónikus élelmiszerek korlátozottak (; ). Más modellek rövid (pl. 1 vagy 2 h) korlátozott hozzáférési időszakokat is alkalmaztak az ízletes ételekre, mint például a cukrok, zsírok és / vagy édes zsírtartalmú keverékek (; ; ).

Ez a jelentés kiterjeszti az irodalmat azáltal, hogy fokozott DA-felszabadulást mutat a NAc-ben, reagálva a cukoroldat ismételt elfogyasztására, csökkentett testsúly mellett. kimutatta, hogy az 20-h táplálékkorlátozás fokozott felszabadulást eredményezett az DA-ben, az ízletes oldat ivásakor. megállapította, hogy az akut élelmiszerkorlátozás visszaállíthatja a DA felszabadulását a NAc-ben, miután az újdonság hiánya miatt a válasz megváltozott. Azt jelentettük, hogy az 12-h napi élelmiszer-korlátozás, amelyet a cukor bocsát ki a NA-ban, még az 3 hetek után ezen diétán (). A jelen eredmények alátámasztják az összes ilyen eredményt, és azt is sugallják, hogy az ízletes étkezés során egy ízletes oldatnak való ismételt expozíció fokozhatja a DA felszabadulását, ha a patkányok alulsúlyosak. Várható, hogy a jelen tanulmányban felhasznált szacharózoldat ízlése részben felelős az eredményekért. Mivel a zsír (), szacharóz () és a szacharóz ízét () mindegyikről kimutatták, hogy a DA-t ismételten a NAc-ben normál súlyú, tápláló állatokkal bocsátják ki, azt jósolják, hogy ezek az élelmiszerek és más ízletes ízek mind a DA felszabadulását alulsúlyos állatokban javítják, ahogyan ez a cukor jelenlétében látható tanulmány.

Egy kapu az étkezési zavarokhoz?

Rövid hozzáférési periódusok lehetnek az emberen belüli étkezési szokások, amelyeket a DSM-IV-TR határozottan kb.). A rövidebb hozzáférési periódusok különösen fontosak az alacsony testtömegű táplálkozás megvitatásakor, mint bizonyos korlátozó jellegű étkezési zavarok modellje. Ezeket a binge-epizódokat az ellenőrzés hiánya kíséri, mint például az az érzés, hogy nem lehet abbahagyni az étkezést. Klinikailag a binge-étkezési epizódok az alábbiak közül három vagy többet társítanak: 1 étkezés addig, amíg kényelmetlenül nem érzi magát, 2), amikor nem fizikailag éhes, 3) sokkal normálisabban eszik, 4) egyedül eszik, mert az egyiket zavarba ejtik, hogy mennyi eszik, 4) az undorodás, depressziós vagy bűnösnek érezte magát az overeating után, vagy az 5), amely a szorongás vagy a szorongás miatt az éhezés. A binge-étkezési zavar diagnosztikai kritériumainak teljesítéséhez átlagosan legalább 2 napot kell alkalmaznia a 6 hónapokban. A DA szerepét olyan tanulmányok javasolják, amelyek igazolják, hogy a táplálékot szenvedő betegek polimorfizmusa van a DA transzporter génben (). A binge-étkezési rendellenességben szenvedő betegeknél az agy változásai a megváltozott jutalomérzékenységre utalnak, beleértve az A1 allél jelenlétét is, amely a csökkent D2 receptor sűrűséghez kapcsolódik.). Ezek a génváltozások együttesen a DA újrafelvétel diszregulációját okozhatják, ami hozzájárul a megváltozott étkezési reakciókhoz, amelyeket az étkezési betegek jelentenek.).

Hasonló eredményeket találtak bulimia nervosa-ban szenvedő betegeknél. Ezzel a táplálkozási rendellenességgel a betegek elfogyaszthatják, majd kompenzáló akciókat folytatnak a lenyelt kalóriák túlzott gyakorlása vagy táplálékhiány miatt. Ezek a betegek változásokat mutatnak a megerősítésben részt vevő agyterületeken. Közelebbről, a bulimok visszanyerése elhomályosította az elülső cinguláris kéreg aktiválását, az agyterület, amely szerepet játszik a glükóz lenyelésére adott jutalom előrejelzésében (). Ez a megállapítás arra utal, hogy az ilyen egyének csökkentett választ adhatnak az élelmiszerek megerősítő vonatkozásaira, ezáltal kiszolgáltatottságot okozva. A jelen kísérletben az alacsony testtömegű táplálkozás enyhe elszaporodását eredményezte. Ez tovább erősíti a DA szerepét az önmaguk által okozott élelmiszer-korlátozással rendelkező bulimikumoknál megfigyelhető jutalmazó hatásoknál, amit bingeing epizódok követnek.

KÖVETKEZTETÉS

Amint azt máshol is felülvizsgáltuk, korábban kimutatták, hogy a cukorrépa-viselkedés olyan viselkedéseket és neurokémiai változásokat eredményez, amelyek hasonlóak a visszaélésszerű gyógyszereknél megfigyelt változásokhoz.). A jelen eredmények arra engednek következtetni, hogy olyan patkányoknál, akiknek már korábban volt a táplálékfogyasztása, az alacsony testtömegű ízletes ételekhez (szacharózhoz) való hozzáférés a DA és a NAc gyengített ACh felszabadulásának egyidejű növekedésével jár. Ez a cukor hatását jobban hasonlíthatja a visszaélés anyagához. A cukorral való étkezés olyan állapotot eredményezhet, mint egy „függőség” (). A kapott DA fokozott felszabadulása anélkül, hogy az ACh ellentétes emelkedése az alacsony testtömegre utalna, amint azt az itt bemutatottak szerint, az a táplálkozást és a táplálkozási jellegű viselkedést is befolyásolhatja.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a kutatást az MH-65024 (a BT Walsh-nek támogatta a NY Psychiatric Inst./Columbia Univ. És BGH et al.), A DA-10608 (a BGH-hoz) és a DA-16458 és a DK-79793 (NMA-ösztöndíjak). Köszönjük Miriam Bocarslyt és Jacqueline Sullivan-t a kézirat elkészítésében nyújtott segítségért. Az itt bemutatott adatokat egy felülvizsgálati dokumentumban vitatták meg ().

Rövidítések

AChacetilkolin
ANOVAvarianciaanalízis
DAdopamin
DOPAC3,4-dihidroxi-fenil-ecetsav
HPLC-ECnagy teljesítményű folyadékkromatográfia elektrokémiai detektálással
HVAhomovanillinsav
NAcnucleus accumbens
 

Referenciák

  • Amerikai Pszichiátriai Szövetség. A mentális zavarok diagnosztikai és statisztikai kézikönyve negyedik kiadás szövegszerkesztés (DSM-IV-TR) Washington, DC: American Psychiatric Association; 2000.
  • Avena NM. A cukorfogyasztás függőséget okozó tulajdonságainak vizsgálata a cukorfüggőség állati modelljével. Exp Clin Psychopharmacol. 2007; 15: 481-491. [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Cukorbetegség bizonyítéka: Az időszakos, túlzott cukorbevitel viselkedési és neurokémiai hatásai. Neurosci Biobehav Rev. 2008: 32: 20 – 39. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. A szacharóz-szégyen táplálkozás a batch-módszerrel ismételten felszabadítja a dopamint, és kiküszöböli az acetil-kolin-telítettségi reakciót. Neuroscience. 2006; 139: 813-820. [PubMed]
  • Bassareo V, Di Chiara G. A táplálékindukált mesolimbikus dopamin átvitel aktiválása étvágyos ingerekkel és a motivációs állapothoz való viszonyával. Eur J Neurosci. 1999; 11: 4389-4397. [PubMed]
  • Bell SM, Stewart RB, Thompson SC, Meisch RA. Az élelmiszer-depriváció növeli a kokain által kiváltott feltételes hely preferenciát és a mozgásszervi aktivitást patkányokban. Pszichofarmakológia (Berl) 1997: 131: 1 – 8. [PubMed]
  • Berner LA, Avena NM, Hoebel BG. Az édes zsírtartalmú étrendhez való hozzáférést biztosító patkányok kényes, önkorlátozó és megnövekedett testsúlya. Elhízottság. 2008 doi: 10.1038 / oby.2008.328. Epub nyomtatás előtt. [PubMed] [Cross Ref]
  • Boggiano MM, Chandler PC, Viana JB, Oswald KD, Maldonado CR, Wauford PK. A kombinált diétázás és a stressz túlzott válaszokat vált ki az opioidokra a binge-étkezési patkányokban. Behav Neurosci. 2005; 119: 1207-1214. [PubMed]
  • Cabeza de Vaca S, Carr KD. Az élelmiszer-korlátozás fokozza a bántalmazott gyógyszerek központi előnyét. J Neurosci. 1998; 18: 7502-7510. [PubMed]
  • Cadoni C, Solinas M, Valentini V, Di Chiara G. Szelektív pszichostimuláns szenzitizáció élelmiszer-korlátozással: differenciális változások az akumbens héjában és a dopamin magban. Eur J Neurosci. 2003; 18: 2326-2334. [PubMed]
  • Carr KD. A kábítószer-jutalom növelése krónikus élelmiszer-korlátozással: viselkedési bizonyítékok és mögöttes mechanizmusok. Physiol Behav. 2002; 76: 353-364. [PubMed]
  • Carr KD, Kim GY, Cabeza de Vaca S. A patkányok krónikus élelmiszer-korlátozása növeli a kokain és a delta1 opioid agonista, a DPDPE, de nem a delta2 agonista, deltorphin-II központi előnyös hatását. Pszichofarmakológia (Berl) 2000: 152: 200 – 207. [PubMed]
  • Carroll ME. Az élelmiszerhiány szerepe a kokain kereső viselkedés fenntartásában és helyreállításában patkányokban. A kábítószer-alkohol függ. 1985; 16: 95-109. [PubMed]
  • Carroll ME, Meisch RA. Az ételhiány hatása az etonitazén fogyasztására patkányokban. Pharmacol Biochem Behav. 1979; 10: 155-159. [PubMed]
  • Carroll ME, Stotz DC. Orális d-amfetamin és ketamin önadagolás rhesus majmokkal: az élelmiszerhiány hatása. J Pharmacol Exp Ther. 1983; 227: 28-34. [PubMed]
  • Chau DT, Rada P, Kosloff RA, Taylor JL, Hoebel BG. Nucleus accumbens a muszkarin receptorok a viselkedési depresszió szabályozásában: a helyi M1 antagonista antidepresszáns-szerű hatásai a Porsolt úszási tesztben. Neuroscience. 2001; 104: 791-798. [PubMed]
  • Corwin RL, Buda-Levin A. Binge-típusú evés viselkedési modelljei. Physiol Behav. 2004; 82: 123-130. [PubMed]
  • Corwin RL, Wojnicki FH, Fisher JO, Dimitriou SG, Rice HB, Young MA. A táplálkozási zsír opció korlátozott hozzáférése befolyásolja a lenyűgöző viselkedést, de a hím patkányok testtömegét nem. Physiol Behav. 1998; 65: 545-553. [PubMed]
  • Davis C, Levitan RD, Kaplan AS, Carter J, Reid C, Curtis C, Patte K, Hwang R, Kennedy JL. Jutalomérzékenység és a D2 dopaminreceptor gén: esettanulmány-vizsgálat a táplálkozási zavarokról. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2008; 32: 620-628. [PubMed]
  • Deroche V, Marinelli M, Maccari S, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Stressz által kiváltott szenzibilizáció és glükokortikoidok. I. Az amfetamin és a morfin dopamin-függő lokomotoros hatásainak érzékenyítése a stressz által kiváltott kortikoszteron szekréciótól függ. J Neurosci. 1995; 15: 7181-7188. [PubMed]
  • Di Chiara G, Bassareo V. Jutalomrendszer és függőség: mit csinál és nem tesz a dopamin. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 69-76. [PubMed]
  • Di Chiara G, Imperato A. Az emberek által visszaélés alatt álló drogok elsősorban a szabadon mozgó patkányok mezolimbikus rendszerében fokozzák a szinaptikus dopamin koncentrációkat. Proc Natl Acad Sci US A. 1988, 85: 5274 – 5278. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  • Frank GK, Wagner A, Achenbach S, McConaha C, Skovira K, Aizenstein H, Carter CS, Kaye WH. Változott agyi aktivitás a nőkben, akik a glükóz-kihívást követően a bulimikus étkezési zavarokból kiderültek: egy kísérleti tanulmány. Int J Eat Disord. 2006; 39: 76-79. [PubMed]
  • Hagan MM, Moss DE. A túlsúlyos étkezési minták tartóssága a patkányok ízletes ételére vonatkozó szakaszos visszahúzással kapcsolatos korlátozások után: a bulimia nervosa következményei. Int J Eat Disord. 1997; 22: 411-420. [PubMed]
  • Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Kis, eltávolítható mikrodialízis szonda. Life Sci. 1986; 39: 2629-2637. [PubMed]
  • Hoebel BG. Agyi neurotranszmitterek az élelmiszer- és a kábítószer-jutalomban. Am J Clin Nutr. 1985; 42: 1133-1150. [PubMed]
  • Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens dopamin-acetil-kolin egyensúly a megközelítés és az elkerülés érdekében. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 617-627. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  • Hoebel BG, Rada P, Mark GP, Pothos E. Neurális rendszerek a viselkedés megerősítésére és gátlására: Relevancia az étkezéshez, a függőséghez és a depresszióhoz. In: Kahneman D, et al., Szerkesztők. Jólét: a hedonikus pszichológia alapja. New York: Russell Sage Alapítvány; 1999. 558 – 572.
  • Kelley AE, Berridge KC. A természetes jutalmak idegtudománya: relevancia az addiktív gyógyszerekhez. J Neurosci. 2002; 22: 3306-3311. [PubMed]
  • Liang NC, Hajnal A, Norgren R. Sham a kukoricaolaj etetésével növeli a dopamint a patkányban. Am. J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006; 291: R1236-R1239. [PubMed]
  • Mark GP, Rada P, Pothos E, Hoebel BG. A takarmányozás és az ivás hatása az acetilkolin felszabadulására a magok accumbensben, a striatumban és a szabadon viselkedő patkányok hippocampusában. J Neurochem. 1992; 58: 2269-2274. [PubMed]
  • Oei TP. A testtömegcsökkenés és az élelmiszerhiány hatása a kokain önadagolására. Pharmacol Biochem Behav. 1983; 19: 453-455. [PubMed]
  • Papasava M, Singer G. Az alacsony dózisú kokain adagolása patkányoknál csökkent és visszanyert testtömeg mellett. Pszichofarmakológia (Berl) 1985: 85: 419 – 425. [PubMed]
  • Papasava M, Singer G, Papasava CL. A fentermin intravénás önadagolása étkezésben szenvedő patkányokban: hirtelen újrakezelés és sóoldat-helyettesítés hatásai. Pharmacol Biochem Behav. 1986; 25: 623-627. [PubMed]
  • Paxinos G, Watson C. A patkány agya sztereotaxikus koordinátákban. New York: Academic Press; 2005.
  • Pfeffer AO, Samson HH. Orális etanol megerősítés: az amfetamin, a pimozid és az élelmiszer-korlátozás interaktív hatásai. Alkohol Drug Res. 1985; 6: 37-48. [PubMed]
  • Pothos EN, Creese I, Hoebel BG. A súlyvesztéssel való korlátozott evés szelektíven csökkenti az extracelluláris dopamint a magban, és megváltoztatja az amfetaminra, morfinra és táplálékfelvételre adott dopamin-választ. J Neurosci. 1995a; 15: 6640-6650. [PubMed]
  • Pothos EN, Hernandez L, Hoebel BG. A krónikus táplálékhiány csökkenti az extracelluláris dopamint a sejtmagban: a súlyvesztés és a kábítószerrel való visszaélés közötti lehetséges neurokémiai kapcsolatra gyakorolt ​​hatás. Obes Res. 1995b; 3 (Suppl 4): 525S – 529S. [PubMed]
  • Pratt WE, Kelley AE. A striatális muszkarin receptor antagonizmus csökkenti az 24-h táplálékfelvételt a csökkent preproenkephalin gén expresszióval összefüggésben. Eur J Neurosci. 2005; 22: 3229-3240. [PubMed]
  • Rada P, Avena NM, Hoebel BG. A napi cukorpótlás ismételten a dopamin felszabadul az accumbens héjban. Neuroscience. 2005; 134: 737-744. [PubMed]
  • Rouge-Pont F, Marinelli M, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Stressz által kiváltott szenzibilizáció és glükokortikoidok. II. A kokain által kiváltott extracelluláris dopamin fokozott érzékenysége a stressz által kiváltott kortikoszteron szekréciótól függ. J Neurosci. 1995; 15: 7189-7195. [PubMed]
  • Shinohara M, Mizushima H, Hirano M, Shioe K, Nakazawa M, Hiejima Y, Ono Y, Kanba S. Az étkezési rendellenességek a dopamin transzporter gén 3′-UTR VNTR polimorfizmusának alléljéhez kapcsolódnak. . J Psychiatry Neurosci. 2004; 29: 134-137. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]
  • Wilson C, Nomikos GG, Collu M, Fibiger HC. A motivált viselkedés dopaminerg korrelációja: a hajtás fontossága. J Neurosci. 1995; 15: 5169-5178. [PubMed]
  • Bölcs RA. Az agy dopamin szerepe az élelmiszer-jutalomban és a megerősítésben. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2006; 361: 1149-1158. [PMC ingyenes cikk] [PubMed]