J Addict Med. Autora manuskripts; pieejams PMC 2015 Mar 16.
PMCID: PMC4361030
NIHMSID: NIHMS669567
Bartley G. Hoebel, PhD, Nicole M. Avena, PhD, Miriam E. Bocarsly, BA, un Pedro Rada, MD
Anotācija
Atšķirība starp dabisko atkarību no narkotikām ir interesanta no daudziem viedokļiem, ieskaitot zinātnisko un medicīnisko perspektīvu. “Dabiskās atkarības” ir tādas, kuru pamatā ir fizioloģiskās un uzvedības sistēmas aktivizēšana, piemēram, tā, kas kontrolē vielmaiņu, barību un ēšanu, lai sasniegtu enerģijas līdzsvaru. “Narkotiku atkarības” aktivizē daudzas sistēmas, pamatojoties uz to farmakoloģiju. Šajā pārskatā ir apspriesti šādi jautājumi: (1) Kad pārtika rada dabisku atkarību? Cukurs izraisa atkarības pazīmes, ja plānošanas apstākļi ir piemēroti ēšanas izraisīšanai. (2) Kāpēc rodas līdzīga uzvedība? Uzdzerot 10% saharozes šķīdumu, atkārtoti atbrīvojas dopamīns accumbens kodolā, un tas aizkavē acetilholīna izdalīšanos, tādējādi atliekot sāta sajūtu. Opioīdu iesaistīšanos parāda naloksona izraisīta atteikšanās vai pārtikas trūkums. Bingeing, atteikšanās un atturēšanās izraisīta motivācija tiek aprakstīta kā pamats apburtajam lokam, kas izraisa pārmērīgu ēšanu. (3) Kuri pārtikas produkti var izraisīt dabisku atkarību? Dažādu cukuru, saharīna un fiktīvu barošanu salīdzina ar pārmērīgu tauku diētu, kurai, šķiet, trūkst cukura opioīdu atcelšanas īpašību. (4) Kā dabiskā atkarība no pārtikas ir saistīta ar aptaukošanos? Zems bazālā dopamīna līmenis var būt kopīgs faktors, kas noved pie “ēšanas par dopamīnu”. (5) Neironu modelī accumbens tiek attēlots kā atsevišķs GABA izvades ceļš pieejai un izvairīšanās gadījumam, kurus kontrolē gan dopamīns, gan acetilholīns. Šie izvadi savukārt kontrolē sānu hipotalāma glutamāta izdalīšanos, kas sāk maltīti, un GABA izdalīšanos, kas to aptur.
DABAS UN NARKOTIKAS PIELIETOJUMI
Atkarības definīcija ir atvērta debatēm. Agrīnā skatījumā narkotiku atkarība tika uzskatīta par gribas spējas trūkumu, padarot atkarību morālu.1 Vēlāk mūsdienu neiropsihofarmakoloģijas izpratnē atkarība tika aprakstīta kā „slimība”, ko izraisa hroniskas adaptācijas smadzeņu funkcijās, kas brīvprātīgo uzvedību maina nekontrolējamā veidā.2 Šis narkomānijas kā slimības stāvokļa skatījums daļēji pārmet vainu no personas uz narkotiku; tomēr abi viedokļi atspoguļo gala rezultātu attiecībā uz kompulsīvu uzvedību un kontroles zaudēšanu. Nesen ir notikusi virzība uz narkotiku atcelšanu un ieteikts, ka atkarība, tostarp atkarība no tādām darbībām kā ēšana vai seksuāla uzvedība, ir ierīkota kā neparasti spēcīga, vēlme pēc prieka.3-7 Garīgo traucējumu diagnostikas un statistikas rokasgrāmata sevī apgrūtināja atkarības jautājumu un koncentrējās uz “atkarības” kritērijiem ar ilgstošu, traucējošu vielu lietošanu kā diagnostikas kritēriju.8 Traucējoša uzvedība turpinās, neskatoties uz zināšanām par pastāvīgām fiziskām vai psiholoģiskām problēmām, kuras, iespējams, izraisa vai pastiprina ļaunprātīgas izmantošanas būtība.9 Debates tagad parādās, gaidot nākamo diagnostikas rokasgrāmatu.10 Mūsu viedoklis, kas lielā mērā balstās uz laboratorijas dzīvnieku pētījumiem, ir tāds, ka atkarība no cukura var būt problēma, un tā var ietvert tādas pašas nervu adaptācijas un uzvedības izmaiņas kā atkarība no narkotikām.11,12 Šīs izmaiņas novēroja gadījumiem, kad barošana ir novirzījusies, ko var modelēt laboratorijā. Mūsu laboratorijas dzīvnieku modeļa tuvākais cilvēka stāvoklis būtu ēšanas traucējumi vai bulīmija nervosa. Ir sniegti pierādījumi par atkarību pacientiem ar ēšanas traucējumiem.13,14 Smadzeņu attēlveidošanas pētījumos uzmanība tika pievērsta atkarību izraisošām izmaiņām aptaukošanās gadījumos, kad atkarības psiholoģisko risku pastiprina medicīniskie riski, tostarp sirds un asinsvadu traucējumi un 2 tipa diabēts.15,16
Lai saprastu „atkarību”, ir jāidentificē tās izraisošās neironu sistēmas. Atkarību izraisošas narkotikas daļēji darbojas ar sistēmām, kas attīstījušās uz nejaušām un varbūt reproduktīvām darbībām. Tas nozīmē, ka atkarība no konkrētiem uzvedības modeļiem, iespējams, ir attīstījusies, izmantojot ģenētiskos ieguvumus, ko atlasītie dzīvnieki ar iniciāli programmētiem atkarības procesiem. Ja tā, tad ir 2 galvenie atkarības veidi, kas abi var kļūt par kompulsīviem un dažkārt bīstamiem: (1) izdzīvošanas paradumiem, piemēram, tādi, kas izraisa riskantu uzvedību ēšanas un pārošanās un (2) nepareizas uzvedības dēļ, kas apiet normālu inhibīciju. jutekļu signāli un mākslīgi stimulē atalgojuma sistēmas, piemēram, ļaunprātīgas lietošanas narkotiku gadījumā.
Kopumā dabiskā atkarība var rasties, ja vides stimuli darbojas, izmantojot noteiktas, normālas receptoru sistēmas, piemēram, cukuru, kas darbojas caur glikoreceptoriem. Šajā gadījumā iesaistītā „sistēma” ir tāda, kas attīstījās ar enerģijas regulējumu kā izdzīvošanas labumu. Narkotiku atkarība var rasties no savienojumiem, kas var apiet sensorās ieejas un darboties sistēmā, ko raksturo tās neirokemiskā funkcija. Tādējādi zāles, piemēram, psihostimulanti vai opiāti, var aktivizēt vairākas sistēmas ar dažādām fizioloģiskas uzvedības funkcijām. Būtu neloģiski apgalvot, ka tikai narkotikas var būt atkarīgas, ja var pierādīt, ka dabiskā stimulācija, piemēram, enerģijas kontroles sistēmas aktivizēšana, var būt pietiekama, lai varētu izraisīt atkarību.
KAD CUKURA PRODUKCIJA DABAS ATTIECĪBU? ĒDINĀŠANA BINGĒS var veicināt atkarību
Pēc 10 gadu pētījumiem par cukura atkarību, \ t11,17,18 mēs joprojām izmantojam to pašu pamatmetodi, lai iegūtu skaidras pārtikas atkarības pazīmes, uzliekot barošanas grafiku, kas pēc badošanās perioda atkārtoti izraisa cukuru. Cukura bingeing dzīvnieku modelī „iedzeršana” ir definēta vienkārši kā neparasti liela maltīte, salīdzinot ar dzīvniekiem, kas ēd tikpat diētu kā ad libitum. Periodiski, 12 stundu barības ierobežojumi tiek izmantoti, lai radītu badu un gaidītu ēšanu. Tad dzīvniekiem tiek piedāvāta 25% glikoze (vai 10% saharoze, lai modelētu bezalkoholiskā dzēriena cukura koncentrāciju) kopā ar grauzēju čau. Iespēja sākt pirmās dienas maltīti aizkavē 4 stundas pēc tam, kad viņi parasti sākuši ēst tumšā laikā.19 3 nedēļu laikā šī ikdienas barības ierobežošana un aizkavētā barošana rada 32% no žurku kaloriju daudzuma, kas rodas no cukura. Žurkas, izmantojot šo ikdienas 12 stundu cukura un chow grafiku, palielina kopējo dienas cukura patēriņu piekļuves nedēļās. Interesanti atzīmēt, ka dažas žurkas ar piekļuvi cukuram 12 stundu laikā uzņem ne tikai lielu maltīti pieejas sākumā, bet arī spontāni iedzer visā barošanas periodā.11
Žurkas ar ad libitum piekļuvi cukura šķīdumam ir vērtīga kontroles grupa. Viņi dzer cukuru pat neaktīvā, vieglā fāzē. Šie dzīvnieki patērē tādus pašus lielus cukura šķīduma daudzumus kā žurkas; tomēr tā ir sadalīta 24 stundu laikā. Mēs neredzam pierādījumus par ēšanas uzvedību ar ad libitum piekļuvi cukuram.11 Tā rezultātā viņi neparāda atkarības pazīmes. Tātad, šķiet, ka periodisks barošanas grafiks ir izšķirošs, lai izraisītu binge un turpmākās atkarības pazīmes. In Skaitlis 1, bingeing ir norādīts kā pirmais posms ceļā uz atkarību.
KĀPĒC CUKURA NOVĒRTĒJO PĀRSTRĀDES PIEVIENOŠĀS LĪDZEKĻIEM?
Bingings izraisa atkārtotu, pārmērīgu dopamīna (DA) izdalīšanos un opioīdu stimulāciju, ko abstinences laikā seko progresīvas izmaiņas, kas palielina recidīva iespējamību.
Opioīdu adaptācijas un izņemšanas pazīmes
Cukura atkarības salīdzinājums ar narkomāniju ir detalizēti pārskatīts.20,11 Tikai dažās nedēļās pēc pārtraukuma ar 12 stundu ilgas cukura barošanās grafiku žurkām, reaģējot uz naloksonu (3 mg / kg sc), parādīsies opiātu veida izdalīšanās pazīmes, kas pierāda opioīdu iesaistīšanos un ierosina opioīdu atkarību. . ”21 Izņemšanu novēro arī bez naloksona, kad 24 stundās tiek liegta gan pārtika, gan cukurs.11,21,24 Mūsu kvantitatīvā polimerāzes ķēdes reakcija (qPCR) un autoradiogrāfiskie pierādījumi žurkām ar cukuru ir pazemināta, un tā ir pazemināta.22 un augsti regulēta mureceptora saistīšanās kodolā accumbens (NAc).23 Tas tiek interpretēts tā, ka atkārtotais cukura pielietojums atbrīvo opioīdus, piemēram, enkefalīnu vai beta-endorfīnu, un smadzenes kompensē, izdalot mazāk šo opioīdu peptīdu noteiktos reģionos. Varbūt postsinaptiskās šūnas reaģē uz mazākiem šiem peptīdiem, izpaužot vai pakļaujot vairāk mu-opioīdu receptoru. Ja pēc tam naloksons bloķē receptorus, vai žurkām ir liegta pārtika, dzīvniekiem ir trauksme paaugstinātā labirintā24,21 un depresija peldēšanas testā (Kim et al, nepublicēts). Šīs uzvedības un neiroķīmiskās izmaiņas ir akceptētas opiātu līdzīgas izņemšanas pazīmes dzīvnieku modeļos.25
Dopamīnerģiska adaptācija un sensibilizācijas pazīmes
Opioīdu sistēma vēdera vidusdaļā ir daļēji atbildīga par DA šūnu stimulēšanu ļoti garšīgu pārtikas produktu lietošanas laikā.26,27 Dažādās striatuma daļās cukura pietūkums izraisa DA saistīšanās ar D1 receptoriem palielināšanos, kā arī D2 receptoru saistīšanās samazināšanos.23 Tas var notikt tāpēc, ka katra iedzeršana atbrīvo DA pietiekami, lai palielinātu ekstracelulāro līmeni līdz aptuveni 123% no bāzes līnijas.28,29 Atšķirībā no tipiskiem barošanas modeļiem DA izdalīšanās, reaģējot uz ēšanas traucējumiem, neatkārtojas ar atkārtotām ēdienreizēm, kā parasti ir redzams pārtikā, kas vairs nav jauna.30,27 Kā redzams Skaitlis 2ierobežojumi, ko nosaka mūsu laboratorijas modeli ēšanas traucējumi, izraisa DA palielināšanos pat pēc 21 dienas dienas iedarbības. Atkārtoti DA pārspriegumi var mainīt postsinaptisko neironu gēnu ražošanas un intracelulāro signalizācijas mehānismus, iespējams, novedot pie nervu adaptācijām, kas kompensē pārmērīgu DA stimulāciju.31

Mesolimbiskās DA sistēmas atkārtota psihostimulanta aktivizācija izraisa uzvedības sensibilizāciju.32-36 Pierādījumi liecina, ka mesolimbiskā DA sistēma tiek mainīta arī ar cukura barošanu. Amfetamīna izaicinājums izraisa lokomotorisku hiperaktivitāti žurkām, kam anamnēzē ir bijusi cukura lietošana.37 Ietekme parādījās 9 dienas pēc tam, kad žurkas pārtrauca barošanu, kas liecina, ka DA funkcijas izmaiņas ir ilgstošas. Un otrādi, kad žurkām ir sensibilizētas amfetamīna ikdienas injekcijas, tās hiperaktivitāte 10 dienas vēlāk, kad tās dzer cukuru.38 Mēs to interpretējam, nozīmē, ka cukura piesātinājums un amfetamīna injekcijas jūtina to pašu DA sistēmu, kā rezultātā rodas uzvedība.
Abstinences izraisītas pastiprinātas motivācijas pazīmes
Citu ilgstošu cukura barošanas efektu ietver: a) pastiprināts sviras nospiešana cukuram pēc 2 nedēļu atturēšanās;39 b) pastiprināta brīvprātīga alkohola lietošana žurkām ar cukura barošanu, \ t40 un c) uzlabota atbilde par ar cukuru saistītām norādēm.41 Šīs parādības tiek sauktas par cukura „atņemšanas efektu”, attiecīgi alkohola „vārtejas efektu” un cue “inkubācijas efektu”. Tie visi notiek abstinences laikā, nedēļas pēc dienas, kad pārtrauca cukura lietošanu. Tā kā tie ir redzami abstinences laikā, ir vilinoši tos iedalīt kā „alkas” pazīmes. Konservatīvi, tos var uzskatīt par pastiprinātas motivācijas pazīmēm, kas ir neatņemama sastāvdaļa, lai atkāptos no vielu ļaunprātīgas izmantošanas.15,42,43
Kopumā cukuram piemīt gan psihostimulanta, gan opiāta atkarību izraisošās īpašības. Krustveida sensibilizācija ar amfetamīnu ir dopamīnerģiska un svarīga dažos atkarības posmos. Naloksona izraisīta atcelšana21 un abstinences izraisītajai reakcijai uz cukuru saistītajām inkubācijām ir opioīdu komponenti.44 Tas noved pie ierosinājuma, ka cukura bingings izraisa uzvedības un neiroķīmiskas pārmērīgas dopamīnerģiskas un opioīdu stimulācijas pazīmes, kas veicina ilgtermiņa pārmaiņas motivācijas uzvedībā (Fig. 1).
Dažiem cilvēkiem, kuri cieš no ēšanas traucējumiem, bulīmijas nervozitātes vai aptaukošanās, ir acīmredzamas piespiedu sekas un dzīvību traucējošas sekas; tādējādi daži cilvēki var būt “atkarīgi” no diagnostisko un statistisko garīgās attīstības traucējumu rokasgrāmatas kritēriju. Tas rada acīmredzamu jautājumu: vai viņiem ir pārtikas atkarība? Iepriekš aprakstītais dzīvnieku modelis liecina, ka ir iespējams, ka daži binge ēdēji un bulimīti varētu būt atkarīgi no cukura, taču tas neizskaidro visus ēšanas traucējumus vai aptaukošanos, lai gan daudz ir publicēts par šo ļoti spekulatīvo tēmu.45-50
KAS PĀRTIKAS POTENCIĀLĀS PAPILDU? SOMĀKĀ IR SĪKĀKAIS ĪPAŠS PAR
bērns
Ir vairāk pārtikas atkarības nekā pārtikas ierobežošana un bingeing. Svarīgs ir arī barības vielu veids, ko dzīvnieki ievada. Mūsu pētījumi par pārtikas atkarību lielā mērā ir vērsti uz cukuru (saharozi vai glikozi). Pozitīvie rezultāti var attiekties uz cukuru kā īpašu barības vielu. Tai ir sava receptora sistēma mēlē,51,52 zarnas,53,54 aknas,55 aizkuņģa dziedzeris,55 un smadzenes.56 Glucoreceptori nodrošina dzīvības glābšanas informāciju, kas tiek izmantota norīšanas uzvedības sistēmai un ar to saistītajām mācīšanās, emocionālajām un motivācijas sistēmām. Iespējams, ka cukura atkarība žurkām ir saistīta ar pārmērīgu, atkārtotu šīs visaptverošās cukura sensoru sistēmas aktivizāciju.
Saharīns un saldā garša
Būtu interesanti pārbaudīt mākslīgos saldinātājus, lai noskaidrotu, vai salduma perorālais komponents ir pietiekams, lai radītu atkarību. Lai simulētu „diētas bezalkoholisko dzērienu” garšu, mēs izmantojām 12 stundu periodisku piekļuvi chow un 0.1% saharīna šķīdumam. Pēc šīs uztura shēmas 8 dienas pēc 36 stundām dzīvnieki tika atņemti no pārtikas un saharīna ar somatiskām pazīmēm, kas saistītas ar trauksme ieguva katru 12 stundu. Pārtikas un saharīna atņemšana no žurkām izraisīja pastiprinātu zobu ieplūšanu, galvas satricinājumus un priekšdziedzera drebuļus 36hour periodā. Šo aversīvo stāvokli viegli varēja novērst 5 mg / kg morfīna vai piekļuves saharīna šķīdumam (Hoebel un McCarthy, nepublicēts). Tādējādi mēs uzskatām, ka plānotie saharīna bingi var stimulēt dopamīnu un opioīdu izraisītu atkarību, līdzīgi kā saharozes gadījumā. Tas nav pārsteidzoši, ņemot vērā plašos pētījumus Carroll laboratorijā, kas liecina, ka saharīns var aizstāt kokaīnu, un saharīna izvēle ir atkarības atbildības marķieris.57,58 Turpmākais atbalsts saharīna ārkārtīgi stiprinošajai vērtībai un tās saistībai ar atkarību nāk no Ahmed un kolēģiem,59 kuri pierāda, ka dažas žurkas dod priekšroku saharīnam, ko lieto kokaīna pašpārvaldē.
Vēl viens veids, kā pārbaudīt cukura salduma spēku bez vienlaicīgas kalorijas, ir iztīrīt kuņģi, atverot kuņģa fistulu, kamēr žurkas izdzer 10% saharozi. Kā varētu sagaidīt, fiktīvie dzērāji patērē pārmērīgu cukura daudzumu, jo relatīvi trūkst sāta signālu.60 Pēc 3 nedēļu ilgas ēšanas, saharozes ēdiena garša joprojām palielinās ekstracelulāro DA līmeni līdz 131% no sākotnējā līmeņa.61
Pēcdzemdību ogļhidrāti
Reālā saharozes uzņemšana, iespējams, ir atkarīgāka nekā saharīna vai viltus uzņemšana, jo plaši pierādījumi liecina, ka zarnu glikozes receptori un citi postestestionālie faktori ir svarīgi cukura atalgojumam, kas izpaužas kā kondicionēta garšas izvēle.62 Ieteicamas aromāti, kas saistīti ar intragastrisko barošanu.63 un viņi atbrīvo akumbens DA.64-67 Pamatojoties uz šiem kondicionēšanas pētījumiem, mēs secinām, ka ogļhidrātu postingestās norādes varētu veicināt DA vai opioīdu izdalīšanos, ko izraisa cukurs, iegūstot, uzturot un atjaunojot iedzeršanu.
Pārsteidzoša tauku iezīme
Mēs bijām pārsteigti par mūsu nespēju iegūt naloksona izraisītu trauksmi, izmantojot plus-labirints testu kā norādi par izdalīšanās stāvokli žurkām ar augstu tauku saturu. Žurkām, kuras lietoja augu taukus (Crisco), kopā ar standarta graudaugu granulām neizdalījās izdalīšanās, kā arī netika dota uzturvielām bagāta diēta ar augstu saharozi, augstu tauku saturu. Gan tīrā augu tauki, gan taukainās granulas tika patērētas dedzīgi, pamatojoties uz iedzeršanas grafiku.68 Vai nu dzīvnieki nebija atkarīgi no taukiem, vai tas bija atkarības veids, kas neizraisa opiātu līdzīgu izņemšanu. Attiecībā uz izņemšanu no taukiem var būt cukurs, jo kokaīns ir heroīnam; tas nozīmē, ka, salīdzinot ar heroīnu un līdzīgi, taukiem, salīdzinot ar cukuru, ir mazāk novērojamu atteikšanās uzvedības izpausmju ar kokaīnu. Šī iemesla dēļ mēs esam bijuši neobjektīvi pret opiātu līdzīgu izņemšanas pazīmju meklēšanu žurkām, kas cieš no cukura. Ja opioīdu sistēma būtiski neietekmēs žurkas, kas apgrūtina taukus, tad opiātu tipa izņemšanas pazīmes neparādīsies. Lai gan ir skaidrs, ka cukurs izdala opioīdus, kas pagarina maltīti,69,70 tauki šādā veidā var nebūt efektīvi. Tauki ir mazāk piesātinoši nekā ogļhidrāti, kaloriju kalorijai, bet cukurs faktiski var nomāc sāta sajūtu, tāpat kā tas var nomāc sāpes un diskomfortu kopumā.71,72 Mēs arī esam spekulējuši, ka tauku stimulētie peptīdi, piemēram, galanīns, kas uzrāda paaugstinātu mRNS ekspresiju, reaģējot uz augstu tauku saturu, un arī kavē dažas opioīdu sistēmas,73 tādējādi varētu samazināt cukura stimulētu opioīdu lietošanu.68 Tādējādi, lai gan šķiet, ka tauki nav atkarīgi no opioīdu atkarības, tas joprojām var radīt atkarību, bet tādā veidā, ka mēs vēl neesam mērījuši.
KĀ AR BINGE ĒDINĀŠANU UN MĒRĶI? IT ATKLĀS UZ DIET
Saharoze vai glikozes iedzeršana, vienalga, neizraisa aptaukošanos
Runājot par kopējo ķermeņa masu, daži pētījumi atklāja, ka tauku vai cukura lietošana nerada svara traucējumus,23,74-76 tā kā citi ir pierādījuši ķermeņa masas pieaugumu.77-79 Mūsu laboratorijā žurkām, kas lieto glikozi vai saharozi, ir daudzas tādas pašas pazīmes kā dzīvnieki, kas lieto ļaunprātīgas lietošanas zāles, kā aprakstīts iepriekš, un kalpo kā cukura atkarības dzīvnieku modeļi, bet tie kompensē cukura kalorijas, ēdot mazāk gaļas un tādējādi kontrolēt ķermeņa svaru.24,21 Kontroles grupa ar ad libitum piekļuvi cukuram arī kompensē to kaloriju patēriņu, lai tie nekļūtu aptaukošanās.
Saldie tauki Bingeing palielina ķermeņa masu
Lai gan dzīvnieki, kas cieš no 10% cukura šķīduma, pierāda spēju regulēt savu ķermeņa masu, tie, kas tiek uzturēti līdzīgā barojošā diētā, bet ar saldu, augstu tauku saturu, liecina par svara pieaugumu.80 Dzīvniekiem, kuriem tika piešķirta 2 stundu pieeja šim garšīgajam diētam, bija raksturīgi ļaunprātīgi modeļi, pat ja viņiem ir bijusi ad libitum piekļuve uztura ziņā pilnīgai diētai atlikušajā dienas laikā. Ķermeņa svars palielinājās, pateicoties lielajām ēdienreizēm, un pēc tam tas samazinājās starp bingēm, ko izraisīja pašierobežota standarta chow uzņemšana. Tomēr, neskatoties uz šīm ķermeņa masas ikdienas svārstībām, dzīvnieki, kuriem katru dienu ir pieejams salds tauku biezums, ieguva ievērojami lielāku svaru nekā kontroles grupai, kam ad libitum piekļuve standarta čau. Tas varētu sniegt ieskatu saiknē starp ēšanas un aptaukošanos.81
Zems bazālais dopamīns
Lai pārbaudītu teoriju, ka daži aptaukošanās cilvēki ir pārtikas atkarīgie, mums ir nepieciešami aptaukošanās žurkas. Plašs darbs Pothos laboratorijā rāda, ka žurku ar aptaukošanos un aptaukošanās kaķu ēdienreizes žurkām ir zema bazālā DA un traucēta DA izdalīšanās.82 Tiek uzskatīts, ka tam ir pamata cēloņi, kas daļēji saistīti ar svara izmaiņām insulīna un leptīna jutībā, kontrolējot DA šūnu šaušanu.83,84 Mēs zinām, ka ar ierobežotu diētu saturošām žurkām ir arī zems bazālais DA.85 Tādējādi, šķiet, ka gan lieli, gan mazi dzīvnieki var būt hiperfagiski kā līdzeklis, lai atjaunotu savu ekstracelulāro DA līmeni. Tas ir analoģisks žurkām, kuras pašas ievada kokaīnu tādā veidā, kas saglabā to DA paaugstināšanos.86 Faktiski, žurkām, kas barojas ar cukuru, kas ir pārtika, kas ir ierobežota ar svara zuduma punktu, atbrīvojas vairāk DA nekā parasti, ja to atļauj atkārtoti lietot, un tādējādi viņi paaugstinātu savu DA līmeni.28
VIENKĀRŠĀS NEURĀLĀS APRŪPES MODULIS PIEEJAMĀS FUNKCIJAS
Ņemot vērā to, ka cukura atkarība, piemēram, aptaukošanās, ir saistīta gan ar DA pamata līmeni, gan uz pārtikas izraisītu DA izdalīšanos, mums ir nepieciešams modelis, kas attēlo DA shēmu lomu uzvedības motivācijā. Varētu sagaidīt, ka šī ķēde mijiedarbosies ar opioīdu sistēmām. Mēs esam ierosinājuši modeli, kurā NAc ir atsevišķi GABA iznākumi motivācijai, kas ir līdzīga labi dokumentētām izejām muguras striatumā lokomotīvei.87 Tāpat kā neirotransmitera nelīdzsvarotība motoru sistēmā noved pie Huntington Chorea un Parkinsona slimības,88,89 neirotransmitera nelīdzsvarotība akumbenās var būt saistīta ar vispārējo motivācijas hiperaktivitāti un depresiju. Īpaši gadījumi var izpausties kā hiperfāga un anoreksija. Ņemot vērā mūsu norādes no plašās Parkinsona slimības literatūras,90 mēs iesakām, ka pastāv akumbens GABA izejas ceļš, kas ir specializējies pozitīvai, „motivētai” motivācijai („pieeja”), tostarp mācīšanās pieeja un apetitīva uzvedība, un otrs - negatīvai, „bez-go” motivācijai („izvairīšanās”), tostarp mācīties nepatiku.91,87 Koncentrējoties uz apvalku, pieejas ceļš būtu „tiešais ceļš” ar dinamorfīnu un vielu P kā transmisiju. Izvairīšanās ceļš varbūt izmanto enkefalīnu kā transmisiju un aizņem “netiešu ceļu” uz talamu un ventrālo vidus smadzeņu. Cortex-striatāla-pallidum-talamusa-garozas cilpas var apļot ap vairākas reizes spirālē, kas izraisa kognitīvos procesus līdz motora aktivitātei.92 Striatāla-vidus smadzeņu ceļi ir aprakstīti arī kā spirāle, ar korpusu, kas ietekmē kodolu, kas ietekmē mediālo striatumu un tad dorsallateral striatum.93 Tas ventrālā vidus smadzeņu ar tā augšupejošo DA un GABA neironu iekļūst izziņas shēmā, kas jāpārvērš darbībā. Tieši vai netieši accumbens izejas sasniedz arī hipotalāmu.94 Sānu hipotalāmā glutamāta ievadi sāk ēst un GABA to aptur. To pierādīja gan mikroinjekcija, gan mikrodialīzes pētījumi.95,96
Kā parādīts Skaitlis 3DA ievade no vidus smadzenēm uz NAc var darboties, lai stimulētu pieeju un kavētu izvairīšanos, tādējādi veicinot uzvedības atkārtošanos. Uzbudinājums ir paredzēts, izmantojot D1 receptorus uz GABA-dinorfīna „neironu” neironiem un inhibējot caur D2 tipiem GABA-enkefalīna „izvairīšanās” neironiem. Patiešām, vietējā D2 stimulācija var izraisīt pretestības pazīmes, piemēram, plaisas un zoda berzes.97 DA, kas darbojas caur D2 receptoriem, samazina GABA striatāla paliduma neironu reakciju pret glutamātu un veicina ilgstošu glutamatergiskās transmisijas depresiju.98 Tiek ziņots, ka D1 receptorus veicina reakciju uz spēcīgi koordinētu gluta-mate ievadi un ilgstošu potencēšanu, vismaz GABA neironos, kas nonāk pie nigras.99,100 D1 receptoriem caudatā palielinājās ar acīm saistītās atalgojuma acu kustības, un atkal D2 receptoru funkcija bija pretēja.101 Tas nodrošina atbalstu shēmai, kas parādīta Skaitlis 3 tiktāl, ciktāl accumbens apvalks ir sakārtots līdzīgi kā muguras striatam. Literatūrā ir izteikti dažādi viedokļi, kuros aprakstīti ceļi no accumbens uz pallidumu, nigru un hipotalāmu. Katrai no tām var būt dažādas funkcijas attiecībā uz kondicionētu reakciju iegūšanu un izpausmi un instrumentālo sniegumu.102-104 Accumbens iekšpusē ir jānošķir čaula un serdeņi gan attiecībā uz to funkcijām, gan darbības secību.105-109 Turklāt apakšsekciju mērījumi ar in vivo sprieguma metodi parāda DA izdalīšanos akumbenu „mikro vidēs” var atšķirties atkarībā no funkcionāli specifiskām DA ievades apakšgrupām.110

DA pārspīlējumi, reaģējot uz narkotiku lietošanu, izraisa pakārtotas izmaiņas, piemēram, Postynaptic, intracelulāro Delta FosB uzkrāšanos, kas varētu mainīt receptoru un citu šūnu komponentu gēnu ražošanu kā kompensācijas formu; tas varētu veicināt narkotiku lietošanas atjaunojošu atjaunošanu abstinences laikā.31 Mēs iesakām, ka, ja šī intracelulāro pārmaiņu kaskāde var rasties, reaģējot uz narkotiku lietošanu, tā var rasties arī tad, ja cukura bingeing dēļ rodas atkārtoti DA pārspriegumi.11,61 Šo hipotēzi apstiprina jaunākie pierādījumi, kas liecina, ka dabiskie pastiprinātāji, piemēram, saharoze un seksuālā uzvedība, maina Delta FosB izteiksmi.111
Acetilholīna interneuroni var darboties kā pretinieku process, lai apturētu uzvedību, darot pretēju DA pret dažām akumbensu sinapsēm, kā ieteikts Skaitlis 3. ACh teorētiski kavē ēstgribīgu pieeju un stimulē izvairīšanās no izvairīšanās ceļu; tas varētu būt saistīts ar sinapsiskām muskarīna M2 un M1 receptoriem (Fig. 3). Daudzi pētījumi ar žurkām apstiprina viedokli, ka ACh interneurons kavē uzvedību, tostarp barošanas uzvedības un kokaīna lietošanas inhibīciju.61,91,112,113 Muskarīna agonists, ko lokāli uzklāj uz aklēmiem, peldēšanas testā var izraisīt uzvedību, un relatīvi specifisks M1 antagonists mazina depresiju.114 Dynorphin un citi raidītāji arī kontrolē šo sistēmu ar depresiju kā vienu no rezultātiem.115 Kondicionēta garšas atturība atbrīvo ACh116 un neostigmīns, ko lieto, lai paaugstinātu vietējos ACh līmeņus, ir pietiekams, lai izraisītu pretestību ar garšu, kas iepriekš bija savienots ar holīnerģisko injekciju.117 Tas liek domāt, ka pārmērīga ACh var izraisīt aversīvu stāvokli, kas izpaužas kā kondicionēta garšas atturēšanās. Iespējamā citu muskuļu un nikotīno līdzekļu iedarbība uz aklēmiem neatbilst mūsu modelim94,118,119 un tiek apspriesti citur, ņemot vērā iespēju, ka daži muskarīna agonisti atbrīvo DA un daži muskarīna antagonisti var iedarboties caur M2 receptoriem, lai atbrīvotu ACh.87,120 DA ar ACH interneuroniem var inhibēt ar D2 receptoriem, kā to pārskata Surmeier et al.98 Šis ieteikums atbilst Skaitlis 3, kas norāda, ka mazāk ACh atbrīvošana samazinātu aktivitātes „izvairīšanās ceļā” un veicinātu “pieeju”.
Ņemot vērā to, ka cukura bingeing izraisītie DA pārspriegumi var darboties, izmantojot zināmus mehānismus, kas veicina atkarību, ir pārliecinoši atzīmēt, ka blēdība, kas var samazināt ACh sāta signālus,61 tas padarītu vispārējo atbildi uz acumbens vēl vairāk līdzīgu DA reakcijai, kas redzama ar dažiem ļaunprātīgas izmantošanas līdzekļiem, piemēram, opiātiem121 un alkoholu.122 Ir vilinoši spekulēt, ka tas nozīmē cilvēka iedzeršanas traucējumus, kas novēroti bulīmijā. Cukurs bingeing un attīrīšana, saskaņā ar žurku eksperimentiem, radītu DA izdalīšanos, ko ACh nespēj nomākt akumbenās.
Accumbens GABA izejas, DA un ACh pretējā ietekmē, piedalās sānu hipotalāma glutamāta un GABA izdalīšanās kontrolē. Radas grupai ir jauni dati, kas parāda, ka accumbens GABA izvades šūnās ir muskarīna receptori un ka NAc injicēts muskarīna agonists izraisa būtiskas izmaiņas glutamāta un GABA izdalīšanās sānu hipotalāmā (Rada et al, nepublicēts). Tas saskan ar mikrodialīzi un vietējiem injekcijas pierādījumiem, ka sānu hipotalāma glutamāts ir iesaistīts maltītes sākšanā, bet GABA - tās pārtraukšanā.95,123,124 Tādējādi modeli apstiprina pierādījumi, ka accumbens produkcija piedalās hipotalāmu barošanas un sātības sistēmu kontrolē. Accumbens, DA un ACh var sākt un pārtraukt ēšanas motivāciju, kontrolējot šīs funkcijas, izmantojot glutamātu un GABA izdalīšanos hipotalāmā. Skaidrs, ka tas ir pārmērīgs vienkāršojums, bet tā ir teorija, ka mūsu dati pašlaik atbalsta, un tāpēc tie var būt daļa no lielāka attēla, kas galu galā parādīsies.
SECINĀJUMI
Šajā rakstā apkopoti dati, kas liecina, ka atkārtota, pārmērīga cukura lietošana var izraisīt smadzeņu un uzvedības izmaiņas, kas ir ļoti līdzīgas ļaunprātīgas lietošanas narkotiku iedarbībai. Tādējādi īpašos apstākļos cukurs var radīt atkarību. No otras puses, taukiem vai pat saldiem taukiem ir bijusi negatīva ietekme attiecībā uz izņemšanu, kas liecina, ka ir iesaistītas dažādas neironu sistēmas. Augsta tauku satura diēta, ja žurkas katru dienu to lieto, var palielināt ķermeņa masu. Zīdaiņiem, kas ir pakļauti aptaukošanās procesam uz augsta tauku satura diēta, NAc ir zems bazālais DA līmenis, tāpat kā žurkas ar zemu svaru, kas liecina, ka abas var pārdzīvot oportūnistiski tādā veidā, kas atjauno DA līmeni. Burtiski inducētas DA var būt daļēji atbildīgas par neironu adaptācijām, kas izpaužas kā lokomotoriska sensibilizācija un abstinences izraisīta pārtikas motivācijas uzlabošana. Opioīdi ir vēl viena svarīga attēla daļa, bet precīza sistēma nav zināma, jo opioīdi var izraisīt barošanu daudzos smadzeņu reģionos. Šķiet, ka opioīdi var būt atbildīgi par atcelšanas pazīmēm un abstinences izraisītu inkubācijas izraisītu recidīvu inkubāciju. ACh NAc ir viens no kompensējošajiem spēkiem šajā procesā. Šķiet, ka cukurs bingeing atlikt ACh atbrīvošanu, un fiktīvā barošana to ievērojami mazina. Tas viss atbilst modelim, kurā DA stimulē pieeju un kavē izvairīšanās rezultātus NAc. ACh dara pretējo, ja vien netiks apietas ar ļaunprātīgas izmantošanas, cukura barošanas vai attīrīšanas līdzekļiem.
Pateicības
Atbalsta USPHS granti DA10608, MH65024 un AA12882 (BGH) un stipendija DK-079793 (NMA).
ATSAUCES