Nepakankamos žiurkės padidino dopamino išsiskyrimą ir sumažino acetilcholino atsaką į branduolį accumbens, tuo pačiu metu vartojant sacharozę (2008).

. Autoriaus rankraštis; galima įsigyti „PMC 2015 Mar 12“.

PMCID: PMC4357519

NIHMSID: NIHMS669569

Abstraktus

Šiame tyrime buvo patikrinta, ar žiurkės išskiria daugiau akumuliatorių dopamino (DA) cukraus pertekliaus metu, kai jų antsvoris palyginti su normaliu svoriu. Kadangi acetilcholinas (ACh) akumuliatorių branduolyje (NAc) paprastai didėja valgant ir sotumui pasireiškiant, mes taip pat išbandėme, ar ACh išsiskyrimas nepakinta, kai gyvūnas praranda svorį. Žiurkės buvo palaikomos kiekvieną dieną naudojant 8-h, kol pirmąjį 10 h buvo galima įsigyti 2% sacharozės tirpalo. 21 dieną atlikus normalios kūno masės mikrodializę, tarpląstelinė DA padidėjo iki 122% pradinio, atsižvelgiant į geriamą sacharozę. Tarpląstelinė ACh pasiekė aukščiausią vietą valgymo pabaigoje. Vėliau žiurkėms buvo maistas ir sacharozė buvo ribojama taip, kad dieną 28 jos buvo 85% kūno svorio. Pabandžius pakartotinai, šie gyvūnai išleido žymiai daugiau DA gerdami sacharozę (179%), tačiau ACh išsiskyrimas nepavyko. Kontrolinė grupė buvo tiriama tokiu pačiu būdu, tačiau cukrus buvo skiriamas tik 1, 21 ir 28 dienomis. Esant normaliam kūno svoriui, kontroliniams gyvūnams, vartojant sacharozę 21 dieną, reikšmingas DA padidėjimas nebuvo reikšmingas. 28 dieną, kai 85% kūno svorio, kontrolinės medžiagos parodė nedidelį DA išsiskyrimo padidėjimą (124%); tačiau tai buvo žymiai mažesnė už 179%, stebėtą žiurkėms, turinčioms nepilną svorį ir turinčioms kasdien cukraus. Šie duomenys rodo, kad kai gyvūnas suriša cukrų ir numeta svorio, jis išleidžia žymiai daugiau DA ir mažiau ACh nei tada, kai gyvūnai turi normalų kūno svorį.

Raktiniai žodžiai: cukrus, maisto ribojimas, mikrodializė, valgymo sutrikimai

Piktnaudžiavimo narkotikai daro stiprinamąjį poveikį per daug stimuliuodami nervinius kelius, suaktyvintus natūraliai malonių išgyvenimų metu (; ). Todėl logiška, kad buvo pranešta apie elgesio ir neurocheminius ryšius tarp piktnaudžiavimo narkotikais ir nenormalios mitybos. Visų pirma, gerai įrodytas ryšys tarp maisto nepriteklius ar apribojimų ir stiprinamojo narkotikų poveikio (; ; ). Gyvūnai, turintys nepilną svorį ir laikydamiesi ribotos dietos, lengviau ieškos ir savarankiškai vartos narkotikus, palyginti su normaliu svoriu. Šis reiškinys buvo parodytas visose narkotikų grupėse, pastebėtas vartojant alkoholį, opiatus ir psichostimuliatorius (; ; ; ; ; ; ). Be to, apdovanojamasis narkotikų, tokių kaip alkoholis, morfinas ir kokainas, poveikis maistui auginamiems gyvūnams padidėja, matuojant šoninės hipotalaminio savistimuliacijos slenksčio mažėjimu (; ).

Vienas galimas šio reiškinio neurocheminis pagrindas yra darbas, parodantis, kad didėjanti maisto ir vaistų vartojimo vertė yra susijusi su aktyvumu mezolimbinio dopamino (DA) sistemoje (; ; ; ). Žiurkėms, kurių 20 – 30% sumažėjo mažiau nei normalus svoris, bazinis tarpląstelinis DA branduolio akumuliatoriuose (NAc) sumažėja tiek pat, kiek 50% (,). Žiurkėms, kurių kūno svorio netekimas mažesnis (10 – 20%), bazinio DA lygio skirtumų nepastebėta.; ). Dėl nepakankamo svorio gyvūnams padidėja NA išsiskyrimas NAc, reaguojant į akumuliatorių amfetamino infuziją (), be to, jie jautriai reaguoja į lokomotorius, reaguodami į akumuliatorius ar intraventrikulinę amfetamino infuziją (; ).

Panašus į kai kurių piktnaudžiavimo narkotikų poveikį, pakartotinis kasdienis cukraus tirpalo (10% sacharozės arba 25% gliukozės) vartojimas gali sukelti elgesio požymius (). Gėrimas yra apibrėžiamas kaip didelio maisto kiekio suvartojimas, daugiau nei paprastai būtų suvartojama per tam tikrą laiko tarpą (). Priklausomybės požymiai, kuriuos sukelia cukraus perteklius, apima opiatus primenančius abstinencijos požymius, padidėjusį amfetamino sukeltą hiperaktyvumą ir padidėjusį alkoholio vartojimą (). Cukraus turinčios žiurkės taip pat išskiria DA NAc, reaguodamos į kiekvieną dieną ragaujamą cukrų (; ), poveikis, kuris yra kokybiškai panašus į daugumą piktnaudžiavimo narkotikų () ir skirtingai nuo mažėjančio pakartotinio skonio maisto vartojimo poveikio (). Dėl šių priežasčių, hipoteze, kad žiurkės, turinčios nepakankamą svorį, parodytų padidėjusį DA atsaką į NAc, užpylus cukrumi, palyginti su normalia kūno svorio kontrole. Taip pat buvo prognozuojama, kad acetilcholinas (ACh), kuris įrodytas, kad kaupiasi akumuliatoriuose, padidėja esant sotumui (; ), dėl sumažėjusio ar lėtesnio sotumo žiurkėms, turinčioms nepilną svorį, būtų susilpnėjęs ar uždelstas. Kai kurie iš šių duomenų buvo aptarti ankstesniame apžvalginiame dokumente ().

EKSPERIMENTINĖS PROCEDŪROS

Dalykai ir chirurgija

Patinų „Sprague – Dawley“ žiurkės (300 – 325 g) buvo gautos iš „Taconic Farms“ (Germantown, NY, JAV) ir laikomos atskirai pagal apverstą 12-h šviesos / tamsos ciklą. Visas procedūras patvirtino Prinstono universiteto institucinis gyvūnų priežiūros ir naudojimo komitetas ir jos atitiko Nacionalinio sveikatos instituto gaires dėl etiško gyvūnų naudojimo. Buvo stengiamasi kuo mažiau naudoti gyvūnus ir jų kančias. Vandens buvo nuolatos, išskyrus atliekant mikrodializės testus.

Visoms žiurkėms buvo atlikta chirurgija implantuojant kaniulę mikrodializei. Jie buvo anestezuojami 20 mg / kg ksilazino ir 100 mg / kg ketamino (ip), prireikus papildant ketaminu. Dvišaliai 21 matuoklio nerūdijančio plieno kreipiamieji velenai buvo nukreipti į užpakalinį medialinį akumuliatoriaus apvalkalą (priekinis: + 1.2 mm, šoninis: 0.8 mm ir šoninis: 4.0 mm, atsižvelgiant į bregmą, vidurinį sagitalinį sinusą ir kaukolės lygio paviršių). Mikrodializės zondai buvo įterpti vėliau (žr. Žemiau) ir dar kartą išplėsti 5 mm ventiškai.

Elgesio procedūros

Maždaug po 1 chirurginio atsigavimo savaitės eksperimentinė grupė (n= 7), palaikant 16-h dienos maisto ribojimą (12 h šviesos ir 4 h tamsoje, maisto nėra), po to 2-h turėjo prieigą prie 10% sacharozės tirpalo (iš 4th – 6th h tamsiosios dienos). ) ir 8-h prieiga prie graužikų čiau (nuo tamsios pradžios 4th h). Ši ribotos prieigos procedūra šiek tiek skiriasi nuo, tačiau daugeliu atžvilgių yra panaši į tą, kurią anksčiau naudojome priklausomybės požymiams išaiškinti (). Kontrolinė grupė (n= 7) buvo palaikomas pagal šį tvarkaraštį 1 ir 21 dienomis ir buvo prieinamas ad libitum laikinai. 21 dieną buvo atlikta mikrodializė, kaip aprašyta žemiau.

Pradėjus nuo 22 dienos, kitos žiurkės pamažu buvo sumažintas kūno svoris iki 85% jų pradinio svorio. Eksperimentinė grupė apsiribojo 5 g čiauškinimo per dieną ir galimybės gauti sacharozės tirpalą 2 h, tačiau duotas sacharozės kiekis buvo apribotas vidutiniu kiekiu, kurį kiekvienas gyvūnas suvartojo per 19 – 21 dienas. Tai buvo padaryta siekiant užtikrinti, kad gyvūnai numestų svorio, o ne kompensuodami turimą kalorijų trūkumą, suvartodami per didelį kiekį sacharozės. Kontrolinė grupė taip pat buvo sumažinta pagal svorį, tačiau per šį laikotarpį neturėjo sacharozės, išskyrus 28 dieną per mikrodializės sesiją (aprašyta žemiau). Kūno svoris buvo registruojamas kiekvieną dieną svorio mažinimo laikotarpiu, ir jei gyvūnai nenusileisdavo pastoviai, 85 dieną būdami 28% savo kūno svorio, kitą dieną jiems buvo duodama šiek tiek mažiau.

Mikrodializės procedūros

In vivo tarpląstelinio DA ir ACh išsiskyrimo NAc apvalkale išmatuota mikrodialize. Mikrodializės zondai buvo sudaryti iš silicio dioksido stiklo vamzdelių (37 μm vidinio skersmens, „Polymicro Technologies Inc.“, Finiksas, AZ, JAV), esančio 26 matuoklio nerūdijančio plieno vamzdyje su celiuliozės vamzdelio mikrodializės antgaliu, uždarytu galu epoksidine medžiaga („Spectrum Medical Co.“, Los Andželas, Kalifornija, JAV, 6000, molekulinis). svoris, 0.2 mm, išorinis skersmuo × 2.0 mm ilgio) (). 20 dieną mikrodializės zondai buvo įterpiami ir cementuojami į vietą mažiausiai 18 h prieš rinkimą, kad neurotransmiterio atsigavimas stabilizuotųsi. Zondai buvo perfuzuojami buferiniu Ringerio tirpalu (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl)2, 1.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaH2PO4, pH 7.35) esant srautui 0.5 μl / min per naktį ir 1.3 μl / min, pradedant 2 h, prieš eksperimento pradžią 21 dieną. Neostigminas (0.3 μM) buvo pridėtas prie perfuzijos skysčio, siekiant pagerinti bazinį ACh atstatymą, užkertant kelią fermentiniam skilimui.

21 dieną esant normaliam kūno svoriui, prieš pradedant sacharozę, buvo paimti trys iš eilės 30-min pradiniai mėginiai. Tada visos žiurkės buvo atiduotos ad libitum prieiga prie sacharozės tik 2 h, mėginiai imami kas 30 min. Mėginiai, paimti po sacharozės, buvo imami, tuo metu žiurkės neturėjo galimybės gauti sacharozės ar čiau. Kiekvienas mėginys buvo padalintas; pusė - DA analizei, kita - ACh.

Po eksperimento 21 dieną gyvūnai buvo sumažinami pagal svorį, kaip aprašyta aukščiau. 27 dieną jie buvo grąžinti į dializės narvus. Naujas mikrodializės zondas buvo įterptas į NAc iš priešingos pusės (atsvara tarp žiurkių) ir perfuzuotas, kad stabilizuotųsi per naktį. 28 dieną buvo laikomasi tų pačių mikrodializės procedūrų, kaip ir 21 dieną, išskyrus šį laiką gyvūnai buvo su sumažintu svoriu, o sacharozės kiekis, kurį jiems buvo leista vartoti, buvo užfiksuotas vidutiniu kiekvieno gyvūno suvartojimu dienomis. 19 – 21.

DA ir ACh tyrimai

DA ir jos metabolitai, 3,4-dihidroksi-fenilacto rūgštis (DOPAC) ir homovanilo rūgštis (HVA), buvo analizuojami atvirkštinės fazės, didelio efektyvumo skysčių chromatografijos metodu, naudojant elektrocheminį aptikimą (HPLC-EC). Mėginiai buvo sušvirkšti į 20-μl mėginio kilpa, vedanti į 10-cm koloną su 3.2-mm anga ir 3 μm „C18“ pakuotė („Brownlee Co. Model 6213“, San Chosė, CA, JAV). Judriojoje fazėje buvo 60 mM NaH2PO4, 100 μM EDTA, 1.24 mM CH3(CH2)6SO3Na · H2O ir 5% tūrio / tūrio MeOH. DA, DOPAC ir HVA buvo išmatuoti kulonometriniu detektoriumi („ESA Co. Model 5100A“, Chelmsford, MA, JAV), nustatant kondicionavimo potencialą ties + 500 mV, o darbinių ląstelių potencialą esant –400 mV.

ACh buvo išmatuotas atvirkštinės fazės HPLC-EC, naudojant 20-μl mėginio kilpa su 10-cm C18 analitine kolonėle („Chrompack Inc.“, Palo Alto, CA, JAV). ACh buvo paverstas betainu ir vandenilio peroksidu (H2O2) imobilizuoto fermento reaktoriuje (acetilcholinesterazės ir cholino oksidazės iš Sigmos, Sent Luisas, MO, JAV). Judrioji fazė buvo 200 mM K3PO4 esant pH 8.0. Buvo naudojamas amperometrinis detektorius (EG&G Princeton Applied Research, Law-renceville, NJ, JAV). H2O2 buvo oksiduotas ant platinos elektrodo (BAS, West Lafayette, IN, JAV), nustatyto 500 mV įtampai Ag – AgCl etaloninio elektrodo atžvilgiu (EG&G Princeton Applied Research).

Histologija

Eksperimento pabaigoje buvo atlikta histologija, siekiant patikrinti mikrodializės zondo vietą. Žiurkėms buvo perdozuota natrio pentobarbitalio ir giliai anestezuojant jie buvo intrakardialiai perfuzuojami 0.9% fiziologiniu tirpalu, po to 10% formaldehido. Smegenys buvo pašalintos, užšaldytos ir supjaustytos į 40 μm sekcijų, pradedant prieš akumuliatorius, kol zondo galiukų vietos buvo rastos ir nubraižytos naudojant .

Duomenų analizė

Sacharozės suvartojimas buvo užfiksuotas tikslumu ml, o suvartojimas tarp grupių buvo analizuojamas neporiškai t- palyginimas suvartojamų kiekių 21 dieną tarp dienos cukraus vartojimo grupės ir cukraus du kartus grupės. Dienos cukraus suvartojimas ir bazinis DA lygis buvo analizuojami atliekant pasikartojančio vienalyčio dispersijos analizę (ANOVA). Kūno svoriai svorio ribojimo fazės metu buvo lyginami tarp grupių, naudojant dvipusį pakartotinį matavimą ANOVA. Mikrodializės duomenys buvo normalizuoti iki procentinės bazinės linijos ir išanalizuoti pakartojant vieno ar dviejų krypčių matavimus ANOVA. Post hoc Tukey sąžiningai reikšmingų skirtumų testai buvo naudojami, kai tai buvo pateisinama.

REZULTATAI

DA išsiskyrimą padidina sumažėjęs kūno svoris žiurkėms, kurioms trūksta cukraus

Esant normaliam kūno svoriui, žiurkės, turinčios 2-h cukraus, kiekvieną dieną padidino jų vartojimą 21 dienomis (F(20,230) = 6.02, P<0.001, Pav 1), o per dieną 21 jie suvartodavo žymiai daugiau nei kontrolinė grupė, kuri turėjo prieigą tik 1 ir 21 dienomis (t(16) = 4.84, P<0.001; (Atitinkamai, 16.2 ± 1.5 kcal, palyginti su 3.9 ± 1 kcal).

Pav 1 

Kasdien suvartojamas cukrus 21 dienomis esant normaliam kūno svoriui. Laikui bėgant žymiai padidėjo žiurkių, kurių cukrus kiekvieną dieną buvo aprūpinamas 2 h, kiekis. Kontrolinė grupė gėrė maždaug tiek pat kiekių 1 ir 21 dienomis.

Bazinis DA lygis buvo toks: 2-h dienos cukraus grupė normalaus kūno svorio (diena 21) = 0.75 ± 0.18 fmol; 2-h dienos cukraus grupė esant sumažintam kūno svoriui (28 diena) = 0.88 ± 0.35 fmol; 2-h cukraus du kartus kontrolinė grupė, esant normaliam kūno svoriui (21 diena) = 1.03 ± 0.17 fmol; 2-h cukraus du kartus kontrolinė grupė, esant mažesniam kūno svoriui (28 diena) = 0.78 ± 0.24 fmol, reikšmingų skirtumų tarp grupių nebuvo.

Eksperimentinei grupei, kasdien besiribojančiai su sacharoze, atliekant normalios kūno masės 21 dieną atliktą mikrodializę, tarpląstelinė DA padidėjo iki 122 ± 4%, reaguojant į geriamą sacharozę (21 diena:F(6,48) = 8.23, P<0.001, 2A). Kontroliniams gyvūnams reikšmingas DA padidėjimas 21 dieną, antrą kartą geriant sacharozę, neparodė.

Pav 2 

Susikaupę DA ir ACh išsiskiria, kai žiurkės užpila cukraus normalaus kūno svorio, o paskui vėl 85% kūno svorio. (A) DA išsiskiria reaguojant į geriamąjį cukrų 21 dieną, kai jis pasiekiamas esant normaliam kūno svoriui, ir (B) šis išsiskyrimas padidėja (iki 179% ...

Svorio mažinimo etape abiejų grupių žiurkių kūno svoris per 85 dienas stabiliai sumažėjo iki maždaug 7% (atitinkamai 86 ± 1.5% ir 82 ± 1.2%, eksperimentinė ir kontrolinė grupės). 28 dieną, esant 85% kūno svorio, žiurkės, kurios išpūtė, išleido daugiau DA NAc, gerdamos cukrų (179 ± 14% pradinio lygio), palyginti su kontroline grupe (124 ± 6%; F(6,72) = 3.98, P<0.002, 2B).

Palyginus kiekvieną grupę laikui bėgant, DA išsiskyrimas buvo žymiai didesnis 2-h dienos cukraus grupei, kai jų kūno svoris buvo mažesnis, palyginti su normaliu kūno svoriu (F(1,7) = 19.93, P<0.005). Šis poveikis nebuvo pastebėtas 2 val. Cukraus kontrolinėje grupėje, kuri parodė panašų DA padidėjimą esant normaliam ir sumažėjusiam kūno svoriui.

DOPAC ir HVA duomenų analizė pateikta Lentelė 1. Lyginant su kontroline grupe, metabolitų lygis paprastai buvo didesnis per dieną, o per maistą ribojant jų reikšmingai nepakito.

Lentelė 1 

DA metabolitų (DOPAC ir HVA) lygis gyvūnams, kurie kasdien valgydavo normalų ir sumažintą kūno svorį, ir kontroliuodami cukraus kiekį tik keletą kartų, esant normaliam ir sumažintam kūno svoriui.

ACh išsiskyrimas sumažėja dėl cukraus turinčių žiurkių, kai jos neturi svorio

21 dieną, esant normaliam kūno svoriui, tarpląstelinis ACh padidėjo cukraus valgymo metu ir pasiekė aukščiausią tašką per didelę grupę (21 diena: 127 ± 10%, F(6,48) = 3.11, P<0.005, 2C); tačiau 28 dieną ACh efektas išnyko, kai žiurkėms buvo mažas svoris (100 ± 6% pradinio lygio). Kita vertus, kontroliniams gyvūnams reikšmingai padidėjo ACh išsiskyrimas valgymo pabaigoje, esant normaliam svoriui (177 ± 7%, F(6,36) = 4.59, P<0.005; 2C) ir sumažintas kūno svoris (116 ± 6%, F(6,36) = 3.94, P<0.005; 2D pav).

Mikrodializės zondai buvo daugiausia NAc medialinio apvalkalo srityje (Pav 3).

Pav 3 

Histologija atskleidė, kad mikrodializės mėginiai buvo imami pirmiausia iš medialinio NAc apvalkalo. AcbC = akumuliatorių šerdis, CPu = kaudatas, aca = priekinis užkietėjimas.

DISKUSIJA

Cukraus sukeltas DA išsiskyrimas yra padidintas, kai žiurkės pykina mažą kūno svorį

Rezultatai rodo, kad gyvūnams, kurie perdirba cukraus tirpalą, o po to netenka svorio, NAc išsiskyrimas NAc padidėja daugiau procentų, nei esant normaliam kūno svoriui, ir daugiau nei nepiktybiniams mažo svorio gyvūnams. Ankstesnio tyrimo metu, kai žiurkės, turinčios nepakankamą svorį, buvo šeriamos paprastu čiaušu arba joms buvo skiriamas sisteminis amfetaminas ar morfinas, padidėjęs DA išsiskyrimas nepastebėtas; tačiau, kai amfetaminas buvo suleistas tiesiai į NAc, jis išleido žymiai daugiau DA, kas rodo, kad susikaupė vezikulinė DA (). Bazinio lygio pokyčiai, išsiskiriantis kiekis ir prisijungimas prie receptorių visa tai gali turėti įtakos faktui, kad vaistai labiau sustiprina, kai gyvūnai yra mažo svorio (; ; ; ; ; ). Dabartiniai duomenys rodo, kad padidėjęs išsiskyrimas yra cukraus pertekliaus veiksnys, kai ribojamas maistas.

Padidėjęs NAc padidėjimas NAc yra susijęs su ACh išsiskyrimo susilpnėjimu. Anksčiau parodėme, kad ACh lygis NAc paprastai padidėja valgio metu, kai maitinimas sulėtėja () ir gali piko, kai nutrūksta maitinimas (; ). taip pat pasiūlė akumuliatorių ACh vaidmenį sotumui, parodydamas, kad muskarino receptorių antagonizmas su skopolaminu slopina šėrimą. Šis vaistas iš dalies gali veikti netiesiogiai, padidindamas tarpląstelinio ACh lygį (). Šiame tyrime ACh išsiskyrimas buvo susilpnintas, kai gyvūnai buvo mažo kūno svorio. Šis neryškus ACh išsiskyrimas įvyko neatsižvelgiant į suvartojamą kalorijų kiekį, nes tiek 2-h per parą, tiek kontrolinės žiurkės suvartodavo panašų kiekį cukraus, esant normaliam ir sumažintam kūno svoriui. Taigi sumažėjęs ACh išsiskyrimas gali sušvelninti cukraus sotumą. Kartu su DA gautais rezultatais gali būti, kad apsinuodijimas gyvūnais, kuriems trūksta maisto, labiau sustiprėja dėl padidėjusio DA procentinio padidėjimo ir susilpninto ACh sotumo faktoriaus.

Per didelis kūno svoris

Šiame eksperimente naudojama modifikuota cukraus vartojimo valgymo modelio versija, kuri, kaip anksčiau įrodėme, sukelia elgesį ir neurocheminius pokyčius kokybiškai, kaip tie, kurie pastebimi vartojant piktnaudžiavimo narkotikus (; ). Pagrindiniai skirtumai yra ribotas sacharozės (2 h palyginti su 12 h) ir maisto ribojimas, siekiant sumažinti kūno svorį iki 85%. Svorio sumažinimas iki 85% ar daugiau per savaitę, kaip ir šiame tyrime, buvo naudojami kitų (; ). Šios modelio modifikacijos buvo įtrauktos į 1), siekiant palengvinti svorio metimą, 2) pabrėžia, kad besaikis valgymo elgesys taip pat gali būti modeliuojamas sutrumpinant prieigos laikotarpius, ir 3), kad būtų patikrintas teiginys, kad cukraus perteklius gali būti labiau stiprinantis, matuojant DA atpalaidavimas, esant sumažintam kūno svoriui.

Be šiame rankraštyje aprašyto modelio, buvo aprašyti ir kiti besaikio valgymo modeliai (; ; ), iš kurių kai kurie parodė, kad per daug nervingas elgesys sustiprėja, kai gyvūnai chroniškai riboja maistą (; ). Kituose modeliuose taip pat buvo naudojami trumpi (pvz., 1 ar 2 h) riboto galiojimo laikotarpiai prie skanaus maisto, pavyzdžiui, cukraus, riebalų ir (arba) saldžiųjų riebalų mišinių (; ; ).

Ši ataskaita išplečia literatūrą, parodydama sustiprintą DA išsiskyrimą NAc, reaguojant į pakartotinį cukraus tirpalo valgymą, kai kūno svoris yra mažesnis. parodė, kad 20-h maisto ribojimas padidino DA akumuliatorių išsiskyrimą reaguojant į geriamąjį skanų tirpalą. nustatė, kad ūmus maisto ribojimas gali atkurti DA išsiskyrimą NAc po to, kai atsakas įprato dėl naujoviškumo stokos. Mes pranešėme, kad kasdienis 12-h maisto ribojimas, po kurio sekė cukraus perteklius, išleido DA į NAc, net ir po 3 savaičių laikantis šios dietos (). Dabartiniai rezultatai patvirtina visus šiuos atradimus, be to, rodo, kad pakartotinis skonio tirpalo poveikis per daug valgant gali paskatinti DA išsiskyrimą, kai žiurkės neturi svorio. Tikimasi, kad šiame tyrime naudojamo sacharozės tirpalo skonis yra iš dalies atsakingas už rezultatus. Nuo riebalų (), sacharozė (\ t) ir sacharozės skonis () įrodyta, kad visi pakartotinai išskiria DA iš normalaus svorio NAc, nevalgiusiems gyvūnams, prognozuojama, kad visi šie maisto produktai ir kiti skoningi skoniai padidins DA išsiskyrimą gyvūnams su antsvoriu, kaip rodo cukrus šiuo metu tyrimas.

Vartai į valgymo sutrikimus?

Trumpas prieigos laikotarpis gali modeliuoti žmonių valgymą, kurį DSM-IV-TR apibūdina kaip maždaug 2 h perteklinį valgymą (). Trumpesni prieigos laikotarpiai yra ypač svarbūs aptariant per mažą kūno svorį besaikį valgymą kaip kai kurių ribojančio tipo valgymo sutrikimų pavyzdį. Šiuos girtavimo epizodus lydi kontrolės stoka, pavyzdžiui, jausmas, kad negalima nustoti valgyti. Kliniškai besaikio valgymo epizodai yra susiję su trimis ar daugiau iš šių dalykų: 1) valgymas iki nemalonaus sotumo, 2) valgymas dideliu kiekiu maisto, kai nėra fiziškai alkanas, 3) valgymas daug greičiau nei įprastai, 4) valgymas vien todėl, kad gėdijamasi dėl to, kiek jie valgo, 4) jaučiasi pasibjaurėję, prislėgti ar kalti po persivalgymo, arba 5) reiškia ryškų kančią ar nerimą dėl per didelio valgymo. Norint atitikti per daug nevalgymo sutrikimo diagnostinius kriterijus, apsvaigimas turi įvykti vidutiniškai mažiausiai 2 dienas per savaitę 6 mėnesius. DA vaidmuo buvo pasiūlytas atlikus tyrimus, rodančius, kad per daug valgantys pacientai turi polimorfizmą DA transporterio gene (). Taip pat pacientams, turintiems per daug nevalgymo, pasireiškia pakitę smegenų pokyčiai, rodantys pakitusį atlygio jautrumą, įskaitant A1 alelio buvimą, kuris yra susijęs su sumažėjusiu D2 receptorių tankiu (). Kartu šie genų pokyčiai gali sukelti DA rezorbcijos disreguliaciją, o tai prisideda prie pakitusio hedoninio atsako į maistą, apie kurį pranešė per daug valgantys pacientai ().

Panašūs rezultatai rasti pacientams, sergantiems nervine bulimija. Dėl šio valgymo sutrikimo pacientai įpranta valgyti ir tada imasi kompensacinių veiksmų norėdami išvalyti suvartotas kalorijas per daug mankštindamiesi ar neprivalgydami maisto. Šiems pacientams pasireiškia smegenų sričių pokyčiai, kurie dalyvauja stiprinant. Visų pirma, atsigavus bulimikai, buvo suaktyvinta priekinė cingulinės žievės dalis - smegenų sritis, kuri vaidina numatomą atlygį reaguojant į gliukozės patekimą (). Ši išvada rodo, kad tokie asmenys gali mažiau reaguoti į stiprinamuosius maisto produktus, taigi gali sukelti persivalgymo pažeidžiamumą. Šiame eksperimente padidėjęs valgymas mažo kūno svorio metu padidino organizmo DA išsiskyrimą. Tai dar labiau patvirtina DA vaidmenį atliekant atpildą, atsirandantį dėl bulimikų, patiriančių maisto apribojimą, o po to - įniršio epizodus.

IŠVADA

Kaip peržiūrėta kitur, anksčiau buvo įrodyta, kad per didelis cukraus vartojimas lemia elgesį ir neurocheminius pokyčius, panašius į tuos, kurie stebimi vartojant piktnaudžiavimo vaistus (). Dabartiniai duomenys rodo, kad žiurkėms, kurių anamnezėje yra per daug ėdalų, mažo kūno svorio skonio maistas (sacharozė) yra susijęs su tuo pačiu metu padidėjusia DA ir susilpnėjusiu ACh išsiskyrimu NAc. Dėl to cukraus poveikis gali tapti panašus į piktnaudžiavimo medžiagą. Neįprastas cukraus valgymas gali sukelti būseną, kuri yra tarsi „priklausomybė“ (). Dėl to padidėjęs DA išsiskyrimas, priešingai nei padidėjęs ACh, atsirandantis vartojant mažą kūno svorį, kaip parodyta čia, gali įamžinti per didelį valgymą ir prisidėti prie priklausomybę sukeliančio elgesio, būdingo kai kuriems valgymo sutrikimams.

Padėka

Šį tyrimą rėmė MH-65024 („BT Walsh“ NY Psichiatrijos institute / Kolumbijos universitetas ir BGH ir kt.), DA-10608 (į BGH) ir DA-16458 bei DK-79793 (stipendijos NMA). Dėkojame Miriam Bocarsly ir Jacqueline Sullivan už pagalbą ruošiant rankraštį. Čia pateikti duomenys buvo aptarti apžvalginiame dokumente ().

Santrumpos

AChacetilcholino
ANOVAdispersijos analizė
DAdopamino
DOPAC3,4-dihidroksi-fenilacto rūgštis
HPLC-ECdidelio našumo skysčių chromatografija su elektrocheminiu nustatymu
HVAhomovanilinė rūgštis
NAcbranduolys accumbens
 

Nuorodos

  • Amerikos psichiatrų asociacija. Psichikos sutrikimų diagnostinis ir statistinis vadovas. Ketvirtojo leidimo teksto peržiūra (DSM-IV-TR) Vašingtone: Amerikos psichiatrų asociacija; 2000.
  • Avena NM. Nagrinėjamos priklausomybę sukeliančios besaikio valgymo savybės, naudojant gyvulinės priklausomybės nuo cukraus modelį. „Exp Clin Psychopharmacol“. 2007; 15: 481 – 491. [PubMed]
  • „Avena NM“, „Rada P“, „Hoebel BG“. Priklausomybės nuo cukraus įrodymai: elgesio ir neurocheminis pertraukiamo, per didelio cukraus vartojimo poveikis. „Neurosci Biobehav“ red. 2008; 32: 20 – 39. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • 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: 813 – 820. [PubMed]
  • Bassareo V, Di Chiara G. Šėrimo sukeltos mezolimbinės dopamino perdavimo aktyvacijos moduliavimas apetitiniais stimulais ir jų ryšiu su motyvacine būsena. Eur J Neurosci. 1999: 11: 4389 – 4397. [PubMed]
  • „Bell SM“, „Stewart RB“, „Thompson SC“, „Meisch RA“. Dėl maisto trūkumo padidėja kokaino sukeltas sąlygotas vietos pasirinkimas ir lokomotorinis aktyvumas žiurkėms. Psichofarmakologija (Berl) 1997; 131: 1 – 8. [PubMed]
  • „Berner LA“, „Avena NM“, „Hoebel BG“. Žiurkių išsekimas, savęs ribojimas ir padidėjęs kūno svoris, atsižvelgiant į saldžiųjų riebalų dietą. Nutukimas. „2008 doi“: „10.1038“ / „oby.2008.328“. Epub prieš spausdinimą. [PubMed] [Kryžiaus nuoroda]
  • Boggiano MM, Chandler PC, Viana JB, Oswald KD, Maldonado CR, Wauford PK. Kombinuota dieta ir stresas sukelia pernelyg didelį atsaką į opioidus, vartojančius žiaurias valgyti žiurkes. Behav Neurosci. 2005: 119: 1207 – 1214. [PubMed]
  • „Cabeza de Vaca S“, „Carr KD“. Maisto ribojimas sustiprina centrinį naudingą narkotikų poveikį. J Neurosci. 1998; 18: 7502 – 7510. [PubMed]
  • Cadoni C, Solinas M, Valentini V, Di Chiara G. Selektyvus psichostimuliatorių jautrinimas ribojant maistą: diferenciniai pokyčiai akumuliatorių apvalkale ir šerdies dopaminas. Eur J Neurosci. 2003; 18: 2326 – 2334. [PubMed]
  • Carr KD. Atlyginimo už vaistus didinimas lėtinant maisto ribojimą: elgesio įrodymai ir pagrindiniai mechanizmai. Physiol Behav. 2002; 76: 353 – 364. [PubMed]
  • Carr KD, Kim GY, Cabeza de Vaca S. Lėtinis maisto ribojimas žiurkėms sustiprina kokaino ir delta1 opioidų agonisto DPDPE, bet ne delta2 agonisto deltorphin-II, svarbų teigiamą poveikį. Psichofarmakologija (Berl) 2000; 152: 200 – 207. [PubMed]
  • Carroll ME. Maisto trūkumo vaidmuo išlaikant ir atkuriant kokainą skatinančius veiksmus žiurkėms. Priklauso nuo alkoholio. 1985: 16: 95 – 109. [PubMed]
  • „Carroll ME“, Meisch RA. Maisto nepritekliaus poveikis etonitazeno vartojimui žiurkėms. „Pharmacol Biochem Behav“. 1979; 10: 155 – 159. [PubMed]
  • „Carroll ME“, „Stotz DC“. Realaus beždžionių savarankiškas gydymas d-amfetaminu ir ketaminu: maisto nepriteklius padariniai. J Pharmacol Exp Ther. 1983; 227: 28 – 34. [PubMed]
  • Chau DT, Rada P, Kosloff RA, Taylor JL, Hoebel BG. Branduolio akumuliaciniai muskarininiai receptoriai kontroliuoja elgesio depresiją: vietinio M1 antagonisto antidepresantų poveikis „Porsolt“ plaukimo teste. Neuromokslas. 2001; 104: 791 – 798. [PubMed]
  • Corwin RL, Buda-Levin A. Maitinimo tipo elgesio modeliai. Physiol Behav. 2004; 82: 123 – 130. [PubMed]
  • Corwin RL, Wojnicki FH, Fisher JO, Dimitriou SG, Rice HB, Young MA. Ribotos galimybės pasirinkti maistinius riebalus veikia žiurkių patinų organizmo elgesį, bet ne kūno sudėjimą. Physiol Behav. 1998; 65: 545 – 553. [PubMed]
  • Davis C, Levitan RD, Kaplan AS, Carter J, Reid C, Curtis C, Patte K, Hwang R, Kennedy JL. Atlygio jautrumas ir D2 dopamino receptorių genas: apsvaigimo valgymo sutrikimo atvejo ir kontrolės tyrimas. Prog Neuropsychopharmacol Biol psichiatrija. 2008; 32: 620 – 628. [PubMed]
  • Deroche V, Marinelli M, Maccari S, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Streso sukelta sensibilizacija ir gliukokortikoidai. I. Amfetamino ir morfino priklausomybės nuo dopamino lokomotorinio poveikio jautrinimas priklauso nuo streso sukeltos kortikosteroono sekrecijos. J Neurosci. 1995; 15: 7181 – 7188. [PubMed]
  • Di Chiara G, Bassareo V. Atlygio sistema ir priklausomybė: ką dopaminas daro, o ko ne. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 69 – 76. [PubMed]
  • Di Chiara G, Imperato A. Žmonės, kuriems piktnaudžiauja žmonės, dažniausiai didina sinaptines dopamino koncentracijas laisvai judančių žiurkių mesolimbinėje sistemoje. Proc Natl Acad Sci US A. 1988, 85: 5274 – 5278. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Frank GK, Wagner A, Achenbach S, McConaha C, Skovira K, Aizenstein H, Carter CS, Kaye WH. Pakitęs smegenų aktyvumas moterims, atsigavusiems dėl buliminio tipo valgymo sutrikimų po gliukozės vartojimo: bandomasis tyrimas. Int J Valgymo sutrikimas. 2006; 39: 76 – 79. [PubMed]
  • Hagano MM, „Moss DE“. Negyvojo mitybos įpročių išlikimas po to, kai anamnezėje atsirado apribojimų, kai žiurkėms buvo teikiama pertrauka su maloniu maistu: poveikis nervinei bulimijai. Int J Valgymo sutrikimas. 1997; 22: 411 – 420. [PubMed]
  • Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Mažas, nuimamas mikrodializės zondas. Gyvenimo mokslas. 1986; 39: 2629 – 2637. [PubMed]
  • Hoebel BG. Smegenų neurotransmiteriai maisto ir vaistų atlygio srityje. Am J Clin Nutr. 1985: 42: 1133 – 1150. [PubMed]
  • Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens dopamino ir acetilcholino pusiausvyra. Curr Opin Pharmacol. 2007: 7: 617 – 627. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • Hoebel BG, Rada P, Mark GP, Pothos E. Neurologinės elgesio stiprinimo ir slopinimo sistemos: atitikimas valgymui, priklausomybė ir depresija. In: Kahneman D, et al., Redaktoriai. Gerovė: hedoninės psichologijos pagrindai. Niujorkas: Russello Sage'o fondas; 1999. 558 – 572 psl.
  • Kelley AE, Berridge KC. Gamtinių pranašumų neurologija: aktualumas priklausomybę sukeliantiems vaistams. J Neurosci. 2002: 22: 3306 – 3311. [PubMed]
  • Liang NC, Hajnal A, Norgren R. Sham, maitinantis kukurūzų aliejų, padidina žiurkių dopamino kiekį. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006; 291: R1236 – R1239. [PubMed]
  • „Mark GP“, „Rada P“, „Pothos E“, „Hoebel BG“. Šėrimo ir gėrimo poveikis acetilcholino išsiskyrimui laisvai elbančių žiurkių branduoliuose, akumuliatoriuose, striatum ir hipokampuose. J Neurochem. 1992; 58: 2269 – 2274. [PubMed]
  • Oei TP. Kūno svorio mažinimo ir nepritekliaus poveikis kokaino savarankiškam vartojimui. „Pharmacol Biochem Behav“. 1983; 19: 453 – 455. [PubMed]
  • „Papasava M“, dainininkė G. Žiurkės, savarankiškai skirdamos mažas kokaino dozes, kai kūno svoris yra sumažėjęs. Psichofarmakologija (Berl) 1985; 85: 419 – 425. [PubMed]
  • „Papasava M“, „Dainininkė G“, „Papasava CL“. Į veną leidžiamas fentermino vartojimas žiurkėms, kurioms trūksta maisto: staigaus pakartojimo ir druskos pakeitimo poveikis. „Pharmacol Biochem Behav“. 1986; 25: 623 – 627. [PubMed]
  • Paxinos G, Watson C. Žiurkės smegenys stereotaksinėmis koordinatėmis. Niujorkas: Academic Press; 2005.
  • Pfeffer AO, Samsonas HH. Geriamasis etanolio stiprinimas: interaktyvus amfetamino, pimozido ir maisto ribojimas. Alkoholinių vaistų res. 1985; 6: 37 – 48. [PubMed]
  • „Pothos“ EN, „Creese I“, „Hoebel BG“. Dėl riboto valgymo, prarandant svorį, sumažėja tarpląstelinio dopamino kiekis branduolių akumuliatoriuose ir pasikeičia dopamino atsakas į amfetamino, morfino ir maisto suvartojimą. J Neurosci. 1995a; 15: 6640 – 6650. [PubMed]
  • „Pothos EN“, „Hernandez L“, „Hoebel BG“. Dėl lėtinio maisto trūkumo tarpląstelinis dopaminas mažėja akumuliatorių branduolyje: tai reiškia galimą neurocheminį ryšį tarp svorio metimo ir piktnaudžiavimo narkotikais. Obes Res. („1995“): „3S – 4S“. [PubMed]
  • Pratt WE, Kelley AE. Striatalaus muskarino receptorių antagonizmas mažina 24-h maisto suvartojimą kartu su sumažėjusia preproenkefalino geno ekspresija. Eur J Neurosci. 2005: 22: 3229 – 3240. [PubMed]
  • „Rada P“, „Avena NM“, „Hoebel BG“. Kasdien vartojant cukrų, dopaminas išsiskiria į akumuliatorių lukštą. Neuromokslas. 2005; 134: 737 – 744. [PubMed]
  • „Rouge-Pont F“, „Marinelli M“, „Le Moal M“, „Simon H“, „Piazza PV“. Streso sukelta sensibilizacija ir gliukokortikoidai. II. Jautrinimas dėl padidėjusio tarpląstelinio dopamino padidėjimo, kurį sukelia kokainas, priklauso nuo streso sukeltos kortikosteroono sekrecijos. J Neurosci. 1995; 15: 7189 – 7195. [PubMed]
  • Shinohara M, Mizushima H, Hirano M, Shioe K, Nakazawa M, Hiejima Y, Ono Y, Kanba S. Valgymo sutrikimai, susiję su besaikiu valgymu, yra siejami su dopamino transporterio geno 3′-UTR VNTR polimorfizmu. . J psichiatrijos neurosci. 2004; 29: 134 – 137. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]
  • „Wilson C“, „Nomikos GG“, „Collu M“, „Fibiger HC“. Motyvuoto elgesio dopaminerginiai ryšiai: važiavimo svarba. J Neurosci. 1995; 15: 5169 – 5178. [PubMed]
  • Išmintingas RA. Smegenų dopamino vaidmuo skatinant maistą ir jo stiprinimas. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2006; 361: 1149 – 1158. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]