Biol Psihiatrija. Autora manuskripts; pieejams PMC 2014 Jan 8.
Biol Psihiatrija. 2013 maijs 1; 73 (9): 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027.
Publicēts tiešsaistē 2013 Jan 8. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027
PMCID: PMC3885159
NIHMSID: NIHMS537768
Izdevēja galīgā rediģētā šī raksta versija ir pieejama vietnē Biol Psihiatrija
Skatīt komentāru “Dzīvnieku modeļi vada ceļu tālākai izpratnei par pārtikas atkarību, kā arī pierādījumu sniegšana par to, ka narkotikas, ko veiksmīgi izmanto atkarībās, var veiksmīgi ārstēt pārēšanās"in Biol Psihiatrija, 10. sējums e11. lpp.
Anotācija
fons
Ir liela interese izpētīt, vai ar atalgojumu saistītā barošana smadzenēs var radīt līdzīgu plastiskumu. Gamma-aminoskābju (GABA) sistēma kodolkrāsas (Acb) apvalkā, kas modulē hipotalāmu barošanas sistēmas, ir labi izvietota, lai „lietotu” barības homeostatisko kontroli. Tomēr nav zināms, vai šajā sistēmā notiek barības izraisītas neiroadaptācijas.
Metodes
Atsevišķas ad libitum uzturētu žurku grupas tika pakļautas d-amfetamīna (2 vai 10 μg) vai μ-opioīdu agonista D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -enkefalīns (DAMGO, 2.5 μg), pēc tam tika pakļauts GABA infūzijai ar Acb apvalku.A agonists, muscimol (10 ng).
rezultāti
Saldināta tauku pakļaušana spēcīgai sensibilizētai muskuļu mīkstināšanai. Sensibilizācija bija 1 nedēļa pēc garšīgas barošanas shēmas pārtraukšanas, bet 2 nedēļu laikā. Žurkas, kas pakļautas saldinātiem taukiem, neuzrādīja izmainītu barības reakciju uz pārtikas trūkumu. DAMGO (2.5 μg) atkārtotas intra-Acb apvalka infūzijas arī jutās pret Acb čaumalas muskulatūras vadītu barošanu. Tomēr ne atkārtotas Acb čaumalas d-amfetamīna infūzijas (2 vai 10 μg), ne periodiska iedarbība uz elpojošu stimulu (plēsoņu stresu) izmainīja jutību pret musimimolu.
secinājumi
Pievilcīga barošana rada paaugstinātu jutību pret Acb apvalka GABA atbildēm; šis efekts var ietvert opioīdu peptīdu izdalīšanos. Paaugstināts uzbudinājums, atbaidošas pieredzes vai pastiprināta katecholamīna transmisija ir nepietiekama, lai radītu efektu, un bada izraisīta barošanas piedziņa nav pietiekama, lai atklātu ietekmi. Šie atklājumi atklāj jauna veida pārtikas izraisītu neiroadaptāciju Acb; tiek apspriestas iespējamās sekas, lai saprastu pārrobežu ietekmi starp pārtikas atlīdzību un narkotiku atlīdzību.
Tiek pieņemts, ka svarīgākais faktors, kas veicina pašreizējo aptaukošanās epidēmiju, ir lētu, ļoti garšīgu, enerģiski blīvu pārtikas produktu izplatība, kas veicina ne-homeostatisku barošanas uzvedību, pateicoties to ļoti atalgojošajām īpašībām (1-3). Tā kā šie pārtikas produkti ir saistīti ar tiem pašiem centrālajiem ceļiem, kas saistīti ar \ t4-6), ir bijusi liela interese noteikt, vai to uzņemšana izraisa neiroplastiskas izmaiņas, kas ir līdzīgas tām, ko ražo ļaunprātīgas narkotikas. Sistēmas, kurās šajā sakarā visvairāk uzmanības pievērsta, ir dopamīna un opioīdu sistēmas nucleus accumbens (Acb). Vairākas grupas ir parādījušas, ka atkārtota ekskluzīva ēdināšana, īpaši cukura vai tauku bagātinātā pārtikā, būtiski maina neirotransmitera dinamiku, receptoru jutību un gēnu ekspresiju šajās sistēmās un rada bingeliskas barošanas modeļus un citas uzvedības izmaiņas, kas atgādina atkarības procesus. (7-13).
Vēl viens svarīgs dalībnieks ēstgribas uzvedības neirālajā kontrolē ir Acb-lokalizēta gamma-aminovājskābes (GABA) sistēma. Acb apvalka neironu ar GABA agonistiem akūta inhibīcija izraisa masveida barošanas reakciju satiated žurkām; šis efekts ir viens no dramatiskākajiem narkotiku izraisītas hiperfagijas sindromiem, kas radušies no jebkuras vietasn (14-19). Šī hiperfagija daļēji izriet no peptīdu kodētu hipotalāmu sistēmu pieņemšanas, kas ir iesaistītas enerģijas bilances regulēšanā (20-22). Turklāt priekšējais Acb apvalks ir vienīgā telencepāla vieta, par kuru ir zināms, ka tas atbalsta GABA izraisītu hedoniskās garšas reaktivitātes veicināšanu (23). Tāpēc Acb apvalks ir ierosināts kā būtisks mezgls priekšdziedzera tīklā, kas modulē pakārtotās enerģijas līdzsvara sistēmas saskaņojot ar afektīviem / motivējošiem neparedzētiem gadījumiem. (24-26). Tātad tīkla mezgls ar šīm īpašībām varētu būt svarīga vieta garšas barošanas izraisītas neiroplastiskuma dēļ; pārsteidzoši, tomēr šajā sakarā nav pētīta Acb apvalka GABA sistēma.
Mūsu mērķis šajā pētījumā bija novērtēt, vai atkārtota pieredze ar atalgojumu balstītu, nekomostatisku barošanu rada neiroadaptācijas Acb apvalka GABA sistēmās. Mēs atklājām, ka pieticīgs saldinātā tauku uzņemšanas režīms ir ļoti jutīgs pret barošanas reakcijām, ko izraisa GABA tieša stimulācija.A receptoriem Acb apvalkā. Mēs pētījām šī efekta pamatā esošos uzvedības un farmakoloģiskos mehānismus, īpašu uzmanību pievēršot vietējo Acb apvalka opiatergisko un dopamīnerģisko mehānismu iespējamai iesaistīšanai.
Metodes un materiāli
Priekšmeti
Vīrieši Sprague-Dawley žurkas (Harlan Laboratories, Madison, Wisconsin), kas sver 300 uz 325 g pēc ierašanās, tika izmērīti pāros caurspīdīgos būros ar ad libitum piekļuvi pārtikai un ūdenim (izņemot dažus turpmāk aprakstītos eksperimentus) gaismā un temperatūrā - kontrolēts vivarijs. Tie tika uzturēti 12-h gaismas / tumšā cikla laikā (iedegās pie 7: 00 AM). Visas iekārtas un procedūras bija saskaņā ar vadlīnijām par dzīvnieku izmantošanu un aprūpi no ASV Nacionālajiem veselības institūtiem, un tās uzraudzīja un apstiprināja Viskonsinas Universitātes Institucionālā dzīvnieku aprūpes un lietošanas komiteja.
Ķirurģija un izvietojuma pārbaude
Divpusēji nerūsējošā tērauda vadotnes kanni, kas vērsti uz Acb apvalku (23 gabarīts), tika implantēti saskaņā ar standarta stereotaksiskajām procedūrām [sīkāku informāciju skatīt Baldo un Kelley (27)]. Infūzijas vietas koordinātas (milimetros no bregmas) bija + 3.2 (anteroposterior); + 1.0 (lateromedija); -5.2 no galvaskausa virsmas (dorsoventrāls). Lai izvairītos no bloķēšanas, kanilēs tika ievietoti stieples stieņi, un žurkas atguva līdz pat 7 dienām pirms testēšanas. Katra eksperimenta beigās kanulu izvietojumus noteica, aplūkojot Nissl krāsotas smadzeņu sekcijas zem gaismas mikroskopijas (sīkāku informāciju skat. 1 papildinājums). No statistiskās analīzes tika atņemtas žurkas ar nepareiziem kanulu izvietojumiem; šajā sadaļā norādītie grupas izmēri atspoguļo galīgos grupas izmērus pēc tam, kad tika izlaisti objekti ar nepareiziem izvietojumiem.
Narkotikas un mikroinfūzijas
Nerūsējošā tērauda iesmidzinātāji (30 gabarīts) tika nolaisti, lai pagarinātu 2.5 mm gar vadošo kanulu galu. Divpusējas spiediena injekcijas tika veiktas, izmantojot mikrodrive sūkni. Narkotikas tika ievadītas ar ātrumu .32 μL minūtē. Kopējais infūzijas ilgums bija 93 sec, kā rezultātā kopējais infūzijas tilpums .5 μL uz vienu pusi. Pēc infūzijas injicētāji tika atstāti vietā 1 min, lai varētu injicēt difūziju pirms stīpu nomaiņas. Musimimols, D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -enkefalīns (DAMGO) un d-amfetamīns (AMPH) tika izšķīdināti sterilā fizioloģiskā šķīdumā.
Garšīgs barošanas režīms
Žurkām tika pakļautas divas 30 min sesijas (rīta un pēcpusdienas sesija) dienā 5 secīgas dienas. Šīs sesijas notika Plexiglas testēšanas būros, kas bija identiski mājas būriem, izņemot ar režģa grīdām, lai varētu viegli savākt pārtiku. Rīta sesijas laikā (11: 00 – 11: 30 AM) žurkām tika piedāvāts saldināts tauki (eksperimentālā grupa; n = 14) vai standarta čau (kontroles grupa; n = 14) un atļauts ēst brīvi. Saldinātie tauki bija Teklad eksperimentālais uzturs (TD 99200), kas sastāvēja no saīsināšanas ar 10% saharozi, ar enerģijas blīvumu 6.2 kcal / g (sīkāku informāciju skat. 1 papildinājums). Ūdens bija pieejams abām grupām. Tad tie tika atgriezti viņu mājas būrī, brīvi izmantojot pārtiku un ūdeni. Pēcpusdienās (3: 00 – 3: 30 PM) žurkas atkal tika ievietotas testēšanas būros, bet abām grupām tika dots standarta čau (un ūdens). Tādējādi eksperimenta grupā esošās žurkas testēšanas vidē piedzīvoja gan garšīgu ēdienu, gan standarta čau. Tas tika darīts, lai eksperimentālā grupa aklimatizētu testu sprostos saņemto čau, jo eksperimenta otrajā fāzē tika izmantots govs (skat. Zemāk norādīto Muscimol izaicinājumu testēšanas vidē). Katru dienu tika reģistrēta testēšanas būru uzņemšana. Mājas būrī vienmēr bija pieejams standarta čau (Teklad grauzēju laboratorijas uzturs) un ūdens.
Stressor iedarbības režīms
Šī manipulācija imitēja 5 dienas garšīgo barošanas grafiku, izņemot to, ka žurkas eksperimentālajā grupā (n = 11) no rīta sesijām saņēma aversīvu stimulu (plēsēju stresu), nevis garšīgu ēdienu. Katrs žurks tika ievietots ikdienā aizsargājošā metāla režģa būrī (7 × 8 in x 9 in), kas tika ievietots 5 min iekšpuses seska (dabisks žurkas). Aizsargājošie būros ļāva dzīvniekiem redzēt, dzirdēt un smaržot viens otru, bet aizliegt fizisku kontaktu. Ir zināms, ka šis iedarbības līmenis būtiski paaugstina kortikosterona līmeni plazmā un veicina paaugstinātu sajūtu un modrību, kas ilgst vismaz 30 minūšu laikā pēc izsaukuma izdzēšanas (28,29). Kontroles žurkas (n = 10) tika ievietoti identiskos mazos aizsargkameros un pārvietoti uz jaunu, bet neitrālu (ti, nav sesku), telpu. Pēc 5-min freta vai neitrālas ekspozīcijas, eksperimentālās un kontroles žurkas tika izņemtas no mazajiem būrīšiem un nekavējoties ievietotas standarta Plexiglas testēšanas būros (sīkāku informāciju sk. „Pārtikas ēdināšanas režīms”), kas atšķiras no freta vai neitrāla istabas , 30 min sesijai (11: 00 – 11: 30 AM). Pārtika (standarta žurkas) un ūdens bija brīvi pieejami. Pēc šīs sesijas visas žurkas tika atgrieztas mājās. Lai vēl vairāk imitētu garšo barošanas grafiku, visas žurkas tika pakļautas otrajai 30 minūšu sesijai (3: 00 – 3: 30 PM) tajos pašos testēšanas būros, kā to rīta būros, bet bez sesku (vai neitrālu) iedarbības . Arī pēcpusdienā pārtika un ūdens bija brīvi pieejami. Pēc testēšanas pabeigšanas žurkas tika atgrieztas mājās.
Atkārtots AMPH režīms
Šī manipulācija imitēja 5 dienas garšīgo barošanas grafiku, izņemot to, ka žurkas eksperimentālajā grupā ikdienas rīta sesijām saņēma ikdienas Acf apvalka infūzijas ar AMPH, nevis garšīgu ēdienu. AMPH (2 vai 10 μg; n = 11 katrai devai) vai sāls šķīdums (\ tn = 20) tika ievadīti tieši pirms žurku ievietošanas testēšanas būros viņu rīta sesijām (11: 00 – 11: 30 AM). Šajā laikā brīvi bija pieejami standarta žurkas un ūdens, un tika reģistrēta uzņemšana. AMPH izraisīta hiperaktivitāte tika novērota ar eksperimenta vadītāja aklām, lai ārstētu, izmantojot laika-parauga uzvedības novērošanas procedūru, kurā četru uzvedību (būrīšu krustošanās, audzēšana, novirzīšanās no gļotām un kopšanas) skaits tika reģistrēts 20-sek. katram 5 min katram žurkas laikam. Žurkas no plēsoņu stresa eksperimenta tika atkārtoti izmantotas 2-μg AMPH grupai.
Visas žurkas saņēma otru testēšanas būru (3: 00 – 3: 30 PM) ikdienas iedarbību ar standarta govīm un ūdeni, bet bez zāļu infūzijām. Pēc testēšanas pabeigšanas žurkas tika atgrieztas mājās.
Mazās devas Muscimol izaicinājums testēšanas vidē
Pēc 5 dienas, kad tika pakļauti saldinātie tauki, plēsoņu spriedze vai atkārtotas AMPH manipulācijas, žurkas testa vidē saņēma divpusējus Acb apvalka izaicinājumus ar sāls šķīdumu un muskimolu (10 ng / .5 μL uz vienu pusi). Sāls šķīdums tika ievadīts visām žurkām sestajā dienā (ti, 1 dienā pēc attiecīgo 5 dienu ārstēšanas manipulāciju pārtraukšanas) un septītajā dienā Acb apvalka muskimola. Katrā no šīm dienām žurkas saņēma iekšējās Acb apvalka infūzijas tieši pirms ievietošanas testēšanas būros, lai pierastu pēcpusdienas sesiju (3: 00 – 3: 30 PM). Šajās dienās nav notikušas nekādas rīta sesijas. Pārtika (standarta čau) un ūdens bija brīvi pieejami. Tika izmērīta ieplūde, un žurkām pēc testēšanas pabeigšanas tika atgrieztas viņu mājas būros. Šai eksperimenta fāzei tika izmantota čau, jo visas grupas bija iepriekš saņēmušas čau testēšanas vidē, tādējādi novēršot pārtikas novitātes apjukumu. Turklāt, tā kā chow uzņemšanas sākotnējais līmenis bija zems, bija mazāka iespēja saskarties ar griestu iedarbību muskuļu izraisītas hiperfagijas gadījumā.
Žurku apakškopa, kas pakļauta garšas barošanas shēmai (\ tn = 10 saldināts tauki, n = 10 govju kontroles līdzekļi) saņēma papildu sāls un muskuļu infūzijas 7 dienas pēc saldinātā tauku iedarbības protokola beigām, bez starplaika koncentrācijas. Šīm žurkām 14 dienas pēc protokola beigām tika ievadīta trešā sāls / muskuļu infūzijas secība, atkārtoti bez starpposma saldinātā tauku iedarbības.
Ņemiet vērā, ka fizioloģiskā šķīduma un muskuļu infūziju secība netika līdzsvarota (ti, vienmēr bija pirmais sāls šķīdums), lai jebkura iespējamā konteksta vai cue-inducēto kondicionēto barošanas reakciju varētu konstatēt sāls šķīduma dienā bez iepriekšējās musimola interpretācijas. izaicinājums. Ņemiet vērā arī to, ka 10-μg AMPH grupai 50 dienā tika ievadīts papildu muskuļu mīkstums (8 ng).
Pārtikas atņemšanas izaicinājums testēšanas vidē
Žurkas tika pakļautas garšas barošanas režīmam 5 dienām, kā aprakstīts iepriekš (n = 10 saldinātai tauku grupai, \ t n = 11 chow kontroles grupai). Sestajā dienā visi dzīvnieki saņēma sālsūdens infūziju un tika pārbaudīti to pieradušajā pēcpusdienas sesijā (3: 00 – 3: 30 PM) ar standarta čau un ūdeni. Nav sniegta rīta sesija. Pēc tam visi žurkas saņēma pārtikas trūkuma problēmu, kurā pārtika tika izņemta no mājas būrīšiem 18 stundas pirms testēšanas (ti, sāls šķīduma vakara vakarā). Nākamajā dienā šiem ēdieniem, kuriem trūcis ēdiens, tika ievadīti Acb apvalka sālsūdens infūzijas un pēcpusdienas testēšanas laikā tika ievietoti testēšanas būros (ar standarta čaulu un ūdeni) bez rīta sesijas. Tika izmērīta ieplūde, un žurkām pēc testēšanas pabeigšanas tika atgrieztas viņu mājas būros.
DAMGO / Musimimola Cross-Sensitization
Šim eksperimentam mēs izmantojām nedaudz atšķirīgu dizainu, jo 2.5-μg DAMGO izraisa sedāciju pēc žurku pirmās zāļu iedarbības; šī sedācija aptuveni 30 samazinās līdz 45 min (kad žurkas sāk ēst ~ 90 min). Tādējādi mēs izmantojām vienu 2 stundu ilgu ikdienas sesiju bez pēcpusdienas sesijas. Ad libitum saglabātajām žurkām tika ievadītas četras intra-Acb čaulas infūzijas (viena infūzija dienā, katru otro dienu) vai nu sterils.n = 7) vai DAMGO (2.5 μg / .5 μL vienā pusē; n = 6). Pēc infūzijas žurkas nekavējoties tika ievietotas testēšanas būros 2 h (11: 00 AM – 1: 00 PM), piekļūstot standarta chow un ūdenim. Četrdesmit astoņas stundas pēc pēdējās atkārtotās ārstēšanas pacienti saņēma sterilu sāls šķīdumu intra-Acb apvalkā un tika ievietoti testēšanas būros 2 stundām ar standarta čau un ūdeni. Divas dienas vēlāk tās tika pakļautas muskimola lietošanai (10 ng / .5 μL), kas atkal tika ievietotas tūlīt pēc infūzijas testēšanas būros 2 stundām ar standarta čau un ūdeni. Katrā testēšanas dienā tika reģistrēta uzņemšana, un žurkas tika atgrieztas savos mājas būros tūlīt pēc testa sesijas beigām.
Statistiskā analīze
Lai novērtētu atšķirības starp eksperimentālajām manipulācijām (diētu, zāļu ārstēšanu, stresu) un attiecīgajām kontrolēm, tika izmantotas divfaktoru dispersijas analīzes (ārstēšana × diena vai ārstēšanas vēsture × zāļu izaicinājums, ja nepieciešams) ar plānotiem salīdzinājumiem. Alfa tika iestatīta p <.05. Analīzes tika veiktas, izmantojot StatView programmatūru (SAS institūts, Karijs, Ziemeļkarolīna).
rezultāti
Intermitējošie saldinātā tauku patēriņa pārspīlējumi Sensitizē barības reakciju, ko izraisa Acb-Shell Muscimol
Saldinātu tauku uzņemšana no rīta barošanas sesijās palielinājās 5 dienas pārtraukuma protokola laikā [F(4,52) = 13.3; p <0001; Attēls 1A]. Piektajā dienā vidējais saldināto tauku patēriņš bija 4.9 g, kas atbilst 30.4 kcal, salīdzinot ar vidējo 1.8 kcal uzņemšanu kontroles grupā. Svarīgi ir tas, ka 5 dienas protokola laikā netika konstatētas kopējās ķermeņa masas atšķirības starp saldinātā tauku un čauņu grupām [F(1,26) = .3; nav nozīmīgs (ns)] un diēta × dienas mijiedarbība ķermeņa masā [F(4,104) = 1.2; ns]. Tādējādi eksperimentālās grupas žurkām, iespējams, kompensēja palielināto kaloriju daudzumu, iespējams, samazinot to ad libitum patēriņu mājās esošajos būros (ti, īsās saldinātās tauku iedarbības epizodes neizraisīja aptaukošanos). Pēcpusdienas sesijās, kurās abām grupām tika piedāvātas čau, starp grupām nebija nekādas atšķirības attiecībā uz uzņemšanu un diētu × dienas mijiedarbību (Fs = .2 – 1.3; ns). Tādējādi rīta saldinātā tauku iedarbība neietekmēja mazo barošanas ātrumu pēcpusdienas čau-uzņemšanas sesijās.
Pēc šī pārtraukuma piekļuves protokola pabeigšanas visiem žurkām tika veikta infūzija ar Acb apvalku ar fizioloģisko šķīdumu un muskimolu (10 ng). Žurkas, kas pakļautas saldinātajiem taukiem, nespēja izmainīt barības reakciju pret sāls šķīdumu, salīdzinot ar čow iedarbībā esošām kontrolēm. Tomēr tie parādīja spēcīgu, ļoti nozīmīgu sensibilizāciju pret muskuļu izraisītu uzturu (diēta × zāļu mijiedarbība [F(1,26) = 13.6, p = .001; Skaitlis 2 konkrētiem salīdzinājumiem]. Ūdens patēriņš netika ietekmēts. Kā parādīts Skaitlis 2muskimola sensibilizācija joprojām bija 7 dienas pēc saldinātā tauku režīma [F(1,18) = 9.3; p = .007]; 14 dienas pēc iedarbības, tomēr jutīgā reakcija bija samazinājusies [F(1,14) = 1.6; ns]. Visbeidzot, žurkām, kas pakļautas saldinātā tauku shēmai, neradās pastiprināta barošanas reakcija uz 18 stundu pārtikas trūkuma problēmu, salīdzinot ar tiem, kas bija pakļauti slaucamajiem taukiem [F(1,19) = .004, ns; Skaitlis 2].
Krustveida sensibilizācija starp μ-opioīdu receptoriem un GABA receptoru stimulāciju Acb Shell \ t
Kā parādīts Skaitlis 3Acb apvalks DAMGO izraisīja spēcīgu hiperfagiju katrā no atkārtotās DAMGO fāzes 4 injekcijas dienām [F(1,11) = 62.3; p <.0001]. Pēc šīm atkārtotajām procedūrām mēs izaicinājām žurkas ar fizioloģisko šķīdumu un muskimolu; attiecībā uz šiem izaicinājumiem dispersijas analīze deva spēcīgu hroniskas ārstēšanas vēstures galveno ietekmi [F(1,11) = 7.8; p = .018] un zāļu izaicinājums [F(1,11) = 12.1; p = .005], bet nav mijiedarbības [F(1,11) = 1.4; ns]. Neskatoties uz to, plānotie DAMGO un sāls grupu salīdzinājumi katrai injekcijas injekcijai atklāja, ka uztura uzņemšana, reaģējot uz intra-Acb čaumalas muskimola iedarbību, bija ievērojami lielāka DAMGO ārstētajām žurkām, salīdzinot ar iepriekš apstrādātiem sāļiem (p <.05), bet reakcija uz fizioloģisko šķīdumu nebija atšķirīga starp grupām.
Musimimola paaugstinātas jutības trūkums pēc atkārtotas, periodiskas stresa iedarbības vai ar Acb-Shell AMPH infūzijām
Tika veikti divi eksperimenti, lai pārbaudītu plēsoņu iedarbības un atkārtotu AMPH terapiju ietekmi uz turpmāku reakciju uz musimimolu. Pirmkārt, žurkām tika veikta 5 dienas periodiska plēsoņu iedarbības shēma, kam sekoja Acb čaumalas sālsūdens un muskuļu (10 ng) problēmas. Kā parādīts Skaitlis 4, šī stresa faktoru anamnēze nemainīja barošanas reakciju uz turpmāku muskuļu muskulatūras izaicinājumu [F(1,19) = 1.1, ns]. Pēc tam tie paši žurki tika pakļauti 5 dienas shēmai ikdienas Acb apvalka AMPH infūzijām (2 μg). Kā gaidīts, AMPH radīja spēcīgu motora aktivāciju, kas atspoguļojas būrīšu krustojuma, audzēšanas, novirzīšanas un kopšanas (jaukto metožu un materiālu) „kompozīta darbības rādītājos”, salīdzinot ar žurkām ar sāls šķīdumu [F(1,22) = 53.9; p <0001; Attēls 5A], norādot, ka deva bija acīmredzami aktīva. Tomēr akūta AMPH terapija nemainīja uzvedību [ārstēšana × dienas mijiedarbība: F(4,76) = .5, ns; dati nav parādīti]. Pēc atkārtotās eksperimentālās AMPH vai sāls šķīduma apstrādes fāzes pabeigšanas, visas žurkām tika veikta intra-Acb apvalka sāls un muskimola lietošana. AMPH būtiski nemainīja jutību pret muskuļu izraisītu barošanu (Attēls 5B). Bija nozīmīga pirmapstrāde × ārstēšanas efekts [F(1,19) = 3.6; p = .02]; tomēr plānotie salīdzinājumi atklāja, ka šī mijiedarbība galvenokārt bija saistīta ar lielo atšķirību starp indivīdiem atšķirību pret fizioloģisko šķīdumu un muskuļu mijiedarbību AMPH grupā (p = .0009). Tomēr, reaģējot uz muskuļu muskulatūru, nebija būtiskas atšķirības starp sālsūdens un AMPH grupām.p = .11).
Lai vēl vairāk izpētītu vairāku AMPH infūziju ietekmi uz musimimola jutību (ņemot vērā, ka stresa grūtnieces tika atkārtoti izmantotas AMPH eksperimentam un šī iepriekšējā stresa pieredze varēja mainīt to AMPH atbildes), tika veikts otrs eksperiments atsevišķā naivu grupā, kurā Pacientiem tika veikta 5 dienas shēma ar Acb apvalka infūzijām ar augstāku AMPH devu (10 μg), kam sekoja Acb apvalka problēmas ar sāls šķīdumu un divām muskimola devām (10 un 50 ng). Atkal, mēs novērojām spēcīgu akūtu motora aktivizāciju, reaģējot uz AMPH infūzijām [F(1,22) = 83.7; p <0001; Skaitlis 6], bet neietekmē barošanu [F(4,76) = 1.7, ns]. Kad šīs žurkas tika pakļautas vai nu 10-ng, vai 50-ng intra-Acb čaumalas muskimolam, tās nespēja parādīt jutīgas barošanas reakcijas [F(2,38) = 1.4; ns]. Kā pozitīvu kontroli, žurkas AMPH grupā tika pakļautas 5 dienas saldinātā tauku shēmai (un žurkām sāls grupā līdz chow shēmai); pēc tam visas žurkām tika veikta 10-ng muscimol infūzija ar Acb apvalku. Pēc saldinātu tauku iedarbības šajās žurkās mēs novērojām jutīgu muskuļu barošanas reakciju [F(1,19) = 5.8; p = .027; ieliktnis, Skaitlis 6], parādot, ka tās pašas žurkas, kas pēc atkārtotām AMPH infūzijām neuzrādīja sensibilizāciju, reaģējot uz saldinātu tauku iedarbību, varēja attīstīt un izteikt muskuļu mīkstumu.
Cannulae izvietojumi
Skaitlis 7 parādīts kanālu izvietojumu shematisks kartējums no visiem pētījumiem šajā pētījumā. Kā redzams attēlā, lielākā daļa izvietojumu (95%) iekrita vidējā Acb apvalka priekšējā pusē, ieskaitot tālu rostrālo sektoru. Pieci procenti no izvietojumiem nokrita tikai caudal līdz korpusa anteroposteriora viduspunktam, sektorā, kas dod apetīti atbildes, bet rostrāli uz zonu, kas rada aizsardzības līdzīgu uzvedību (18). Izvietojumi šajās zonās bija vienmērīgi reprezentēti visos eksperimentos, un nebija nekādu sistemātisku atšķirību uzvedības vai farmakoloģiskās iedarbības dēļ, jo anteroposteriora asī bija izvietojuma mainīgums.
diskusija
Šajā pētījumā mēs demonstrējam jaunu veidu, kā smadzenes barošanos izraisījusi adaptācija. Saldināts tauku patēriņš ar pārtraukumiem spēcīgi jutās pret barošanas efektu, ko izraisa mazas muskimola izraisītas problēmas ar Acb apvalku; sensibilizētais efekts bija aptuveni vienāds ar to, ko radīja piecas reizes lielāks musmimola deva nezināmām žurkām. Šķiet, ka šī paaugstināta jutība nav vispārēja arousal vai vides dažādošanas nespecifiska sekas, kas saistītas ar periodisku saldinātu tauku iedarbību. Attiecīgi, atkārtota iedarbība uz augsti stimulējošiem stimuliem (periodiska stresa iedarbība), pat tiem, kam ir pozitīva motivācijas valence (intra-Acb apvalks AMPH) (30-33), nepietiek, lai sensibilizētu muskuļu izraisītu barošanu. Pretstatā tam, Acb apvalka DAMGO infūzijas, kas izraisīja barošanu eksperimenta sensibilizācijas-indukcijas fāzē, radīja spēcīgu krustu sensibilizāciju pret musimimolu. Līdz ar to GABA sensibilizācijas indukcijai ir nepieciešama kopēja saldinātā tauku uzņemšanas un μ-opioīdu izraisītās govju uzņemšanas īpašība, izņemot to, ka tiek palielināta vispārējā arousācija. Netieši tas pierāda, ka muskuļu izraisītas sensibilizācijas attīstībai nav obligātas cukura vai tauku specifiskās orosensorās vai postingestīvās īpašības. Tā vietā kopējais inducējošais mehānisms var būt atkārtots μ-opioīdu signalizācija Acb apvalkā, ko rada vai nu eksogēna DAMGO ievadīšana, vai endogēno μ-opioīdu peptīdu izdalīšanās, ko izraisa saldināts tauku gorgings.
Šajā sakarā ir pierādīts, ka Acb μ-opioīdu receptoru stimulēšana Acb līmenī rada opioīdu sensibilizāciju un kondicionētu barības reakciju uz turpmāko sālsūdens izaicinājumu (34). Šīs sekas ir neatkarīgas no dopamīna (\ t35), tāpat kā citi Acb-lokalizēti μ-opioīdu mediētie procesi, piemēram, hedoniskās garšas reaktivitātes paaugstināšana (30,36,37). Vispārējā izpratnē atkārtotu AMPH infūziju nespēja sensitizēt muskuļu izraisītu barošanu piekrīt šiem konstatējumiem; tādējādi opioīdu-GABA krusteniskā sensibilizācija var būt dopamīna neatkarīgas neuroadaptācijas veids Acb. Interesanti, ka DAMGO ārstētām žurkām mēs nenovērojām nosacītu barošanas reakciju uz sālsūdens izaicinājumu. Ņemiet vērā, ka opioīdu kondicionētā barošanas efekta indukcija var būt dažāda un prasa vairāk nekā četras atkārtotas ārstēšanas (V. Bakshi, personīgā komunikācija, jūnijs 2012). Neskatoties uz to, šie rezultāti liecina, ka opioīdu-GABA krusteniskās sensibilizācijas izpausmei nav nepieciešams kondicionēts barošanas efekts (vismaz tāds, ko var atklāt ar sāls šķīdumu). Turklāt mēs nekad neesam novērojuši pastiprinātas barošanas reakcijas žurkām, kas pakļautas saldinātām taukvielām, vai pēc reaģēšanas uz sāļuma vai bada problēmām, norādot uz zināmu specifiskumu jutīgajā barošanas reakcijā.
Neironu mehānisms, kas izraisa muskuļu un citu aminoskābju manipulāciju izraisītu barošanas uzvedību Acb apvalkā, šķiet, ir AMPA-mediētā eksitējošā un GABA-mediētā inhibējošā signālierīču līdzsvara traucējumi uz vidējas smailes neironiem. Ja neto efekts ir šo neironu aktivitātes samazināšanās, vai nu ar GABA izraisītu inhibīciju vai AMPA tipa glutamāta receptoru bloķēšanu, iedarbojas spēcīga hiperfagija (14,23,38,39). Līdz ar to paralēls mūsu rezultātu skaidrojums ir tāds, ka atkārtota μ-opioīdu receptoru aktivizācija (ar eksogēni ievadītu DAMGO vai endogēno opioīdu peptīdu izdalīšanos, ko izraisa saldināts tauku gorgings) rada tiešu GABA maiņu.A jutīguma pakāpe per se, vai vispārīgāka izmaias / inhibējošās transmisijas līdzsvara izmaiņas tādā veidā, ka GABA mediētās inhibīcijas slieksnis ir vieglāk sasniedzams.. Atkārtota opioīdu agonistu (morfīna) apstrāde rada zināmas sekas šajā virzienā, piemēram, GABA regulēšana.A saistīšanās vietas un mushimola stimulēta hlorīda uzņemšana sinaptosomās (\ t40), GABA palielināšanaA δ-apakšvienības izteiksme Acb apvalkā (41) un AMPA receptoru GluR1 apakšvienības internalizācija Acb apvalkā (42). Jebkurš no šiem mehānismiem (vai to kombinācijai) Acb apvalka līmenī varētu radīt paaugstinātu jutību pret muskuļu inducētu neironu inhibīciju. Tomēr ir iespējami citi paskaidrojumi; piemēram, var būt neuroadaptācijas tīkla “izejas” mezglos, caur kuriem tiek izteikta Acb-shell-mediēta barošanas uzvedība (piemēram, sānu hipotalāma). Lai pārbaudītu šo iespēju, ir nepieciešami papildu pētījumi.
Attiecībā uz šo konstatējumu klīnisko nozīmi interesanta iespēja ir tā, ka GABA paaugstināta jutība Acb apvalkā attīstās, reaģējot uz vides apstākļiem, kas izraisa periodisku, fāzisku μ-opioīdu signalizācijas paaugstināšanos, piemēram, atkārtoti garšīgas barošanas „binges”.. EsŠajā kontekstā GABA izmaiņas varētu būt uz priekšu vērsts mehānisms turpmākai regulētai ēstgribai. Mūsu rezultāti var ietekmēt arī „crossover” efektu starp pārtikas atlīdzību un noteiktām ļaunprātīgas izmantošanas zālēm. Viens acīmredzams kandidāts ir alkohols (EtOH), kura ietekmi modulē gan μ-opioīdu, gan GABA sistēmas Acb (43-45). Interesanti, ka dažos pētījumos ir ziņots par saikni starp pārtikas apetīti, bingeing un patoloģisku alkohola lietošanu cilvēkiem (46,47). Pētījumos ar dzīvniekiem GABA vai opioīdu receptoru blokāde Acb apvalkā samazina EtOH devu [(48,49), bet skatīt Stratford un Wirtshafter (50)], un pārsteidzoši, EtOH tiek pats ievadīts tieši Acb apvalkā (51). Turklāt nesenais pozitronu emisijas tomogrāfijas pētījums atklāja, ka μ-opioīdu signalizācija Acb ir saistīta ar saldināta alkoholiskā dzēriena uzņemšanu (52). Šūnu līmenī ir pierādīts, ka Acb apvalks lokalizēts GABAA receptorus, kas satur δ subvienību, modulē uzvedības ietekmi uz mazu devu EtOH patēriņu (53); kā jau iepriekš minēts, šīs apakšvienības gēna ekspresija Acb apvalkā ir regulēta atkārtotā μ-opioīdu receptoru stimulācijā (41). Līdz ar to ir iespējams, ka μ-opioīdu peptīdu izdalīšanās ar garšīgu pārtiku „uzkodas” saistībā ar EtOH dzeršanu vai saldinātu EtOH dzērienu patēriņu (piemēram, tos, kas tiek pārdoti jauniešiem) var iesaistīties strauji augošos, opioīdu atkarīgos neiroadaptācijās Acb apvalka aminoskābju kodētās ķēdēs. Šī hipotēze, kaut arī spekulatīva, noved pie pārbaudāmām prognozēm attiecībā uz iespējamo kontekstu, kurā GABA sensibilizācija neaizsargāto personu smadzeņu atlīdzības lokos varētu ļaut garšīgiem pārtikas produktiem kalpot par „vārteju narkotiku” pārtikas bingu un EtOH uzņemšanas palielināšanai.
Papildmateriāls
Papildu fails
Pateicības
Šo darbu atbalstīja Nacionālie veselības aprūpes institūti DA 009311 un MH 074723. Šo datu apakškopa tika prezentēta abstraktajā formā 2009 sanāksmē, kurā tika organizēta Ingestive Behavior konferences pētīšana Portlandē, Oregonā.
Zemsvītras piezīmes
Autori neuzrāda biomedicīnas finanšu intereses vai potenciālus interešu konfliktus.
Papildmateriāls minēts šajā rakstā ir pieejams tiešsaistē.
Atsauces