Physiol Behav. Szerzői kézirat; elérhető a PMC 2014 Apr 10.
Physiol Behav. 2013 április 10; 0: 21 – 31.
Megjelent online 2013 Mar 13. doi: 10.1016 / j.physbeh.2013.03.005
PMCID: PMC3648600
NIHMSID: NIHMS455916
Absztrakt
A zsíros étkezési rendellenességeket a gyors és túlzott mértékű ételfogyasztás különálló epizódjai jellemzik. Patkányokban az édes zsíros ételekhez szakaszos hozzáférés biztosítása utánozza a túlzott evés ezen aspektusát. Ezek a modellek általában szilárd táplálékot alkalmaznak; azonban az elfogyasztott teljes mennyiség függ a motivációtól, az ízétől és a telítettségtől, amelyeket nehéz elválasztani a szilárd ételektől. Ezzel szemben a nyalás mikroszerkezet-elemzése felhasználható ezeknek a paramétereknek a szétválasztására, ha az ingesztum folyadék. Ezért kifejlesztettünk egy zsugorodási modellt folyékony emulzió felhasználásával, amely kukoricaolajból, nehéz tejszínből és cukorból áll. Megmutatjuk, hogy a patkányoknak, amelyek szakaszosan hozzáférnek ehhez a magas zsírtartalmú emulzióhoz, rohamokhoz hasonló viselkedés alakul ki, mint amit korábban megfigyeltünk a szilárd, magas zsírtartalmú ételeknél. Ennek a viselkedésnek az egyik jellemzője volt a fogyasztás fokozatos növekedése az időszakos hozzáférés 2.5 hetein keresztül, ami nem volt nyilvánvaló patkányokban, amelyek alacsonyabb zsírtartalmú folyadékot kaptak ugyanabban a hozzáférési ütemtervben. A nyalás mikroszerkezet-elemzése azt sugallja, hogy ez az eszkaláció legalább részben a fogyasztás motivációjának és az ízlés-orientált fogyasztás növekedésének tudható be.
1. Bevezetés
A zsíros étkezési rendellenességek széles körben elterjedtek és összetett pszichiátriai betegségek [1, 2]. A hatékony kezelések keresése a mögöttes idegmechanizmusok jobb megértésétől függ. Ebből a célból a túlzott étkezés számos állatmodelljét fejlesztették ki. Bár részletekben jelentősen különböznek egymástól, sokuk számára közös az erősen ízletes zsíros és / vagy édes ételek szakaszos bemutatása [2-4]. A hozzáférés több hete alatt a patkányok ízletes ételeinek fogyasztása a hozzáférési időszakokban fokozatosan növekszik [5-12], úgy, hogy a kalória-fogyasztás a hozzáférési napokon megközelíti a patkányok fogyasztásának mértékét, amelyek folyamatos hozzáférést kapnak ugyanahhoz a kalóriatartalmú ételhez [7, 8, 10, 13-15]. Ezenkívül, ha minden második napon hozzáférést biztosítanak a magas zsírtartalmú élelmiszerekhez, a patkányok csökkentik a máskor rendelkezésre álló kevésbé kalóriatartalmú ételek fogyasztását [10, 11, 16]. Ez a mintázat hasonlít a túlzott étkezési rendellenességekre jellemző túlzott mértékű absztinencia ciklushoz, és megfelel a túlzott étkezés működési meghatározásának: nagyobb mennyiségű élelmiszer fogyasztása, mint amennyit másnap hasonló időn belül fogyasztana, időszakos hozzáférési ütemterv hiányában [3, 4].
Noha a zsíros étkezés rágcsálóinak modelljei nem fedik le az emberi étkezési rendellenességekhez hozzájáruló összetett társadalmi és pszichológiai kérdéseket, ezek eszközt nyújtanak az időszakos szüneteltetés hatásainak tanulmányozására a fogyasztás szabályozására szolgáló agyi folyamatokban. Számos idegkémiai változás társult az időszakos hozzáférési szokásos fogyasztáshoz hosszabb ideig (azaz több hétig) [17, 18]. Például, a nucleus activum (NAc) -ben az édes vagy nagy zsírtartalmú ételek megmelegítése megnövekedett dopamin-felszabadulást eredményez [14, 19, 20], a dopamin transzporter felszabályozása21], csökkent D2 dopamin receptor kötődés [22], és a D1 dopamin receptorok fokozott expressziója [8]. Mivel a NAc dopamin elősegíti az élelmiszerkeresést [23], ezek az eredmények azt sugallják, hogy az étkezési motiváció megváltozhat a bevágó személyeknél. Ezenkívül megnövekszik a μ opioid receptorok expressziója a NAc-ben a zsinóros állatoknál. Mivel az opioiderg neurotranszmisszió viselkedésbeli szerepe a NAc-ban az lehet, hogy szabályozza az elfogyasztott ételek ízletességét [24, 25] vagy a telítettség hatásainak korlátozása [26], az ízlés-vezérelt fogyasztásért és a telítettségért felelős neurális mechanizmusok változásai szintén hozzájárulhatnak a fogyasztás szabályozásához az alkoholfogyasztás során. Ezért a túlzott megértés alapjául szolgáló viselkedési és idegi folyamatok további megértése érdekében el kell választani a motiváció, az ízlés és az érzet hozzájárulását a túlzott fogyasztáshoz.
Számos eszköz áll rendelkezésre ennek a disszociációnak a végrehajtására. Például hamis etetés [27] és intragasztrikus tápanyag-betöltés [28, 29] felhasználható a telítettség hatásainak izolálására; az ízreaktivitási tesztek mérik az ízletességet [30]; és olyan operatív feladatok, mint a progresszív arány ütemezése, közvetlen motivációt biztosítanak [31-33]. Alternatív megoldásként a hozzáférési periódusok fogyasztási időbeli mintázatát is részletesen meg lehet mérni, betekintést nyújtva mindhárom folyamatba egyetlen egyszerű kísérletben. Pontosabban, a fogyasztás csökkenése az étkezés kezdetétől, a fogyasztás megindításának késleltetése és a fogyasztás kezdeti aránya viszonylag független mértékként szolgál a telítettség, a motiváció és az ízlés szempontjából [34-37]. Ezeket a paramétereket a folyékony tápanyagok esetében a legkönnyebben meg lehet mérni, mivel a kereskedelemben kapható lickométerek olcsó és hatékony eszközt biztosítanak az étvágygerjesztő viselkedés pontos időbélyegzéséhez. Ezenkívül ez a módszer lehetővé teszi a nyalogatás sorrendjének és hosszának elemzését, amelyek a motivációval és az ízletességgel kapcsolatosak [36-38]. Így ha a túlélésig fogyasztó patkányoknak folyadékot mutatnak lickométerben, ez lehetővé tenné a kísérlet számára, hogy gyorsan bizonyítékokat szerezzen az idegi áramköri manipulációk (pl. Agyi mikroinjekciók) differenciált hatásáról a túlzott fogyasztásra.
Ezért ennek a tanulmánynak az a célja, hogy kidolgozzon egy szakaszos hozzáférési modelleket kalória-sűrű folyadék felhasználásával. Noha a korábbi tanulmányok szacharóz-oldatokat használtak a zsírosodás megállapítására [7, 39, 40], kísérleteink hosszú távú célja annak vizsgálata, hogy a μ-opioid receptorok hozzájárulnak-e a túlzott fogyasztáshoz, és ezek a receptorok elsősorban szabályozhatják a zsír ízletességét és bevitelét [25]. A zsírtartalmú ételeket - ideértve a rövidítést, a rövidítés és a cukor keverékeit, valamint a zsírtartalmú chow-t - használták a zsíros étkezés kialakításához [5, 10, 11, 13, 16, 41, 42]. Noha a korábbi tanulmányok szakaszos hozzáférést biztosítottak a magas zsírtartalmú folyadékhoz [35], tudomásunk szerint az édes, nagy zsírtartalmú folyadékot alkalmazó hígítómodellet nem részletezték részletesen. Itt bemutatunk egy ilyen modellt, amelyet Corwin és munkatársai fejlesztettek ki, és amelyben a patkányok hetente három napon kapnak hozzáférést a szilárd zsír és a cukor keverékéhez [16]. Ezt az eljárást úgy módosítottuk, hogy egy szilárd zsír / cukor keverék helyett nehéz krém, kukoricaolaj és cukor (COS) folyékony emulzióját alkalmaztuk, amelyet lickométerrel felszerelt orrcsövekben szállítottak. A Chow és a COS fogyasztását, valamint a testtömegét összehasonlítottuk egy olyan kontrollcsoporttal, amely folyamatos hozzáférést kapott a COS-hez, vagy nem kapott hozzáférést a COS-hoz.
Arra számítottuk, hogy a szakaszos hozzáférésű csoportban a fogyasztás az első és a későbbi hozzáférési periódusok között gyorsan növekszik, mivel a patkányok megtanulják a folyadék fogyasztását és a neofóbia leküzdését. Azonban a magas zsírtartalmú fogyasztáshoz való hosszabb időnkénti hozzáférés fokozatosan növeli a fogyasztás mértékét, ami egyértelműen az első tanulás befejezése után következik be5, 6, 10-12]. Nem ismert, hogy ezt a fokozatos eszkalációt a motiváció, ízlés vagy telítettség változásai okozzák-e. Annak a hipotézisnek a tesztelésére, miszerint a megnövekedett fogyasztás legalább részben a megnövekedett motivációnak és ízlésnek tudható be, összehasonlítottuk a COS-t kapó patkányok nyalási mintáit egy kontrollcsoporttal, amely kevesebb kalóriatartalmú krém- és cukoroldatot (CS) adott hozzáférési ütemterv szerint adott. Bár mindkét csoport a fogyasztás korai gyors növekedését mutatta, a COS csoport az 7 szakaszos hozzáférési periódusaiban további fokozatos növekedést mutatott, és ez a fokozatos növekedés legalább részben a növekvő motiváció és ízlés eredménye. Az eredmények azt mutatják, hogy a magas kalóriatartalmú ingest azért, hogy részben a megnövekedett motivációs és ízlés-orientált fogyasztás okozza, és hogy ezek a növekedések a kezdeti tanulástól és a neofóbia csökkentésétől eltérő hosszú távú folyamat eredménye.
2. Anyagok és metódusok
2.1 állatok
Hím, hosszú, Evans patkányokat (n = 144), amelyek súlya 275 – 300 g, Harlan-ból szereztük be, és azokat egy olyan helyiségben helyeztük el, ahol 12 h bekapcsolt, 12 h ki volt kapcsolva. A kísérleteket a könnyű szakaszban végeztük. Az állatokat a kísérletek megkezdése előtt legalább egy hétig szoktak kezelni napi kezeléssel. Ez alatt az idő alatt a pác bevitelét és a testtömegét naponta meghatározzuk. A kísérlet megkezdése előtt három patkánycsoportot hasonlítottak össze az elfogyasztott táplálékmennyiség és az átlagos testtömeg alapján. Az összes állati eljárás összhangban volt a laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó amerikai nemzeti egészségügyi intézetekkel, és jóváhagyta őket az Albert Einstein Orvostudományi Főiskola intézményes állatgondozási és felhasználási bizottsága által.
2.2 viselkedés
2.2.1. Üzemeltető kamrák
Az összes viselkedési kísérletet standard Med Associates operációs kamrában végeztük (30 x 25 cm). A kamrákat egy 28 V fehér házvilágítással megvilágítottuk, és a kísérlet során a fehér zajt (65 dB) mindenkor egy dedikált hangszórón keresztül játszottuk. Ez, valamint az egyes dobozokat körülvevő melaminszekrény biztosította, hogy a minimális külső zaj elvonja az állatokat. A műtéti kamrákat két, egymással üres és egy krém-olaj-szacharóz folyadék emulzióval (COS) töltött lickométerrel szereltük fel. Az összes kísérletben a lickométereken át alkalmazott fény sugarakat használtuk a nyalogatás idejének kimutatására 1 msec időbeli felbontással.
2.2.2. gyógyszer fogyasztásának
A COS-hoz és CS-hez használt nehéz krém 5 g zsírt, 1 g szénhidrátot és 1 g fehérjét tartalmazott 15 ml-enként. A COS-emulziót naponta úgy készítettük, hogy 500 ml nehéz tejszínt és kukoricaolajat összekevertünk 80 g szacharózzal és 1 g nátrium-sztearoil-laktiláttal (Niacet Corporation), egy emulgeálószerrel. A huzalverővel előállított emulzió> 24 órán át stabil volt; 24 óra elteltével látható volt az olaj- és a vízfázis szétválasztása. Kevésbé zsíros és kevésbé kalóriatartalmú krém-szacharóz (CS) oldatot használtunk külön állatcsoportban; A CS-t úgy készítettük, hogy 1 liter nehéz krémet összekevertünk 80 g szacharózzal. A COS kalóriatartalma 5.99 kCal / ml volt; a CS értéke 3.65 Kcal / ml volt; a chow esetében (PMI LabDiet 5001) 3.02 kCal / g volt.
2.2.3. Időszakos hozzáférési eljárás
A patkányokat három csoportra osztottuk: az időszakos hozzáférési (túlzott) csoport (ICOS; n = 46), a folyamatos hozzáférési csoport (CCOS; n = 36) és egy olyan kontrollcsoportnak, amely nem kapott hozzáférést a COS-hoz (NCOS; n = 38). (A felhasznált patkányok száma nagy, mivel a patkányokat később farmakológiai kísérletekben használták a gyógyszerek különböző csoportokra gyakorolt hatásainak összehasonlítására; ezeket az eredményeket itt nem közlik.) Az 5 hetekben az ICOS és CCOS A csoportok hetente háromszor (hétfőn, szerdán és pénteken; MWF) hozzáférést kaptak a COS-t tartalmazó lickométerhez az operált kamrákban 90 min. A CCOS csoportnak is volt ad libitum a COS-hez mindig hozzáférhetnek otthoni ketrecükben. A nyalási időbélyeget és a COS-bevitelt a hozzáférési ülések során rögzítették. Testtömeg, táplálékfelvétel és (a CCOS csoport) Az otthoni ketrec COS-bevitelét hétfőtől péntekig naponta regisztráltuk; ezért 25 méréseket jelentenek az 5 heti kísérlet során (Ábrákon. 2A, D, B, E; 3A, C). Hétfőn ezeket az intézkedéseket háromra osztották, hogy a hétvégére normalizálódjanak. A chow fogyasztásának összehasonlítása az előző napon és a hozzáférési ülést követő napon (Ábrákon. 2C, F; 3B, D) hetente kétszer (az összes 10 összehasonlításhoz az 5 héten). AzutánCOS patkányokat vásároltunk a többi csoporttal egy időben, és ugyanabban a kolóniában tartottuk őket, de nem kaptak hozzáférést a COS-hez. ad libitum hozzáférés az étkezéshez és a vízhez az otthoni ketrecben.
Egy külön kísérletben a kevésbé kalorikus CS-oldatot használták a COS helyett. Ebben a kísérletben három patkánycsoportot (n = 8) használtunk,CS, CCS és NCS, és ezeket pontosan úgy kezelték, mint énCOS, CCOS és NCOS a fentiekben ismertetett csoportok, azzal a különbséggel, hogy a COS helyett CS helyettesítettCOS és NCS a csoportokat azonos módon kezeljük (nincs hozzáférés COS-hez vagy CS-hez); a különbség az volt, hogy az NCOS A csoportot a kolóniában tartottuk az I-vel egyidőbenCOS és CCOS csoportok, míg az NCS csoportot az I-vel egyidejűleg tartottuk fennCS és CCS csoportok.
2.3. Adatelemzés
2.3.1. Statisztika
Az ismétlődő ANOVA-t egy tényezővel (nap) vagy két tényezővel (napok és csoportok) használták a zsírosodási és kontroll eljárások hatásának összehasonlításához. Az ANOVA-kat Holm – Sidak követte post hoc tesztek; egy kiigazított p <0.05 szignifikáns különbségnek számított. Az ANOVA eredményekről a Táblázat 1. Annak meghatározására, hogy a fogyasztás növekedett-e az egymást követő hozzáférési szekciók során, az 2 naptól az 8 napi adatokig lineáris modellbe illesztettük a legkisebb négyzetek regresszióját. A napok közötti meredekséget szignifikáns különbség szempontjából értékelték az 0-hez képest, és összehasonlították az I-es meredekségetCOS és énCS csoportok ANCOVA használatával. Az összes elemzést az R szoftver környezettel végeztük [43].
2.3.2. Nyalás mikroszerkezete
Lick ráta úgy határoztuk meg, mint egy másodpercnyi nyalogatás. A kezdeti nyalogatási sebességet úgy határozták meg, hogy a munkamenet első sorozatának első nyalogatásától számított perc alatt a nyalogatás mértéke [35-37, 44], és az első nyalás késését a munkamenet kezdetétől a nyalásig eltelt időként definiáltuk. robban az ILI> 1 s-nál elválasztott nyalánkság csoportjait határoztuk meg (azaz a sorozat befejezését az> 1 s-os ILI kezdete határozta meg). Burst időtartam és a tört méret utalnak a kitörés időtartamára, illetve az ebben a sorozatban található nyalogatások számára. Csak három vagy több nyalogatást vették figyelembe. Mivel a legtöbb fogyasztás az ülés eleje felé fordult, a nyalásos mikroszerkezeti analíziseket nemcsak a munkamenet egészére, hanem külön-külön is elvégezték két szakaszban: az ülés kezdete (az 22.5 min első ülésének negyedéve, vagy 90 perc) ) és az ülés vége (az utolsó 3 negyedév).
3. Eredmények
3.1. Teljes fogyasztás és testtömeg
Patkányok az I.COS A csoport (időszakos hozzáférés a COS-hez) 5 heteken keresztül hozzáférhet krémhez (50% v / v), olajhoz (50% v / v) és cukorhoz (8% v / v) folyékony emulzióhoz (COS) tesztnapokon: hétfőn , Szerdán és pénteken (és más időben nincs hozzáférés a COS-hez). A COS-t egy lickométer segítségével juttattuk be az 90 min hozzáférési periódusaiba, az operált kamrákba. Az időszakos hozzáférés 5 hete alatt az elhasznált COS mennyisége folyamatosan nőtt: az 15 hozzáférési napon (az 5 végén)th hét), az elfogyasztott mennyiség szignifikánsan nagyobb volt, mint az 1 – 10. napokon, és az 6 – 15. napon elfogyasztott mennyiség nagyobb volt, mint az 1, 2 vagy 3 (1A). Ellentétben az I-velCOS csoport, patkányok a C-benCOS csoport (folyamatos hozzáférés a COS-hez) nemcsak az operátorkamrában az 90 min hozzáférési időszak alatt, hanem az otthoni ketrecben is elérhető volt minden más alkalommal. A várakozások szerint a CCOS A csoport sokkal kevesebb COS-ot fogyasztott, mint az I.COS csoportot az operatív kamrákban az összes ülés után az első után, és nem mutattak fogyasztási különbségeket az 15 hozzáférési napokban (1A).
Az I. cikkben megfigyelt hatásokkal ellentétbenCOS csoportban, az elfogyasztott mennyiség nem növekedett szignifikánsan hetekben az I. csoportbanCS csoport, amely hozzáférést kapott a CS-hez, alacsonyabb zsírtartalmú krém / cukor oldathoz. Ezeknek a patkányoknak az első hozzáférési szakaszban alacsony fogyasztásuk volt, és bár a későbbi üléseknél általában nagyobb volt a fogyasztás (és általában nagyobb, mint a CCS csoport), a napok során nem történt további emelkedés (1B). A napok statisztikailag szignifikáns hatásának hiánya az I.CS csoport ellentétben áll az I. napok erőteljes hatásávalCOS csoport (Táblázat 1); ez a különbség azonban elméletileg annak következménye, hogy az alanyok kevesebb számát (és ebből következően statisztikai erejét) jelentikCS csoport. Ezért megtörtük az I.COS csoportosítsuk az I-hez hasonló méretű 6 alcsoportokbaCS csoport (N = 8 az 5 I esetébenCOS alcsoportok, N = 6 egy alcsoportra; az egyes alcsoportok alanyait együtt képzték). Az 5 I szignifikánsan növekedett a COS-fogyasztás az 6-banCOS alcsoportok (napok hatása: csoport 1: F(14,211) = 5.87, P <0.001; 2. csoport: F(14,210) = 4.06, p <0.001; 3. csoport: F(14,200) = 4.83, p <0.001; 4. csoport: F(14,196) = 7.98, p <0.001; 5. csoport: F(14,74) = 1.87, p <0.05); a fennmaradó alcsoportban a hatás megközelítette a szignifikanciát (F(14,141) = 1.72, p = 0.058). Az ICS csoportban azonban nem volt bizonyíték sem a jelentős hatás felé mutató tendenciáról (p = 0.56; Táblázat 1). Ezért a napok jelentős hatásának hiánya az I.CS a patkányok valószínűleg nem a statisztikai erő hiánya miatt.
Ezek az eredmények azt sugallják, hogy énCS A patkányok megtanultak a CS fogyasztását és a neofóbia leküzdését egy foglalkozáson belül, aminek eredményeként a második ülésen fogyasztásuk fennsíkon érte el a patkányokat. Mivel a kezdeti tanulás és a neofóbia hatásainak hasonlóaknak kell lenniük az I. esetébenCOS és énCS csoportokban, a fogyasztás jelentős növekedése az I.COS csoport az 1. naptól az 2. naptól (1A) valószínűleg a kezdeti tanulásnak és a neofóbia csökkentésének köszönhető. A következő napok fokozatos növekedése azonban ellentmond ezeknek a folyamatoknak. Ezért a bevitel fokozatos növekedésének elkülönítése érdekében (1A) és egyéb foganatosító intézkedések (Ábrákon. 5 és a and6) 6) a kezdeti tanulás és a neofóbia hatásaitól kezdve az egyes napok fogyasztását összehasonlítottuk a kiindulási fogyasztásgal az 2 és 3 napokon.
A korai fennsík-hatás az I.CS A csoport szembetűnő ellentétben áll az I. szakaszban megfigyelt fokozatos eszkalációvalCOS csoport, amely az 8 napon elérte a fennsíkot. A fogyasztás növekedésének az első nap utáni növekedésének közvetlen összehasonlításáhozCOS és énCS csoportokat, kiszámítottuk a növekedés meredekségét az 2. naptól az 8. napig (1C). Míg a meredekség pozitív volt, és jelentősen különbözött az 0-től az I-nélCOS csoportban, az I esetében nem különbözött szignifikánsan az 0-tőlCS csoport. Ezen felül szignifikánsan pozitív meredekséget figyeltünk meg az 5 I 6-jébenCOS a fent leírt alcsoportok (nem ábrázolva). Ezenkívül az ICOS és énCS az ANCOVA-t használó csoportok szignifikáns különbséget mutattak a két csoport között (1C). Ezért az énCOS A csoport kimutatta a fogyasztás fokozatos növekedését az időszakos hozzáférési periódusok között, amelyet nem lehet megmagyarázni az eredeti tanulás vagy a neofóbia csökkentése következtében. Ez a fokozatos eszkaláció megegyezik a korábban megfigyelt patkányokéval, amelyek időszakos hozzáférést kapnak a szilárd, magas zsírtartalmú ételekhez5, 6, 10-12].
A fogyasztás fokozatos fokozódásának lehetséges alternatív magyarázata az I.COS A csoport szerint a patkányok fokozatosan megtanultak több COS-ot nyalni. Ennek a hipotézisnek a teszteléséhez összehasonlítottuk az I-ben felhasznált folyadék ml-jének számátCOS és énCS csoportokonként és a hozzáférési napokon keresztül, két tényező ANOVA használatával. Az énCOS csoport hatékonyabban nyalta meg, mint az énCS csoport (teljes átlag az 15 munkamenetek között: COS: 315.0 ± 52.3 nyalogatás / ml; CS: 418.3 ± 106.4 nyalogatás / ml; F(1,719) = 13.6; p <0.001), és a hozzáférési napoknak volt hatása (F(14,719) = 1.8; p = 0.04), de nincs interakció (F(14,719) = 0.5; p = 0.9). A post-hoc tesztek azt mutatták, hogy a napok hatása az első naptól a másodikig terjedő hatékonyság jelentős növekedésének volt köszönhető, a későbbi ülésszakokon azonban nem. Ezért a fogyasztás fokozatos növekedése az I.COS csoport nem tulajdonítható a nyalás hatékonyságának változásaihoz.
Egy másik potenciálisan zavaró tényező az emulgeálószer (nátrium-sztearoil-laktilát) jelenléte a COS-ban, de nem a CS: az ICOS patkányok kezdetben elkerülhették a COS-t az emulgeálószer jelenléte miatt. Mivel lehetetlen COS-t készíteni emulgeálószer nélkül, teszteltük azt a hipotézist, miszerint a patkányok elkerülik a COS előállításához használt emulgeálószert a CS és CS + 0.1% nátrium-sztearoil-laktilát (tömeg / térfogat) fogyasztásának összehasonlításával. Hat naiv hím patkányt adtak egyidejűleg mindkét folyadékot tartalmazó palackokkal 1 órán át az otthoni ketrecben. Ezt az élményt kétszer megismételték egy nap szoktatás után; a relatív palack helyzetét napok között megváltoztattuk, hogy elkerüljük az oldal torzítását. Az utolsó két hozzáférési ülésen patkányok hasonló mennyiségű CS (4.2 ± 0.8 ml) és CS + emulgeálószert (5.4 ± 0.4 ml; t-teszt p> 0.05) ittak. Ezért a patkányok nem kerülik el az emulgeálószert.
Az 5 héten az I.COS és CCOS a csoportok fokozatosan kevésbé szabadon elérhető chow-ot fogyasztottak az otthoni ketrecben. A CCOS a csoport viszonylag kevés húst fogyasztott (2A), de nagy mennyiségű COS-fogyasztás miatt még mindig több kalóriát fogyasztott naponta, mint az NCOS kontrollcsoport, amely nem fér hozzá a COS-hez (2B). Az énCOS a csoport nagy és szabályos ingadozást mutatott a pácoltfogyasztásban2A), a csoportba tartozó patkányoknál több chow-ot fogyasztottak a COS-hoz való hozzáférés előtti napon, és kevesebbet a COS-hozzáférést követő 24 órában (2C). Ezzel szemben sem az NCOS sem a CCOS a csoportok különböztek az étkezési fogyasztásukban közvetlenül a hozzáférési időszak előtt és után (2C). ÉnCOS patkányoknál, a nettó eredmény az volt, hogy a COS hozzáférési napokon ez a csoport az összes kalóriát fogyasztotta, hasonlóan a CCOS csoport, és COS nélküli napokon az I.COS csoport valamivel kevesebbet fogyasztott, mint az NCOS csoport. Az I nagy mennyiségű kalóriát fogyasztCOS A csoportot a hozzáférési napokon a COS bevitele okozta: az 5 hetek végére az I.COS csoportban az 90-ben fogyasztott min. a COS mennyiségének valamivel több mint a felét, amelyet a CCOS csoport egy teljes nap alatt elfogyasztva (az 15 hozzáférési napon: ICOS: 54.2 ± 4.0 kCal a felhasznált COS-ból; CCOS: 97.7 ± 5.7 kCal a felhasznált COS-ból). Ezek a hatások eredményeként az I. napon a napi összes kalóriabevitel „fűrészfog” mintázatát kaptukCOS csoport (2B). Ez utóbbi hatás a 2C (az énCOS A csoport étkezési fogyasztás a rohamos napok elõtt alacsonyabb volt, mint az NCOS csoport). Ezek az eredmények összhangban állnak mások megállapításaival, amelyek a száraz, magas zsírtartalmú ételekhez való szakaszos hozzáférést használják, mint a túlzott étkezési viselkedés rágcsálóinak modelljét [5, 10, 11, 16, 41, 42].
Fontos szempont, hogy ezt az etetési mintát nem figyelték meg az I.CS patkányok, akiknek alacsonyabb zsírtartalmú tejszín / cukor oldatot kaptunk a COS emulzió helyett: napi étkezési bevitelüket nem befolyásolta, hogy a patkányok CS-hozzáféréses ülést tartottak-e (2D ábra). Ezenkívül a kalóriabevitel „fűrészfog” mintája kevésbé volt kifejezett az I-benCS patkányok, mint énCOS patkányok (összehasonlítsuk 2E val vel 2B). Így megfigyelték a túlzott mértékű fogyasztási mintát a szünetmentes hozzáféréssel a COS-hez, de a CS-hez nem.
Bár az összes csoportban a patkányok testtömege nőtt az 5 héten, a CCOS a csoport súlya gyorsabban nőtt, mint a többi csoporté (3A). Feltűnő, hogy a COS 3 heti napokon való hozzáférés ellenére az I.COS A csoport nem szerepelt nagyobb mértékben, mint az NCOS csoport (3A). Az énCOS a patkányok látszólag normális testtömeg-szabályozása összefügghet azzal, hogy a COS bevétele után csökken a táplálékfogyasztás (2C): súlygyarapodásuk lényegesen nagyobb volt a COS-hozzáférést megelőző napon, mint a hozzáférést követő napon (3B). Ezzel szemben a CCOS és NCOS a csoportok állandó arányban növekedtek (3B). Hasonlóképpen, a krém / cukor oldat esetén a CCS a csoport súlya gyorsabban nőtt, mint az I.CS és NCS csoportok (3C ábra, D). Ezek az eredmények összhangban állnak a szilárd, magas zsírtartalmú ételekkel kapcsolatos korábbi megfigyelésekkel [10, 11, 41]. Azt jelzik, hogy amint ez gyakran előfordul az emberi zsíros étkezési rendellenességek esetében [45, 46], a túlzsíros patkányok képesek korlátozni fogyasztásukat nagy kalóriatartalmú táplálék nagy mennyiségű bevétele után, még akkor is, ha az 5 héten keresztül ismételten szakaszosan hozzáférnek ehhez az ételhez.
3.2. A munkameneten belüli időfogyasztás
Nagyon ízléses folyadékhoz való hozzáféréskor a patkányok kezdetben lelkes fogyasztásának elmúlása megszűnik, mivel a táplált tápanyag (és az ahhoz kapcsolódó kondicionált íz stimulus) aktiválja a telítettség mechanizmusát [34]. Ezért megkérdeztük, hogy a COS-fogyasztás hasonló mintát követ-e-e. Amint az az 90 min szekción keresztüli nyalás időbeli ábráin látható (az 5 min tálcákban), az ICOS a csoport az 20 héten az ülés első ~ 5 percében az 1 héten jelentősen megnőtt a nyalás aránya (4A, B). Az énCOS a patkányok nyalogatási aránya az alsó, szórványos szintre kb. 30 perccel visszakerült az ülés kezdete után (4A, B), összhangban a korábbi megfigyelésekkel [34]. Mivel a hozzáférési munkamenet kezdeti és későbbi részeiben a nyalogatási arányok drámai különbségeket mutatnak, a következő nyalásmintázat-elemzések során külön-külön megvizsgáljuk a munkamenet első negyedévének (22.5 perc) és az utolsó három negyedévben (68.5 perc) felhasználását.
A várakozások szerint az ülés első negyedévében a megnövekedett fogyasztási arány sokkal kisebb volt a C-benCOS csoport (4B). Valóban kissé meglepő, hogy a CCOS patkányok egyáltalán sok COS-t itattak a lickometer kamrákban, mivel a COS szabadon elérhető volt otthoni ketreceikben. Az egyik lehetőség az, hogy a friss COS-ot lelkesebben fogyasztották, mint a házi ketrecben lévő COS-ot, amely akár 24 órás volt. Azonban egy naiv, 6 patkányból álló csoport friss COS-t és napos COS-t kapott 1 óra alatt, két palack választási tesztben az otthoni ketrecben nem mutatta előnyben a friss COS-ot (friss COS: 2.9 ± 0.9 ml; napos COS: 6.0 ± 1.8 t-teszt p> 0.05). Ezért a COS megnövekedett kezdeti fogyasztása a C-benCOS A csoport a viselkedés aktiválásának függvénye lehet a viszonylag új (az otthoni ketrechez viszonyítva) lickométer kamrába történő elhelyezés után.
3.3. Az első nyalás késése és a kezdeti nyalási arány
A fogyasztás fokozatos növekedése a szünetmentes hozzáférés révén a COS-hoz (Ábra 1) részben a megnövekedett fogyasztási motivációnak és / vagy a fokozott ízlés-orientált fogyasztásnak tudható be. E hipotézisek kipróbálásához megvizsgáltuk a munkamenet első nyalogatását (a motiváció indexét) és a kezdeti nyalogatási arányt (azt gondoltuk, hogy tükrözi az ízlés-orientált fogyasztást) [35-37]. Az egymást követő hozzáférési ülések során az I.COS a csoport késése a COS-fogyasztás kezdeményezésében rövidebbé vált, míg a CCOS a csoport késése nem változott (5A). Ezenkívül az első nyalás késése következetesen szignifikánsan hosszabb volt a C-benCOS csoport, mint az énCOS csoport (5A), összhangban a motivációs különbségekkel, amelyek várhatók lennének azon állatok között, amelyek folyamatos és korlátozott hozzáférést kapnak a kedvelt táplálékhoz. Figyelemre méltó azonban, hogy a kezdeti nyalogatás aránya mindkét I. ülésen növekedettCOS és CCOS patkányok, és jellemzően nem volt szignifikáns különbség csoportok között egy adott napon (5C). Így, a motiváció mértékétől eltérően, az ízlés-orientált fogyasztás mértéke párhuzamosan nőtt a két csoportban.
Ahogyan az várható volt, tekintettel arra, hogy az I.CS csoport, sem az énCS sem a CCS a csoportok az első nyalogatás szignifikáns csökkenését mutatták (5B) vagy a kezdeti nyalási arány növekedése (5D). Összefoglalva: a szakaszos hozzáférés a COS-hez (de nem a CS-hez) a motiváció és az ízlés nyilvánvaló növekedését eredményezte, ami kísérte a COS-fogyasztás növekedését.
3.4. A sorozat száma és hossza
A patkányok ~ 7 Hz sztereotip frekvencián nyalogatnak. Étkezés közben az ilyen sebességű nyalások kitörését szünetek szakítják meg, amelyek általában> 1 másodpercig tartanak [36, 37]. A tizenötödik naphoz való hozzáférés második napjától kezdve az I-en belül a robbanáson belüli nyalogatás mértékeCOS csoport stabil maradt (6.7 ± 0.2 vs 6.9 ± 0.1 Hz, p> 0.05), ami azt jelzi, hogy a fogyasztás fokozatos növekedése nyilvánvaló ebben a csoportban (1A) nem annak a központi mintázat-generátornak a változása okozta, amely a sorozaton belüli nyalogatási sebességet szabályozza.
Az ízletes folyadékhoz való hozzáférés során fellépő törések számát a fogyasztás motivációja befolyásolja, míg a törések hosszát erőteljesebben befolyásolja a folyadék ízletessége [36, 37]. E gondolattal összhangban, CCOS A patkányok általában alacsonyabb burst-számot mutattak, mint énCOS patkányok (6A ábra, C). Az ICOS csoportban a kitörések száma erősen függött a hozzáférési ülésen belüli időtől: az első negyedévben a sorozat száma jelentősen megnőtt az 5 hozzáférési hetekben, míg az elmúlt három negyedévben hajlamos csökkenni (6A ábra, C). Ezzel szemben énCS patkányok, amelyek nem növelték fogyasztásukat (1B), nem mutatott változást a sorozat számában sem a korai, sem a késői szakaszban (6B ábra, D).
A robbantási számtól eltérően, a repedés időtartama nem különbözött szignifikánsan az I közöttCOS és CCOS csoportok bármely nap (6E). Valójában mindkét énCOS és CCOS csoportok, a sorozathossz növekedett az időszakos hozzáférés 5 heteiben (6E). Ezek az eszkalációs hatások az I-nél nem fordultak előCS és CCS patkányok (6F).
Összegezve, az eredmények azt mutatják, hogy a COS-hez történő szakaszos hozzáférés hetek óta a fogyasztás fokozatos növekedését eredményezi minden egyes hozzáférési munkamenet korai szakaszában. Ezt a növekedést rövidebb késés indította el a fogyasztás megkezdése és a nagyobb nyaláscsillapítások száma (összhangban a megnövekedett fogyasztási motivációval), valamint a nagyobb kezdeti nyakarány és hosszabb kitörési időtartam (összhangban a megnövekedett ízlés-vezérelt fogyasztásnak). Sem a fogyasztás fokozatos növekedését, sem a motiváció és az ízlés mutatói növekedését nem figyelték meg, amikor a patkányoknál a COS helyett CS-t adtak. Az eredmények együttesen azt sugallják, hogy a binge-szerű fogyasztás legalább részben annak köszönhető, hogy a motiváció és az ízlés fokozatosan növekszik a vártnál. a kezdeti tanulástól és a neofóbia csökkentésétől kezdve.
4. Vita
4.1. összefoglalás
A zsíros étkezést a gyors és túlzott mértékű ételfogyasztás diszkrét epizódjai (legfeljebb 2 óra) jellemzik, amelyet nem az éhezés vagy az anyagcsere-szükséglet okoz [2]. A bingesszerű fogyasztásnak az táplálékfelvételt szabályozó idegi folyamatokra gyakorolt hatásainak tanulmányozására a korábbi állatkísérletek során szakaszosan hozzáfértek a magas kalóriatartalmú ételekhez, különösen a zsírokhoz [5, 10, 11, 16, 41], mivel az étkezési zavarban vagy bulimiaban szenvedő emberek általában megsérülnek az édes, nagy zsírtartalmú ételeken [47-49]. A tápanyagban gazdag ételek és italok bevitelét három egymással összefüggő folyamat szabályozza: motiváció, ízlés és telítettség. Az invazív technikák (például a gyógyszerek intrakraniális mikroinjekciók) felhasználásával felmerülő idegrendszeri mechanizmusok tanulmányozása érdekében hasznos lenne ezeket a folyamatokat izoláltan megvizsgálni. Ennek egyik módja a fogyasztás időbeli mintáinak megvizsgálása, ezt az eljárást nagyban megkönnyíti az, ha folyadékot juttatunk be egy lickométeren keresztül. Ezért kifejlesztettünk egy szakaszos hozzáférési modellt a magas zsírtartalmú folyadék fogyasztására, a Corwin és munkatársai által eredetileg szilárd zsírt használó binge modellek alapján [11, 12], majd később kiterjesztették a szilárd zsír / cukor keverékekre [10, 13, 16]. Mivel az ingentum olcsó, széles körben elérhető összetevőkből (szupermarketekből, kukoricaolajból és cukorból) áll, és nem igényel speciális berendezést az előkészítéshez, modellünket felhasználhatjuk a későbbi kísérletekben bizonyítékgyűjtéshez az idegi manipulációk telítettségére, motivációjára és motivációjára vonatkozóan. ízlés a túlzott fogyasztás során.
4.2. A fogyasztás mintázata és a korábbi szakaszos hozzáférési szokásos modellekkel való kapcsolat
Eredményeink hasonlóak azokhoz a patkányokhoz korábban megállapított eredményekhez, amelyek időszakos hozzáférést kaptak a szilárd édes-zsíros ételekhez. Különösen akkor, ha patkányoknak szakaszos hozzáférést biztosítottak a COS-hoz (krém / olaj / cukor, I.COS csoport), a hozzáférési időszak alatt a fogyasztás fokozatosan növekedett a hozzáférés napjai között, összhangban az előző megfigyelésekkel [5-12]. Ezenkívül énCOS A patkányok „fűrészfog” -kalória-fogyasztási mintát mutattak, és a COS-hoz való hozzáférés után csökkent a pác fogyasztása. Ezeket a hatásokat a korábbi modellektől eltérő eljárási különbségek ellenére is megfigyelték, ideértve az időszakos otthoni ketrechez való hozzáférést a magas kalóriatartalmú instant és a párhuzamos táplálék elérhetőségéhez az előzőekben tanulmányok, de nem a miénk (amelyekben a COS hozzáférést külön kamrákban biztosítottuk). Érdekes módon a szakaszos COS-hozzáférési napok kalóriabevitelének szintje elérte az 24 hr-ben megfigyelthez hasonló szintet olyan patkányokban, akiknek folyamatos hozzáférése volt a COS-hez, és a chow-bevitel a COS-hozzáférés után a szintre alacsonyabb szintre csökkent azon patkányoknál tapasztalt szintre, amelyekben egyáltalán nem fértek hozzá a COS-hoz. Ezek az eredmények összhangban vannak a szilárd, magas zsírtartalmú ételekkel kapcsolatos korábbi eredményekkel [5, 10, 13, 50]. A kalóriabevitel nagy ingadozása párhuzamos súlyingadozást váltott ki, amelynek nettó eredménye az, hogy ICOS a patkányok súlya nem gyorsabb, mint azoknak a patkányoknak, amelyek csak étkezéshez jutottak hozzá. Összességében ezek az eredmények tükrözik a korábbi megfigyeléseket, amelyek szakaszos hozzáférést jelentenek a szilárd, magas zsírtartalmú ételekhez [5, 10-13, 50] és azt sugallják, hogy a folyékony COS-hoz való szakaszos hozzáférés olyan túlzott viselkedést vált ki, amely rendkívül hasonló ahhoz, mint a szilárd, magas zsírtartalmú ételek esetén.
Feltűnő, hogy a patkányok időnként hozzáférést kaptak a kevésbé kalóriás tejszín és cukor oldathoz (CS; ICS csoport) nem mutatta sem a fogyasztás fokozatos növekedését, sem a kifejezett fűrészfog-mintázatot, amelyet a patkányokon megfigyelt COS-ben adtak. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy magas zsírtartalom és / vagy kalóriatartalom szükséges a rohamokhoz hasonló viselkedés kialakításához ebben az ütemtervben. Az eredmények ugyanakkor nem zárják ki annak lehetőségét, hogy a szegényedés kialakulása a nyalás hatékonyságától függ (a nyalásonként nyert folyadék mennyisége), amely nagyobb volt a COS, mint a CS esetében. Ennek a különbségnek az oka nem ismert, de valószínűleg a COS és a CS különböző fizikai tulajdonságaival kapcsolatos. A magasabb nyalási hatékonyság által előidézett magasabb kalória-fogyasztás hozzájárulhat a fogyasztás fokozódásához az I.COS csoport. Ezen túlmenően a kukoricaolajban található speciális zsíratípusok - például a zsír formája (emulzió) - hozzájárulhatnak a patkányok hajlandóságához a megkeményedés kialakulásához. Valójában, a patkányok még lelkesebben fogyasztanak kukoricaolaj-emulziókat, mint az 100% kukoricaolaj, a kukoricaolaj-emulziók hasonló mértékű fogyasztást idéznek elő, mint a szilárd zsírok, és az édesített kukoricaolaj-emulziók még nagyobb fogyasztást idéznek elő [51-53]. Tehát, mivel sok korábbi tanulmány a szeszes zsírok és a cukor keverékét alkalmazta [5, 16], az emulgeált kukoricaolaj jelenléte lehet a kritikus tényező, amely a COS-ra, de a CS-re nem képes a túlzott fogyasztás kiváltására. Ezt a hipotézist meg lehet vizsgálni annak meghatározásával, hogy az édesített kukoricaolaj / víz emulziók (krém nélkül) indukálják-e a rohamszerű viselkedést, hasonlóan a COS által kiváltott viselkedéshez, de még ha ez is így lenne, a COS előnyösebb lehet a jövőbeni kísérletekben való felhasználás szempontjából, mivel az előkészítés A kukoricaolaj / víz emulziók hosszú távú stabilitása drága berendezéseket (mikrofluidizálót) igényel, míg a COS készítéséhez nincs szükség kifinomultabb készülékekre, mint egy huzalhajlítóra.
Mivel a COS binge modellünk a hetek három napján a patkányok számára hozzáférést biztosít a magas zsírtartalmú instanthez, megfigyeltük a pác fogyasztásának csökkenését a következő 24 óra alatt, amely azután a következő 24 óra alatt helyreállt. A chow-fogyasztás az 24 hr-ben a szakaszos hozzáférés után a COS-hez (de nem a CS-hez) szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a kontrollcsoport 24 hr-fogyasztásánál, egyáltalán nem fér hozzá a COS-hoz (NCOS csoport), összhangban a zsíros és édes zsíros ételekkel kapcsolatos korábbi jelentésekkel [10, 12, 13]. Eredményeinkkel együtt ezek az eredmények azt sugallják, hogy a túlzott bevitel egy hosszú távú telítettségi folyamatot aktivál, amely órákig korlátozza a fogyasztást a hozzáférési időszakban a nagyon rövid fogyasztás után. Ezek az eredmények érdekesek annak a megállapításnak a fényében, hogy a patkányok túlzottan zsírtartalmú táplálékot fogyasztanak az azonos kalóriatartalmú, magas szénhidráttartalmú ételekhez képest [28, 29, 54-58]. Az intragasztrikus zsír előterhelés a későbbi fogyasztás kevésbé gátolja, mint az izokalorikus dózisú szénhidrát előterhelés [29], és ezek a hatások tartósak (akár egy napig is) [28]. Így a patkányok részben túlzottan fogyasztják a zsírt, mivel a zsír kevésbé hatékony (kalóriánként) az étkezés utáni telítettség mechanizmusok aktiválásában. Ezek a tanulmányok azt sugallják, hogy a szünetmentes hozzáférési rohamok kezelésére használt COS és más zsír / cukor keverékek cukortartalma jelentősen hozzájárulhat a tálalás utáni gátlásához. További vizsgálatokra van szükség, amelyek közvetlenül összehasonlítják a cukor- és zsírtartalmú tápanyagok következményeit, hogy tisztázhassák a zsír és a cukor különbségét a hosszú távú telítettségben, amelyet a túlzott bevitel idéz elő.
A COS-fogyasztás fokozatosan növekedett az időszakos hozzáférés első 8 napjain (2.5 hetek). Nevezetesen, azok a patkányok, amelyeknek szakaszos hozzáférése van a CS-hez, nem mutattak hasonló fokozatos növekedést, bár mind a COS, mind a CS szakaszos hozzáférési csoportok jelentősen megnövelték a fogyasztásukat a hozzáférés első napjától a második napig. Mivel a patkányoknak mindkét csoportban meg kell tanulniuk a lickométerek elérését és a kezdeti neofóbia leküzdését, a fogyasztás kezdeti (1. Nap és 2. Nap) növekedése ezeknek a folyamatoknak tulajdonítható. Az ICOS csoport ellentétes ezekkel a folyamatokkal, mivel az I.CS csoport. Hasonló fokozatos növekedést jelentettek azokban a patkányokban, amelyek édes és / vagy magas zsírtartalmú ételt vagy folyadékot kaptak akár 3 / hét / hét, akár napi időszakos hozzáférési ütemterv szerint [9-12, 14, 59]. Ezek az eredmények rendkívül ellentétesek azokkal a patkányokból származó eredményekkel, amelyek folyamatos hozzáférést kaptak a magas kalóriatartalmú ételekhez: a napi fogyasztás vagy fokozatosan csökken a kezdeti csúcshoz képest [5, 6, 10], mint a tanulmányunkban (Ábra 3), vagy állandó marad [12, 14]. Tehát a szakaszos hozzáférési csomagolások során a túlzott fogyasztás részben a fogyasztás fokozódásának oka, amely korlátlan alanyok esetében hiányzik; Mivel ez a hatás az instant anyag zsírtartalmától és / vagy kalóriatartalmától függ, eredményeink azt sugallják, hogy a növekedés nem egyszerű következménye a fogyasztás megtanulásának vagy a neofóbia leküzdésének. Inkább a fokozatosan növekvő fogyasztás valószínűleg más folyamatoknak köszönhető, amelyek a COS fizikai és / vagy tápanyag-tulajdonságainak következményei, amelyek megkülönböztetik a CS-től.
A korábbi patkányzsúfoltsági modellek napi szakaszos hozzáférést használták a magas zsírtartalmú ételekhez az 3 napi / heti „ingeres” hozzáférés vezérlésére [6, 11, 12, 15, 16, 40, 42, 60-63]. Más tanulmányok azonban naponta szakaszos hozzáférést használtak a modellezéshez [9, 10, 13, 14, 35, 59]; nevezetesen, a magas kalóriatartalmú fogyasztás gyakran növekszik a napi hozzáférési periódusokban, bár ez a növekedés kevésbé kifejezett, mint az 3 napok / hét hozzáférés esetén [6]. Így van némi zavar abban, hogy mi az ideális binge és vezérlő hozzáférési protokollok. Eredményeink potenciális megoldást kínálnak: jelzik, hogy egy olyan kontrollcsoport, amely időszakos hozzáférést kapott a CS-hez ugyanolyan ütemtervben, mint a COS túlzott mértékű csoport, nem mutat fokozott fogyasztást. Tapasztalt ICOS a patkányok több kalóriát fogyasztanak a hozzáférési periódusokban, mint énCS patkányok, és ezért e csoportok összehasonlítása alapján arra a következtetésre lehet jutni, hogyCOS a patkányok megfelelnek a túlzott étkezés operatív meghatározásának (korlátozott ideig nagyobb kalóriát fogyaszt, mint a nem kötőanyagok hasonló időszakban). Így a COS és CS (vagy általánosságban a magas és alacsony kalóriatartalmú, illetve a magas és alacsony zsírtartalmú folyadékok) használata hasznosnak bizonyulhat további kísérletekben, amelyek során szükség van a túlzott mértékű fogyasztás ellenőrzésére. Ennek a modellnek az a további előnye, hogy tükrözi az emberi zsíros étkezést, mivel az emberek nagy zsírtartalmú, magas kalóriatartalmú ételeket fogyasztanak, míg a túlzsíros étkezés általában kevesebb kalóriatartalmú ételt jelent. Másrészről, az emberiséggel fogyasztók szilárd és félszilárd élelmet fogyasztanak, míg a COS és a CS folyadékok.
4.3. Motiváció, ízlés és telítettség a túlzott fogyasztásban
Általánosságban véve, három különálló folyamatban bekövetkező változások alapját képezheti a fogyasztás fokozatos növekedése az időszakos hozzáférési napok között: (1) az ízlés-orientált fogyasztás növekedhet; (2) növekedhet a motiváció a fogyasztás megkezdéséhez; és / vagy (3) telítettségi mechanizmusok hatékonysága csökkenhet, meghosszabbítva ezzel a hozzáférési periódus alatt elvett „étkezést”. Eredményeink szuggesztív bizonyítékot szolgáltatnak mind az ízlés-orientált fogyasztás, mind a fogyasztási motiváció növekedéséhez. Különösen a COS-fogyasztás fokozatos fokozódását az időszakos hozzáférés napjain keresztül csökkentette az első nyalás késése, nagyobb számú nyalogatás, megnövekedett nyalás az első hozzáférési percben és hosszabb nyalogatás. Az első kettőt a motivációs mutatóknak tekintjük, az utóbbi kettőt pedig a ízlés mutatóinak [36, 37, 64]. Ezek mindegyike jelentősen megnőtt a napok során, mivel a fogyasztás drámai módon nőtt. Mivel a nyalás mintázatának ezen változásai növelik a fogyasztás mértékét, arra a következtetésre jutunk, hogy a hozzáférési ciklusokon belüli növekvő fogyasztás legalább részben ezeknek a szerkezeti változásoknak, következésképpen a fokozott motiváció és ízlés következményei. Ezen túlmenően a motiváció és az ízlés mutatóinak ezen növekedését az I-ben nem figyelték megCS csoport, amely nem mutatott megnövekedett fogyasztást. Ezért a fokozott motiváció és ízlés valószínűleg a COS magas kalória- és / vagy zsírtartalmának következménye a CS-hez viszonyítva.
Mi alapozhatja meg a motiváció és ízlés megfigyelt fokozatos növekedését? A motiváció nem egy agyi folyamat, hanem egy pszichológiai konstrukció, amely a több idegi mechanizmus aktivitását tükrözi. Például az éhség motiválja az ételekhez való közeledést, de ugyanazt a motivált viselkedést indukálhatja az ételhez kapcsolódó inger is, még nem éhes személyeknél, mint a kondicionált táplálkozás esetén [65]. A zsíros patkányok fokozott motivációjának alapjául szolgáló specifikus idegi mechanizmus nem ismert. Valószínűleg lehetséges, hogy egy kondicionáló folyamat is bekövetkezik, amelyben a belépőkamrában lévő ingerek kapcsolódnak a COS-hoz, és következésképpen egy későbbi ülésekben motiválják a COS keresését, megközelítését és megindítását, mihelyt az állat a kamra. Így a fokozatosan növekvő motiváció az ICOS a patkányok a feltétel nélküli stimulus (COS) erősítő képességének függvényei lehetnek; a CS-megoldás lehet elégtelen erősítőereje ahhoz, hogy elősegítse a fogyasztás növekedését a kezdeti tanuláson túl.
Az inger által kiváltott megközelítési viselkedés gyakran függ a dopamin kimenetelétől az atommag felhalmozódásáig [66-69], és a szacharóz túlzott fogyasztásával az extracelluláris dopamin megnövekedett az akkumulációkban [19]. Ezen túlmenően, a túlzott mértékű fogyasztás számos hosszú távú változást idéz elő a akumulének dopamin rendszerében, ideértve a megemelkedett D1 receptor és dopamin transzporter expressziót, valamint a D2 receptor csökkent expressziót [8], amely arra utal, hogy a dopamin aktivitás hosszú távú változásai befolyásolják a zsíros étkezést. Valójában azok a patkányok, amelyeknek meghosszabbított szakaszos hozzáférése volt a zsírnak, magasabb határértékeket mutattak a zsírerősítés progresszív arányának ütemezésekor [70]. Ez a megfigyelés nemcsak erőteljesen alátámasztja azt a következtetést, hogy az ízletes ételek motivációja fokozódik a túlzott étkezés során, hanem további bizonyítékokat szolgáltat a mezolimbikus dopamin bevonására, mivel a progresszív arányú feladatok teljesítése a dopamin-gyűrűktől függ71]. További vizsgálatokra van szükség annak meghatározására, hogy van-e okozati összefüggés a dopamin aktivitása a felhalmozódásokban és a megnövekedett fogyasztási motiváció között, ha a szeszesedés kialakul.
A megnövekedett motivációval összhangban lévő viselkedésbeli változások mellett olyan hatásokat is megfigyeltünk, amelyek legkönnyebben magyarázhatók az ízletesség-vezérelt fogyasztás növekedésével (megnövekedett kezdeti nyalogatási arány és megnövekedett nyalogatás-hossz). Számos agyszerkezet vesz részt az ízlés-orientált fogyasztásban, ideértve a nucleus carrbens-t, a magzati traktus magját, az amygdala-t, a ventrális pallidumot, a ventrális tegmental területet és az oldalsó hypothalamus-t [72-74]. Különösen a μ opioid receptorok, különösen a akumulénekben [44, 75-78] hozzájárulhat az ízlés-orientált fogyasztáshoz. Érdekes, hogy a túlzott mértékű fogyasztás a felhalmozódott μ receptorokhoz kapcsolódik a akumulénben [8], amely arra utal, hogy a megnövekedett opioiderg neurotranszmisszió felelős lehet az ízléses hozzáférés során megfigyelt megnövekedett ízlés-vezérelt fogyasztásért. Ezek a hipotézisek további vizsgálatokat várnak az opioid receptor funkció invazív manipulációjával az állatok megsérülésekor.
Érdekes módon az ízlés mutatói nemcsak az I.COS patkányok, de a CCOS csoport is. Ezek az eredmények tehát azt sugallják, hogy a megnövekedett ízlés-vezérelt fogyasztás nem a hozzáférés megszakítása, hanem a COS-hoz való hozzáférés. Az egyik különbség a CCOS és énCOS csoport, hogy a CCOS a patkányok súlyt szereztek, amint ezt várható lenne ad libitum a zsírtartalmú étrendhez való hozzáférés elhízást okoz [41, 79, 80]. Eredményeink tehát arra utalnak, hogy az édes, magas zsírtartalmú ételek fogyasztása fokozható az elhízott betegeknél. A korábbi tanulmányok kimutatták az elhízás komplex hatását az ízlésre. Az egyik esetben az alacsonyabb zsír- és szacharózkoncentráció kevésbé volt ízletes az elhízott patkányoknál, míg a magasabb koncentrációk kissé kellemesebbek voltak [79]. Egy másik tanulmányban az elhízás egyáltalán nem befolyásolta a szacharóz ízlésének mértékét (a burst méretét) [81], és egy másik esetben az elhízott patkányok törzsében csökkent az ízletesség mérése [82]. Fontos különbség tanulmányunk és a korábbi vizsgálatok között az, hogy ugyanazon magas zsírtartalmú ízlés ízét teszteltük, amelyhez az állatok 24 óra folyamatos hozzáférést kaptak (azaz az elhízást kiváltó étrend ízletességét teszteltük), míg más tanulmányok állatok magas zsírtartalmú táplálékot jelentenek az otthoni ketrecben, de kipróbálták az olaj vagy szacharóz oldatok ízét. Ezek a tervek negatív kontraszthatásokat idézhetnek elő, amelyek megakadályozhatják a fokozott ízű mechanizmus észlelését. A kontraszthatásokat minimalizáló kísérleti terveket kell alkalmazni annak a hipotézisnek a kibővítésére, miszerint az ízlés-orientált fogyasztás fokozódik az elhízott betegeknél.
Az a megfigyelés, hogy a patkányok folyamatos hozzáférést kaptak a COS-hoz, megnövekedett ízlés-orientált fogyasztást mutattak, ugyanakkor az első naptól kezdve csökkent a teljes kalóriabevitel (és a COS-fogyasztás) (Ábra 2) azt sugallja, hogy valamilyen más eljárás, például a telítettség, ellensúlyozza az ízlés növekedését az általános bevitel korlátozása érdekében. Ez felveti a kérdést, vajon a jóllakottság mechanizmusai hatékonyabbak-e a tapasztalt kötőanyagokban, mint a COS-nál nem kezelt patkányokban.th időszakos hozzáférés hete, ICOS a patkányok a hozzáférés periódusának megkezdése után az első 20 – 30 percben élesen csökkentek a fogyasztásban. Ez a csökkenés valószínűleg a kondicionált és feltétel nélküli telítettség miatt [34], és bebizonyítja, hogy a telítettség mechanizmusai robusztusak a száguldó patkányoknál, humán bulimia betegek eredményeivel foglalkoznak [83]. Noha a csökkenés üteme az 5. Héten gyorsabb, mint az előző hetekben (főleg az 1. Héten), ezt a mértéket befolyásolhatják a kezdeti és késői szakaszok kezdeti bevitelének eltérő arányai (amelyek motiváció és ízlés függvényei). Ezért további munkára van szükség, valószínűleg az intragasztrikus előterhelés alkalmazásával annak felmérésére, hogy az üregesség-mechanizmusok különbségei hozzájárulhatnak-e a fogyasztás fokozatos növekedéséhez az időszakos hozzáférési napok között. Ennek ellenére a munkameneten belüli robusztus munkameneteken belüli hanyatlás a jövőbeni vizsgálatokban az érzet mértékének mérésére használható fel, amikor az idegi manipulációk hatását vizsgáljuk a megállapított túlzott fogyasztásra.
4.4. Következtetések
Bebizonyítottuk, hogy egy édes, nagy zsírtartalmú folyadék patkányokban alkalmazható a túlzott zsíros étkezés indukálására, hasonlóan ahhoz, amit korábban megfigyeltünk a szilárd, magas zsírtartalmú ételeket tartalmazó időszakos hozzáférési modellekben. A folyékony folyadék felhasználása több szempontból is előnyös. Először egy kevésbé kalóriatartalmú folyadék adható ugyanabban a hozzáférési ütemtervben, mint a túlzott fogyasztás ellenőrzése. Másodszor, a lakásmérőkkel történő fogyasztásméréssel járó időbeli pontosság megkönnyíti a rohamok viselkedésének további vizsgálatát, különös tekintettel az elektrofiziológiára a viselkedő állatokban. Végül, egy folyékony, magas zsírtartalmú instant felhasználása lehetővé teszi a nyalás mikroszerkezetének elemzését, amely felhasználható az invazív idegi manipulációk (pl. Neuroaktív vegyületek helyi mikroinjekciók) nyomán a telítettség, a motiváció és az ízlés különbségeire vagy azok elleni bizonyításra. Itt a mikroszerkezeti elemzést használjuk annak bemutatására, hogy a fogyasztás fokozatos növekedése az egymást követő hozzáférési periódusokban legalább részben annak köszönhető, hogy fokozódik a fogyasztás kezdeményezésére irányuló motiváció, és növekszik az ízlés-orientált fogyasztás. Ezeknek a folyamatoknak a további vizsgálata a COS-ban szedő patkányokban jobb megértést eredményez a rohamfogyasztás alapjául szolgáló idegi mechanizmusokról.
Főbb
- Kialakítunk egy szünetmentes hozzáférési modellt a szeszes étkezéshez édes, magas zsírtartalmú folyadék felhasználásával
- A patkányok növelik fogyasztásukat az 2.5 heti időszakos hozzáférési szekciók során
- A nyalás mikroszerkezet-elemzése elkülöníti a motivációt és az ízletességet
- A növekvő fogyasztás mind a motiváció, mind az ízlés növekedése miatt
- A folyamatos zsírtartalmú hozzáférést biztosító patkányok elhízottak és fokozott ízűek
Köszönetnyilvánítás
Köszönjük Drs-t. Gary Schwartz és Nicole Avena segítőkész beszélgetésekért, Dr. Schwartz és a New York-i elhízásos táplálkozási kutatóközpont Animal Energy Balance Fenotipizáló Core az operatív kamrák felhasználására, valamint a Niacet Corporation a nátrium-sztearoil-laktiilát nagylelkű ajándékaért. Ezt a kutatást a Klarman Family Foundation, a NARSAD és az NIH (MH092757) támogatások támogatták az SMN-nek, valamint a Hilda és Preston Davis Alapítvány ösztöndíja támogatta az SL-t.
Megjegyzések
Ezt a papírt a következő támogatások támogatták:
Lábjegyzetek
Kiadói nyilatkozat: Ez egy PDF-fájl egy nem szerkesztett kéziratból, amelyet közzétételre fogadtak el. Ügyfeleink szolgálataként a kézirat korai változatát nyújtjuk. A kéziratot másolják, megírják és felülvizsgálják a kapott bizonyítékot, mielőtt a végleges idézhető formában közzéteszik. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a gyártási folyamat során hibák észlelhetők, amelyek hatással lehetnek a tartalomra, és minden, a naplóra vonatkozó jogi nyilatkozat vonatkozik.
Referenciák
;
