Divergent Schaltkreesser, déi Basis vu Liewensmëttelbelounung an Intakeeffekter vu Ghrelin hunn: Dopaminergesch VTA-Accumbens Projektioun vermittelt den Effekt vu Ghrelin op Nahrungsbelounung awer net Nahrungsaufnahme (2013)

Neuropharmakologie. 2013 Oct; 73: 274-83. Doi: 10.1016 / j.neuropharm.2013.06.004. Epub 2013 Jun 14.

Skibicka KP1, Shirazi RH, Rabasa-Papio C, Alvarez-Crespo M, Neuber C, Vogel H, Dickson SL.

mythologesch

Obesitéit huet weltwäit Epidemie Proportiounen erreecht a schreift ewell dréngend datt Mechanismen mat erléissege an onkontrolléiert Nahrungsauflëss verstoen. Ghrelin, deen eenzegen bekannt zirkuléierend orexigene Hormon, erhöht potenziell Liewensmëttelbelaaschtungsverhalen. D'neurochemisch Schaltkreesser, déi d'Ghrelin mat dem mesolimbic Belounungssystem verbënnt an d'erhéite Liewensprobleemt Verhalen unerkannt. Hei kontrolléieren ob d'VTA-NAc dopaminerge Signalisatioun fir d'Effekter vun der Ghrelin op d'Belounung vun der Ernährung an d'Erfëllung noutwendeg ass. Zousätzlech beméien mir d'Méiglechkeet endogenes Ghrelin, deen op den VTA-NAc Dopamin Neuronen handelt. E D1-ähnlechen oder e D2-Rezeptor-Antagonist gouf an der NAc an der Kombinatioun mat der Ghrelin-Mikroinjektioun an de VTA injizéiert fir ze ermëttelen, ob dës Blockade d'Verhale vu Ghrelin induzéiert ass. VTA Injektiounen vu Ghrelin produzéiert eng wesentlech Zuel vun Liewensmotivatioun / Belounung Verhalens, wéi gemooss duerch sukroseinduiege progressiv Verhältnisser Operating Conditioning a Chow-Ansammlung. Pretreatment entweder mat engem D1-ähnlechen oder D2-Rezeptor-Antagonist an der NAc, komplett blockéiert d'Belounung vun der Ghrelin komplett, ouni datt d'Chow-Intakt intakt ass. Mir hunn och fonnt datt dës Schaltung potenziell relevant ass fir d'Auswierkunge vun endogen Ghrelin als zwou Antagonisten reduzéiert Fasten (e staarke héich zirkuléierende Niveau vu Ghrelin) erhielten sukrose-motivéiert Verhalen awer net chow Hyperphagie. Gitt zesummen eis Daten datt de VTA zu NAc Dopaminergie projections, zesumme mat D1-ähnlechen a D2-Rezeptoren am NAc, als essentielle Elementer vun den ghrelin Response Circuits, déi d'Verdeelung vum Liewensproblem kontrolléieren. Interessant Resultater proposéieren och datt d'Liewensqualitéit Belaaschtung an einfache Verwäertung vu Chow kontrolléiert ginn duerch ënnerschiddlech Schaltkreesser, wou NAc Dopamin eng wichteg Roll an der Nahrung belount, awer net am Nahrungsaufgab spillt.

Héichpunkter

  • Intra-VTA ghrelin engagéiert Accumbal D1- a D2 Rezeptoren.

  • Ernährungsprobleemer erhéicht d'Liewensqualitéit Belaaschtung duerch accumbal D1- a D2 Rezeptoren.

  • D'Nahrung ass onbefaasst duerch accumbal D1 a D2 Manipulatiounen.

  • Eier Belounungsverhalen a einfache Chow-Intakt gëtt kontrolléiert duerch ënnerschiddlech Schaltkreesser.

  • NAc Dopamin spillt eng wichteg Roll an d'Nahrungsaach, awer net am Nahrungsaufgab.


mythologesch

Obesitéit huet weltwäit Epidemie Proportiounen erreecht a schreift ewell dréngend datt Mechanismen mat erléissege an onkontrolléiert Nahrungsauflëss verstoen. Ghrelin, deen eenzegen bekannt zirkuléierend orexigene Hormon, erhöht potenziell Liewensmëttelbelaaschtungsverhalen. D'neurochemisch Schaltkreesser, déi d'Ghrelin mat dem mesolimbic Belounungssystem verbënnt an d'erhéite Liewensprobleemt Verhalen unerkannt.

Hei kontrolléieren ob d'VTA-NAc dopaminerge Signalisatioun fir d'Effekter vun der Ghrelin op d'Belounung vun der Ernährung an d'Erfëllung noutwendeg ass. Zousätzlech beméien mir d'Méiglechkeet endogenes Ghrelin, deen op den VTA-NAc Dopamin Neuronen handelt. E D1-ähnlechen oder e D2-Rezeptor-Antagonist gouf an der NAc an der Kombinatioun mat der Ghrelin-Mikroinjektioun an de VTA injizéiert fir ze ermëttelen, ob dës Blockade d'Verhale vu Ghrelin induzéiert ass. VTA Injektiounen vu Ghrelin produzéiert eng wesentlech Zuel vun Liewensmotivatioun / Belounung Verhalens, wéi gemooss duerch sukroseinduiege progressiv Verhältnisser Operating Conditioning a Chow-Ansammlung. Pretreatment entweder mat engem D1-ähnlechen oder D2-Rezeptor-Antagonist an der NAc, komplett blockéiert d'Belounung vun der Ghrelin komplett, ouni datt d'Chow-Intakt intakt ass. Mir hunn och fonnt datt dës Schaltung potenziell relevant ass fir d'Auswierkunge vun endogen Ghrelin als zwou Antagonisten reduzéiert Fasten (e staarke héich zirkuléierende Niveau vu Ghrelin) erhielten sukrose-motivéiert Verhalen awer net chow Hyperphagie.

Gitt zesummen eis Daten datt de VTA zu NAc Dopaminergie projections, zesumme mat D1-ähnlechen a D2-Rezeptoren am NAc, als essentielle Elementer vun den ghrelin Response Circuits, déi d'Verdeelung vum Liewensproblem kontrolléieren. Interessant Resultater proposéieren och datt d'Liewensqualitéit Belaaschtung an einfache Verwäertung vu Chow kontrolléiert ginn duerch ënnerschiddlech Schaltkreesser, wou NAc Dopamin eng wichteg Roll an der Nahrung belount, awer net am Nahrungsaufgab spillt.

Schlësselwieder

  • ghrelin;
  • Liewensmotivatioun;
  • Nahrung ass;
  • Overeating;
  • Operatioun Conditionnel;
  • Zidderen;
  • D1;
  • D2

1. Aféierung

Déi zirkuléierend Hormon Ghrelin an déi neuresch Schaltungen, duerch déi se funktionnéiert, sinn am Laaf vun den Obesitéit an der Appetitskontrolle gutt analyséiert (Skibicka a Dickson, 2011), motivéiert och duerch therapeutesch Méiglechkeeten an dëser Krankheet (Cardona Cano et al., 2012). Ghrelin ass eenzegaarteg ënnert den zirkuléierende Gutt Peptide, sou datt d'Nahrungsaufgab erhëtzt (Wren et al., 2000, Inui, 2001, Shintani et al., 2001 an Kojima an Kangawa, 2002) e CNS-Effekt, deen duerch engagéiert Rezeptoren vermëttelt gëtt, GHS-R1A (Salome et al., 2009 an Skibicka et al., 2011) ënner anerem déi am Gehirergebitt, déi an der "homostatescher Ernährung" involvéiert sinn (dh mat Energieverbrauch verknascht), dem Hypothalamus a vum Brainstamm (Melis et al., 2002, Faulconbridge et al., 2003 an Olszewski et al., 2003). Viru kuerzem war et eng Roll fir Ghrelin ausserhalb vun hierotostatesche Regiounen entstanen. GHS-R1A ass och an de Schlësselknäppchen vum mesolimbic Belounungssystem an an Gebidder wéi déi ventral Tegmentalgebitt (VTA) an den Nukleus accumbens (NAc) (Zigman et al., 2006 an Skibicka et al., 2011), Beräicher, déi an engem motivéierte Verhalensverhalen involvéiert sinn, déi och mat "hedonescher Ernährung" verknëcht (dh Nahrungsaufnahme mat sengen belountend Properties) gekoppelt ass. Ghrelin kënnt d'Nahrungsaufnahme vun deenen vun dëse Siten z'erreechen an dësen Effekt ass wahrscheinlech mat senger Aktioun verknäicht fir den Incentive a motivational Belounungsniveau vu Liewensmëttel ze erhéijen (Naleid et al., 2005, Abizaid et al., 2006 an Skibicka et al., 2011). Esou wéi an voll voll satiéierten Ratten oder Mais, ghrelin an der Peripherie oder zentraler Säit (och direkt an de VTA) applizéiert gëtt zu enger verstäerkter Nahrungsaufnahme a gläichzäiteg Liewensmëttelbeliewen (Naleid et al., 2005, Perello et al., 2010, Skibicka et al., 2011 an Skibicka et al., 2012b) reflektéiert, zum Beispill, duerch erhéicht Hebelwierk fir e Zocker Beliefung an engem progressive Verhältnisser Operativer Schedule. Dës Aktioun reflektéiert eng nei Schwieregkeeten fir Ghrelin am mesolimbic Belounungssystem fir d'Belounungsverhalen ze verbesseren, net nëmmen fir Liewensmëttel, awer och fir Alkohol an Drogen vu Mëssbrauch (Dickson et al., 2011). Wichteg ass dëst Effekt vu Ghrelin op Nahrungsmotivatioun iwwer Zeegnesstéierungssignal, wéi d'Ghrelin Eliminatioun vun der Liewensprobleemnis vun der Liewensqualitéit zu satiéierten Déieren zu engem Niveau vergläicht mat deem wat an Nahrungsergäng verschwonnen ass. Ausserdeem ass d'Tatsaach datt d'Blockade vum Ghrelin Signal, net nëmmen systemesch, mä och selektiv am VTA (Skibicka et al., 2011), entstinn op eng potente Ënnerdréckung vum Liewensproblem, wat d'Bedeitung an d'Notwendegkeet vum Ghrelin-Signal an der Nahrung belount ass.

D'Ghrelin Aktioun op der Niveicht vum VTA ass genuch fir d'Ernährung an d'motivéiert Verhalen ze dréinen, Effekter déi Gynäkt iwwer GHS-R1A erfuerderen (Abizaid et al., 2006 an Skibicka et al., 2011). Iwwerraschend bleiwt de Circuit downstream vu ghrelin belounungsbefërderend Aktiounen an der VTA gréisstendeels ongeléist. Bannent der VTA engagéiert ghrelin opioid, NPY a GABAergesch Signalisatioun (Abizaid et al., 2006 an Skibicka et al., 2012a). Trotzdem, VTA Dopaminn'eeler, déi virdrun ze weisen fir Ghrelin Rezeptoren auszedrécken (Abizaid et al., 2006), kann de leschte VTA Zil fir d'Ghrelin Effekter op d'Liewensbelounung sinn. Geschmaach / belounend Liewensmëttel engagéieren d'VTA Dopamin Neuronen an d'Dopaminsignal a gewielten CNS Gebidder wéi den NAc, doduerch d'Liewensbelounungsverhalen ze stimuléieren (Hernandez an Hoebel, 1988 an Joseph an Hodges, 1990). Et sollt een awer bemierken datt awer ob d'Dopamine Fräiloossung staark mat motivéiert Verhalen op Nahrung gebonnen ass, ass et och noutwendeg fir d'Basis ze ernähren als Mais déi dopamine stierwen vu Hunger net ze synthetiséieren (Cannon et al., 2004). Eng funktionell Verbindung tëscht Ghrelin an Dopamin gëtt virgeschloen duerch d'Effekter vu Ghrelin op VTA Dopamin Neuron Aktivitéit an och duerch de Fakt datt intakt VTA Dopaminergesch Neuronen gebraucht gi fir d'Ghrelin Effekter op Nahrungsbelounung (Abizaid et al., 2006 an Weinberg et al., 2011). De VTA-Dopamine-Neuronen besteet awer zu enger Rei vu Siten an et bleift komplett unerkannt, ob d'Dopaminsignaliséierung an der NAc fir VTA-gëfteg Effekter vun Ghrelin op Liewensmotivéiert Verhalen néideg ass. Ausserdeem ass d'Ghrelin an d'Kontroll vu Verhale wéi déi vun der Nahrungsaufnahme oder der Motivatioun involvéiert, nämlech Neiheetskontroll, déi och mat Dopaminnemaart an der NAc (Bardo et al., 1996 an Hansson et al., 2012).

An der aktueller Studie hu mir d'Hypothese geprot, datt d'Effekter vun Ghrelin op Liewensmotiv motivéiert Verhalen an / oder d'Nahrungsaufnahme op der Ebene vum VTA bewirtschaft hunn, erfëllt Dopamine-Rezeptorignaliséierung an der NAc. Zu dësem Zweck ass d'Ernährung an d'Nahrung motivéiert Verhalen, déi indirekt duerch VTA ghrelin induzéiert gouf, am progressive Verhältnis Heber dréit fir Saccharose-Paradigma zesummen mat der simultaner NAc-Dopaminsignalblad. An eenzelne Studien hunn mir den individuellen Beitrag vum Dopamin 1 (D1) wéi Rezeptoren a Dopamin-2-Rezeptoren (D2) getest. Ausserdeem, fir den Ënnerstëtzung vun der endogene Ghrelin un d'NAc Dopaminsignal ze entdecken, hu mir festgestallt, ob dës Dopamine Rezeptor eng Roll bei der hongergetréierter Verbesserung vun der Liewensproblematik behandelen. Schliisslech, fir d'molekulare Konsequenzen vun endogen erhieltem Ghrelin bei NAc Dopaminsignaliséierung ze evaluéieren, hu mir den Effekt vum Hunger / Liewensmëttel Déprivation op mRNA Expression vun NAc Dopaminrezeptoren a Enzyme festgeluegt.

2. Material a Methoden

Déieren: Erwuesse männlech Sprague-Dawley Ratten (200-250 g, Charles River, Däitschland) goufen an engem 12-h Liicht / Däischteren Zyklus (Luuchten um 6 Auer) ënnerbruecht mat regelméisseger Chow a Waasser verfügbar ad libitum an hir Heemegidder. All Déierenregelungen goufen mat ethescher Erlaabnis gemaach an no den Institutiounen vum Institutionelle Tierkeete- a Gebrauchskomitéitskonzept.

befënnt: All Ratten an de Verhalensstudien ware mat enger Guidekanyl implantéiert (26 Jauge; Plastics One, Roanoke, VA), viséiert op d'VTA an d'NAc Schuel fir spéider unilateral, ipsilateral Injektiounen. Ketamin Anästhesie gouf benotzt. Cannulae goufen 1.5 mm iwwer der Zilplaz platzéiert, an en Injektor, deen 1.5 mm vu Guidekanulen verlängert, gouf fir Mikroinjektiounen benotzt. Fir de VTA ze viséieren, goufen déi folgend Koordinaten ausgewielt Skibicka et al. (2011): ± 0.75 vun der Mëttlinn, 5.7 mm posterior zu bregma, a 6.5 ​​mm ventral vun der Uewerfläch vum Schädel, mat Injektor viséiert 8.0 mm ventral op Schädel. Fir d'NAC Réibau goufen déi folgend Koordinaten benotzt (geännert aus Quarta et al. (2009): ± 0.75 vun der Mëttlinn, 1.7 mm anterior zu Bregma, an 6.0 mm ventral zum Schädel, mat Injektor geziilt 7.5 mm ventral). Kanüle goufen um Schädel mat Zännacrylzement a Bijouterschrauwen befestegt a mat engem Obturator zougemaach, wéi virdru beschriwwen (Skibicka et al., 2009). An all Ratten, gouf d'Mikroinjektiounsplaz fir béid VTA an NAc post mortem verifizéiert, duerch Mikroinjektioun vun Indien-Tënt am selwechte Mikroinjektiounsvolumen (0.5 μl), déi an der ganzer Studie benotzt gouf. Nëmme Sujete mat der richteger Plazéierung (Fig. 2) goufen an der Datenanalyse agefouert.

  • Bildgréisst (48 K)
  • Fig. 1.  

    Diagrammer déi verschidde experimentaalt Design entwéckelt hunn. De Schedule 1 gouf benotzt fir Daten ze presentéieren Figebam. 3 an 4. De Schedule 2 gouf benotzt fir Daten ze presentéieren Fig. 5 a Schedule 3 fir Donnéeën déi am Bild sinn Figebam. 6 an 7. Déi masseg groe Këschten representéieren Perioden, wann d'Miessunge gesammelt goufen.

  • Bildgréisst (77 K)
  • Fig. 2.  

    Vertrieder NAc (A) a VTA (B) Injektiounsplaz (vum Krees uginn). Riets Panel representéiert d'koronal Rat Gehirn Sektioun mat Indien-Tënt mikroinjektéiert an d'VTA oder NAc Shell (NAcS) am 0.5 μl Volumen an der Studie benotzt. Déi lénks Panel weist e korrespondéierte Rat Gehir Atlas Sektioun, 2.16 mm anterior zu Bregma fir den NAc an 5.64 posterior zu Bregma fir de VTA; Aq, Aquadukt; cc, Corpus Collosum; CPu, caudate a Putamen; LV, lateral Ventrikel; NAcC, NAc Kär; SN, substantia nigra.

2.1. Operatioun Conditionnement

Operant Konditiounsexperimenter stattfonnt an Rat Operant Conditioning Chambers (30.5 × 24.1 × 21.0 cm; Med-Associates, Georgia, VT, USA). D'Trainingsprozedur déi fir operant Konditioun benotzt gouf gouf vu fréiere Studien ugepasst (la Fleur et al., 2007 an Hansson et al., 2012). Fir den Operant Training fir Saccharose ze erliichteren, goufen all Ratten enger mëller Nahrungsbeschränkung ausgesat, wärend hiren initialen Kierpergewiicht iwwer eng Period vun enger Woch no an no op 90% reduzéiert gouf. Virun der Placement an den operanten Këschte goufen d'Ratten de Saccharosepellets ausgesat (45 mg Saccharosepellets; Test Diät, Richmond, IN, USA) an der Heem Käfeg Ëmfeld op op d'mannst zwee Mol. Als nächst hunn d'Ratten geléiert fir Presse fir Saccharosepellets ënner engem fixen Verhältnis FR1 Zäitplang, mat 2 Sessiounen / Dag. Am FR1 huet eng eenzeg Press op den aktiven Hiewel zu der Liwwerung vun enger Saccharosepellet resultéiert. All FR Sessiounen hunn 30 Minutte gedauert oder bis d'Ratten 50 Pellets verdéngt hunn, jee nodeem wat geschitt ass. Déi meescht Ratten hunn d'50 Pellets pro Sessiounscritère no 5-7 Deeg erreecht. Dréck op den inaktiven Hiewel goufen opgeholl, awer hate keng programméiert Konsequenz. FR1 Zäitplang Sessions goufe vu FR3 a FR5 gefollegt (dh 3 respektiv 5 Pressen pro Pellet). De FR5 Zäitplang gouf gefollegt vum progressive Verhältnis (PR) Zäitplang wärend d'Käschte vun enger Belounung progressiv fir all folgend Belounung erhéicht goufen, fir de Betrag vun der Aarbecht ze bestëmmen déi de Rat bereet ass fir d'Belounung ze kréien. D'Reaktiounsufuerderung ass no der folgender Equatioun eropgaang: Äntwertverhältnis = (5e (0.2 × Infusiounsnummer)) - 5 duerch déi folgend Serie: 1, 2, 4, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50 , 62, 77, 95, 118, 145, 178, 219, 268, 328. D'PR Sessioun ass op en Enn gaang wéi de Rat net konnt eng Belounung bannent 60 min verdéngen. Äntwert war als stabil ugesinn wann d'Zuel vu Liewensmëttelpellets pro Sessioun verdéngt net méi wéi 15% fir dräi hannereneen Sessiounen ënnerscheet. In de meeschte Fäll huet d'Äntwert stabiliséiert bannent 5 Sessiounen. Déi Ratten, déi net déi néideg Kriterien an där Zäit erreecht hunn, goufen an zousätzlech Sessiounen trainéiert. De PR Test gouf op 1 Sessioun / Dag gemaach. Ratten goufen uschléissend an hir Heemechtskäfeger fir 1 h Chow-Intake-Messung transferéiert. Um Enn vum Training a virum Operatioun an Tester haten Ratten ad libitum Zougang zu normale Chow.

2.2. Drogen

Acyléiert Rat Ghrelin (Tocris, Bristol, UK) gouf an der VTA an enger Dosis vun 1.0 μg mat künstlechen zerebrospinalen Flëss (aCSF) als Gefier (a Kontroll) verwalt. D'1.0 μg Dosis vu Ghrelin gouf virdru gewisen fir den Operant ze reagéieren fir op Zocker ze reagéieren an eng orexigen Äntwert z'inducéieren wann se an d'VTA geliwwert ginn (Naleid et al., 2005 an Skibicka et al., 2011). Den D1-ähnlechen Rezeptor-Antagonist, SCH-23390, gouf dem NAc an enger Dosis vun 0.3 μg (Tocris) verwalt, mat aCSF als Gefier (Kontroll). Fir d'Nahrungsmangelstudie gouf d'Dosis op 0.5 μg erhéicht wéinst Mangel un Effekt vun der ursprénglecher 0.3 μg Dosis. SCH-23390 ass e staarken a selektive Antagonist vun D1-ähnlechen Dopaminrezeptoren mat> 1000-fache Affinitéit fir D1-ähnlech versus D2-ähnlech Dopaminrezeptoren (Barnett et al., 1986). Et huet eng ähnlech Affinitéit fir D1- a D5 Receptoren (Barnett et al., 1992) Dofir wäerte mir an der ganzer Studie op seng Fäegkeet bezéien D1-ähnlech Rezeptoren ze blockéieren, e Begrëff deen D1 an D5 Rezeptoren ëmfaasst. Déi initial 0.3 μg Dosis vu SCH-23390 gouf gewielt op Basis vun (Grimm et al., 2011). Dës Dosis, déi an d'Schuel vun NAc injizéiert gouf, gouf gewisen, effektiv ze reduzéieren den Hiewel ze drécken fir eng Zeil, déi virdru mat der Liwwerung vun enger Saccharose-Léisung gepaart gouf, ouni d'Performance am inaktiven Hiewel ze beaflossen. Den Dopamin D2 Rezeptor Antagonist, Eticloprid Hydrochlorid (Tocris), gouf an den NAc mat aCSF als Vehikel (Kontroll) verwalt. Déi éischt Dosis vun der gewielter Eticloprid (1.0 μg) baséiert op (Laviolette et al., 2008) awer gouf op 1.5 μg an der Nahrungsmangelstudie erhéicht. All Medikamenter goufen an engem 0.5 μl Volumen vun aCSF geliwwert.

2.3. Experimentaler Design

All Ratten kruten NAc a VTA riicht Injektiounen fréi am Liichtzyklus, mat der zweeter Injektioun op 10 min virum Start vun Operant Tester. All Konditioune goufen duerch e Minimum vun 48 h getrennt a lafen op engem ausgeglachene Wee, sou datt all Rat all véier Konditioune krut: éischt Gefier oder Dopamin Rezeptor Antagonist zum NAc an dann, 10 min méi spéit, Gefier oder Ghrelin op d'VTA. Fir all Rat waren d'ipsilateral VTA an NAc gezielt. Detailer vun all Experiment sinn och illustréiert am Fig. 1.

2.3.1. D'Effekt vun der D1-ähnlecher Rezeptorblockade op Ghrelinindustrie Liewens belodung an Chow Loftfaarf

D'Response goufen iwwer zilorientéiert VTA an NAc (n = 12-14) Medikament Liwwerung no véier Bedéngunge wéi follegt: 1) Kontrollzoustand (Gefierléisunge fir den NAc a VTA), 2) NAc Gefier + VTA 1.0 μg ghrelin, 3) NAc 0.3 μg SCH-23390 + VTA Gefier, 4 ) NAc 0.3 μg SCH-23390 + VTA 1.0 μg ghrelin. Testen gouf am satiéierten Zoustand (no der donkeler Zyklusperiod vun der Ernierung) gemaach. Op experimentellen Deeg gi Ratten zréck an hir Heemechtskäfeg no 120 min Operant Tester a Chow-Intake gouf während 1 h an der Heemkäfeg Ëmfeld gemooss (wéi am Zäitplang 1, Fig. 1). Dëse Zäitpunkt entsprécht der drëtter Stonn no der VTA-Ghrelin Injektioun, während där eng orexigene Reaktioun sollt weidergoen, baséiert op vun fréiere Studien, déi den Zäitrad vun der Ghrelin explodéiert, verwaltung zentral oder peripher ( Wren et al., 2000 an Faulconbridge et al., 2003) an eis fréier Studien, déi en ähnlechen experimentelle Setup benotzen.

2.3.2. D'Effekt vun der D2-Rezeptorblockade op Ghrelin-induzéierter Iessbudil a Belaaschtung

D'Response goufen iwwer zilorientéiert VTA an NAc (n = 7) Medikament Liwwerung a véier Konditioune wéi follegt: 1) Kontrollzoustand (Gefierléisunge fir den NAc a VTA), 2) NAc Gefier + VTA 1.0 μg ghrelin, 3) NAc 1 μg eticloprid Hydrochlorid + VTA Gefier, 4) NAc 1 μg Eticloprid Hydrochlorid + VTA 1.0 μg Ghrelin. Testen gouf am satiéierten Zoustand (no der donkeler Zyklusperiod vun der Ernierung) gemaach. Ratten goufen no 120 Minutte vun Operant Tester an hir Heemechtskäfeg zréckginn an d'Chow-Intake gouf während 1 h an der Heem Käfeg Ëmfeld gemooss (wéi am Zäitplang 1, Fig. 1) als ghrelin-vermittelten orexigenen Effekt ass nach ëmmer no enger verspéiter Plazéierung vu Chow Pellets (no 2 h).

2.3.3. Effekte vun D1-ähnlechen a D2-Rezeptorblockaden (getrennt oder kombinéiert) op Ghrelin induzéiert Chow-Ansammlung eleng

Fir ze bestätegen datt d'Resultater déi op der Chow-Intake an de fréiere Experimenter kritt goufen net verwiesselt goufen duerch déi fréier Beliichtung fir d'Sucrose am operanten Paradigma oder d'2 h Zäitverzögerung, an enger separater Studie, hu mir d'Effekter vun der NAc Liwwerung vun der zwee Dopamin Rezeptor Antagonisten eleng oder a Kombinatioun op VTA ghrelin-induzéierter 2 an 3 h Nahrungsaufnahme bei satéierte Ratten (n = 10-11; wéi am Zäitplang 2, Fig. 1). An dësem Fall waren d'Ratten net dem operante Konditiounsparadigma ausgesat virum Chowmessung. Dofir gouf d'Nahrungsaufnahme gemooss no geziilter VTA an NAc Medikament Liwwerung no véier Konditioune wéi follegt: 1) Kontrollzoustand (Gefierléisunge fir den NAc a VTA), 2) NAc Gefier + VTA 1.0 μg ghrelin, 3) NAc Dopamin Rezeptor Antagonist + VTA Gefier, 4) NAc Dopamin Rezeptor Antagonist + VTA 1.0 μg Ghrelin. Als éischt hunn mir déi zwee Dopamin Rezeptor Antagoniste getrennt exploréiert sou datt, ënner Bedingungen 3 a 4, eng Grupp vu Ratten 0.3 μg SCH-23390 krut an déi aner Grupp 1 μg Eticloprid Hydrochlorid krut. No der Genesung fir 3 Deeg gouf ongeféier d'Halschent vun de Ratten aus all Grupp nei getest, dës Kéier mat enger Kombinatioun vun deenen zwee Antagonisten a Konditiounen 3 a 4. A jidd vun dësen 3 Experimenter gouf e counterbalanced Design tëscht Behandlungen benotzt, wéi fréier (all Ratten kruten all Konditioune bei all Experiment fir de Sujetverglach vum Effekt). D'Positioun vun de Kanüle gouf post mortem wéi virdru verifizéiert. Déi gewisen Daten enthalen nëmme Ratten mat Injektiounsplacement bestätegt fir d'VTA an NAc z'erreechen.

2.3.4. Effekt vun D1-ähnlechen a D2-Rezeptorblockaden op Nahrungsergänzung induzéiert Nahrung Belounung an Chow Loftfaarf

D'Dopamine Rezeptor-Antagonisten goufen an 2 verschidden Experimenter getest. Am éischten Experiment goufen d'Äntwerten nom gezielte NAc (n = 20) Liwwerung vun entweder Gefier oder dem D1-ähnlechen Rezeptor-Antagonist (0.5 μg SCH-23390). Testen gouf am Faaschtenzoustand gemaach (nodeems d'Iessen fir d'Dauer vun der donkeler Zyklusperiod limitéiert war). Am zweeten Experiment goufen d'Äntwerten no geziilter NAc gepréift (n = 7) Liwwerung vun entweder Gefier oder 1.5 μg NAc eticloprid Hydrochlorid. Testen gouf am Faaschtenzoustand gemaach (nodeems d'Liewensmëttel fir d'Dauer vun der donkeler Zyklusperiod limitéiert waren; wéi am Zäitplang 3 illustréiert, Fig. 1).

2.3.5. Ernährungsprivileg-induzéiert Verännerunge vun der Dopaminsberéierung an NAc

Den Droamin-Rezeptor D1A, D2, D3, D5, Catechol-O-Methyltransferase (COMT) a Monoaminoxidase A (MAO)] goufen an der NAc gemooss.

2.3.6. D'RNA-Isolatioun an d'mRNA-Expression

Gehirer goufen séier ofgeschaaft an den NAc gouf mat enger Gehirmatrice dissektéiert, a flëssege Stickstoff gefruer a bei -80 ° C gespäichert fir spéider Determinatioun vum mRNA Ausdrock. Individuell Gehirproben goufen zu Qiazol (Qiagen, Hilden, Däitschland) homogeniséiert mat enger Tissue Lyser (Qiagen). Total RNA gouf extrahéiert mat RNeasy Lipid Tissue Mini Kit (Qiagen) mat zousätzlech DNAse Behandlung (Qiagen). RNS Qualitéit a Quantitéit goufen duerch spektrophotometresch Miessungen (Nanodrop 1000, NanoDrop Technologies, USA) beurteelt. Fir cDNA Synthese gouf iScript cDNA Synthesekit (BioRad) benotzt. Real-Zäit RT Hinnen alleguer war mat TaqMan gesuergt® Sonde a Primer baut fir Zilgenen aus engem on-line Katalog (Applied Biosystems) gewielt. Gene Ausdrock Wäerter sech baséiert op der berechent Ct Method ( Livak a Schmittgen, 2001), woubäi de ad libitum Eng Grupp war de Kalibrator bezeechent. Glyceraldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) gouf als ReferenzgGen benotzt.

2.3.7. Statistesch Analyse

All Verhalen vu Parameteren analyséiert ginn duerch ënnerschiddlech Moossnamen Analyse vu Varianz (ANOVA), gefollegt vun hoc Tukey HSD Test wéi ubruecht oder Student t Test wou nëmmen zwou Konditiounen vergläicht waren. All statisteschen Analysen goufen iwwer d'GraphPad Software gemaach. D'Ënnerscheeder goufen als bedeitend bei p <0.05.

3. Resultater

3.1. D'Effekt vun der D1-ähnlecher Rezeptorblockade (NAc) op der VTA ghrelinindustrieller Nahr belount a Chow Loft

Fir festzestellen, ob Aktivitéit bei den D1-ähnlechen Receptoren néideg ass fir den VTA-Ghrelin-induzéierten Zousaz an der Liewensproblematik ze verlaangen, huet d'Auswierkunge vu Virbehandlung mat engem D1-ähnlechen Antagonist (SCH-23390) op Ghrelin-induzéierter Operant fir Saccharose gepréift. En Post hoc Tukey Test no enger eenzeger Manéier ANOVA (F(3,33) = 11.1, p <0.0005; F(3,33) = 3.7, p <0.01; F(3,39) = 3.6, p <0.05 fir Belounungen, aktiven Hiewel respektiv Chow) huet e wichtegen Effekt vu Ghrelin opgedeckt fir d'Zuel vun de verdéngte Belounungen ze erhéijen (p <0.0005; Fig. 3A), d'Zuel vun den aktiven Hebelpressen (p <0.05; Fig. 3B), a Koexceptioun (p <0.05; Fig. 3C). D'Verhalensverhalen ass assoziéiert Parameteren, d'Bénévolen déi verdéngten an aktiven Hebelpräiter waren, goufen duerch SCH-23390-Vorbehandlung ( Fig. 3A, B). Aktivitéit am inaktiven Heber war e kloren an net vill ënnerschiddlech tëscht den verschiddenen Behandlungsgruppen ( Fig. 3B) fir datt d'Behandlung net onpezifesch net-zielt Direktioun Verännerungen an Aktivitéit produzéiert. Chow Hyperphagie déi no Ghrelin beobachtet gouf Mikroinjektioun an de VTA gouf vun der SCH-23390-Vorbehandlung net geännert ( Fig. 3C). Dës Donnéeë beweisen datt Dopamin an D1-ähnlech Rezeptoren an der NAc Shell erofstroum vu Ghrelin sinn a si noutwendeg fir VTA verwalt Ghrelin fir hir Auswierkungen op Liewensmëttelbelounungsverhalen ze maachen. Si sinn awer net essentiell fir d'Fäegkeet vu Ghrelin d'Chow-Intake ze erhéijen. NAc Behandlung mat SCH-23390 hat keen Effekt u sech op entweder Operateur reagéiert op Liewensmëttel oder Chow-Ansammlung ( Fig. 3).

  • Bildgréisst (37 K)
  • Fig. 3.  

    D'Effekter vun der intra-NAc Shell D1 Rezeptor Blockade op intra-VTA ghrelin-induzéiert Liewensmëttel Belounungsverhalen a Chow Hyperphagie. Virbehandlung mam D1-ähnlechen Rezeptor-Antagonist, SCH-23390, huet déi ghrelin-induzéiert Erhéijung vun der Sucrose-Belounung verdéngt (A) blockéiert, an d'Zuel vun den aktive Hebelpressen (schwaarz Barren) wärend d'Aktivitéit um inaktiven Hebel (gro Barren) war net betraff vun enger vun den Behandlungen (B). Intra-VTA ghrelin Hyperphagie gouf net vun NAc Shell selektiv Blockade vun D1 Rezeptoren (C) ofgeschwächt. Wäerter ginn als Mëttel + SE ugewisen. n = 12-14. *p <0.05, ***p <0.005.

3.2. D'Effekt vun der D2 Blockade (NAc) op VTA ghrelinindustriëer Iessbuedem a Belaaschtung

Fir festzestellen, ob Aktivitéit an der D2s fir d'Expression vum VTA-ghrelininduzéierte Erhiewung vun der Liewensproblematik erfëllt ass, gouf den Impakt vun der Pretreatment mat engem selektiven D2-Antagonist (Etikloprid-Hydrochlorid) op Ghrelin induzéiert Zuel vu Sucroseoperant Verhalen getest. Eng Aart a Weis ze weisen e wesentlechen Effekt vun der Drogenbehandlung (F(3,18) = 9.5, p <0.0005; F(3,18) = 8.1, p <0.001; F(3,39) = 3.8, p <0.05 fir Belounungen, aktiven Hiewel respektiv Chow). E Post hoc Tukey Test huet eng bedeitend Erhéijung vun de verdéngte Belounungen uginn (p <0.01; Fig. 4A) an aktive Hebdopressen (p <0.01; Fig. 4B) no ghrelin Behandlung déi blockéiert goufen mat der Etikloprid-Vorbehandlung. Aktivitéit am inaktiven Heber war e kloren an net vill ënnerschiddlech tëscht den verschiddenen Behandlungsgruppen ( Fig. 4B). Am Géigesaz zu dem Operateur reagéiert Daten, Etikloprid-Vorbehandlung huet net d'Ghrelin induzéiert Zuel vun Chow-Ansammlung geännert (p <0.05; Fig. 4C). An dëser Kombinatiounsstudie gouf d'Interaktioun duerch zwee-Wee ANOVA tëscht Virbehandlung × Ghrelin a verdéngter Belounung bestätegt: F(1,24) = 4.8, p & Si besteet; aktiven Hiewel dréckt: F(1,24) = 4.7, p & Si besteet; 0.05 awer net Chow ofgeroden. Sou kënnen D2 Rezeptoren vu Ghrelin benotzt ginn fir Ännerungen am belounungsbezunnen Verhalen ze induzéieren awer net de Konsum vum Chow.

  • Bildgréisst (39 K)
  • Fig. 4.  

    D'Effekter vun der intra-NAc Shell D2 Rezeptor Blockade op intra-VTA ghrelin-induzéiert Liewensmëttel Belounungsverhalen a Chow Hyperphagie. Virbehandlung mam D2 Rezeptor Antagonist, Eticloprid Hydrochlorid (ETC), huet déi ghrelin-induzéiert Erhéijung vun der Sucrose Belounung verdéngt (A) ofgeschaaft, an d'Zuel vun den aktiven Hebelpressen (schwaarz Barren) wärend d'Aktivitéit am inaktiven Hebel (gro Barren) net war beaflosst vun enger vun den Behandlungen (B). Am Géigesaz zu intra-VTA ghrelin Hyperphagie gouf net vun NAc Shell selektiv Blockade vun D2 Rezeptoren (C) ofgeschwächt. Wäerter ginn als Mëttel + SE ugewisen. n = 7. *p <0.05, **p <0.01.

3.3. Effekt vun D1-ähnlechen a / oder D2-Rezeptorblockaden (NAc) op VTA-ghrelinindustriellen Chow-Ansammlung

Fir weider Validatioun vum Mangel un Effekt vun den zwee Dopamin Antagonisten op Chow Fütterung ze sichen, hu mir d'Studie widderholl, dës Kéier bei Ratten ni ausgesat dem operanten Konditiounsparadigma. Dës Validatiounsstudie gouf erweidert fir en drëtten Test anzebezéien an deem mir d'Effekter vun der Co-Liwwerung vun den D1-ähnlechen an D2 Rezeptor-Antagonisten un den NAc op VTA ghrelin-driven Nahrungsaufnahme exploréiert hunn. Chow Intake gouf wesentlech erhéicht vu VTA ghrelin op 2 h no Injektioun (eng Manéier ANOVA: F(3,30) = 6.4, p <0.005 an F(3,27) = 9.0, p <0.0005 fir d'D1 an d'D2 Rezeptor Studie respektiv) an dëst gouf beaflosst vu Virbehandlung entweder mat der D1-ähnlecher ( Fig. 5A) oder den D2 Rezeptor Antagonist ( Fig. 5B). Am leschte Test, de kombinéierte Effekt vun den zwee Dopamin Rezeptor Antagonisten z'ënnersichen, konnte mir kee wesentlechen Effekt vu VTA Ghrelin bis zum 3 h Zäitpunkt feststellen, vläicht reflektéiert den Impakt vun der dräifacher parenchymaler Injektioun déi an dëser Studie gebraucht gëtt. Eng Manéier ANOVA huet e bedeitende Effekt vun der Behandlung uginn (F(3,30) = 9.6, p <0.0005). Nahrungsaufnahme no der VTA Ghrelin Liwwerung huet Bedeitung am 3 h Zäitpunkt erreecht, awer dëst gouf erëm net ënnerdréckt duerch Co-Uwendung vun den Dopamin Rezeptor Antagonisten op den NAc ( Fig. 5C). An datt d'Kombinatioun vun Dopamine-Rezeptor-Antagonisten op d'NAc keng Effekt huet u sech op der Nahrung ass.

  • Bildgréisst (48 K)
  • Fig. 5.  

    D'Effekter vun der intra-NAc Shell Dopamin Rezeptor Blockade op der intra-VTA ghrelin-induzéierter Chow Hyperphagie bei Ratten ouni iergendeng Operant Training oder Saccharose Beliichtung. VTA ghrelin-induzéiert Hyperphagie gemooss op 2 h Postinjektioun gouf net vun NAc Virbehandlung mat entweder (A) engem D1-ähnlechen Rezeptor-Antagonist, SCH-23390 (SCH) oder (B) engem D2 Rezeptor-Antagonist, Eticloprid-Hydrochlorid ( ETC). An (C), Chow Hyperphagie induzéiert duerch Ghrelin gemooss um 3 h Zäitpunkt gouf net vun NAc Coadministratioun vu béiden Antagonisten ënnerdréckt. Wäerter ginn als Mëttel + SE ugewisen. n = 10-11. *p <0.05, **p <0.01.

3.4. Effekt vun D1-ähnlechen a D2-Rezeptorblockaden op Nahrungsergänzung induzéiert Nahrung Belounung an Chow Loftfaarf

Iessdeprivatioun erhéicht béid operant reagéiert an 1 h Chow Intake; Ratten hunn den aktiven Hiewel bal duebel sou vill gedréckt wann se hongereg sinn an dräi bis sechs Mol méi Chow um 1 h Moosspunkt (vergläichen Autoszoustand am Figebam. 3 an 4). D'Blockade vun D1-ähnlechen Rezeptoren an der NAc Shell verringert de Liewensmëttel deprivation-induzéierter Héicht an der Liewensproblematik vun der Liewensqualitéit reduzéiert wann se als Reduktioun vun Nahrungsergänzungen unerkannt (p <0.01; Fig. 6A) an eng Reduktioun vun aktiven Hebelpressen (p <0.01; Fig. 6B). Dës Behandlung huet keng signifikativ Auswierkungen op Nahrungsergänzung induzéiert Chow Approche ( Fig. 6C). Infusioun vun engem D2-Antagonist an der NAc Shell bedeit de Liewensmëttel Dépavation-induzéierter Héicht an der Liewensproblematik vun der Liewensqualitéit ze reduzéieren, wann se als Reduktioun vun der Ernährung behalen gëtt verdéngt (p <0.01; Fig. 7A). Och wann all Rott säin aktive Hebel reduzéiert huet no der D2 Blockade am NAc de Effekt zu enger Trend (p = 0.08; Fig. 7B) méiglecherweis wéinst héijer Baseline Variabilitéit beim Hebelpressen (Standardfehler = 86 fir Gefier an 41 fir Drogekonditioune, Gamme vun aktivem Hebel dréckt op Gefier vun 57 bis 707 Pressen). Ewechhuele vun der héchster reagéierender Rat aus dem Datensatz resultéiert am p = 0.001. Besonnesch déi ewechgeholl Rat huet 707 Pressen op Gefier gewisen an nëmmen 303 op Medikament, doduerch ënnerstëtzt och d'Gesamtkonklusioun. Weder Dopamin Rezeptor Antagonist huet geännert Hiewel dréckt am inaktiven Hiewel. Chow Intake gouf net vun der D2 Blockade am NAc geännert ( Fig. 7C).

  • Bildgréisst (29 K)
  • Fig. 6.  

    D'Effekter vun der intra-NAc Shell D1 Rezeptor Blockade op Liewensmëttelprivatioun-induzéierter Héicht am Liewensbelounungsverhalen a Chow Hyperphagie. Virbehandlung mam D1 Rezeptor Antagonist, SCH-23390, huet de Liewensmangel entzu-induzéierter Erhéijung vun der Sucrose Belounung verdéngt (A) ofgeschwächt, an d'Zuel vun den aktive Hebel dréckt wärend d'Aktivitéit um inaktiven Hiewel net vun enger vun den Behandlungen beaflosst gouf (B) . Chow Hyperphagie gouf net vun NAc Shell selektiv Blockade vun D1 Rezeptoren (C) ofgeschwächt. Wäerter ginn als Mëttel + SE ugewisen. n = 20. **p <0.01.

  • Bildgréisst (30 K)
  • Fig. 7.  

    D'Effekter vun der intra-NAc Shell D2 Rezeptor Blockade op Liewensmëttelprivatioun induzéiert Héicht am Liewensbelounungsverhalen a Chow Hyperphagie. Virbehandlung mam D2 Rezeptor Antagonist, Eticloprid Hydrochlorid (ETC), reduzéiert d'Nahrungsmangel-induzéierter Erhéijung vun der Sucrose Belounung verdéngt (A), an huet d'Zuel vun den aktiven Hebelpressen (B) ofgeschwächt. D'Aktivitéit am inaktiven Hiewel gouf net vun enger vun den Behandlungen beaflosst (B). Chow Hyperphagie gouf net vun NAc Shell selektiv Blockade vun D2 Rezeptoren (C) ofgeschwächt. Wäerter ginn als Mëttel + SE ugewisen. n = 7. **p <0.01.

3.5. Liewensmëttel deprivation-induzéiert Verännerunge vun der Dopamine-related Genexpression an NAc

Iwwernuechtung huet e wesentlechen Impakt op d'mRNA-Expression vu verschiddene Dopaminer Genen an der NAc. D'Expression vun mRNA vum Dopaminrezeptor D2 gouf signifikant reduzéiert, während Dopaminrezeptor D5 mRNA erhéicht gouf. D'Dopamine-Rezeptor D1, D3, COMT a MAO mRNAs goufen net vun der Nuechtschnouer (Fig. 8). D'D1- an D2-Rezeptoren ginn als am reichste Dopaminrezeptor am Gehir an als D3 an D5 Präsenz am ZNS betraff, ass vill méi beschränkt. Mir vergläicht also d'mRNA-Niveauen an de Accumbens vun D5-Rezeptoren op D1 vergläichen an um 2% kommen; eng ähnlech Bezéiung gouf fir D3 a D2 festgeluecht (Daten net gezeechent). Hei bestätegt eis datt innerhalb vu NAc d'Majoritéit vun Dopaminrezeptor mRNA aus der vun den D1- a D2-Rezeptoren agebaut ass, während D3- a D5-Rezeptoren nëmmen eng kleng Fraktioun vun der totaler Dopaminrezeptor-mRNA, déi an der NAc erfauckt ass, representéiert.

  • Bildgréisst (21 K)
  • Fig. 8.  

    Nucleus accumbens Dopamin Signaliséierungsbezunnen Gen Ausdrock no der Nahrungsbeschränkung festgestallt. Wäerter ginn als Mëttel + SE ugewisen. *p <0.05.

4. Diskussioun

Déi wichtegst Erkenntnisser vun der aktueller Studie weisen datt d'Dopaminsignaliséierung an der Schuel vum NAc e noutwennegen Downstream Mediateur vun den Effekter vu Ghrelin op d'Liewensmëttelbelounung ass. D'Resultater weisen datt D1-ähnlech an D2 Rezeptoren an der Schuel vun NAc Schlësselkomponente vun der ghrelin-aktivéierter Schaltung sinn a si wesentlech fir VTA applizéiert Ghrelin fir hir Auswierkungen op d'Liewensmëttelbelounungsverhalen ze maachen. D1-ähnlech an D2 Rezeptor Signaléierung an der NAc (Shell) sinn awer net wesentlech fir d'Ghrelin seng Fäegkeet d'Chow-Intake ze erhéijen. Dës Donnéeë suggeréieren eng Divergenz an den neuralen Ziler fir Ghrelin déi d'Verstäerkung vun der Liewensmëttel géint d'Nahrungsaufnahme kontrolléieren. Schlussendlech weisen eis Erkenntnisser datt dës Schaltkreesser och duerch endogen Ghrelin engagéiert ass, well an engem Hungerzoustand, wann zirkuléierend Ghrelin Niveauen erhéicht ginn, ass Dopaminsignaliséierung am NAc erfuerderlech fir dat erhéicht Liewensbelounungsverhalen.

Iwwerraschend, datt et kloer ass datt d'Ghrelin en Impakt op dopaminergic System huet (Abizaid et al., 2006, Jerlhag et al., 2007, Kawahara et al., 2009 an Weinberg et al., 2011), dëst ass déi éischt Studie fir ze weisen datt d'Ghrelin Effekter op d'Nahrungsbelounung NAc Dopamin Rezeptor Signaliséierung erfuerderen (an dësem Fall, D1-ähnlech an D2 Signalisatioun). Dëst ass als eng wichteg Fro erauskomm wéi aner Hormonen oder Neuropeptiden, déi mat Appetit Kontroll verlinkt sinn, viru kuerzem gewisen hunn eng zimlech onerwaart Bezéiung mam mesolimbeschen Dopaminsystem ze hunn. Leptin, zum Beispill, wéi Ghrelin, huet Rezeptoren op den Dopamin Neuronen an der VTA; déi meescht vun dësen leptinempfindlechen dopaminergeschen Neuronen, projizéieren awer net op de Striatum awer amplaz vun der Amygdala (Hommel et al., 2006 an Leshan et al., 2010). Melanocortin, e potent anorexigene Neuropeptid mat Rezeptoren am VTA, am Géigendeaz zu deem wat fir en anoreksesche Mëttelen virgesat gëtt, erhéicht tatsächlech d'Dopaminergie Aktivitéit an d'Dopamin-Freisetzung am Striatum, während d'Veraarbechtung vun der Nahrung eidel ass (Torre an Celis, 1988, Lindblom et al., 2001 an Kegel, 2005). Eng aner Schicht vun Komplexitéit gëtt mat Daten bezeechent datt d'Dopamine-Ausgab vun der Ghrelin vun der Disponibilitéit vu Liewensmëttel hänkt: NAc Dopaminspiegel, déi vun der Mikrodialyse erfaasst ginn, goufen nëmmen duerch periphere Ghrelin an Ratten vergréissert, déi nach Ghrelin-Verwaltung iessen (wéi an den experimentellen Konditioune vun der aktueller Studie) a souguer vu Ghrelin an déi net ënnerdréckten Zougang zu Liewensmëttel gedréckt (Kawahara et al., 2009), e puer lescht e Feierowend huet fir differenziell opioid Signalweeër an de VTA (Kawahara et al., 2013). Dës zwee Beispiller ënnersträichen d'Komplexitéit an der Bezéiung tëscht Ernärungspeptiden, Nahrungsverfügbarkeet an Dopamin a markéieren d'Wichtegkeet vu Studien, déi d'Utilitéit vun de ghrelin Effekter op den Dopamin System am Liewensbelounungsverhalen exploréieren.

En interessanten Aspekt vun de Resultater ass de contrastive Effekt vun der NAc Dopaminrezeptorblockade op der Nahrungsmotivatioun géint d'Nahrungsaufnahme. Mir hunn d'Fehlermeldung vum suppresséierten NAc-Dopaminsignal confirméiert op VTA-Ghrelin-induzéiert Nahrungsaufnahme bei 2-onofhängegen Studien: an engem Paradigma ass d'Ernährung vun der Nahrungsaufnahme direkt un der Operateur reagéiert getest ginn (fir deen Zocker z'iwwerpréiwen kéint geännert hunn Chow - Intake) an an der anerer, ass nëmmen d'Ernährung an d'Déieren gemooss ginn ouni Pre-Operativprüfung. Ausserdeem konnten mer am zweeten Experiment ze weisen datt d'Co-Applikatioun vun Dopamine-Rezeptor-Antagonisten zu der NAc keen Effekt op de VTA-Ghrelin-induzéiert Nahrungsaufléisung huet an d'Erhéijung vun der Hypothese erhéicht datt NAc Dopaminsignaliséierung iwwert D1-ähnlech a D2-Rezeptoren ass net fir Ghrelin Hyperphagie erfuerderlech. Duerch dës Tatsaach, datt d'Antagonisten VTA ghrelin-induzéiert Nahrungsmotivatiséierungsverhalen interruptéieren, proposéiert dës kollektive Resultater eng Divergenz vun der Neuro-Schaltkreessere stroumabscheet vum VTA-Ghrelin, mat enger Zweete kontrolléiert d'Ernährung an d'aner Motivatioun vun der Liewensmëttel / Belounung. Et schéngt datt d'Ghrelin Dopamine benotzt fir d'Liewensmotivatioun ze veränneren, awer net an der Nuecht. Viraus hu mer ugewisen, datt de VTA ghrelin den Neuropeptid Y am VTA selektiv mat der Nahrungsaufnahme a Opioiden an enger opgeregter Manéier kontrolléiert (Skibicka et al., 2012a). Esou gëtt et schonn existéierend Viraussetzung fir eng Divergenz an der Skala vun der Ghrelin fir d'Nahrungsaufnahme géint d'Nahrung motivéiert Verhalen.

Accumbal D1-ähnlech Receptoren hunn eng gutt etabléiert Roll bei den Drogen a Liewensmëttel Verstäerkung mat engem Array vu fréie Beweiser, déi behaapten datt d'Intra-NAc D1-ähnlech antagonistesch Infusioun reduzéiert zielt orientéiert Verhalen op Liewensmëttel. Systemic D1-ähnlech Receptor-Antagonisten reduzéieren Cue- oder Kontext-induzéiert Selbstverwaltung vu Kokain, Heroin, Nikotin a Alkohol [zum Beispill (Weissenborn et al., 1996, Liu a Weiss, 2002, Bossert et al., 2007 an Liu et al., 2010)], déi d'Schlësselroll vun dësen Rezeptoren an belount-orientéierte Prozesser markéiert. Déi aktuell Donnéeë weisen datt NAc D1-ähnlechen Receptoren e wesentleche Bestanddeel vun der Schaltung sin, déi vu VTA-acting Ghrelin aktivéiert gëtt. Ënnerstëtztent war d'Peripherie vun dësem D1 Antagonist ze weisen datt d'Ghrelin-verstäerkt Objekterkennung reduzéiert gëtt (Jacoby an Currie, 2011). Awer datt d'Peripheriegeriicht all D1-expriméieren neuronalen Populatiounen am Gehir, an datt Populatiounen ausserhalb vun der NAc (zum Beispill am Hippocampus) eng grouss Roll am Léier- a Gedächtnis hunn, ass et net kloer, ob d'NAc Bevëlkerung iwwerpréift Hei maachen d'Erweiderungseffektiounseffekt vun Ghrelin.

D2 Rezeptoren hunn oft a Konzert mat D1 geschalt; Duerno weisen vill Studien eng Roll vun D2 Receptoren an Aspekter vun der Belounung vun der Belounung an de belounenausgeriicht Verhalen. Et ass awer bemierkenswert datt D1- a D2 Receptoren net ëmmer an der selwechter Aart a Weis d'Belohnungsfunktioun agéieren. An der Amygdala, zum Beispill, Blockade vun D1 Receptoren ofstëmme Wiederbezuelung zu cue-induced Cocaine, während D2-Antagonisten dat Verhalen effektiv verbesseren (Berglind et al., 2006). Dës funktionell Dissoziation kann och e neuroanatomesche Bäitrag hunn, wéi D2 Rezeptoren an NAc schéngen eng eegenseiteg Operatioun ze hunn fir déi am Hypothalamus. Während d'NAc-Stimulatioun vun D2 Receptoren d'Motivatioun vun der Liewensmëttelen vergréisseren kann, en Déier méi eeler Ustrengung fir Nahrung ze erfëllen, an der Hypothalamus Stimulatioun vun D2 Receptoren ass kloer anolex (Leibowitz a Rossakis, 1979 an Nowend et al., 2001). Et ass folgend, datt et schwéier schwiereg gëtt fir d'Resultater ze interpretéieren nom periphere Applikatioun vun D2-Targeting-Drogen, fir déi d'Zilrezeptoropouléen an d'Géigendeel verlinkt sinn. Dëst kann eent vun de Grënn sinn, déi erklären firwat datt an enger fréierer Studie Peripherieinjektioun vun engem D2-Antagonist keen Effekt op Ghrelin-induzéiert huet fir eng Sucrose-Léisung ze reagéieren. Eng aner méiglech Erklärung ass datt D2 e Autorezeptor op den Dopamine produzéierende Neuronen an der Substantia Nigra a vum VTA ass, wou seng Aktivatioun kann zu enger Ënnerdréckung vun der dopaminergescher Aktivitéit féieren (Lacey et al., 1987). Awer wéi am Perceptiounsperiod géifen D2-Targeting Drogen potentiell Zougang zu der Rezeptor Populatioun kréien, während eis Studie just de NAc Shell D2-Rezeptor zielt. Den Net-Effekt vun der systemischer D1-ähnlecher Rezeptorblockade blockéiert d'Reaktioun vun engem Sucrose Getränk an deemselwechte Paradigma.Overduin et al., 2012). Ausserdeem schreift d'systemesch, subkutane Injektioun vun engem D1 agonist d'Preferenz fir schmuelescht Liewensmëttel ze vergréisseren an déi systemesch Injektioun vun engem D2 Agonist reduzéiert se (Cooper an Al-Naser, 2006). Esou wéi et schéngt, datt eis Daten eng Ënnerdréckung vun D1-Antagonisten op Ghrelin-induzéiert Liewensmotivatioun vis-à-vis vun der global Net (Ënnerdréckung) Effekter vun stimuléierende D1-Rezeptoren op d'Belounungsfunktion. Am Géigesaz dozou féiert d'Net-Effekter vun der D2-Rezeptor-Populatioun méi no bei der genee wat d'hypothalamesch D2-Rezeptoren bekannt sinn, wéi déi Daten, déi hei de NAc presentéiert ginn.

An der aktueller Etude konnten D1-ähnlech a D2-Antagonisten operant Verhalen op Saccharose no VTA ghrelin verwéckelt hunn a no der Nahrungshierfdeelung proposéiert datt eng cooperative Aktioun op zwou Rezeptoren am NAc fir Ghrelin brauch fir hir Effekter ze maachen. Dëst mécht Sënn wann een déi endogene Situatioun an deem d'VTA-Dopaminergic Terminale berücksichtegen, Dopamin an der NAc Shell, déi all zougänglech Dopaminrezeptoren aktivéieren, ze aktivéieren. D'Notzung vun der simultaner Aktivatioun vun D1-ähnlechen a D2-Rezeptoren ass scho bekannt fir aner Verhalensmänner wéi Verstärkung (Ikemoto et al., 1997) an Locomotor Aktivitéit (Plaznik et al., 1989) wéi och Neuronal Brennen (White, 1987). D'Resultater vun der aktueller Studie weisen datt d'Blockade vun nëmmen enger vun den zwou Dopaminergie Rezeptoren genuch Verhënnerungen ze reduzéiere wéi nëmmen eng Blockade vun engem vun deenen Receptoren war fir d'Verherrlecht vu Ghrelin-Driven Operatioun vum Sucrose ze reduzéieren. De Mechanismus hannert dës Interaktioun ass onkloer. E puer Neuronen an der NAc coexpress D1- a D2-Rezeptoren. Eng Méiglechkeet ass d'Behaaptung vun Heterodimeren fir d'Belaaschtung erfuerderlech, d'Bildung vu Heterodimer vun den D1- an D2-Rezeptoren ass viru kuerzem bekannt ginn an dës Kupplung gouf gezeechent fir depressiounsähnlech Verhalensbeispill (Pei et al., 2010). D'Resultater weisen awer datt D1- a D2-Signal an der NAc net redundant sinn, an all Receptor brauch fir den Ghrelin Effekt op Liewensmëttel belount ze hunn, sou datt d'individuell Blockade effektiv an d'Belaaschtung respektéiert huet. Zousätzlech huet déi individuell Blockade net effektiv fir Ghrelin Hyperphagie effektiv evaluéiert, ob d'D1- a D2-Signal fir de Chow-Ansaatz redundant waren, dh eng simultane Blockade vun deenen zwee wär néideg fir d'Reaktioun ze eliminéieren. Dëst war awer net de Fall, wéi d'Ghrelin-Hyperphagia duerch d'simultan Blockade vun D1- a D2-Rezeptoren am NAc beaflosst gouf. Alleng oder a Kombinatioun gëtt d'NAc-Shell D1- a D2-Rezeptor-Signaléierung net vun Ghrelin benotzt fir d'Chou-Ansammlung ze erhéijen.

Hei hu mir den D1-ähnlechen a D2-Rezeptoren an der Shell vun der NAc gezielt. D'Funktioun vun der Shell an dem Kär vun der NAc schéngt e puer Grad ze diffissabel ze ginn, virun allem mat de Kerndeeler vun de Verännerunge vun der Drogen-Selbstverwaltung, déi mat diskrete Stellwénken verbonne sinn, an déi Schuel déi méi konflikt an der kontextabhängeger Drogen-Selbstverwaltung (Bossert et al., 2007). Dës funktionell Dissociatioun gëtt duerch déi neuroanatomesch Konjugatiounen ënnerstëtzt, wou de Kär méi Input vu de Amyldaala kritt. D'Hondsschoul ass méi dank vun der Hippocampus (Groenewegen et al., 1999 an Floresco et al., 2001). Ratten wäerten och d'Kombinatioun vun D1- a D2-Rezeptoragonisten nëmmen an der Shell vun NAc an net am Kär sinn (Ikemoto et al., 1997), wat beweist, datt hir Genossenschaft op Beloun ass haaptsächlech mat der Zuelregioun gebonnen ass.

An der aktueller Studie hunn mir spezifesch exploréiert, d'Auswierkunge vum suppresséierte NAc-Dopaminsignal fir d'Ernährung an d'Nahrung motivéiert Verhalen iwwer VTA-applizéiert Ghrelin. Et sollt een awer bemierken datt d'Ghrelin och d'Verhale vu Verhalen drénken kann andeems afferent Weeër un de VTA aktivéiert gëtt. Zum Beispill, ghrelin huet gezeechent datt d'Verstäerkung vun Liewensmëttel verstäerkt ass duerch d'Aktivatioun vun Orexin-Neuronen am lateralen Hypothalamus (Perello et al., 2010), eng orexinergic Zellengruppe, déi dem VTA Projete projekséiert a Dopaminniséierung stimuléiert (Narita et al., 2006). Während eis Studie mat der Neuroanatomie an der Neuropharmakologie speziell den VTA-NAc Bunn diskutéiert, an enger endogener Situatioun ghrelin verëffentlecht an d'Zirkulatioun wahrscheinlech stimuléiert de VTA als Wells wéi aner Gehirnkär ausdréckend Ghrelin-Rezeptor mat efferente Projektiouns zum VTA. Dofir gëtt an enger physiologescher Situatioun d'Auswierkunge vu Ghrelin iwwer vill Site am Gehir verdeelt, déi wahrscheinlech eng Konklusioun handelen. De Konzept vun engem Hormon oder engem Neuropeptid, deen op vill verdeelten Site am Gehir ersetzt, aus deem et en ähnlechen Resultat entstoe kann, wéi zum Beispill eng Verännerung vum Nahrungsaufnahme, ass net Roman an huet scho fir Leptin a Melanocortin proposéiert an evaluéiert (Grill, 2006, Leinninger et al., 2009, Skibicka a Grill, 2009 an Faulconbridge a Hayes, 2011).

Ernährungsproblemer ass mat héicher Niveau vun der zirkuléierender Ghrelin assoziéiert. Ënner der Nahrungsergänzung vun der Ernährung proposéiert d'Dopamine Verëffentlechung an der NAc (Kawahara et al., 2013). Et ass folgend, datt Ernärungsstaat, och Dopaminsignalisatioun am NAc beaflosse kann, d'Auswierkunge vun der Ernährungsprivilegatioun op mRNA-Expression vun Dopamine-Rezeptoren (D1-ähnlechen Rezeptoren (D1, D5) an D2-ähnlechen Rezeptoren (D2, D3)) a Dopamine, Enzyme (MAO, COMT) an der aktueller Etude evaluéiert. Während d'Ernährungsproblemer d'Ännerung vun der mRNA vun irgendeppes vun den Dopamine-degradéierende Enzyme net verännert hunn, hu mir eng Differentialregelung vun D5 vs. D2-Rezeptoren gesinn. D'Expression vun D5 Receptoren gouf ëm bal 30% eropgebaut, während d'D2 Rezeptor mRNA ëm ongeféier 20% reduzéiert gouf. Duerch dës Divergenz ass d'simultane Applikatioun vun D1-ähnlechen a D2-Rezeptor-Agonisten ze gesinn, datt d'D2-Rezeptoren d'D1-Rezeptoren down-reguléiert hunn, awer fir DXNUMX-Rezeptoren am Substantia Nigra (a mat ähnlechen Trend am NAc) ze upreguléieren (Subramaniam et al., 1992). Interessant ass d'Effekter vun der Ernährungsprivilegatioun op NAc Dopaminrezeptor-Expression convergéiert mat eis Daten, déi eng Roll fir D1-ähnlech sinn (dh D5) an D2-Rezeptoren an enger séier motivéierter Motivatioun fir Liewensmëttel.

Eng Opfaassung vun eiser Studie ass d'Ernährungsproblemer zirkuléiert Ghrelin-Niveauen, sou datt aner Ghrelin-Rezeptor-Populatiounen ausserhalb vum VTA potentiell aktivéiert kënne ginn. Dofir ass d'Liewensmëtteldeelung eng endogen a méi physiologesch relevante Method fir Ghrelin ze vergréisseren, et erlaabt net fir selektive VTA-Stimulatioun. Mir kënnen also net d'Méiglechkeet eliminéieren, datt den Dopamine-Rezeptor, deen an der NAc erfaasst gëtt, e Resultat vun der Ghrelin Aktivitéit an Gebidder ausserhalb vum VTA mat engem indirekten Afloss op der NAc. Schlussendlech ass et ze bemierken datt eis Datenverbindung fir Verännerungen am NAc-Dopamine-Rezeptor-Ausdrock nodeem awer nach weider Experimente sinn, fir Mediatioun vun der (ghrelin-stimuléierte) VTA-NAc-Dopaminergieprojektioun an dësem Effekt ze weisen an och fir d'Roll ze entdecken vun anere Weeër a Sendersystemer an dësem Effekt, wéi den lateralen Hypothalamus (wéi virdrun diskutéiert).

Zënter ville vun den neurobiologeschen Substraten sinn allgemeng fir Drogenubild oder onbestëmmten Ernärung, et ass méiglech datt aktuell Resultater fir eng Roll vun D1-ähnlechen a D2-Rezeptoren an Drogen a Alkohol verstäerkt Effekter vun Ghrelin (Dickson et al., 2011). Béid Liewensmëttel a Kokain Belounung féiert zu enger Verëffentlechung vun Dopamin an der NAc (Hernandez an Hoebel, 1988). Blockade vun D1 oder D2 Receptoren reduzéiert d'Belounungsverhalung fir Drogen vu Mëssbrauch, Alkohol a Nikotin. Well e substantiellen Beitrag vu Ghrelin fir d'Verhalens- oder Belaaschtungsverhalen fir all dës Substanzen unzefroen huet, ass et éischter wahrscheinlech datt d'Hierarchie vun der Ghrelin-VTA-Dopamine-NAc beschriwwe sinn relevant fir e Bauchverhalen a net ausschliesslech fir Liewensmëttel. Ënnerstëtzend Ënnerstëtzung fir dës Iddi kann aus Daten bezeechent ginn, déi demonstrieren datt d'Ernährungsprivileg d'Erhéijung vum Heroin erstallt gëtt, déi duerch Blockaden vun D1-ähnlechen Receptoren blockéiert gëtt (Tobin et al., 2009).

Eis Daten bidden neit Wëssen iwwer eng Integratioun vun zwee Schlëssel Liewensmëttelbelounungssignaliséierungssystemer: déi VTA-ugedriwwe Circuiten, déi op den orexigenen Hormon, Ghrelin an déi NAc Dopamin-Responsive Circuiten reagéieren. Besonnesch mir weisen datt d'Ghrelin gutt dokumentéiert VTA-verknëppelt Effekter op Liewensmëttel-motivéiert Verhalen D1 an D2 Signaliséierung am NAc erfuerderen. Eis Daten weisen och datt déi VTA-orientéiert (D1 / D2-ofhängeg) Effekter vu Ghrelin op Nahrungsbelounung divergent Schaltkreesser bezéien op déi wichteg fir Nahrungsaufnahme, well keen Antagonist huet ghrelin-induzéiert Nahrungsaufnahme betraff wann se an d'NAC geliwwert goufen. Schlussendlech, Studien an hongereg (Iwwernuechtung fasted an domat, hyperghrelinemesch) Ratten implizéieren NAc D1 / D2 Signaléierung an d'Effekter vun endogener Ghrelin op Liewensmëttel-motivéiert Verhalen. Also, Mechanismen an Therapien, déi sech mat Dopaminsignaliséierung am NAc interferéieren, schéngen eng Relevanz ze hunn fir ghrelin vermittelt Effekter op de Belounungssystem, inklusiv déi verbonne mat der Fütterungskontroll an domat, Iwwergewiicht a senger Behandlung.

Offenbarungserklärung

D'Auteuren hunn näischt ze soen.

Arbeschterlidder

Dës Aarbecht gouf vun der ënnerstëtzt Schwedeschen Fuerschungsrot fir Medizin (2011-3054 op KPS an 2012-1758 bis SLD), European Commission Seventh Framework (FP7-KBBE-2010-4-266408, Full4Health; FP7-HEALTH-2009-241592; EurOCHIP; FP7-KBBE-2009-3-245009, NeuroFAST), Forskning och Utvecklingsarbete / Avtal um Läkarutbildning och Forskning Göteborg (ALFGBG-138741), der Schwedescher Stëftung fir Strategesch Research Sahlgrenska Center fir kardiologesch a metabolësche Fuerschung (A305-188), a NovoNordisk Fonden. D'Fongen hu keng Roll am Studiumdesign, der Datenerfassung an der Analyse, der Entscheedung fir ze publizéieren oder ze preparéieren vum Manuskript.

Referenze

  •  
  • Entspriechenden Autor. Departement fir Endokrinologie, Institut fir Neurowissenschaft a Physiologie, D'Sahlgrenska Akademie op der Universitéit Göteborg, Medicinaregatan 11, PO Box 434, SE-405 30 Göteborg, Schweden. Tel .: +46 31 786 3818 (Büro); Fax: +46 31 786 3512.

Copyright © 2013 Déi Auteuren. École par Elsevier Ltd.