Physiol Behav. Manuscrito do autor; disponível em PMC 2012 Oct 24.
Publicado na forma final editada como:
Physiol Behav. 2011 Oct 24; 104 (5): 865 – 872.
Publicado on-line 2011 May 24. doi: 10.1016 / j.physbeh.2011.05.018
PMCID: PMC3480195
NIHMSID: NIHMS299784
Sumário
Estudos anteriores sugerem que o consumo excessivo de açúcar leva a alterações comportamentais e neuroquímicas semelhantes às observadas na dependência de drogas, incluindo sinais de abstinência semelhante ao opiáceo. Estão surgindo estudos que mostram múltiplos índices neuroquímicos e comportamentais de dependência quando os animais comem uma dieta rica em gordura. O objetivo do presente estudo foi utilizar dietas líquidas e sólidas com alto conteúdo de açúcar e gordura para determinar se a retirada do tipo opiáceo é observada após o consumo compulsivo dessas dietas em ratos Sprague Dawley. Grupos de controle receberam ad libitum acesso ao alimento com gordura doce ou ração padrão. Todos os ratos receberam uma bateria de testes para medir sinais de abstinência do tipo opiáceo, que incluíam sinais somáticos de angústia, ansiedade elevada no labirinto e hipoatividade locomotora. Não se observou precipitação precipitada de naloxona (3 mg / kg) nem abstinência induzida pela privação em ratos que foram mantidos numa dieta nutricionalmente gordurosa e peletizada, uma dieta doce e rica em gorduras suplementada com ração para roedores, ou uma dieta líquida doce. comida gorda. Além disso, a redução do peso corporal para 85%, que é conhecida por potenciar os efeitos de reforço da substância de abuso, não afectou os sinais precipitados por naloxona de retirada semelhante a opiáceos. Assim, diferentemente de achados anteriores relatados em ratos com acesso compulsivo a uma solução de sacarose, ratos que compulsivamente comem combinações de gordura doce não apresentam sinais de abstinência semelhante a opiáceos nas condições testadas. Estes dados apoiam a ideia de que o consumo excessivo de diferentes nutrientes pode induzir comportamentos associados à dependência de diferentes maneiras, e que os comportamentos que poderiam caracterizar a “dependência alimentar” podem ser subtipados com base na composição nutricional do alimento consumido.
Introdução
Sistemas neurais que motivam e reforçam a busca e a ingestão de alimentos também estão por trás dos comportamentos associados ao abuso de drogas [1-5]. Com base nessa sobreposição neurológica, tem sido sugerido que o consumo de certos alimentos também pode resultar em comportamentos semelhantes ao vício [6-8]. Estudos anteriores do nosso laboratório e outros sugerem que o acesso limitado ao açúcar leva a mudanças comportamentais e alterações nos sistemas de dopamina (DA) e opióides que são semelhantes, embora menores em magnitude, aos observados durante a dependência de drogas [8].
Destes comportamentos relacionados à dependência associados ao consumo compulsivo de açúcar, a evidência de abstinência semelhante a opiáceos é de particular interesse. Usando nosso modelo animal de laboratório de compulsão alimentar com açúcar, descobrimos que quando administrado o antagonista opioide naloxona, os ratos apresentam sinais somáticos de abstinência, incluindo batidas de dentes, tremores nas patas dianteiras e tremores de cabeça, bem como ansiedade no labirinto em cruz elevado. . Além disso, esses comportamentos estão associados a uma diminuição na liberação de DA no nucleus accumbens e um aumento na liberação de acetilcolina [9], um desequilíbrio neuroquímico que foi observado durante a retirada de várias drogas de abuso [10, 11]. Também foram observados sinais comportamentais e neuroquímicos de abstinência de opiáceos sem o uso de naloxona (espontaneamente) após um jejum em ratos com histórico de ingestão compulsiva de açúcar [12]. Outros observaram que ratos com uma história de acesso limitado ao açúcar têm uma diminuição na temperatura do corpo quando o açúcar foi removido para 24 h [13] e pode mostrar sinais de comportamento agressivo [14], ambas as quais também são aceitas indicações de retirada. Além disso, uma dieta rica em açúcar mostrou sinais de ansiedade e hiperfagia que parece ser mediada por sistemas de hormônios liberadores de corticotrofina no cérebro [15].
Outros estudos avaliaram aspectos da dependência que podem surgir em resposta a outros alimentos saborosos, como aqueles ricos em combinações de gordura ou gordura doce. Foi relatado que a naloxona produz sinais de abstinência do tipo opiáceo em ratos alimentados com uma dieta estilo cafeteria, que continha uma variedade de alimentos ricos em gordura e açúcar [16]. Mais recentemente, foi demonstrado que roedores expostos a dietas ricas em gordura se envolverão em muitos comportamentos diferentes, sugestivos de dependência [11, 17-19], mas a ocorrência de abstinência do tipo opiáceo não foi sistematicamente estudada dentro do contexto do consumo excessivo de gordura, e não dentro do contexto de horários de acesso limitado.
Dado que tanto a gordura como o açúcar afetam os sistemas opioides [3], que estes macronutrientes são por vezes consumidos em excesso e podem ter um papel na obesidade associada com excessos [20, 21] e possivelmente dependência alimentar [22, 23], o objetivo do presente estudo foi determinar se a retirada do tipo opiáceo é observada em ratos mantidos em horários de acesso limitado a dietas ricas em açúcar e gordura que resultaram em compulsão alimentar. De muitas maneiras, esse design é semelhante à condição de alimentação humana, já que os episódios de compulsão alimentar em alguns indivíduos frequentemente incluem combinações desses macronutrientes [20, 21, 24, 25]. Além disso, o presente estudo examina o efeito que a compulsão alimentar das combinações de gordura e açúcar pode ter na expressão de abstinência quando os ratos estão em pesos corporais normais e reduzidos, pois sabe-se que um baixo peso corporal pode potencializar os efeitos de drogas Abuso [26]. Além disso, ratos com baixo peso corporal liberam mais DA do que controles normais de peso quando bebem açúcar [27], o que pode sugerir um efeito de recompensa melhorado com um baixo peso corporal que pode afetar a gravidade da retirada.
Materiais e Métodos
Métodos gerais
Ratos Sprague-Dawley machos foram obtidos de Taconic Farms (Germantown, NY) e alojados individualmente no biotério da Universidade de Princeton num ciclo de luz reversa 12-h: 12-h dark. A sala foi mantida a 20 ° ± 1 ° C, e os animais tiveram ad libitum acesso a água em todos os momentos e acesso a comida de laboratório padrão, LabDiet #5001 (PMI Nutrição Internacional, Brentwood, MO; 3.02 kcal / g) como descrito abaixo. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso Animal da Universidade de Princeton. As dietas e procedimentos estão resumidos em tabela 1.
Exp. 1: Teste de abstinência de opiáceos precipitado e espontâneo com naloxona em ratos alimentados com uma dieta nutricionalmente completa, rica em gordura e açúcar
Ratos (315-325 g) foram divididos em quatro grupos de peso (n = 10 / grupo) e distribuídos em uma das seguintes condições de alimentação para os dias de 25: (a) 2-h acesso diário a ração adocicada (Pesquisa Dietas, New Brunswick, NJ, # 12451; 45% de gordura, 20% proteína, 35% de carboidrato, 4.7 kcal / g) começando 6 h após o início do ciclo escuro, com ração de roedor padrão disponível apenas para os outros 22 h por dia; (b) 2-h acesso à ração de gordura doce às segundas, quartas e sextas-feiras (MWF) com ad libitum acesso a ração de roedores padrão durante o restante do tempo; c) ad libitum comida doce e gorda; e (d) ad libitum ração padrão (LabDiet #5001, PMI Nutrição Internacional, Richmond, IN; 10% de gordura, 20% de proteína, 70% de carboidrato, 3.02 kcal / g). A comida foi substituída duas vezes por semana. A ingestão de alimentos foi medida diariamente (antes e após o período de acesso ao 2-h, ou o tempo ad libitumgrupos alimentados). Os pesos corporais também foram medidos durante esses dias nos dias 1 – 7 e dias 18 – 24 de acesso.
1a. Naloxona precipitou o teste de retirada
Nos dias, os ratos 26 e 27 foram aleatoriamente designados para serem testados quanto a sinais de abstinência. Estes testes foram distribuídos ao longo de 2 dias para garantir que os testes fossem conduzidos o mais próximo possível do início do período de acesso normal ao 2-h para cada rato. Para testar sinais somáticos de abstinência do tipo opiáceo, administrou-se aos ratos o antagonista opióide naloxona (Sigma, St. Louis; 3 mg / kg, sc). As injeções foram administradas 6 h após o início do ciclo escuro, quando o acesso ao alimento palatável normalmente começava. Os ratos do grupo 2-h MWF normalmente tinham um período 46-h de privação de comida palatável entre os seus períodos de acesso durante a semana (embora tivessem ração padrão disponível durante este período) e também foram privados do alimento palatável durante o fim de semana. Assim, para padronizar o período de privação de 46-h, garantimos que todos os ratos testados tinham 46 h de privação de alimento com gordura doce. Dez minutos ap� a injec�o, os ratos foram colocados numa gaiola de pl�tico forrada com Bed-o-Cobs (The Anderson Co., Maumee, OH), e os sinais som�icos de retirada foram registados para 5 min por um observador cego � condi�es experimentais. Instâncias de morder a pata, aberturas defensivas, batidas de cachorro molhado, batidas de dentes, tremores de cabeça, tremor de pata dianteira, cruzamento de gaiola e aparência foram registradas para cada rato, e as ocorrências totais desses comportamentos foram somadas para produzir uma pontuação geral de índice de retirada. , usando um método modificado de outros relatórios [28, 29].
1b. Teste de retirada espontâneo
Para determinar se o comportamento de abstinência poderia ser observado simplesmente removendo a dieta palatável (ou seja, sem naloxona), os ratos receberam acesso apenas a ração padrão para roedores por 3 semanas. Então, os ratos foram devolvidos aos seus horários de alimentação anteriores por 14 dias. Durante os períodos subsequentes de privação de alimento com gordura doce, todos os animais foram mantidos em ração para roedores padrão para 46 h. No final de 46 h, quando o grupo experimental normalmente recebia acesso a comida doce, eles eram testados para sinais somáticos de abstinência.
Exp. 2: Teste de abstinência espontânea e precipitada com naloxona em ratos alimentados com ração de roedores padrão com um alimento nutricionalmente incompleto rico em açúcar e gordura
Este experimento utilizou uma avaliação adicional da retirada do tipo opiáceo, o labirinto em cruz elevado, para determinar respostas tanto somáticas quanto ansiosas à retirada de alimentos apetitosos. Ratos (350-400 g) foram divididos em três grupos de peso (n = 8 / grupo) e mantidos em ad libitum ração e água suplementadas com o seguinte para os dias 28: (a) 12-h acesso a uma mistura rica em açúcar e alto teor de gordura (4.48 kcal / g; 35.7% gordura, 64.3% sacarose; manteiga, açúcar em pó, preparado na nossa laboratório); b) ad libitum acesso à mesma mistura de açúcar e gordura (c) ad libitum comida. Os alimentos foram substituídos duas vezes por semana, altura em que os animais foram pesados.
2a. Teste de retirada espontâneo
No dia 28, todos os ratos foram colocados em uma dieta de ad libitum comida padrão para roedores. 24 he 36 h mais tarde todos os ratos foram testados quanto a sinais somáticos de retirada semelhante a opiáceos, a fim de determinar um índice geral de retirada, como descrito em Exp. 1a. Então, para testar a ansiedade, os animais foram então colocados individualmente para 5 min em um labirinto em cruz elevado [30]. O aparelho tinha quatro braços, cada 10 cm de largura por 50 cm de comprimento, e foi elevado 60 cm acima do chão. Dois braços opostos foram fechados com altas paredes opacas, enquanto os outros dois braços não tinham paredes protetoras. O experimento foi conduzido sob luz vermelha para minimizar a interrupção do ciclo circadiano dos ratos. Os ratos foram colocados no centro do labirinto com a orientação da cabeça alternada em direção a um braço aberto ou fechado. Cada teste de labirinto em cruz foi gravado em vídeo e depois pontuado pela quantidade de tempo gasto com a cabeça, ombros e patas dianteiras no braço aberto, braço fechado ou seção central do labirinto por um observador cego à condição da dieta.
2b. Teste de abstinência precipitado com naloxona
Após o teste na Exp. 2a, todos os ratos foram devolvidos às suas dietas atribuídas durante 21 dias e depois foram administrados naloxona (Sigma, St. Louis; 3 mg / kg, sc). Dez minutos ap� a injec�o, observaram-se ratos para sinais som�icos de reten�o e ansiedade elevada em labirinto em cruz (conforme descrito no Exp. 2a).
Exp. 3: Teste de abstinência do tipo opiáceo precipitado com naloxona em ratos mantidos em ração para roedores e com um alimento líquido rico em açúcar e gordura
As dietas testadas no Exp. 1 e 2 eram sólidos; Em seguida, testamos uma dieta líquida para controlar os efeitos da textura, já que os sinais de abstinência de opiáceos em nosso modelo animal de ingestão excessiva de açúcar envolviam o uso de uma solução de sacarose [8, 9], e existem diferenças conhecidas nos efeitos que dietas sólidas e líquidas podem ter sobre o comportamento ingestivo [31, 32]. Ratos (300-375 g) foram divididos em quatro grupos de peso (n = 8 / grupo) e mantidos por 28 dias em ad libitum ração suplementada com: (a) 12-h acesso a uma emulsão de óleo, açúcar e água (3.4 Kcal / mL, 35% de gordura, 10% de açúcar; Mazola® Corn Oil, sacarose, água da torneira e 0.6% Emplex, Caravan Ingredients , Lenexa, KS, preparado em nosso laboratório) e ração; (b) 12-h acesso a Vanilla Assegure (1.06 Kcal / mL, 30% gordura e 30% de açúcar, Abbott Laboratories, Abbott Park, IL) e ração; c) 12-h acesso a uma solução de sacarose 10% (p / v) (0.4 Kcal / ml) e comida, ou (d) ad libitum comida. Para preparar a emulsão, a água foi aquecida a 75 – 80 ° C e adicionada a outros ingredientes. A emulsão foi misturada a alta velocidade para 5 min e depois arrefecida num banho de gelo até atingir 20 ° C. Todas as dietas (exceto ração padrão) eram líquidas e eram apresentadas em um tubo graduado para beber. A comida foi substituída diariamente e os animais foram pesados semanalmente.
Teste de abstinência precipitado com naloxona
Após 28 dias nas dietas atribuídas, os ratos receberam naloxona (3 mg / kg, sc). Dez minutos ap a injeco, os ratos foram colocados no labirinto em cruz elevado, como descrito em Exp. 2a. Imediatamente a seguir ao teste 5-min labirinto em cruz elevado, os ratos foram colocados numa câmara de actividade de campo aberto informatizada sob luz vermelha (MED Associates, Geórgia, VT, 30.5 paredes laterais de acrílico elevado e fotocélulas de infravermelhos 16 em cada um dos três eixos). ). Todo o campo foi 43.2 cm × 43.2 cm. Cada rato foi inicialmente colocado no centro do campo aberto e recebeu um período de aclimatação 10 min antes do início do teste [33, 34]. Em seguida, a atividade locomotora, definida como quebra do feixe de infravermelho, foi monitorada por 20 min.
Exp. 4: Teste de abstinência de opiáceos precipitado com naloxona em ratos com peso corporal reduzido
Para testar se os sinais de privação poderiam ser obtidos com um peso corporal reduzido, os ratos com peso igual (283-345g) foram mantidos durante 21 dias após: (a) 2-h acesso diário a ração de gordura doce (Research Dietets, New Brunswick, NJ, #12451, como usado na Exp. 1) começando 6 h após o início do ciclo escuro, com ração de roedor padrão disponível apenas para os outros 22 h por dia (n = 10), ou (b) ad libitum ração standard com 2 h de acesso à ração de gordura adocicada apenas dois dias (dia 2 e dia 22 ou 23; grupo Aguda Doce-Gordura, n = 9). A ingestão de alimentos foi medida diariamente em 6 he 8 h após o início do ciclo escuro; a comida foi substituída duas vezes por semana.
4a. Teste normal de retirada do peso corporal
No dia 22, 6 h no período escuro, todos os ratos receberam naloxona (3 mg / kg, sc). Dez minutos ap� a injec�o, observaram-se ratos para sinais som�icos de retirada e ansiedade elevada em labirinto em cruz, como descrito em Exp. 2a.
4b. Teste de retirada de peso corporal reduzido
Os ratos 2-h Diários de Gordura Doce foram reduzidos para 85% de peso corporal durante um período de 7 dias, reduzindo a disponibilidade de ração padrão diária para um meio pelete (3 g) ou um sedimento (5 g) e ração de gordura adocicada a meio-pelete (2 g) ou um pelete (3.5 g). A quantidade de alimento fornecida foi ajustada para cada rato, dependendo da taxa de perda de peso. O grupo Acute Sweet-Fat também foi reduzido para 85% de peso corporal ao longo de um período de 7-dia, diminuindo a disponibilidade de ração padrão diária para as pastilhas 1-2. Os ratos deste grupo receberam acesso de 2-h a ração de gordura doce pela terceira vez no dia 30 ou 31. Testes de abstinência (sinais somáticos e labirinto em cruz) foram realizados novamente no dia 29, conforme descrito no Exp. 1a e 2a.
4c. Teste de atividade locomotora normal do peso corporal
Após o teste com peso corporal reduzido, todos os ratos receberam ad libitum acesso a ração padrão por um mês para permitir que retornem a um peso normal para a idade. Então, todos os animais foram devolvidos às suas dietas experimentais por 14 dias. Os ratos do grupo Acute Sweet-Fat receberam acesso à ração de gordura doce novamente no décimo quarto dia de acesso às dietas de teste retomadas, a fim de determinar se o comportamento era devido a compulsão alimentar ou mera exposição à dieta. Então, 6 h após o início do ciclo escuro, naloxona (3 mg / kg, sc) foi administrada. Dez minutos ap a injeco, os ratos foram colocados numa cara de actividade de campo aberto informatizada sob luz vermelha, como descrito em Exp. 3a. Cada rato foi inicialmente colocado no centro da câmara locomotora, e as contagens de atividade foram medidas para 10 min.
4d. Teste de atividade locomotora de peso corporal reduzido
Após Exp. 4c, os pesos corporais de todos os ratos foram novamente reduzidos para 85% como descrito acima ao longo dos dias 7. O teste de actividade locomotora foi então realizado como descrito em Exp. 3c.
Análise Estatística
Os dados foram analisados usando análises de variância unidirecional e bidirecional (ANOVA) com testes post-hoc de Newman Keuls ou Tukey, quando apropriado, ou testes t de Student. Para os dados do labirinto em cruz elevado, a atividade do braço aberto foi considerada como o tempo total que cada rato passou nos braços abertos do labirinto [35]. Os dados locomotores foram analisados primeiramente com one-way ANOVA para cada medida de locomoção e depois com two-way ANOVA para comparar medidas locomotoras dentro do grupo em peso corporal normal e reduzido, bem como medidas entre grupos. O erro apresentado neste manuscrito é o erro padrão da média.
Resultados
Exp. 1: Não foram observados sinais somáticos de ansiedade precipitados por naloxona ou em ratos que receberam uma ração de gordura doce nutricionalmente completa
Dados de ingestão e peso corporal
Os dados de ingestão desses ratos foram relatados anteriormente [36]. Para resumir estes achados, em comparação com os grupos de controlo, os ratos com acesso diário ao 2-h e acesso ao 2-h MWF ao alimento nutricionalmente gordo e doce consumiram quantidades excessivamente grandes da comida saborosa no acesso 2 h. O peso corporal destes animais aumentou devido a grandes refeições e, em seguida, diminuiu entre as compulsões como resultado da ingestão auto-restrita de ração padrão após as compulsões. No entanto, apesar dessas flutuações no peso corporal, o grupo com acesso a ração com gordura adocicada todos os dias ganhou significativamente mais peso do que o grupo controle com ração padrão disponível. ad libitum. Além disso, ao analisar o ganho de peso ao longo da duração do estudo, houve uma diferença entre os grupos (F(3,39) = 7.74, p <0.001), com aqueles animais com acesso diário de 2 horas à ração com gordura doce ganhando mais peso do que os controles alimentados com ração padrão (108.6 ± 6.2 g vs. 75.4 ± 3.8 g, respectivamente; p<0.001) e os controles alimentados com gordura doce (88.3 ± 4.9 g; p<0.05). Além disso, os ratos com 2 h de MWF de acesso ao alimento com gordura doce ganharam mais peso do que os controles alimentados com ração (95.0 ± 4.6 g vs. 75.4 ± 3.8 g, respectivamente; p
Testes de retirada
Quando administrada naloxona, não houve diferenças nos escores do índice de abstinência para o comportamento somático observado entre os grupos (F(3, 36) = 2.71, p = ns). Estes comportamentos incluíram tremores nas patas dianteiras, gaiola, mordedura da pata ep = ns para cada; Vejo FIG. 1). Shakes de cães molhados não foram observados em nenhum grupo.
Casos de sinais somáticos de abstinência após a privação da ração de gordura doce são descritos FIG. 2. Não houve significância entre os grupos entre o escore total do índice de abstinência (F(3, 36) = 2.04, p = ns). Comparações por pares não revelaram diferenças entre os grupos para tremores na pata dianteira, mordedura da pata ou escavação defensiva (p = ns para todos). A significância foi observada entre os grupos nos casos de cruzamento da gaiola (F(3, 36) = 4.66, p <0.05). Post hoc Os testes de Tukey revelaram que os ratos de acesso diário ao 2-h mostraram significativamente menos casos de ad libitum Ratos de comida (p <0.01) ou ad libitum Ratos De Gordura Doce (p <0.05). Novamente, tremores de cachorro molhado não foram observados em nenhum grupo.
Exp. 2: Sinais somáticos espontâneos precipitados por naloxona ou sinais espontâneos de ansiedade no labirinto em cruz elevado não foram observados em ratos alimentados com um suplemento de gordura doce ao seu alimento padrão
Dados de ingestão e peso corporal
Os animais que estavam no grupo 12-h Doce-Gordura + Chow consumiram mais alimentos doces e gordurosos durante a primeira hora de acesso diário, em comparação com os animais mantidos na dieta. ad libitum Dieta de gordura doce + comida (F(2, 21) = 13.16, p <0.001, dia 28 de acesso à dieta, 5.6 vs. 1.1 g, respectivamente). No dia 28 de acesso à dieta, o grupo Sweet-Fat de 12 horas consumiu 3.5 ± 0.9 g de ração, o ad libitum Grupo Sweet-Fat consumiu 0.68 ± 0.7 g de ração, e o ad libitum O grupo de comida consumiu 2.3 ± 1.5 g de comida na primeira hora. Apesar das diferenças na ingestão do suplemento de gordura doce e ração, no dia 28 não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos no número total de calorias consumidas ao longo de um período 24-h (F(2, 22) = 0.62; p = ns; 12-h Doce-Gordura: 82.8 ± 2.6 Kcal, ad libitum Gordura Doce: 77.3 ± 7.8 Kcal, ad libitum Chow: 83.2 ± 6.8 Kcal). No dia 28, os pesos corporais dos ratos não foram significativamente diferentes entre os grupos (F(2, 23) = 1.87, p = ns). Além disso, a análise do peso ganho ao longo da duração do estudo não produziu diferenças significativas entre os grupos (F(2, 21) = 1.31, p = ns).
Testes de retirada
Não houve diferenças estatisticamente significativas nos escores do índice de abstinência observados entre os grupos 24 h (F(2, 23) = 0.24, p = ns; 12-h grupo Sweet-Fat = 11.5 ± 2.6, ad libitum Grupo Gordura Doce = 13.6 ± 2.6; ad libitum Grupo de comida = 13.4 ± 1.8) e 36 h (F(2, 23) = 0.17, p = ns; 12-h grupo Sweet-Fat = 11.8 ± 2.6, ad libitum Grupo Gordura Doce = 12.1 ± 1.4; ad libitum Chow = 10.5 ± 2.0) após os animais terem sido privados da dieta palatável. A pontuação do índice inclui comportamentos de grooming, dog shakes molhados, cruzamento de gaiola, tremores na pata dianteira, morder a pata e escavação defensiva (para cada comparação de pares, p = ns). Nenhum exemplo de headhakes foi observado nos pontos de tempo 24 he 36 h.
Em termos do labirinto em cruz elevado, após 24 h de privação houve uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos em termos de tempo gasto no braço aberto (F(2, 23) = 3.77, p<0.05; 3.1 ± 1.4 s, 20.0 ± 6.0 s e 15.4 ± 4.7 s, ad libitum Doce-Gordura, 12-h Doce-Gordura e ad libitum Chow, respectivamente), com os ratos que foram mantidos em ad libitum Gordura doce gastando menos tempo no braço aberto do que o grupo 12-h Sweet-Fat ou o ad libitum Grupo de comida (p <0.05). Às 36 h de privação, nenhum efeito foi visto no tempo gasto no braço aberto do labirinto em cruz (F(2, 23) = 0.22, p= ns; 26.3 ± 7.6 s, 30.0 ± 10.0 e 23.4 ± 7.2 s, ad libitum Doce-Gordura, 12-h Doce-Gordura e ad libitum Chow, respectivamente).
Após a naloxona, não houve diferença estatisticamente significativa nos escores do índice de abstinência do comportamento somático observados entre os grupos (F(2, 23) = 0.64, p = ns). As pontuações do índice de retirada foram 8.4 ± 2.5 para o grupo 12-h Sweet-Fat, 11.5 ± 2.3 para o ad libitum Grupo Sweet-Fat e 11.4 ± 1.7 para o ad libitum Grupo de comida. A pontuação do índice inclui comportamentos de trepidação de dentes, aliciamento, cruzamento da gaiola, tremores na pata dianteira, mordida na pata e perfuração na defensiva (para cada comparação de pares, p = ns). Nenhum exemplo de headhakes ou shakes de cachorro molhados foram observados.
Exp. 3: Sinais somáticos precipitados por naloxona ou sinais de ansiedade no labirinto em cruz elevado não foram observados em ratos alimentados com dieta rica em gordura e rica em sacarose
Dados de entrada
Na terceira semana de acesso à dieta, houve uma diferença entre os grupos em relação à ingestão na primeira hora (Emulsão de óleo de açúcar = 32% de kcal, Baunilha Garantida = 27% de kcal e 10% Sacarose = 24% de kcal da ingestão diária total; F(2, 27) = 39.40, p <0.001). Houve também uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos em termos de seu consumo diário de ração padrão para roedores (F(3, 78) = 22.86, p <0.0001), com os animais com comida palatável disponível mostrando uma diminuição na ingestão de ração padrão para roedores no dia 28 (23 ± 3 Kcal: emulsão de óleo de açúcar; 30 ± 4 Kcal: Baunilha Assegura; 71 ± 2 Kcal: 10% de sacarose ) Relativo ao ad libitum Grupo de comida (101 ± 4 Kcal). Embora tenha havido diferença entre os grupos na ingestão calórica diária total (F(3, 27) = 3.50, p <0.05), comparações múltiplas de acompanhamento indicaram que não houve diferenças observadas quando cada grupo foi comparado de forma independente com o grupo de controle que consome ração (101 ± 4 Kcal), p = ns em todos os casos (118 ± 13 Kcal: emulsão de óleo de açúcar; 93 ± 11 Kcal: Baunilha Garantida; 85 ± 6 Kcal: 10% Sacarose). Além disso, a quantidade de sacarose real consumida (em gramas) era consistente entre os grupos, com cada grupo consumindo 3-4.5g de açúcar / dia, mesmo considerando as diferentes dietas (F(2, 20) = 2.32, p = ns). No final das semanas 4, não houve diferenças no peso corporal entre os grupos (F(3,31) = 0.25, p = ns). No entanto, ao analisar o ganho de peso ao longo da duração do estudo, houve uma diferença entre os grupos (F(3,31) = 3.67, p <0.05), com aqueles animais que consumiram a emulsão de óleo de açúcar ganhando mais peso do que os controles alimentados com ração (123 ± 23 g vs. 67 ± 6 g, respectivamente, p <0.05).
Dados de retirada
Quando colocados no labirinto em cruz elevado após as injeções de naloxona, os animais com acesso à sacarose 12-h 10% passaram menos tempo no braço aberto do labirinto em cruz em comparação com os controles alimentados com Chow (t(9) = 2.58, p <0.05; 52 ± 7 vs. 75 ± 3 s). Nenhuma outra diferença foi observada entre os grupos (grupo de emulsão de óleo de açúcar de 12 h = 54 ± 11 s no braço aberto; grupo Vanilla Certifique-se de 12 h = 75 ± 3 s no braço aberto). A análise dos dados do labirinto de campo aberto revelou que o grupo de 12 h 10% de sacarose aumentou a atividade locomotora (F(3, 29) = 3.65, p <0.05) em comparação com o ad libitum Grupo Chow (contagens ambulatoriais 743 ± 70 e 512 ± 57, respectivamente). Não foram observadas outras diferenças entre os grupos no labirinto de campo aberto (12-h Emulsão de óleo de açúcar = 561 ± 71 contagens ambulatoriais; 12-h Baunilha Garantir o grupo = 576 ± 58 contagens ambulatoriais).
Exp. 4: Sinais somáticos precipitados por naloxona ou sinais de ansiedade no labirinto em cruz elevado em ratos com ingestão de gordura doce não foram observados quando reduzidos a 85% do peso corporal
Dados de ingestão e peso corporal
Com início na segunda semana de acesso à gordura adiposa, os ratos do grupo 2-h Daily Sweet-Fat consumiram um número excessivo de calorias no 2 h de acesso à ração de gordura doce (66.8% da ingestão diária total), o que é consistente com nosso relatório anterior usando esse modelo [36] e sugere comportamento de compulsão alimentar. O grupo Acute Sweet-Fat consumiu 24.6 ± 12.5 kcal no dia 2 e 48.1 ± 14.1 kcal no dia 22 ou 23 dos pellets de gordura adocicada. No peso corporal normal, ANOVA de medidas repetidas (com uma correção de Greenhouse-Geisser) mostrou uma interação significativa grupo x tempo (F(1.63, 27.70) = 21.28, p <0.001). Os testes post-hoc revelaram peso corporal significativamente mais pesado para o grupo de 2 horas de gordura doce diária em comparação com o grupo de gordura doce aguda (dia 8: t(1, 17) = 2.28, p <0.05, dia 12: t(1, 17) = 2.63, p <0.05 e dia 16: t(1, 17) = 2.94, p <0.01). Além disso, quando o ganho de peso ao longo dos primeiros 16 dias foi analisado, os ratos no grupo de gordura Diária Doce de 2 h ganharam significativamente mais peso do que o grupo de gordura Doce Aguda (81.0 ± 4.1 g vs. 45.3 ± 4.5 g, respectivamente; F(1) = 18, p <33.83). Quando os animais foram reduzidos em peso corporal, amostras pareadas t-testes indicaram que os pesos corporais de ambos os grupos foram estatisticamente reduzidost(9) = 25.50, p <0.001 e t(8) = 19.93, p <0.001, ração doce com gordura de 2 h e ração doce com gordura aguda, respectivamente).
Dados de retirada
No peso normal, a única diferença observada entre os grupos revelou que os ratos 2-h Daily Sweet-fat exibiram significativamente menos casos de cruzamento da gaiola em comparação com os ratos com gordura adiposa aguda (2.3 ± 0.4 vs. 4.5 ± 0.9, respectivamente; F(1, 16) = 5.54, p <0.05; FIG. 3). No entanto, não foram observadas diferenças no índice de abstinência global (2-h Diária Doce-gordo: 9.4 ± 1.2; Doce-gordo Agudo: 12.5 ± 2.0; F(1, 16) = 2.00, p = ns). Isto incluiu medidas de comportamento de escavação, batidas de cabeça, aliciamento e criação (p = ns para cada um). Nenhum rato exibiu quaisquer casos de vibração de dentes.
No peso corporal reduzido, não houve diferenças estatisticamente significantes entre os grupos nos casos de sinais somáticos de retirada, como visto pelo escore do índice (F(1, 16) = 0.49, p = ns). As pontuações do índice de abstinência foram 13.0 ± 3.2 no grupo de gordura adocicada aguda vs. 10.8 ± 1.2 no grupo 2-h Daily Sweet-fat. A pontuação do índice inclui comportamentos de trepidação de dentes, criação, aliciamento, cruzamento da gaiola, tremores na pata dianteira, mordida na pata e comportamento de escavação. Nenhum exemplo de headhakes foi observado.
No teste do labirinto em cruz elevado, o tempo gasto no braço aberto não diferiu em relação ao grupo antes da redução de peso (grupo 2-h Diária Doce: 22.4 ± 7.7; Grupo Aguda Gordo-Doce: 17.4 ± 11.5 s; F(1, 16) = 0.14, p = Ns) ou após a redução de peso (grupo 2-h Diária Doce-gordo: 22.4 s ± 7.0 s; Grupo Doce-gordo Agudo: 16.5 ± 7.8 s; F(1, 16) = 0.32, p = Ns). No teste da actividade locomotora, tanto no peso normal como no peso corporal reduzido, não houve diferenças significativas entre os ratos 2-h Daily Sweet-Fat e Acute Sweet-Fat em termos de actividade locomotora (FIG. 4).
Quando a um peso corporal reduzido, independentemente do grupo, todos os ratos estavam mais ativos (F(1, 16) = 7.13, p <0.05, FIG. 4) e passou mais tempo no centro (F(1, 16) = 11.83, p <0.005; 2-h Daily Sweet-Fat: 12.0 ± 1.7 min com peso corporal reduzido, versus 9.6 ± 1.6 min com peso normal; Gordura doce aguda: 12.8 ± 3.2 min com peso corporal reduzido versus 8.8 ± 2.2 min com peso corporal normal) da câmara de atividade locomotora em comparação com seu comportamento com peso corporal normal, mas não houve interação entre o peso corporal e o grupo.
Discussão
Com base nas descobertas destes quatro experimentos, ratos comendo compulsivamente um alimento saboroso contendo gordura e açúcar não demonstraram indicações significativas de abstinência precipitada por naloxona ou espontânea. Dadas as descobertas anteriores de que os ratos consumem açúcar mostram sinais de abstinência precipitada por naloxona [9] (que também foi replicada aqui no Exp. 3), esperávamos que ratos injetados com naloxona com acesso limitado a uma dieta rica em gorduras e adoçados mostrassem sinais semelhantes de abstinência. No entanto, a inclusão de gordura na dieta pode ter interferido na expressão dos sinais de abstinência. Essas descobertas sugerem, portanto, que a abstinência do tipo opiáceo não é observada em resposta à compulsão alimentar de todas as dietas palatáveis, especificamente aquelas ricas em gordura, que é, como o açúcar, conhecida por exercer efeitos sobre os sistemas opioides cerebrais. Assim, o surgimento dos sinais de abstinência do tipo opiáceo vistos em resposta à compulsão alimentar parece ser específico para macronutrientes.
As propriedades aditivas de dietas ricas em gordura e açúcar
Em revisões anteriores, resumimos as descobertas de nosso laboratório e de outros autores, sugerindo que o acesso limitado ao açúcar pode resultar em múltiplos sinais comportamentais e neuroquímicos de dependência em ratos, incluindo a retirada do tipo de opiáceo [8, 37]. Há estudos usando modelos animais sugerindo que o acesso a uma dieta rica em gordura também pode instigar alguns sinais de dependência [16]. O grupo de Corwin mostrou um aumento na resposta da relação progressiva em ratos com compulsão alimentar, sugerindo maior motivação [38]. Bale e seus colegas mostram que camundongos que são mantidos em uma dieta rica em gordura ou rica em carboidratos e, em seguida, negaram o acesso à comida vão suportar um estímulo aversivo (choque do pé) para obter os alimentos desejados.11]. Após um período de abstinência aguda, os camundongos com acesso a uma dieta rica em gordura apresentam sinais de ansiedade, bem como redução da expressão do fator liberador de corticotropina no núcleo central da amígdala. No entanto, McGee e seus colegas não observaram sinais de ansiedade ou motivação aumentada usando um cronograma de taxa progressiva após a privação do acesso diário limitado a um encurtamento vegetal adocicado, semelhante à dieta que usamos no Exp. 2 [17]. Coletivamente, esses estudos sugerem que alguns sinais específicos de dependência podem ser obtidos quando se oferece aos animais uma dieta contendo gordura, mas os resultados são complexos e podem ser influenciados por fatores como composição da dieta, peso corporal e horário de acesso.
Especificidade, Forma e Disponibilidade de Macronutrientes como Fatores em Retirada de Alimentos Palatáveis
Os presentes estudos incorporaram uma variedade de dietas ricas em gordura, incluindo algumas que são nutricionalmente completas, semelhantes a uma “refeição”. Outras eram suplementos para uma dieta padrão, semelhante a um “lanche”, que são comumente consumidos durante episódios de compulsão alimentar. [25]. As dietas também foram variadas em textura, a partir da dieta peletizada em Exp. 1, o suplemento dietético semi-sólido em Exp. 2 e as dietas líquidas no Exp. 3. As dietas líquidas foram utilizadas devido à relação anteriormente identificada entre o consumo excessivo de dietas líquidas e o subsequente ganho de peso [31, 32]. Além disso, porque nossos estudos anteriores mostrando sinais de abstinência de opiáceos em resposta ao acesso à sacarose usaram uma solução de sacarose (replicada aqui na Exp. 3 onde os animais consumiram sacarose passaram menos tempo no braço aberto do labirinto em cruz e mostraram sinais de abstinência hiperatividade induzida no labirinto de campo aberto). Testamos uma gordura líquida para ver se a forma do alimento poderia ter um efeito na expressão de comportamentos associados à abstinência. No entanto, o acesso a um líquido rico em gordura não precipitou sinais de abstinência. Desta variedade de textura e forma da dieta, concluímos que independentemente do tipo de alimento rico em gordura ou da forma em que é dado, os presentes experimentos não mostraram sinais claros de abstinência semelhante a opiáceos em animais com acesso compulsivo à gordura.
Outra manipulação levada em consideração neste estudo foi o período de acesso. Alguns dos ratos receberam acesso diário 12-h à dieta palatável, enquanto outros receberam acesso 2-h em um horário diário ou intermitente. Ambos os tipos de acesso restrito mostraram precipitar o comportamento de compulsão alimentar [8, 39]. O consumo excessivo de bebidas alcoólicas mostrou causar mudanças nos sistemas de recompensa do cérebro, particularmente o sistema de dopamina, em ambos os seres humanos [40] e em modelos de ratos, que são semelhantes aos efeitos observados com algumas drogas de abuso [8]. Embora tenha sido demonstrado que esses esquemas de acesso levam à compulsão alimentar, o que foi confirmado nos experimentos atuais, nenhum dos períodos de acesso testados levou a sinais de abstinência semelhantes a opiáceos em resposta à gordura.
Interpretação dos resultados positivos nas experiências atuais
Embora, em geral, os dados sugiram que sinais de abstinência semelhante a opiáceos não surgem quando se oferece aos ratos acesso limitado a alimentos gordurosos e saborosos, houve alguns achados positivos obtidos no presente conjunto de experimentos que justificam a discussão. No Exp. 1, após 46 h de privação de uma ração de gordura doce, os ratos que anteriormente tinham acesso ao 2 h mostraram menos casos de cruzamento de gaiola em comparação com ad libitum controles alimentados (ração padrão para roedores ou ração com alto teor de gordura e doce de roedores). A hipoatividade foi notada durante a retirada da cocaína em roedores [41]. No entanto, não foram observados sinais de abstinência semelhante aos opiáceos nos outros testes realizados nesse grupo, como as medidas somáticas de abstinência.
No Exp. 2, após 24 h de privação de animais com ad libitum o acesso à dieta adocicada mostrou menor tempo gasto no braço aberto do labirinto em cruz elevado. Esse achado é interessante, pois sugere que um grupo com ad libitum o acesso ao alimento saboroso mostrou uma mudança de comportamento associada à retirada. No entanto, quando testado em 36 h, o efeito deixou de ser aparente. Isso pode ser devido ao fato de existir uma janela específica de tempo em que surgem sinais espontâneos de ansiedade, e esse período expirou no próximo período de avaliação. Ou, poderia sugerir que o uso repetido do labirinto em cruz elevado alterou o desempenho no teste. Enquanto alguns estudos sugerem que a exposição repetida ao labirinto em cruz elevado não afeta o resultado do teste [42, 43], outros relatam um efeito de habituação [44-47]. No presente conjunto de estudos, na maioria das vezes não foram observadas diferenças entre os grupos na ansiedade, potencialmente indicando que não há diferenças incorridas pela exposição repetida. No entanto, o positivo com ad libitumAlimentos para animais em Exp. 2 deve ser considerado dentro do contexto do uso repetido deste teste.
O papel do peso corporal na expressão de sinais de dependência
No presente estudo, foram avaliadas as variáveis de compulsão alimentar e peso corporal, ambas as quais contribuem para sinais semelhantes ao vício. Outros grupos mostraram que quando os ratos recebem acesso limitado a uma dieta doce de chocolate, eles se tornam obesos e mostram um comportamento semelhante ao ansiogênico quando o acesso negado pelo alimento saboroso é negado.15]. Nossos estudos prévios mostram comportamentos semelhantes aos de abstinência em animais mantidos com sacarose intermitente, com peso normal. Outros achados também mostraram que animais obesos com ad libitum ou acesso limitado a uma dieta estilo cafeteria mostram déficits na neurotransmissão de dopamina mesolímbica [18, 48], mas os animais com acesso restrito (ou seja, acesso compulsivo) que não foram classificados como obesos não apresentaram os receptores 2 de dopamina regulados negativamente. Isso ressalta a ideia de que a própria obesidade poderia levar a mudanças no sistema de recompensa cerebral [18]. Por outro lado, estudos em humanos com transtorno da compulsão alimentar periódica sugerem que a compulsão alimentar, independente da obesidade, afeta os sistemas mesolímbicos da DA [40], destacando, assim, a importância do estudo das variáveis específicas do excesso de comida e da obesidade, tanto juntos quanto de forma independente. No presente trabalho, não observamos sinais de abstinência semelhante a opiáceos emergindo em ratos que ficaram acima do peso em um alimento rico em gordura (Exp.1). Como estudos anteriores sugerem que a obesidade pode precipitar alterações do tipo dependência no cérebro, que podem ou não necessariamente envolver sinais de abstinência semelhantes a opiáceos, é possível que tenhamos sido capazes de observar diferentes (ou seja, não relacionados a opiáceos) sinais de abstinência nesses ratos.
No Exp. 4 avaliamos o efeito da redução do peso corporal no surgimento de sinais de abstinência. Ratos com histórico de privação alimentar adquirem mais rapidamente autoadministração de cocaína em relação aos controles [49], e redução de peso foi mostrado para aumentar os efeitos da recompensa de drogas [26]. A redução do peso corporal dos ratos resulta em uma redução dos níveis de AD no NAc para 33% dos níveis basais [50, 51]. Descobrimos anteriormente que quando os pesos corporais de ratos com histórico de compulsão alimentar são reduzidos para 85%, a liberação de DA em resposta ao açúcar é aumentada ainda mais [27]. Por estas razões, nós hipotetizamos que a redução do peso corporal dos ratos poderia aumentar a expressão de sinais de abstinência. No entanto, na Exp. 4, sinais de abstinência precipitados com naloxona não foram observados quando os ratos foram privados de 85% do seu peso corporal normal.
Como medida adicional de ansiedade, avaliamos a atividade locomotora. Aumento da atividade locomotora está associado à retirada de drogas [52-54], e foi encontrado no Exp. 3 em ratos ingere açúcar, mas não em ratos com acesso limitado à gordura. Além disso, no Exp. 4, não houve diferença significativa entre ratos consumindo gordura e ratos controle em termos de locomoção, seja em peso corporal normal ou reduzido.
Conclusão
Ratos mantidos em uma dieta rica em açúcar e gordura não apresentaram sinais de abstinência do tipo opiáceo quando estavam acima do peso, com peso normal ou abaixo do peso, usando as formas sólida e líquida das dietas. Estes resultados contrastam com os achados anteriores deste laboratório, e outros, indicando um comportamento similar ao da abstinência de opiáceos em ratos que compulsivamente comem açúcar. Os presentes achados suportam a noção de que os sinais de dependência em resposta a excessos excessivos de alimentos saborosos podem ser específicos de nutrientes, ressaltando a importância de se investigar mais os efeitos diferenciais que o excesso de nutrientes específicos pode ter sobre os sistemas de recompensa cerebral.
Destaques da Pesquisa
- Estudos mostram índices neuroquímicos e comportamentais de dependência quando os animais comem uma dieta rica em gordura.
- A abstinência precipitada de naloxona não foi observada em ratos comendo compulsivamente uma variedade de dietas ricas em gordura.
- Retirada induzida por privação não foi observada em ratos comendo compulsivamente uma variedade de dietas ricas em gordura.
- A redução do peso corporal, que é conhecida por potenciar os efeitos de reforço da substância de abuso, não afectou os sinais precipitados por naloxona de retirada semelhante a opiáceos.
- Ratos que compulsivamente comem combinações de gordura doce não mostram sinais de abstinência semelhante ao opiáceo nas condições utilizadas.
Agradecimentos
A pesquisa foi apoiada pelo USPHS concessão AA-12882 (BGH) e DK-079793 e da National Eating Disorders Foundation (NMA).
Notas de rodapé
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Referências
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