Physiol Behav. 2011 iulie 25;104(1):111-6. doi: 10.1016/j.physbeh.2011.04.048.
Abstract
Mâncarea excesivă cronică a dietelor obezogene poate duce la obezitate, semnalizare dopamină redusă și consum crescut de zaharuri adăugate pentru a compensa recompensa tocită. Cu toate acestea, rolul specific al compoziției dietei rămâne încă necunoscut. Pentru a studia acest lucru, șobolanii masculi Sprague-Dawley au fost hrăniți cu o dietă bogată în energie, cu un conținut ridicat de grăsimi și un conținut scăzut de carbohidrați (HFHE), o dietă cu o combinație de grăsimi și zahăr cu conținut ridicat de energie (FCHE) sau mâncare standard timp de 24 de săptămâni. Am descoperit că ambele diete bogate în energie au produs o creștere substanțială în greutate corporală în comparație cu martorii hrăniți cu alimente. Pentru a investiga controlul dopaminei al aportului scurt (2 ore) de soluții gustoase de zaharoză sau fructoză, șobolanii au fost pretratați periferic (IP) cu doze echimolare (0-600 nmol/kg) de subtipul de dopamină D1 (SCH23390) și D2 (raclopridă). -antagonişti specifici ai receptorilor.
Rezultatele au arătat o creștere generală a eficacității antagoniștilor receptorilor D1 și D2 asupra suprimarii aportului la șobolanii obezi, comparativ cu șobolanii slabi, cu efecte diferite în funcție de diete și soluții de testare. Mai exact, SCH23390 a redus puternic atât aportul de zaharoză, cât și de fructoză în toate grupurile; cu toate acestea, dozele mai mici au fost mai eficiente la șobolanii HFHE. În schimb, racloprida a fost cea mai eficientă în reducerea aportului de fructoză la șobolanii obezi FCHE.
Astfel, se pare că obezitatea datorată consumului de combinații de grăsimi alimentare și zahăr, mai degrabă decât caloriile suplimentare din grăsimile alimentare, poate duce la o semnalizare redusă a receptorului D2. În plus, astfel de deficite par să afecteze în mod preferenţial controlul aportului de fructoză.
Aceste descoperiri demonstrează pentru prima dată o interacțiune plauzibilă între compoziția dietei și controlul dopaminei asupra consumului de carbohidrați la șobolanii obezi indusă de regim alimentar. De asemenea, aceasta furnizează dovezi suplimentare că aportul de sucroză și fructoză este reglementat diferențiat de sistemul dopaminic.
PMID: 21549729
PMCID: PMC3119542
DOI: 10.1016 / j.physbeh.2011.04.048
1. Introducere
Decenii de cercetări efectuate de Hoebel și cursanții săi au oferit informații esențiale cu privire la rolul sistemului dopaminergic al creierului în reglarea hrănirii, dezvoltând astfel conceptul de „recompensă alimentară” [3].1-4]. În mod remarcabil, experimentele timpurii ale lui Hoebel au stabilit dopamina mezencefală ca un factor cheie în supraalimentarea cronică și obezitatea rezultată.5-8], cu mult înainte ca dovezile directe să fie disponibile din studiile imagistice [9, 10].
Noțiunea că alimentele exercită control asupra alimentației și, la rândul lor, că accesul susținut sau intermitent la mesele foarte gustoase (adică cele bogate în zaharuri și grăsimi) ar putea provoca schimbări de durată în sistemele de reglementare a hrănirii a fost de mult timp esențială pentru teoriile lui Hoebel privind dezvoltarea comportamente de tip binge. La începutul carierei sale, el a aplicat și elemente ale acestui raționament obezității. Într-o recenzie din 1977, Hoebel a remarcat că pot exista „diferite tipuri de obezități care necesită tratamente diferite” [11]. De atunci, o multitudine de cercetări asupra obezității au identificat într-adevăr diverși factori genetici, metabolici și de mediu care pot explica variația în dezvoltarea, consecințele și tratamentul obezității [1].12-15]. Cu toate acestea, înțelegerea noastră a contribuțiilor specifice ale macronutrienților la funcțiile modificate de recompensă alimentară este departe de a fi completă. Lucrarea de față rezumă datele dintr-un studiu care a fost inspirat de cercetarea lui Bart și care a intenționat să reducă acest decalaj în cunoștințele noastre.
În cadrul etiologiei multifațete a obezității, dieta rămâne un factor cheie în dezvoltarea obezității. Dietele obezogene sunt diete bogate în valoare calorică, alimente adesea gustoase, care duc la obezitate după expunerea prelungită.16]. Cu toate acestea, compoziția de macronutrienți a dietelor obezogene poate diferi și această variație ar putea afecta sistemele neuronale alterate în obezitate, cum ar fi dopamina. Într-adevăr, s-a demonstrat că menținerea unei dietă obezogenă reduce nivelurile de dopamină din accumbens, precum și schimbă reactivitatea sistemului mezocorticolimbic, astfel încât este necesară o dietă mai gustoasă pentru a obține creșteri similare induse de alimente ale dopaminei extracelulare, așa cum se observă la mâncare. - controale alimentate [17]. Un mecanism potențial este o reglare în jos adaptivă datorată stimulării crescute și cronice de către alimentele gustoase.18]. De fapt, studiile din laboratorul nostru au arătat că chiar și stimularea orosenzorială de către zaharoză sau grăsime este suficientă pentru a stimula eliberarea de dopamină în nucleul accumbens.19, 20]. De o relevanță deosebită, grăsimile și zaharurile par să afecteze sistemele de recompensă în mod diferit, deoarece se deduce din potența mai mare a zaharurilor de a produce comportamente asemănătoare dependenței.21]. Alte investigații recente au arătat efecte diferențiate asupra sistemului neuroendocrin și susceptibilitatea ulterioară la creșterea în greutate pe baza raportului dintre grăsimi și carbohidrați din dietele obezogene.22, 23]. În plus, s-a acordat o atenție sporită particularităților potențiale ale răspunsurilor de reglementare la o dietă cu sirop de porumb bogat în fructoză și pretinselor consecințe ale aparentei ușurințe cu care poate provoca obezitate și perturbarea reglementării alimentare. Mai exact, studii recente realizate de Avena și Hoebel au demonstrat că șobolanii cu acces la sirop de porumb cu conținut ridicat de fructoză (HFCS) timp de 12 ore în fiecare zi, timp de 8 săptămâni, au câștigat semnificativ mai multă greutate corporală decât animalele cărora li s-a acordat acces egal la 10% zaharoză, chiar dacă au consumat același număr de calorii totale, dar mai puține calorii din HFCS decât zaharoza [24]. Incidența în creștere a obezității și potențialul de descoperire a unor tratamente noi necesită investigarea modului în care aportul de alimente comune bogate în energie și gustoase, cum ar fi zaharoza și fructoza, este controlat în condiții de obezitate alimentară.
Prin urmare, studiul actual a investigat reglarea dopaminei a aportului de zaharoză și fructoză la șobolanii care au devenit obezi ca urmare a menținerii prelungite pe două diete standard bogate în energie, utilizate pe scară largă pentru a produce obezitate alimentară la șobolani și care variază în conținutul de grăsimi și carbohidrați. În mod specific, am evaluat implicarea celor două clase majore de receptori dopaminergici utilizând administrarea periferică (interperitoneală; ip) a antagonistului receptorului dopaminergic D1 (D1R). SCH23390 sau racloprida antagonistului dopaminergic D2 recpetor (D2R) la șobolani slabi și obezi dietetici într-un test scurt (2 ore) de aport de sucroză sau fructoză într-un flacon. Acești carbohidrați obișnuiți sunt predominați în dietele umane, sunt ușor consumați de șobolani și au proprietăți pozitive de întărire.25-28]. Sa demonstrat anterior că aportul de zaharoză stimulează eliberarea de dopamină în nucleul accumbens.3, 19, 29] și administrarea periferică a ambelor SCH23390 iar racloprida reduce hrănirea simulată cu zaharoză [30]. Deși există un interes sporit din partea comunității științifice, precum și a mass-media publică, efectele similare ale antagoniștilor dopaminei asupra aportului de fructoză au fost investigate doar în contextul achiziției și exprimării preferințelor condiționate, iar aceste studii au fost, de asemenea, limitate la șobolanii slabi.31-33]. În ciuda potențialelor implicații, efectele antagoniștilor receptorilor dopaminergici asupra aportului de carbohidrați în diferite modele de obezitate și în absența impulsului homeostatic (adică după perioadele de restricție alimentară) nu au fost investigate. Prin urmare, șobolanii din studiul actual au fost ținuți săturați pentru a evita efectele confuze ale foametei și deficitului energetic.
2. metode
2.1 Animale și diete
Douăzeci și opt de șobolani Sprague-Dawley masculi adulți (Charles River, Wilmington, MA) care cântăreau aproximativ 250 g la începutul studiului au fost găzduiți în cuști individuale într-un vivarium cu temperatură controlată și menținuți pe un ciclu lumină-întuneric de 12:12, cu luminile aprinse la 0700.
S-au dat animale ad libitum acces la una dintre următoarele trei diete: mâncare standard de laborator (Teklad #2018, 3.4 kcal/g, 18 kcal% grăsimi, 58 kcal% carbohidrați, 24 kcal% proteine; Teklad Diets, Somerville, NJ) sau una dintre cele două diete energetice (Research Diets, New Brunswick, NJ), o dietă în care sursa primară de energie a fost grăsimile (high fat-high-energy, dieta HFHE; Research Diets #D12492: 5.24 kcal/g, 60 kcal% grăsimi, 20 kcal% carbohidrați, 20 kcal% proteine) sau o dietă bogată în energie constând atât din grăsimi, cât și din carbohidrați (combinație grăsimi-zahăr bogată în energie, dieta FCHE; Diete de cercetare #D12266B; 4.41 kcal/g, 32 kcal% grăsimi, 51 kcal% carbohidrați, 17 kcal% proteine). La inițierea studiului, grupurile au fost comparate în greutate pentru a forma cohorte egale statistic pe baza greutății corporale și apoi au fost menținute în dietele lor respective timp de 24 de săptămâni înainte și pe parcursul experimentelor comportamentale. La 18 săptămâni și pe tot parcursul experimentului, greutatea corporală și aportul alimentar au fost măsurate zilnic. Animalele au fost testate într-o stare saturată, fără perioade de restricție alimentară pe tot parcursul experimentului.
2.2 Compoziția corporală
Pe lângă creșterea semnificativă a greutății corporale, pentru a demonstra prezența obezității, analiza compoziției corporale 1H-RMN (Bruker LF90 proton-NMR Minispec; Brucker Optics, Woodlands, TX) a fost efectuată după 12 săptămâni de întreținere a dietelor.
2.3 Antagoniști de dopamină, soluții de testare și procedură de testare
Antagonistul dopaminei D1R SCH23390 (HFHE: n=6; FCHE: n=5; Chow: n=4) și raclopridă antagonistă a receptorului dopaminergic D2 (HFHE: n=5; FCHE: n=6; Chow: n=4). SCH23390 şi raclopridă (Tocris Biosciences, Ellisville, MO) au fost dizolvate în soluţie salină sterilă şi administrate intraperitoneal cu 10 minute înainte de accesul cu 2 ore la zaharoză 0.3 M sau fructoză 0.4 M. Aceste concentrații au fost alese deoarece sunt foarte gustoase pentru șobolani și, prin urmare, au fost utilizate în mod obișnuit în studiile anterioare.3, 19, 32, 34]. Zaharoza și fructoza (Fisher-Scientific, Fair Lawn, NJ) au fost dizolvate în apă filtrată de la robinet cu cel mult 24 de ore înainte de testare.
Animalele au fost antrenate să bea soluții de testare în timpul sesiunilor zilnice în care s-a asigurat acces de 2 ore (începând cu 1000 de ore) la zaharoză sau fructoză timp de 8 zile înainte de testare pentru a obține aporturi de bază stabile, adică familiaritatea cu efectele orosenzoriale și postingestive. Antrenamentul și testarea au avut loc în camera coloniei de acasă a animalelor, cu sticle de plastic de 100 ml atașate temporar de partea din față a cuștii de acasă, astfel încât gurii să se extindă în cușcă. Administrarea vehiculului (soluție salină) sau antagoniști ai dopaminei a început după 24 de săptămâni de menținere a dietelor, moment în care ambele grupuri de dietă obezogene (HFHE și FCHE) au avut greutăți corporale semnificativ mai mari decât martorii cu alimente (Figura 1). S-au administrat minim 48 de ore între zilele de injectare pentru a permite medicamentelor să se metabolizeze complet. Nu au apărut modificări ale greutății corporale sau ale aportului alimentar de 24 de ore în urma tratamentului cu antagoniști ai dopaminei.
2.4 Analiză statistică
Greutatea corporală și 1Datele RMN-H au fost analizate utilizând o analiză a varianței eșantioanelor independente unidirecționale (ANOVA) cu dieta ca variabilă independentă.
Aportul a fost măsurat ca ml consumați și este prezentat ca medie ± SEM. Aportul inițial (vehicul următor, adică injecția cu soluție salină) a fost testat pentru diferențele dintre grupurile de dietă într-un ANOVA cu trei moduri cu dieta, medicamentul și carbohidrații ca variabile independente. Nu au existat efecte semnificative ale dietei (F(2,48)= 0.3533, p=0.704), medicament (F(1,48)= 0.1482, p= 0.701), nici nu au existat efecte semnificative de interacțiune (dietă × medicament: F(2,48)= 0.4144,p= 0.66; dieta × carbohidrati: F(2,48)= 0.2759, p= 0.76; medicament × carbohidrați: F(1,48)= 0.0062, p= 0.73; dieta × medicament × carbohidrati: F(2,48)= 0.3108, p=0.73). Cu toate acestea, un efect semnificativ al carbohidraților (F(1,48)= 8.8974, p<0.01) a fost observată (Tabelul 1). Prin urmare, pentru toate analizele ulterioare, aportul a fost convertit într-o reducere procentuală față de valoarea inițială (aportul după doză × [ml]/aportul după 0 μg/kg [ml]) și a fost analizat utilizând măsuri repetate de analiză a varianței (ANOVA) cu Dieta (HFHE, FCHE sau Chow) și droguri (raclopridă sau SCH23390) ca variabile independente și doză (0, 50, 200, 400 sau 600 nmol/kg SCH23390 sau raclopridă) ca măsură repetată. Doza inhibitoare (ID50) necesar pentru a reduce aportul la 50% din valoarea inițială (0 nmol/kg) a fost calculat așa cum s-a descris anterior [35]. Diferențele de identitate50 au fost comparate în funcție de dietă și droguri folosind ANOVA în două sensuri. Toate analizele au fost efectuate utilizând Statistica (v6.0, StatSoft® Inc., Tulsa, OK) și constatările semnificative au fost analizate în continuare utilizând testele post-hoc cu cea mai mică diferență semnificativă (LSD) Fischer. Diferențele au fost considerate semnificative statistic dacă p<0.05.
3. Rezultate
3.1 Efectele dietei asupra greutății corporale și adipozității
După 12 săptămâni de diete obezogene, grupurile au fost diferite în ceea ce privește greutatea corporală (F(2,27)= 27.25, p<0.001), procent de masă grasă (F(2,27)= 14.96, p<0.001) și procent de masă slabă (F(2,27)= 15.77, p<0.001). Testele post-hoc au arătat că șobolanii Chow cântăreau semnificativ mai puțin decât ambii HFHE (p<0.001) și FCHE (p<0.001) șobolani. Comparația compoziției corporale a arătat că șobolanii HFHE și FCHE au avut un procent mai mare de masă grasă în comparație cu Chow (p<0.05). La 18 săptămâni, la începutul testării (24 săptămâni) și pe toată perioada de testare, a rămas un efect semnificativ al dietei asupra greutății corporale (Figura 1; saptamana 18: F(2,27)= 13.05, p<0.001; saptamana 24: F(2,27)= 16.96, p<0.001; saptamana 26: F(2,27)= 13.99, p<0.001; saptamana 28: F(2,27)= 13.05, p<0.001). Analiza post-hoc a arătat că șobolanii HFHE și FCHE aveau greutăți corporale semnificativ mai mari decât martorii Chow (Figura 1; p<0.001, toate punctele de timp). Nu au existat diferențe statistice în ceea ce privește greutatea corporală între cele două grupuri de obezitate la orice moment.
3.2 Efectele antagonismului dopaminei D1R și D2R asupra aportului de zaharoză
Aportul de zaharoză a fost redus cu SCH23390 in toate grupurile (Figura 2a). Racloprida a redus aportul de zaharoză la șobolanii HFHE, dar a fost mult mai puțin eficient la șobolanii Chow și FCHE (Figura 2b). Măsurile repetate ANOVA au arătat un efect general al medicamentului (F(1,24)= 8.8446, p<0.01), Doză (F(4,96)= 27.1269, p<0.001) și o interacțiune între doză și medicament (F(4,96)= 2.9799, p<0.05). Întrucât efectul general al dietei nu a fost semnificativ (F(1,24)= 2.5787, p= 0.09), comparațiile post-hoc au arătat diferențe semnificative de tratament cu raclopridă între grupurile HFHE și Chow (p<0.05) și între grupurile HFHE și FCHE (p
Analiza post-hoc a arătat că SCH23390 a fost semnificativ mai eficient în reducerea aportului de zaharoză în general, comparativ cu raclopridă (p SCH23390 a suprimat aportul de zaharoză la șobolanii HFHE la toate dozele testate și a suprimat aportul la șobolanii FCHE și Chow la 200 nmol și doze mai mari (Figura 2a). Aportul de zaharoză a fost suprimat la șobolanii HFHE de către toate dozele de raclopridă, dar numai cea mai mare doză a redus semnificativ aportul de zaharoză la șobolanii FCHE, în timp ce niciuna dintre doze nu a suprimat aportul de zaharoză de către șobolanii Chow (Figura 2b).
Analiza ID50 (Tabelul 2) nu a evidențiat niciun efect al dietei (F(2,24)= 0.576, p=0.57) sau Medicament (F(1,24)= 2.988, p=0.09), în ciuda diferențelor aparente în ID50 pentru raclopridă. Această lipsă de efect s-ar putea datora variației substanțiale în cadrul grupurilor.
3.3 Efectele antagonismului dopaminei D1R și D2R asupra aportului de fructoză
SCH23390 aport redus de fructoză în toate grupurile (Figura 3a). Racloprida, pe de altă parte, a redus doar aportul semnificativ în grupul FCHE (Figura 3b). Măsurile repetate ANOVA au evidențiat un efect general al medicamentului (F(1,24)= 5.7400, p<0.05), Doză (F(4,96)= 33.9351, p<0.001) și o interacțiune semnificativă între doză și medicament (F(4,96)= 3.0296, p<0.05), dar nici un efect al dietei (F(2,24)= 1.5205, p=0.24). Din nou, totuși, analizele post-hoc au arătat o diferență semnificativă a tratamentului cu raclopridă între grupurile HFHE și FCHE (p
Analiza post-hoc a arătat că SCH23390 a fost în general mai eficient în suprimarea aportului de fructoză decât racloprida (p<0.05), și a făcut acest lucru într-o manieră dependentă de doză (Figura 3). SCH23390 a redus aportul în toate grupurile de dietă la 400 și 600 nmol și a redus aportul de fructoză încă de la doza de 200 nmol la șobolanii HFHE (Figura 3a). Efectele raclopridei asupra aportului de fructoză, totuși, au fost limitate la șobolanii FCHE, analizele post-hoc dezvăluind reduceri semnificative ale consumului de fructoză la șobolanii FCHE la 200 nmol și la doze mai mari, niciuna dintre dozele de raclopridă nu suprimă aportul de fructoză la șobolanii HFHE sau Chow (Figura 3b).
ANOVA pe ID50 (Tabelul 2) a dezvăluit un efect al medicamentului (F(1,24)= 4.548, p<0.05), dar nu Dieta (F(2,24)= 1.495, p= 0.25). SCH23390 au fost necesare doze mai mici în general decât racloprida pentru a reduce doza la jumătate față de valoarea inițială (p<0.05). În conformitate cu analiza dozelor reale, analiza post-hoc a ID50 dezvăluie, de asemenea, o sensibilitate semnificativ crescută la ambele grupuri obeze comparativ cu șobolanii Chow (p
4. Discuţie
Prezentul studiu a comparat sensibilitatea la blocarea receptorilor de dopamină în reducerea aportului de două soluții de carbohidrați gustoase, zaharoză sau fructoză, la două modele de animale obezi dietetice. Am folosit două diete pentru a imita consumul cronic fie al unei diete predominant bogate în grăsimi (HFHE), fie al unei combinații de grăsimi și zahăr (FCHE), așa cum se observă în dieta occidentală.25]. După cum era de așteptat, ambele diete au produs creștere substanțială în greutate și adipozitate începând cu 12 săptămâni, cu o creștere continuă a greutății corporale pe tot parcursul experimentului (Figura 1). Grupurile au fost apoi comparate cu martorii hrăniți cu alimente potriviți în funcție de vârstă în ceea ce privește sensibilitatea lor relativă la blocarea specifică a subtipului receptorului D1 și D2 cu SCH23390 sau, respectiv, raclopridă. Am descoperit că blocarea receptorilor D1 a redus atât aportul de zaharoză, cât și de fructoză în toate grupurile de dietă. Indiferent dacă șobolanii consumau soluții de zaharoză sau fructoză, șobolanii HFHE au răspuns la doze ușor mai mici de SCH23390 comparativ cu omologii lor obezi FCHE sau slab Chow (Figura 2a, , 3a) .3a). Această creștere aparentă a sensibilității la antagonismul receptorului de dopamină D1 de către șobolanii HFHE a fost de asemenea observată după blocarea receptorului D2 în timpul testului cu zaharoză. Într-adevăr, șobolanii HFHE au răspuns la toate dozele de raclopridă cu reduceri ale aportului de zaharoză, în timp ce șobolanii FCHE au răspuns doar la cea mai mare doză, iar șobolanii Chow nu au prezentat o suprimare semnificativă a consumului de zaharoză în urma tratamentelor cu raclopridă (Figura 3b). Cu toate acestea, este interesant că șobolanii HFHE nu au redus aportul de fructoză după tratamentul cu raclopridă. În schimb, racloprida a suprimat în mod semnificativ aportul de fructoză numai la șobolanii FCHE. O sensibilitate crescută la antagoniştii receptorilor de dopamină indică o semnalizare redusă a dopaminei, adică datorită mai puţinilor receptori, unei competiţii reduse cu DA endogenă la situsurile receptorului sau unei combinaţii a ambelor. De fapt, există dovezi că oricare mecanism poate fi aplicabil modelului nostru. De exemplu, expunerea la diete bogate în grăsimi chiar înainte de naștere poate duce la scăderea D2R [36]. În plus, consumul de alimente bogate în grăsimi s-a dovedit că scade eliberarea naturală sau evocată electric de dopamină și atenuează turnover-ul dopaminei.37-39]. În timp ce mecanismul de bază justifică investigații suplimentare, datele noastre, împreună cu aceste și alte observații anterioare, susțin ideea că consumul anumitor alimente - potențial independent de obezitate - poate duce la modificări în sistemul dopaminergic care amintesc de neuroplasticitatea la droguri de abuz.40]. De fapt, cercetările recente sugerează că dietele bogate în grăsimi măresc sensibilizarea la medicamentele care acționează asupra sistemelor dopaminergice.41, 42].
Investigațiile anterioare la șobolani slabi au arătat eficacitatea diferențială a blocării receptorilor D1 și D2 pentru a reduce aportul de carbohidrați utilizând concentrații compatibile cu cele utilizate în studiul de față.31-33, 43]. Se crede că aceste efecte sunt parțial mediate de zonele creierului implicate în recompensa alimentară, iar receptorii D2 din aceste zone pot fi deosebit de susceptibili la schimbările cauzate de obezitate.31, 33, 44-46]. Prezentul studiu sa extins asupra constatărilor privind modularea receptorilor de dopamină a aportului de carbohidrați la șobolanii slabi și completează acele studii care arată plasticitate de durată în sistemul de recompensă în obezitate. În timp ce complexitatea sistemelor și a factorilor care pot influența o astfel de interacțiune (controlul acut al aportului de către un sistem alterat cronic) crește evident variațiile individuale și, prin urmare, efectele de interacțiune diminuate în ANOVA generale, comparațiile directe (post-hoc) ale efectelor doză-răspuns au făcut dezvăluie sensibilitate diferențială la dozele izomolare de antagonist al receptorilor între grupurile de dietă. Modificările care afectează în mod specific D2R par să fie dependente de conținutul de carbohidrați prezent, de asemenea, în dietele bogate în grăsimi, indicând conținutul de macronutrienți al dietelor ar putea modifica în mod diferențial sistemul de recompensă.
Efectele diferențiate ale sensibilității la raclopridă în testul cu zaharoză ar putea fi datorate prezenței zaharozei în diete. Deși ambele diete obezogene au conținut ceva zaharoză, dieta FCHE a conținut cu 23% mai multă zaharoză decât dieta HFHE. Astfel, lipsa unui răspuns la raclopridă în provocarea cu zaharoză de către șobolanii FCHE, dar nu și șobolanii HFHE, s-ar fi putut datora expunerii sporite la zaharoză în dieta HFHE. Cu toate acestea, nici dieta obezogenă nu conține fructoză, totuși s-au observat diferențe în răspunsurile grupurilor cu dietă obezogenă la raclopridă și în testul cu fructoză. În plus, nu a fost prezentă zaharoză în dieta Chow, totuși răspunsurile grupului Chow la raclopridă în testul cu zaharoză au fost mai asemănătoare cu răspunsurile făcute de FCHE decât de șobolanii HFHE. Acest lucru indică faptul că alți factori pot sta la baza răspunsurilor diferențiale la tratamentul cu raclopridă în funcție de dietă și de carbohidrați de testare.
Explicațiile alternative pot include efecte postingestive neuronale și hormonale diferențiate exercitate de fructoză și zaharoză. În timp ce mecanismele exacte rămân obscure, există tot mai multe dovezi care susțin această noțiune [47, 48]. În acest context, nu poate fi exclusă posibilitatea ca cele două diete să modifice în mod diferit preferințele pentru zaharoză și fructoză, ca urmare a efectelor diferențiate ale acestora asupra semnalelor orale și gastrointestinale în amonte de sistemul de recompensă și necesită investigații suplimentare.
Obezitatea și alimentele gustoase au fost implicate în mod independent să modifice semnalizarea dopaminei [3, 45, 49, 50] și, prin urmare, ar putea lua în considerare și răspunsul diferențial observat în studiul de față. Într-adevăr, datele noastre susțin descoperirile anterioare care arată că semnalizarea dopaminei D2R este redusă în obezitate.45, 50]. Cu toate acestea, descoperirea inedită a acestui studiu a fost că natura acestei relații poate depinde de conținutul de macronutrienți al dietelor obezogene, mai degrabă decât de obezitate sau de complicațiile asociate acesteia. O altă constatare majoră a fost diferențele observate în eficacitatea antagoniștilor D2R între carbohidrații de testare. Am observat o tendință în datele noastre conform căreia aportul de fructoză părea a fi controlat mai strâns de D2R decât aportul de zaharoză, ceea ce duce la întrebarea cum aportul de diferiți carbohidrați poate fi reglat diferențial și dacă recompensa obținută de diferiți carbohidrați poate recruta mecanisme diferite. Datele anterioare au indicat că aportul de zaharoză și fructoză produce răspunsuri fiziologice diferite. S-a dovedit că zaharoza produce efecte condiționate atât pe baza gustului, cât și pe proprietățile post-ingestive.28, 51, 52] în timp ce fructoza pare să exercite o stimulare relevantă comportamentală exclusiv prin gustul său și nu prin întărirea efectelor post-ingestive [27, 53]. Prin urmare, capacitatea de răspuns a circuitelor de recompensă la fructoză poate rămâne intactă chiar și atunci când feedback-ul provocat de zaharoză devine compromis din cauza deficiențelor secundare obezității (de exemplu, sensibilitate redusă la insulină/leptină). Opusul poate fi, de asemenea, adevărat: un răspuns contrareglator pentru a reduce aportul de zaharoză poate eșua să verifice aportul de fructoză. Sunt necesare studii viitoare la oameni pentru a investiga dacă preferințele pentru alimente bogate în fructoză ar crește de fapt odată cu obezitatea sau dacă preferințele relative pentru zaharoză și fructoză sunt diferite la pacienții obezi care sunt și diabetici.
În timp ce efectele zaharozei asupra dopaminei au fost investigate pe larg [3, 19, 43, 50], se știe mai puțin despre interacțiunea dintre fructoză și sistemul de recompensă cu dopamină, deși rapoartele timpurii de la laboratorul Hoebel indică faptul că fructoza poate produce propriile răspunsuri fiziologice unice.24]. Prezentul studiu adaugă o altă informație la acest puzzle complex, sugerând că dietele cu conținut diferit de macronutrienți pot modifica în mod diferențial controlul dopaminei asupra aportului de fructoză. Sunt necesare investigații suplimentare pentru a înțelege pe deplin mecanismele de bază prin care grăsimile și zahărul alimentar pot influența semnalizarea intestinului-creier și pot provoca schimbări în creier.
5. concluzii
Acest studiu demonstrează că dietele obezogene (cu conținut ridicat de energie) care variază în conținutul de grăsimi și carbohidrați, mai degrabă decât obezitatea în sine, pot crește diferențial sensibilitatea la antagoniștii receptorilor D1 și D2 în reducerea aportului de carbohidrați. Această constatare este compatibilă cu noțiunea generală că semnalizarea dopaminei în obezitatea alimentară este tocită și sugerează o relație nouă între diete și efectele dopaminei centrale. O altă constatare majoră a fost că dietele au modificat în mod diferențial potența antagoniștilor receptorilor dopaminergici în suprimarea aportului de zaharoză și fructoză. În comparație cu dietele normale (sărace în grăsimi) sau bogate în grăsimi și carbohidrați, obezitatea produsă de o dietă foarte bogată în grăsimi, dar cu conținut scăzut de zahăr a dus la o sensibilitate crescută la antagonismul receptorilor D1 și D2 în reducerea aportului de zaharoză, dar controlul receptorului D2 asupra aportului de fructoză a fost conservat. În schimb, șobolanii hrăniți cu o dietă bogată în energie, cu o combinație de grăsimi și carbohidrați, au demonstrat o reglare îmbunătățită a receptorului D2 a aportului de fructoză. Astfel, se pare că istoricul alimentar poate modifica dezvoltarea deficitelor de dopamină atribuite anterior obezității în general. Datele prezente sugerează, de asemenea, că aceste particularități ale plasticității dopaminei pot influența modul în care anumiți carbohidrați, cum ar fi fructoza și zaharoza, își exercită efectele pline de satisfacții. Astfel de diferențe ar putea explica unele dintre variațiile ratelor de succes ale diferitelor tratamente și terapii anti-obezitate. Sunt necesare studii suplimentare pentru a testa aplicabilitatea acestor constatări la oameni și pentru a investiga mecanismele subiacente.
Important de subliniat
- Dietele bogate în energie, independente de conținutul de macronutrienți, sunt puternice pentru a provoca obezitate.
- Compoziția dietei pare să modifice diferențial sensibilitatea receptorilor de dopamină.
- Blocarea receptorului D1 a redus aportul de zaharoză și fructoză la șobolanii slabi și obezi.
- Blocarea receptorului D2 a redus aportul de zaharoză la șobolanii hrăniți cu grăsimi, dar nu și la șobolani slabi.
- Blocarea receptorului D2 a redus aportul de fructoză numai la șobolanii hrăniți cu grăsimi și zahăr.
recunoasteri
Această cercetare a fost susținută de Institutul Național de Diabet și Boli Digestive și de Rinichi Grant DK080899, Institutul Național pentru Surditate și Alte Tulburări de Comunicare Grant DC000240 și Fondul fiduciar Jane B. Barsumian. Autorii îi mulțumesc domnului NK Acharya pentru ajutorul său excelent cu întreținerea șobolanilor și efectuarea testelor RMN.
Note de subsol
Declinarea responsabilității editorului: Acesta este un fișier PDF al unui manuscris needitat care a fost acceptat pentru publicare. Ca serviciu pentru clienții noștri oferim această versiune timpurie a manuscrisului. Manuscrisul va fi supus copierii, tipăririi și revizuirii probelor rezultate înainte de a fi publicat în forma sa finală. Rețineți că în timpul procesului de producție pot fi descoperite erori care ar putea afecta conținutul și toate denunțările legale care se referă la jurnal.
Referinte