Langdurig vetarm dieet vermindert dopamineheropname zonder DAT Gene Expression (2013) te veranderen

  • Jackson J. Cone,
  • Elena H. Chartoff,
  • David N. Potter,
  • Stephanie R. Ebner,
  • Mitchell F. Roitman

Abstract

De ontwikkeling van door voeding geïnduceerde zwaarlijvigheid (DIO) kan vele aspecten van dopamine-signalering, waaronder expressie van dopaminetransport (DAT) en heropname van dopamine, sterk veranderen. Het tijdsverloop van door het dieet geïnduceerde veranderingen in DAT-expressie en -functie en of dergelijke veranderingen afhankelijk zijn van de ontwikkeling van DIO, blijft echter onopgelost. Hier hebben we ratten een hoog (HFD) of laag (LFD) vetdieet gegeven voor 2- of 6-weken. Na dieetblootstelling werden ratten geanesthetiseerd met urethaan en de striatale DAT-functie werd vastgesteld door de dopaminecellichamen in het ventrale tegmentale gebied (VTA) elektrisch te stimuleren en de resulterende veranderingen in de dopamineconcentratie in het ventrale striatum te registreren met behulp van fast-scan cyclische voltammetrie. We kwantificeerden ook het effect van HFD op membraan-geassocieerde DAT in striatale celfracties van een afzonderlijke groep ratten na blootstelling aan hetzelfde dieetprotocol. Opmerkelijk was dat geen van onze behandelingsgroepen verschilde in lichaamsgewicht. We vonden een tekort in de heropname van dopamine in HFD-ratten ten opzichte van LFD-ratten na 6 maar niet in 2 weken blootstelling aan voeding. Bovendien was de toename van opgeroepen dopamine na een farmacologische uitdaging van cocaïne significant verzwakt in HFD in vergelijking met LFD-ratten. Western blot-analyse openbaarde dat er geen effect van dieet op totaal DAT-eiwit was. 6 weken met HFD blootstelling verminderden de 50 kDa DAT isovorm significant in een synaptosomale membraan-geassocieerde fractie, maar niet in een fractie geassocieerd met recycling endosomen. Onze gegevens bieden verder bewijs voor door voeding geïnduceerde veranderingen in de heropname van dopamine, onafhankelijk van veranderingen in de productie van DAT en tonen aan dat dergelijke veranderingen zich kunnen manifesteren zonder de ontwikkeling van DIO. 

Citation: Cone JJ, Chartoff EH, Potter DN, Ebner SR, Roitman MF (2013) Langdurig vetarm dieet vermindert dopamineheropname zonder DAT-genexpressie te veranderen. PLoS ONE 8 (3): e58251. doi: 10.1371 / journal.pone.0058251

Editor: Sidney Arthur Simon, Duke University Medical Center, Verenigde Staten

ontvangen: Oktober 26, 2012; Aanvaard: Februari 5, 2013; Gepubliceerd: 13 maart 2013

Copyright: © 2013 Cone et al. Dit is een open access-artikel dat wordt verspreid onder de voorwaarden van de Creative Commons Attribution-licentie, die onbeperkt gebruik, distributie en reproductie op elk medium toestaat, op voorwaarde dat de oorspronkelijke auteur en bron worden gecrediteerd.

financiering: Het beschreven project werd ondersteund door National Institutes of Health (NIH) verleent DA025634 (MFR) en T32-MH067631 uit het Biomedical Neuroscience Training Program (JJC). Extra ondersteuning werd geboden door het National Center for Research Resources en het National Center for Advancing Translational Sciences, NIH, via subsidie ​​UL1RR029877 (JJC) en door het Chicago Biomedical Consortium met ondersteuning van de Searle Funds bij The Chicago Community Trust (JJC). De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de NIH of het Chicago Biomedical Consortium. De financiers hadden geen rol in onderzoeksontwerp, gegevensverzameling en -analyse, besluit tot publicatie of voorbereiding van het manuscript.

Concurrerende belangen: De auteurs hebben verklaard dat er geen concurrerende belangen bestaan.

Introductie

Het overgewicht en obesitas vertegenwoordigen een steeds groter percentage van de Verenigde Staten en wereldwijd bevolkingsgroepen [1], [2]. Hoewel er veel wegen zijn naar zwaarlijvigheid, is een van de grootste bedreigingen voor een gezond lichaamsgewicht wellicht de prevalentie en consumptie van smakelijk voedsel dat zeer smakelijk is [3]. Inderdaad, de energiedichtheid (kcal / g) van voedsel draagt ​​bij tot het dragen van overgewicht en overgewicht bij volwassenen [4], [5]. Eetbare voedingsmiddelen roepen dopamine-afgifte op in het striatum van zowel mensen als niet-menselijke dieren [6], [7], [8], [9] en subjectieve beoordelingen van vetheid in voedsel zijn positief gecorreleerd met de sterkte van neurale responsen in het ventrale striatum [10]. Dus lijken dopamine en het striatum bij te dragen aan voorkeuren voor energierijke voedingsmiddelen. Onlangs werd aangetoond dat verschillen in voeding gelijktijdige veranderingen in striatale circuits en voedselgericht gedrag kunnen veroorzaken [11]. Minder waarschijnlijk is echter het groeiende bewijs dat verschillen in ingenomen voedsel, met name met betrekking tot vet, feedback kunnen geven op en de striatale dopamine-signalering kunnen veranderen.

Striatale dopamine-signalering wordt gereguleerd door verschillende factoren, waaronder de productie van dopamine door het enzym tyrosinehydroxylase, pre- en postsynaptische dopaminereceptoren en presynaptische dopaminetransporters (DAT's), die allemaal zijn betrokken bij obesitas [12], [13]. Veranderingen in het DAT-nummer of de functie kunnen de invloedssfeer van afgegeven dopamine en bijgevolg de striatale functie veranderen [14], [15]. Insuline, vrijgegeven als reactie op ingenomen voedsel, heeft aangetoond dat het de DAT-functie beïnvloedt [16], [17]. De DAT is dus een van de meest waarschijnlijke kandidaten voor de effecten van voeding.

Onlangs zijn de correlaties tussen obesitas en DAT-beschikbaarheid en door voeding geïnduceerde wijzigingen van de DAT-functie verkend. Body mass index (BMI) is negatief gecorreleerd met DAT beschikbaarheid in het menselijk striatum [18]. DAT-binding, en dus beschikbaarheid, is verminderd bij muizen met een hoog vetdieet (HFD) [19]. HFD-geïnduceerde obesitas (DIO) is geassocieerd met een verminderde snelheid van dopamineheropname door de DAT in ratten [20]. Samengenomen suggereren deze studies dat zwaarlijvigheid die is vastgesteld door HFD-consumptie, kritisch invloed kan uitoefenen op kritieke presynaptische regulatoren van dopamine-signalering - met name de DAT. Het tijdsverloop van door het dieet veroorzaakte veranderingen in de dopamine-signalering en of de ontwikkeling van DIO noodzakelijk is voor veranderingen in het manifest, blijft echter onbekend. We test de DAT-functie door dopamine-afgifte in het ventrale striatum op te roepen en de snelheid van heropname bij ratten te kwantificeren met behulp van cyclische voltammetrie met snelle scan. Om te bepalen of verminderde dopamineheropname werd veroorzaakt door verminderde DAT-genexpressie, maten we DAT-mRNA in het ventrale tegmentale gebied en substantia nigra met behulp van real-time qRT-PCR. Daarnaast hebben we een biochemische fractioneringsprocedure en Western Blot-analyse gebruikt om striatale DAT-niveaus in ruwe synaptosomale en endosomale membranen te testen. Ratten hadden 2- of 6-weken met een hoog of laag vetdieet, maar alle metingen werden uitgevoerd in afwezigheid van DIO. Onze resultaten suggereren dat een verlengde consumptie van HFD, onafhankelijk van DIO, de snelheid van dopamineheropname in het ventrale striatum verlaagt zonder DAT-expressie te verlagen.

Materialen en methoden

ethische uitspraak

Deze studie werd uitgevoerd in strikte overeenstemming met de aanbevelingen in de gids voor de verzorging en het gebruik van laboratoriumdieren van de National Institutes of Health. Het protocol is goedgekeurd door de Animal Care Committee van de University of Illinois, Chicago. Alle operaties werden uitgevoerd onder urethaananesthesie en er werd alles aan gedaan om het lijden tot een minimum te beperken.

vakken

Standaard mannelijke Sprague-Dawley-ratten (n = 67), ongeveer 2 maanden oud en met een gewicht van 225-275 g bij aankomst werden gebruikt. Dieren werden individueel gehuisvest in plastic kooien (26.5 × 50 × 20 cm) in een temperatuur- (22 ° C) en vochtigheid- (30%) gecontroleerde omgeving op een 12:12 h licht: donkercyclus (licht aan bij 07:00 h). Ratten werden gedurende een week met de faciliteit geacclimatiseerd ad libitum toegang tot standaard laboratoriumvoer en water.

Voedselinname en lichaamsgewichtmetingen

Na acclimatisatie werden de ratten gewogen en willekeurig toegewezen aan 1 van 4-groepen die werden gecompenseerd voor het initiële lichaamsgewicht. Twee groepen werden gehandhaafd op vetarm dieet (LFD; Research Diets, New Brunswick, NJ; D12450B; 10% kilocalorieën uit vet (3.85 kcal / g)). De andere 2-groepen werden onderhouden op HFD (Research Diets; D12492; 60% kilocalorieën uit vet (5.24 kcal / g)). Voor elk dieet werden ratten aangehouden voor zowel 2- als 6-weken (wkn). Zo waren de 4-groepen: LFD-2 wk (n = 18), HFD-2 wk (n = 16), LFD-6 wk (n = 16) en HFD-6 wk (n = 17). Alle groepen hadden ad libitum toegang tot water. Voedselopname en metingen van het lichaamsgewicht werden driemaal / week uitgevoerd en gegevens worden afzonderlijk gerapporteerd voor ratten die voltammetrische opnamen of DAT-eiwit / berichtanalyse ondergaan.

Chirurgische procedures en dopaminemetingen

Na blootstelling aan een dieet werd een subgroep van ratten die niet verschilden in lichaamsgewicht voorbereid voor voltammetrische opnames (LFD-2 wk (n = 8), HFD-2 wk (n = 6), LFD-6 wk (n = 6) , en HFD-6 wk (n = 7)) onder anesthesie met urethaan (1.5 g / kg) [zoals in 9,21]. Een geleidecanule (Bioanalytical Systems, West Lafayette, IL) werd gepositioneerd boven het ventrale striatum (1.3 mm anterieur, 1.5 mm lateraal van bregma), een gechloreerde zilverdraad (Ag / AgCl) referentie-elektrode werd geïmplanteerd in de contralaterale cortex en beide waren bevestigd aan de schedel met roestvrijstalen schroeven en tandcement. Een micromanipulator met een koolstofvezelelektrode (CFE) werd in de geleidecanule ingebracht en de elektrode werd in het ventrale striatum neergelaten. De CFE en referentie-elektrode waren verbonden met een headstage en het potentieel van de CFE werd gescand van -0.4 tot +1.3 V (vs. Ag / AgCl) en terug (400 V / s; 10 Hz). Een bipolaire stimulerende elektrode (Plastics One, Roanoke, VA) werd vervolgens geleidelijk verlaagd in het ventrale tegmentale gebied / substantia nigra pars compacta (VTA / SNpc; 5.2 mm posterieur, 1.0 mm lateraal en aanvankelijk 7.0 mm ventraal vanaf bregma) in stappen van 0.2 mm . Bij elke stap werd een reeks stroompulsen (60 pulsen, 4 ms per puls, 60 Hz, 400 µA) afgegeven. Wanneer de stimulatie-elektrode in de VTA / SNpc is geplaatst en de CFE in het striatum, roept stimulatie op betrouwbare wijze dopamine-afgifte op - geëxtraheerd uit voltammetrische gegevens met behulp van hoofdcomponentanalyse [9], [22]; en omgezet in concentratie nadat elke CFE is gekalibreerd in een stroominjectiesysteem na elk experiment [23]. De positie van de stimulerende elektrode was geoptimaliseerd voor maximale afgifte. De CFE liet men vervolgens equilibreren voor 10 min voordat het experiment werd gestart. Dopamine-afgifte werd opgeroepen door elektrische stimulatie van de VTA / SNpc (dezelfde parameters als hierboven), en de resulterende veranderingen in dopamine-concentratie werden berekend van -5 s tot 10 s ten opzichte van stimulatie. Onmiddellijk na stimulatie werden ratten geïnjecteerd met cocaïnehydrochloride opgelost in 0.9% zoutoplossing (10 mg / kg ip) en, 10 min. Later werd de stimulatie herhaald. Toegepaste spanningen, data-acquisitie en analyse werden uitgevoerd met behulp van software geschreven in LabVIEW (National Instruments, Austin, TX, VS) [22].

Dopamine Reuptake

De heropname van dopamine werd gemodelleerd met behulp van Demon Voltammetry Analysis Software (24; Wake Forest University, Winston-Salem NC). Hier vermelden we de vervalconstante tau als onze maatstaf voor de heropname van dopamine. Tau is afgeleid van een exponentiële curvepassing die het grootste deel van de dopamineklaringcurve omvat en sterk gecorreleerd is (r = .9899) met Km, de schijnbare affiniteit van dopamine voor de DAT [24]. Om het effect van cocaïne op de piek-dopamineconcentratie te bepalen, vergeleken we waarden verkregen vóór en na toediening (% verandering).

histologie

Na elke opname werd een roestvrijstalen elektrode (AM Systems #571500, Sequim, WA) tot dezelfde diepte verlaagd als de CFE en werd een laesie (10 μA, 4 s) gemaakt om de opnamelocatie te markeren. Hersenen werden verwijderd en opgeslagen in 10% formaline. Lichtmicroscopie werd gebruikt om de locatie van de laesie op coronale coupes (50 μm) via het striatum te identificeren. Alle opnames die hier zijn gemeld, zijn gemaakt in het ventrale striatum [25].

Subcellulaire fractionering van Striatal Tissue

Ratten (LFD-2 wk, HFD-2 wk, LFD-6 wk en HFD-6 wk; n = 10 / group; geen verschil in lichaamsgewicht) werden gedood door onthoofding. Biochemische fractionering werd uitgevoerd met behulp van het protocol beschreven in [26], met kleine wijzigingen. Hersenen werden snel verwijderd, ingevroren in isopentaan en in plakjes gesneden op een cryostaat (HM505E, Microm, Walldorf, Duitsland, -20 ° C) tot het striatum werd bereikt. Bilateraal 1-mm3 stoten door het ventrale striatum (gemiddeld gewicht van de weefsels: 15.2 mg) werden gehomogeniseerd voor 20 s in 0.8 ml ijskoude TEVP (10 mM Tris-base, 5 mM NaF, 1 mM Na3VO4, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, pH 7.4) + 320 mM-sucrosebuffer. Een deel van 100 pl van totaal homogenaat (H) werd bewaard. De rest van H werd gecentrifugeerd bij 800 x g voor 10 min bij 4 ° C. De pellet (P1, kernen en grote brokstukken) werd geresuspendeerd in 0.2 ml TEVP-buffer en bewaard. Het supernatant (S1) werd verwijderd en in een schone buis op ijs geplaatst. S1 werd gecentrifugeerd bij 9200 × g voor 15 min bij 4 ° C om een ​​pellet (P2, ruwe synaptosomale membranen) en een supernatant (S2) te genereren. P2 werd eenmaal gespoeld in TEVP + 35.6 mM-sucrosebuffer en vervolgens geresuspendeerd in 0.25 ml TEVP + 35.6 mM-sucrosebuffer, zachtjes gewerveld voor 3 s en hypo-osmotisch gelyseerd door het monster op ijs te houden voor 30 min. Supernatant (S2) werd verzameld en gecentrifugeerd bij 165,000 x g voor 2 h om een ​​pellet te genereren (P3, lichte membranen, recycling-endosomen) die opnieuw gesuspendeerd was in TEVP (0.1 ml) en bewaard. Alle monsters werden bewaard bij -80 ° C tot polyacrylamidegelelektroforese.

Gelelektroforese en Western Blotting

Het eiwitgehalte werd bepaald met behulp van de Bio-Rad DC Protein Assay-kit (Hercules, CA) en de concentratie van elk monster werd aangepast tot 0.3 mg / ml eiwit. NuPAGE LDS (lithiumdodecylsulfaat) monsterbuffer (Invitrogen, Carlsbad, CA) en 50 mM dithiothreïtol werden aan elk monster toegevoegd voorafgaand aan verwarming bij 70 ° C gedurende 10 minuten. Om equivalente hoeveelheden eiwit voor elke fractie te laden, werd 3 µg van elk monster in NuPAGE Novex 4–12% Bis-Tris-gels (Invitrogen) geladen voor scheiding door middel van gelelektroforese. Eiwitten werden vervolgens overgebracht naar polyvinylideenfluoridemembraan (PVDF) (PerkinElmer Life Sciences, Boston, MA). Niet-specifieke bindingsplaatsen werden gedurende 2 uur bij kamertemperatuur geblokkeerd in blokkeerbuffer (5% magere melkpoeder in PBS en 0.02% Tween 20 [PBS-T]). Blots werden vervolgens geïncubeerd in primair antilichaam (1 ~ 3000 muis monoklonaal anti-NR2B [# 05-920, Millipore], 1 ~ 5000 konijn anti-DAT [# AB2231, Millipore] en 1 ~ 1000 muis monoklonale anti-transferrine receptor ( TfR) [# 13-6800, Invitrogen]. Blots werden in 3 delen gesneden: hoog (> 97 kDa), gemiddeld (46-97 kDa) en laag (<46 kDa) gewicht en elk deel werd onderzocht met een antilichaam dat herkende een eiwit binnen dat gewichtsbereik. Schijnbare molecuulgewichten voor de gebruikte antilichamen zijn: NR2B, 180 kDa; DAT, 75, 64 en 50 kDa; TrfR, 95 kDa. Na het onderzoeken van blots met een gemiddeld gewichtsbereik voor DAT, werden antilichamen gestript door incubatie met stripbuffer (62.5 mM Tris, 2% SDS, 100 mM β-mercaptoethanol, pH 6.8) gedurende 15 minuten bij 50 ° C. Blots werden vervolgens opnieuw geblokkeerd en onderzocht met anti-TfR. SeeBlue Plus 2 (Invitrogen) pre- gekleurde standaarden werden gebruikt voor schatting van het molecuulgewicht.

Eiwitimmunoblots werden geanalyseerd met behulp van Carestream Molecular Imaging Software 5.0. De netto-intensiteit (de som van de pixels binnen de band van belang minus de som van de achtergrondpixels) werd bepaald voor elke band. Om vergelijkingen tussen blots mogelijk te maken, werden de gegevens genormaliseerd naar de LFD-besturingselementen op 2 en 6 wks. Gegevens worden uitgedrukt als de gemiddelde vouwinductie in vergelijking met LFD ± SEM.

Kwantitatieve real-time reverse-transcriptase polymerasekettingreactie (qRT-PCR)

Na verzameling van striatale stempels voor Western-blotanalyse werden bevroren hersenen coronaal op het microtoom gesneden tot de VTA / SN werd bereikt. Bilateraal 1-mm3 stoten van VTA- en SN-weefsel (gemiddeld weefselgewicht = 15.0 mg) werden gemaakt en RNA werd geëxtraheerd met behulp van PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen). RNA kwaliteit en kwantiteit werden beoordeeld met behulp van een RNA 6000 Nano Chip (Agilent, Santa Clara, CA) op een Agilent Bioanalyzer 2100. RNA-integriteitsnummer (RIN) overschreed 7 voor alle monsters, wat duidt op hoge kwaliteit. Eén microgram totaal RNA werd gebruikt om cDNA te synthetiseren met behulp van iScript cDNA Synthesis Kit (BioRad) in een ThermoHybaid iCycler (Thermo Scientific). Primers specifiek voor DAT (Slc6a3; Voorwaartse primer: GGAAGCTGGTCAGCCCCTGCTT, Reverse primer: GAATTGGCGCACCTCCCCTCTG), β-actine (NBA; Voorwaartse primer: AGGGAAATCGTGCGTGACAT; Reverse primer: AAGGAAGGCTGGAAGAGAGC) en TATA box bindend eiwit (Tbp; Voorwaartse primer: ACCTAAAGACCATTGCACTTCGTGCC; Omgekeerde primer : GCTCCTGTGCACACCATTTTCCC) -genen (Genbank-toelatingsnummers NM_012694, NM_031144 en NM_001004198) werden ontworpen met behulp van NCBI Primer-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/) en gekocht bij Integrated DNA Technologies (Coralville, Iowa). Smeltcurveanalyse en polyacrylamidegelelektroforese bevestigden de specificiteit van de primers. De DAT-, β-actine- en Tbp-amplicons zijn 266-, 182- en 136-basenparen in lengte, respectievelijk.

Een Q-PCR-kit (iQ SybrGreen Supermix, BioRad) werd gebruikt. De reactie werd uitgevoerd op een MyiQ Single Color Real-Time PCR-detectiesysteem (BioRad) in een volume van 20 μl, met 2 μL 3 μM voorwaartse en achterwaartse primers en 4 μL cDNA-monster verdund 1:10. PCR-cyclusomstandigheden waren 95 ° C voor 5 min; 40 cycli bij 94 ° C voor 15 s, 60 ° voor 15 s, 72 ° C voor 15 s. Gegevens werden verzameld bij een leestemperatuur van 84 ° C voor 15 s gebaseerd op de amplicon smelttemperaturen. Standaard verdunningskrommen werden gegenereerd voor elke primerset door serieel verdunnen (1.00, 0.2, 0.04 en 0.008-vouw) van een master cDNA-voorraad omvattende een gelijke mix van cDNA uit alle behandelingsgroepen. Het logboek10 van de verdunningswaarden uitgezet tegen de drempelwaarde voor de standaardcurves. MyiQ Optical System Software (BioRad) werd gebruikt om de gegevens te analyseren. Monsters die geen cDNA-matrijs bevatten en monsters van cDNA-reacties die geen reverse transcriptase bevatten, werden als controles voor respectievelijk contaminatie en amplificatie van genomisch DNA uitgevoerd. Gerapporteerde waarden werden genormaliseerd naar de gemiddelde waarden van de interne standaarden ß-actine en Tbp voor elk monster. Gegevens worden uitgedrukt als gemiddelde relatieve niveaus van DAT / interne standaarden mRNA ± SEM.

Statistische analyse

DAT-expressie verandert dynamisch tijdens de levenscyclus bij beide mensen [27] en ratten [28], [29]. Bovendien verandert de dopamine en gedragsreactie op cocaïne ook als jonge ratten volwassen worden [30]. De metingen van DAT kunnen dus mede afhankelijk van de leeftijd zijn en zinvolle vergelijkingen tussen de 2 wk- en 6 wk-groepen verbieden. Daarom werden groepsgemiddelden voor voedselinname, lichaamsgewicht, piek-dopamineconcentratie, tau,% verandering en relatieve genexpressie afzonderlijk vergeleken voor 2- en 6 wk-groepen met behulp van Student's ongepaarde t-test. Voor Western-blot-analyses werden groepsverschillen in genormaliseerde DAT-bandintensiteit afzonderlijk vergeleken voor 2- en 6 wk-groepen met behulp van tweeweg herhaalde metingen ANOVA (dietXfraction). Alle statistische analyses werden uitgevoerd in Graph Pad 5 (Prism Inc.).

Resultaten

HFD bevordert verhoogd vetverbruik

Voorafgaand aan het begin van de blootstelling aan het dieet waren er geen verschillen in het initiële lichaamsgewicht in de 2 wk (LFD: 275.22 +/- 4.1 g; HFD: 280.87 + / - 4.8 g; p = 0.37) of 6 wk (LFD: 287.31 +/- 4.9 g; HFD: 289.44 +/- 5.1 g; 6 wk p = 0.97) groepen. Ondanks het consumeren van diëten met een drastisch verschillende samenstelling, vonden we geen verschillen in lichaamsgewicht tussen voedingsgroepen na 2 of 6 weken (Fig. 1a-b; beide ns). Er was ook geen verschil in de totale kcals die tussen groepen werden geconsumeerd na zowel 2 als 6 wk van blootstelling aan voeding (Fig. 1c-d; NS). HFD-ratten consumeerden echter beduidend meer kcal van vet (Fig. 1e-f; 2 wks: t (32) = 25.59; 6 wks: t (31) = 27.54; p<0.0001 voor beide dieetduur).

thumbnail

Download link:

PowerPoint-dia

afbeelding vergroten

originele foto

Figuur 1. Voedselinname en lichaamsgewichtmetingen.

Er waren geen verschillen tussen HFD en LFD wat betreft het uiteindelijke lichaamsgewicht (a-b) of de totale verbruikte kilocalorieën (CD) na 2- of 6 weken blootstelling aan voeding. (e-f) HFD-ratten verbruikten significant meer kilocalorieën uit vet dan LFD-ratten in zowel 2-week als 6-weken (***p<0.001).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g001

Verlengde HFD verlaagt de snelheid van DA-heropname

Voltammetrische opnames werden gemaakt in het ventrale striatum (Figuur 2). Figuur 3 toont representatieve elektrisch opgewekte veranderingen in de dopamineconcentratie verkregen van ratten volgend op 6 wks of diet. In de uitgangssituatie was de grootte van opgewekt dopamine niet verschillend tussen dieetgroepen en tussen de duur van het dieet (Fig. 4a-b, beide ns). Inspectie van individuele voorbeelden suggereerde echter dat de snelheid van het verval na piek dopamine concentratie verschilde tussen dieetgroepen na 6 wk van blootstelling aan voeding (Figuur 3 a-b voor voorbeelden). De snelheid van verval is voornamelijk te wijten aan de dopamineklaring door de DAT [31], die we modelleerden als een exponentiële enkele fase om tau te bepalen. Er waren geen verschillen tussen dieetgroepen na 2 wk van blootstelling aan voeding (Fig. 4c). Nadat 6 echter had gelet op blootstelling aan voeding, was tau significant groter in HFD-6 wk-ratten ten opzichte van LFD-6 wk (Fig. 4d; t (11) = 2.668; p<0.05). Dus 6 weken HFD vermindert de snelheid van dopamine-klaring in het ventrale striatum in vergelijking met dieren die een LFD consumeerden.

thumbnail

Download link:

PowerPoint-dia

afbeelding vergroten

originele foto

Figuur 2. Histologische verificatie van opnamesites voor heropname-analyse.

Opnamelocaties voor LFD-gevoede ratten zijn gecodeerd door grijze driehoeken en voor HFD-ratten door zwarte cirkels. Getallen geven de afstand aan in mm anterieur ten opzichte van Bregma. Figuur aangepast van Paxinos en Watson 2006.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g002

thumbnail

Download link:

PowerPoint-dia

afbeelding vergroten

originele foto

Figuur 3. Elektrische stimulatie van de VTA / SNc roept een fasische piek in de dopamineconcentratie op.

Representatieve voorbeelden van gegevens verkregen na 6 weken blootstelling aan voeding. a) In de achtergrond afgetrokken kleurenplot toont de huidige veranderingen bij verschillende potentialen van de elektrode vóór (-5 tot 0 s ten opzichte van onset) en na (0.1 tot 10 s ten opzichte van onset) elektrische stimulatie (STIM) van de VTA / SNc. Tijd is de abscis, de elektrodepotentiaal is de Y-as en huidige wijzigingen zijn gecodeerd in valse kleuren. Dopamine [geïdentificeerd door zijn oxidatie (+ 0.6 V; groen) en reductie (-0.2 V; blauw) functies] is tijdelijk toegenomen als reactie op de stimulatie in deze LFD-6 wk rat. b) Hetzelfde als bij a), behalve bij een HFD-6 wk-rat. c) Dopamine concentratie als functie van de tijd wordt geëxtraheerd uit de kleurenplanning in a) en tau wordt geïdentificeerd via curvepassing. Twee rode stippen markeren de piek en de dopamineconcentratie op het tijdstip waarop tau wordt bereikt. Tau is rechts aangegeven. d) Hetzelfde als in c) maar gegevens worden geëxtraheerd uit b).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g003

thumbnail

Download link:

PowerPoint-dia

afbeelding vergroten

originele foto

Figuur 4. Zes weken lang vetrijk dieet vermindert de snelheid van dopamineheropname en verzwakt de dopamine-respons op cocaïne.

Gemiddelde piek dopamine concentratie opgewekt door VTA / SNpc stimulatie na 2 (a) of 6 weken (b) van dieetblootstelling vóór cocaïne-injectie. CD) Gemiddeld Tau na 2 (c) wks of 6 wks (d) van blootstelling aan voeding. Tau was significant groter voor HFD-6 wk-ratten ten opzichte van LFD-6 wk-ratten (*p<0.05). e-f) Procentuele verandering in piekgerelateerde dopamineconcentratie na cocaïne-injectie voor 2 (e) en 6 (f) weken blootstelling aan voeding. Procentuele verandering was significant kleiner in HFD-6 wk ten opzichte van LFD-6 wk-ratten (**p<0.01).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g004

Verlengde HFD verlaagt de DA-respons op cocaïne

Om verder te onderzoeken op door voeding geïnduceerde veranderingen in DAT, injecteerden we ratten met de DAT-blokkeringscocaïne. Piek dopamine concentratie volgend op elektrische stimulatie wordt veroorzaakt door dopamine-afgifte maar wordt ook beperkt door gelijktijdige verwijdering van dopamine door de DAT [21]. We karakteriseerden het effect van cocaïne op de overdracht van dopamine door de verandering in de grootte van opgewekt dopamine te berekenen ten opzichte van de waarden vóór het geneesmiddel (% verandering). Twee weken van HFD hadden geen effect op% verandering ten opzichte van LFD (Fig. 4e; NS). Echter, na 6 na de blootstelling aan voeding, was de verandering in% aanzienlijk afgezwakt in HFD ten opzichte van LFD (Fig. 4f; t (10) = 4.014; p<0.01). Onze resultaten suggereren dat 6, maar niet 2 weken, HFD-blootstelling de dopamine-respons op cocaïne vermindert.

Langdurige HFD-blootstelling vermindert DAT-eiwitexpressie in synaptosomale membranen

Om te bepalen of de effecten van verlengd HFD te wijten waren aan veranderingen in het DAT-aantal, werden DAT-eiwitniveaus gekwantificeerd in totale weefselhomogenaten (H-fractie), synaptosomale membranen (P2-fractie) en intracellulaire recycling-endosomen (P3-fractie). DAT is een N-gebonden glycoproteïne met een schijnbaar molecuulgewicht tussen 50 en 80 kDa als gevolg van toenemende niveaus van glycosylatie naarmate het eiwit rijpt [32]. Fractionering werd bevestigd door verrijkte expressie van de NR2B-subeenheid van de NMDA-receptor in synaptosomale membraanfractie en van de transferrinereceptor in de endosomale fractie (bijvoorbeeld blot zie Fig. 5b). We vonden geen verschillen in het totale DAT-eiwit na 2 en 6 wisten van blootstelling aan voeding (gegevens niet getoond). Om te testen op fractiespecifieke verschillen in DAT-eiwit, gebruikten we tweeweg herhaalde metingen ANOVA (dietXfraction). In overeenstemming met de voltammetrie-experimenten was 2 met dieetblootstelling onvoldoende om niveaus van een van de DAT-isovormen in P2- of P3-fracties te wijzigen (Fig 5. c, e, g; alle ns). Na het volgen van 6 met dieetblootstelling was er echter een significante interactie tussen voeding en breuken (F(1,18) = 8.361, p<0.01); Fig. 5d) voor de 50 kD-isovorm van de DAT. Dus verlengde HFD significant de 50 kD-isovorm van de DAT in de P2-fractie en veroorzaakte een trend in de richting van een toename van de P3-fractie. We vonden geen effect van een dieet of fractie op de 64 kD (Fig. 5f; ns) of de 70 kD (Fig. 5h; ns) DAT-isovormen.

thumbnail

Download link:

PowerPoint-dia

afbeelding vergroten

originele foto

Figuur 5. Consumptie van een vetrijk dieet vermindert membraan-geassocieerd DAT-eiwit in het ventrale striatum.

a) Representatieve afbeelding van de (2) 1 × 1 mm weefselstansen uit het ventrale striatum die werden gecombineerd voor DAT-eiwitanalyse. VStr = Ventral Striatum; DStr = Dorsal Striatum; cc = corpus callosum; ac = anterieure commissuur. b) Representatieve western blots van de gegevens gepresenteerd in c-h. L = LFD; H = HFD; TfR = transferrine receptor; NR2B = NR2B-subeenheid van NMDA-receptor. c) Er waren geen verschillen in 50 kD DAT-eiwit voor P2- of P3-fracties na 2 weken blootstelling aan voeding. d) 50 kD DAT-eiwit is significant verminderd in de P2 (* = p<.05), maar niet de P3-fractie van ventraal striataal weefsel in HFD-6 wk ten opzichte van LFD-6 wk-ratten. Er waren geen verschillen in 64 kD DAT-eiwit na 2 (e) of 6 weken (f) van blootstelling aan voeding. Er waren geen verschillen in 70 kD DAT-eiwit na 2 (g) of 6 weken (h) van blootstelling aan voeding.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g005

Om te bepalen of verlaagde niveaus van DAT-eiwit in de P2-fractie voor een deel te wijten waren aan een reductie in DAT-transcriptie, werden VTA / SNc DAT-mRNA-niveaus gemeten in dezelfde ratten als hierboven (Fig. 6a bijvoorbeeld). We observeerden geen verschillen tussen dieetgroepen in DAT-DNA van de middenhersenen na 2 of 6 na blootstelling aan voeding (Fig. 6b-c; beide ns). Het is dus onwaarschijnlijk dat verschillen in DAT-eiwitniveaus in het ventrale striatum te wijten zijn aan tekorten in DAT-productie.

thumbnail

Download link:

PowerPoint-dia

afbeelding vergroten

originele foto

Figuur 6. Vetrijke dieetconsumptie verandert de DAT-mRNA-niveaus niet. een)

Representatieve afbeelding met 1 × 1 mm tissueponsen genomen uit de VTA / SN en gecombineerd voor DAT mRNA-analyse. cp = cerebrale penduncle; pc = achterste commissuur; MM = mediale mammillaire nucleus. Er waren geen verschillen in relatieve DAT-mRNA-niveaus na 2-weken (b) of 6 weken blootstelling aan voeding (c).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g006

Discussie

Langdurig gebruik van HFD kan leiden tot DIO en plasticiteit in het centrale zenuwstelsel. Dopamine-neuronen en striatale dopamine-receptoren lijken een reeks CNS-doelen te zijn die worden beïnvloed door een HFD en in obese personen [11], [13], [33]. Hier melden we dat een HFD de snelheid van dopamineheropname in het ventrale striatum verlaagde en dit effect was afhankelijk van de duur van de blootstelling. Belangrijk is dat het effect van HFD op de DAT-functie plaatsvond in afwezigheid van DIO. Hoewel we in dit onderzoek niet direct de markers van adipositas van het lichaam maten, zijn dieren van oudsher geclassificeerd als DIO of als dieetresistent, uitsluitend gebaseerd op lichaamsgewichtstoename na blootstelling aan een HFD [34]. Langdurige HFD verzwakte significant het vermogen van cocaïne, die interfereert met de DAT, om de grootte van dopamine-afgifte te versterken. We hebben DAT-eiwitniveaus in het ventrale striatum gekwantificeerd met behulp van Western-blotanalyse - onderscheidend tussen DAT gelokaliseerd in subcellulaire fracties verrijkt voor ofwel de plasmamembraan of recycling-endosomen. We vonden een significante reductie in een onvolgroeide isovorm van de DAT geassocieerd met het plasmamembraan. Aldus lijkt langdurige HFD de snelheid van dopamineheropname via de DAT waarschijnlijk te verminderen door te interfereren met DAT-trafficking of misschien maturatie maar niet door DAT-genexpressie of DAT-mRNA-stabiliteit te verlagen. Bovendien lijkt een periode tussen twee en zes weken blootstelling aan een HFD het vroegste omslagpunt voor door voeding veroorzaakte plasticiteit met betrekking tot de DAT.

Obesitas is gecorreleerd met meerdere aspecten van striatale dopamine-signalering, inclusief DAT-beschikbaarheid bij beide mensen [18] en muizen [19]. Pas onlangs werd echter aangetoond dat de ontwikkeling van DIO de snelheid van dopamineheropname bij ratten verandert [20]. Hoewel deze studie verminderde dopamineheropname na exogeen aangebrachte dopamine na slechts 4 weken van HFD toonde, werden de dieren die op een HFD werden gehouden geselecteerd op basis van de initiële gewichtstoename en konden ze dus een unieke populatie vertegenwoordigen. In overeenstemming met deze opvatting, bleven HFD-dieren meer calorieën eten en kregen meer gewicht in vergelijking met LFD-controles. Een andere recente studie meldde verminderde dopamineheropname na 12 weken van HFD in buiten gefokt ratten [35]. Er waren echter significante verschillen in lichaamsgewicht tussen de dieren die een HFD kregen toegediend versus een standaard lab-voer dieet toen de heropname werd gemeten. Daarom bleef het onduidelijk of stoornissen in de heropname van dopamine naar voren komen als een direct gevolg van, of voorafgaan aan, DIO-ontwikkeling. In tegenstelling tot deze recente rapporten, vonden we geen verschillen in lichaamsgewicht of totale kcal-consumptie tussen onze dieetgroepen bij metingen van de heropname. Dat we verschillen vonden in de heropname van dopamine na 6, maar niet in 2, weken van HFD suggereren dat door voeding geïnduceerde veranderingen in de heropname van dopamine een reactie zijn op chronische, maar niet acute, veranderingen in de samenstelling van het dieet. Bovendien suggereren onze resultaten dat in plaats van een gevolg te zijn van obesitas, dieet-geïnduceerde veranderingen in DAT kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van de ziekte. Toekomstige studies zullen moeten uitwijzen of dierenpopulaties al dan niet differentieel ontvankelijk zijn voor DIO [34] hebben reeds bestaande verschillen in DAT-expressie / functie of zijn differentieel gevoelig voor door voeding geïnduceerde veranderingen in DAT.

Voorzover ons bekend is dit de eerste studie die aantoont dat een HFD de dopamine-respons op cocaïne vermindert. Gezien de rol van dopamine bij de beloning van geneesmiddelen, zijn onze resultaten consistent met eerder werk dat aantoont dat ratten die gedurende ongeveer 6 weken een HFD hebben gekregen, langzamer zijn om zelf-toediening aan cocaïne te krijgen dan dieren die een controledieet krijgen [36]. Belangrijk is dat dit effect ook onafhankelijk was van DIO-ontwikkeling. Bovendien vertonen ratten die selectief op gevoeligheid voor DIO zijn gefokt een verminderde voorkeur voor cocaïneplaatsing, wat suggereert dat de lonende eigenschappen van cocaïne bij deze dieren stomp zijn. [37]. De verminderde respons op cocaïne die we in HFD-6 wk-ratten waarnamen, zou te wijten kunnen zijn aan verminderde beschikbaarheid van striatale DAT. Echter, cocaïne verhoogt ook de dopamine-signalering door niet-DAT-afhankelijke mechanismen. Specifiek zou HFD een verminderde door cocaïne geïnduceerde mobilisatie van reserve-dopamineblaasjes kunnen hebben [38]. Cocaïne verzwakt ook de GABA-transmissie op dopamine-neuronen binnen de VTA [39] en induceert oscillaties in de baksnelheid van dopamine cellichamen [40]. Een of al deze processen kunnen ook zijn beïnvloed door een HFD. Toekomstig onderzoek zal moeten ingaan op de mechanismen die ten grondslag liggen aan hoe een HFD de belonende aspecten van cocaïne en / of het potentieel voor door geneesmiddelen geïnduceerde neurale aanpassingen aanpast [18]. Consumptie van een HFD verzwakt zowel het gedrag [41] en dopamine-respons [20], [42] tot amfetamine, wat ook interfereert met de DAT. Belangrijk is dat ratten bij wie de inname van een HFD calorisch overeenkwam met dat van ratten die een controledieet kregen, geen DIO ontwikkelen, maar nog steeds geen amfetamine-geconditioneerde locatievoorkeur ontwikkelen. [41]. Samen met de hier gepresenteerde gegevens lijkt het erop dat consumptie van een HFD de respons op psychostimulantia afzwakt. Alle drugs van misbruik beïnvloeden het dopaminesysteem, en door geneesmiddelen geïnduceerde verhoging van dopamine-signalering wordt als essentieel beschouwd voor de ontwikkeling van verslaving [43]. De verminderde respons op cocaïne bij HFD-ratten is dus consistent met meldingen dat mensen met obesitas een significant lager risico op de ontwikkeling van een verslavingsziekte hebben. [44]. Toekomstig werk zal moeten onderzoeken of de subjectieve beoordeling van cocaïnebeloning verschilt bij obese personen in vergelijking met normale gewichtscontroles.

Onze Western Blot-analyse suggereert dat langdurige consumptie van een HFD geen invloed heeft op het totale striatale DAT-eiwit, maar in plaats daarvan de integratie van de niet-geglycosyleerde 50 kDa DAT-isovorm in synaptosomale membranen vermindert. Hoewel DAT-glycosylatie de snelheid van dopaminetransport verbetert en de membraanoppervlaktestabiliteit verhoogt [45], [46], [47], niet-geglycosyleerde DAT van mensen [45], [46] evenals ratten [47] transporteert gemakkelijk dopamine. Bovendien laten immunolabelingsexperimenten zien dat niveaus van niet-geglycosyleerde DAT hoger zijn in de ventrale vergeleken met dorsale striatum bij zowel apen als mensen. [47]. Samengenomen suggereren deze studies dat de verlaagde membraanniveaus van 50 kDa DAT zouden kunnen bijdragen aan het heropnameritet dat we in 6 wk HFD-ratten hebben waargenomen. Onze gegevens komen overeen met een eerdere studie die aantoont dat HFD-consumptie de DAT-beschikbaarheid in het ventrale striatum van muizen vermindert [19]. In dit onderzoek werd de DAT-lokalisatie in verschillende intracellulaire compartimenten echter niet gemeten. Bovendien zijn onze bevindingen consistent met een onderzoek dat reducties in celoppervlak DAT in het striatum van DIO-ratten laat zien [20]. Deze studie meldde ook dat de totale DAT-eiwitniveaus niet beïnvloed werden door het dieet in het DIO-model. We breiden deze bevinding uit om te laten zien dat het totale DAT-eiwit ook niet wordt aangetast door een HFD in uitfokte ratten. Daarom verandert langdurige consumptie van een HFD de DAT-expressie niet, maar kan dit de DAT-handel of -rijping verstoren.

Het ontbreken van verschillen in VTA / SNpc DAT mRNA-niveaus na 2 of 6 wks van HFD-blootstelling ondersteunt verder het idee dat de algemene DAT-niveaus niet werden beïnvloed door onze dieetmanipulaties. Dit resultaat staat in schril contrast met een eerder rapport dat verminderde DAT-mRNA in VTA van de muis na 17 weken aan HFD-consumptie laat zien [12]. In deze studie werden de DAT-mRNA-niveaus echter gemeten nadat de dieetgroepen voor 12-weken van lichaamsgewicht verschilden. Hun resultaten vertegenwoordigen dus waarschijnlijk aanpassingen in een latere fase van DIO. Samenvattend, onze gegevens leveren sterk bewijs dat blootstelling aan een HFD leidt tot functionele veranderingen in de heropname van het striatale dopamine door membraangerelateerde DAT's te verminderen zonder de totale DAT-expressie te veranderen. Belangrijk is dat we rapporteren dat dieet-geïnduceerde verstoringen in de DAT vóór het begin van DIO kunnen optreden, wat suggereert dat deze veranderingen kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van obesitas.

Onze gegevens dragen bij aan een groeiende literatuur die een dieet in de regulatie van de dopaminefunctie impliceert, en leveren verder bewijs dat door voeding geïnduceerde veranderingen in DAT-expressie leiden tot functioneel relevante veranderingen in dopamine-signalering. Dieet-geïnduceerde veranderingen in de dynamiek van striatale dopamine signalering via de DAT hebben waarschijnlijk gevolgen voor het voedingsgedrag. Voedselgerelateerde stimuli roepen fasische verhogingen van striatale dopamine op [9], [48], [49], die waarschijnlijk voedselgerichte acties versterken en versterken [50]. Hier laten we zien dat 6 weken van HFD-gebruik de duur van fasische dopamine-afgifte verlengt door membraangerelateerde DAT's te verminderen in een regio van het striatum waar de dopaminefunctie essentieel is voor voedselinname [51]. Dieetafhankelijke wijzigingen in DAT zouden een feed-forward mechanisme kunnen bevorderen waarbij langdurige dopamine signalen opgewekt door voedselstimuli de activering van laag affiniteit striatale dopamine D1 receptoren verhogen, die essentieel zijn voor naderingsgedrag [52], [53], [54]. In de loop van de tijd kan langdurige verhoging van striatale dopamine aanpassingen bevorderen, zoals downregulering van dopamine D2-receptoren (D2R), wat is aangetoond in zowel menselijke als knaagdiermodellen van obesitas [11], [33]. Onze studie suggereert dat de ontwikkeling van obesitas geen vereiste is om dopamineheropname te veranderen. Diëtagerelateerde dalingen van membraan-DAT kunnen dus voorafgaan aan en bijdragen aan het begin van D2R-downregulatie, zwaarlijvigheid en dwangmatig eetgedrag dat zich tijdens de consumptie van HFD ontwikkelt. [11].

Dankwoord

We willen Drs bedanken. Jamie D. Roitman en James E. McCutcheon voor nuttige opmerkingen over eerdere versies van het manuscript. De inhoud van dit document is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de NIH of het Chicago Biomedical Consortium.

Bijdragen van auteurs

Bedacht en ontwierp de experimenten: JJC EHC MFR. De experimenten uitgevoerd: JJC DNP SRE. Analyse van de gegevens: JJC EHC SRE MFR. Schreef het blad: JJC EHC MFR.

Referenties

  1. 1. Flegal KM, Carroll MD, Kit BK, Ogden CL (2012) Prevalentie van obesitas en trends in de verdeling van de lichaamsmassa-index onder volwassenen in de VS, 1999-2010. JAMA 307: 491-497.
  2. 2. Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR, McDowell MA, Tabak CJ, et al. (2006) Prevalentie van overgewicht en obesitas in de Verenigde Staten, 1999-2004. JAMA 295: 1549-1555.
  3. Bekijk artikel
  4. PubMed / NCBI
  5. Google Scholar
  6. 3. Drewnowski A, Almiron-Roig E (2010) Menselijke percepties en voorkeuren voor vetrijke voedingsmiddelen. In: Montmayeur JP, le Coutre J, redacteuren. Fat Detection: Taste, Texture en Post Ingestive Effects, Hoofdstuk 11. Boca Raton, FL: CRC Press.
  7. Bekijk artikel
  8. PubMed / NCBI
  9. Google Scholar
  10. Bekijk artikel
  11. PubMed / NCBI
  12. Google Scholar
  13. Bekijk artikel
  14. PubMed / NCBI
  15. Google Scholar
  16. Bekijk artikel
  17. PubMed / NCBI
  18. Google Scholar
  19. Bekijk artikel
  20. PubMed / NCBI
  21. Google Scholar
  22. Bekijk artikel
  23. PubMed / NCBI
  24. Google Scholar
  25. Bekijk artikel
  26. PubMed / NCBI
  27. Google Scholar
  28. Bekijk artikel
  29. PubMed / NCBI
  30. Google Scholar
  31. Bekijk artikel
  32. PubMed / NCBI
  33. Google Scholar
  34. Bekijk artikel
  35. PubMed / NCBI
  36. Google Scholar
  37. Bekijk artikel
  38. PubMed / NCBI
  39. Google Scholar
  40. Bekijk artikel
  41. PubMed / NCBI
  42. Google Scholar
  43. Bekijk artikel
  44. PubMed / NCBI
  45. Google Scholar
  46. Bekijk artikel
  47. PubMed / NCBI
  48. Google Scholar
  49. Bekijk artikel
  50. PubMed / NCBI
  51. Google Scholar
  52. Bekijk artikel
  53. PubMed / NCBI
  54. Google Scholar
  55. Bekijk artikel
  56. PubMed / NCBI
  57. Google Scholar
  58. Bekijk artikel
  59. PubMed / NCBI
  60. Google Scholar
  61. Bekijk artikel
  62. PubMed / NCBI
  63. Google Scholar
  64. Bekijk artikel
  65. PubMed / NCBI
  66. Google Scholar
  67. Bekijk artikel
  68. PubMed / NCBI
  69. Google Scholar
  70. 4. Rolls BJ (2009) De relatie tussen energiedichtheid in de voeding en energie-inname. Fysiologie en gedrag 97: 609-15.
  71. 5. Ledikwe JH, Blanck HM, Kettel Khan L, Serdula MK, Seymour JD, et al. (2006) Voedingsenergiedichtheid wordt geassocieerd met energie-inname en gewichtsstatus bij Amerikaanse volwassenen. Het American Journal of Clinical Nutrition 83: 1362-8.
  72. Bekijk artikel
  73. PubMed / NCBI
  74. Google Scholar
  75. Bekijk artikel
  76. PubMed / NCBI
  77. Google Scholar
  78. Bekijk artikel
  79. PubMed / NCBI
  80. Google Scholar
  81. Bekijk artikel
  82. PubMed / NCBI
  83. Google Scholar
  84. Bekijk artikel
  85. PubMed / NCBI
  86. Google Scholar
  87. Bekijk artikel
  88. PubMed / NCBI
  89. Google Scholar
  90. Bekijk artikel
  91. PubMed / NCBI
  92. Google Scholar
  93. Bekijk artikel
  94. PubMed / NCBI
  95. Google Scholar
  96. Bekijk artikel
  97. PubMed / NCBI
  98. Google Scholar
  99. Bekijk artikel
  100. PubMed / NCBI
  101. Google Scholar
  102. Bekijk artikel
  103. PubMed / NCBI
  104. Google Scholar
  105. Bekijk artikel
  106. PubMed / NCBI
  107. Google Scholar
  108. Bekijk artikel
  109. PubMed / NCBI
  110. Google Scholar
  111. Bekijk artikel
  112. PubMed / NCBI
  113. Google Scholar
  114. Bekijk artikel
  115. PubMed / NCBI
  116. Google Scholar
  117. Bekijk artikel
  118. PubMed / NCBI
  119. Google Scholar
  120. Bekijk artikel
  121. PubMed / NCBI
  122. Google Scholar
  123. Bekijk artikel
  124. PubMed / NCBI
  125. Google Scholar
  126. Bekijk artikel
  127. PubMed / NCBI
  128. Google Scholar
  129. Bekijk artikel
  130. PubMed / NCBI
  131. Google Scholar
  132. Bekijk artikel
  133. PubMed / NCBI
  134. Google Scholar
  135. Bekijk artikel
  136. PubMed / NCBI
  137. Google Scholar
  138. Bekijk artikel
  139. PubMed / NCBI
  140. Google Scholar
  141. Bekijk artikel
  142. PubMed / NCBI
  143. Google Scholar
  144. Bekijk artikel
  145. PubMed / NCBI
  146. Google Scholar
  147. Bekijk artikel
  148. PubMed / NCBI
  149. Google Scholar
  150. Bekijk artikel
  151. PubMed / NCBI
  152. Google Scholar
  153. Bekijk artikel
  154. PubMed / NCBI
  155. Google Scholar
  156. 6. Kleine DM, Jones-Gotman M, Dagher A (2003) Voedingsgeïnduceerde dopamine-afgifte in dorsale striatum correleert met maaltijdgerustheidsclassificaties bij gezonde menselijke vrijwilligers. NeuroImage 19: 1709-1715.
  157. 7. Bassero V, Di Chiara G (1999) Differentiële gevoeligheid van dopamine-overdracht tot voedsel-stimuli in kern / compartimenten van nucleus accumbens. Neuroscience 89: 637-41.
  158. 8. Roitman MF, Wheeler RA, Wightman RM, Carelli RM (2008) Realtime chemische reacties in de nucleus accumbens onderscheiden belonende en aversieve stimuli. Nature Neuroscience 11: 1376-7.
  159. 9. Brown HD, McCutcheon JE, Cone JJ, Ragozzino ME, Roitman MF (2011) Primaire voedselbeloning en beloningsvoorspellende stimuli roepen verschillende patronen van fasische dopamine-signalering op in het hele striatum. Het European Journal of Neuroscience 34: 1997-2006.
  160. 10. Grabenhorst F, Rolls ET, Parris BA, d 'Souza AA (2010) Hoe de hersenen de beloningswaarde van vet in de mond vertegenwoordigen. Cerebrale cortex 20: 1082-91.
  161. 11. Johnson PM, Kenny PJ (2010) Dopamine D2-receptoren in verslavingachtige beloningsdisfunctie en dwangmatig eten bij ratten met overgewicht. Nature Neuroscience 13: 635-41.
  162. 12. Vucetic Z, Carlin JL, Totoki K, Reyes TM (2012) Epigenetische ontregeling van het dopamine-systeem bij door voeding geïnduceerde obesitas. Journal of neurochemistry 120: 891-84.
  163. 13. Stice E, Spoor S, Bohon C, Small DM (2008) De relatie tussen obesitas en afgestompte striatale reactie op voedsel wordt gematigd door het TaqIA A1-allel. Wetenschap 322: 449-452.
  164. 14. Cragg SJ, Rice ME (2004) Dansen voorbij de DAT bij een DA-synaps. Trends in neurowetenschappen 27: 270-7.
  165. 15. Dreyer JK, Herrik KF, Berg RW, Hounsgaard JD (2010) Invloed van fasische en tonische dopamine-afgifte op receptoractivatie. The Journal of Neuroscience 30: 14273-83.
  166. 16. Figlewicz DP, Szot P, Chavez M, Woods SC, Veith RC (1994) Intraventriculaire insuline verhoogt het mRNA van de dopaminetransporter in de VTA / substantia nigra van de rat. Hersenkraker 644: 331-4.
  167. 17. Mebel DM, Wong JC, Dong YJ, Borgland SL (2012) Insuline in het ventrale tegmentale gebied vermindert hedonische voeding en onderdrukt de dopamineconcentratie via verhoogde heropname. Het European Journal of Neuroscience 36: 2336-46.
  168. 18. Chen PS, Yang YK, Yeh TL, Lee IH, Yao WJ, et al. (2008) Correlatie tussen de body mass index en de beschikbaarheid van striatale dopaminetransporters bij gezonde vrijwilligers - een SPECT-studie. NeuroImage 40: 275-9.
  169. 19. Zuid-T, Huang XF (2008) Vetrijke blootstelling aan voedsel verhoogt de dopamine D2-receptor en verlaagt de bindingsdichtheid van de dopaminetransporteurreceptor in de nucleus accumbens en caudate putamen van muizen. Neurochemisch onderzoek 33: 598-605.
  170. 20. Speed ​​N, Saunders C, Davis AR, Owens WA, Matthies HJG, et al. (2011) Verminderde striatale Akt-signalering verstoort de homeostase van dopamine en verhoogt de voeding. PloS one 6: e25169.
  171. 21. Roitman MF, Wescott S, Cone JJ, McLane MP, Wolfe HR (2010) MSI-1436 vermindert acute voedselinname zonder de activiteit van de dopaminetransport te beïnvloeden. Farmacologie Biochemie en gedrag 97: 138-43.
  172. 22. Heien MLAV, Johnson MA, Wightman RM (2004) Resolving neurotransmitters gedetecteerd door fast-scan cyclische voltammetrie. Analytische chemie 76: 5697-704.
  173. 23. Sinkala E, McCutcheon JE, Schuck MJ, Schmidt E, Roitman MF, et al. (2012) Kalibratie van de elektrode met een microfluïdische stroomcel voor snelle aftasting van cyclische voltammetrie. Lab op een chip 12: 2403-08.
  174. 24. Yorgason JT, España RA, Jones SR (2011) Demon voltammetrie en analysesoftware: analyse van door cocaïne geïnduceerde wijzigingen in dopamine-signalering met behulp van meerdere kinetische maatregelen. Journal of neuroscience methods 202: 158-64.
  175. 25. Paxinos G en Franklin KBJ (2004) De hersenen van de rat in stereotaxische coördinaten. San Diego, CA: Academische pers.
  176. 26. Hallett PJ, Collins TL, Standaert DG, Dunah AW (2008) Biochemische fractionering van hersenweefsel voor studies van receptorverdeling en -handel. Huidige protocollen in de neurowetenschappen / redactie, Jacqueline N. Crawley ... [et al.] Hoofdstuk 1: Eenheid 1.16.
  177. 27. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S (1999) Ontwikkelings- en leeftijdsgerelateerde veranderingen in de dopaminetransporteur en dopamine D1- en D2-receptoren in menselijke basale ganglia. Hersenkraker 843: 136-144.
  178. 28. Moll GH, Mehnert C, Wicker M, Bock N, Rothenberger A, et al. (2000) Leeftijdsgebonden veranderingen in de dichtheid van presynaptische monoaminetransporters in verschillende regio's van het brein van de rat van het vroege jeugdleef tot de late volwassenheid. Developmental Brain Research 119: 251-257.
  179. 29. Cruz-Muros I, Afonso-Oramas D, Abreu P, Perez-Delgado MM, Rodriguez M, et al. (2009) Verouderingseffecten op de expressie en compenserende mechanismen van de dopaminetransporter. Neurobiologie van veroudering 30: 973-986.
  180. 30. Badanich KA, Adler KJ, Kirstein CL (2006) Adolescenten verschillen van volwassenen in door cocaïne geconditioneerde plaatsvoorkeur en cocaïne-geïnduceerde dopamine in de nucleus accumbens septi. European Journal of Pharmacology 550: 95-106.
  181. 31. Jones SR, Garris PA, Kilts CD, Wightman RM (1995) Vergelijking van dopamine-opname in de basolaterale amygdaloid-kern, caudate-putamen en nucleus accumbens van de rat. Journal of neurochemistry 64: 2581-9.
  182. 32. Rao A, Simmons D, Sorkin A (2011) Differentiële subcellulaire verdeling van endosomale compartimenten en de dopaminetransporter in dopaminerge neuronen. Moleculaire en cellulaire neurowetenschappen 46: 148-58.
  183. 33. Wang GJ, Volkow ND, Thanos PK, Fowler JS (2009) Beeldvorming van hersen-dopamineroutes: implicaties voor het begrijpen van obesitas. Journal of addiction medicine 3: 8-18.
  184. 34. Levin BE, Dunn-Meynell AA, Balkan B, Keesey RE (1997) Selectief fokken voor door voeding geïnduceerde obesitas en resistentie bij Sprague-Dawley-ratten. American Journal of Physiology 273: R725-730.
  185. 35. Morris JK, Bomhoff GL, Gorres BK, Davis VA, Kim J, et al. (2011) Insulineresistentie verslechtert de nigrostriatale dopaminefunctie. Experimentele neurologie 231: 171-80.
  186. 36. Wellman PJ, Nation JR, Davis KW (2007) Aantasting van de verwerving van cocaïne zelftoediening bij ratten die worden gehouden op een vetrijk dieet. Farmacologie, biochemie en gedrag 88: 89-93.
  187. 37. Thanos PK, Kim R, Cho J, Michaelides M, Anderson BJ, et al .; (2010) Obesitas-resistente S5B-ratten vertoonden een grotere door cocaïne geconditioneerde plaatsvoorkeur dan de obesitas-gevoelige OM-ratten. Fysiologie en gedrag 101: 713-8.
  188. 38. Venton BJ, Seipel AT, Phillips PEM, Wetsel WC, Gitler D, et al. (2006) Cocaïne verhoogt dopamine-afgifte door mobilisatie van een synapsine-afhankelijke reservepool. The Journal of Neuroscience 26: 4901-04.
  189. 39. Steffenson SC, Taylor SR, Horton ML, Barber NL, Lyte LT (2008) Cocaïne remt dopamine-neuronen in het ventrale tegmenale gebied via gebruik-afhankelijke blokkade van GABA neuronen, voltage-gevoelige natriumkanalen. European Journal of Neuroscience 28: 2028-2040.
  190. 40. Shi WX, Pun CL, Zhou Y (2004) Psychostimulanten induceren laagfrequente oscillaties in de schietactiviteit van dopamine-neuronen. Neuropsychopharmacology 29: 2160-2167.
  191. 41. Davis JF, Tracy AL, Schurdak JD, Tschop MH, Lipton JW, et al. (2008) Blootstelling aan verhoogde niveaus van vet in de voeding verzwakt de beloning van psychostimulant en de mesolimbische dopamine-turnover bij de rat. Gedrags-neurowetenschappen 122: 1257-63.
  192. 42. Geiger BM, Haburcak M, Avena NM, Moyer MC, Hoebel BG, et al. (2009) Tekorten van mesolimbische dopamine neurotransmissie bij zwaarlijvigheid van ratten. Neuroscience 159: 1193-9.
  193. 43. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ (2006) Neurale verslavingsmechanismen: de rol van beloningsgerelateerd leren en geheugen. Verslaving 29: 565-598.
  194. 44. Simon GE, Von Korff M, Saunders K, Miglioretti DL, Crane PK, et al. (2006) Associatie tussen obesitas en psychiatrische stoornissen in de volwassen bevolking van de VS. Archives of General Psychiatry 63: 824-30.
  195. 45. Torres GE, Carneiro A, Seamans K, Fiorentini C, Sweeney A, et al. (2003) Oligomerisatie en handel van de humane dopaminetransporteur. The Journal of Biological Chemistry 278: 2731-2739.
  196. 46. Li LB, Chen N, Ramamoorthy S, Chi L, Cui XN, et al. (2004) De rol van N-glycosylatie in functie en oppervlaktetransmissie van de menselijke dopaminetransporteur. The Journal of Biological Chemistry 279: 21012-21020.
  197. 47. Afonso-Oramas D, Cruz-Muros I, de la Rosa DA, Abreu P, Giraldez T, et al. (2009) Dopamine transporter glycosylatie correleert met de kwetsbaarheid van dopaminerge cellen in de hersenen bij de ziekte van Parkinson. Neurobiology of Disease 36: 494-508.
  198. 48. Roitman MF, Stuber GD, Phillips PEM, Wightman RM, Carelli RM (2004) Dopamine opereert als een subseconde modulator van voedsel zoeken. The Journal of Neuroscience 24: 1265-71.
  199. 49. McCutcheon JE, Beeler JA, Roitman MF (2012) Sucrose-voorspellende aanwijzingen roepen een grotere fasische dopamine-afgifte op dan saccharine-voorspellende signalen. Synapse 66: 346-51.
  200. 50. Flagel SB, Clark JJ, Robinson TE, Mayo L, Czuj A, et al. (2011) Een selectieve rol voor dopamine bij het stimuleren van stimulusbeloningen. Nature 469: p53-7d.
  201. 51. Szczypka MS, Mandel RJ, Donahue BA, Snyder RO, Leff SE, et al. (1999) Virale genafgifte herstelt selectief de voeding en voorkomt letaliteit van dopamine-deficiënte muizen. Neuron 22: 167-78.
  202. 52. Di Ciano P, Cardinal RN, Cowell RA, Little SJ, Everitt BJ (2001) Differentiële betrokkenheid van NMDA-, AMPA / kainaat- en dopaminereceptoren in de nucleus accumbens-kern bij de verwerving en uitvoering van het pavloviaanse naderingsgedrag. Journal of Neuroscience 21: 9471-9477.
  203. 53. Kravitz AV, Freeze BS, Parker PRL, Kay K, Thwin MT, et al. (2010) Regulatie van parkinsonmotoriek door optogenetische controle van basale ganglia-circuits. Natuur 466: 622-6.
  204. 54. Kravitz AV, Tye LD, Kreitzer AC (2012) Verschillende rollen voor directe en indirecte route striatale neuronen in wapening. Nature Neuroscience 15: 816-818.