Biol Psikiatri. Manuskrip penulis; boleh didapati di PMC 2014 Jan 8.
Biol Psikiatri. 2013 Mei 1; 73 (9): 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027.
Diterbitkan dalam talian 2013 Jan 8. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027
PMCID: PMC3885159
NIHMSID: NIHMS537768
Versi terakhir penerbitan artikel ini boleh didapati di Biol Psikiatri
Lihat komen "Model Haiwan Memimpin Cara untuk Memahami Ketergantungan Makanan serta Memberi Keterangan Bahawa Dadah yang Digunakan Berjaya dalam Ketagihan Dapat Berjaya dalam Mengobati Makan Berlebihan"Dalam Biol Psikiatri, jilid 10 di halaman e11.
Abstrak
Latar Belakang
Terdapat banyak minat dalam meneroka sama ada pemberian ubat yang didorong oleh ganjaran boleh menghasilkan kepekaan seperti dadah di dalam otak. Sistem asma gamma-aminobutyric (GABA) dalam inti akusatik (Acb), yang memodulasi sistem pemakanan hipotalamik, diletakkan dengan baik untuk mengawal kawalan makan. Walau bagaimanapun, tidak diketahui sama ada neuroadaptations yang disebabkan oleh makanan berlaku dalam sistem ini.
Kaedah
Kumpulan-kumpulan berasingan tikus-tikus yang dikekalkan libitum terdedah kepada serangan pengambilan lemak manis, tekanan predator, atau intra-Acb shell infusions sama ada d-amphetamine (2 atau 10 μg) atau agonis μ-opioid D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -enkephalin (DAMGO, 2.5 μg), kemudian dicabar dengan infusi shell intra-Acb dari GABAA agonis, muscimol (10 ng).
Hasil
Pendedahan kepada lemak pemanis yang disebabkan oleh muscimol yang sangat sensitif. Kepekaan hadir minggu 1 selepas pemberhentian rejimen pemakanan yang enak tetapi telah dikurangkan oleh minggu 2. Tikus yang terdedah kepada lemak manis tidak menunjukkan respon suapan yang diubah untuk kekurangan makanan. Inframerah shell intra-Acb berulang DAMGO (2.5 μg) juga memberi sensitiviti kepada intra-Acb shell muscimol-driven feeding. Walau bagaimanapun, pengambilan inframerah d-amphetamine intra-Acb (2 atau 10 μg) tidak juga pendedahan seketika kepada rangsangan rangsangan (tekanan predator) yang mengubah kepekaan kepada muscimol.
kesimpulan
Penyakit hiperensitiviti memberi kesan yang melampau terhadap respons Acab shell GABA; Kesan ini mungkin melibatkan pembebasan yang disebabkan oleh peptida opioid. Rangsangan yang meningkat, pengalaman aversive, atau penularan catecholamine yang meningkat sahaja tidak mencukupi untuk menghasilkan kesan, dan pemakanan yang disebabkan oleh kelaparan tidak mencukupi untuk mendedahkan kesan. Penemuan ini mendedahkan sejenis jenis neuroadaptation yang disebabkan oleh makanan dalam Acb; implikasi yang mungkin untuk memahami kesan crossover antara ganjaran makanan dan ganjaran dadah dibincangkan.
Ia adalah hipotesis bahawa faktor penyumbang besar kepada obesiti "wabak" semasa adalah kelaziman makanan yang murah, sangat enak dan makanan yang padat yang memacu tingkah laku makan non-gostostatik melalui sifat-sifat yang sangat bermanfaat (1-3). Kerana makanan ini melibatkan jalur pusat yang sama yang terlibat dalam ketagihan (4-6), terdapat minat yang besar dalam menentukan sama ada pengambilan mereka menghasilkan perubahan neuroplastik serupa dengan yang dihasilkan oleh dadah penyalahgunaan. Sistem yang paling mendapat perhatian dalam hal ini adalah sistem dopamine dan opioid di nukleus accumbens (Acb). Beberapa kumpulan telah menunjukkan bahawa pendedahan berulang kepada makanan yang enak, terutamanya apabila makanan yang kaya dengan gula atau lemak, sangat mengubah dinamik neurotransmitter, kepekaan reseptor, dan ekspresi gen dalam sistem ini dan menghasilkan corak makan yang tidak menyenangkan dan perubahan perilaku lain yang mengingatkan proses seperti ketagihan (7-13).
Satu lagi pemain utama dalam kawalan saraf kelakuan selera adalah sistem asma gamma-aminobutyric (GABA) Acb-tempatan. Perencatan akut neuron Acb dengan agonis GABA memaparkan tindak balas makan yang besar dalam tikus yang kenyang; kesan ini berpangkalan di kalangan sindrom paling dramatik hiperaktif yang disebabkan oleh dadah dari mana-mana di brain (14-19). Hiperaktif ini, sebahagiannya, dari pengambilan sistem hypothalamic yang dikodkan peptida yang terlibat dalam peraturan imbangan tenaga (20-22). Selain itu, cangkerang Acb anterior adalah satu-satunya tapak telencephalic yang dikenali untuk menyokong pemulihan daya tarikan hedonik yang disebabkan oleh GABA (kaktiviti rasa hedonik)23). Oleh itu, Acb shell telah dicadangkan sebagai nod penting dalam rangkaian forebrain yang memodulasi sistem keseimbangan tenaga hiliran yang selaras dengan kecenderungan afektif / motivasi (24-26). Oleh itu, nod rangkaian dengan sifat-sifat ini dapat mewakili lokus penting untuk neuroplasticity yang disebabkan oleh pemakanan yang enak; Namun, dengan menghairankan, sistem GABA shell Acb belum dikaji dalam hal ini.
Matlamat kami dalam kajian ini adalah untuk menilai sama ada pengalaman berkali-kali dengan pemakanan yang didorong oleh ganjaran, tidak memberi makan neuroadaptations dalam sistem Acab shell GABA. Kami mendapati bahawa rejim yang sederhana dari pengambilan lemak manis yang berselang-seli dengan kuat memekakkan tindak balas memberi makan yang ditimbulkan oleh stimulasi langsung GABAA reseptor di dalam Acb shell. Kami menyiasat mekanisme tingkah laku dan farmakologi yang mendasari kesan ini, dengan penekanan pada kemungkinan penglibatan mekanisme opiaterik dan dopaminergik dalam intra-Acb tempatan.
Kaedah dan Bahan
Mata pelajaran
Tikus Sprague-Dawley lelaki (Harlan Laboratories, Madison, Wisconsin) dengan berat 300 hingga 325 pada waktu ketibaan ditempatkan di pasang dalam sangkar yang jelas dengan akses libitum iklan ke makanan dan air (kecuali eksperimen tertentu seperti dijelaskan kemudian) dalam cahaya dan suhu -Vivarium terkawal. Mereka dikekalkan di bawah kitaran cahaya / gelap 12-h (lampu pada 7: 00 AM). Semua kemudahan dan prosedur adalah selaras dengan garis panduan mengenai penggunaan haiwan dan penjagaan dari Institut Kesihatan Kebangsaan AS dan telah diselia dan diluluskan oleh Jawatankuasa Penjagaan dan Penggunaan Haiwan Institusi Universiti Wisconsin.
Pembedahan dan Pengesahan Penempatan
Panduan dua hala keluli tahan karat cannulae yang ditujukan kepada shell Acb (23-gauge) yang ditanam mengikut prosedur stereotaxic standard [untuk butiran, lihat Baldo dan Kelley (27)]. Koordinat tapak infusi (dalam milimeter dari bregma) adalah + 3.2 (anteroposterior); + 1.0 (lateromedial); -5.2 dari permukaan tengkorak (dorsoventral). Stylets wayar diletakkan di kanula untuk mencegah penyumbatan, dan tikus pulih hingga hari 7 sebelum ujian. Pada akhir setiap eksperimen, penempatan cannulae ditentukan dengan melihat bahagian otak Nissl di bawah mikroskop cahaya (untuk butiran lanjut, lihat Tambahan 1). Tikus dengan penempatan cannulae yang salah telah jatuh dari analisis statistik; saiz kumpulan yang diberikan dalam bahagian ini mewakili saiz kumpulan akhir selepas subjek dengan peletakan yang tidak betul telah ditinggalkan.
Dadah dan Microinfusions
Penyuntik keluli tahan karat (30-gauge) telah diturunkan untuk memanjangkan 2.5 mm melepasi hujung panduan cannulae. Suntikan tekanan dua hala dibuat menggunakan pam microdrive. Dadah disemai pada kadar. 32 μL seminit. Jumlah tempoh penyerapan adalah 93 sec, menghasilkan jumlah infusi jumlah. 5 μL setiap sisi. Selepas infus, penyuntik dibiarkan di tempat untuk min 1 untuk membolehkan penyebaran suntikan sebelum penggantian stylets. Muscimol, D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -enkephalin (DAMGO), dan d-amphetamine (AMPH) semuanya dibubarkan dalam .9% saline steril.
Regim Pemberian Kepuasan
Tikus terdedah kepada dua sesi 30-min (sesi pagi dan petang) setiap hari untuk 5 hari berturut-turut. Sesi-sesi ini berlaku dalam sangkar pengujian Plexiglas yang sama dengan sangkar rumah, kecuali dengan lantai grid kawat untuk membolehkan koleksi tumpahan makanan yang mudah. Semasa sesi pagi (11: 00-11: 30 AM), tikus ditawarkan sama ada lemak manis (kumpulan eksperimen; n = 14) atau chow standard (kumpulan kawalan; n = 14) dan dibenarkan makan dengan bebas. Lemak manis adalah diet percobaan Teklad (TD 99200) yang terdiri daripada pemendakan dengan 10% sukrosa, dengan ketumpatan tenaga 6.2 kcal / g (untuk maklumat lanjut, lihat Tambahan 1). Air disediakan untuk kedua-dua kumpulan. Mereka kemudian dikembalikan ke kandang rumah mereka, dengan makanan dan air yang tersedia secara bebas. Pada sesi petang (3: 00-3: 30 PM), tikus diletakkan semula dalam sangkar ujian, tetapi kedua-dua kumpulan diberi chow standard (dan air). Oleh itu, tikus dalam kumpulan eksperimen mengalami kedua-dua makanan yang lazat dan chow standard dalam persekitaran ujian. Ini dilakukan untuk menyesuaikan kumpulan eksperimen untuk menerima chow di kandang ujian, kerana chow digunakan dalam fasa kedua eksperimen (lihat "Cabaran Muscimol Dos Rendah dalam Persekitaran Pengujian," di bawah). Pengambilan dalam sangkar ujian dicatat setiap hari. Standard chow (diet makmal tikar) dan air boleh didapati sepanjang masa di kandang rumah.
Regimen Pendedahan Stressor
Manipulasi ini menyerupai jadual makan 5-hari yang enak, kecuali tikus dalam kumpulan eksperimen (n = 11) menerima rangsangan aversive (tekanan pemangsa), bukan makanan enak, pada sesi pagi. Setiap tikus diletakkan setiap hari ke dalam sangkar grid logam pelindung (7 dalam × 8 dalam × 9 dalam) yang diletakkan untuk min 5 di dalam sangkar rumah ferret (pemangsa semulajadi tikus). Sangkar perlindungan membolehkan haiwan melihat, mendengar, dan mencium satu sama lain tetapi tidak dapat dihubungi secara fizikal. Tahap pendedahan ini diketahui dengan ketara meningkatkan tahap kortikosteron plasma dan menggalakkan rangsangan dan kewaspadaan yang bertambah tinggi yang berlangsung sekurang-kurangnya 30 min di luar penamatan pendedahan ferret (28,29). Tikus kawalan (n = 10) diletakkan ke dalam sangkar pelindung yang sama dan dipindahkan ke novel, tetapi neutral (iaitu, tiada ferret), bilik. Berikutan pendedahan 5-min ferret atau neutral, tikus eksperimen dan kawalan dikeluarkan dari sangkar kecil dan segera dimasukkan ke dalam sangkar pengujian Plexiglas standard (lihat "Regim Pemberian Makanan Palatable" untuk butiran) di bilik ujian yang berbeza dari sama ada bilik ferret atau neutral , untuk sesi 30-min (11: 00-11: 30 AM). Makanan (standard rat chow) dan air disediakan secara percuma. Semua tikus dikembalikan ke kandang rumah mereka selepas sesi ini. Untuk meniru lagi jadual makan yang enak, semua tikus kemudian terdedah kepada sesi harian 30-min (3: 00-3: 30 PM) dalam sangkar ujian yang sama seperti sangkar pagi mereka, tetapi tanpa pendedahan ferret (atau neutral) . Sekali lagi, makanan dan air disediakan secara percuma untuk sesi petang ini. Tikus telah dikembalikan ke kandang mereka setelah selesai ujian.
Regimen AMPH yang berulang
Manipulasi ini meniru jadual makan 5 sehari, kecuali tikus-tikus dalam kumpulan eksperimen menerima infusions intra-Acb setiap hari AMPH, bukan makanan yang enak, untuk sesi pagi setiap hari. Intra-Acb shell infusions AMPH (2 atau 10 μg, n = 11 untuk setiap dos) atau garam (n = 20) diberikan sebelum tikus dimasukkan ke dalam sangkar ujian untuk sesi pagi mereka (11: 00-11: 30 AM). Chow tikus dan air standard disediakan secara percuma pada masa ini, dan pengambilan direkodkan. Hiperkaktif yang disebabkan oleh AMPH dipantau oleh buta penguji terhadap rawatan, menggunakan prosedur pemerhatian tingkah laku masa-sampel di mana bilangan kejadian empat tingkah laku (penyebaran sangkar, pemeliharaan, mengendalikan sniffing, dan dandanan) dicatatkan dalam 20-sec masa setiap minit 5 untuk setiap tikus. Tikus dari eksperimen tekanan pemangsa digunakan semula untuk kumpulan AMPH 2-μg.
Semua tikus menerima pendedahan harian kedua ke dalam sangkar ujian (3: 00-3: 30 PM) dengan standard chow dan air hadir tetapi tanpa pengambilan ubat. Tikus telah dikembalikan ke kandang mereka setelah selesai ujian.
Cabaran Muscimol Dos Rendah dalam Persekitaran Ujian
Berikutan hari-hari pendedahan 5 ke lemak manis, tekanan pemangsa, atau manipulasi AMPH yang berulang, tikus-tikus menerima cabaran intra-Acb shell dua hala dengan saline dan muscimol (10 ng / .5 μL per sampingan) dalam persekitaran ujian. Saline diberikan kepada semua tikus pada hari keenam (iaitu, hari 1 selepas pemberhentian manipulasi rawatan 5-hari masing-masing), dan intra-Acb shell muscimol pada hari ketujuh. Pada setiap hari, tikus menerima kemasukan intra-Acb shell sebelum penempatan di kandang ujian untuk sesi petang mereka biasa (3: 00-3: 30 PM). Tiada sesi pagi diberikan pada hari-hari ini. Makanan (standard chow) dan air disediakan secara percuma. Pengambilan diukur, dan tikus dikembalikan ke kandang rumah mereka apabila selesai ujian. Chow digunakan untuk fasa percubaan ini kerana semua kumpulan telah menerima chow dalam persekitaran ujian, dengan itu menghapuskan kebingungan makanan yang baru. Selain itu, kerana tahap asas pengambilan chow rendah, terdapat peluang untuk menghadapi kesan siling untuk hyperphagia akibat muscimol.
Sebahagian daripada tikus yang terdedah kepada rejimen pemakanan yang enak (n = 10 lemak manis, n = 10 chow controls) menerima tambahan garam dan muscimol infusions 7 hari selepas akhir protokol pendedahan lemak-sweeted tanpa pendedahan lemak manis di antara. Urutan salin / muskimol ketiga diberikan kepada tikus 14 hari selepas akhir protokol, sekali lagi tanpa pendedahan lemak manis interim.
Perhatikan bahawa masukan garam dan muscimol tidak diimbangi (contohnya, saline selalu datang terlebih dahulu), supaya mana-mana konteks yang mungkin atau tindak balas pemberian makanan yang disebabkan oleh keraguan dapat dikesan pada hari cabaran saline tanpa pengertian interpretasi muscimol sebelumnya cabaran. Juga ambil perhatian bahawa untuk kumpulan AMPH 10-μg, satu lagi cabaran muscimol (50 ng) diberikan pada Hari 8.
Cabaran Pencegahan Makanan dalam Persekitaran Pengujian
Tikus telah menjalani regimen pemakanan yang enak untuk hari 5 seperti yang dijelaskan sebelumnya (n = 10 untuk kumpulan lemak manis, n = 11 untuk kumpulan kawalan chow). Pada hari keenam, semua haiwan menerima penyerapan garam dan telah diuji dalam sesi petang mereka yang biasa (3: 00-3: 30 PM) dengan standard air dan air yang tersedia. Tiada sesi pagi diberikan. Seterusnya, semua tikus menerima cabaran makanan yang kurang makanan di mana makanan telah dikeluarkan dari kandang rumah 18 jam sebelum ujian (iaitu, pada malam hari cabaran saline). Pada keesokan harinya, tikus-tikus yang dilucutkan makanan itu diberikan infus salur asap intra-Acb dan diletakkan di dalam kandang ujian (dengan standard chow dan air hadir) pada waktu ujian petang, tanpa sesi pagi. Pengambilan diukur, dan tikus dikembalikan ke kandang rumah mereka apabila selesai ujian.
DAMGO / Muscimol Cross-Sensitization
Kami menggunakan reka bentuk yang sedikit berbeza untuk eksperimen ini, kerana DAMGO 2.5-μg menyebabkan penenang pada pendedahan dadah pertama tikus; penenang ini berkurang dalam kira-kira 30 hingga min 45 (dimana tikus mula makan untuk min ~ 90). Oleh itu, kami menggunakan sesi harian 2-jam sehari tanpa sesi petang. Tikus-tikus yang dikekalkan libitum diberikan empat intravena shell infus (satu infusi setiap hari, setiap hari lain) sama ada steril. 9% saline (n = 7) atau DAMGO (2.5 μg / .5 μL setiap sisi; n = 6). Selepas penyerapan, tikus segera dimasukkan ke dalam sangkar ujian untuk 2 h (11: 00 AM-1: 00 PM) dengan akses ke chow standard dan air. Empat puluh lapan jam selepas rawatan terakhir yang terakhir, subjek menerima intra-Acb shell infusion salin steril dan diletakkan di dalam sangkar ujian untuk jam 2 dengan standard chow dan air. Dua hari kemudian, mereka dicabar dengan muscimol (10 ng / .5 μL), sekali lagi diletakkan segera selepas dimasukkan ke dalam sangkar ujian untuk jam 2 dengan chow standard dan air. Pada setiap hari ujian, pengambilan direkodkan, dan tikus dikembalikan ke kandang rumah mereka sebaik sahaja berakhirnya sesi ujian.
Analisis Statistik
Analisis dua faktor varians (rawatan × hari, atau riwayat rawatan × masalah ubat, sesuai) dengan perbandingan yang dirancang telah digunakan untuk menilai perbezaan antara manipulasi percubaan (diet, rawatan dadah, tekanan) dan kawalan masing-masing. Alpha telah ditetapkan p <.05. Analisis dilakukan dengan menggunakan perisian StatView (SAS Institute, Cary, North Carolina).
Hasil
Pertengkaran yang Berleher Berasa Pengambilan Sweetened-Fat Sensitize Response Feeding Ditujukan oleh Intra-Acb Shell Muscimol
Pengambilan lemak manis pada sesi pemakanan pagi meningkat sepanjang tempoh protokol akses sekejap-5-hari [F(4,52) = 13.3; p <.0001; Rajah 1A]. Pada hari kelima, pengambilan lemak manis adalah 4.9 g, setara dengan kcal 30.4, berbanding pengambilan purata 1.8 kcal chow dalam kumpulan kawalan. Yang penting, tidak ada perbezaan keseluruhan berat badan di antara kumpulan-kumpulan lemak manis dan chow selama protokol 5-hari [F(1,26) = .3; tidak signifikan (ns)], dan tiada interaksi diet hari ke atas berat badan [F(4,104) = 1.2; NS]. Oleh itu, tikus dalam kumpulan eksperimen muncul untuk mengimbangi peningkatan pengambilan kalori, mungkin dengan mengurangkan pengambilan ad libitum chow mereka di kandang rumah (iaitu, episod pendek pendedahan lemak manis tidak menimbulkan kesan seperti obesiti). Untuk sesi petang, di mana kedua-dua kumpulan ditawarkan chow, tidak ada perbezaan antara kumpulan dalam pengambilan dan tiada interaksi diet hari (Fs = .2-1.3; NS). Oleh itu, pendedahan lemak-manis pagi tidak mempengaruhi kadar makanan yang rendah yang dilihat pada sesi pengambilan sesi petang.
Selepas selesainya protokol seketika ini semua tikus dicabar dengan intra-Acb shell infus saline dan muscimol (10 ng). Tikus yang terdedah kepada lemak manis tidak menunjukkan respon suapan yang diubah kepada cabaran salin berbanding dengan kawalan terdedah. Walau bagaimanapun, mereka menunjukkan pemekaan yang kuat dan ketara kepada pengambilan makanan yang disebabkan oleh muscimol (diet interaksi ubat [F(1,26) = 13.6, h = .001; Rajah 2 untuk perbandingan tertentu]. Pengambilan air tidak terjejas. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, pemekaan muscimol masih terdapat hari-hari 7 selepas regimen manis-lemak [F(1,18) = 9.3; p = .007]; Walau bagaimanapun, selepas hari pendedahan 14, tindak balas sensitif telah berkurangan [F(1,14) = 1.6; NS]. Akhir sekali, tikus yang terdedah kepada rejimen manis-lemak tidak menunjukkan tindak balas pemberian tambahan kepada cabaran makanan yang kurang dari 18-jam berbanding dengan rakan-rakan mereka yang terdedah [F(1,19) = .004, ns; Rajah 2].
Penyebaran Penderitaan Antara Reseptor μ-Opioid dan Stimulasi Reseptor GABA di Acb Shell
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, intra-Acb shell DAMGO menimbulkan hyperphagia kuat pada setiap hari suntikan 4 fasa "DAMGO berulang"F(1,11) = 62.3; p <.0001]. Selepas rawatan berulang ini, kami mencabar tikus dengan garam dan muskimol; untuk cabaran ini, analisis varians menghasilkan kesan utama yang kuat dalam sejarah rawatan kronik [F(1,11) = 7.8; p = .018] dan cabaran dadah [F(1,11) = 12.1; p = .005], tetapi tiada interaksi [F(1,11) = 1.4; NS]. Walau bagaimanapun, perbandingan yang dirancang antara kumpulan DAMGO dan saline untuk setiap suntikan cabaran mendedahkan bahawa pengambilan makanan sebagai tindak balas terhadap cabaran intra-Acb shell muscimol adalah jauh lebih tinggi dalam tikus yang dikendalikan DAMGO berbanding dengan tikus yang diberi pretreatment salinep <.05) tetapi bahawa tindak balas terhadap cabaran masin tidak berbeza antara kumpulan.
Ketidakhadiran Hipersensitiviti Muscimol Selepas Pendedahan Tegasan Berulang, Berpenyakit atau Intra-Acb Shell AMPH Infusions
Dua eksperimen telah dijalankan untuk menguji kesan pendedahan pemangsa dan rawatan AMPH yang berulang pada tanggapan selanjutnya terhadap muscimol. Pertama, tikus menjalani rejimen pendedahan serentak 5-hari yang diikuti oleh cabaran salur intra-Acb dan muscimol (10 ng). Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, sejarah pendedahan stres tidak mengubah respon makan kepada cabaran muscimol berikutnya [F(1,19) = 1.1, ns]. Seterusnya, tikus yang sama tertakluk kepada rejimen 5 harian intra-Acb shell inframerah AMPH (2 μg). Seperti yang dijangkakan, AMPH menghasilkan pengaktifan motor yang mantap seperti yang ditunjukkan dalam "skor aktiviti komposit" penyebaran, pemeliharaan, pengendalian, dan penjagaan sangkar (lihat Kaedah dan Bahan) berbanding dengan tikus yang dirawat dengan asin [F(1,22) = 53.9; p <.0001; Rajah 5A], menunjukkan bahawa dos itu jelas aktif. Rawatan AMPH akut tidak, bagaimanapun, mengubah tingkah laku penginginan [rawatan × hari interaksi: F(4,76) = .5, ns; data tidak ditunjukkan]. Setelah selesai fasa AMPH- atau salin rawatan eksperimen eksperimen, semua tikus dicabar dengan salur intra-Acb saline dan muscimol. AMPH tidak banyak mengubah kepekaan kepada pemakanan yang disebabkan oleh muscimol (Rajah 5B). Terdapat prapreatment yang signifikan × kesan rawatan [F(1,19) = 3.6; p = .02]; Walau bagaimanapun, perbandingan yang dirancang menunjukkan bahawa interaksi ini adalah disebabkan oleh perbezaan dalam subjek yang besar dalam tindak balas terhadap masalah saline versus muscimol dalam kumpulan AMPH (p = .0009). Walau bagaimanapun, tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara kumpulan masin dan AMPH sebagai tindak balas kepada cabaran muscimol (p = .11).
Untuk meneroka lebih lanjut kesan pelbagai inframerah AMPH terhadap kepekaan muscimol (memandangkan tikus yang ditekankan digunakan semula untuk percubaan AMPH dan pengalaman tekanan terdahulu ini boleh mengubahsuai respon AMPH mereka), eksperimen kedua dijalankan dalam kelompok yang berasingan tikus naif di mana Subjek menjalani rejimen 5-day intra-Acb shell infus yang lebih tinggi AMPH dos (10 μg), diikuti dengan cabaran intra-Acb shell dengan saline dan dua dos muscimol (10 dan 50 ng). Sekali lagi, kami melihat pengaktifan motor akut yang teguh sebagai tindak balas kepada infusi AMPH [F(1,22) = 83.7; p <.0001; Rajah 6], tetapi tiada kesan pada makanan [F(4,76) = 1.7, ns]. Apabila tikus-tikus ini dicabar dengan 10-ng atau 50-ng intra-Acb shell muscimol, mereka gagal menunjukkan respon memberi makan yang sensitif [F(2,38) = 1.4; NS]. Sebagai kawalan positif, tikus dalam kumpulan AMPH kemudian terdedah kepada rejimen lemak manis yang diminum 5-hari (dan tikus dalam kumpulan asin kepada rejimen chow); semua tikus kemudian dicabar dengan infusi shell intra-Acb 10-ng muscimol. Kami memerhatikan tindak balas pemakanan muscimol yang sensitif dalam tikus ini selepas pendedahan lemak manis-F(1,19) = 5.8; p = .027; inset, Rajah 6], menunjukkan bahawa tikus yang sama yang gagal menunjukkan kepekaan setelah infus AMPH berulang mampu menghasilkan dan menyatakan sensitiviti muscimol sebagai tindak balas terhadap pendedahan lemak manis.
Penempatan Cannulae
Rajah 7 menunjukkan pemetaan skematik penempatan cannulae dari semua eksperimen dalam kajian ini. Seperti yang dapat dilihat dalam angka tersebut, sebahagian besar penempatan (95%) jatuh di dalam separuh anterior dari cengkerang Acb medial, termasuk sektor yang jauh dari rostral. Lima peratus penempatan hanya jatuh ke titik tengah titik anteroposterior cangkang, di dalam sektor yang menghasilkan tindak balas selera tetapi rostral ke zon yang menghasilkan tingkah laku seperti pertahanan (seperti18). Penempatan di zon-zon ini adalah sama rata dalam semua eksperimen, dan tidak ada perbezaan sistematik dalam kesan tingkah laku atau farmakologi disebabkan oleh variasi penempatan dalam paksi anteroposterior.
Perbincangan
Dalam kajian ini, kami memperlihatkan jenis baru penyesuaian yang disebabkan oleh makanan dalam otak. Pertengkaran berselang-seli penggunaan manis-lemak dengan kuat merangsang kesan pemakanan yang disebabkan oleh cabaran muscimol yang rendah di dalam Acb shell; Kesan peka adalah kira-kira setara dengan yang dihasilkan oleh dos yang lebih tinggi lima kali muscimol dalam tikus naif. Hipersensitiviti ini tidak kelihatan sebagai akibat yang tidak spesifik daripada rangsangan generalisasi atau kepelbagaian alam sekitar yang berkaitan dengan pendedahan lemak manis yang berselang-seli. Oleh itu, pendedahan berulang kepada rangsangan yang sangat membangkitkan (pendedahan tekanan sekejap), walaupun mereka yang mempunyai nilai motivasi positif (intra-Acb shell AMPH) (30-33), tidak mencukupi untuk merangsang pemakanan yang disebabkan oleh muscimol. Sebaliknya, intra-Acb shell DAMGO infusions, yang menimbulkan pemakanan semasa fasa kepekaan-induksi eksperimen, menghasilkan kepekaan silang kuat untuk muscimol. Oleh itu, harta bersama pengambilan lemak manis dan pengambilan chow yang didorong oleh μ-opioid, selain peningkatan rangsangan amnya, diperlukan untuk induksi kepekaan GABA. Secara tersirat ini menunjukkan sifat-sifat orosensori atau pengeposan yang khusus untuk gula atau lemak tidak wajib untuk perkembangan pemekaan muscimol. Sebaliknya, mekanisme induksi yang sama boleh diulangi isyarat μ-opioid dalam cangkerang Acb, yang dihasilkan sama ada oleh pentadbiran DAMGO eksogen atau pelepasan peptida μ-opioid endogen yang dipicu oleh pengambilan lemak manis.
Dalam hal ini, telah ditunjukkan bahawa rangsangan penerima reseptor intra-Acb μ-opioid pada tahap Acb menghasilkan pemekaan opioid dan tindak balas penghawa dingin kepada cabaran salin berikutnya (34). Kesan-kesan ini adalah bebas dopamin (35), seperti proses pengantaraan μ-opioid yang lain, seperti peningkatan reaktiviti rasa hedonik30,36,37). Dalam erti kata umum, kegagalan pengambilan AMPH berulang untuk merangsang pemakanan yang disebabkan oleh muscimol bersetuju dengan penemuan ini; Oleh itu, pemekaan salib opioid-GABA boleh mewakili sejenis penyesuaian dopamine-independent dalam Acb. Menariknya, kami tidak melihat respon suapan yang terkondisi terhadap cabaran salin dalam tikus yang dirawat DAMGO. Walau bagaimanapun, perhatian induksi kesan pemakanan opioid boleh berubah dan memerlukan lebih daripada empat rawatan berulang (V. Bakshi, komunikasi peribadi, Jun 2012). Walau apa pun, keputusan ini menunjukkan bahawa kesan pemakanan yang dikondisikan (sekurang-kurangnya, yang mampu diturunkan oleh cabaran salin) tidak diperlukan untuk ungkapan penyebaran silang opioid-GABA. Lebih-lebih lagi, kita tidak pernah memerhatikan tindak balas makan tambahan dalam tikus-lemak yang terkena lemak pada sesi chow sore, atau sebagai tindak balas kepada cabaran salin atau kelaparan, menunjukkan beberapa tahap kekhususan dalam mekanisme penambahan untuk respon suapan yang sensitif.
Mekanisme saraf yang mendasari tingkah laku makan yang dihasilkan oleh muscimol dan manipulasi asid amino lain dalam kulit Acb nampaknya menjadi pertimbangan keseimbangan penggambaran AMPA-mediated dan perencatan-mediasi GABA yang memberi isyarat kepada neuron sederhana-berduri. Apabila kesan bersih adalah pengurangan aktiviti neuron-neuron ini, sama ada oleh penghalang GABA atau oleh blokade reseptor glutamat jenis AMPA, hiperpagus kuat dipicu (14,23,38,39). Oleh itu, penjelasan yang berpura-pura untuk keputusan kami adalah pengaktifan berulang dari reseptor μ-opioid (oleh DAMGO yang diberikan secara exogenously atau oleh pelepasan peptida opioid endogenous yang ditimbulkan oleh pengambilan lemak manis) membuktikan sama ada perubahan langsung dalam GABAA sensitiviti reseptor per se, atau perubahan yang lebih umum dalam keseimbangan perangsang / perencatan supaya ambang untuk penghalang GABA-mediated lebih mudah dicapai. Rawatan opioid agonist (morfin) yang berulang menghasilkan kesan tertentu ke arah ini, seperti GABA upregulationA mengikat tapak dan pengambilan klorida yang dirangsang muscimol dalam synaptosomes (40), penambahan GABAA δ-subunit expression dalam shell Acb (41), dan pengantarabangsaan subunit GluR1 penerima reseptor AMPA dalam shell Acb (42). Mana-mana mekanisme ini (atau kombinasi mereka) pada tahap Acb shell boleh dibayangkan menghasilkan hipersensitiviti untuk perencatan saraf otot yang disebabkan oleh muscimol. Walau bagaimanapun, penjelasan lain adalah mungkin; Sebagai contoh, terdapat juga neuroadaptations di dalam nod "keluaran" rangkaian di mana tingkah laku makan-mediasi Acb-shell dinyatakan (seperti hipothalamus lateral). Kajian tambahan diperlukan untuk menguji kemungkinan ini.
Mengenai kaitan klinikal penemuan ini, satu kemungkinan yang menarik adalah bahawa hipersensitiviti GABA dalam kulit Acb berkembang sebagai tindak balas terhadap kontingensi persekitaran yang menimbulkan ketegangan, fasa yang tinggi dalam isyarat opioid, seperti "binges" berulang dari makanan yang enak. TheDalam konteks ini, perubahan GABA dapat mewakili mekanisme umpan balik untuk kelakuan selera yang diselaraskan. Keputusan kami juga mungkin mempunyai implikasi untuk memahami kesan "crossover" antara ganjaran makanan dan ubat penyalahgunaan tertentu. Calon yang jelas adalah alkohol (EtOH), kesannya dimodulasi oleh sistem μ-opioid dan GABA di Acb (43-45). Menariknya, beberapa kajian telah melaporkan persatuan di antara keinginan makanan, pesta bingung, dan penggunaan alkohol patologi pada manusia (46,47). Dalam kajian haiwan, sama ada pengadukan GABA atau opioid dalam sekat Acb mengurangkan pengambilan EtOH [48,49), tetapi lihat Stratford dan Wirtshafter (50)], dan, dengan ketara, EtOH sendiri ditadbir secara langsung ke dalam Acb shell (51). Tambahan pula, kajian tomografi emisi positron baru-baru ini mendedahkan bahawa isyarat opioid di Acb mengiringi pengambilan minuman beralkohol manis (52). Di peringkat selular, ia telah ditunjukkan bahawa GABA yang diliputi oleh Acb shellA reseptor yang mengandungi subunit δ memodulasi kesan kelakuan penggunaan EtOH dos rendah (53); seperti yang dinyatakan sebelum ini, ungkapan gen untuk subunit ini ditegakkan dalam kulit Acb oleh rangsangan reseptor μ-opioid berulang (41). Oleh itu, kemungkinan pengeluaran peptida μ-opioid oleh "snek" makanan yang enak dalam konteks peminum EtOH atau penggunaan minuman EtOH yang manis (seperti yang dipasarkan kepada peminum muda) boleh melibatkan pesat membangun, neuroadaptasi yang bergantung kepada opioid dalam Acb shell litar berkodan asid amino. Hipotesis ini, walaupun spekulatif, membawa kepada ramalan yang boleh diuji mengenai konteks yang mungkin di mana pemahaman GABA dalam rangkaian ganjaran otak individu yang terdedah boleh membolehkan makanan yang enak untuk berfungsi sebagai "ubat gerbang" untuk peningkatan makanan binge dan pengambilan EtOH.
Bahan Tambahan
Fail Tambahan
Penghargaan
Kerja ini disokong oleh Institut Kesihatan Geran Kesihatan Nos DA 009311 dan MH 074723. Satu subset data ini dibentangkan dalam bentuk abstrak pada mesyuarat 2009 Persatuan Kajian Kajian Kelakuan Ingestive di Portland, Oregon.
Nota kaki
Para penulis tidak melaporkan kepentingan kewangan biomedikal atau potensi konflik kepentingan.
Bahan tambahan yang dinamakan dalam artikel ini boleh didapati dalam talian.
Rujukan