O acesso intermitente a líquidos com elevado teor de gordura induz uma maior palatabilidade e motivação para consumir num modelo de rato de consumo compulsivo (2013)

Sylvie Lardeux, James J. Kim e Saleem M. Nicola^*

Os transtornos de compulsão alimentar são caracterizados por episódios discretos de consumo alimentar rápido e excessivo. Em ratos, o acesso intermitente a alimentos com gordura doce imita esse aspecto da compulsão alimentar. Esses modelos tipicamente empregam alimentos sólidos; no entanto, a quantidade total consumida depende da motivação, palatabilidade e saciedade, que são difíceis de dissociar com alimentos sólidos. Em contraste, a análise de microestrutura de lamber pode ser usada para dissociar esses parâmetros quando o ingerente é um líquido. Por isso, desenvolvemos um modelo de compulsão usando uma emulsão líquida composta por óleo de milho, creme pesado e açúcar. Mostramos que os ratos que receberam acesso intermitente a esta emulsão rica em gordura desenvolvem um comportamento semelhante ao observado anteriormente com alimentos sólidos ricos em gordura. Uma característica deste comportamento foi uma escalada gradual no consumo em semanas 2.5 de acesso intermitente, o que não foi aparente em ratos que receberam líquidos com baixo teor de gordura no mesmo horário de acesso. A análise da microestrutura de Lick sugere que essa escalada deveu-se, pelo menos em parte, ao aumento da motivação para consumir e do consumo impulsionado pela palatabilidade.

2.1 Animais

Ratos Long-Evans machos (n = 144) pesando 275-300g foram obtidos da Harlan e alojados numa sala com um 12 h on, 12 h off ciclo de luz. Experimentos foram conduzidos durante a fase de luz. Os animais foram habituados a manusear diariamente durante pelo menos uma semana antes de iniciar as experiências. Durante esse período, a ingestão de ração e o peso corporal foram medidos diariamente. Antes do início da experiência, três grupos de ratos foram pareados pela quantidade média de comida consumida e peso corporal médio. Todos os procedimentos com animais foram consistentes com o Guia dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório, e foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Faculdade de Medicina Albert Einstein.

Comportamento 2.2

2.2.3. Procedimento de acesso intermitente

Os ratos foram divididos em três grupos: o grupo de acesso intermitente (compulsão) (I_COS; n = 46), o grupo de acesso contínuo (C_COS; n = 36) e um grupo de controle sem acesso a COS (N_COS; n = 38). (O número de ratos utilizados é grande porque os ratos foram posteriormente utilizados para experiências farmacológicas para comparar os efeitos dos fármacos nos diferentes grupos; estes resultados não são reportados aqui.) Para as semanas 5, o I_COS e C_COS os grupos tiveram acesso a um lickometer contendo COS nas câmaras operantes três vezes por semana (segunda, quarta e sexta-feira; MWF) para 90 min. O C_COS grupo também teve ad libitum acesso a COS em todos os momentos em suas gaiolas em casa. Os registros de data e hora da lambida e o consumo de COS foram registrados durante as sessões de acesso. Peso corporal, ingestão de alimentos e (para o C_COS grupo) A ingestão de COS na gaiola domiciliar foi registrada diariamente de segunda a sexta-feira; portanto, as medições 25 são relatadas para o experimento da semana 5 (Figs. 2A, D, B, E; 3A, C). Às segundas-feiras, essas medidas foram divididas por três para normalizar no final de semana. Comparações do consumo de comida no dia anterior vs o dia após a sessão de acesso (Figs. 2C, F; 3B, D) foram feitas duas vezes por semana (para um total de comparações 10 em semanas 5). Então_COS ratos foram comprados ao mesmo tempo que os outros grupos e foram mantidos na mesma colônia, mas não tiveram acesso à COS. Todos os ratos ad libitum acesso a comida e água em todos os momentos na gaiola em casa.

 

Figura 2

Consumo de calorias e consumo de ração foram influenciados pelo cronograma de acesso e ingestão

 

Figura 3

Acesso intermitente a COS ou CS não afeta o ganho de peso

Uma experiência separada utilizou a solução menos calórica de CS em vez de COS. Três grupos de ratos (n = 8 cada) foram usados ​​neste experimento,_CSC_CS e N_CS, e estes foram tratados exatamente como o eu_COSC_COS e N_COS grupos descritos acima, respectivamente, exceto que CS foi substituído por COS. N_COS e N_CS grupos foram tratados de forma idêntica (sem acesso a COS ou CS); a diferença era que o N_COS grupo foi mantido na colônia simultaneamente com o I_COS e C_COS grupos, enquanto o N_CS grupo foi mantido simultaneamente com o I_CS e C_CS grupos.

2.3. Análise de dados

2.3.1. Estatisticas

ANOVA de medidas repetidas com um fator (dias) ou dois fatores (dias e grupo) foram usados ​​para comparar os efeitos dos procedimentos de compulsão alimentar e controle. ANOVAs foram seguidos por Holm-Sidak post hoc testes; um ajustado p <0.05 foi considerado uma diferença significativa. Os resultados da ANOVA são relatados em tabela 1. Para determinar se o consumo aumentou em sessões de acesso sucessivas, os dados do dia 2 para o dia 8 foram ajustados a um modelo linear usando a regressão de mínimos quadrados. O declive ao longo destes dias foi avaliado para a diferença significativa de 0, e os declives foram comparados entre o I_COS e eu_CS grupos usando ANCOVA. Todas as análises foram realizadas utilizando o ambiente de software R [43].

 

tabela 1

Resultados ANOVA.

3.1. Consumo geral e peso corporal

Ratos no eu_COS O acesso (intermitente ao grupo COS) teve semanas 5 de acesso a um creme (50% v / v), óleo (50% v / v) e emulsão líquida de açúcar (8% w / v) em dias de teste: segundas-feiras , Quartas e sextas-feiras (e nenhum acesso ao COS em qualquer outro momento). A COS foi entregue através de um lickometer nos períodos de acesso mínimo 90 nas câmaras operantes. Nas semanas 5 de acesso intermitente, o volume de COS consumido aumentou de forma constante: no dia de acesso 15 (no final do 5^th semana), a quantidade consumida foi significativamente maior do que nos dias 1 a 10, e as quantidades consumidas nos dias 6 a 15 foram maiores do que nos dias 1, 2 ou 3 (Fig. 1A). Em contraste com o eu_COS grupo, ratos no C_COS grupo (Acesso contínuo a COS) tinha acesso a COS não apenas na câmara operante durante o período mínimo de acesso 90, mas também na gaiola residencial em todos os outros momentos. Como esperado, o C_COS grupo consumido muito menos COS do que o I_COS grupo nas câmaras operantes em todas as sessões após a primeira, e não mostraram diferenças de consumo nos dias 15 de acesso (Fig. 1A).

 

Figura 1

COS, mas não o consumo de CS aumentou em sucessivas sessões de acesso intermitente

Em contraste com os efeitos observados no_COS grupo, a quantidade consumida não aumentou significativamente em semanas para o I_CS grupo que teve acesso ao CS, uma solução de baixo teor de gordura / açúcar. Estes ratos exibiram um baixo nível de consumo na primeira sessão de acesso, e embora o consumo tendesse a ser maior nas sessões subsequentes (e geralmente maior do que o consumo na câmara pelo C_CS grupo), não houve novos aumentos ao longo dos dias (Fig. 1B). A ausência de um efeito estatisticamente significativo dos dias no I_CS grupo contrasta com o forte efeito de dias no I_COS grupo (tabela 1); no entanto, esta diferença poderia, em teoria, surgir do menor número de sujeitos (e, portanto, poder estatístico) no I_CS grupo. Portanto, nós quebramos o eu_COS grupo em sub-grupos 6 de tamanho comparável ao I_CS grupo (N = 8 para 5 I_COS subgrupos, N = 6 para um subgrupo; os participantes de cada subgrupo foram treinados juntos). Houve um aumento significativo no consumo de COS no 5 do 6 I_COS subgrupos (efeito de dias: grupo 1: F_(14,211) = 5.87, P <0.001; grupo 2: F_(14,210) = 4.06, p <0.001; grupo 3: F_(14,200) = 4.83, p <0.001; grupo 4: F_(14,196) = 7.98, p <0.001; grupo 5: F_(14,74) = 1.87, p <0.05); no subgrupo restante, o efeito aproximou-se da significância (F_(14,141) = 1.72, p = 0.058). No eu_CS grupo, no entanto, não houve evidência de uma tendência a um efeito significativo (p = 0.56; tabela 1). Portanto, a ausência de um efeito significativo de dias no I_CS ratos é improvável que seja devido à falta de poder estatístico.

Estes resultados sugerem que eu_CS ratos aprenderam a consumir CS e superar a neofobia dentro de uma sessão, com o resultado de que seu consumo atingiu um patamar na segunda sessão. Porque os efeitos da aprendizagem inicial e da neofobia devem ser semelhantes para o_COS e eu_CS grupos, o grande aumento do consumo no I_COS grupo do dia 1 ao dia 2 (Fig. 1A) é provável que seja devido ao aprendizado inicial e à redução da neofobia. No entanto, o aumento mais gradual nos dias subsequentes é inconsistente com esses processos. Portanto, para isolar o aumento gradual da ingestão (Fig. 1A) e outras medidas consumativas (Figs. 5 e E6) 6) a partir dos efeitos da aprendizagem inicial e da neofobia, comparamos o consumo em todos os dias individuais com o consumo de referência nos dias 2 e 3.

 

Figura 5

A latência para lamber e taxa de lambida inicial mudou ao longo de dias de acesso intermitente a COS

 

Figura 6

A microestrutura de ruptura mudou ao longo dos dias de acesso ao COS, mas não ao CS

O efeito de platô inicial no I_CS grupo está em notável contraste com a escalada gradual observada no_COS grupo, que atingiu um patamar por dia 8. Comparar diretamente a taxa de aumento no consumo após o primeiro dia no I_COS e eu_CS grupos, calculamos a inclinação do aumento do dia 2 para o dia 8 (Fig. 1C). Considerando que a inclinação foi positiva e significativamente diferente da 0 para o I_COS grupo, não diferiu significativamente do 0 para o I_CS grupo. Além disso, foi observada uma inclinação significativamente positiva no 5 do 6 I_COS subgrupos descritos acima (não mostrado). Além disso, comparação de encostas no_COS e eu_CS grupos utilizando ANCOVA mostraram uma diferença significativa entre os dois grupos (Fig. 1C). Portanto, o eu_COS O grupo demonstrou uma escalada gradual no consumo em períodos de acesso intermitente que não podem ser facilmente explicados como consequência da aprendizagem inicial ou diminuição da neofobia. Este escalonamento gradual é semelhante ao observado anteriormente em ratos que receberam acesso intermitente a alimentos sólidos com alto teor de gordura [5, 6, 10-12].

Uma possível explicação alternativa para a escalada gradual do consumo no I_COS grupo é que os ratos gradualmente aprenderam a obter mais COS por lambida. Para testar essa hipótese, comparamos o número de lambidas por ml de líquido consumido em todo_COS e eu_CS grupos e em todos os dias de acesso, usando uma ANOVA de dois fatores. O eu_COS grupo lambeu mais eficientemente do que o I_CS grupo (média geral nas sessões 15: COS: 315.0 ± 52.3 licks / mL; CS: 418.3 ± 106.4 licks / mL; F_(1,719) = 13.6; p <0.001) e houve efeito dos dias de acesso (F_(14,719) = 1.8; p = 0.04), mas sem interação (F_(14,719) = 0.5; p = 0.9). Testes post-hoc mostraram que o efeito dos dias foi devido a um aumento significativo na eficiência do primeiro dia para o segundo, mas nenhum aumento adicional nas sessões posteriores. Portanto, a escalada gradual do consumo no I_COS grupo não pode ser atribuído a mudanças na eficiência da lambida.

Outro fator potencialmente confundidor é a presença do emulsionante (estearoil lactilato de sódio) na COS, mas não na CS: o I_COS os ratos podem ter evitado inicialmente a COS devido à presença do emulsionante. Como é impossível fazer COS sem um emulsificante, testamos a hipótese de que ratos evitam o emulsificante usado para preparar COS comparando o consumo de CS e CS + 0.1% de estearoil lactilato de sódio (peso / volume). Seis ratos machos virgens foram apresentados simultaneamente com frascos contendo ambos os líquidos por 1 hora na gaiola. Esta experiência foi repetida duas vezes após um dia de habituação; a posição relativa da garrafa foi alterada entre os dias para evitar um viés lateral. Nas duas últimas sessões de acesso, os ratos beberam quantidades semelhantes de CS (4.2 ± 0.8 ml) e CS + emulsionante (5.4 ± 0.4 ml; teste t p> 0.05). Portanto, os ratos não evitam o emulsificante.

Nas semanas 5, o I_COS e C_COS grupos consumiram progressivamente menos comida disponível na gaiola. O C_COS grupo consumiu relativamente pouca comida (Fig. 2A) mas, devido ao consumo de grandes quantidades de COS, ainda consome mais calorias por dia do que o N_COS grupo de controlo, que não tinha acesso ao COS (Fig. 2B). O eu_COS grupo apresentou grandes e regulares oscilações no consumo de ração (Fig. 2A), com ratos neste grupo consumindo mais comida no dia anterior ao acesso à COS e menos no 24 h após o acesso à COS (Fig. 2C). Em contraste, nem o N_COS nem o C_COS grupos diferiram em seu consumo de comida imediatamente antes e depois do período de acesso (Fig. 2C). Porque eu_COS ratos, o resultado líquido foi que em dias de acesso COS, este grupo consumiu calorias totais semelhantes à quantidade consumida pelo C_COS grupo, e nos dias sem COS, o I_COS grupo consumiu um pouco menos do que o N_COS grupo. O grande número de calorias consumidas pelo I_COS grupo em dias de acesso foi devido à ingestão de COS: no final das semanas 5, o I_COS grupo consumido em 90 min ligeiramente mais de metade da quantidade de COS que o C_COS grupo consumido em um dia inteiro (no dia do acesso 15: I_COS: 54.2 ± 4.0 kCal de COS consumido; C_COS: 97.7 ± 5.7 kCal de COS consumido). Esses efeitos resultaram em um padrão “dente de serra” de ingestão calórica total ao longo dos dias_COS grupo (Fig. 2B). O último efeito também pode ser visto em Fig. 2C (o eu_COS o consumo de comida do grupo antes dos dias de consumo foi menor do que o do N_COS grupo). Estes resultados são consistentes com os achados de outros que usam acesso intermitente a alimentos sólidos ricos em gordura como um modelo de roedores de comportamento compulsivo [5, 10, 11, 16, 41, 42].

É importante ressaltar que esse padrão alimentar não foi observado_CS ratos, que tiveram acesso a uma solução de baixo teor de gordura / açúcar em vez da emulsão COS: a sua ingestão diária de ração não foi afectada pelo facto dos ratos terem uma sessão de acesso ao CS (Fig. 2D, F). Além disso, o padrão “dente de serra” da ingestão calórica foi muito menos pronunciado_CS ratos do que em eu_COS ratos (comparar Fig. 2E com as Fig. 2B). Assim, um padrão de consumo de compulsão foi observado com acesso intermitente à COS, mas não com CS.

Embora o peso corporal dos ratos em todos os grupos tenha aumentado ao longo das semanas 5, o C_COS O peso do grupo aumentou mais rapidamente que o dos outros grupos (Fig. 3A). Surpreendentemente, apesar do acesso a COS 3 dias / semana, o I_COS grupo não ganhou mais peso que o N_COS grupo (Fig. 3A). O eu_COS a regulação aparentemente normal do peso corporal dos ratos pode estar relacionada com o consumo reduzido de ração após a ingestão de COS (Fig. 2C): o ganho de peso foi substancialmente maior no dia anterior ao acesso à COS do que no dia seguinte ao acesso (Fig. 3B). Em contraste, o C_COS e N_COS grupos ganharam peso a uma taxa constante (Fig. 3B). Da mesma forma, com a solução de creme / açúcar, o C_CS o peso do grupo aumentou mais rápido que o do I_CS e N_CS grupos (Fig. 3C, D). Estes resultados são consistentes com observações prévias com alimentos sólidos ricos em gordura [10, 11, 41]. Eles indicam que, como é frequentemente o caso em desordens de compulsão alimentar humana [45, 46], os ratos compulsivos são capazes de restringir seu consumo após uma grande ingestão de alimentos altamente calóricos, mesmo após repetidos acessos intermitentes a esses alimentos ao longo das semanas 5.

3.2. Curso de tempo dentro da sessão de consumo

Quando dado acesso a um líquido altamente palatável, o consumo inicialmente ávido de ratos diminui quando o nutriente ingerido (e o estímulo gustativo condicionado associado a ele) ativa os mecanismos de saciedade [34]. Portanto, perguntamos se o consumo de COS seguiu um padrão similar. Como mostrado nas parcelas do curso do tempo de lamber a sessão mínima 90 (em minúsculas 5), o I_COS grupo exibiu uma taxa global muito elevada de lamber no primeiro ~ 20 min da sessão na semana 5 em comparação com a semana 1 (Fig. 4A, B). O eu_COS as taxas de lambida dos ratos voltaram a níveis baixos e esporádicos em aproximadamente 30 min após o início da sessão (Fig. 4A, B), consistente com observações anteriores [34]. Devido à diferença dramática nas taxas de lambidas nas partes iniciais e posteriores da sessão de acesso, nas análises subsequentes de padrões de lambidas, examinamos o consumo no primeiro trimestre da sessão (22.5 min) e nos últimos três trimestres (68.5 min) separadamente.

 

Figura 4

O aumento no consumo de COS durante semanas de acesso intermitente concentrou-se no primeiro trimestre da sessão

Como esperado, o aumento da taxa de consumos no primeiro trimestre da sessão foi de magnitude muito menor no C_COS grupo (Fig. 4B). De fato, é um pouco surpreendente que o C_COS os ratos beberam muito COS nas câmaras do lickômetro, já que o COS estava disponível gratuitamente em suas gaiolas caseiras. Uma possibilidade é que o COS fresco foi consumido com mais avidez do que o COS na gaiola doméstica, que tinha até 24 horas. No entanto, um grupo naïve de 6 ratos que receberam COS fresco e COS de um dia em testes de escolha de duas garrafas de 1 hora na gaiola doméstica não mostraram preferência por COS fresco (COS fresco: 2.9 ± 0.9 mL; COS de um dia: 6.0 ± 1.8 ; teste t p> 0.05). Portanto, o aumento do consumo inicial de COS no C_COS O grupo pode ser uma função da ativação comportamental após a colocação na relativamente nova câmara de lambidoscópios (em comparação com a gaiola de origem).

3.3. Latência para lamber primeiro e taxa de lambida inicial

A escalada gradual do consumo através do acesso intermitente ao COS (FIG. 1) pode ser devido, em parte, ao aumento da motivação para consumir e / ou ao aumento do consumo motivado pela palatabilidade. Para testar essas hipóteses, examinamos a latência para a primeira lambida da sessão (um índice de motivação) e a taxa inicial de lambidas (pensada para refletir o consumo conduzido pela palatabilidade) [35-37]. Através de sucessivas sessões de acesso, o I_COS latência do grupo para iniciar o consumo de COS tornou-se mais curta, enquanto o_COS latência do grupo foi inalterada (Fig. 5A). Além disso, a latência para a primeira lambida foi consistentemente mais longa no C_COS grupo do que o eu_COS grupo (Fig. 5A), consistente com as diferenças de motivação que seriam esperadas entre os animais que receberam acesso contínuo e restrito a um alimento favorecido. Notavelmente, no entanto, a taxa inicial de lambidas aumentou em todas as sessões_COS e C_COS ratos, e normalmente não foi significativamente diferente entre os grupos em um determinado dia (Fig. 5C). Assim, diferentemente da medida de motivação, a medida do consumo impulsionado pela palatabilidade aumentou em paralelo nos dois grupos.

Como esperado, dada a falta de uma escalada no consumo no I_CS grupo, nem o eu_CS nem o C_CS grupos exibiram uma diminuição significativa na primeira latênciaFig. 5B) ou um aumento na taxa de lambida inicial (Fig. 5D). Em resumo, o acesso intermitente a COS (mas não a CS) resultou em aumentos aparentes de motivação e palatabilidade que acompanharam o aumento no consumo de COS.

3.4. Número e comprimento de ruptura

Os ratos lambem a uma taxa estereotipada de ~ 7 Hz. Durante uma refeição, rajadas de lambidas nessa taxa são interrompidas por pausas, que geralmente são> 1 segundo [36, 37]. A partir do segundo dia de acesso ao décimo quinto, a taxa de laminação dentro da rajada para o I_COS grupo permaneceu estável (6.7 ± 0.2 vs 6.9 ± 0.1 Hz, p> 0.05), indicando que o aumento gradual no consumo é evidente neste grupo (Fig. 1A) não foi devido a uma mudança no gerador de padrão central que controla a taxa de laminação dentro da rajada.

O número de explosões durante o acesso a um líquido palatável é influenciado pela motivação para consumir, enquanto o comprimento das explosões é mais fortemente influenciado pela palatabilidade do líquido [36, 37]. Consistente com essa ideia, C_COS ratos geralmente exibiram menores números de rajada do que eu_COS ratos (Fig. 6A, C). No eu_COS grupo, o número de rajadas foi fortemente dependente do tempo dentro da sessão de acesso: no primeiro trimestre, o número de rajadas aumentou substancialmente ao longo das semanas 5 de acesso, enquanto que tendeu a diminuir nos últimos três trimestres (Fig. 6A, C). Em contraste, eu_CS ratos, que não aumentaram o consumo (Fig. 1B), não mostrou alterações no número de rajadas na fase inicial ou tardia (Fig. 6B, D).

Ao contrário do número de rajadas, a duração do surto não diferiu significativamente entre I_COS e C_COS grupos em qualquer dia (Fig. 6E). De fato, tanto para o eu_COS e C_COS grupos, a duração do burst aumentou ao longo das semanas 5 de acesso intermitente (Fig. 6E). Estes efeitos de escalonamento estavam ausentes em_CS e C_CS ratos (Fig. 6F).

Em suma, os resultados mostram que semanas de acesso intermitente à COS resultaram em um aumento gradual no consumo na fase inicial de cada sessão de acesso. Este aumento foi acompanhado por uma latência mais curta para iniciar o consumo e maior número de licks (consistente com uma maior motivação para consumir), bem como maior taxa de lambida inicial e maior duração do burst (consistente com o aumento do consumo motivado pela palatabilidade). Não foram observados aumentos graduais no consumo nem aumento nos índices de motivação e palatabilidade quando os ratos receberam CS em vez de COS. Juntos, os resultados sugerem que o consumo compulsivo é pelo menos em parte devido a uma escalada gradual na motivação e palatabilidade além do esperado da aprendizagem inicial e diminuição da neofobia.

4.1. Resumo

A compulsão alimentar é caracterizada por episódios discretos (2 horas ou menos) de consumo rápido e excessivo de alimentos que não são motivados por fome ou necessidade metabólica [2]. Para estudar os efeitos do consumo de compulsão alimentar sobre os processos neurais que regulam a ingestão de alimentos, estudos prévios com animais utilizaram acesso intermitente a alimentos com alto teor calórico, especialmente gordura [5, 10, 11, 16, 41], porque os seres humanos que sofrem de compulsão alimentar ou bulimia tipicamente se alimentam de alimentos ricos em gordura [47-49]. A ingestão de alimentos e bebidas ricos em nutrientes é governada por três processos inter-relacionados: motivação, palatabilidade e saciedade. Para estudar os mecanismos neurais subjacentes ao consumo de compulsão alimentar usando técnicas invasivas (como a microinjeção intracraniana de drogas), seria útil examinar esses processos isoladamente. Um meio de fazê-lo é examinar o padrão temporal de consumo, um procedimento que é grandemente facilitado pela administração de ingerente líquido através de um lickômetro. Portanto, desenvolvemos um modelo de acesso intermitente de consumo compulsivo de líquido com alto teor de gordura, baseado nos modelos de compulsão, originalmente desenvolvidos por Corwin e colegas usando gordura sólida [11, 12] e posteriormente estendido para misturas de gordura sólida / açúcar [10, 13, 16]. Como o ingeridor é composto de ingredientes baratos e amplamente disponíveis (creme de supermercado, óleo de milho e açúcar) e não requer nenhum equipamento especial para preparar, nosso modelo pode ser usado em experimentos subsequentes para obter evidências dos efeitos das manipulações neurais sobre a saciedade, motivação e palatabilidade durante o consumo compulsivo.

4.2. Padrão de consumo e relação com modelos de compulsão de acesso intermitente anteriores

Nossos resultados são semelhantes àqueles estabelecidos anteriormente para ratos que receberam acesso intermitente a alimentos sólidos de gordura doce. Em particular, quando os ratos receberam acesso intermitente a COS (creme / óleo / açúcar),_COS grupo), o consumo durante o período de acesso aumentou gradualmente ao longo dos dias de acesso, consistente com as observações anteriores [5-12]. Além disso, eu_COS os ratos apresentaram um padrão de ingestão de calorias, com redução do consumo de ração após o acesso à COS. Esses efeitos foram observados apesar das diferenças processuais dos modelos anteriores, incluindo o acesso domiciliar intermitente ao ingestor de alto teor calórico e a disponibilidade de ração estudos, mas não os nossos (em que o acesso COS foi fornecido em câmaras separadas). Curiosamente, a ingestão calórica em dias de acesso COS intermitente atingiu níveis semelhantes aos observados em 24 h em ratos que receberam acesso contínuo a COS, e a ingestão de ração após o acesso COS foi reduzida a níveis inferiores aos observados em ratos sem acesso a COS. Estes resultados são consistentes com resultados anteriores usando alimentos sólidos ricos em gordura [5, 10, 13, 50]. As grandes flutuações na ingestão de calorias induziram flutuações paralelas no peso, com o resultado líquido que o_COS os ratos ganharam peso não mais rápido do que os ratos que tiveram acesso apenas a ração. Juntos, esses resultados refletem observações anteriores usando acesso intermitente a alimentos sólidos ricos em gordura [5, 10-13, 50] e sugerem que o acesso intermitente a COS líquido induz comportamento compulsivo que é notavelmente similar àquele induzido usando alimentos sólidos ricos em gordura.

Surpreendentemente, os ratos receberam acesso intermitente a uma solução menos calórica de creme e açúcar (CS; I_CS não evidenciaram o aumento gradual do consumo nem o pronunciado padrão dente-de-serra observado em ratos que receberam COS, sugerindo que o alto teor de gordura e / ou conteúdo calórico é necessário para desenvolver comportamento de compulsão alimentar neste esquema. No entanto, os resultados não descartam a possibilidade de que o desenvolvimento da compulsão alimentar seja uma função da eficiência da lambida (quantidade de fluido obtido por lamber), que foi maior para a COS do que para a CS. A razão para essa diferença é desconhecida, mas provavelmente tem a ver com as diferentes propriedades físicas de COS e CS. A maior taxa de ingestão de calorias promovida pela maior eficiência da lambida pode contribuir para a escalada do consumo_COS grupo. Além disso, os tipos específicos de gordura encontrados no óleo de milho podem contribuir para a suscetibilidade dos ratos ao desenvolvimento de compulsão alimentar, assim como a forma da gordura (uma emulsão). De fato, ratos consomem emulsões de óleo de milho ainda mais avidamente que 100% óleo de milho, emulsões de óleo de milho evocam um grau de consumo semelhante ao da gordura sólida, e emulsões de óleo de milho adoçado provocam um consumo ainda maior [51-53]. Assim, porque muitos estudos prévios de compulsão alimentar utilizavam uma mistura de gordura sólida e açúcar [5, 16], a presença de óleo de milho emulsionado pode ser o fator crítico que confere à COS, mas não à CS, a capacidade de evocar o consumo compulsivo. Esta hipótese pode ser testada determinando se emulsões de óleo de milho / água adoçadas (sem creme) induzem um comportamento similar ao induzido por COS, entretanto, mesmo se for esse o caso, COS pode ser preferível para uso em experimentos futuros. de emulsões de óleo de milho / água com estabilidade a longo prazo requer equipamento caro (um microfluidificador), enquanto a preparação de COS não requer aparelhos mais sofisticados do que um batedor de arame.

Como o nosso modelo de binge COS fornece aos ratos acesso a ingerente com alto teor de gordura três dias por semana, pudemos observar uma redução no consumo de ração durante a próxima 24 h, que então se recuperou durante a 24 hr subsequente. O consumo de comida no 24 h após o acesso intermitente a COS (mas não ao CS) foi significativamente menor do que o consumo de 24 hr pelo grupo de controle sem acesso a COS (N_COS grupo), consistente com relatos anteriores com alimentos gordurosos e com10, 12, 13]. Juntamente com os nossos resultados, estes resultados sugerem que a ingestão excessiva de álcool ativa um processo de saciedade a longo prazo que limita o consumo por horas após o curto período de consumo durante o período de acesso. Estes resultados são intrigantes à luz das descobertas de que os ratos consumam alimentos com alto teor de gordura em comparação com alimentos ricos em carboidratos de densidade igual em calorias [28, 29, 54-58]. A pré-carga intragástrica com gordura resulta em menor inibição do consumo subsequente do que a pré-carga com uma dose isocalórica de carboidrato [29], e esses efeitos são duradouros (até um dia) [28]. Assim, os ratos consomem mais gordura em parte porque a gordura é menos eficaz (por caloria) na ativação dos mecanismos de saciedade pós-anestésica. Estes estudos sugerem que o teor de açúcar de COS e outras misturas de gordura / açúcar utilizadas em procedimentos de compulsão de acesso intermitente pode contribuir significativamente para a inibição pós-compulsão do consumo de alimento. Novos estudos que comparam diretamente as conseqüências dos ingestores contendo açúcar e gordura são necessários para esclarecer os papéis diferenciais da gordura e do açúcar na saciedade a longo prazo evocada pela ingesta de compulsão alimentar.

O consumo de COS aumentou gradualmente nos primeiros 8 dias (2.5 semanas) de acesso intermitente. Notavelmente, ratos que receberam acesso intermitente a CS não apresentaram um aumento gradual semelhante, embora ambos os grupos de acesso intermitente COS e CS tenham aumentado substancialmente seu consumo do primeiro para o segundo dia de acesso. Como os ratos em ambos os grupos devem aprender como acessar os lickômetros e superar a neofobia inicial, o aumento inicial (dia 1 para o dia 2) no consumo pode ser atribuído a esses processos. No entanto, o aumento gradual do I_COS grupo é inconsistente com esses processos, porque não foi observado no I_CS grupo. Aumentos graduais similares foram relatados em ratos que receberam alimentos ou líquidos doces e / ou com alto teor de gordura em horários 3 dias / semana ou horários de acesso diário intermitente [9-12, 14, 59]. Estes resultados contrastam notavelmente com aqueles de ratos que recebem acesso contínuo a alimentos altamente calóricos: o consumo diário ou diminui gradualmente a partir de um pico inicial [5, 6, 10], como em nosso estudo (FIG. 3), ou permanece constante [12, 14]. Assim, o consumo excessivo durante as fissuras de acesso intermitente é devido, em parte, a uma escalada no consumo que está ausente em indivíduos irrestritos; Como esse efeito depende do teor de gordura e / ou calorias do ingestor, nossos resultados sugerem que o aumento não é uma simples conseqüência de aprender a consumir ou superar a neofobia. Pelo contrário, o consumo gradualmente crescente é provavelmente devido a outros processos que são uma consequência das propriedades físicas e / ou nutricionais da COS que a diferenciam da CS.

Modelos anteriores de compulsão por ratos usaram o acesso diário intermitente a alimentos com alto teor de gordura como controle para o acesso “compulsivo” de 3 dias / semana [6, 11, 12, 15, 16, 40, 42, 60-63]. No entanto, outros estudos utilizaram o acesso intermitente diário ao modelo de compulsão alimentar [9, 10, 13, 14, 35, 59]; notavelmente, o consumo de pessoas com alto teor calórico geralmente aumenta em todos os períodos de acesso diário, embora esse escalonamento possa ser menos pronunciado do que para o acesso 3 dias / semana [6]. Assim, há alguma confusão quanto ao que constitui os protocolos ideais de acesso a compulsão e controle. Nossos resultados fornecem uma resolução potencial: eles indicam que um grupo de controle que recebe acesso intermitente a CS na mesma programação que o grupo de binge COS não mostra o consumo escalonado. Experiente I_COS ratos consomem mais calorias durante os períodos de acesso do que eu_CS ratos e, portanto, a comparação entre esses grupos permite concluir que eu_COS os ratos atendem à definição operacional de compulsão alimentar (consumir mais calorias em um período restrito do que os não-fumantes consomem em um período similar). Assim, o uso de COS e CS (ou, mais geralmente, líquidos de alta e baixa caloria ou de alto e baixo teor de gordura) pode ser útil para experimentos adicionais nos quais um controle para consumo compulsivo é necessário. Este modelo tem a vantagem adicional de espelhar a compulsão alimentar humana, na medida em que os seres humanos se alimentam de alimentos ricos em gordura e altamente calóricos, ao passo que a ingestão sem compulsão alimentar normalmente envolve o consumo de alimentos menos calóricos. Por outro lado, os comedores de compulsão humana consomem alimentos sólidos e semi-sólidos, enquanto COS e CS são líquidos.

4.3. Motivação, palatabilidade e saciedade no consumo compulsivo

Em termos gerais, as mudanças em três processos distintos podem estar na base do aumento gradual do consumo em dias de acesso intermitente: o consumo impulsionado pela palatabilidade (1) poderia aumentar; (2) motivação para começar o consumo pode aumentar; e / ou (3) mecanismos de saciedade podem ser reduzidos em eficácia, prolongando assim a “refeição” tomada durante o período de acesso. Nossos resultados fornecem evidências sugestivas de aumento no consumo impulsionado pela palatabilidade e na motivação para consumir. Em particular, a escalada gradual no consumo de COS ao longo dos dias de acesso intermitente foi acompanhada pela diminuição da latência para a primeira lambida, maior número de rajadas de lambida, aumento da taxa de lambedura no primeiro minuto de acesso e maiores surtos de lambida. Os dois primeiros são considerados índices de motivação, e os dois últimos são índices de palatabilidade [36, 37, 64]. Cada um deles aumentou significativamente nos dias em que o consumo aumentou drasticamente. Como cada uma dessas mudanças no padrão de lambida tenderia a aumentar o consumo, concluímos que o consumo escalonado nas sessões de acesso é, pelo menos parcialmente, uma conseqüência dessas mudanças estruturais e, portanto, de maior motivação e palatabilidade. Além disso, esses aumentos nas medidas de motivação e palatabilidade não foram observados no_CS grupo, que não apresentou aumento do consumo. Portanto, o aumento da motivação e palatabilidade provavelmente são conseqüência do alto teor calórico e / ou do teor de gordura da COS em comparação com a SC.

O que poderia estar por trás dos aumentos graduais observados na motivação e palatabilidade? A motivação não é um processo cerebral singular, mas um construto psicológico que reflete a atividade de múltiplos mecanismos neurais. Por exemplo, a fome induz a motivação para abordar a comida, mas o mesmo comportamento motivado pode ser induzido por um estímulo associado à comida mesmo em indivíduos que não estão com fome, como na alimentação condicionada [65]. O mecanismo neural específico subjacente ao aumento da motivação em ratos compulsivos é desconhecido. É certamente possível que esteja envolvido um processo de condicionamento, de tal forma que os estímulos na câmara de acesso associem-se à COS e, conseqüentemente, em sessões posteriores, induzir a motivação para buscar, aproximar e iniciar o consumo de COS assim que o animal for colocado na câmara. Assim, a motivação gradualmente crescente exibida pelo I_COS os ratos poderiam ser uma função da força de reforço do estímulo incondicionado (COS); A solução CS pode ser de força reforçada insuficiente para promover um aumento no consumo além do aprendizado inicial.

O comportamento de abordagem induzida por estímulo é frequentemente dependente da projeção da dopamina ao nucleus accumbens [66-69], e consumo excessivo de sacarose é acompanhado por elevações na dopamina extracelular no accumbens [19]. Além disso, o consumo de compulsão alimentar induz várias mudanças de longo prazo no sistema de dopamina accumbens, incluindo a expressão elevada do receptor D1 e do transportador de dopamina, e a diminuição da expressão do receptor D2 [8], sugerindo que mudanças de longo prazo na atividade da dopamina estão envolvidas na compulsão alimentar. De fato, ratos que receberam acesso intermitente prolongado à gordura exibiram maiores pontos de quebra em um programa de taxa progressiva de reforço de gordura [70]. Esta observação não só suporta fortemente a nossa conclusão de que a motivação para alimentos saborosos é reforçada na compulsão alimentar, mas fornece mais evidências para o envolvimento da dopamina mesolímbica, como o desempenho das tarefas de relação progressiva depende dabamina accumbens [71]. No entanto, mais estudos são necessários para determinar se há uma ligação causal entre a atividade da dopamina no accumbens e maior motivação para consumir como bingeing se desenvolve.

Além de mudanças comportamentais consistentes com o aumento da motivação, também observamos efeitos que são mais prontamente explicados por um aumento no consumo impulsionado pela palatabilidade (aumento da taxa de lambida inicial e aumento do comprimento da lambida). Várias estruturas cerebrais estão envolvidas no consumo dirigido à palatabilidade, incluindo o núcleo accumbens, o núcleo do trato solitário, a amígdala, o pálidal ventral, a área tegmentar ventral e o hipotálamo lateral [72-74]. Em particular, μ receptores opióides, especialmente no accumbens [44, 75-78] pode contribuir para o consumo impulsionado pela palatabilidade. Curiosamente, o consumo compulsivo está associado a receptores μ regulados positivamente no acumbente [8], sugerindo que o aumento da neurotransmissão opioidérgica pode ser responsável pelo aumento do consumo impulsionado pela palatabilidade observado durante o acesso à compulsão alimentar. Essas hipóteses aguardam testes adicionais com manipulações invasivas da função do receptor opióide em animais compulsivos.

Curiosamente, as medidas de palatabilidade aumentaram não apenas no_COS ratos, mas no C_COS grupo também. Esses resultados sugerem, portanto, que é o acesso prolongado à COS, não a intermitência de acesso, que causa o aumento do consumo impulsionado pela palatabilidade. Uma diferença entre o C_COS e eu_COS grupos é que o C_COS ratos ganharam peso, como seria de esperar, dado ad libitum acesso a uma dieta rica em gordura induz a obesidade [41, 79, 80]. Assim, nossos resultados sugerem que o consumo de alimentos doces ricos em gordura pode ser aumentado em indivíduos obesos. Estudos anteriores mostraram efeitos complexos da obesidade na palatabilidade. Em um caso, concentrações mais baixas de gordura e sacarose foram menos palatáveis ​​em obesos do que ratos magros, enquanto concentrações mais altas foram ligeiramente mais saborosas [79]. Em outro estudo, as medidas de palatabilidade da sacarose (tamanho de ruptura) não foram afetadas pela obesidade [81], e em outro, medidas de palatabilidade foram reduzidas em uma linhagem de ratos obesos [82]. Uma diferença importante entre nosso estudo e estudos anteriores é que testamos a palatabilidade do mesmo ingerente com alto teor de gordura ao qual os animais tiveram acesso contínuo 24 hr (ou seja, testamos a palatabilidade da dieta que induziu a obesidade), enquanto outros estudos animais alimentos ricos em gordura na gaiola em casa, mas palatabilidade testada de soluções de óleo ou sacarose. Esses projetos podem introduzir efeitos negativos de contraste, o que poderia impedir a detecção de um mecanismo de palatabilidade elevado. Desenhos experimentais que minimizem os efeitos de contraste devem ser empregados para testar mais amplamente a hipótese de que o consumo conduzido pela palatabilidade é potencializado em indivíduos obesos.

A observação de que ratos que receberam acesso contínuo a COS exibiram um aumento no consumo de palatabilidade, mas mostraram um declínio na ingestão calórica total (e no consumo de COS) a partir do primeiro dia (FIG. 2) sugere que algum outro processo, como a saciedade, neutraliza o aumento da palatabilidade para limitar a ingestão total. Isso levanta a questão de saber se os mecanismos de saciedade são mais eficazes em bingers experientes do que em ratos ingênuos à COS.^th semana de acesso intermitente, eu_COS os ratos exibiram um declínio acentuado no consumo no primeiro 20-30 min após o início do período de acesso. Este declínio é provavelmente devido à saciedade condicionada e incondicionada [34], e demonstra que os mecanismos de saciedade são robustos em ratos compulsivos, consistem em achados em pacientes humanos com bulimia [83]. Embora a taxa de declínio seja mais rápida na semana 5 do que nas semanas anteriores (especialmente semana 1), esta medida pode ser influenciada pelas diferentes taxas de ingestão inicial nas sessões iniciais vs tardias (que são funções de motivação e palatabilidade). Portanto, trabalho adicional, talvez usando pré-carga intragástrica, é necessário para avaliar se as diferenças nos mecanismos de saciedade poderiam contribuir para o aumento gradual do consumo nos dias de acesso intermitente. No entanto, o declínio robusto no consumo dentro da sessão pode ser usado em estudos futuros como uma medida de saciedade ao examinar os efeitos das manipulações neurais sobre o consumo compulsivo estabelecido.

4.4. Conclusões

Nós demonstramos que um líquido com elevado teor de gordura pode ser usado em ratos para induzir um consumo similar ao observado anteriormente em modelos intermitentes de acesso usando alimentos sólidos ricos em gordura. O uso de ingerente líquido é vantajoso de várias maneiras. Primeiro, um líquido menos calórico pode ser dado no mesmo horário de acesso que um controle para o consumo compulsivo. Em segundo lugar, a precisão temporal proporcionada pela medição do consumo de lickômetros facilitará investigações adicionais do comportamento compulsivo, particularmente usando a eletrofisiologia em animais que se comportam. Finalmente, o uso de um ingeridor líquido de alto teor de gordura permite a análise de microestrutura, que pode ser usada para reunir evidências a favor ou contra diferenças de saciedade, motivação e palatabilidade em ratos após manipulações neurais invasivas (por exemplo, microinjecção local de compostos neuroativos). Aqui, usamos a análise microestrutural para demonstrar que a escalada gradual do consumo em períodos sucessivos de acesso se deve, pelo menos em parte, ao aumento da motivação para iniciar o consumo e aumentar o consumo impulsionado pela palatabilidade. Investigações adicionais sobre esses processos em ratos com consumo excessivo de álcool (COS) levarão a um melhor entendimento dos mecanismos neurais subjacentes ao consumo compulsivo.

Agradecemos ao Drs. Gary Schwartz e Nicole Avena por discussões úteis, Dr. Schwartz e o Núcleo de Fenotipagem do Equilíbrio Energético Animal do Centro de Pesquisa em Nutrição da Obesidade de Nova York para o uso de câmaras operantes, e a Niacet Corporation por seu generoso presente de stearoil lactilato de sódio. Esta pesquisa foi financiada por doações da Fundação da Família Klarman, NARSAD e NIH (MH092757) para a SMN, e por uma bolsa de estudo da Fundação Hilda e Preston Davis para a SL.

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