J Addict Med. Naskah penulis; tersedia dalam PMC 2015 Mar 16.
PMCID: PMC4361030
NIHMSID: NIHMS669567
Bartley G. Hoebel, PhD, Nicole M. Avena, PhD, Miriam E. Bocarsly, BA, dan Pedro Rada, MD
Abstrak
Perbedaan antara kecanduan alami dan kecanduan narkoba menarik dari banyak sudut pandang, termasuk dari sudut pandang ilmiah dan medis. "Kecanduan alami" adalah yang didasarkan pada aktivasi sistem perilaku fisiologis, seperti sistem yang mengontrol metabolisme, mencari makan, dan makan untuk mencapai keseimbangan energi. “Kecanduan narkoba” mengaktifkan banyak sistem berdasarkan farmakologi mereka. Ulasan ini membahas pertanyaan-pertanyaan berikut: (1) Kapan makanan menghasilkan kecanduan alami? Gula menyebabkan tanda-tanda kecanduan jika kondisi penjadwalan sesuai untuk menyebabkan makan berlebihan. (2) Mengapa timbul perilaku seperti kecanduan? Makan dengan larutan sukrosa 10% berulang kali melepaskan dopamin dalam nukleus accumbens, dan menunda pelepasan asetilkolin, sehingga menunda rasa kenyang. Keterlibatan opioid ditunjukkan dengan penarikan yang disebabkan oleh nalokson atau kekurangan makanan. Makan berlebihan, menarik diri, dan motivasi yang dipicu oleh pantangan digambarkan sebagai dasar lingkaran setan yang mengarah pada makan berlebihan. (3) Makanan apa yang dapat menyebabkan kecanduan alami? Berbagai gula, sakarin, dan makanan palsu dibandingkan dengan makan berlebihan pada diet tinggi lemak, yang tampaknya tidak memiliki karakteristik penarikan opioid dari gula. (4) Bagaimana kecanduan makanan alami berhubungan dengan obesitas? Dopamin basal rendah mungkin merupakan faktor umum, yang menyebabkan "makan untuk dopamin". (5) Dalam model saraf, accumbens digambarkan memiliki jalur keluaran GABA yang terpisah untuk pendekatan dan penghindaran, keduanya dikendalikan oleh dopamin dan asetilkolin. Keluaran ini, pada gilirannya, mengontrol pelepasan glutamat hipotalamus lateral, yang memulai makan, dan pelepasan GABA, yang menghentikannya.
KECANDUAN ALAMI DAN OBAT
Definisi kecanduan terbuka untuk diperdebatkan. Pandangan awal menggambarkan kecanduan narkoba sebagai akibat dari kurangnya kemauan, membuat kecanduan sebagai kondisi moral.1 Kemudian, kecanduan digambarkan dalam istilah neuropsikofarmakologi modern sebagai "penyakit" yang disebabkan oleh adaptasi kronis yang diinduksi oleh obat dalam fungsi otak yang mengubah perilaku sukarela menjadi kebiasaan yang tidak terkendali.2 Pandangan ini tentang kecanduan narkoba sebagai suatu penyakit-negara sebagian mengalihkan kesalahan dari orang ke obat; Namun, kedua pandangan menggambarkan hasil akhir dalam hal perilaku kompulsif dan kehilangan kontrol. Baru-baru ini, telah ada langkah ke arah desempasi obat-obatan dan menyarankan bahwa kecanduan, termasuk kecanduan kegiatan seperti makan atau perilaku seksual, dibingkai sebagai kuat luar biasa, keinginan untuk kesenangan.3-7 Manual Diagnostik dan Statistik Gangguan Mental mengesampingkan masalah kecanduan, per se, dan berfokus pada kriteria untuk "ketergantungan," dengan terus, mengganggu kehidupan, penyalahgunaan zat sebagai patokan untuk diagnosis.8 Perilaku yang mengganggu berlanjut meskipun pengetahuan tentang masalah fisik atau psikologis yang persisten, yang kemungkinan disebabkan atau diperburuk oleh substansi pelecehan.9 Debat sekarang muncul untuk mengantisipasi manual diagnostik berikutnya.10 Pandangan kami, sebagian besar didasarkan pada bukti dari penelitian hewan laboratorium, adalah bahwa kecanduan gula bisa menjadi masalah dan dapat melibatkan adaptasi saraf yang sama dan perubahan perilaku seperti kecanduan obat-obatan.11,12 Perubahan-perubahan ini diamati dalam contoh pemberian makanan yang menyimpang, yang dapat dimodelkan di laboratorium. Kondisi manusia terdekat dengan model hewan laboratorium kami adalah gangguan makan pesta atau bulimia nervosa. Bukti kecanduan pada pasien dengan gangguan makan telah disajikan.13,14 Studi pencitraan otak telah memusatkan perhatian pada perubahan seperti kecanduan dalam populasi obesitas, di mana risiko psikologis ketergantungan diperparah oleh risiko medis, termasuk gangguan kardiovaskular dan diabetes tipe-2.15,16
Untuk memahami "kecanduan," seseorang harus mengidentifikasi sistem saraf yang menyebabkannya. Obat adiktif bertindak, sebagian, melalui sistem yang berevolusi untuk menelan dan mungkin perilaku reproduksi. Ini berarti bahwa kecanduan pola perilaku tertentu mungkin telah berevolusi melalui manfaat genetik yang dipilih hewan dengan proses adiktif bawaan. Jika demikian, ada jenis kecanduan 2 utama, yang keduanya dapat menjadi kompulsif dan kadang-kadang berbahaya: (1) perilaku bertahan hidup, seperti yang mengarah pada perilaku berisiko untuk makan dan kawin dan (2) perilaku maladaptif yang melewati penghambatan normal sinyal sensorik dan secara artifisial merangsang sistem hadiah, seperti dalam kasus penyalahgunaan obat.
Singkatnya, kecanduan alami dapat terjadi ketika rangsangan lingkungan bertindak melalui sistem reseptor normal yang ditunjuk, seperti gula yang bekerja melalui glucoreceptor. Dalam hal ini, "sistem" yang terlibat adalah sistem yang berevolusi dengan regulasi energi sebagai manfaat kelangsungan hidup. Kecanduan obat dapat dihasilkan dari senyawa yang dapat mem-bypass input sensorik dan bertindak dalam sistem yang ditandai dengan fungsi neurokimia. Dengan demikian, obat-obatan seperti psikostimulan atau opiat dapat mengaktifkan banyak sistem dengan fungsi fisiobehavioral yang beragam. Tidak masuk akal untuk mengklaim bahwa hanya obat-obatan yang dapat membuat ketagihan, jika dapat dibuktikan bahwa stimulasi alami, seperti aktivasi sistem kontrol energi, dapat mencukupi untuk terjadinya proses kecanduan.
KAPAN GULA MENGHASILKAN KECANDUAN ALAMI? MAKAN DI BINGE BISA DAPAT MENINGKATKAN KECANDUAN
Setelah 10 tahun penelitian tentang kecanduan gula,11,17,18 kami masih menggunakan teknik dasar yang sama untuk mendapatkan tanda-tanda jelas ketergantungan makanan dengan memaksakan jadwal makan yang berulang kali menginduksi pesta gula setelah berpuasa. Dalam model hewan dari pesta gula kami, "pesta" didefinisikan hanya sebagai makanan yang luar biasa besar, dibandingkan dengan hewan yang makan diet ad adibib yang sama. Pembatasan makanan berkala 12-jam digunakan untuk membuat lapar dan antisipasi makan. Kemudian hewan-hewan tersebut ditawari 25% glukosa (atau 10% sukrosa untuk mensimulasikan konsentrasi gula dari minuman ringan) bersama dengan chow hewan pengerat mereka. Kesempatan untuk memulai makan pertama hari itu tertunda 4 jam di luar waktu mereka biasanya mulai makan pada awal yang gelap.19 Selama 3 minggu, pembatasan makanan harian dan penundaan pemberian makan ini menghasilkan 32% asupan kalori tikus yang berasal dari gula. Tikus dengan jadwal gula dan makanan 12 jam harian ini meningkatkan total asupan gula harian mereka selama minggu-minggu akses. Menarik untuk dicatat bahwa beberapa tikus dengan akses 12 jam ke gula tidak hanya makan besar pada awal akses tetapi mereka juga makan berlebihan secara spontan selama periode makan.11
Tikus dengan akses ad libitum ke larutan gula adalah kelompok kontrol yang berharga. Mereka minum gula bahkan selama fase cahaya tidak aktif. Hewan-hewan ini mengonsumsi larutan gula dalam jumlah besar yang sama dengan tikus pesta; Namun, itu tersebar selama 24 jam. Kami tidak melihat bukti perilaku makan berlebihan dengan akses gula ad libitum.11 Akibatnya, mereka tidak menunjukkan tanda-tanda ketergantungan. Dengan demikian, itu adalah jadwal pemberian makan yang terputus-putus yang tampaknya sangat penting untuk mendorong makan berlebihan dan tanda-tanda ketergantungan berikutnya. Di Gambar 1, pesta makan diindikasikan sebagai tahap pertama dalam perjalanan menuju kecanduan.
MENGAPA HASIL BINGEING SUGAR DALAM PERILAKU SEPERTI ADIKTIF?
Pesta makan menyebabkan pengulangan, dopamin berlebihan (DA) dan stimulasi opioid yang diikuti, selama pantang, oleh perubahan progresif yang meningkatkan kemungkinan kambuh.
Adaptasi dan Tanda Penarikan Opioid
Perbandingan kecanduan gula dengan kecanduan narkoba telah ditinjau secara rinci.20,11 Hanya dalam beberapa minggu pada jadwal pemberian gula-chow 12-jam intermiten, tikus akan menunjukkan tanda-tanda "penarikan" seperti opiat sebagai respons terhadap nalokson (3 mg / kg sc), yang membuktikan keterlibatan opioid dan menunjukkan "ketergantungan opioid". "21 Penarikan juga terlihat tanpa nalokson, ketika makanan dan gula ditolak selama 24 jam.11,21,24 Reaksi rantai polimerase kuantitatif (qPCR) kami dan bukti autoradiografi pada tikus pesta gula menunjukkan penurunan enkephalin mRNA22 dan pengikatan mureceptor yang diregulasi dalam nucleus accumbens (NAc).23 Ini ditafsirkan sebagai berarti bahwa pesta gula berulang-ulang melepaskan opioid, seperti enkephalin atau beta-endorphin, dan otak mengkompensasi dengan mengungkapkan lebih sedikit peptida opioid ini di daerah tertentu. Mungkin sel-sel postinaptik merespons lebih sedikit peptida ini dengan mengekspresikan atau mengekspos lebih banyak reseptor mu-opioid. Jika reseptor kemudian dihalangi oleh nalokson, atau tikus tidak diberi makan, hewan-hewan tersebut menunjukkan kecemasan dalam labirin plus tinggi.24,21 dan depresi dalam tes berenang (Kim et al, tidak dipublikasikan). Perubahan perilaku dan neurokimiawi ini diterima sebagai indikasi "penarikan" opiat seperti pada model hewan.25
Adaptasi Dopaminergik dan Tanda Sensitisasi
Sistem opioid di otak tengah ventral sebagian bertanggung jawab untuk merangsang sel DA selama konsumsi makanan yang sangat enak.26,27 Di berbagai bagian striatum, pesta gula menghasilkan peningkatan pengikatan DA pada reseptor D1 ditambah dengan penurunan pengikatan reseptor D2.23 Ini mungkin terjadi karena setiap pesta melepaskan DA yang cukup untuk menaikkan level ekstraseluler hingga sekitar 123% dari baseline.28,29 Tidak seperti pola makan yang khas, pelepasan DA sebagai respons terhadap pesta makan tidak berkurang dengan makanan berulang, seperti biasanya terlihat dengan makanan yang tidak lagi baru.30,27 Seperti yang terlihat dibawah ini Gambar 2, kondisi pembatasan-refeeding yang diberlakukan oleh model laboratorium pesta makan kami menyebabkan lonjakan DA, bahkan setelah 21 hari paparan harian. Lonjakan berulang DA dapat mengubah produksi gen dan mekanisme pensinyalan intraseluler dari neuron postinaptik, yang mungkin mengarah pada adaptasi saraf yang mengkompensasi stimulasi DA yang berlebihan.31
Aktivasi psikostimulan berulang dari sistem DA mesolimbik menyebabkan kepekaan perilaku.32-36 Bukti menunjukkan bahwa sistem DA mesolimbik juga diubah oleh pesta gula. Tantangan amfetamin menyebabkan hiperaktif lokomotor pada tikus dengan riwayat makan berlebihan pada gula.37 Efeknya terjadi 9 hari setelah tikus berhenti makan sebanyak-banyaknya, menunjukkan bahwa perubahan fungsi DA tahan lama. Sebaliknya, ketika tikus peka dengan suntikan amfetamin setiap hari, mereka menunjukkan hiperaktif 10 beberapa hari kemudian ketika mereka minum gula.38 Kami menafsirkan ini berarti bahwa suntikan gula pesta dan amphetamine menyensitisasi sistem DA yang sama, menghasilkan kepekaan lintas perilaku.
Tanda-tanda Motivasi Meningkat yang diinduksi Pantang
Efek jangka panjang lainnya dari pesta gula meliputi: a) peningkatan tuas menekan gula setelah 2 minggu pantang,39 b) peningkatan asupan alkohol sukarela pada tikus dengan riwayat pesta gula,40 dan c) peningkatan respons terhadap isyarat terkait gula.41 Fenomena ini disebut sebagai "efek kekurangan" gula, "alkohol" efek gerbang, "dan isyarat" efek inkubasi, "masing-masing. Mereka semua terjadi selama pantang, minggu setelah pesta gula berhenti. Karena mereka terlihat selama berpantang, tergoda untuk mengkategorikan mereka sebagai tanda-tanda "keinginan." Secara konservatif, mereka dapat dipandang sebagai tanda-tanda motivasi yang meningkat, yang merupakan bagian integral dari kambuh penyalahgunaan narkoba.15,42,43
Singkatnya, gula memiliki sifat adiktif seperti psikostimulan dan opiat. Sensitisasi silang dengan amfetamin jelas dopaminergik dan penting dalam beberapa tahap kecanduan. Penarikan yang diinduksi nalokson21 dan inkubasi yang diinduksi pantang menanggapi isyarat terkait gula memiliki komponen opioid.44 Hal ini mengarah pada saran bahwa pesta gula menghasilkan tanda-tanda perilaku dan neurokimiawi dari stimulasi dopaminergik dan opioid yang berlebihan, yang berkontribusi pada perubahan jangka panjang dalam perilaku motivasi (Ara. 1).
Paksaan dan konsekuensi yang mengganggu kehidupan terlihat jelas pada beberapa orang yang menderita gangguan makan berlebihan, bulimia nervosa, atau obesitas; dengan demikian, beberapa orang mungkin "tergantung" oleh Manual Diagnostik dan Statistik kriteria Gangguan Mental. Ini menimbulkan pertanyaan yang jelas: apakah mereka memiliki kecanduan makanan? Model hewan yang dibahas di atas menunjukkan ada kemungkinan bahwa beberapa pemakan pesta dan penderita bulimia bisa kecanduan gula, tetapi ini tidak menjelaskan semua gangguan makan atau obesitas meskipun banyak yang telah dipublikasikan pada topik yang sangat spekulatif ini.45-50
YANG MAKANAN ADALAH POTENSI ADIKTIF? ADA SESUATU KHUSUS TENTANG GULA
Gula
Ada lebih banyak kecanduan makanan daripada pembatasan dan pesta makan. Jenis nutrisi yang dicerna hewan juga penting. Studi kami tentang kecanduan makanan sebagian besar berfokus pada gula (sukrosa atau glukosa). Hasil positif mungkin berhubungan dengan gula sebagai nutrisi khusus. Ia memiliki sistem reseptornya sendiri di lidah,51,52 usus,53,54 hati,55 pankreas,55 dan otak.56 Glucoreceptors memberikan informasi yang menyelamatkan jiwa ke sistem perilaku pencernaan dan pembelajaran yang terkait, emosi, dan sistem motivasi. Dalam semua kemungkinan, kecanduan gula pada tikus ditimbulkan oleh aktivasi berulang yang berlebihan dari sistem sensor gula yang meresap ini.
Sakarin dan rasa manis
Akan menarik untuk menguji pemanis buatan untuk melihat apakah komponen oral rasa manis cukup untuk menghasilkan ketergantungan. Kami menggunakan 12-jam akses terputus-putus untuk chow dan 0.1% sakarin solusi untuk mensimulasikan rasa "minuman ringan diet." kecemasan mencapai setiap jam 8. Merampas tikus makanan dan sakarin menyebabkan peningkatan jumlah gigi yang berceloteh, goyangan kepala, dan guncangan forepaw selama periode 36. Keadaan permusuhan ini mudah dilawan dengan 12 mg / kg morfin atau akses ke larutan sakarin (Hoebel dan McCarthy, tidak dipublikasikan). Dengan demikian, kami menduga bahwa bingkar sakarin terjadwal dapat merangsang dopamin dan ketergantungan yang diinduksi opioid, seperti halnya dengan sukrosa. Ini tidak mengherankan, mengingat penelitian yang luas di laboratorium Carroll menunjukkan bahwa sakarin dapat menjadi pengganti kokain, dan preferensi sakarin adalah penanda tanggung jawab kecanduan.57,58 Dukungan lebih lanjut untuk nilai penguatan sakarin yang ekstrem, dan hubungannya dengan kecanduan, datang dari Ahmed dan rekan kerja,59 yang telah menunjukkan bahwa beberapa tikus lebih suka sakarin daripada pemberian kokain.
Cara lain untuk menguji kekuatan manisnya gula tanpa kalori yang bersamaan adalah dengan membersihkan perut dengan membuka fistula lambung sementara tikus minum 10% sukrosa. Seperti yang bisa diduga, peminum palsu mengonsumsi gula dalam jumlah berlebihan karena kurangnya sinyal kenyang.60 Setelah 3 minggu makan sham-binge, rasa sukuk sukrosa masih akan meningkatkan DA ekstraseluler menjadi 131% dari baseline.61
Karbohidrat Posestif
Asupan sukrosa nyata mungkin lebih adiktif daripada asupan sakarin atau palsu, karena bukti luas menunjukkan bahwa reseptor glukosa usus dan faktor postingan lainnya penting untuk imbalan gula yang dimanifestasikan dalam preferensi rasa yang dikondisikan.62 Rasa yang terkait dengan pemberian makan intragastrik lebih disukai,63 dan mereka merilis DA accumbens.64-67 Kami menyimpulkan berdasarkan studi pengkondisian ini bahwa isyarat postingan karbohidrat dapat berkontribusi pada DA atau pelepasan opioid yang dipicu oleh gula selama akuisisi, pemeliharaan, dan pemulihan binge.
Ciri Gemuk yang Mengejutkan
Kami dikejutkan oleh ketidakmampuan kami untuk mendapatkan kecemasan yang diinduksi nalokson dengan menggunakan tes plus-labirin sebagai indikasi keadaan penarikan pada tikus dengan diet tinggi lemak. Penarikan gagal muncul pada tikus yang diberi lemak nabati (Crisco) bersama dengan pelet chow standar, atau diberi diet lengkap sukrosa, pelet berlemak tinggi dan bergizi. Baik lemak nabati murni dan pelet berlemak tinggi dikonsumsi dengan rajin pada jadwal pesta-makan.68 Entah hewan itu tidak tergantung pada lemak atau itu adalah jenis kecanduan yang tidak menyebabkan penarikan seperti opiat. Dalam hal penarikan, lemak mungkin untuk gula karena kokain adalah untuk heroin; artinya, ada lebih sedikit manifestasi perilaku yang dapat diamati dari penghentian penggunaan kokain dibandingkan dengan heroin dan juga, lemak dibandingkan dengan gula. Karena hal ini, kami telah bias mencari tanda-tanda penarikan seperti opiat pada tikus yang makan gula. Jika sistem opioid tidak terganggu pada tingkat yang signifikan pada tikus yang makan lemak, maka tanda-tanda penarikan seperti opiat tidak akan muncul. Meskipun jelas bahwa gula melepaskan opioid yang memperpanjang makan,69,70 lemak mungkin tidak efektif dengan cara ini. Lemak kurang memuaskan daripada karbohidrat, kalori untuk kalori, tetapi gula sebenarnya dapat menekan rasa kenyang, seperti itu dapat menekan rasa sakit dan ketidaknyamanan pada umumnya.71,72 Kami juga berspekulasi bahwa peptida yang distimulasi lemak seperti galanin, yang menunjukkan peningkatan ekspresi mRNA sebagai respons terhadap makanan berlemak tinggi dan juga menghambat beberapa sistem opioid,73 dengan demikian dapat mengurangi penarikan berbasis opioid yang distimulasi gula.68 Jadi, meskipun lemak tampaknya tidak menghasilkan ketergantungan berbasis opioid, itu mungkin masih membuat ketagihan, tetapi dengan cara yang belum kita ukur.
APAKAH ADA TAUTAN ANTARA MAKANAN DAN OBESITAS BINGE? ITU TERGANTUNG DIET
Sukrosa atau Glukosa Binge, Sendiri, Tidak Menyebabkan Obesitas
Dalam hal berat badan keseluruhan, beberapa penelitian telah menemukan bahwa makan berlebihan pada lemak atau gula tidak mengakibatkan disregulasi berat badan,23,74-76 sedangkan yang lain menunjukkan peningkatan berat badan.77-79 Di laboratorium kami, tikus yang makan glukosa atau sukrosa menunjukkan banyak tanda yang sama dengan hewan yang menggunakan obat pelecehan, seperti dijelaskan di atas, dan berfungsi sebagai model hewan kecanduan gula, tetapi mereka mengimbangi kalori gula dengan makan lebih sedikit chow dan dengan demikian mengontrol berat badan mereka.24,21 Kelompok kontrol dengan akses ad libitum untuk gula juga mengkompensasi asupan kalori mereka sehingga mereka tidak menjadi gemuk.
Bingeing Manis-Lemak Meningkatkan Berat Badan
Meskipun hewan yang makan pada larutan gula 10% menunjukkan kemampuan untuk mengatur berat badan mereka, mereka yang mempertahankan pola makan yang sama, tetapi dengan sumber makanan manis dan tinggi lemak, memang menunjukkan kenaikan berat badan.80 Hewan yang diberi 2-jam akses ke diet yang enak ini menunjukkan pola pesta, meskipun mereka memiliki akses ad libitum ke diet lengkap nutrisi untuk sisa hari itu. Berat badan meningkat karena makan pesta besar, dan kemudian menurun antara binge sebagai akibat dari asupan standar chow terbatas. Namun, terlepas dari fluktuasi harian dalam berat badan ini, hewan-hewan dengan akses ke chow-lemak manis setiap hari bertambah secara signifikan lebih berat daripada kelompok kontrol dengan akses ad libitum ke chow standar. Ini bisa memberi wawasan tentang hubungan antara pesta makan dan obesitas.81
Basal Dopamin rendah
Untuk menguji teori bahwa beberapa orang yang kegemukan adalah pecandu makanan, kita membutuhkan tikus yang kegemukan. Pekerjaan ekstensif di laboratorium Pothos menunjukkan bahwa tikus rawan obesitas bawaan dan tikus diet kafetaria memiliki DA basal rendah dan gangguan pelepasan DA.82 Hal ini diduga memiliki penyebab mendasar terkait, sebagian, perubahan terkait berat pada insulin dan sensitivitas leptin dalam pengendalian penembakan sel DA.83,84 Kita tahu bahwa tikus dengan berat badan rendah pada diet terbatas juga memiliki DA rendah basal.85 Dengan demikian, tampaknya hewan dengan berat badan tinggi dan rendah mungkin hiperfagik sebagai cara memulihkan tingkat DA ekstraseluler mereka. Ini analog dengan tikus yang memberikan kokain dengan cara yang menjaga DA mereka tetap tinggi.86 Faktanya, tikus pesta makan gula yang dibatasi makanan sampai titik penurunan berat badan melepaskan lebih banyak DA daripada biasanya ketika dibiarkan makan sebanyak-banyaknya, dan dengan demikian mereka akan menaikkan level DA mereka sendiri.28
MODEL SIRKUIT NEURAL SIMPLIFIKASI FUNGSI ACCUMBENS
Mengingat bahwa ketergantungan gula, seperti halnya obesitas, terkait baik dengan tingkat DA basal dan pelepasan DA yang diinduksi oleh makanan, kita membutuhkan model yang menggambarkan peran sirkuit DA dalam motivasi perilaku. Orang akan berharap sirkuit ini berinteraksi dengan sistem opioid. Kami telah mengusulkan sebuah model di mana NAc memiliki keluaran GABA yang terpisah untuk motivasi yang mirip dengan keluaran yang terdokumentasi dengan baik di striatum punggung untuk penggerak.87 Sama seperti ketidakseimbangan neurotransmitter dalam sistem motor menyebabkan penyakit Huntington Chorea dan Parkinson,88,89 Ketidakseimbangan neurotransmitter dalam accumbens mungkin terkait dengan hiperaktif motivasi umum dan depresi. Contoh spesifik dapat bermanifestasi sebagai hiperfagia dan anoreksia. Mengambil petunjuk kami dari literatur penyakit Parkinson yang luas,90 kami mengusulkan bahwa ada jalur keluaran GABA accumbens yang dikhususkan untuk positif, "go" motivasi ("pendekatan"), termasuk pendekatan yang dipelajari dan perilaku nafsu makan, dan yang lain untuk negatif, "no-go" motivasi ("penghindaran"), termasuk keengganan yang dipelajari.91,87 Berfokus pada shell, jalur pendekatan akan menjadi "jalur langsung" dengan dynorphin dan Substance P sebagai cotransmitter. Jalur penghindaran mungkin menggunakan enkephalin sebagai kotransmitter dan mengambil “jalur tidak langsung” ke thalamus dan otak tengah ventral. Loop korteks-striatal-pallidum-talamus-korteks dapat berputar beberapa kali dalam spiral, yang mengarah dari proses kognitif ke aktivitas motorik.92 Jalur striatal-otak tengah juga telah digambarkan sebagai spiral, dengan cangkang mempengaruhi inti, yang mempengaruhi striatum medial dan kemudian striatum dorsallateral.93 Ini membawa otak tengah ventral dengan neuron DA dan GABA yang naik ke dalam skema agar kognisi ditransformasikan menjadi tindakan. Langsung atau tidak langsung, keluaran accumbens juga mencapai hipotalamus.94 Dalam hipotalamus lateral, input glutamat memulai makan dan GABA menghentikannya. Ini ditunjukkan oleh microinjection dan studi microdialysis kami.95,96
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, Masukan DA dari otak tengah ke NAc dapat bertindak untuk merangsang pendekatan dan menghambat penghindaran, sehingga mendorong pengulangan perilaku. Eksitasi dibayangkan melalui reseptor D1 pada neuron “pendekatan” GABA-dynorphin dan penghambatan melalui tipe D2 pada neuron “penghindaran” enabephalin GABA. Memang, stimulasi D2 lokal dapat menyebabkan tanda-tanda keengganan, seperti menganga dan menggosok dagu.97 DA yang bekerja melalui reseptor D2 mengurangi respons neuron striatal-pallidum GABA terhadap glutamat dan mempromosikan depresi jangka panjang pada transmisi glutamatergik.98 Reseptor D1 dilaporkan mempromosikan respons terhadap input gluta-mate yang terkoordinasi kuat dan potensiasi jangka panjang, setidaknya dalam neuron GABA yang diproyeksikan ke nigra.99,100 Reseptor D1 dalam gerakan mata yang berhubungan dengan potensiasi caudate, dan sekali lagi, fungsi reseptor D2 adalah kebalikannya.101 Ini memberikan dukungan untuk skema yang ditunjukkan pada Gambar 3 Sejauh cangkang accumbens diatur sepanjang garis yang mirip dengan striatum punggung. Ada berbagai pandangan yang diungkapkan dalam literatur yang menggambarkan jalan dari accumbens ke pallidum, nigra, dan hipotalamus. Masing-masing mungkin memiliki fungsi yang berbeda berkaitan dengan perolehan dan ekspresi tanggapan terkondisi dan kinerja instrumental.102-104 Di dalam accumbens, shell dan core harus dibedakan, baik dari segi fungsi dan urutan tindakannya.105-109 Selain itu, pengukuran subsecond oleh in vivo voltammetry menunjukkan pelepasan DA dalam "lingkungan mikro" dari accumbens dapat bervariasi dengan subpopulasi spesifik spesifik input DA.110
Lonjakan DA sebagai respons terhadap penyalahgunaan obat-obatan menyebabkan perubahan di hilir, seperti pascasinaps, akumulasi intraseluler dari Delta FosB, yang dapat mengubah produksi gen untuk reseptor dan komponen seluler lainnya sebagai bentuk kompensasi; ini kemudian dapat menumbuhkan pemulihan obat yang restoratif selama pantang.31 Kami menyarankan bahwa jika kaskade perubahan intraseluler ini dapat terjadi sebagai respons terhadap penyalahgunaan obat, itu mungkin juga terjadi ketika lonjakan berulang DA yang disebabkan oleh pesta gula.11,61 Hipotesis ini didukung oleh bukti terbaru yang menunjukkan bahwa penguat alami, seperti sukrosa dan perilaku seksual, mengubah ekspresi Delta FosB di NAc.111
Acetylcholine interneurons dapat bertindak sebagai proses lawan untuk menghentikan perilaku dengan melakukan kebalikan dari DA pada beberapa sinapsis accumbens seperti yang disarankan dalam Gambar 3. ACh secara teoritis menghambat pendekatan nafsu makan dan merangsang jalur penghindaran-penghindaran; ini bisa disebabkan oleh efek sinaptik pada reseptor M2 muskarinik dan M1, masing-masing (Ara. 3). Sejumlah penelitian pada tikus mendukung pandangan bahwa accumbens ACh interneuron menghambat perilaku, termasuk penghambatan perilaku makan dan asupan kokain.61,91,112,113 Agonis muskarinik yang diaplikasikan secara lokal pada accumbens dapat menyebabkan depresi perilaku dalam uji berenang dan antagonis M1 yang relatif spesifik mengurangi depresi.114 Dynorphin dan pemancar lain juga masuk ke dalam kendali sistem ini dengan depresi sebagai salah satu hasilnya.115 Keengganan rasa yang terkondisi melepaskan ACh116 dan neostigmin, yang digunakan untuk meningkatkan kadar ACh lokal, cukup untuk menimbulkan keengganan pada rasa yang sebelumnya dipasangkan dengan injeksi kolinergik.117 Ini menunjukkan bahwa ACh berlebihan dapat menyebabkan keadaan permusuhan yang dimanifestasikan sebagai keengganan rasa terkondisi. Tindakan yang mungkin dari obat muskarinik dan nikotinik lainnya di accumbens tidak cocok dengan model kami94,118,119 dan dibahas di tempat lain mengingat kemungkinan bahwa beberapa agonis muskarinik melepaskan DA dan beberapa antagonis muskarinik dapat bertindak melalui reseptor M2 untuk melepaskan ACh.87,120 Interneuron AC dapat dihambat oleh DA melalui reseptor D2, seperti yang ditinjau oleh Surmeier et al.98 Saran ini cocok dengan Gambar 3, yang menunjukkan bahwa lebih sedikit pelepasan ACh akan mengurangi aktivitas di "jalur penghindaran" dan mempromosikan "pendekatan."
Setelah menyarankan bahwa lonjakan DA yang disebabkan oleh pesta gula mungkin bertindak melalui mekanisme yang dikenal untuk mempromosikan kecanduan, penting untuk dicatat bahwa pemberian makan palsu, yang dapat mengurangi sinyal kenyang ACh,61 akan membuat respons accumbens keseluruhan bahkan lebih seperti respons DA yang dilihatnya dengan beberapa penyalahgunaan obat-obatan seperti opiat121 dan alkohol.122 Sangat menggoda untuk berspekulasi bahwa ini diterjemahkan menjadi gangguan pembersihan pesta manusia seperti yang terlihat pada bulimia. Pesta gula dan pembersihan, menurut percobaan tikus, akan menghasilkan pelepasan DA yang tidak dihambat oleh ACh dalam accumbens.
Keluaran GABA accumbens, di bawah pengaruh yang berlawanan dari DA dan ACh, berpartisipasi dalam kontrol glutamat hipotalamus lateral dan pelepasan GABA. Kelompok Rada memiliki data baru yang menunjukkan bahwa sel-sel keluaran GABA accumbens memiliki reseptor muskarinik, dan agonis muskarinik yang disuntikkan di NAc menyebabkan perubahan signifikan pada pelepasan glutamat dan GABA di hipotalamus lateral (Rada et al, tidak dipublikasikan). Hal ini konsisten dengan mikrodialisis dan bukti injeksi lokal bahwa glutamat hipotalamus lateral terlibat dalam memulai makan dan GABA dalam menghentikannya.95,123,124 Dengan demikian, model ini didukung oleh bukti bahwa accumbens output berpartisipasi dalam kontrol sistem pemberian makan hipotalamus dan kenyang. Dalam accumbens, DA dan ACh dapat memulai dan menghentikan motivasi makan dengan mengendalikan fungsi-fungsi ini melalui glutamat dan pelepasan GABA di hipotalamus. Jelas, ini adalah penyederhanaan yang berlebihan, tetapi ini adalah teori bahwa data kami saat ini mendukung dan, karenanya, dapat menjadi bagian dari gambaran yang lebih besar yang pada akhirnya akan muncul.
KESIMPULAN
Artikel ini merangkum data yang menunjukkan bahwa, asupan gula yang diulang dan berlebihan dapat menyebabkan perubahan otak dan perilaku yang sangat mirip dengan efek penyalahgunaan obat. Karenanya, gula bisa membuat ketagihan dalam keadaan khusus. Di sisi lain, makan berlebihan pada lemak, atau bahkan lemak manis, telah memberikan hasil negatif sejauh menyangkut penarikan, menunjukkan bahwa sistem saraf yang berbeda terlibat. Diet tinggi lemak, jika tikus memakannya setiap hari, dapat menyebabkan penambahan berat badan ekstra. Tikus yang rentan terhadap obesitas pada diet tinggi lemak menunjukkan kadar DA rendah-basal di NAc, seperti halnya tikus dengan berat badan kurang, menunjukkan bahwa keduanya dapat makan berlebihan secara oportunistik dengan cara yang mengembalikan kadar DA. Lonjakan DA yang diinduksi pesta makan sebagian bertanggung jawab atas adaptasi saraf yang bermanifestasi sebagai sensitisasi lokomotor dan peningkatan motivasi yang diinduksi pantang untuk makanan. Opioid adalah bagian penting lain dari gambar, tetapi sistem pastinya tidak diketahui, karena opioid dapat menginduksi pemberian makan di banyak daerah otak. Tampaknya opioid mungkin bertanggung jawab untuk tanda-tanda penarikan dan untuk inkubasi yang dipicu oleh kambuh karena isyarat. ACh di NAc adalah salah satu kekuatan penyeimbang dalam proses ini. Pesta gula tampaknya menunda pelepasan ACh, dan memberi makan palsu sangat melemahkannya. Ini semua konsisten dengan model di mana DA merangsang pendekatan dan menghambat output penghindaran di NAc. ACh melakukan yang sebaliknya, kecuali dihindar dari penyalahgunaan obat terlarang, pesta gula, atau pembersihan.
Ucapan Terima Kasih
Didukung oleh USPHS, Hibah DA10608, MH65024, dan AA12882 (untuk BGH) dan fellowship DK-079793 (ke NMA).
REFERENSI