Motivação para alimentos palatáveis, apesar das consequências em um modelo animal de compulsão alimentar (2011)

. Manuscrito do autor; disponível em PMC 2012 Apr 1.

Publicado na forma final editada como:

PMCID: PMC2941549

NIHMSID: NIHMS191205

Sumário

Objetivo

A compulsão alimentar envolve uma motivação anormal para alimentos altamente palatáveis, já que esses alimentos são repetidamente consumidos, apesar de seus efeitos desencadeantes e das consequências que afetam a vida associados ao consumo excessivo de álcool. Nós determinamos se ratos identificados como propensos a comer compulsivamente (BEP) exibem similarmente uma motivação anormal para alimentos saborosos.

Forma

Os BEPs alimentados com alimentos e os ratos resistentes a compulsão alimentar (BER) receberam acesso voluntário a alimentos saborosos emparelhados com o aumento da intensidade do choque nas patas. Mais tarde, eles foram expostos a um período de refração calórica cíclica.

Resultados

Os BEPs consumiram significativamente mais e toleraram níveis mais elevados de choque nas patas para alimentos palatáveis ​​do que os BERs. Restrição cíclica-realimentação aumentou a tolerância dos BERs ao choque para alimentos palatáveis.

Discussão

Paralelos anteriormente observados do modelo BEP de rato para o consumo excessivo de alimento humano agora podem ser estendidos para incluir uma motivação anormal para alimentos saborosos. Este modelo deve ser útil na identificação de genes específicos que interagem com o ambiente nutricional para mediar a compulsão alimentar e pode apontar para novos alvos fisiológicos para o tratamento de excessos compulsivos.

Palavras-chave: CAMA, obesidade, ratos, motivação, choque nas patas, compulsão excessiva, compulsividade, alimentação emocional, restrição calórica, dieta, bulimia

A compulsão alimentar é caracterizada pela compulsão de buscar e consumir grandes quantidades de alimentos em um período de tempo discreto (). Enquanto a composição de macronutrientes das compulsões é muitas vezes semelhante às refeições normais (), é um alimento altamente palatável que é muito desejado e preferido durante as bebedeiras. Estes são alimentos que são tipicamente ricos em sacarose e gordura e, por serem densos em calorias, são comumente “proibidos” entre as compulsões (-). A motivação para buscar repetidamente e consumir alimentos saborosos pode ser interpretada como anormal, dadas as muitas conseqüências que resultam da ingestão desses alimentos. Por exemplo, os alimentos apetitosos são conhecidos por desencadearem compulsões (, ), e contribuem para o ganho de peso e consequente preocupação com o ganho de peso (-). Binges levam ao agravamento da imagem corporal, baixa auto-estima, distúrbios do humor, aumento do estresse de vida percebido e conseqüências médicas adversas (-). Repetidamente retornando à ingestão de alimentos palatáveis ​​com pleno conhecimento de que uma compulsão, juntamente com a piora dos sintomas de compulsão alimentar e conseqüências, provavelmente ocorrerá, não pode ser considerada como adaptativa.

Os modelos animais são valiosos na medida em que ajudam a identificar os alicerces fisiológicos de comportamentos humanos complexos, dos quais o consumo compulsivo é certamente um exemplo. A validade de um modelo animal de compulsão alimentar depende, em parte, do número de características clínicas que ele reproduz. Uma característica não investigada anteriormente nesses modelos é a natureza compulsiva de ingerir alimentos apetitosos apesar das consequências aversivas. Consumir alimentos significativamente mais saborosos pode implicar uma maior motivação para esse alimento. No entanto, tolerar a punição é uma evidência mais forte de motivação anormal para alimentos saborosos. Portanto, o principal objetivo deste estudo foi verificar se ratos propensos à ingestão compulsiva (BEP) também são caracterizados por motivação elevada para alimentos saborosos, como definido pela tolerância voluntária de punição para um determinado alimento palatável. Aqui, a punição voluntária foi incrementar os níveis de choque elétrico nos pés imediatamente após a recuperação de um alimento altamente palatável. A natureza voluntária desse comportamento foi assegurada ao permitir que a liberdade do rato entrasse e saísse do paladino apetitoso a qualquer momento, fornecendo ração simples em um beco livre de choque e não restringindo a ração de qualquer alimento antes para ser colocado no beco escolha de alimentos. Um segundo objetivo do estudo foi determinar em que medida a exposição a uma breve história de restrição calórica cíclica seguida de realimentação ad lib muda a motivação de ratos BEP e BER em tolerar o choque nas patas para alimentos saborosos. A restrição calórica cíclica foi concebida para simular uma dieta restritiva que é comum entre muitos com transtornos de compulsão alimentar, incluindo bulimia nervosa e transtorno da compulsão alimentar periódica (, -).

O nosso modelo BEP / BER baseia-se na identificação de diferenças inerentes e estáveis ​​no consumo de alimentos saborosos em ratos, num período de tempo discreto, 1-4hr () Ratos da mesma idade e sexo geralmente consomem quantidades muito semelhantes de ração padrão, sua dieta de manutenção. No entanto, eles podem variar muito na quantidade de alimentos saborosos que consomem quando podem escolher entre esses alimentos e ração. Os ratos BEP são aqueles que consomem consistentemente> 40% mais comida palatável do que aqueles ratos que comem consistentemente a menor quantidade de comida palatável (ratos BER). Os BEPs não são simplesmente “grandes comedores”, porque eles não comem demais em sua dieta de manutenção padrão e menos palatável de ração para ratos. Conseqüentemente, os BEPs requerem alimentos saborosos para desencadear uma resposta anormal à ingestão de alimentos, provavelmente refletindo uma interação gene x ambiente em seu comportamento alimentar, uma interação que provavelmente também está presente na compulsão alimentar humana. Uma vez que os BEPs não compensam sua maior ingestão de alimentos palatáveis ​​comendo menos ração, sua ingestão total de alimentos também é maior do que a de BERs.

Além de ingerir quantidades maiores de alimentos em um período de tempo discreto e igual ao dos ratos BER, os ratos BEP também exibem outros comportamentos que são característicos do consumo excessivo de alimentos em humanos. Estes são descritos em outro lugar (), mas resumidamente, incluem: 1) comer além da saciedade, uma vez que consomem tanta comida após um período de privação de alimento quanto quando saciados; 2) abandonando a ração mais saudável para alimentos saborosos quando estressados ​​(os BERs fazem o contrário, abandonando alimentos palatáveis ​​por ração mais nutritiva quando estressados); 3) se recuperando mais rapidamente da hipofagia induzida por estresse (qualquer hipofagia induzida por estresse não é mais aparente em BEPs dentro de uma hora), e 4) status de BEP nem sempre prediz a obesidade (, -). Quando colocados em uma dieta de alto teor de gordura, tanto BEPs quanto BERs desenvolvem obesidade e muitos de cada grupo resistem à obesidade (). Da mesma forma, entre os seres humanos que comem compulsivamente, nem todos desenvolvem a obesidade porque alguns compensam de várias maneiras, tipicamente de maneiras desadaptativas, a resistência à obesidade (). BEPs e BERs que resistem à obesidade o fazem voluntariamente comendo menos da dieta rica em gordura ().

O presente estudo utilizou o modelo BEP / BER para validar ainda mais seu uso em pesquisa de compulsão alimentar, determinando se os BEPs também foram caracterizados por uma motivação anormal para alimentos saborosos. Nós testamos a hipótese de que os ratos com status de BEP recuperariam e consumiriam mais alimentos saborosos, apesar de experimentarem níveis crescentes de choque para fazê-lo. Em segundo lugar, levantamos a hipótese de que os ratos BEP e BER submetidos a um histórico de refilação de restrição calórica cíclica, uma simulação da dieta humana, procurariam e consumiriam alimentos mais saborosos, apesar da conseqüência aversiva do choque nas patas. Assim, previa-se que a experiência com restrição calórica transformaria BERs em mais ratos semelhantes a BEP e, em BEPs, a experiência aumentaria ainda mais sua motivação para alimentos saborosos. Por fim, medimos a ingestão de alimentos dos BEPs e BERs quando eles tiveram acesso aos alimentos palatáveis ​​previamente emparelhados por choque pela primeira vez nos confinamentos seguros de sua gaiola em casa versus o labirinto de entrega de choque. Nós previmos que os BERs consumiriam tanto deste alimento palatável quanto os BEPs, devido ao aumento do valor de incentivo produzido por sua antiga natureza inatingível, uma simulação de alimentos “proibidos”.

Forma

Assuntos

N = 52, ratos Sprague-Dawley fêmeas adultas jovens (90 de idade) foram alojadas em pares em gaiolas acamadas padrão sob um ciclo de luz / escuridão 12-hr (luzes apagadas a 1100 hrs) com acesso a ração ad libitum e água durante 2 semanas de aclimatação à colônia. Em seguida, foram realizados testes de alimentação com 4, em que todos os ratos receberam acesso ad lib à escolha de ração e um alimento palatável, biscoitos Oreo Double Stuf (Nabisco, East Hanover, NJ), por um período 24 hr. Cada teste de alimentação foi seguido por pelo menos 3-5 dias de comida, de tal forma que o seu acesso ao alimento saboroso era intermitente. Durante os testes de alimentação 4, os alimentos foram dados imediatamente antes das luzes apagadas e as quantidades consumidas foram medidas após 4 horas. Para cada teste, foi determinado um escore kcal mediano. Os ratos foram categorizados provisoriamente como BEP ou BER para cada teste, dependendo se eles comeram mais ou menos do que a pontuação mediana, respectivamente. A atribuição final do estatuto BEP para o estudo foi dada ao N = 10 que consumiu as kcals de comida mais saborosas mais altas e que foram consistentemente categorizadas como BEPs ao longo dos testes 4. A atribuição final de status do BER foi para aqueles N = 10 que consumiram os kcals de alimentos palatáveis ​​médios mais baixos e que foram consistentemente categorizados como tendo status de BER em todos os testes 4. Seu fenótipo BEP / BER permaneceu estável ao longo do tempo, como será visto no Exp. 3. Estudos anteriores usando a categorização BEP / BER também forneceram fortes evidências de que os fenótipos persistem ao longo do tempo e após a exposição a várias manipulações experimentais []. Testes intermitentes somente com chow também confirmaram que não houve diferença na ingestão de ração entre os grupos, indicando que BEPs e BERs não eram simplesmente comedores grandes ou pequenos, respectivamente.

Dietas

As ratazanas tiveram acesso a comida de ratazana Purina (Harlan Teklad Global Diets, Indianapolis, IN) durante todo o estudo, excepto quando indicado. Os biscoitos Double Stuf Oreo (sabor original; Nabisco, East Hanover, NJ) foram usados ​​como alimento palatável para atribuir o status BEP / BER. Este alimento saboroso é rico em gordura e carboidrato (sacarose) composição que é típico de ingredientes em alimentos saborosos que são desejados e mais consumidos durante as compulsões humanas (-). Os biscoitos Oreo também foram usados ​​com sucesso em outros modelos de ratos de consumo compulsivo e foram originalmente usados ​​para desenvolver o modelo BEP / BER (, , -) M&M Candies (Mars, Inc., McLean, VA), também com alto teor de gordura e sacarose, serviu como alimento saboroso no labirinto de choque para os pés para medir a motivação dos ratos por esse alimento. Somente no labirinto os ratos poderiam consumir M & Ms. A única exceção foi no final do estudo (Exp. 4), conforme descrito a seguir. M & Ms, e não Oreos, foram usados ​​no labirinto para estabelecer uma associação distinta entre as propriedades recompensadoras deste alimento saboroso e a consequência do choque nos pés. Um estudo anterior confirmou que, como Oreos, ambos os BEPs e BERs preferiram M & Ms em vez de chow, mas os BEPs, por definição, consumiram significativamente mais M&M kcals do que os BERs em condições normais () Os M & Ms também eram uma escolha prática para o labirinto porque eram pequenos o suficiente para serem contidos no alimentador do beco e podiam ser facilmente recuperados, carregados e comidos dentro dos becos do labirinto.

Labirinto de choque

O labirinto consistia em dois becos do Coulbourn Instruments Habitest System (Allentown, PA). No final de cada um desses becos transparentes fechados de 70 × 9.5 cm havia um funil de comida, um contendo ração ração pré-medida e o outro M & Ms pré-medidos. Apenas o braço com a isca de M & Ms foi armado para aplicar choque elétrico desordenado através de barras de metal no chão do beco. A alavanca liga / desliga para fornecer corrente foi operada manualmente, mas cada nível de tensão de choque foi pré-definido para garantir a precisão antes que os ratos fossem colocados no labirinto. Separando os dois becos do labirinto havia um centro coberto que estava sempre livre de choques. Os becos foram posicionados de forma que os animais pudessem vagar livremente por todas as seções do labirinto durante cada sessão de teste. Dessa forma, mesmo a seção do labirinto emparelhado com o choque no pé era escapável em todos os momentos.

Análise estatística

Quatro experimentos são descritos abaixo com resultados correspondentes após cada descrição. In Exp. 1, ANOVAs unilaterais separadas analisaram o efeito do status BEP / BER nas kcal de M & Ms consumidas e recuperadas em cada nível de choque. Se os ratos não tolerassem um certo nível de choque, um valor zero era atribuído. Uma análise do qui-quadrado foi usada para determinar se mais ratos de um dos grupos toleraram cada nível de choque. Exp. 2 usaram um planejamento fatorial 2 × 2 (história de restrição calórica cíclica-realimentação ou falta de restrição calórica cíclica-realimentação × BEP ou BER). ANOVAs de um fator foram usados ​​para explorar os principais efeitos e interações desses fatores nas mesmas variáveis ​​dependentes que no Exp.1. Para Exp. 3 e 4, a ingestão de Oreo kcals (Exp. 3) e M&M kcals (Exp. 4) por ratos BEP vs. BER na gaiola doméstica foi analisada usando ANOVAs separados de um fator. Para todos os testes, o alfa foi estabelecido em p <0.05 para significância. Os resultados são apresentados como médias do grupo ± SEM. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Uso e Cuidado Institucional de Animais da Universidade do Alabama em Birmingham.

Experiências e resultados

O status BEP / BER foi confirmado antes de todos os experimentos. O valor médio da divisão mediana da ingestão de comida saborosa em 4 testes de alimentação usando os 52 ratos iniciais foi de 35 kcals / 4 horas. Como esperado, não houve diferenças na quantidade de ração ingerida entre BEPs e BERs, independentemente de a ração ter sido fornecida sozinha ou com os biscoitos. Em média entre os 4 testes de alimentação, os ratos BEP comeram 64% mais kcals de comida palatável do que os BERs, p <0.001 (Figura 1). Também como esperado, devido ao acesso intermitente versus constante ao alimento palatável, não houve diferenças nos pesos corporais de BEP e BER no final dos testes de alimentação (BEP = 171.90 ± 1.7g vs. BER = 168.13 ± 2.0g; não mostrando). O acesso intermitente a alimentos apetitosos foi projetado para simular a ingestão intermitente (versus constante) de alimentos apetitosos, típica em humanos com padrões de compulsão alimentar periódica ().

Figura 1 

O consumo médio de ração (barras tracejadas) e biscoitos Oreo (barras escuras) em quatro testes de alimentação de 4 horas usados ​​para atribuir ratos propensos à compulsão alimentar (BEP) e resistentes à compulsão alimentar (BER); *** = p <0.001 BEP vs. ingestão de BER.

Experimento 1: Motivação para Alimentos Palatáveis ​​no BEP vs. Ratos BER

Procedimento: Aclimação ao Labirinto de Choque de Escolha Alimentar

Os ratos foram transportados da colônia animal para o laboratório em aprox. 1200 horas em suas gaiolas caseiras com água e ração ad lib para que estivessem saciados no momento do teste. Todos os procedimentos no labirinto ocorreram no escuro sob luz vermelha. Cada rato foi colocado no labirinto em uma ordem contrabalançada para o status do grupo (BEP / BER) por 10 min / dia até se aclimatar. “Aclimatação” foi definida como o rato dando ≥ 1 mordida de um M&M durante o primeiro minuto no labirinto. Cada um teve permissão para tantas tentativas quanto necessário para atingir a aclimatação. Uma vez aclimatados, os ratos individuais passaram para a fase de teste do experimento. Os ensaios de aclimatação e as sessões de teste ocorreram 3 dias / semana, com pelo menos 1 dia sem teste entre eles.

Resultados

O número de tentativas necessárias para se aclimatar no labirinto variou de 2 a 10. Não houve diferenças entre os ratos BEP e BER no número de tentativas necessárias para aclimatar [F (2, 29) = 1.04, p = 0.37]. O número médio de tentativas de aclimatização foi 3.13 ± 0.3.

Procedimento: Teste de motivação para alimentos saborosos, apesar de conseqüências

No primeiro dia de teste, que se seguiu à aclimatação, nenhum choque foi administrado após as recuperações de M&M. Isso permitiu uma medida do consumo inicial de comida palatável em 10 minutos para cada rato, bem como uma forma de confirmar a aclimatação dos ratos ao labirinto. Se o rato deixasse de consumir um pedaço de comida saborosa em <1 minuto, ele era movido de volta para a fase de aclimatação até que passasse novamente. No segundo dia de teste, o nível mais baixo de choque (0.10 mA) foi administrado por 3 segundos imediatamente após a recuperação de um M&M. Uma “recuperação” foi definida como a remoção completa de um M&M do funil de comida pela pata ou pela boca. Este nível de choque foi repetido tantas vezes quanto o rato retornou e recuperou um M&M durante uma sessão de 10 min. Em cada sessão de 10 min depois disso, o nível de choque foi aumentado em incrementos de 0.05 mA até que o rato não fizesse mais uma recuperação M&M. No dia do teste após esta falha em recuperar, o rato recebeu outra chance de fazê-lo no nível de choque previamente administrado. Se o rato novamente não conseguisse recuperar o alimento saboroso, não era mais colocado no labirinto nos dias de teste, mas, em vez disso, mantido em sua gaiola com ração pelo restante desta fase do estudo. A disposição de tolerar choques nos pés para M & Ms sob condições satisfatórias e em meio ao acesso à ração em um braço adjacente que estava livre de choque era nossa definição operacional de motivação para comida saborosa.

Quando colocados no labirinto, os ratos eram sempre apontados para o cubo central, que não era iscado com comida ou conectado a choques nos pés. Isso garantiu que os animais não fossem influenciados por nenhuma das vielas de escolha de alimentos. Dois assistentes de pesquisa sempre estiveram presentes durante o experimento. Um assistente colocou os ratos no labirinto e administrou um choque no pé por meio de um gatilho operado manualmente; outro, que não conhecia o status do grupo, registrou o comportamento dos animais. Entre os animais, o aparelho foi limpo com clorohexina. O número de recuperações de M&M e a quantidade total de M & Ms consumidos (em kcals) em cada nível de choque, bem como o nível de choque mais alto tolerado (ou seja, o nível mais alto em que cada um ainda estava disposto a enfrentar por mais M & Ms) foram registrados para cada rato em cada ensaio de teste.

Resultados

Apesar da variação considerável dentro dos grupos de N = 10, houve uma diferença geral significativa no número de recuperações de M&M entre os grupos. BEPs fizeram mais recuperações (4.30 ± 0.4) do que BERs (2.75 ± 0.3) com todos os níveis de choque combinados, [F (2, 29) = 4.58, p <0.02]. Em cada nível de choque (Figura 2), as apresentações em grupo variaram. Os números de recuperação de BEP não foram estatisticamente diferentes dos BERs 'no nível mais baixo (0.10 mA), no nível de 0.15 mA ou no choque no pé de 0.20 mA. No entanto, conforme a intensidade do choque aumentou para 0.25 mA, os BEPs fizeram significativamente mais recuperações do que os BERs (6.10 ± 0.8 vs. 2.11 ± 0.7, respectivamente), [F (2, 29) = 6.48, p <0.01]. A 0.45 mA, os BEPs continuaram a fazer recuperações de alimentos mais palatáveis ​​do que os ratos BER, [F (2,29) = 4.42, p <0.05]. Apenas os BEPs continuaram a fazer recuperações além do nível de 0.50 mA de choque no pé (FIG. 2).

Figura 2 

Número médio de recuperações de M&M feitas por ratos propensos a comer compulsivamente (BEP) e resistentes à compulsão alimentar (BER) durante uma sessão de 10 minutos no labirinto em cada nível de choque; * = p <0.05; ** = p <0.01.

BEPs também consumiram comida mais palatável do que BERs em todos os níveis de choque combinados [F (1, 19) = 6.35, p <0.05]. Como mostrado em Figura 3, Os BEPs consumiram significativamente mais do que os BERs no nível de choque de 0.10 mA (14.7 ± 1.9 kcal vs. 7.3 ± 1.5 kcal, respectivamente), [F (2, 29) = 4.08, p <0.05], o nível de 0.20 mA, [F (2, 29) = 3.29, p = 0.05], o nível de 0.25 mA (BEP = 11.95 ± 3.0 kcal vs. BER = 2.7 ± 1.2 kcal), [F (2, 29) = 6.11, p <0.01], e o nível de 0.45 mA [F (2, 29) = 3.34, p = 0.05].

Figura 3 

Quantidade média de kcals M&M consumidos por ratos propensos a comer compulsivamente (BEP) e resistentes à compulsão alimentar (BER) durante uma sessão de 10 minutos no labirinto em cada nível de choque; * = p <0.05; ** = p <0.01.

Finalmente, à medida que os níveis de choque aumentaram, o número de ratos BER que toleraram o choque para alimentos saborosos diminuiu, enquanto o número de BEPs que toleraram os níveis de incremento permaneceu praticamente o mesmo (Figura 4) No nível de 0.40 mA, mais ratos BEP vs. BER toleraram choque para M & Ms (N = 8, ou 80%, de BEPs vs. apenas 1, ou 10%, de BERs), [X2 (2, N = 30) = 10.05, p <0.01]. No nível de 0.45 mA, os resultados foram semelhantes com N = 7 (70%) de ratos BEP e N = 1 (10%) de ratos BER tolerando choque [X2 (2, N = 30) = 9.30, p <0.01]. Além do nível de 0.45 mA, o N por grupo que permaneceu era muito baixo para detectar significância; no entanto, a tendência de um maior número de BEPs vs. BERs tolerando choque para M & Ms continuou. Quanto ao maior nível de choque tolerado por cada grupo, houve uma clara diferença entre os grupos [F (2, 29) = 6.02, p <0.01]. Os BEPs estavam dispostos a tolerar um nível muito mais alto e estatisticamente significativo de choque no pé como uma consequência negativa para fazer recuperações de alimentos palatáveis ​​em comparação com BERs (0.42 ± 0.04 mA vs. 0.26 ± 0.03 mA, respectivamente).

Figura 4 

Número absoluto de ratos propensos a comer compulsivamente (BEP) e resistentes a comer compulsivamente (BER) que estavam dispostos a tolerar choques nas patas para M & Ms em cada nível de choque; ** = p <0.01.

Experimento 2: Efeito de uma História de Restrição Cíclica Restritiva-Calórica na Motivação para Alimentos Palatáveis ​​em BEP vs. Ratos BER

Procedimento: Protocolo de Restrição Cíclica à Restrição de Calorias

Depois da Exp. 1, metade dos ratos dentro de cada BEP e grupo BER foram designados para experimentar uma história com ou uma história sem restrição de restrição calórica cíclica. Esses subgrupos foram pareados por níveis de tolerância ao choque. O protocolo de restabelecimento da restrição calórica cíclica foi o mesmo utilizado em experiências anteriores com outros modelos de ingestão de compulsão alimentar em ratos (, -) e é descrito em tabela 1. Um total de cinco “ciclos” de refilamento de restrição 11-day foram impostos aos grupos que receberam um histórico de refeeding de restrição calórica cíclica. Cinco dias após a ração ad lib seguiram o último dia de realimentação do ciclo 5th. Os pesos corporais foram monitorados por toda parte. Após o último ciclo de restrição, o peso corporal médio daqueles com um histórico de restabelecimento de restrição foi 334.43 ± 8.9g, vs. 348.32 ± 11.8g. daqueles sem tal história. Esta diferença não foi significativa [F (1, 29) = 0.885, p = 0.36], e todas as tendências para pesar menos foram distribuídas uniformemente entre os ratos BEP e BER. Naquela época, os testes no labirinto de choque prosseguiram como em Exp. 1. sans o período de aclimatação. Como no Exp. 1, o primeiro dia de testes no labirinto não incluiu choque nas patas.

TABELA 1 

Um típico "ciclo" de restrição de restrição 11 do protocolo de restrição de refino calórico

Resultados

Não houve efeitos principais significativos devido ao grupo (BEP / BER) ou experiência com realimentação de restrição, nem efeitos de interação no número de M & Ms recuperados, consumidos ou nível de choque tolerado quando os ratos foram colocados de volta no labirinto. Uma confusão com esse design e explicação para essa falta de diferença é que toda a última experiência dos animais no labirinto foi com um nível de aversão ao choque o suficiente para impedir uma recuperação M&M. Conseqüentemente, todos os ratos estavam altamente hesitantes em entrar no beco, apesar do fato de que nenhum choque estava sendo entregue nesta primeira tentativa no labirinto. Houve, no entanto, uma tendência para os BERs com um histórico de realimentação por restrição calórica fazer mais recuperações do que os BERs sem essa experiência (Figura 5A; 1.40 ± 0.5 vs. 0.20 ± 0.2, respectivamente), [F (1, 9) = 4.80, p = 0.06]. Eles também consumiram alimentos significativamente mais palatáveis ​​do que suas contrapartes não restritas (Figura 5B; 4.9 ± 1.5 kcal vs. 0.8 ± 0.8 kcal, respectivamente), [F (1, 9) = 5.70, p <0.05]. Nenhuma diferença significativa foi revelada entre os BEPs com e sem histórico de restrição calórica cíclica-realimentação, os quais recuperaram uma média de apenas 0.8 ± 0.4 M & Ms e consumiram uma média de 2.6 ± 1.8 kcals de alimentos palatáveis ​​(não mostrado).

Figura 5 

Comportamento de ratos resistentes a compulsão alimentar (BER) com e sem histórico de restrição calórica cíclica-refeeding-refeeding (HCR e não-HCR) quando colocados de volta no labirinto de choque, mas sem choque. Isto seguido Exp. 1 onde os mesmos ratos experimentaram níveis ...

Experiência 3: estabilidade do status BEP e BER

Procedimento

Para determinar se a exposição a choques nos pés no beco com um alimento saboroso diferente (M & Ms vs. Oreos), história de restrição calórica cíclica-realimentação ou mera passagem do tempo alterou o status BEP / BER dos ratos, após Exp. 2 os ratos receberam o mesmo teste de alimentação de biscoito + ração Oreo em suas gaiolas domésticas que foi usado para classificá-los como BEP ou BER antes do Exp. 1

Resultados

Apesar da exposição às manipulações acima mencionadas, o teste de alimentação em gaiola doméstica usando biscoitos Oreo revelou que as atribuições de BEP e BER permaneceram estáveis. Os BEPs consumiram significativamente mais kcal de alimentos palatáveis ​​do que o grupo BER (42 ± 99 kcal vs. 2.7 ± 30.67 kcal, respectivamente), [F (3.7, 1) = 19, p <7.24]; Figura 6A.

Figura 6 

(UMA) O consumo médio de Oreo kcals e ração na gaiola doméstica pelos grupos BEP e BER após experiência anterior com um alimento saboroso diferente (M & Ms), com choque nos pés e com histórico de protocolo de restrição calórica cíclica-realimentação (RCE); ...

Experimento 4: Resposta do BEP vs. Ratos BER ao Livre Acesso de um Alimento Palatável Anteriormente Associado ao Estresse de Conflito de Escolha

Procedimento

A seguir Exp. 3, os ratos foram mantidos apenas com ração e água por três dias em suas gaiolas caseiras. Eles receberam, então, quantidades pré-medidas de ração e M & Ms no início da noite, e as entradas foram medidas após 4 horas. Esta foi a primeira e única vez que eles receberam M & Ms no ambiente seguro (isto é, sem choque) de suas gaiolas domésticas.

Resultados

Como mostrado em Figura 6B, e em contraste com os testes de alimentação Oreo, ratos BER comeram tantas kcal M&M quanto ratos BEP (BEP = 62.10 ± 5.2 kcal vs. BER = 54.90 ± 5.5 kcal), [F (1, 19) = 0.90, p = 0.36, ns].

Discussão

O principal achado do estudo foi que ratos classificados como propensos a comer compulsivamente (BEP), por sua maior ingestão de alimentos na presença de alimentos saborosos, não só consumiram mais deste alimento, mas também estavam dispostos a tolerar níveis mais altos de choque nas patas para recuperar e consumi-lo em comparação com ratos resistentes a compulsão alimentar (BERs). Isso foi observado nos ratos, apesar de sua condição saciada e apesar da presença de comida, livre de choque, em um braço adjacente do labirinto. Os dados coletados durante sua aclimatação ao labirinto sugerem que essa diferença na motivação entre os grupos não foi causada por diferenças na ansiedade, capacidade motora ou capacidade de aprendizagem, uma vez que os BEPs não diferiram dos BERs no número necessário de exposições ao labirinto ou labirinto. tempo no labirinto para recuperar a comida saborosa pela primeira vez.

Um experimento subsequente impôs aos ratos uma breve história cíclica de restrição alimentar e realimentação para simular uma dieta semelhante à humana. Dado que este estudo foi confundido pela última experiência dos ratos no labirinto, que foi com um nível altamente aversivo de choque no pé (um muito aversivo para tolerar comida saborosa), e dados os baixos Ns dos grupos de submersão BEP / BER, que metade de cada um experimentaria uma realimentação por restrição calórica cíclica (N = 5 / grupo), devemos considerar os resultados como dados piloto para exploração posterior. No entanto, apesar dessas deficiências, os resultados sugerem que em ratos propensos a não comer compulsivamente (RADs), uma história de dieta semelhante à humana pode alterar sua motivação para alimentos palatáveis. Nós relatamos anteriormente que uma história de restrição calórica cíclica-realimentação é um gatilho necessário de compulsão alimentar em ratos estressados ​​(, -, ), fenômeno agora observado em outros laboratórios que utilizam ratos e camundongos (-). No presente estudo, a experiência anterior no labirinto de choque pode ser considerada estressante. Entre o grupo BER, apenas aqueles com histórico de restrição de restrição calórica cíclica mostraram uma tendência de recuperar e consumir alimentos significativamente mais palatáveis ​​do que os BERs sem esse histórico. Portanto, apesar dos pesos corporais normais e da saciedade após o protocolo de restrição de refeeding, o estresse combinado com essa história pode ter mais uma vez servido para aumentar a ingestão de alimentos, mesmo em ratos não dispostos a compulsão alimentar (em BERs).

Os BEPs não responderam em espécie à experiência de refilamento de restrição calórica cíclica. Uma razão para isso pode ser que, em comparação com BERs, sua última experiência no labirinto foi com um nível de choque muito maior do que o experimentado pelos BERs. No entanto, outra explicação é que os BEPs não são afetados por períodos de restrição calórica. Nós relatamos anteriormente que sob um estado de privação aguda de alimentos, um produzindo fome (como evidenciado por excessos de BERs após a mesma privação alimentar aguda), os BEPs não consumiam mais alimentos saborosos do que quando não privados de alimentos (). Ou seja, os BEPs consomem tanta comida saborosa quando saciados quanto quando estão com fome. Isso sugere que, quando confrontados com alimentos saborosos, BEPs estão comendo por razões fora da necessidade metabólica. Portanto, sua motivação para alimentos palatáveis ​​testados aqui pode não ser afetada por uma história anterior de refilamento de restrição calórica cíclica. Desta forma, os BEPs podem ser mais representativos de indivíduos com compulsão alimentar periódica (TCAP) e obesidade decorrente de excessos compulsivos, pois nessas condições, uma história de dieta nem sempre está presente (). Bulimia nervosa pode ser mais precisamente modelada por BERs com histórico de refração calórica cíclica. Estes são ratos que normalmente comem menos alimentos palatáveis ​​do que BEPs (um modo de auto-restrição), mas que pode ser alterado para consumir mais após um período de restrição calórica ou 'dieta' (). Para otimizar o uso deste modelo para estudar esses subgrupos clínicos, primeiro será necessário repetir este experimento com um maior número de animais que são submetidos a um histórico de protocolo de restrição de refino calórico cíclico. prévio para ser testado para motivação alimentar saborosa no labirinto de choque.

No teste final, quando todos os ratos tiveram acesso aos M & Ms associados às consequências na segurança de suas gaiolas domésticas pela primeira vez, os BERs comeram tanto desse alimento saboroso quanto os BEPs. Isso não pode ser devido a uma mudança em seu status BEP / BER, uma vez que o teste Oreo confirmou que os BERs ainda comiam menos do que os BEPs. Pode-se argumentar que os BERs simplesmente preferiam ou gostavam de M & Ms mais do que os BEPs e, portanto, comiam mais deles quando o choque não era mais uma ameaça. Não podemos descartar definitivamente essa possibilidade, mas não é uma explicação provável, visto que os BEPs estavam dispostos a tolerar intensidades de choque mais altas para esse tipo de alimento saboroso. Uma possibilidade alternativa para o aumento do consumo de M & Ms por BERs para igualar o de BEPs é que os M & Ms agora estavam acessíveis sem choque e a associação anterior entre este alimento e choque aversivo poderia ter aumentado a saliência e a qualidade apetitiva deste alimento quando acessível gratuitamente. FIG. 6 mostra que mesmo os BEPs comeram mais kcal de alimentos palatáveis ​​do que o normal quando comeram M & Ms vs. Oreos. Este aumento da ingestão provavelmente atingiu um efeito teto nos BEPs. Quanto aos BERs, o aumento da ingestão de kcal na presença de M & Ms livres de choque (vs. Oreos) também pode ter sido devido a um aumento da saliência e da natureza apetitiva deste alimento de sua qualidade anterior de tipo proibido. Os que fazem dieta abstêm-se voluntariamente de alimentos altamente palatáveis, e é bem estabelecido que a restrição desses alimentos aumenta sua saliência e natureza apetitiva (). Recentemente, nosso laboratório relatou que até mesmo sinais não alimentares associados a alimentos saborosos são suficientes para provocar excessos em ratos () Uma advertência a essas conclusões, no entanto, é que um teste de ingestão de M&M na gaiola foi realizado apenas uma vez. Não sabemos se, com a repetição, os BERs voltariam ao seu status de BER típico, consumindo menos kcals M&M do que os BEPs. É possível que um subconjunto de BERs possa ter continuado este padrão semelhante ao BEP com comida saborosa anteriormente proibida. Isso sugere uma diversidade genética interessante dentro do fenótipo BER. Há, no entanto, evidências de que os BERs teriam eventualmente voltado a comer menos M & Ms do que BEPs, apesar de seu acesso agora gratuito. Isso se baseia na natureza teimosa do fenótipo BEP / BER que observamos em estudos anteriores. Os fenótipos BEP / BER persistem ao longo do tempo, através de várias experiências com fome, com choque nos pés e com exposições a diferentes tipos de alimentos saborosos (ver para estes testes). Além disso, K. Klump e colegas descobriram recentemente que mesmo a ovariectomia não aboliu o status de BEP / BER em ratos pós-púberes. Curiosamente, as ratas não convergem significativamente nos grupos BEP / BER até a puberdade, criando um papel potencialmente crítico dos hormônios reprodutivos no início do consumo compulsivo (comunicação pessoal, outubro 2009).

Apesar das limitações nos testes secundários conduzidos neste estudo, o principal achado de maior motivação para alimentos palatáveis ​​em BEP comparado a ratos BER é importante por várias razões. Primeiro, amplia o fenótipo do BEP para incluir um aspecto que é pouco estudado em modelos animais com compulsão alimentar, mas que ainda é muito relevante em casos de compulsão alimentar periódica. Em segundo lugar, a ação de ratos com peso normal e sem comida para tolerar altos níveis de choque elétrico para um alimento favorecido não deve ser considerada como nada além de notavelmente anormal e um poderoso testamento de motivação. Isto é enfatizado pelo fato de que, no passado, obtivemos comportamento semelhante em ratos, mas apenas quando injetados centralmente com o peptídeo YY, um poderoso orexígeno (). Outros estudos utilizando o choque nas patas para testar a motivação em ratos envolvidos, não alimentos, mas drogas de abuso (, ) Portanto, este estudo é o único em que ratos não tratados (sem drogas) toleraram voluntariamente níveis aversivos de choque no pé, não para recompensar drogas, mas recompensar comida. Em terceiro lugar, os resultados destacam o papel poderoso dos alimentos saborosos para desencadear a compulsão alimentar. Dadas nossas observações em roedores, o poder dos alimentos palatáveis ​​para motivar a alimentação, mesmo em face da punição, pode estar mais enraizado biologicamente do que dependente de processos cognitivos complexos (por exemplo, contagem de calorias ou desinibição cognitiva). Isso tem implicações importantes para as estratégias de tratamento e a prevenção de recaídas em humanos com transtornos da compulsão alimentar periódica, que precisam encontrar repetidamente essas substâncias no ambiente alimentar hedônico atual.

Os estudos de interação gene x ambiente de transtornos alimentares humanos são raros e muito necessários (). O modelo animal de BEP / BER de compulsão alimentar representa uma interação gene x ambiente, sendo o fator ambiental a presença de alimento palatável. Comida saborosa tem um efeito sobre ratos BEP que não tem em ratos BER. Não é provável que o nosso ambiente centrado nos alimentos seja palatável. Ao identificar os genes que predispõem alguns humanos a reagirem de maneira diferente a alimentos apetecíveis, devem orientar novos tratamentos para a bulimia, o TCAP e a obesidade causada pela ingestão de alimentos na ausência de fome. Tratamentos que visam reduzir a motivação anormal de alimentos apetitosos e também podem ser eficazes na motivação anormal de outros estímulos apetitivos (por exemplo, sexo, álcool, substâncias ilícitas, jogos de azar). O modelo BEP / BER pode ser usado como veículo para essas descobertas de genes.

Agradecimentos

Somos gratos aos drs. Paul Blanton e Kristine Lokken por sua orientação e aconselhamento sobre os aspectos translacionais deste estudo. Agradecemos também aos seguintes alunos por ajudarem na manutenção laboratorial e na coleta de dados: Michel Thomas, Jennie Yang, Mary Holsten, Taylor Johnson, Adrianne McCullars e Jillian Woodruff. Esta pesquisa foi apoiada pelo NIH grant DK066007 (MMB).

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