De inname van snacks bij ad libitum gevoede ratten wordt veroorzaakt door de combinatie van vet en koolhydraten (2014)

Abstract

INLEIDING

Hartige hapjes zoals chips zijn de zeven belangrijkste bijdragers aan de energie-inname bij kinderen en adolescenten in de VS tijdens de afgelopen 21-jaren (Slining et al., 2013). Snackvoeding is geen onderdeel van ons basisdieet, maar wordt vaak extra verbruikt naast andere maaltijden. Bovendien vertonen snacks slechts een zwak verzadigingseffect en wordt hun caloriegehalte niet of slechts gedeeltelijk gecompenseerd door een verminderde inname van standaardmaaltijden (Whybrow et al., 2007; Chapelot, 2011). Dus kan worden geconcludeerd dat consumptie van snackvoeding leidt tot een verhoogde totale energie-inname. De zogenaamde hedonale voedselinname is onafhankelijk van honger, kan de homeostatische energiebalans overrulen en daarom leiden tot hyperfagie, dwz voedselinname voorbij verzadiging (Berthoud, 2011).

Verschillende studies suggereren dat bepaalde soorten voedsel vergelijkbare niet-homeostatische energieopname bij ratten kunnen veroorzaken als bij mensen, wat wijst op het bestaan ​​van een sterk fylogenetisch geconserveerd neuraal reguleringsmechanisme van voedselinname. Er is bijvoorbeeld aangetoond dat ratten die toegang hebben tot een dieet in een cafetaria twee keer zoveel energie opnemen als ratten die alleen toegang hebben tot standaardvoer. Bovendien veranderde het voedingspatroon van maaltijdgerelateerde voedselinname in voedselinname op basis van snacken (Martire et al., 2013). Op een vergelijkbare manier vertoonde ad libitum gevoede ratten met extra toegang tot chips een hogere energie-inname dan ratten met alleen extra toegang tot standaardvoer (Hoch et al., 2013).

Verschillende studies onderzochten de onderliggende fysiologische mechanismen die gerelateerd zijn aan niet-homeostatische inname van smakelijk voedsel. Onlangs werd aangetoond dat een cafetariadieet het beloningssysteem in het brein van de rat beïnvloedt (Epstein en Shaham, 2010) en dat de snackvoedselchips de activiteit van hersengebieden moduleren die reageren op aanwijzingen die voornamelijk beloning en verslaving, voedselinname, locomotorische activiteit en slaap regelen (Hoch et al., 2013). Op moleculair niveau zijn verschillende systemen betrokken bij de regulatiemechanismen van niet-homeostatische voedselinname, waaronder hormonen, dopamine, melanocortinen of andere signaalmoleculen (Berthoud, 2011; Pandit et al., 2011; Alsio et al., 2012). De hedonische opname van verschillende snacks lijkt bijvoorbeeld te worden gereguleerd door het endogene opioïde systeem, omdat de opioïde antagonist naltrexon de geconditioneerde plaatsvoorkeur verzwakt door verschillende vaste snacks in ad libitum gevoede ratten (Jarosz et al., 2006). Het endocannabinoïdesysteem van de darm kan een belangrijke regulator zijn voor de vetinname (DiPatrizio et al., 2011).

Niettemin zijn de determinanten van moleculaire voeding die niet-homeostatische voedselinname veroorzaken, niet volledig gekarakteriseerd. Verschillende studies gebruikten een cafetariadieet als verteerbare voeding, die een selectie van verschillende artikelen bevat, zoals cakes, pasta, chips, koekjes, kaas of noten (Prats et al., 1989; Martire et al., 2013). In andere studies werden afzonderlijke voedingsmiddelen gebruikt, zoals chips (Hoch et al., 2013) of Froot-lussen^® granen (Jarosz et al., 2006). Overmatige voedselinname was meestal gerelateerd aan het energie-, vet- of suikergehalte van het voedsel. Bovendien werd ook gesuggereerd dat sensorische eigenschappen van invloed zijn: bij goed gevoede ratten werd de voedselinname eerder veroorzaakt door de smakelijkheid of sensorische eigenschappen van het voedsel, terwijl het caloriegehalte de belangrijkste bijdrage leverde aan ratten met een negatieve energiebalans (Scheggi et al., 2013).

Het doel van het huidige onderzoek was daarom om een ​​tweevoudige voedingspreferentietest toe te passen die kan worden gebruikt om de activiteit van afzonderlijke bestanddelen van snackvoedsel te bepalen om voedselopname te induceren. Voorkeursproeven met twee keuzes zijn eerder toegepast, bijvoorbeeld om de voorkeur van ratten voor voedselaroma's te testen, de invloed van toediening van galanine op de keuze van voedsel of de relatieve smakelijkheid van sucrose / olie-emulsies (Naim et al., 1986; Smith et al., 1996). Voor ons doel werd een protocol met twee keuzevoorkeuren voor vast voedsel zodanig gewijzigd dat delen van een referentiestandaardpoeder (STD) werden vervangen, hetzij door het snackvoedsel, hetzij door afzonderlijke componenten in de concentratie die aanwezig is in het snackvoedsel. Aldus konden de verschillende testvoedingen worden getest tegen de STD-referentie en tegen elkaar. Als een model voor een tussendoortje werden de testvoedingen elke keer alleen voor 10 min gepresenteerd en hadden de ratten altijd ad libitum toegang tot standaard chow-pellets. Dit testsysteem werd vervolgens toegepast om de effecten van de macronutriënten op de inname van chips te analyseren.

MATERIALEN EN METHODES

TEST FOODS

Alle testvoedingen werden bereid, gemengd en geplet in een keukenmachine om homogeniteit en een vergelijkbare textuur te verzekeren. De testvoedsel-pc bestond uit gepoederde STD (Altromin 1321, Lage, Duitsland) in een mengsel met 50% chips ("PFIFF Chips Salz", zonder smaak, gezouten, zonder toegevoegde smaakverbindingen of smaakversterkers, gekocht bij een plaatselijke supermarkt; 49 % koolhydraten, 35% vet, 6% eiwit, 4% voedingsvezels, 1.8% zout). Het testvoedsel ffPC bevatte 50% vetvrije chips ("Lay's Light Original^®", Met de vet-substituent olestra (OLEAN^®), zonder smaak, gezouten, zonder toegevoegde smaakstoffen of smaakversterkers, gekocht in een supermarkt in de VS; 61% koolhydraten, 7% eiwit, 3.4% voedingsvezels, 1.7% zout, 0% vet) in STD in poeder. Om de gecombineerde invloed van het macronutriëntenvet en koolhydraat op de smakelijkheid van chips te testen, werd een model van de chips (FCH) gemaakt, bestaande uit 50% gepoederde STD en de vet- en koolhydraatcomponenten van aardappelchips. Het resterende deel van de chips (eiwitten, vezels, zout en niet-geïdentificeerde componenten) werd vervangen door koolhydraten in plaats van STD om zo dicht mogelijk bij de energiedichtheid van het model en de pc te passen. FCH bestond dus uit 50% STD, 17.5% vet (zonnebloemolie, gekocht bij een plaatselijke supermarkt) en 32.5% koolhydraten (dextrine uit maïszetmeel, maltodextrine, Fluka, Taufkirchen, Duitsland). Bovendien werden de vet- en koolhydraatgedeelten van het testvoedsel FCH afzonderlijk getest. Aldus werd voor het testen van de invloed van het vetgehalte (F) 17.5% vet gemengd met 82.5% STD. Het effect van het koolhydraatgehalte (CH) werd getest met voedsel dat bestond uit 32.5% koolhydraten en 67.5% STD. De energiedichtheid van de verschillende testvoedingen werd berekend op basis van de etikettering van de fabrikant. De berekende waarden en de samenstelling van de testvoedingsmiddelen zijn geïllustreerd in Figuur Figure11.

 

FIGUUR 1

Samenstelling (in gewichtspercenten) en energie-inhoud (kcal / 100 g) van de testvoedingsmiddelen: aardappelchips (PC), vetvrije chips (ffPC), koolhydraatgehalte van PC (CH), vetgehalte van PC (F) , vet- en koolhydraatmengsel (FCH) en gepoederd standaardvoer ...

EXPERIMENTEEL ONTWERP

Voor de tweevoudige voorkeurstests werden testvoedingen drie keer per dag gepresenteerd (bij 9 am, 12: 30 pm en 4 pm), telkens voor 10 min (Figuur Figure2A2A) in twee extra voedselverdelers (Figuur Figure2B2B). De test voedselinname werd bepaald door het gewichtsverschil van de voedselverdeeleenheden voor en na elke toegangsperiode. De energie-inname werd berekend door deze hoeveelheden ingenomen voedsel te vermenigvuldigen met de respectieve energie-inhoud. De relatieve voedsel- en energie-inname werden berekend door de ingenomen hoeveelheid voedsel of energie van het specifieke testvoedsel te delen door de som van de twee geleverde testvoedingen. De positie van de voedseluitgifteapparatuur en het voedsel dat in een bepaalde dispenser werd afgevuld, werd voor elke test gewijzigd om de invloed van plaatsvoorkeuren te vermijden. Bovendien werd de voedingsgerelateerde locomotorische activiteit van de ratten gemeten. Daartoe werden elke 10 s foto's gemaakt via webcams die boven de kooien waren geplaatst (Figuur Figure2C2C). De resulterende 60-foto's die per afzonderlijke periode van voedseltoegang werden geregistreerd, werden beoordeeld op basis van tellingen: één telling werd gedefinieerd als "één rat neemt voedsel van één voedselautomaat". De ingenomen hoeveelheden voedsel, energie evenals de tellingen werden gebruikt om de relatieve bijdrage van elk testvoedsel aan de totale voedselopname te berekenen in aanvulling op de standaard chow-pellets in elke afzonderlijke test. Elk experiment werd gelijktijdig uitgevoerd in twee kooien op twee opeenvolgende dagen met drie tests per dag. Geselecteerde voedselcombinaties werden herhaald tot zes dagen. De volgende experimenten werden uitgevoerd met twee verschillende diercohorten: PC versus CH, PC versus F, PC versus FCH, F versus CH, FCH versus CH, FCH versus F, ffPC versus PC, ffPC versus CH , ffPC vs. F en ffPC versus FCH.

 

FIGUUR 2

Overzicht van het onderzoeksontwerp: (A) Schema voor de drie afzonderlijke tweevoorkeurstests op één dag bij 9 am, 12.30 pm en 4 pm. (B) Vooraanzicht van de kooi tijdens de tweevoudige voorkeurstests met de twee extra testvoederdispensers (testvoedsel ...

STATISTISCHE ANALYSE

Voor statistische analyse hebben we het percentage van het testvoedsel berekend, dat in een kooi werd ingenomen tijdens elke afzonderlijke 10 min-voorkeurstest, gerelateerd aan de totale inname van beide testvoedselcontainers. De voorkeurstests werden uitgevoerd als 6-50 afzonderlijke tests (elk 10 min.) Met 2-4 onafhankelijke dierengroepen (kooien) met elk 4-5-individuen. Een éénwegs herhaalde metingen-analyse van variantie (ANOVA) met de variabele "testdagen" bracht geen significante invloed van deze variabele aan het licht (p <0.05) voor de meeste testomstandigheden (zie Resultaten en discussie voor uitzonderingen). Voor de geteste combinaties van pc versus FCH (p = 1.06 × 10^-7) en pc versus F (p = 4.13 × 10^-5) ANOVA toonde een significante invloed van de variabele "testdagen". Daarom hebben we deze gegevens voor elke dag afzonderlijk geanalyseerd.

De significantie van voedselinname voor een bepaalde combinatie van testvoedsel werd berekend door een gepaarde, tweezijdige Student's t-test met behulp van Analysis ToolPak, Microsoft Excel 2013. De gemiddelde waarden van de afzonderlijke tests werden berekend voor de onafhankelijke groepen (kooien) en gebruikt voor statistische tests (n = 2-4). De gegevens worden gepresenteerd in Figuren 3-5 en in Tafels Tables11-4. Een p-waarde <0.05 werd als significant beschouwd.

 

FIGUUR 3

Tweeluikkeuze-preferentietests tussen de verschillende testvoedingsmiddelen: (A) Relatieve voedselinname, (B) relatieve energie-inname, en (C) relatieve voedingsgerelateerde locomotorische activiteit die standaard chow (STD) test in zowel voedselcontainers of aardappelchips (PC) versus STD als ...

 

Tabel 1

Statistische gegevens voor "voedselinname" (A) "energie-inname" (B) en "locomotorische activiteit" (C) van voorkeurstests met twee van de volgende testvoedingsmiddelen: gepoederde standaardvoer (STD), aardappelchips (PC), koolhydraten ...

 

Tabel 4

Statistische gegevens van de tijdsafhankelijkheid van "voedselinname" voor voorkeurstests met de testvoedselcombinatie aardappelchips (PC) versus vet (F) gemiddelde en op testdagen 1-6.

Statistische analyse met betrekking tot de energie-inname en voedingsgerelateerde locomotorische activiteit werd dienovereenkomstig uitgevoerd. De algehele correlatie tussen voedselinname en voedingsgerelateerde locomotorische activiteit werd bepaald door een lineaire regressie-analyse tussen voedselinname [g] en de voedingsgerelateerde locomotorische activiteit [tellingen] van elke afzonderlijke test over alle geteste omstandigheden.

RESULTATEN

Het is duidelijk dat snackvoedsel zoals chips het niet-homeostatische voedsel kunnen activeren. Het doel van deze studie was om een ​​testsysteem te ontwikkelen voor de identificatie van de specifieke snackvoedingscomponenten die verantwoordelijk zijn voor deze processen. Het ontwikkelde testsysteem werd vervolgens toegepast om de bijdrage van de belangrijkste macronutriënten (koolhydraten en vetten) aan de inname van snacks te onderzoeken.

Om een ​​screeningsassay te ontwikkelen, werd het potentieel van een testvoedsel om voedselopname in niet-arme ad libitum gevoede ratten te induceren, gebruikt als uitlezing. De voedingsactiviteit werd geregistreerd door twee onafhankelijke parameters. Eerst werd de hoeveelheid ingenomen voedsel gewogen. Bovendien werd de aan voer gerelateerde locomotorische activiteit vastgelegd door een camera. Beide methoden toonden een zeer hoge correlatie tussen alle geteste omstandigheden (r = 0.9204, R² = 0.8471, p <0.001). Voeractiviteit weergegeven als relatieve voedselinname of als relatieve energie-inname leverde vergelijkbare resultaten op, die slechts ≤ 3 procentpunten verschilden, zoals geïllustreerd in Figuren 3A, B.

Omdat de absolute hoeveelheid test voedselinname varieerde van dag tot dag en bijvoorbeeld afhankelijk was van de leeftijd van de dieren (gegevens niet getoond), werd een tweevoudige voorkeurstest toegepast (Figuur Figure2B2B), die de voedselinname registreerde in relatie tot een referentievoedsel. Hoewel de voedingsexperimenten werden uitgevoerd tijdens de lichtcyclus van de dag, dwz de rustfase van de ratten (Hoch et al., 2013), werd een aanzienlijke extra voedselopname waargenomen, die afhankelijk was van de samenstelling van het testvoedsel. Een gebrek aan voorkeur voor de zijkant of de plaats werd waargenomen wanneer STD in poedervorm werd geleverd in beide voedselverdelers, wat resulteerde in een vergelijkbare inname van voedsel en energie van beide dispensers zonder significant verschil (p = 0.3311, Figuren 3A, B; tabellen 1A, B). Bovendien werd een vergelijkbare voedselgerelateerde locomotorische activiteit op beide voedselverdelers waargenomen (p = 0.5089, Figuur Figure3C3C; tafel Table1C1C). Geen significante afwijking (p <0.05) van de relatieve voorkeuren voor een van de twee gepresenteerde testvoedingsmiddelen tussen de testdagen konden worden waargenomen voor alle testomstandigheden, behalve voor PC vs. FC en PC vs. F. Deze uitzonderingen worden hieronder in meer detail beschreven.

Het eerste experiment, toen de pc werd getest tegen STD, resulteerde in een bijna exclusieve inname van pc (Figuren 3A, B; tabellen 1A, B). Vervolgens werd de bijdrage van de twee belangrijkste macrovoedingsstoffen van PC, namelijk koolhydraten en vetten, aan de voedselinname bestudeerd. Voor dit doel werd het koolhydraat (testvoedsel CH) of vet (testvoedsel F) gehalte zoals hierboven beschreven toegevoegd aan STD. Beide testvoedingen CH en F induceerden een significant (CH: p <0.05, F: p <0.001, Figuur Figure4A4A; tafel Table22) hogere inname dan STD, waarbij F de overhand had op CH (p <0.001, Figuur Figure4A4A; tafel Table22), maar noch CH noch F waren in staat om voedselinname op te wekken vergelijkbaar met pc (Figuren 3A, B; Tafels 1A, B). De resultaten geven aan dat de activiteit van chips om voedselopname bij niet-achtergestelde ratten te induceren niet kan worden verklaard door het vetgehalte of het koolhydraatgehalte van alleen chips.

 

FIGUUR 4

Relatieve voedselinname tijdens tweevoudige voorkeurstests (A) waarbij de belangrijkste macrovoedingsstoffen van chips (PC), koolhydraten (CH), vet (F) en vet en koolhydraten (FCH) en standaardvoer (STD) worden toegepast. (B) Tweekomkeurigheidstest van vetvrij ...

 

Tabel 2

Statistische gegevens voor "voedselinname" van voorkeurstests met twee van de volgende testvoedingsmiddelen: koolhydraten (CH), standaardpoeder in poeder (STD), vet (F), het mengsel van vet en koolhydraten (FCH), vetvrije chips (ffPC) en aardappel ...

Toen de gecombineerde vet- en koolhydraatfracties van chips aan het standaardvoer werden toegevoegd, was de inname van dit testvoedsel FCH vergelijkbaar (Figuren 3A, B; Tafels 1A, B) en de voedingsgerelateerde locomotorische activiteit slechts iets lager in vergelijking met pc (Figuur Figure3C3C; tafel Table1C1C). Net als bij PC werd FCH ook bijna uitsluitend ingenomen als het werd gepresenteerd in een voorkeurstest tegen F of CH (Figuur Figure4A; 4A; Tafel Table22).

Tot nu toe duiden de huidige resultaten erop dat het effect van chips om de voedselinname bij niet-achtergestelde ratten te verhogen, wordt veroorzaakt door het caloriegehalte, dat in hoofdzaak wordt gemedieerd door het vet- en koolhydraatgehalte. Voor een verdere test van deze hypothese werd de voedingsactiviteit van ffPC vergeleken met de andere testvoedingen (STD, PC, FCH, F en CH). Zoals verwacht vertoonde ffPC een lagere activiteit in vergelijking met PC, FCH en F (Figuur Figure4B; 4B; Tafel Table22). Het veroorzaakte echter een significant hogere inname in vergelijking met SOA (p <0.05) en CH (p <0.001), ondanks het hogere caloriegehalte van deze twee testvoedingsmiddelen (Figuren Figures11 en 4B4B). Er kan dus worden geconcludeerd dat andere determinanten de opname van pc activeren naast de energiedichtheid.

Een herhaalde ANOVA in één richting werd uitgevoerd om de invloed van de betreffende testdagen op de resultaten te evalueren. Slechts twee experimenten toonden significante invloed van de testdagen, namelijk de voorkeurstests PC versus FCH (p = 1.06 × 10^-7) en pc versus F (p = 4.13 × 10^-5) (Figuur Figure5; 5; tabellen Tables33 en 44). Tijdens de eerste drie testdagen was de FCH-inname door ratten, die naïef waren voor FCH, maar in eerdere tests contact hadden met pc PC versus STD, PC versus F en PC versus CH, significant lager dan het pc-gebruik (p <0.05). Op testdagen 4-6 kon geen significant hogere PC-inname in vergelijking met FCH worden waargenomen (p > 0.05 XNUMX, Figuur Figure5A5A; tafel Table33). Veranderingen werden veroorzaakt door een duidelijke toename van de FCH-inname gepaard met een afname van de pc-inname in de loop van de tijd, terwijl de totale voedselinname van beide testvoedingsmiddelen constant varieerde tussen 70 en 94 g / dag tijdens de tests.

 

FIGUUR 5

(A) Relatieve voedselinname (gemiddelde en enkelvoudige waarden van zes verschillende testdagen) tijdens tweevoudige voorkeurstests van chips (PC) versus het mengsel van vet en koolhydraten (FCH), en (B) PC versus het vetgehalte van chips (F). Gemiddelde ± standaard ...

 

Tabel 3

Statistische gegevens van de tijdsafhankelijkheid van "voedselinname" voor voorkeurstests met de testvoedselcombinatie aardappelchips (PC) versus het mengsel van vet en koolhydraten (FCH) gemiddelde en op testdagen 1-6.

Daarentegen werd geen duidelijke trend duidelijk wanneer de voedselinname van PC versus F op verschillende testdagen werd vergeleken (Figuur Figure5B; 5B; Tafel Table44).

DISCUSSIE

Eerder werd aangetoond dat snackvoedsel zoals chips in staat is hersencircuits te moduleren in ratten geassocieerd met beloning, voedselinname, verzadiging en locomotorische activiteit in vergelijking met standaardvoer (Hoch et al., 2013). Deze modulaties van de activiteitspatronen kunnen verantwoordelijk zijn voor de niet-homeostatische inname van snacks.

In studies over niet-homeostatische voedselinname of voedselverslaving, werd een variëteit aan smakelijke voedingsmiddelen toegepast, zoals suikeroplossingen, bakvet, cake, chips, koekjes of kaas (Prats et al., 1989; Avena et al., 2009; Martire et al., 2013). Meestal werden voedselproducten geselecteerd die rijk waren aan suiker, vet of beide. Er kan echter worden aangenomen dat verschillende soorten voedsel en verschillende voedselcomponenten verschillende fysiologische processen in verband met voedselinname veroorzaken. Daarom is het belangrijk om de exacte moleculaire determinanten van een voedselproduct te definiëren die verantwoordelijk zijn voor de overmatige inname en om de fysiologische routes te identificeren die worden geactiveerd door verschillende voedselcomponenten.

Het doel van deze studie was dus om een ​​tweevoudige voorkeurstest te ontwikkelen voor het screenen van snackvoedingscomponenten op hun vermogen om niet-homeostatische voedselinname te activeren. Het testsysteem werd vervolgens toegepast om te onderzoeken hoe de belangrijkste macronutriënten (koolhydraten en vetten) van aardappelchips bijdragen aan het opwekken van de hedonische opname van dit specifieke snackvoedsel.

De geïnduceerde voedingsactiviteit werd geregistreerd door twee onafhankelijke uitlezingen. Aan de ene kant, de hoeveelheid ingenomen voedsel of energie (Figuren 3A, B, 4A, B en 5A, B; Tafels 1A, B, , 22-4) en, aan de andere kant, de voedingsgerelateerde locomotorische activiteit werden geregistreerd (geïllustreerd in Figuur Figure3C; 3C; Tafel Table1C1C). De uitleesparameters voedselinname en voedingsgerelateerde locomotorische activiteit vertoonden een zeer hoge correlatie (r = 0.9204, R² = 0.8471, p <0.001). Daarom kan worden uitgesloten dat, bijvoorbeeld, het uiteindelijk morsen van de testresultaten voor voedselvooroordelen.

De absolute hoeveelheid geconsumeerd voedsel varieerde van dag tot dag over de verschillende individuen en was ook afhankelijk van verschillende andere parameters zoals de leeftijd van de dieren. Bovendien was aangetoond dat de beloningsgevoeligheid voor smakelijk voedsel afhankelijk is van de ontwikkelingsfase van de ratten (Friemel et al., 2010). Daarom werd een differentiële tweevoorkeurstest toegepast (Figuur Figure2B2B), die de relatieve voedselinname van twee testvoedsel bij een bepaalde voersessie registreerde. Onder deze omstandigheden kan een trainingseffect optreden als gevolg van de presentatie van onbekend testvoedsel versus het bekende referentievoedsel. Daarom werd elke voorkeurstest minstens op twee verschillende dagen uitgevoerd, dus zes keer. Bovendien werd de positie van de voedseldispensers die het testvoedsel bevatten, na elke afzonderlijke test veranderd om de ontwikkeling van een plaatsvoorkeur te vermijden. Het ontbreken van zij- of plaatsvoorkeur werd waargenomen door STD versus STD te testen door zes opeenvolgende herhalingen van een testinstelling op twee opeenvolgende dagen. Hier geen significant verschil tussen de twee identieke testvoedingen met betrekking tot voedsel / energie-inname (p = 0.3311, Figuren 3A, B; tabellen 1A, B) of aan het voer gerelateerde motorische activiteit (p = 0.5089, Figuur Figure3C; 3C; Tafel Table1C1C) Was onthuld. Tenslotte, om de invloed van sensorische parameters, zoals consistentie en smaak, te minimaliseren, werden de testvoedingsmiddelen aangeboden na homogenisatie in een mengsel met poedervormig STD. Onder de toegepaste testomstandigheden kan daarom worden geconcludeerd dat alleen verschillen in de samenstelling van de testvoedingsmiddelen verantwoordelijk waren voor verschillen in voedselinname. Samengevat leek de gevestigde tweevoudige voorkeurstest betrouwbare resultaten te bieden en kon worden gebruikt om te screenen op voedselcomponenten die verband houden met niet-homeostatische voedselinname.

De ontwikkelde gedragstest werd vervolgens toegepast om de invloed van de belangrijkste componenten vet en koolhydraten op de door aardappelchips geïnduceerde hedonische voedselinname bij ad libitum gevoede ratten te onderzoeken. Het eerste experiment bevestigde dat pc een hogere inname van voedsel en energie induceerde dan STD (Figuren 3A, B; tabellen 1A, B). Zoals verwacht, werd ook een hogere voedselinname vergeleken met SOA waargenomen wanneer de geïsoleerde componenten van de aardappelchipcomponenten vet en koolhydraten werden aangeboden in vergelijkbare concentraties als aanwezig in chips (Figuur Figure4A; 4A; Tafel Table22). Het is vermeldenswaard dat de vetcomponent actiever was dan de koolhydraatcomponent. Bijgevolg kan worden geconcludeerd dat vet een bijdrage lijkt te leveren aan de smakelijkheid van een testvoedsel. Er wordt gemeld dat de voorkeur van ratten voor vet wordt geleerd en leidt tot een voorkeur voor vet voedsel: ratten die een vetrijk dieet kregen, vertoonden een verhoogde inname van olie-emulsies in vergelijking met ratten die een dieet met veel koolhydraten kregen (Reed en Friedman, 1990). Naast deze invloed op de voedselvoorkeur, draagt ​​vet ook sterk bij aan een verbeterde voedselinname door de maaltijdomvang extra te vergroten (Warwick en Synowski, 1999).

De effecten van vetinname lijken echter nogal complex. Vet (maïsolie) in de mondholte van muizen leidde waarschijnlijk tot activatie van het dopaminerge systeem via dopamine D1-receptor, die een bemiddelaar leek te zijn van zijn versterkende effecten (Imaizumi et al., 2000). Mogelijk is de vetzuurtransporteur CD36 betrokken bij de detectie van voedingsvetten in de mondholte van ratten of muizen. Deze vroege opsporing van vetten kan leiden tot een snelle voorkeur voor vet voedsel (Laugerette et al., 2005).

Bovendien zijn effecten na inname verantwoordelijk voor een verhoogde vetopname. In een zelfgecontroleerd intragastrisch infusieparadigma werd aangetoond dat ratten een hogere hoeveelheid vetrijk dieet gebruiken in vergelijking met een dieet met veel koolhydraten via intragastrische infusie (Warwick et al., 2003). Dergelijke post-inname effecten van vetten worden mogelijk gemedieerd door vetzuursensoren zoals CD36, GPR40 en GPR120 in de dunne darm, wat leidt tot een post-orale stimulatie van de eetlust (Sclafani en Ackroff, 2012; Sclafani et al., 2013).

In de huidige studie was echter noch de vetcomponent, noch de koolhydraatcomponent alleen in staat voedselinname te induceren vergelijkbaar met pc. Alleen de combinatie van beide componenten (FCH) leidde tot een inname van voedsel / energie vergelijkbaar met pc, wat wijst op een synergetisch effect van vetten en koolhydraten (Figuren 3A, B; tabellen 1A, B). Bijgevolg induceert FCH een hogere voedselinname dan F, CH of STD (Figuur Figure4A; 4A; Tafel Table22). Een eerdere studie met twee verschillende groepen ratten toonde aan dat de groep die toegang had tot een gemengd voedingsmiddel bestaande uit vet en koolhydraten een grotere hoeveelheid voedsel innam in vergelijking met een groep ratten die voedsel kregen met alleen een hoog vetgehalte (Ramirez en Friedman, 1990). Dit resultaat is in overeenstemming met de huidige uitkomst van onze tweevoudige voorkeurstest voor vast snackvoedsel. Bij voorkeurstesten met vloeibaar testvoedsel bleek al dat ratten de voorkeur geven aan een emulsie met vet en suiker ten opzichte van de afzonderlijke componenten en over standaardvoer (Lucas en Sclafani, 1990).

Uit deze bevindingen kan worden verondersteld dat de combinatie van de macrovoedingsstoffen, vet en koolhydraten extra effecten veroorzaakt in vergelijking met de toediening van slechts één van de componenten. Eén onderzoek toonde bijvoorbeeld aan dat bij ratten de toediening van de GABA-B-receptoragonist baclofen het eten van vette voedingsmiddelen met zoete vetten stimuleerde, de eetbuien van vet onderdrukte, maar geen effect had op eetbuien van sucrose (Berner et al., 2009). Deze bevindingen duiden duidelijk op de aanwezigheid van specifieke mechanismen die verband houden met overmatige inname van verschillende macronutriënten of hun combinatie. Bovendien, een onderzoek met ratten door la Fleur et al. (2010) merkte op dat een mengsel van vet en suiker, maar niet de afzonderlijke componenten, leidde tot hyperfagie-geïnduceerde obesitas. Bovendien veranderde het mengsel van vet en suiker de neurale expressie van hypothalamus op een andere manier dan alleen vet of suiker (la Fleur et al., 2010).

Omdat de testvoedingen in verschillende combinaties tegen elkaar werden getest, konden zich situaties voordoen waarin dieren bekend waren met testvoedsel uit eerdere preferentietests, maar naïef voor een nieuw geïntroduceerd testvoedsel. De nieuwheid of de vertrouwdheid van een testvoedsel zou dus de voedselinname kunnen beïnvloeden. Daarom werden preferentietests ten minste zes keer uitgevoerd, zodat de dieren al na de eerste test bekend waren met beide testvoedingen. Daaropvolgende ANOVA-analyse onthulde dat de variabele "testdag" geen significante invloed had, behalve de voorkeurstests PC versus FCH en PC versus F. Interessant genoeg werd een duidelijke trend waargenomen in de PC versus FCH-combinatie: de ratten, die bekend waren met pc uit eerdere voorkeurstests tijdens deze studie (pc versus STD, F of CH), hadden PC op de eerste drie testdagen significant meer voorkeur dan FCHp <0.05). In de volgende testdagen nam de voorkeur voor pc af (Figuur Figure5A; 5A; Tafel Table33). Aldus kan worden geconcludeerd dat FCH en PC vergelijkbare mogelijkheden hebben om voedselopname te induceren in ad libitum gevoede ratten, maar PC had de voorkeur wanneer ratten naïef waren voor FCH maar niet voor PC. Daarentegen werd geen duidelijke trend waargenomen wanneer PC werd getest tegen F. In plaats daarvan werd op vijf van de zes testdagen een hoge en constante voorkeur van PC tegen F waargenomen. Daarom leek de nieuwheid van een bepaald testvoedsel de voedingsvoorkeur in het algemeen niet te beïnvloeden, maar alleen wanneer PC werd getest tegen FCH.

Naast de nieuwheidseffecten kan de volgorde van de presentatie van het voedsel het voedingsgedrag beïnvloeden. Er kan bijvoorbeeld voedselvermoeidheid of acclimatisering optreden. Daarom werden enkele voorkeurstests, die aan het begin van het onderzoek waren uitgevoerd, herhaald aan het einde van de hele reeks (bijv. PC versus F, PC versus CH). De geleverde herhalingen resulteren zeer in de buurt van de eerste tests. Het kan echter niet volledig worden uitgesloten dat voedselvermoeidheid of acclimatisatie-effecten optreden onder de toegepaste omstandigheden.

Het vermogen van het testvoedsel STD, CH, F en FCH om voedselopname te induceren, kan een effect zijn van hun respectieve energiedichtheid, omdat het testvoedsel dat hogere voedselopname induceerde vaak een hoger caloriegehalte had (Figuur Figure11). De experimenten met ffPC geven echter aan dat de energie-inhoud blijkbaar niet de enige oorzaak is van voedselinname bij niet-achtergestelde dieren. De presentatie van ffPC leidde tot een aanzienlijk lagere extra voedselinname vergeleken met gewone pc (p <0.001, Figuur Figure4B; 4B; Tafel Table22). Deze resultaten suggereren dat de vetopname van het vet minder samenhangt met de vette eigenschappen van het weefsel, zoals het mondgevoel, maar eerder met het caloriegehalte of de chemoreceptie van vrije vetzuren in het spijsverteringskanaal of het smaaksysteem (Pittmann, 2010). In tegenstelling tot deze bevinding is eerder gemeld dat er geen voorkeur kon worden waargenomen bij niet-achtergestelde ratten voor cake met hoog vetgehalte in vergelijking met cake zonder vet. Alleen voedselarme ratten gaven de voorkeur aan de cake met hoog vetgehalte (Sclafani et al., 1993). Opmerkelijk was dat ffPC sterk de voorkeur had ten opzichte van STD en CH ondanks de lagere energiedichtheid van ffPC (Figuur Figure4B; 4B; Tafel Table22). Vandaar dat andere componenten of eigenschappen van ffPC buiten de energie-inhoud een extra invloed lijken te hebben op de activiteit van snackvoedsel om voedselopname te induceren. Zout of vezels kunnen bijvoorbeeld de voedselinname beïnvloeden (Beauchamp en Bertino, 1985; Vitaglione et al., 2009). De tweeledige voorkeurstest die in het huidige onderzoek is toegepast, kan nu een nuttig screeningsysteem bieden om de (minder belangrijke) componenten van chips te onderzoeken die bijdragen aan hun niet-homeostatische inname. De conclusie dat de energie-inhoud niet de enige parameter is die voedselinname induceert, wordt ondersteund door een eerdere studie waarin de toevoeging van sacharine aan een vetemulsie een vergelijkbaar versterkend effect had op de voedselinname als de toevoeging van sucrose (Lucas en Sclafani, 1990).

Concluderend, heeft de huidige studie een gedragsscreeningstool opgezet die is geoptimaliseerd om het vermogen van verschillende testvoedingsmiddelen om voedselopname te induceren bij ad libitum gevoede ratten te onderzoeken. De test werd gebruikt om te onderzoeken hoe de belangrijkste macronutriënten van chips, namelijk vet en koolhydraten, bijdragen aan het opwekken van hedonische voedselinname. Er werd aangetoond dat vet een grote invloed heeft op de extra voedselinname, maar de combinatie van beide macronutriënten was de belangrijkste oorzaak van de smakelijkheid van aardappelchips. De energiedichtheid is niet de enige factor die verantwoordelijk is voor de verhoogde voedselinname, aangezien ffPC een hogere voedselinname teweegbracht dan andere testvoedsel met een hogere energie-inhoud. De tweevoudige voorkeurstest die in dit onderzoek wordt gebruikt, zal in toekomstige onderzoeken worden toegepast om de invloed van minder belangrijke componenten van chips te ontrafelen, zodat de moleculaire determinanten van hun inname in meer detail kunnen worden begrepen. Daarnaast moet worden onderzocht of een mengsel van vet en koolhydraten vergelijkbare veranderingen in hersenactiviteitspatronen als snackvoedsel kan veroorzaken.

BIJDRAGEN VAN AUTEUR

Bedacht en ontwierp de experimenten: Tobias Hoch, Monika Pischetsrieder, Andreas Hess. Voer de experimenten uit en analyseerde de gegevens: Tobias Hoch. Interpreteerde de gegevens: Tobias Hoch, Monika Pischetsrieder, Andreas Hess. Bijgedragen reagentia / materialen / analyse-instrumenten: Monika Pischetsrieder, Andreas Hess. Schreef de krant: Tobias Hoch, Monika Pischetsrieder, Andreas Hess. Eindelijk de goedgekeurde versie goedgekeurd: Tobias Hoch, Monika Pischetsrieder, Andreas Hess. Overtuigend verantwoording af te leggen voor alle aspecten van het werk door ervoor te zorgen dat vragen met betrekking tot de nauwkeurigheid of integriteit van enig onderdeel van het werk naar behoren worden onderzocht en opgelost: Tobias Hoch, Monika Pischetsrieder, Andreas Hess.

Belangenconflict verklaring

De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd in afwezigheid van commerciële of financiële relaties die kunnen worden beschouwd als een potentieel belangenconflict.

Dankwoord

REFERENTIES