Po to, kai kasdien suleidžiamas sacharozės tirpalas, maisto trūkumas sukelia nerimą ir dopamino / acetilcholino disbalanso sutrikimą (2008).

. Autoriaus rankraštis; galima įsigyti „PMC 2015 Mar 10“.

Paskelbta galutine redaguota forma:

PMCID: PMC4354893

NIHMSID: NIHMS669562

Abstraktus

Besaikis cukraus vartojimas gali suaktyvinti nervų takus panašiai kaip piktnaudžiavimas narkotikais, todėl gali atsirasti susijusių priklausomybės požymių.. Dabartiniais eksperimentais tikrinama, ar žiurkėms, kurios persivalgė sacharozės ir po to nevalgė, pasireiškia į opiatus panašūs abstinencijos požymiai. Žiurkės buvo laikomos 12 valandų nepriteklių, po to 12 valandų buvo prieiga prie 10% sacharozės tirpalo ir 28 dienas, po to nevalgė 36 valandas. Šie gyvūnai mažiau laiko praleido ant atviros rankos, esančios pakeltame plius labirinte, palyginti su panašiai nepasiturinčių ad libitum chow grupe, o tai rodo nerimą. Mikrodializė atskleidė kartu padidėjusį ekstraląstelinio acetilcholino kiekį ir sumažėjusį dopamino išsiskyrimą branduolio kaupimosi apvalkale. Atrodė, kad šie rezultatai atsirado ne dėl hipoglikemijos. Išvados rodo, kad sacharozės ir maudymosi dieta, o vėliau nevalgius, sukuria būseną, apimančią nerimą ir pakitusią dopamino ir acetilcholino pusiausvyrą. Tai panašu į naloksono poveikį, o tai rodo į opiatus panašią abstinenciją. Tai gali būti kai kurių valgymo sutrikimų veiksnys.

Raktiniai žodžiai: Persivalgymas, Dopaminas, Acetilcholinas, Mikrodializė, Nucleus accumbens, Besaikis valgymas

Nutraukimas yra priklausomybės nuo narkotikų etiologijos veiksnys []. Le Magnen [] nustatė, kad opioidų antagonistas naloksonas sukėlė į opiatus panašius abstinencijos požymius žiurkėms, maitinamoms skaniu kavinės tipo maistu. Panašiai žiurkėms, kurios laikosi dietos, skatinančios kasdienį cukraus persivalgymą, taip pat pasireiškia į opiatus panašus abstinencijos požymis, reaguojant į naloksoną.]. Šioms žiurkėms būdingi somatiniai abstinencijos požymiai, nerimas dėl padidėjusio pliuso labirinto ir sumažėjęs ekstraląstelinis dopamino kiekis (DA) ir padidėjęs acetilcholino kiekis (ACh) branduolyje (NAc). Nors opioidų antagonistų naudojimas yra svarbus norint suprasti pagrindinius neuroninius elgesio mechanizmus, jis skiriasi nuo natūralios situacijos. Abstinencija arba spontaniškai atsirandantis pasitraukimas yra tikroviškiau ir atspindi laukinius gyvūnus arba žmonių būklę bado ar griežtos dietos metu.

Vien tik susilaikymas nuo piktnaudžiavimo narkotikais yra pakankamas, kad atsirastų elgesio ir biocheminiai abstinencijos požymiai. Žiurkės, kurios susilaiko nuo morfijaus, rodo abstinencijos požymius, tokius kaip drebulys ir šlapio šuns drebulys [,]. Šis elgesys yra susijęs su DA sistemos pokyčiais, įskaitant striatalinio D sumažėjimą1 ir D2 receptorių mRNR [], sumažėjęs tarpląstelinis DA NAc [,] ir ACh padidėjimas [].

Panašiai, nevalgius skanaus maisto, elgesyje gali atsirasti į opiatus panašių abstinencijos požymių. Žiurkės, anksčiau laikomos dieta su pertrūkiais prieiga prie cukraus, rodo abstinencijos būseną, kai maistas ir (arba) cukrus yra pašalinami 24 ar 36 valandoms.,]. Be to, įrodyta, kad maisto trūkumas sustiprina narkotikų vartojimą, o tai rodo ryšį tarp abstinencijos nuo maisto ir priklausomybės.,].

Nežinoma, ar badavimas po per didelio cukraus vartojimo gali pakeisti tarpląstelinį DA ir ACh kiekį NAc. Šiame eksperimente šios neurocheminės medžiagos buvo stebimos nevalgius nuo cukraus ir maisto, remiantis teorija, kad natūralaus opioidų stimuliavimo trūkumas sukeltų sutrikimą, panašų į naloksono nusodinto abstinencijos poveikį, ypač sumažėtų DA ir padidėtų ACh išsiskyrimas NAc apvalkalas. Norėdami dar labiau papildyti ankstesnėje ataskaitoje pateiktus opiatus panašaus abstinencijos somatinių požymių išvadas [], nerimas dėl padidėjusio plius labirinto ir gliukozės kiekio kraujyje buvo matuojamas nevalgius po persivalgymo cukraus.

1. medžiagos ir metodai

1.1. Bendrieji metodai

Sprague-Dawley žiurkių patinai buvo gauti iš Taconic Farms (Germantown, NY) arba išauginti Prinstono universiteto vivariume iš Taconic Farms. Žiurkės buvo laikomos atskirai pagal atvirkštinį 12 valandų šviesos: 12 valandų tamsos ciklą. Visas procedūras patvirtino Prinstono universiteto institucinis gyvūnų priežiūros ir naudojimo komitetas.

1.2. 1 eksperimentas: ar nerimas yra akivaizdus nevalgius žiurkėms, nevalgioms cukraus?

Žiurkės (300–450 g) pagrindinėje eksperimentinėje grupėje (cukrus + čiaupas su pertraukomis; n = 9) buvo laikomasi dietos be 12 valandų, po to 12 valandų buvo gautas 10 % (m/t) sacharozės tirpalas ir standartinis graužikų maistas (LabDiet #5001, PMI, St. Louis, MO, 3.02 kcal/ g) pradedant 4 valandas į tamsiąją fazę kiekvieną dieną 28 dienas []. Kontrolinė grupė (ad libitum chow; n = 7) buvo leista ad libitum gauti standartinį graužikų maistą. Visi gyvūnai vandens turėjo ad libitum. Kitos grupės (pertraukiamas maistas ir ad libitum cukrus), naudotos 2 ir 3 eksperimentuose, nebuvo tiriamos dėl nerimo, nes ankstesnėje ataskaitoje joms nepasireiškė abstinencijos požymių po naloksono arba nevalgius.].

28 dieną, po įprasto 12 valandų atėmimo, eksperimentinės grupės žiurkėms dar 24 valandas nebuvo leista gauti cukraus ir maisto. Kontrolinė grupė taip pat buvo atimta valgyti 36 valandas. Per tą laiką gyvūnai ir toliau turėjo ad libitum prieigą prie vandens. Tada gyvūnai buvo pasodinti į pakeltą plius labirintą 5 minutėms, naudojant File, Lippa, Beer ir Lippa techniką.]. Aparatas turėjo keturias rankas, kurių kiekviena buvo 10 cm pločio ir 50 cm ilgio, ir buvo pakelta 60 cm virš grindų. Dvi priešingos rankos buvo aptvertos aukštomis nepermatomomis sienomis. Kitos dvi rankos neturėjo apsauginių sienelių. Eksperimentas buvo atliktas degant raudonai šviesai. Žiurkės buvo patalpintos labirinto centre ir pakaitomis atsisukusios į atvirą arba uždarą ranką. Kiekvienas pliuso labirinto bandymas buvo filmuojamas ir įvertinamas pagal laiką, kurį stebėtojas, nematomas gydymo būkle, praleido laikydamas galvą ir priekines letenas ant atviros rankos, uždaros rankos arba vidurinės labirinto dalies.

1.3. 2 eksperimentas: ar žiurkės, nevalgiusios cukrų, nevalgius pakeitė DA ir ACh išsiskyrimą į akį?

Atskirai žiurkių grupei (350–450 g) buvo atlikta operacija – implantuojamos kreipiančiosios kaniulės mikrodializei. Žiurkės buvo anestezuotos 20 mg/kg ksilazinu ir 100 mg/kg ketamino (ip), papildytu ketaminu, jei reikia (100 mg/kg, ip). Dvišalės 21 dydžio nerūdijančio plieno kreipiančiosios kaniulės buvo nukreiptos į užpakalinį medialinį accumbens apvalkalą (priekinis: + 1.2 mm, šoninis: 0.8 mm ir ventralinis: 4.0 mm, atitinkamai atsižvelgiant į bregmą, vidurinį sagitalinį sinusą ir lygiosios kaukolės paviršių). naudojant stereotaksinį instrumentą.

Žiurkėms buvo leista atsigauti po operacijos mažiausiai 1 savaitę. Panašiai kaip 1 eksperimente, eksperimentinė grupė (n = 6) buvo palaikoma kasdien 12 valandų trūkumo, po to 12 valandų prieiga prie 10% sacharozės ir standartinio graužikų maisto, pradedant nuo 4 valandų į tamsiąją fazę, 28 dienas, kad būtų sukeltas persivalgymas (ty pertraukiamas cukrus + maistas). Viena kontrolinė grupė buvo palaikoma pagal tą patį tvarkaraštį be sacharozės (pertraukiamas maistas, n = 7), o kitai grupei buvo skirta kasdieninė ad libitum chow (n = 6). 28 dieną kiekviena žiurkė buvo perkelta į mikrodializės kamerą, o zondas buvo įdėtas ir pritvirtintas akrilo cementu likus 14–16 valandų iki eksperimento, kad neurotransmiterio atsigavimas stabilizuotųsi. Mikrodializės zondai buvo pagaminti iš silicio dioksido stiklo vamzdelių (vidinis skersmuo 37 µm, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ) 26 dydžio nerūdijančio plieno vamzdyje su mikrodializės antgaliu iš celiuliozinio vamzdelio, gale užsandarinto epoksidine danga (Spectrum Medical Co., Los Andželas). Andželas, Kalifornija, 6000 MW, 0.2 mm išorinis skersmuo × 2.0 mm ilgio) []. Zondai išsikišo 5 mm iš kreipiančiosios kaniulės, kad pasiektų numatytą vietą guolio kiaute. Zondai buvo perfuzuoti buferiniu Ringerio tirpalu (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaH2PO4, pH 7.35), esant 0.5 µL/min srauto greičiui stabilizavimo laikotarpiu ir 1.3 µL/min 2 val. prieš eksperimentą ir jo metu. Į Ringerio tirpalą buvo pridėta neostigmino (0.3 µM), siekiant pagerinti bazinį ACh atkūrimą, trukdant jo fermentiniam skaidymui.

Kai 12 dieną baigėsi paskutinis 28 valandų sacharozės prieigos laikotarpis, iš visų žiurkių buvo pašalintas maistas, sacharozė ir vanduo. Vanduo buvo pašalintas 36 valandas trukusio dializės eksperimento, nes geriamasis vanduo gali pakeisti pradinį DA ir ACh lygį [], o tai suklaidintų rezultatus. Mikrodializės mėginiai buvo renkami 1 valandą (3 × 20 minučių mėginiai) po 12, 24 ir 36 valandų badavimo (nėra maisto, cukraus ar vandens). Kiekvienas mėginys buvo padalintas, pusė DA analizei ir pusė ACh.

1.4. Dopamino ir acetilcholino tyrimai

DA ir jo metabolitai 3,4-dihidroksi-fenilacto rūgštis (DOPAC) ir homovanilinė rūgštis (HVA) buvo analizuojami atvirkštinės fazės, didelio efektyvumo skysčių chromatografija su elektrocheminiu aptikimu (HPLC-EC). Mėginiai buvo švirkščiami į 20 µl mėginio kilpą, vedančią į 10 cm kolonėlę su 3.2 mm skersmens ir 3 µm C18 įpakavimu (Brownlee Co. Model 6213, San Chosė, CA). Judančioje fazėje buvo 60 mM natrio fosfato, 100 µM EDTA, 1.24 mM heptanosulfonrūgšties ir 5 % tūrio/tūrio metanolio. DA, DOPAC ir HVA buvo išmatuoti kulonometriniu detektoriumi (ESA Co. Model 5100A, Chelmsford, MA), kurio kondicionavimo potencialas nustatytas +500 mV, o darbinės ląstelės potencialas –400 mV.

ACh buvo matuojamas atvirkštinės fazės HPLC-EC, naudojant 20 µl mėginio kilpą su 10 cm C18 analizine kolonėlė (Chrompack Inc., Palo Alto, CA). ACh buvo paverstas betainu ir vandenilio peroksidu imobilizuotu fermentų reaktoriumi (acetilcholinesterazė ir cholino oksidazė iš Sigma, St Louis, MO ir kolonėlė iš Chrompack Inc., Palo Alto, CA). Judanti fazė buvo 200 mM kalio fosfato, esant pH 8.0. Buvo naudojamas amperometrinis detektorius (EG&G Princeton Applied Research, Lawrenceville, NJ). Vandenilio peroksidas buvo oksiduotas ant platinos elektrodo (BAS, West Lafayette, IN), nustatyto 500 mV, palyginti su Ag – AgCl etaloniniu elektrodu (EG&G Princeton Applied Research).

Trys 20 minučių mėginiai buvo paimti 12, 24 ir 36 valandų nevalgius. Kiekvienai valandai buvo apskaičiuotas trijų mėginių duomenų vidurkis. Duomenys apie DA ir ACh buvo paversti procentais nuo 12 valandų atėmimo laiko taško kiekvienai grupei, kai protarpiais šeriamos žiurkės paprastai tikisi maisto.

1.5. Histologija

Eksperimento pabaigoje buvo atlikta histologija, siekiant patikrinti mikrodializės zondo vietą. Žiurkės gavo per didelę natrio pentobarbitalio dozę ir giliai anestezuotos buvo perfuzuojamos į širdį 0.9% fiziologinio tirpalo, po to 10% formaldehido. Smegenys buvo pašalintos, užšaldytos, o eksperimentatorius apžiūrėjo pjūvius, kai jie buvo pjaustomi (40 µm griežinėliai, pradedant priekyje nuo akubenų), kol buvo nustatytos zondo galiukų vietos. Kai zondo pėdsakai buvo vizualizuoti, jie buvo nubraižyti naudojant Paxinos ir Watson atlasą [].

1.6. 3 eksperimentas: ar dėl lėtinio sacharozės vartojimo pakito gliukozės kiekis kraujyje?

Žiurkės (300–350 g) trijose grupėse 28 dienas buvo laikomos (a) su pertraukiamu cukrumi + maistu (12 valandų deprivacija, po to 12 valandų prieiga prie 10% sacharozės tirpalo ir maudymosi, pradedant nuo 4 valandų į tamsiąją fazę). ; n = 10), (b) pertraukiamas maistas (12 val. atėmimas, po kurio 12 val. prieiga prie standartinio graužikų maisto (be sacharozės), pradedant 4 val. į tamsiąją fazę); n = 10), arba (c) ad libitum cow (n = 9). Chow ir cukrus buvo pašalinti, o uodegos kraujo mėginiai buvo paimti po 12, 24 ir 36 valandų atėmimo. Vienas eksperimentuotojas paėmė kraują iš uodegos galo, švelniai laikant gyvūną, o kitas steriliu skalpeliu padarė nedidelį pjūvį maždaug 5 mm atstumu nuo uodegos galo. Kraujas buvo paimtas į kapiliarinį mėgintuvėlį, centrifuguojamas ir serume buvo analizuojamas gliukozės kiekis naudojant Analox GM7 greitą fermentinį metabolizatorių (Analox, Lunenburg, MA). Per 28 dienų prieigos laikotarpį cukraus ir maisto suvartojimas buvo matuojamas kasdien, o kūno svoris matuojamas kas savaitę. Kūno svoris taip pat buvo matuojamas kiekvienu laiko momentu atėmimo metu.

1.7. Statistika

Pliuso labirinto duomenys buvo analizuojami naudojant vienpusį, nesuporuotą Studento duomenis t- testas. Coheno d, kuris matuoja efekto dydį [] ir prep, kuri suteikia replikacijos tikimybę [], taip pat buvo apskaičiuoti. DA ir ACh duomenys buvo analizuojami kaip procentinis skirtumas nuo normalizuoto pradinio lygio, kaip aprašyta aukščiau, naudojant dvipusį kartotinį ANOVA, po kurio buvo atlikti post hoc Tukey testai. Gliukozės kiekis kraujyje, kūno svoris ir suvartojimo duomenys buvo analizuojami naudojant dvipusius pakartotinius matavimus ANOVA.

2. Rezultatai

2.1. Kūno svoris, suvartojamo cukraus ir čiaudo suvartojimas

Duomenys, surinkti per 28 dienų prieigos laikotarpį 3 eksperimento metu, atskleidė, kad žiurkės, turinčios besaikį prieigą prie sacharozės, padidino sacharozės suvartojimą per 28 dienų ekspozicijos laikotarpį (F(27, 279) = 4.9, p <0.001; 1A), radinys, panašus į tai, kas buvo parodyta ankstesnėse ataskaitose apie sacharozę ar gliukozę [,]. Chow suvartojimo duomenys parodė reikšmingą skirtumą tarp grupių. Žiurkės, turinčios su pertraukomis prieigą prie cukraus, valgė mažiau maisto nei ad libitum ir su pertraukomis besimaitinančios žiurkės (F(2,26) = 60.8, p <0.001; 1B). Tačiau tarp grupių bendros dienos kalorijų normos skirtumo nebuvo (1C).

Pav 1  

Cukraus ir maisto suvartojimas 28 dienų vartojimo laikotarpiu. A) Žiurkės, vartojusios cukrų ir maistą, laikui bėgant padidino bendrą paros cukraus suvartojimą. B) Žiurkės su pertraukiamu cukrumi ir čiaudu suvalgė mažiau gramų čiau nei su pertraukiamu čiaupu ir ad libitum ...

28 dienų prieigos laikotarpiu kūno svoris tarp grupių nesiskyrė; vis dėlto buvo laiko poveikis – visos trys grupės priaugo svorio per 28 dienas (F(4,104) = 298.9, p < 0.001). Per 36 valandas nepritekliaus kūno svoris laikui bėgant sumažėjo visoms grupėms (F(2,52) = 1957.8, p < 0.001), be skirtumo tarp grupių bet kuriuo laiko momentu (12, 24 arba 36 val.).

2.2. 1 eksperimentas: nerimo elgesio rodikliai po badavimo žiurkėms, kurios persivalgė cukrumi

Padėtos 5 minutėms į padidintą pliuso labirintą, po 36 valandų maisto stygiaus žiurkės, kurios anksčiau buvo laikomos su pertraukomis cukrumi + maistu, mažiau laiko (18 ± 4 s, 6 % viso laiko) praleido ant atviros rankos. pliuso labirintas, palyginti su vienodai nepasiturinčia ad libitum-chow grupe, kuri neturėjo sacharozės patirties (34 ± 8 s, 11 % viso laiko; t(16) = 2.01, p <0.05, d = 1.03, kur 0.8 ar didesnis yra laikomas didelio efekto dydžiu [] ir prep = 0.87; Pav 2).

Pav 2  

Laiko, praleisto ant pakelto pliuso labirinto atviros rankos, procentas. Žiurkės, kurios anksčiau buvo šeriamos su pertraukomis cukrumi + maitinimu, po 36 valandų badavimo praleido daug mažiau laiko ant atviros rankos, palyginti su tokia pat neturtinga ad libitum cow grupe. ...

2.3. 2 eksperimentas: nevalgiusios žiurkės, nevalgiusios, sumažino tarpląstelinį DA ir padidino ACh NAc apvalkale

Tarp grupės ir laiko buvo reikšminga sąveika (12, 24 ir 36 valandų nepriteklius) (F(4,28) = 2.86, p <0.05; 3A). Po 24 valandų nevalgius DA išsiskyrimas sumažėjo iki 68 ± 6 % grupėje, kuri anksčiau buvo šeriama su pertraukomis cukrumi + maitinimu, ir 72 ± 5 % ad libitum chow grupėje, o išliko nepakitusi (95 ± 7 %). . Po 36 valandų nevalgius tarpląstelinis DA išliko mažas pertrūkių sacharozės + čiaudo grupėje (61 ± 14%), o šiuo metu jis buvo žymiai mažesnis nei ad libitum chow grupėje (113 ± 14%, p < 0.05) ir pertraukiamo čiaudo grupė (104 ± 15, p <0.05).

Pav 3  

Ekstraląstelinis DA ir ACh NAc po 24 ir 36 valandų badavimo. A) Po 36 valandų nevalgius, DA išsiskyrimas su pertrūkiais cukraus + čiaudo grupėje (juoda juosta) buvo žymiai mažesnis nei tiek su pertrūkiais (pilka juosta), tiek ad libitum chow (balta). ...

Nebuvo jokių skirtumų tarp grupių po 12 valandų nebuvimo nei DA, nei ACh (pertraukiamas cukrus + chow = 1.6 ± 0.3 pg ir 0.4 ± 0.1 pmol/ėminys; pertraukiamas maistas = 1.5 ± 0.4 pg ir 0.7 mo ± 0.3 ample; libitum chow = 1.4 ± 0.3 pg ir 0.7 ± 0.3 pmol/mėginys; atitinkamai DA ir ACh).

Po 24 valandų badavimo DOPAC lygis sumažėjo visose grupėse (F(2,34) = 33.8, p < 0.001). Panaši, nors ir nereikšminga tendencija buvo pastebėta 36 val. nevalgius. Taip pat laikas turėjo įtakos HVA išsiskyrimui (F(2,34) = 6.97, p < 0.001). Kaip ir DOPAC ir DA, HVA sumažėjo po 24 valandų nevalgius visoms grupėms (Lentelė 1). Tačiau po 36 valandų nevalgius HVA buvo didesnis tarpinio cukraus ir maudo grupėse (119 ± 20 %), tačiau išliko šiek tiek sumažėjęs ad libitum chow ir su pertraukomis maitinančių maistą grupėse.

Lentelė 1  

DOPAC ir HVA lygių reikšmės 2 eksperimente

Ekstraląstelinis ACh pasikeitė priešinga DA kryptimi. Tarp grupės ir laiko buvo reikšminga sąveika (F(4, 30) = 4.81, p <0.005; 3B). ACh padidėjo po 24 valandų nevalgius pertraukiamojo sacharozės + chow grupėje (115 ± 10 %; p < 0.05), bet ne ad libitum chow grupei (77 ± 13 %) arba su pertraukomis besimaitinančiai (90 ± 15 %). Šis skirtumas sustiprėjo po 36 valandų nevalgius, ACh padidėjo sacharozės + maudymosi grupėje (164 ± 14 %), palyginti su lygiais, stebimais ad libitum chow (97 ± 17 %; p < 0.05) ir su pertraukomis šeriamu (104 ± 15 %; p < 0.05) kontrolinės grupės.

Atkreipkite dėmesį, kad pradinės priemonės buvo imtasi po pirmųjų 12 valandų nevalgius, kai žiurkės su pertraukomis sacharozės + cow ir su pertraukomis maitinančios žiurkės paprastai gaudavo maisto. Taigi, 36 valandų badavimo laikas buvo lygiai 24 valandos po 12 valandų matavimo. Šiuo cirkadinio ciklo tašku kontrolinėse grupėse, maitinančiose maistą, DA ar ACh pokyčių nepastebėta, o cukraus persivalgymo grupėje buvo labai mažas DA ir didelis ACh.

Histologija patvirtino, kad zondas pirmiausia buvo NAc apvalkale (Pav 4).

Pav 4  

Zondo takelio išdėstymas rodo, kad mikrodializės mėginiai buvo paimti daugiausia iš medialinio NAc apvalkalo 1.2 ir 1.7 plokštumose prieš bregmą []. CPu = caudate putamen, AcbC = accumbens core, AcbSh = accumbens apvalkalas.

2.4. 3 eksperimentas: abstinencijos požymiai po badavimo žiurkėms, kurios valgo cukrų, nėra tiesiogiai susiję su hipoglikemija

Gliukozės kiekis kraujyje reikšmingų skirtumų tarp grupių nebuvo (12 val. intervalas = 5.1–7.8 mmol, 24 val. diapazonas = 4.6–6.9 mmol, 36 valandų diapazonas = 4.2–6.4 mmol). Tačiau tai turėjo įtakos laikui, kai gliukozės kiekis kraujyje sumažėjo visose grupėse per 36 valandas.F(2,52) = 52.8, p <0.001).

3. Diskusija

3.1. Nerimo požymiai nevalgius žiurkėms, nevalgiusioms cukraus

Padidėjęs plius labirintas yra vienas iš dažniausiai naudojamų nerimo bandymų su gyvūnais [,] ir buvo plačiai patvirtintas tiek bendram nerimui [] ir nerimas, sukeltas narkotikų nutraukimo []. 1 eksperimento rezultatai rodo, kad badavimas laikantis dietos, kai su pertrūkiais gaunamas cukrus, gali sukelti nerimą, matuojant pagal padidėjusį pliuso labirintą. Žiurkės, kurios anksčiau valgydavo cukrų, 6 % laiko praleisdavo ant atviros labirinto rankos, o ad libitum chow grupėje – 11 % laiko. Šie duomenys yra kitų gautų verčių diapazone, o rezultatai yra panašūs į tuos, kurie paprastai gaunami naudojant šią procedūrą [,]. Šis atradimas panašus į sumažėjusį tyrinėjimą atviromis rankomis, pastebėtą po spontaniško morfijaus pašalinimo []. Ankstesniuose tyrimuose gyvūnai, kuriems buvo skirta ad libitum dieta su cukrumi ir maistu, nerodė nerimo požymių, kai jiems buvo duodama naloksono, o gyvūnai, kuriems buvo su pertraukomis dieta su cukrumi ir maistu, nerimą rodė, kai jiems buvo skirta tokia pati naloksono dozė.]. Ad libitum prieiga prie cukraus taip pat nesukėlė kitų priklausomybės elgesio požymių, įskaitant kryžminį jautrumą amfetaminui [] ir polinkis vartoti alkoholį []. Pertraukiamas prieiga prie cukraus sukelia tokį elgesį. Pertraukiamos prieigos svarbą sukeliant pastebėtus efektus taip pat rodo išvados, kuriose abstinencija nuo ad libitum sacharino nesukėlė į depresiją panašaus elgesio.], o tai yra kitas elgesys, kurį galima pastebėti pasitraukus. Atsižvelgiant į šiuos ankstesnius tyrimus, šiame eksperimente ad libitum cukrus nebuvo išbandytas.

Tyrimai taip pat parodė, kad ne sacharozės dieta, o ilgalaikis susilaikymas nuo dietos sukelia nerimo požymius sacharozės persivalgymo žiurkėms. Jau anksčiau pranešėme, kad žiurkėms, kurios persivalgė per dieną 12 valandų, o po to 12 valandų yra nepriteklius, po įprasto 12 valandų kasdien nerodo somatinių nerimo požymių, ultragarso nelaimės ar nerimo. maisto trūkumo laikotarpis []. Dabartiniai rezultatai patvirtina, kad 36 valandų nepriteklius sukelia nerimo reiškinį.

1 eksperimento metu nustatytas nerimas nevalgius yra panašus į į opiatus panašius abstinencijos požymius, kuriuos gali sukelti opioidų antagonistas naloksonas []. Cukrinio persivalgymo žiurkių jautrumas naloksonui rodo, kad dėl dietos pakito endogeniniai opioidų receptoriai. Tai patvirtinta ataskaitose, rodančiose, kad skanaus maisto persivalgymas keičia enkefalino mRNR ir μ-opioidų receptorių jungimąsi NAc.-]. Tikėtina, kad šiame tyrime pastebėti abstinencijos požymiai po nepritekliaus atsiranda dėl endogeninės opioidų stimuliacijos trūkumo cukrų geriantiems gyvūnams.

Šie rezultatai sutampa su kitais pranešimais apie į opiatus panašius abstinencijos požymius, atsirandančius po badavimo arba spontaniškai atsirandančius žiurkėms, kurios anksčiau valgė cukrų. Be somatinių nelaimės požymių [], buvo pastebėtas agresyvus elgesys ir kūno temperatūros sumažėjimas []. Šie elgesio ir fiziologijos pokyčiai yra panašūs į tuos, kurie pastebėti nutraukus opiatų vartojimą.,] ir remia teoriją, kad dieta, kai su pertrūkiais gaunamas cukraus tirpalas, gali sukelti į opiatus panašių abstinencijos požymių.

3.2. Ekstraląstelinis DA ir ACh akubenuose nevalgius žiurkėms, kurios valgo cukrų

Po 36 valandų nevalgius, palyginti su abiem kontrolinėmis grupėmis, DA lygis buvo žymiai sumažintas pertraukiamo cukraus + maisto grupėje. Tai rodo, kad maisto ir vandens trūkumas gali sukelti DA tonuso praradimą žiurkėms, kurios anksčiau buvo persivalgę cukrumi. Tuo pačiu metu padidėja tarpląstelinis ACh, o tai rodo į opioidų nutraukimą panašią būseną.

Kontrolinės grupės šio poveikio neparodė. Šiuo 36 valandų laiko tašku, kuris yra ta pati šviesos / tamsos ciklo fazė kaip ir 12 valandų laiko taškas, DA grįžo į pradinį ad libitum chow grupės lygį (3A). Tai rodo, kad accumbens DA išsiskyrimas ad libitum chow grupėje laikėsi paros ritmo, kaip pasiūlė Paulsonas ir Robinsonas []. Kiti siūlė panašius pokyčius striatum [,]. Šio paros poveikio nepastebėta su pertraukiamu maudymosi grupe, galbūt todėl, kad ciklinis maitinimas gali pakeisti įprastą cirkadinį DA išsiskyrimo ritmą.

Ilgalaikis tarpląstelinio DA sumažėjimas, vartojant cukrų ir maistą, yra panašus į tai, kas buvo pranešta spontaniško morfijaus pašalinimo metu.] ir gali atlikti svarbų vaidmenį skatinant atstatyti cukraus vartojimą po abstinencijos []. Rezultatai, gauti su pertraukiamo čiaudo grupe, kuri parodė santykinai nedidelius DA išsiskyrimo pokyčius bet kuriuo metu, rodo, kad norint pasiekti pastebėtą poveikį, svarbu ne tik šėls, bet ir cukraus persivalgymas.

Nors DOPAC ir HVA paprastai laikosi panašių modelių kaip DA, taip yra ne visada. Šiame eksperimente DOPAC ir HVA neparodė dienos svyravimų, kaip pastebėta naudojant DA, o laikui bėgant jie buvo slopinami. Nors kiti pranešė apie cirkadinius šių metabolitų svyravimus NAc [], mes nežinome jokių dokumentų, kurie būtų matę šiuos lygius nevalgius 36 valandas. Taigi, šiame eksperimente badavimas galėjo turėti įtakos DA metabolizmui chow kontrolinėje grupėje.

ACh lygis parodė reikšmingą skirtumą tarp grupių po 36 valandų badavimo. ACh NAc buvo susijęs su nurijimo elgesiu [] ir ypač sotumo jausmas [-], o kai DA yra mažas, ACh gali paskatinti pasibjaurėjimą [,-]. Šio eksperimento metu pastebėtas reikšmingas ACh padidėjimas žiurkėms, kurioms nevalgius buvo nevalgius su cukrumi ir čiaupu, gali atitikti neigiamus atlygio netekimo aspektus. Ankstesni tyrimai patvirtina teoriją, kad čia pateiktos išvados yra sacharozės dietos trūkumo rezultatas. Žiurkės, persivalgiusios sacharozės, atpalaiduoja DA ir rodo ACh išsiskyrimo susilpnėjimą NAc [,], o tai yra priešinga dabartiniams rezultatams, pastebėtiems ilgalaikio nepriteklių metu. Disbalansas tarp accumbens DA ir ACh su pertraukiamu cukraus + šėlu grupėje, bet ne kontrolinėse grupėse, gali prisidėti prie nerimo, pastebėto 1 eksperimente.

3.3. Gliukozės kiekis kraujyje nevalgius žiurkėms, nevalgiusioms cukraus

Hipoglikemija gali sukelti aversyvią būseną, iš kurios gyvūnas gali bandyti pabėgti valgydamas. Elgesys, susijęs su šia aversine būsena, yra panašus į tą, kuris stebimas skiriant naloksoną arba nevalgius sacharozės persivalgiusioms žiurkėms.]. Daugybė veiksnių gali turėti įtakos smegenų atlygio sistemai. Tačiau dėl elgesio, pastebėto hipoglikemijos metu ir nerimo metu, panašumo, šiame tyrime buvo išmatuotas gliukozės kiekis kraujyje, siekiant užtikrinti, kad pastebėtas poveikis neatsirastų tik dėl nenormalios glikemijos būklės. Gliukozės kiekis kraujyje buvo panašus visose grupėse, todėl neatrodo, kad tai lemia elgesio skirtumus ar DA ir ACh išsiskyrimo pokyčius. Galima daryti išvadą, kad vidutinis insulino lygis išliko vienodas visose grupėse, nes gliukozės kiekio kraujyje pokyčių nepastebėta, o kūno svoris nesiskyrė dėl maitinimo grafiko. Taigi dabartinės išvados, kaip ir ankstesnėje ataskaitoje [], rodo, kad elgesio ir neurocheminiai pokyčiai nėra gliukozės kiekio kraujyje skirtumų rezultatas. Vietoj to, jie gali atsirasti dėl endogeninių opioidų ir DA sistemų pakitimų.

4. Išvada

Ilgalaikis trūkumas po persivalgymo cukraus gali sukelti elgesio ir neurocheminius prisitaikymus, panašius į tuos, kurie stebimi, kai nuo opioidų priklausomi gyvūnai negauna piktnaudžiaujama medžiaga, pavyzdžiui, morfijaus. Šie į opiatus panašaus nutraukimo požymiai yra priklausomybės požymiai. Ši išvada kartu su ankstesniais tyrimais, rodančiais, kad persivalgymas cukraus gali sukelti kitus priklausomybės požymius, įskaitant dopaminerginius ir opioidinius pokyčius.,], naloksono nusodinimas ir spontaniškas abstinencija [], kryžminis jautrinimas piktnaudžiavimo narkotikais [,], padidėjęs cukraus suvartojimas po abstinencijos [], nuo laiko priklausomas atsako į signalus, anksčiau siejamas su cukrumi, padidėjimas [] ir polinkis vartoti alkoholį [], rodo, kad priklausomybė akivaizdi nuo kelių dimensijų [,]. Šios išvados gali būti svarbios norint suprasti priešiškus komponentus, galinčius prisidėti prie persivalgymo.

Padėka

Šis tyrimas buvo paremtas USPHS dotacija AA-12882 (BGH) ir DA-16458 bei DK-79793 (stipendijos NMA).

Nuorodos

1. Koob GF, Le Moal M. Narkomanija, atlygio reguliavimo sutrikimas ir alostazė. Neuropsichofarmakologija. 2001;24(2):97–129. [PubMed]
2. Le Magnen J. Opiatų vaidmuo už maistą ir priklausomybę nuo maisto. In: Capaldi PT, redaktorius. Paragaukite, patirkite ir maitinkite. Vašingtonas, DC: Amerikos psichologų asociacija; 1990. 241–252 p.
3. Colantuoni C, Rada P, McCarthy J, Patten C, Avena NM, Chadeayne A ir kt. Įrodyta, kad protarpinis, per didelis cukraus vartojimas sukelia endogeninę priklausomybę nuo opioidų. Obes Res. 2002;10(6):478–488. [PubMed]
4. Martin WR, Wikler A, Eades CG, Pescor FT. Žiurkių tolerancija ir fizinė priklausomybė nuo morfino. Psichofarmakologija. 1963;4:247–260. [PubMed]
5. Blasig J, Herz A, Reinhold K, Zieglgansberger S. Fizinės priklausomybės nuo morfino vystymasis atsižvelgiant į laiką ir dozavimą bei žiurkių atsiradusio abstinencijos sindromo kiekybinį įvertinimą. Psichofarmakologija. 1973;33(1):19–38. [PubMed]
6. Georges F, Stinus L, Bloch B, Le Moine C. Lėtinis morfino poveikis ir spontaniškas pasitraukimas yra susiję su dopamino receptorių ir neuropeptido geno ekspresijos modifikacijomis žiurkės striatumoje. Eur J Neurosci. 1999;11(2):481–490. [PubMed]
7. Acquas E, Di Chiara G. Mezolimbinio dopamino perdavimo slopinimas ir jautrinimas morfijui opiatų abstinencijos metu. J Neurochem. 1992;58(5):1620–1625. [PubMed]
8. Rossetti ZL, Hmaidan Y, Gessa GL. Ryškus mezolimbinio dopamino išsiskyrimo slopinimas: bendras etanolio, morfino, kokaino ir amfetamino abstinencijos požymis žiurkėms. Eur J Pharmacol. 1992;221(2–3):227–234. [PubMed]
9. Fiserova M, Consolo S, Krsiak M. Lėtinis morfinas sukelia ilgalaikius acetilcholino išsiskyrimo pokyčius žiurkės nucleus accumbens šerdyje ir apvalkale: in vivo mikrodializės tyrimas. Psychopharmacology (Berl), 1999; 142(1):85–94. [PubMed]
10. Wideman CH, Nadzam GR, Murphy HM. Gyvūnų modelio, susijusio su priklausomybe nuo cukraus, pasitraukimo ir recidyvo, poveikis žmonių sveikatai. Nutr Neurosci. 2005; 8 (5 – 6): 269 – 276. [PubMed]
11. Carroll ME, Stotz DC, Kliner DJ, Meisch RA. Savarankiškas per burną vartojamo metoheksitalio vartojimas rezus beždžionėms, turinčioms fenciklidino ar pentobarbitalio istoriją: maisto trūkumo ir sotumo poveikis. Pharmacol Biochem Behav. 1984;20(1):145–151. [PubMed]
12. Carr KD. Lėtinis maisto apribojimas: didinti vaistų atlygio ir striatų ląstelių signalizacijos poveikį. Physiol Behav. 2007; 91 (5): 459 – 472. [PubMed]
13. Avena N, Rada P, Hoebel B. Vienetas 9.23C cukraus persivalgymas žiurkėms. In: Crawley J ir kt., redaktoriai. Dabartiniai neuromokslų protokolai. Indianapolis: John Wiley & Sons, Inc.; 2006. 9.23C.1–9.23C.6 p.
14. Byla SE, Lippa AS, Beer B, Lippa MT. 8.3 skyrius: nerimo bandymai su gyvūnais. In: Crawley JN ir kt., redaktoriai. Dabartiniai neuromokslų protokolai. Indianapolis: John Wiley & Sons, Inc.; 2004. 8.3.1–8.3.22 p.
15. Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Mažas, nuimamas mikrodializės zondas. Gyvenimas Sci. 1986;39(26):2629–2637. [PubMed]
16. Mark GP, Rada P, Pothos E, Hoebel BG. Šėrimo ir gėrimo poveikis acetilcholino išsiskyrimui laisvai besielgiančių žiurkių branduolyje, striatum ir hipokampe. J Neurochem. 1992;58(6):2269–2274. [PubMed]
17. Paxinos G, Watson C. Žiurkės smegenys stereotaksinėmis koordinatėmis. Niujorkas: Academic Press; 2005 m.
18. Cohenas JD. Galios gruntas. Psychol Bull. 1992;112(1):155–159. [PubMed]
19. Killeen PR. Alternatyva nulinės hipotezės reikšmingumo testams. Psychol Sci. 2005;16(5):345–353. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
20. Rada P, Avena NM, Hoebel BG. Kasdien besaikis cukraus vartojimas pakartotinai išleidžia dopaminą į akmenų apvalkalą. Neurologija. 2005; 134 (3): 737 – 744. [PubMed]
21. Kliethermes CL. Į nerimą panašus elgesys po lėtinio etanolio poveikio. Neurosci Biobehav Rev. 2005;28(8):837–850. [PubMed]
22. „Pellow S“, „Chopin P“, „File SE“, „Briley M.“ Atvirų: uždarytų rankų įrašų patvirtinimas padidinto plius labirintoje kaip nerimo matas žiurkėms. J Neurosci metodai. 1985; 14 (3): 149 – 167. [PubMed]
23. Byla SE, Andrews N. Mažos, bet ne didelės buspirono dozės sumažina anksiogeninį diazepamo nutraukimo poveikį. Psychopharmacology (Berl), 1991;105(4):578–582. [PubMed]
24. Kokare DM, Chopde CT, Subhedar NK. Alfa-melanocitus stimuliuojančio hormono dalyvavimas etanolio sukeltame nerimo ir abstinencijos nerimo žiurkėms. Neurofarmakologija. 2006;51(3):536–545. [PubMed]
25. Irvine EE, Cheeta S, File SE. Tolerancija nikotino poveikiui padidėjusiame pliuso labirinte ir padidėjęs nerimas abstinencijos metu. Pharmacol Biochem Behav. 2001;68(2):319–325. [PubMed]
26. Schulteis G, Yackey M, Risbrough V, Koob GF. Anksiogeninis spontaniško ir naloksono nusodinto opiatų abstinencijos poveikis padidėjusiame plius labirinte. Pharmacol Biochem Behav. 1998;60(3):727–731. [PubMed]
27. Avena NM, Hoebel BG. Dieta, skatinanti priklausomybę nuo cukraus, sukelia elgsenos kryžminį jautrumą amfetamino mažai dozei. Neurologija. 2003; 122 (1): 17 – 20. [PubMed]
28. Avena NM, Carrillo CA, Needham L, Leibowitz SF, Hoebel BG. Nuo žiurkių priklausančios žiurkės rodo didesnį nesaldinto etanolio suvartojimą. Alkoholis. 2004; 34 (2 – 3): 203 – 209. [PubMed]
29. Sukhotina IA, Malyshkin AA, Markou A, Bespalovas AY. Į depresiją panašaus sacharino trūkumo poveikio žiurkėms nebuvimas: priverstinio plaukimo testas, diferencinis žemų rodiklių stiprinimas ir intrakranijinės savistimuliacijos procedūros. Neurosci elgesys. 2003;117(5):970–977. [PubMed]
30. Colantuoni C, Schwenker J, McCarthy J, Rada P, Ladenheim B, Cadet B ir kt. Per didelis cukraus suvartojimas keičia prisijungimą prie dopamino ir mu-opioidų receptorių smegenyse. Neuroreportas. 2001;12(16):3549–3552. [PubMed]
31. Kelley AE, Will MJ, Steininger TL, Zhang M, Haber SN. Ribotas kasdienis labai skanaus maisto (šokolado garantas (R)) vartojimas keičia striatalinio enkefalino geno ekspresiją. Eur J Neurosci. 2003;18(9):2592–2598. [PubMed]
32. Spangler R, Wittkowski KM, Goddard NL, Avena NM, Hoebel BG, Leibowitz SF ir kt. Į opiatus panašus cukraus poveikis genų ekspresijai žiurkės smegenų atlygio srityse. Brain Res Mol Brain Res. 2004;124(2):134–142. [PubMed]
33. Thor DH, Teel BG. Kova su žiurkėmis po morfijaus pašalinimo: dozės prieš išėmimą poveikis. Am J Psychol. 1968;81(3):439–442. [PubMed]
34. Martin WR, Wikler A, Eades CG, Pescor FT. Žiurkių tolerancija ir fizinė priklausomybė nuo morfino. Psichofarmakologija. 1963;65:247–260. [PubMed]
35. Paulson PE, Robinson TE. Amfetamino abstinencijos poveikio dopamino dinamikai striatum regionuose skirtumai. Cirkadinių modelių analizė naudojant automatinę tiesioginę mikrodializę. Neuropsichofarmakologija. 1996;14(5):325–337. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
36. Smith AD, Olson RJ, Justice JB., Jr. Kiekybinė dopamino mikrodializė striatumoje: cirkadinės variacijos poveikis. J Neurosci metodai. 1992;44(1):33–41. [PubMed]
37. Dluzen D, Ramirez VD. In vitro dopamino išsiskyrimas iš žiurkės striatumo: paros ritmas ir jo modifikavimas rujos ciklu. Neuroendokrinologija. 1985;41(2):97–100. [PubMed]
38. Avena NM, Long KA, Hoebel BG. Nuo cukraus priklausomos žiurkės labiau reaguoja į cukrų po abstinencijos: cukraus trūkumo efekto įrodymas. Fizinis elgesys. 2005;84(3):359–362. [PubMed]
39. Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE. Siūloma pagumburio-talaminio-striato ašis, skirta energijos balansui, susijaudinimui ir maisto atlygiui integruoti. J Comp Neurol. 2005;493(1):72–85. [PubMed]
40. Mark GP, Blanders DS, Hoebel BG. Sąlyginis dirgiklis sumažina ekstraląstelinį dopamino kiekį branduolyje, kai išsivysto išmoktas skonio priešiškumas. Brain Res. 1991;551(1–2):308–310. [PubMed]
41. Hoebel BG, Rada P, Mark GP, Pothos E. Neuroninės sistemos, skirtos sustiprinti ir slopinti elgesį: svarba valgymui, priklausomybei ir depresijai. In: Kahneman D, Diener E, Schwartz N, redaktoriai. Gerovė: hedoninės psichologijos pagrindai. Niujorkas: Russell Sage fondas; 1999. 558–572 p.
42. Leibowitz SF, Hoebel BG. Elgesio neuromokslai ir nutukimas. In: Bray G, Bouchard C, James P, redaktoriai. Nutukimo vadovas. Niujorkas: Marcel Dekker; 2004. 301–371 p.
43. Rada PV, Hoebel BG. Supraadityvus d-fenfluramino ir fentermino poveikis ekstraląsteliniam acetilcholinui branduolio branduolyje: galimas pernelyg didelio maitinimo ir piktnaudžiavimo narkotikais slopinimo mechanizmas. Pharmacol Biochem Behav. 2000;65(3):369–373. [PubMed]
44. Rada P, Mark GP, Hoebel BG. Galaninas pagumburyje padidina dopaminą ir sumažina acetilcholino išsiskyrimą nucleus accumbens: galimas pagumburio maitinimosi inicijavimo mechanizmas. Brain Res. 1998;798(1–2):1–6. [PubMed]
45. Rada P, Johnson DF, Lewis MJ, Hoebel BG. Alkoholiu gydomoms žiurkėms naloksonas sumažina tarpląstelinį dopamino kiekį ir padidina acetilcholino kiekį branduolyje: opioidų nutraukimo įrodymas. Pharmacol Biochem Behav. 2004;79(4):599–605. [PubMed]
46. ​​Rada P, Jensen K, Hoebel BG. Nikotino ir mekamilamino sukelto abstinencijos poveikis tarpląsteliniam dopaminui ir acetilcholinui žiurkės branduolyje. Psichofarmakologija (Berlis), 2001; 157(1):105–110. [PubMed]
47. Mark GP, Weinberg JB, Rada PV, Hoebel BG. Ekstraląstelinio acetilcholino kiekis padaugėja nucleus accumbens po to, kai atsiranda nerimastingas sąlyginis skonio stimulas. Brain Res. 1995;688(1–2):184–188. [PubMed]
48. Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens dopamino ir acetilcholino pusiausvyra. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7 (6): 617 – 627. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
49. Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. Sacharozės šlamšto maitinimas, kai vartojama pertrauka, atpalaiduoja dopaminą pakartotinai ir pašalina acetilcholino sotumo reakciją. Neurologija. 2006; 139 (3): 813 – 820. [PubMed]
50. Cox DJ, Irvine A, Gonder-Frederick L, Nowacek G, Butterfield J. Hipoglikemijos baimė: kiekybinis įvertinimas, patvirtinimas ir panaudojimas. Diabeto priežiūra. 1987;10(5):617–621. [PubMed]
51. Gosnell BA. Sacharozės vartojimas padidina kokaino sukeliamą elgesio jautrumą. Brain Res. 2005;1031(2):194–201. [PubMed]
52. Grimm JW, Fyall AM, Osincup DP. Sacharozės troškimo inkubavimas: sumažėjusios treniruotės ir išankstinio sacharozės įkrovimo poveikis. Fizinis elgesys. 2005;84(1):73–79. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
53. Avena NM. Išnagrinėti priklausomybę sukeliančias persivalgymo savybes, naudojant gyvūninį priklausomybės nuo cukraus modelį. Exp Clin Psychopharmacol. 2007;15(5):481–491. [PubMed]
54. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Priklausomybės nuo cukraus įrodymai: elgsenos ir neurocheminis pertrūkio, per didelio cukraus vartojimo poveikis. Neurosci Biobehav Rev. 2008;32(1):20–39. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]