Po codziennym objadaniu się roztworem sacharozy niedobór żywności wywołuje niepokój i zwiększa niezbilansowanie dopaminy / acetylocholiny (2008)

Upijanie się po cukrze może aktywować ścieżki nerwowe w sposób podobny do przyjmowania narkotyków, co powoduje powiązane objawy uzależnienia. Obecne eksperymenty sprawdzają, czy szczury objadające się sacharozą, a następnie na czczo wykazują objawy odstawienia podobne do opiatów. Szczury utrzymywano w warunkach deprywacji 12-h, a następnie dostępu 12-h do% sacharozy 10 i karmiono przez dni 28, a następnie głodzono przez 36 h. Zwierzęta te spędzały mniej czasu na odsłoniętym ramieniu wzniesionego labiryntu plus w porównaniu z podobnie pozbawioną grupy karmą ad libitum, co sugeruje niepokój. Mikrodializa ujawniła jednoczesny wzrost pozakomórkowej acetylocholiny i zmniejszenie uwalniania dopaminy w powłoce jądra półleżącego. Wydaje się, że wyniki te nie były spowodowane hipoglikemią. Odkrycia sugerują, że dieta polegająca na objadaniu się sacharozą i karmą, a następnie na czczo tworzy stan, który obejmuje niepokój i zaburza równowagę dopaminy i acetylocholiny. Jest to podobne do działania naloksonu, co sugeruje odstawienie opiatopodobne. Może to być czynnikiem w niektórych zaburzeniach jedzenia.

1.1. Ogólne metody

Samce szczurów Sprague-Dawley uzyskano z Taconic Farms (Germantown, NY) lub hodowano w wiwarium Princeton University ze stada pochodzącego z Taconic Farms. Szczury trzymano indywidualnie w odwróconym świetle 12-h: ciemny cykl 12-h. Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Princeton University Institutional Animal Care and Use Committee.

1.2. Eksperyment 1: Czy niepokój podczas postu jest widoczny u szczurów obżerających się cukrem?

Szczury (300 – 450 g) w głównej grupie eksperymentalnej (cukier przerywany + karma; n = 9) utrzymywano na diecie pozbawionej 12-h, a następnie dostęp 12-h do 10% (w / v) roztworu sacharozy oraz standardowej karmy dla gryzoni (LabDiet #5001, PMI, St. Louis, MO, 3.02 kcal / g) rozpoczynanie 4 h do fazy ciemności każdego dnia przez dni 28 [13]. Grupa kontrolna (ad libitum chow; n = 7) zezwolono na dostęp ad libitum do standardowej karmy dla gryzoni. Wszystkie zwierzęta miały dostęp do wody ad libitum. Inne grupy (cukier przerywany i cukier ad libitum) stosowane w eksperymentach 2 i 3 nie były badane pod kątem lęku, ponieważ nie wykazywały behawioralnych oznak odstawienia po naloksonie lub na czczo w poprzednim raporcie [3].

W dniu 28, po zwykłej deprywacji 12-h, szczurom w grupie eksperymentalnej odmówiono dostępu do cukru i karmienia przez dodatkową 24 h. Grupa kontrolna została również pozbawiona chow na 36 h. W tym czasie zwierzęta nadal miały swobodny dostęp do wody. Następnie zwierzęta umieszczano indywidualnie w podwyższonym labiryncie plus na 5 min, stosując techniki File, Lippa, Beer i Lippa [14]. Aparat miał cztery ramiona, każde o szerokości 10 cm i długości 50 cm, i był uniesiony 60 cm nad podłogą. Dwa przeciwległe ramiona były otoczone wysokimi nieprzezroczystymi ścianami. Pozostałe dwa ramiona nie miały ścian ochronnych. Eksperyment przeprowadzono w czerwonym świetle. Szczury umieszczono na środku labiryntu i naprzemiennie przodem do otwartego lub zamkniętego ramienia. Każda próba plus-labirynt była nagrywana na taśmę wideo i punktowana za czas spędzony z głową i przednimi łapami na otwartym ramieniu, zamkniętym ramieniu lub środkowej części labiryntu przez obserwatora niewidomego dla warunków leczenia.

1.3. Eksperyment 2: Czy szczury zjadające cukier zmieniły uwalnianie DA i ACh w półleżeniu podczas postu?

Oddzielna grupa szczurów (350 – 450 g) przeszła operację w celu wszczepienia kaniul prowadzących do mikrodializy. Szczury znieczulono 20 mg / kg ksylazyny i 100 mg / kg ketaminy (ip) w razie potrzeby uzupełnioną ketaminą (100 mg / kg, ip). Dwustronne kaniule ze stali nierdzewnej prowadzące 21 były skierowane na tylną przyśrodkową powłokę półleżącą (przednia: + 1.2 mm, boczna: 0.8 mm i brzuszna: 4.0 mm, odpowiednio w odniesieniu do bregmy, zatoki środkowo-strzałowej i powierzchni poziomej czaszki) za pomocą instrumentu stereotaktycznego.

Szczurom pozwolono wyzdrowieć z operacji przez co najmniej 1 tydzień. Podobnie do procedur w eksperymencie 1, grupa eksperymentalna (n = 6) utrzymywano na codziennej deprywacji 12-h, a następnie dostęp 12-h do 10% sacharozy i standardowej karmy dla gryzoni, rozpoczynając 4 h do fazy ciemnej, przez dni 28 w celu wywołania obrzęku (tj. Przerywany cukier + karma). Jedną grupę kontrolną utrzymywano według tego samego harmonogramu bez sacharozy (karma przerywana, n = 7), podczas gdy inna grupa utrzymywała codzienne ad libitum chow (n = 6). W dniu 28 każdego szczura przeniesiono do komory mikrodializy, a sondę włożono i zamocowano na miejscu za pomocą cementu akrylowego 14 – 16 h przed eksperymentem, aby umożliwić stabilizację odzysku neuroprzekaźnika. Sondy do mikrodializy zbudowano z rurki ze szkła krzemionkowego (średnica wewnętrzna 37 µm, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ) wewnątrz rurki ze stali nierdzewnej o grubości 26 z końcówką do mikrodializy z rurki celulozowej uszczelnionej na końcu żywicą epoksydową (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, 6000 MW, 0.2 mm średnica zewnętrzna × 2.0 mm długość) [15]. Sondy wystawały 5 mm z kaniuli prowadzącej, aby dotrzeć do zamierzonego miejsca w powłoce półleżącej. Sondy perfundowano buforowanym roztworem Ringera (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl₂, 1.0 mM MgCl₂, 1.35 mM Na₂HPO₄, 0.3 mM NaH₂PO₄, pH7.35) przy prędkości przepływu 0.5 µL / min dla okresu stabilizacji i przy 1.3 µL / min 2 h przed eksperymentem i przez cały czas. Neostygminę (0.3 µM) dodano do roztworu Ringera, aby poprawić podstawowe odzyskiwanie ACh poprzez utrudnienie jego enzymatycznej degradacji.

Gdy ostatni okres dostępu do sacharozy 12-h dobiegł końca w dniu 28, chow, sacharoza i woda zostały usunięte ze wszystkich szczurów. Wodę usunięto w eksperymencie dializy 36 godz., Ponieważ woda pitna może zmieniać poziomy podstawowe DA i ACh [16], co pomieszałoby wyniki. Próbki do mikrodializy pobierano dla 1 h (próbki 3 x 20-min) po 12, 24 i 36 h na czczo (brak jedzenia, cukru lub wody). Każda próbka została podzielona, ​​połowa dla analizy DA i połowa dla ACh.

1.4. Testy dopaminy i acetylocholiny

DA i jego metabolity: kwas 3,4-dihydroksyfenylooctowy (DOPAC) i kwas homowanilinowy (HVA) analizowano metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z odwróconą fazą i detekcją elektrochemiczną (HPLC-EC). Próbki wstrzykiwano do pętli na próbki 20-µL prowadzącej do kolumny 10-cm z otworem o średnicy 3.2 mm i wypełnieniem 3 µm, C18 (Brownlee Co. Model 6213, San Jose, Kalifornia). Faza ruchoma zawierała 60 mM fosforan sodu, 100 µM ​​EDTA, 1.24 mM kwas heptanosulfonowy i 5% obj./obj. Metanolu. DA, DOPAC i HVA zmierzono za pomocą detektora kulometrycznego (ESA Co. Model 5100A, Chelmsford, MA) z potencjałem kondycjonowania ustawionym na + 500 mV i potencjałem komórki roboczej na -400 mV.

ACh mierzono metodą HPLC-EC z odwróconymi fazami, stosując 20-µl pętlę na próbki z 10 cm kolumną analityczną C18 (Chrompack Inc., Palo Alto, CA). ACh przekształcono w betainę i nadtlenek wodoru w reaktorze z unieruchomionym enzymem (acetylocholinoesteraza i oksydaza cholinowa z Sigma, St Louis, MO i kolumna z Chrompack Inc., Palo Alto, CA). Fazą ruchomą był 200 mM fosforan potasu o pH 8.0. Zastosowano detektor amperometryczny (EG&G Princeton Applied Research, Lawrenceville, NJ). Nadtlenek wodoru utleniano na elektrodzie platynowej (BAS, West Lafayette, IN) ustawionej na 500 mV w odniesieniu do elektrody odniesienia Ag-AgCl (EG&G Princeton Applied Research).

Trzy, 20-min próbki zebrano w 12, 24 i 36 h na czczo. Dla każdej godziny dane dla trzech próbek były uśredniane. Dane dla DA i ACh zostały przeliczone na procent punktu czasowego pozbawienia 12-h dla każdej grupy, gdy szczury karmione z przerwami zwykle oczekiwały jedzenia.

1.5. Histologia

Pod koniec eksperymentu przeprowadzono histologię w celu weryfikacji umiejscowienia sondy do mikrodializy. Szczury otrzymały przedawkowanie pentobarbitalu sodu i po głębokim znieczuleniu perfundowano dosercowo perfuzją soli fizjologicznej 0.9, a następnie formaldehydem 10. Mózgi usunięto, zamrożono, a eksperymentator zbadał skrawki podczas ich cięcia (plastry 40 µm, zaczynając przed półleżącymi), aż do zlokalizowania miejsc końcówek sondy. Po wizualizacji ścieżek sond zostały one wykreślone przy użyciu atlasu Paxinos i Watson [17].

1.6. Eksperyment 3: Czy występują zmiany poziomu glukozy we krwi spowodowane przewlekłym objadaniem się sacharozą?

Szczury (300 – 350 g) trzymano w trzech grupach przez 28 dni na (a) przerywanym cukrze + karmie (pozbawienie 12-h, a następnie dostęp 12-h do 10% roztworu sacharozy i karmy, rozpoczynając 4 h do fazy ciemnej ; n = 10), (b) karma przerywana (pozbawienie 12-h, a następnie dostęp 12-h do standardowej karmy dla gryzoni (bez sacharozy), rozpoczynając 4 h do fazy ciemnej; n = 10) lub (c) ad libitum chow (n = 9). Chow i cukier usunięto, a próbki krwi ogona zebrano po 12, 24 i 36 godz. Pozbawienia. Krew pobierano z czubka ogona przez jednego eksperymentatora delikatnie trzymając zwierzę, podczas gdy inny wykonał małe nacięcie około 5 mm od czubka ogona za pomocą sterylnego skalpela. Krew zebrano w probówce kapilarnej, odwirowano, a następnie surowicę analizowano pod kątem poziomu glukozy za pomocą szybkiego enzymatycznego metabolizera enzymatycznego Analox GM7 (Analox, Lunenburg, MA). Podczas okresu dostępu w ciągu 28 dzienne spożycie cukru i karmy mierzono, a masy ciała mierzono co tydzień. Masy ciała mierzono również w każdym punkcie czasowym podczas deprywacji.

1.7. Statystyka

Dane dodatniego labiryntu analizowano z jednostronnym, niesparowanym Studentem t-test. Cohen's d, który mierzy wielkość efektu [18], i p_rep, co zapewnia prawdopodobieństwo replikacji [19], zostały również obliczone. Dane dla DA i ACh analizowano jako różnicę procentową w stosunku do znormalizowanej linii podstawowej, jak opisano powyżej, przy użyciu dwukierunkowej ANOVA z powtarzanymi pomiarami, a następnie post hoc testów Tukeya. Poziomy glukozy we krwi, masę ciała i dane dotyczące spożycia analizowano za pomocą dwukierunkowych, powtarzanych pomiarów ANOVA.

2.1. Masa ciała, spożycie cukru i spożycie chow

Dane zebrane podczas 28-dniowego okresu dostępu w eksperymencie 3 wykazały, że szczury z ciągłym dostępem do sacharozy zwiększyły spożycie sacharozy w ciągu okresu ekspozycji 28 (F(27, 279) = 4.9, p <0.001; Rys. 1A), odkrycie podobne do tego, co wykazano w naszych poprzednich raportach dotyczących sacharozy lub glukozy [3,20]. Dane dotyczące spożycia chow wykazały istotną różnicę między grupami. Szczury z przerywanym dostępem do cukru zjadły mniej karmy niż ad libitum i grupy karmienia przerywanego (F(2,26) = 60.8, p <0.001; Rys. 1B). Jednak nie było różnicy między grupami w całkowitym dziennym spożyciu kalorii (Rys. 1C).

  

Rys. 1

Spożycie cukru i chow w okresie dostępu 28. A) Szczury z przerywanym cukrem + karmą zwiększały swoje całkowite dzienne spożycie cukru w ​​czasie. B) Szczury z przerywanym cukrem + karmą zjadały mniej gramów karmy niż karma przerywana i ad libitum ...

Nie było różnic w masie ciała między grupami podczas okresu dostępu w dniu 28; nastąpił jednak efekt czasu, gdy wszystkie trzy grupy przybierały na wadze w ciągu dni 28 (F(4,104) = 298.9, p <0.001). Podczas 36-godzinnej deprywacji masa ciała zmniejszała się z czasem we wszystkich grupach (F(2,52) = 1957.8, p <0.001), bez różnicy między grupami w dowolnym momencie (12, 24 lub 36 h).

2.2. Eksperyment 1: Behawioralne wskaźniki lęku po poście u szczurów obżerających się cukrem

Po umieszczeniu w podwyższonym labiryncie plus na 5 min, po 36 h pozbawienia pokarmu szczury, które wcześniej były utrzymywane na cukrze przerywanym + karma, spędzały mniej czasu (18 ± 4 s, 6% całkowitego czasu) na otwartym ramieniu plus-labirynt w porównaniu z równie pozbawioną grupy ad libitum-chow, która nie miała doświadczenia z sacharozą (34 ± 8 s, 11% całkowitego czasu; t(16) = 2.01, p <0.05, d = 1.03, gdzie 0.8 lub wyższy jest uważany za duży rozmiar efektu [18], i p_rep = 0.87; Rys. 2).

  

Rys. 2

Procent czasu spędzonego na otwartym ramieniu podwyższonego labiryntu plus. Szczury, które były wcześniej karmione przerywanym cukrem + karmą, spędzały znacznie mniej czasu na otwartym ramieniu po 36 h na czczo w porównaniu z równie pozbawioną grupy karmą ad libitum. ...

2.3. Eksperyment 2: Zjadające cukry szczury zmniejszyły pozakomórkową DA i zwiększyły ACh w skorupie NAc podczas postu

Wystąpiła znacząca interakcja między grupą a czasem (pozbawienie 12, 24 i 36 h) (F(4,28) = 2.86, p <0.05; Rys. 3A). Po 24 godz. Postu uwalnianie DA zmniejszyło się do 68 ± 6% dla grupy wcześniej karmionej przerywanym cukrem + karmą i 72 ± 5% dla grupy karmy ad libitum, pozostając niezmienione dla grupy karmienia przerywanego (95 ± 7%) . Po 36 godz. Pozakomórkowa DA na czczo pozostała niska dla grupy przerywanej sacharozy + karmy (61 ± 14%), aw tym momencie była znacznie mniejsza niż obie karmy ad libitum (113 ± 14%, p <0.05) i przerywana grupa karmy (104 ± 15, p < 0.05).

  

Rys. 3

Pozakomórkowa DA i ACh w NAc po 24 i 36 h na czczo. A) Po 36 godz. Postu uwalnianie DA w grupie przerywanego cukru + karmy (czarny pasek) było znacznie mniejsze niż zarówno karmy przerywanej (szary pasek), jak i karmy ad libitum (biały ...

Nie stwierdzono różnic między grupami po 12 godz. Pozbawienia DA lub ACh (cukier przerywany + karma = 1.6 ± 0.3 pg i 0.4 ± 0.1 pmol / próbka; karma przerywana = 1.5 ± 0.4 pg i 0.7 ± 0.3 pmol / próbka; ad libitum chow = 1.4 ± 0.3 pg i 0.7 ± 0.3 pmol / próbka; odpowiednio DA i ACh).

Po 24 godz. Postu poziomy DOPAC zostały obniżone dla wszystkich grup (F(2,34) = 33.8, p <0.001). Podobny, choć nieistotny trend obserwowano po 36 godzinach na czczo. Wystąpił również wpływ czasu na uwolnienie HVA (F(2,34) = 6.97, p <0.001). Podobnie jak DOPAC i DA, HVA spadło po 24 godzinach na czczo we wszystkich grupach (Tabela 1). Jednak w przypadku 36 h na czczo, HVA była wyższa dla grupy z przerywanym cukrem + karmą (119 ± 20%), ale pozostała nieznacznie zmniejszona dla grup karmienia ad libitum i grup karmienia przerywanego.

  

Tabela 1

Wartości poziomów DOPAC i HVA w eksperymencie 2

Pozakomórkowa ACh zmieniła się w przeciwnym kierunku DA. Wystąpiła znacząca interakcja między grupą a czasem (F(4, 30) = 4.81, p <0.005; Rys. 3B). ACh wzrosło po 24 godz. Na czczo dla grupy przerywanej sacharozy + karmy (115 ± 10%; p <0.05), ale nie dla grupy ad libitum chow (77 ± 13%) lub grupy przerywanej karmy (90 ± 15%). Różnica ta uległa zwiększeniu po 36 godzinach na czczo, ze wzrostem ACh w grupie przerywanej sacharozy + karma (164 ± 14%) w porównaniu z poziomami obserwowanymi w karmie ad libitum (97 ± 17%; p <0.05) i przerywana karma (104 ± 15%; p <0.05) grupy kontrolne.

Należy zauważyć, że podstawowe pomiary podjęto po pierwszym 12 godz. Na czczo, kiedy szczury z sacharozą + karma i karma i karmy z przerwami zwykle otrzymywały pokarm. Zatem punkt czasowy na czczo 36-h był dokładnie 24 h po pomiarze 12-h. W tym punkcie cyklu okołodobowego grupy kontrolne karmione karmą nie wykazywały zmian w DA lub ACh, podczas gdy grupa objadająca się cukrem miała znacząco niskie DA i wysokie ACh.

Histologia potwierdziła, że ​​umiejscowienie sondy znajdowało się przede wszystkim w powłoce NAc (Rys. 4).

  

Rys. 4

Umieszczenie ścieżki sondy wskazuje, że próbki do mikrodializy zostały pobrane głównie ze środkowej powłoki NAc w płaszczyznach 1.2 i 1.7 od przodu do bregmy [17]. CPu = rdzeń ogoniasty, AcbC = rdzeń półleżący, AcbSh = rdzeń półleżący.

2.4. Eksperyment 3: Objawy odstawienia po poście u obżerających się szczurów nie są bezpośrednio związane z hipoglikemią

Nie stwierdzono istotnych różnic w poziomach glukozy we krwi między grupami (zakres dla 12 h = 5.1 – 7.8 mmol, zakres dla 24 h = 4.6 – 6.9 mmol, zakres dla 36 h = 4.2 – 6.4 mmol). Wystąpił jednak efekt czasu, gdy poziom glukozy we krwi spadał we wszystkich grupach w ciągu 36 godz. Deprywacji (F(2,52) = 52.8, p < 0.001).

3.1. Zachowawcze oznaki lęku podczas postu u szczurów obżerających się cukrem

Podwyższony labirynt plus jest jednym z najczęściej stosowanych testów lękowych u zwierząt [14,21] i został szeroko potwierdzony zarówno pod względem ogólnego niepokoju [22] i lęki wywołane odstawieniem narkotyków [23]. Wyniki eksperymentu 1 sugerują, że post po diecie przerywanego dostępu do cukru może wywoływać niepokój mierzony podwyższonym labiryntem plus. Szczury, które wcześniej upijały się z cukrem, spędzały 6% czasu na otwartym ramieniu labiryntu, w porównaniu z 11% w grupie karmy ad libitum. Dane te mieszczą się w zakresie wartości uzyskanych przez innych, a wyniki są podobne do tych zwykle uzyskiwanych przy użyciu tej procedury [24,25]. To odkrycie jest podobne do zmniejszonej eksploracji otwartego ramienia, którą zaobserwowano po spontanicznym odstawieniu morfiny [26]. We wcześniejszych badaniach zwierzęta, które były karmione ad libitum cukrem i karmą, nie wykazywały objawów niepokoju po podaniu naloksonu, podczas gdy zwierzęta utrzymywane na diecie z przerwami na cukier i karmę wykazywały niepokój, gdy podawano tę samą dawkę naloksonu [3]. Dostęp ad libitum do cukru nie spowodował również innych behawioralnych oznak uzależnienia, w tym uczulenia krzyżowego na amfetaminę [27] oraz skłonność do spożywania alkoholu [28]. Przerywany dostęp do cukru powoduje takie zachowania. Znaczenie przerywanego dostępu w wywoływaniu obserwowanych efektów jest ponadto sugerowane przez odkrycia, w których abstynencja od sacharyny ad libitum nie powodowała zachowań depresyjnych [29], co jest kolejnym zachowaniem, które można zaobserwować podczas wycofania. Biorąc pod uwagę poprzednie badania, cukier ad libitum nie był badany w niniejszym eksperymencie.

Badania wykazały również, że to nie podawanie diety sacharozowej, ale przedłużająca się abstynencja od diety wywołuje oznaki niepokoju u szczurów obżerających się sacharozą. Wcześniej informowaliśmy, że obżerające się cukrem szczury z codziennym dostępem 12-h, a następnie pozbawieniem 12-h, nie wykazują somatycznych oznak niepokoju, wezwań do pomocy ultradźwiękowej lub niepokoju na podwyższonym labiryncie plus po zwykłym 12-h, codziennie okres pozbawienia żywności [3]. Obecne wyniki potwierdzają, że deprywacja 36-h powoduje zjawisko lękowe.

Stwierdzenie lęku podczas postu w eksperymencie 1 jest podobne do objawów odstawienia podobnych do opiatów, które można wytrącić za pomocą antagonisty opioidów, naloksonu [3]. Wrażliwość na nalokson u zjadających cukier szczurów sugeruje zmianę endogennych receptorów opioidowych w wyniku diety. Potwierdzono to w raportach wykazujących, że objadanie się smacznym jedzeniem zmienia mRNA enkefaliny i wiązanie receptora opioidowego μ w NAc [30-32]. Jest prawdopodobne, że objawy odstawienia po deprywacji obserwowane w niniejszym badaniu są spowodowane brakiem endogennej stymulacji opioidowej u zwierząt obżerających się cukrem.

Wyniki te są zgodne z innymi doniesieniami na temat objawów odstawienia przypominających opiaty, które następują po poście lub pojawiają się spontanicznie u szczurów, które wcześniej popijały cukier. Oprócz somatycznych oznak niepokoju [3], zaobserwowano zachowania agresywne i obniżenie temperatury ciała [10]. Te zmiany w zachowaniu i fizjologii są podobne do tych obserwowanych podczas odstawiania opiatów [33,34] i popieraj teorię, że dieta przerywanego dostępu do roztworu cukru może powodować objawy odstawienia opiatopodobnego.

3.2. Pozakomórkowa DA i ACh w półleżach podczas głodówek u szczurów obżerających się cukrem

W 36 godz. Na czczo, w porównaniu z obiema grupami kontrolnymi, poziomy DA były znacznie zmniejszone dla grupy z przerywanym cukrem + karmą. Sugeruje to, że pozbawienie pokarmu i wody może powodować utratę tonu DA u szczurów z historią objadania się cukrem. W tym samym czasie pozakomórkowa ACh jest podwyższona, co sugeruje stan podobny do wycofania opioidów.

Grupy kontrolne nie wykazały tego efektu. W tym punkcie czasowym 36-h, który jest tą samą fazą cyklu światło / ciemność co punkt czasowy 12-h, DA powrócił do poziomów wyjściowych dla grupy chow ad libitum (Rys. 3A). Sugeruje to, że nagromadzenie DA w grupie ad libitum chow odbywało się zgodnie z rytmem dobowym, jak sugerowali Paulson i Robinson [35]. Inni sugerowali podobne zmiany w prążkowiu [36,37]. Tego dobowego efektu nie zaobserwowano w przypadku przerywanej grupy karmienia, być może dlatego, że cykliczne karmienie może zmieniać normalny rytm dobowy uwalniania DA.

Przedłużony spadek pozakomórkowej DA w grupie z przerywanym cukrem + karmą jest podobny do tego, co opisano podczas spontanicznego odstawienia morfiny [7] i może odgrywać rolę we wspieraniu przywrócenia spożycia cukru po abstynencji [38]. Wyniki uzyskane dla grupy przerywanej karmienia, która wykazała względnie niewielką zmianę w uwalnianiu DA w dowolnym punkcie czasowym, sugeruje, że kombinacja objadania się cukrem i karmą, a nie tylko karmą, jest ważna w wytwarzaniu obserwowanych efektów.

Chociaż DOPAC i HVA zwykle stosują wzorce podobne do DA, nie zawsze tak jest. W niniejszym eksperymencie DOPAC i HVA nie wykazały dobowej zmienności obserwowanej dla DA, a zamiast tego pozostały stłumione w miarę upływu czasu. Chociaż inni zgłaszali wahania dobowe tych metabolitów w NAc [35], nie znamy żadnych dokumentów, które mierzyłyby te poziomy podczas postu przez 36 h. Zatem w niniejszym eksperymencie post mógł mieć wpływ na metabolizm DA w grupie kontrolnej karmienia.

Poziomy ACh wykazały znaczącą różnicę między grupami po 36 godz. Na czczo. ACh w NAc wiąże się z zachowaniami związanymi z przyjmowaniem pokarmu [39], a zwłaszcza sytości [40-44], a gdy DA jest niski, ACh może sprzyjać awersji [40,45-48]. Znaczący wzrost ACh obserwowany u szczurów z przerwami na cukier + karmę podczas postu w niniejszym eksperymencie może odpowiadać negatywnym aspektom pozbawienia nagrody. Poprzednie badania potwierdzają teorię, że przedstawione tutaj wyniki są wynikiem pozbawienia diety z sacharozy. Szczury przeżuwają DA uwalniając sacharozę i wykazują osłabienie uwalniania ACh w NAc [20,49], co jest przeciwieństwem obecnych wyników obserwowanych podczas długotrwałej deprywacji. Nierównowaga między półleżącymi DA i ACh w grupie przerywanego cukru + chow, ale nie w grupach kontrolnych, może przyczyniać się do niepokoju obserwowanego w Eksperymentie 1.

3.3. Poziom glukozy we krwi podczas postu u szczurów obżerających się cukrem

Hipoglikemia może prowadzić do stanu awersyjnego, z którego zwierzę może próbować uciec poprzez jedzenie. Zachowania związane z tym stanem awersyjnym są podobne do tych obserwowanych podczas podawania naloksonu lub na czczo u szczurów objadających się sacharozą [50]. Wiele czynników może wpływać na system nagradzania w mózgu. Jednak ze względu na podobieństwo między zachowaniami obserwowanymi podczas hipoglikemii a tymi obserwowanymi podczas lęku, w tym badaniu mierzono poziomy glukozy we krwi, aby upewnić się, że obserwowane skutki nie były po prostu spowodowane nieprawidłowym statusem glikemii. Poziomy glukozy we krwi były podobne we wszystkich grupach i dlatego nie wydają się wyjaśniać różnic behawioralnych ani zmian w uwalnianiu DA i ACh. Można wywnioskować, że średnie poziomy insuliny pozostały niezmienne we wszystkich grupach, ponieważ nie zaobserwowano zmian poziomu glukozy we krwi, a masy ciała nie różniły się w wyniku harmonogramów karmienia. Zatem obecne ustalenia, a także te w naszym poprzednim raporcie [30], sugerują, że zmiany behawioralne i neurochemiczne nie są wynikiem różnic w poziomie glukozy we krwi. Zamiast tego mogą wynikać z kombinacji zmian w endogennym systemie opioidowym i DA.

Badania były wspierane przez grant USPHS AA-12882 (dla BGH) oraz DA-16458 i DK-79793 (stypendia dla NMA).