Rolul ghrelinului în recompensa alimentară: impactul ghrelinului asupra administrării de sucroză și exprimării genei receptorului mezolimbic al dopaminei și receptorului acetilcolinei (2012)

PMCID: PMC3298643

Acest articol a fost citat de alte articole din PMC.

Du-te la:

Abstract

Decizia de a mânca este puternic influențată de factori non-homeostatici, cum ar fi gustul alimentelor. Într-adevăr, valoarea satisfăcătoare și motivațională a alimentelor poate suprascrie semnalele homeostatice, ducând la creșterea consumului și, prin urmare, la obezitate. Grelina, un hormon orexigenic derivat din intestin, are un rol proeminent în hrănirea homeostatică. Recent, însă, a apărut ca un modulator puternic al căii recompensei dopaminergice mezolimbice, sugerând un rol pentru grelină în recompensa alimentelor. Aici, am căutat să determinăm dacă grelina și receptorii săi sunt importanți pentru întărirea motivației pentru recompensa naturală a zahărului, examinând rolul stimulării receptorului de grelină (GHS-R1A) și blocarea condiționării operante a raportului progresiv al zaharozei, o procedură utilizată pentru a măsura motivația obține o recompensă. Grelina administrată periferic și central a crescut semnificativ răspunsul operant și, prin urmare, motivația stimulativă pentru zaharoză. Folosind antagonistul GHS-R1A JMV2959, am demonstrat că blocarea semnalizării GHS-R1A a scăzut semnificativ răspunsul operatorului pentru zaharoză. Am investigat în continuare efectele grelinei asupra nodurilor cheie de recompensă mezolimbică, zona tegmentală ventrală (VTA) și nucleul accumbens (NAcc), prin evaluarea efectelor tratamentului cronic cu grelină centrală asupra expresiei genelor care codifică receptorii neurotransmițătorilor cu recompensă majoră, și anume dopamina și acetilcolina. Tratamentul cu grelină a fost asociat cu o creștere a receptorului dopaminei D5 și a receptorului acetilcolinei expresia genei nAChRβ2 în VTA și expresia scăzută a D1, D3, D5 și nAChRα3 în NAcc. Datele noastre indică faptul că grelina joacă un rol important în motivația și consolidarea zaharozei și impactul asupra expresiei genelor care codifică dopamina și acetilcolina în circuitele recompensei mezolimbice. Aceste descoperiri sugerează că antagoniștii de grelină au potențial terapeutic pentru tratamentul obezității și pentru a suprima consumul excesiv de alimente dulci.

Cuvinte cheie: Acetilcolină, dopamină, motivație alimentară, ghrelin, GHS-R1A, condiționarea operantului

INTRODUCERE

Este bine stabilit faptul că hormonul circulant ghrelin joacă un rol important în reglementarea echilibrului energetic (Kojima et al. 1999; Nogueiras, Tschöp & Zigman 2008). Eliberat în principal de stomac (Dornonville de la Cour et al. 2001), ghrelinul generează efecte orexigene puternice atât la rozătoare, cât și la om (bourel et al. 2000, 2001) prin stimularea receptorului sistemului nervos central (SNC) (Salomeet al. 2009a), receptorul secretorogon al hormonului de creștere (GHS-R1A) (Howard et al. 1996). Într-adevăr, ghrelinul vizează hipotalamica și circuitele cerebrale implicate în hrănirea și energia homeostaziei (Dickson, Leng & Robinson 1993; Curte interioară în castele feudale et al. 2000; Hewson & Dickson 2000; Faulconbridge et al. 2003, 2008). Comportamentul alimentului, totuși, nu este motivat doar de nevoia de retenție a nutrienților (adică necesitatea restabilirii homeostaziei); gustoase bogate în grăsimi și / sau zahăr pot motiva aportul în ciuda unei situații de sațietate (Zheng et al. 2009). Consumarea excesivă de conservanți naturali cum ar fi zahărul este un factor major care conduce epidemia obezității actuale. Rămâne de determinat dacă sistemul central de semnalizare ghrelin este important pentru consumul de zahăr non-homeostatic, oferind astfel o potențială ținta terapeutică potențială pentru a suprima consumul de alimente dulci calorice, gustoase și satisfăcătoare.

Inspirat de concluziile recente că ghrelinul interacționează cu zonele mezolimbice implicate în hrănirea non-homeostatică / recompensă (Jerlhag et al. 2007), am căutat să evaluăm rolul ghrelinului și al receptorului acestuia în motivația alimentară și comportamentul orientat spre obiectiv pentru recompensa de sucroză. Aceste zone mezolimbice au fost mult timp în centrul cercetării de dependență de droguri, deoarece sunt o țintă majoră pentru majoritatea drogurilor de abuz (Engel 1977; Koob 1992). Calea mesolimbică țintă pentru ghrelin include proiecția dopaminei din zona tegmentală ventrală (VTA) la nucleul accumbens (NAcc) (Jerlhag et al. 2006, 2007), o cale care oferă recompense atât din partea medicamentelor chimice dependente, cât și din partea recompenselor naturale, inclusiv alimentelor (Koob 1992). Interesant, GHS-R1A este exprimat pe neuroni dopaminergici (Abizaid et al. 2006), implicând posibile efecte directe ale grelinei asupra sistemului dopamină VTA. Aceste date imunohistochimice sunt completate de dovezile comportamentale și electrofiziologice acumulatoare ale efectului grelinei în VTA. De exemplu, administrarea intra-VTA de grelină crește activitatea neuronilor dopaminergici VTA (Abizaid et al. 2006) și crește eliberarea de dopamină în NAcc (Jerlhag et al. 2007). Grelina crește, de asemenea, activitatea legăturii colinergice-dopaminergice, o cale importantă de recompensare. Într-adevăr, cel puțin o parte din efectele grelinei asupra dopaminei par a fi mediate de sistemul colinergic (Jerlhag et al. 2007).

Deși sa stabilit că ghrelinul are un efect puternic orexigenic atunci când alimentele sunt ușor disponibile, nu se cunoaște încă dacă efectele orexigenice ale ghrelinului pot fi extinse pentru a include motivația și întărirea aspectelor armatelor naturale, cum ar fi alimentele dulci, gustoase efortul / locul de muncă este dispus să pună în aplicare un dulce trata). Motivația și eficacitatea de recompensă a medicamentelor de dependență pot fi evaluate în modelul de autoadministrare, condiționarea operatorului. Condiționarea operatorului este o procedură principală pentru analiza comportamentului motivat care evaluează comportamentul dobândit și voluntar îndreptat spre obținerea unei recompense. Prin măsurarea volumului de muncă pe care un subiect este dispus să îl cheltuiască pentru a obține recompensa, acesta oferă o măsură obiectivă de valoare de recompensă (Hodos 1961). Regiunile mezolimbice sunt cruciale pentru aspectele motivaționale ale comportamentului, inclusiv hrănirea și este clar că ghrelinul afectează activitatea neuronală în regiunile mezolimbice relevante. Ceea ce nu a fost încă demonstrat este efectul direct al ghrelinului asupra motivației pentru hrana cu conținut ridicat de zahăr. Scopul principal al studiului nostru este de a investiga dacă sistemul central de semnalizare ghrelin joacă un rol în proprietățile hedonice / motivaționale sau pozitive de întărire a recompenselor alimentare cu zahăr ridicat și dacă suprimarea acestui sistem, utilizând un nou antagonist selectiv GHS-R1A JMV2959Salomeet al. 2009a), pot suprima motivația de a obține dulciuri. Antagoniștii GHS-R1A sunt în prezent evaluați terapeutic la pacienții cu diabet zaharat tip 2 deoarece suprimarea semnalizării ghrelin are efecte benefice asupra homeostaziei glucozei (soare et al. 2006), efecte care ar beneficia și de reducerea aportului de alimente dulci. Mai multe linii de dovezi sugerează că neurotransmisia dopaminergică și colinergică joacă un rol important în comportamentul motivat de recompensă. Prin urmare, pentru a caracteriza în continuare efectele ghrelinului asupra circuitului central de recompensă, am evaluat impactul tratamentului cu ghrelin asupra modificărilor expresiei genei receptorilor de dopamină și receptori de acetilcolină în nodurile de recompensă cheie, VTA și NAcc, după tratamentul cu ghrelin.

METODE

animale

Adulți masculi de șobolani Sprague-Dawley (200-250 g, Charles River, Germania) au fost adăpostiți într-un ciclu de lumină / întuneric 12-oră, ad libitum, cu excepția cazurilor în care se indică altfel. Toate procedurile pe animale au fost efectuate cu permisiunea de etică și în conformitate cu ghidurile Comitetului pentru îngrijirea și utilizarea animalelor instituționale din cadrul Universității din Göteborg.

Interventie chirurgicala

Pentru experimentele comportamentale care vizează SNC, o a treia canulă de ghidare ventriculară (calibru 26; Plastics One, Roanoke, VA, SUA; coordonate: pe linia mediană, 2 mm posterioară față de bregma și 5.5 mm ventral față de dura mater, cu injectorul orientat la 7.5 mm ventral la dura) a fost implantat sub anestezie cu izofluran. Canulele au fost atașate la craniu cu acril dentar și șuruburi de bijuterie și închise cu un obturator, așa cum a fost descris anterior (Skibicka, Alhadeff & Grill 2009). Plasarea canulei în cel de-al treilea ventricul a fost verificată la o săptămână după intervenția chirurgicală, prin măsurarea răspunsului glicemic mediat simpaticadrenal la injecția centrală de 5-tio-D-glucoză [210 μg în 2 μl vehicul (salină)]Ritter, Slusser & Stone 1981). În acest protocol de verificare a plasamentului, pentru includerea subiectului a fost necesară o creștere a concentrației de cel puțin 100% din nivelul glucozei plasmatice inițiale. Pentru experimentul de exprimare a genei, șobolanii au fost anesteziați (60-75 mg / kg Ketalar și 0.5 mg / kg Domitor ip, Pfizer, Suedia, Orion Co, Finlanda) și o canulă cronică intracerebroventriculară (ICV) DURECT Corp, Cupertino, CA, SUA) a fost introdus în ventriculul lateral utilizând următoarele coordonate: 0.6 mm posterior de la bregma, 1.4 mm lateral de la linia mediană, 2.3 ventral din craniu. Canula a fost conectată printr-un cateter din polietilenă la o minipumpă osmotică (modelul Alzet Mini-Osmotic Pump Model 2002, Durect, Cupertino, debit de curgere, 0.5 μl / oră pentru zile 14) implantate subcutanat în partea din spate a animalelor.

Operator model de condiționare

Aparat

Operațiile experimentale de condiționare s-au desfășurat în opt camere de condiționare, destinate șobolanilor (30.5 × 24.1 × 21.0 cm; Medical-Associates, Georgia, VT, SUA), care au fost plasate într-un dulap atenuat fonic, slab luminat. Fiecare cameră avea o pardoseală metalică, două pârghii retractabile cu becuri de lumină albă deasupra lor și un dozator pentru peleți alimentari care poate furniza granule de zaharoză 45 mg (GlaxoSmithKline, Test Diet, Richmond, IN, SUA) în tava pentru alimente. Colectarea și prelucrarea datelor au fost controlate de software-ul MED-PC (Medical-Associates, Georgia, VT, SUA).

Pregătire

Procedura utilizată pentru condiționarea operantului a fost adaptată din (la Fleur et al. 2007) și (Tracy et al. 2008). Toți șobolanii au fost supuși unei paradigme ușoare de restricție a alimentelor în timpul căreia greutatea corporală inițială a fost redusă treptat la 90% pe o perioadă de o săptămână. Pentru șobolanii cannulați ICV, antrenamentul a început la o săptămână după operație. Înainte de plasarea în cutiile operant, șobolanii au fost expuși peleților de zaharoză în mediul coliviei în cel puțin două ocazii. Apoi, șobolanii au învățat să pârghie presa pentru peleți de zaharoză, în cadrul unui program fix FR1, cu două sesiuni pe zi. În FR1, o singură apăsare pe pârghia activă a dus la livrarea unei pelete de zaharoză. Toate sesiunile FR au durat 30 minute sau până când șobolanii au câștigat pelete 100, oricare ar fi avut loc mai întâi. Majoritatea șobolanilor au obținut criteriul 100 pe criterii de sesiune după sesiunile 10 și 15. Apăsați pe pârghia inactivă, dar nu au avut consecințe programate. Sesiunile de programare FR1 au fost urmate de FR3 și FR5 (adică trei și cinci presele pe peleți, respectiv). Din nou, un număr minim de răspunsuri 100 pe sesiune pe pârghia activă era necesar pentru avansarea la următorul program; majoritatea șobolanilor au avut nevoie de doar un program FR3 și FR5 pentru a atinge acest nivel. Programul FR5 a fost urmat de un program progresiv (PR) în care costul unei recompense este crescut progresiv pentru fiecare recompensă care urmează pentru a determina cantitatea de muncă pe care șobolanul este dispusă să o pună în obținerea recompensei. Cerința de răspuns a crescut în conformitate cu următoarea ecuație: raportul de răspuns = [5e (0.2 × numărul infuziei)] - 5 prin următoarele serii: 1, 2, 4, 9, 12, 15, 20, 25, 32 , 40, 50, 62, 77, 95, 118, 145, 178, 219. Sesiunea PR sa încheiat atunci când șobolanul nu a reușit să câștige o recompensă în termen de 268 minute. Punctul de pauză a fost definit ca raportul final finalizat înainte de încheierea sesiunii. Răspunsul a fost considerat stabil atunci când numărul de pelete obținute pe sesiune nu a diferit mai mult de 328% pentru trei sesiuni consecutive. În majoritatea cazurilor, răspunsul sa stabilizat în cinci până la șapte sesiuni. Testele PR au fost efectuate o sesiune / zi. Sesiunile au durat, în medie, minute 60, deși toți șobolanii au rămas în cutiile operator până la minutele 15 pentru a permite ca toate sesiunile să se încheie. Șobolanii au fost transferați ulterior în cuștile de acasă pentru o măsurare a admisiei de mâncare pentru o perioadă de o oră. La sfârșitul antrenamentului și înainte de testare, șobolanii au fost returnați la un an ad libitum programul de hrănire.

Proiectare experimentală

Toți șobolanii au primit intraperitoneal (IP) sau într-un grup separat de șobolani, a treia ventriculă (a treia ICV) injecții la începutul ciclului de lumină (pentru testele de ghrelină) și târziu în ciclul de lumină pentru experimentele cu antagoniști de ghrelină 20 minute înainte de începerea de testare operant. Toate condițiile au fost separate cu un minim de ore 48 și au fost executate în mod contrabalansat (fiecare șobolan a primit toate condițiile pe zile de testare separate).

Experiment 1: impactul administrării periferice sau centrale de ghrelin asupra răspunsului operatorului PR pentru zaharoză la șobolani

Pentru toți șobolanii, au fost examinate răspunsurile de presare a pârghiei după două condiții: tratament IP cu salină sau ghrelin de șobolan acilat (Tocris, Bristol, UK, 0.33 mg / kg greutate corporală la 1 ml / kg). Doza selectată de IP ghrelină a fost demonstrată anterior pentru a induce un răspuns alimentar la șobolani (bourel et al. 2000) și, de asemenea, pentru a induce eliberarea acumulară de dopamină și activitatea locomotorie la șoareci (Jerlhag 2008). După testarea operatorului, șobolanilor i sa permis accesul liber la mâncare, iar consumul de hrană a fost măsurat după o perioadă de o oră. Apoi, într-un grup separat de șobolani, am examinat răspunsurile după administrarea de medicamente direcționate la SNC după trei condiții după cum urmează: starea de control cu ​​sare a ventriculului treilea, 0.5 pg sau 1.0 pg de ghrelin de șobolan acilat (Tocris) într-un volum 1 μl. Dozele selectate de ghrelin au demonstrat anterior că generează răspunsuri alimentare (Nakazato et al. 2001). Pentru ambele studii ICV și IP ghrelin, experimentele de presare cu pârghie au fost efectuate în stare satioasă (adică atunci când aportul de alimente ar fi determinat de proprietățile satisfacatoare ale hranei, mai degrabă decât de acționările homeostatice). De asemenea, în ambele studii, după efectuarea testelor operante, șobolanilor li sa permis accesul liber la hrană, iar consumul de alimente a fost măsurat după o perioadă de o oră.

Experiment 2: impactul tratamentului periferic sau central cu un antagonist al receptorului ghrelin (GHS-R1A) (JMV2959) privind motivația motivantă pentru o recompensă cu zaharoză la șobolani

Răspunsurile operatorului PR au fost examinate după trei condiții, după cum urmează: starea de control cu ​​soluție salină IP, 1 mg / kg sau 3 mg / kg de JMV2959 (AEZS-123, AeternaZentaris GmBH, Frankfurt, Germania). Dozele JMV2959 au fost selectate pe baza Jerlhag et al. (2009) Şi Egecioglu et al. (2010) și date preliminare, anterior demonstrat că diminuează comportamentul preferențial al locului condiționat, dar nu au un efect independent asupra activității locomotorii. După testarea operatorului, șobolanilor i sa permis accesul liber la mâncare. Pentru a evalua efectele acțiunii directe a antagonistului central direct, într-un grup separat de șobolani, a fost examinat comportamentul operatorului după următoarele trei condiții: starea de control cu ​​injectarea salinei a treia ventriculă, 5 pg sau 10 pg de JMV2959 într-un volum 1 μl. Dozele ICV selectate pentru doza JMV2959 au fost bazate pe Salomeet al. (2009a) în care a fost blocată acțiunea orexigenică a ICV administrată cu 1 μg ghrelin. După testarea operatorului, șobolanilor li sa permis accesul liber la mâncare, iar consumul de hrană a fost măsurat după o perioadă de o oră și de asemenea la 24 ore după injectarea inițială. Studiile cu antagonistul GHS-R1A, spre deosebire de cele efectuate cu ghrelin (vezi mai sus), au fost efectuate pe șobolani după o restricție de alimentare cu 16-ore înainte de injecții, pentru a asigura niveluri ridicate de ghrelin circulant endogencummings et al. 2001).

Experiment 3: modificări induse de ghrelin în exprimarea genelor asociate dopaminei și acetilcolinei în VTA și NAcc

Aici, am determinat efectele perfuziei cronice de grelină ICV timp de două săptămâni asupra expresiei genelor selectate implicate în transmiterea dopaminergică și colinergică în două noduri cheie ale căii de recompensă mezolimbică, VTA și NAcc. Genele legate de dopamină selectate au fost gene care codifică receptorii dopaminei (D1A, D2, D3, D5), catecol-O-metiltransferază, tirozin hidroxilază (numai în VTA) și monoaminoxidază A. Genele legate de acetilcolină au fost: subunitățile receptorului nicotinic (α3 α6, β2, β3). Genele pe care am ales să le evaluăm au ​​fost implicate anterior în efectele grelinei și / sau în recompensarea / comportamentul de motivație (Kelley et al. 2002; Figlewicz et al. 2006; Jerlhag et al. 2006, 2007; Sibilia et al. 2006; Dalley et al. 2007; Kuzmin et al. 2009; Sub vânt et al. 2009; Nimitvilai & Brodie 2010; Perello et al. 2010). A fost folosit un protocol cronologic de perfuzie cu ghrelin / soluție salină, preferând injectarea acută, pentru a crește șansele de a observa un efect asupra expresiei genei; în plus, dacă ghrelinul este un regulator important al sistemului de recompense pe termen lung, promovând supraalimentarea și obezitatea, efectele sale cronice de a modifica mecanismele-cheie de recompensă pot avea o importanță considerabilă.

Administrarea de droguri și disecția țesuturilor

Cateterul și pompa osmotică au fost umplute cu soluție ghrelin umană acetilată (cadou de la Rose Pharma, Copenhaga, Danemarca) (8.3 μg / șobolan / zi) sau soluție de vehicul salin (0.9% NaCI); această doză și durata tratamentului au fost deja demonstrate pentru a afecta exprimarea genelor în hipotalamus (Salomeet al. 2009b). La paisprezece zile după implantarea mini-pompelor, șobolanii au fost uciși prin decapitare. Creierele au fost îndepărtate rapid și VTA și NAcc au fost disecate utilizând o matrice de creier (marginile fiecărei regiuni au fost determinate pe baza Paxinos & Watson 1986), înghețat în azot lichid și depozitat la -80 ° C pentru determinarea ulterioară a expresiei mRNA.

Izolarea ARN și expresia mRNA

Probele individuale de creier au fost omogenizate în Qiazol (Qiagen, Hilden, Germania) folosind un TissueLyzer (Qiagen). ARN-ul total a fost extras folosind RNeasy Lipid Tissue Mini Kit (Qiagen) sau RNeasy Micro Kit (Qiagen), ambele cu tratament ADNse suplimentar (Qiagen). Calitatea și cantitatea ARN au fost evaluate prin măsurători spectrofotometrice (Nanodrop 1000, NanoDrop Technologies, Wilmington, DE, SUA). Pentru sinteza ADNc, ARN-ul total a fost transcris invers utilizând hexameri aleatori (Applied Biosystems, Sundbyberg, Suedia) și transcriptaza inversă Superscript III (Invitrogen Life Technologies, Paisley, Marea Britanie) conform descrierii producătorului. S-a adăugat un inhibitor recombinant al ribonucleazei RNaseout (Invitrogen) pentru a preveni degradarea mediată de RNase. Toate reacțiile ADNc au fost efectuate în triplicat. PCR transcripție inversă în timp real a fost efectuată folosind teste TaqMan Custom Array. Acestea au fost proiectate cu sonde TaqMan și seturi de primer pentru gene țintă alese dintr-un catalog on-line (Applied Biosystems). Fiecare port de pe platformele TaqMan Array a fost încărcat cu ADNc corespunzător a 100 ng ARN total combinat cu apă fără nuclează și 50 µl TaqMan Gene Expression Master Mix (Applied Biosystems) la un volum final de 100 µl. Tablourile TaqMan au fost analizate folosind sistemul 7900HT cu o TaqMan Array Upgrade (Applied Biosystems). Condițiile de ciclare termică au fost: 50 ° C timp de două minute, 94.5 ° C timp de 10 minute, urmate de 40 de cicluri de 97 ° C timp de 30 de secunde și 59.7 ° C timp de un minut.

Valorile expresiei genetice au fost calculate pe baza ΔΔCt metoda (Livak & Schmittgen 2001), în care grupul tratat cu soluție salină a fost desemnat calibrator. Pe scurt, ΔCt reprezintă ciclul de prag (Ct) a genei țintă minus cea a genei de referință și ΔΔCt reprezintă ΔCt din grupul tratat cu ghrelin minus cel al calibratorului. Cantitățile relative au fost determinate utilizând cantitatea relativă a ecuației = 2-ΔΔCt. Pentru eșantionul calibrator, ecuația este cantitatea relativă = 2-0, care este 1; prin urmare, fiecare altă probă este exprimată în raport cu aceasta. A fost utilizată ca gena de referință gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază.

Statistici

Toți parametrii comportamentali au fost analizați prin analiza varianței urmată de post hoc Tukey test sau t- testează după caz. Analizele statistice au fost efectuate utilizând software-ul Statistica (Tulsa, OK, SUA). Pentru a analiza efectul tratamentului ghrelin central cronic asupra exprimării genelor, t- testul a fost folosit, cu P- valorile calculate folosind ΔCt-values. Diferențele au fost considerate semnificative la P <0.05. Datele sunt exprimate ca medie ± SEM.

REZULTATE

Experiment 1: impactul administrării periferice sau centrale de ghrelin asupra răspunsului operatorului PR pentru zaharoză la șobolani

Aici, folosim o paradigmă utilizată în cercetarea dependenței pentru a evalua rolul ghrelinului în motivația naturală a alimentelor dulci și proprietățile de întărire a zahărului. În mod specific, pentru a determina rolul administrării ghrelinului periferic pe eficacitatea recompensării zaharozelor, am examinat autoadministrarea sucrozei într-o schemă de răspuns progresiv la șobolani 20 minute după injectarea IP a vehiculului sau a ghrelinului. Toate măsurătorile comportamentului operator au fost semnificativ crescute la șobolani după injectarea ghrelinică periferică acută: presare activă a pârghiei (P <0.05 pentru toate punctele de timp), numărul de pelete de zahăr câștigate (P <0.005 pentru toate punctele de timp) și 120 de minute de pauză (P <0.005, 32.53 ± 3.4 și 41 ± 4.3 pentru vehicul și respectiv grelină; Fig. 1a, b). Literatura susține în primul rând un loc central de acțiune pentru efectul orexigenic al grelinei. Cu toate acestea, GHS-R1A este exprimat și în afara SNC în siturile relevante pentru controlul aportului alimentar, de exemplu, pe nervul vag; prin urmare, nu se poate exclude faptul că o parte din efectele observate ale grelei IP sunt mediate de acei receptori periferici. Cu toate acestea, injectarea centrală a unui volum și a unei doze mici de grelină stimulează doar SNC GHS-R1A. Prin urmare, pentru a determina efectul direct al SNC al grelinei asupra eficacității recompensei zaharozei, am efectuat un studiu paralel în care vehiculul sau grelina au fost administrate prin injecția a treia ventricul, tot cu 20 de minute înainte de paradigma operantă. În concordanță cu ipoteza locului central al efectului, injecția acută de grelină ICV la șobolani (ambele doze de 0.5 µg și 1.0 µg) a crescut semnificativ toate măsurile menționate mai sus de comportament operant (Fig. 2a, b). Cursul de timp al răspunsurilor pârghiei active în studiul ICV ghrelin a arătat că, în timp ce efectul a apărut încet în timpul punctelor de timp 10 și 30, a ajuns la semnificație la minutele 60 [levier activ: 10 minute F(2, 24) = 0.94, P = 0.41, 30 minute F(2, 24) = 3.13, P = 0.06, 60 minute F(2, 24) = 5.86, P <0.01, 90 minute F(2, 24) = 6.42, P <0.01, 120 minute F(2, 24) = 6.03, P <0.01; recompense câștigate: 10 minute F(2, 24) = 0.26, P = 0.78, 30 minute F(2, 24) = 2.76, P = 0.08, 60 minute F(2, 24) = 8.31, P <0.005, 90 minute F(2, 24) = 10.16, P <0.001, 120 minute F(2, 24) = 11.93, P <0.001; și punctul de rupere: F(2, 24) = 7.22, P <0.005 (17.31 ± 1.53, 33.15 ± 5.52, 36 ± 6.95 pentru vehicul, 0.5 µg și respectiv 1.0 µg de grelină, respectiv)], un curs de timp în concordanță cu alte rapoarte de latență de hrănire indusă de grelină atunci când sunt livrate pe această cale (Faulconbridge et al. 2003). În ambele experimente, activitatea la pârghia inactivă a fost minoră și nu a fost semnificativ diferită între diferitele grupuri de tratament (IP 4.1 ± 1.1, 4.1 ± 1.1 pentru vehicul și ghrelin, respectiv ICV 3.9 ± 1.1, 2.1 ± 0.7, 3.5 ± 1.6 pentru vehicul, 0.5 μg și, respectiv, 1.0 μg ghrelin), ceea ce sugerează că tratamentul nu produce modificări direcționate nespecifice non-țintite în activitate. Imediat după testarea operatorului, șobolanii au fost returnați în cuștile lor de origine și au permis accesul liber la hrană; șobolanii injectați cu ghrelin, indiferent dacă sunt administrați periferic (P <0.05) sau central [F(2, 24) = 12.64, P <0.001], aproape și-au dublat consumul de chow în prima oră, comparativ cu grupurile tratate cu vehicul (Figurile 1c și 2c). În conformitate cu datele anterioare (Faulconbridge et al. 2003), care indică faptul că cea mai mare parte a efectului hiperfagic al injecției ghrelinice acute acute are loc în trei ore după injectare, nu a fost observat niciun efect asupra consumului de alimente în studiul nostru la trei până la 24 ore după administrarea ICV a oricărei doze de ghrelin [17.4 ± 1.12, 18.42 ± 1.34, 19.12 ± 1.43 vehicul, 0.5 μg și, respectiv, 1.0 μg ghrelin, F(2, 24) = 2.27, P = 0.13].

Figura 1 

Injecția periferică de ghrelin crește motivația de a obține alimente gustoase într-un model de condiționare a raportului PR. Numărul de răspunsuri pe pârghia activă (a) și numărul de recompense de zaharoză 45 mg obținute (b) sunt în mod semnificativ sporite de ...
Figura 2 

Comportamentul de ghrelin al SNC (a treia ICV) crește valoarea de recompensă a zaharozelor într-un model de condiționare a raportului de PR. Numărul de răspunsuri pe pârghia activă (a) și numărul de recompense de zaharoză 45 mg obținute (b) sunt în mod semnificativ sporite cu treia ...

Experimentul 2: impactul tratamentului periferic sau central cu un antagonist al receptorului ghrelin (GHS-R1A) (JMV2959) asupra motivației stimulative pentru recompensa de zaharoză la șobolani

Apoi, am explorat efectele blocării farmacologice a GHS-R1A asupra eficacității recompenselor de zaharoză. Astfel, administrarea sucrozei într-o schemă de răspuns progresiv a fost examinată la șobolanii cu restricții de hrănire peste noapte pentru a asigura niveluri ridicate de ghrelin circulant endogen 20 minute după injectarea IP a vehiculului sau 1 mg / kg sau 3 mg / kg de JMV2959, un GHS -R1A antagonist. Toate măsurătorile privind comportamentul operatorului au fost semnificativ scăzute la șobolani după injectarea periferică a JMV2959 [pârghie activă: cinci minute F(2, 24) = 11.53 P <0.0005, 120 minute F(2, 24) = 11.27, P <0.001; recompense câștigate: cinci minute F(2, 24) = 23.39 P <0.0005, 120 minute F(2, 24) = 9.26, P <0.001 și punctul de rupere la 120: F(2, 24) = 5.98, P <0.01 (45.31 ± 6.45, 42.08 ± 5.80, 30.0 ± 5.89 pentru vehicul, 1 mg / kg și respectiv 3 mg / kg JMV2959)]. Post hoc analiza a arătat că efectul principal a fost determinat de doza de 3 mg / kg (Fig. 3a, b). Pentru a determina rolul receptorului central de ghrelin în eficacitatea recompenselor de zaharoză, s-a efectuat un studiu similar în care vehiculul sau JMV2959 (5 pg sau 10 pg) a fost administrat în cel de-al treilea ventricul 20 minute înainte de măsurătorile operatorului. Toate măsurătorile mai sus menționate ale comportamentului operator au fost semnificativ reduse la șobolani după perfuzia ventriculară acută a ambelor doze de JMV2959 (Fig. 4a, b). Efectul observat a fost imediat ca urmare post hoc analiza a evidențiat diferențe semnificative în rândul grupurilor de tratament numai după minutele 10 de activitate din camera operantă care au fost menținute pe toată perioada de testare [pârghie activă: 10 minute F(2, 24) = 10.16, P <0.0005, 30 minute F(2, 24) = 11.48, P <0.0005, 60 minute F(2, 24) = 9.11, P <0.001, 90 minute F(2, 24) = 8.30, P <0.001, 120 minute F(2, 24) = 4.95, P <0.05; recompense câștigate: 10 minute F(2, 24) = 21.23, P <0.0001, 30 minute F(2, 24) = 25.08, P <0.0001, 60 minute F(2, 24) = 19.24, P <0.0001, 90 minute F(2, 24) = 20.04, P <0.0001, 120 minute F(2, 24) = 5.44, P <0.01; și punctul de rupere: F(2, 24) = 3.78, P <0.05 (51.4 ± 8.58, 38.13 ± 5.07, 33.67 ± 5.21 pentru vehicul, 5 µg și respectiv 10 µg JMV2959)].

Figura 3 

Distribuția periferică a unui antagonist al receptorilor de ghrelin, JMV2959. scade motivația de a obține alimente gustoase într-un model de condiționare a raportului PR. Numărul de răspunsuri pe pârghia activă (a) și numărul de recompense de zaharoză 45 mg obținute ...
Figura 4 

Blocarea centrală a GHS-R1A împreună cu JMV2959 scade motivația de a obține recompensă de hrană într-un model de condiționare a raportului PR. Numărul de răspunsuri pe pârghia activă (a) și numărul de recompense de zaharoză 45 mg obținute (b) sunt semnificativ reduse ...

Cum era de așteptat (Hodos 1961; Jewett et al. 1995), în toate grupele de tratament, incluzând atât căile de administrare IP cât și ICV, a fost evident efectul lipsei alimentelor asupra răspunsului operator pentru zaharoză (Figurile 3a și 4a) și contrastează cu cea observată în starea satiată (Figurile 1a și 2a). Activitatea asupra pârghiei inactive a fost minoră (IP 9.6 ± 3.0, 6.8 ± 2.2, 5.6 ± 1.9 pentru vehicul și 1 mg / kg sau 3 mg / kg JMV2959; ICV 6.4 ± 1.3, 4.6 ± 1.3, 4.4 ± 1.7 pentru vehicul, 5 μg și 10 pg de JMV2959, respectiv) și dacă au fost administrate periferic sau central, JMV2959 nu a avut niciun efect semnificativ asupra acelei activități (această activitate nu diferă semnificativ între diferitele grupuri de tratament). Pentru studiul ICV, imediat după testarea operatorului, șobolanii au fost returnați în cuștile lor de origine și au permis accesul liber la hrană; interesant, nu a fost observat niciun efect asupra consumului de chow la o oră (Fig. 4c) sau punct de timp 24-oră (datele nu sunt afișate). Acest lucru ar putea indica faptul că, în timp ce semnalarea ghrelină este necesară pentru motivația alimentară indusă de hrană, nu este esențial pentru hrănirea liberă indusă de orele 16 privarea de hrană probabil datorită altor mecanisme redundante activate în timpul unei perioade de deprivare. Toate măsurătorile gratuite privind hrănirea au avut loc după 140 minute după injectarea medicamentului și, prin urmare, nu putem exclude faptul că lipsa efectului se datorează parțial spălării medicamentului.

Experiment 3: modificări induse de ghrelin în exprimarea genelor asociate dopaminei și acetilcolinei în VTA și NAcc

În studiul de față, am studiat, de asemenea, dacă genele asociate cu dopamină și acetilcolină sunt modificate de ghrelin în nodurile mezolimbice cheie, VTA și NAcc, prin examinarea efectelor tratamentului ghrelin central cronic asupra exprimării receptorilor selectați de dopamină și a enzimelor implicate în producția și metabolizarea dopaminei, într-o paradigmă deja stabilită pentru a produce modificări asociate ghrelinului în exprimarea genelor în hipotalamus (Salomeet al. 2009b). În receptorul de dopamină VTA D5 și receptorul acetilcolinei nicotinice (nAChRβ2) a avut o expresie mRNA crescută la șobolanii tratați cu ghrelin, comparativ cu grupul tratat cu soluție salină (Fig. 5a). În NAcc a existat o expresie mRNA scăzută a genelor care codifică receptorii dopaminei D1A, D3 și D5 și, de asemenea, receptorul nicotinic de acetilcolină nAChRα3 la șobolanii tratați cu ghrelin, comparativ cu grupul tratat cu soluție salinăFig. 5b).

Figura 5 

Exprimarea genelor asociate dopaminei și acetilcolinei în VTA (a) și NAcc (b) după ghrelinul ICV cronic sau tratamentul vehiculului. Datele reprezintă media schimbării multiple comparativ cu tratamentul cu soluție salină. D1, receptor dopamin D1; Receptor D2 dopamină D2; D3, dopamină ...

DISCUŢIE

Aici, relevăm un rol pentru sistemul central de semnalizare ghrelin în modularea motivației stimulative și a proprietăților de întărire a recompenselor de zaharoză și indică un impact al tratamentului central ghrelin cronic asupra exprimării genice a receptorilor dopaminergici și colinergici în nodurile principale de recompensă mesolimbică. Rezultatele demonstrează că atât administrarea centrală, cât și cea periferică a ghrelinului crește semnificativ cantitatea de muncă pe care un animal este dispus să o facă pentru a obține recompensa de zaharoză. În plus, blocarea sistemică sau centrală a receptorului ghrelin suprimat operant care răspunde pentru zaharoză. Astfel, putem deduce că semnalarea endogenă a ghrelinelor este importantă pentru motivația stimulativă a unei recompense de zaharoză. Constatările noastre sunt în concordanță cu ipoteza că un rol important al sistemului central de semnalizare ghrelin este de a crește valoarea stimulativă a recompenselor, inclusiv a alimentelor. Având în vedere că restricționarea alimentelor mărește valoarea recompensă a zaharozelor (Hodos 1961; Jewett et al. 1995) și că nivelurile de ghrelin sunt ridicate în timpul restricționării pe termen scurt a alimentelor (Gualillo et al. 2002), este posibil ca în timpul unei stări de restricție / lipsire a alimentelor, ghrelinul este unul dintre factorii care contribuie la creșterea valorii de recompensă a motivației alimentare / alimentelor. Într-adevăr, expunerea la ghrelin periferic a crescut comportamentul operatorului la niveluri similare cu cele observate la șobolanii lipsiți de alimente și, invers, blocarea semnalizării ghrelinelor a scăzut comportamentul operatorului până la nivelurile observate la șobolanii care nu au fost deprimați.

Se pare clar că o creștere a consumului de alimente în mod problematic reflectă probabil o dysreglementare a mecanismelor centrale de recompensă alimentară, implicând atât aspecte hedonice, cât și aspecte motivaționale. Deoarece hrănirea liberă și hrănirea motivată de recompensare par a fi două fenomene separabile cu substraturi neuroanatomice diferențiate (Salamone et al. 1991), este important să le examinăm pe ambele atunci când se evaluează rolul agenților implicați în comportamentul de hrănire. Efectele orexigenice puternice ale lui Ghrelin au fost studiate în mare măsură în modele de acces gratuit la hrănire, în care ar fi dificil să se facă distincția între rolul său în completarea nutrienților și hrănirea motivată de recompensare. În studiul de față, am constatat că liganzii GHS-R1A interferează cu motivația pentru recompensarea zaharozei, folosind un model experimental care a fost utilizat în alte contexte pentru a arăta dorința și motivația pentru drogurile dependente de abuz. O creștere a comportamentului motivat este comună atât dependenței de droguri chimice, cât și restricției calorice și implică probabil suprapunerea mecanismelor neurobiologice. În studiul de față, am detectat, de asemenea, o creștere indusă de grelină în hrănirea gratuită a hranei normale de chow la aceleași animale, care a cheltuit mult mai multă muncă pentru hrana în camera de operare. Prin urmare, datele noastre, luate împreună cu rapoartele anterioare despre efectele grelinei în modele de hrănire liberă (bourel et al. 2000), indică faptul că ghrelin are capacitatea de a modula atât hrănirea gratuită, cât și motivația pentru hrănire.

Dat fiind faptul că receptorul ghrelin GHS-R1A este prezent în zonele cheie hipotalamice, spate și mezolimbice implicate în balanța energetică și recompensă (Zigman et al. 2006) și că injectarea ventriculară centrală a liganzilor GHS-R1A poate obține acces pe scară largă la aceste zone ale SNC, ar putea exista mai multe substraturi neuroanatomice relevante pentru efectul de motivație a recombinării zaharoză a ghrelinului prezentat aici. Se pare că ghrelinul acționează direct asupra zonelor mezolimbice cheie, deoarece ghrelinul activează neuronii dopaminei VTA (Abizaid et al. 2006) și administrarea directă a ghrelinului la VTA crește eliberarea de dopamină acumbalată (Jerlhag et al. 2007). În concordanță cu aceasta, am raportat anterior efectele ghrelinului intra-VTA de a crește consumul de alimente plăcute / gustoase în paradigmele de hrănire cu alegere liberă și, de asemenea, că leziunile comportamentului exploratoriu indus de glandele VTG grele de ghrelin (Egecioglu et al. 2010). NAcc poate fi, de asemenea, o țintă directă pentru ghrelin în modularea aspectelor motivaționale ale consumului de alimente; atunci când se injectează direct în această zonă, ghrelinul induce un răspuns la hrană (Naleid et al. 2005), deși prezența GHS-R1A în această zonă la rozătoare nu a fost descrisă de alți cercetători (Zigman et al. 2006) și, prin urmare, necesită clarificări suplimentare.

În mod consecvent, cu rolul său esențial în comportamentele motivate, mai multe gene din cadrul sistemului dopaminic au fost modificate prin tratamentul central cu ghrelin. Aceste date ridică posibilitatea ca reglementarea expresiei receptorilor de dopamină să fie un mecanism pe termen lung prin care impactul ghrelinului asupra funcției și semnalizării legate de recompensă. Evaluarea receptorilor dopaminergici nu este importantă numai la locul de eliberare, cum ar fi NAcc, dar și în VTA ca urmare a eliberării dopaminei dendritice (Cragg & Greenfield 1997), este posibil ca acesta să acționeze la nivel local pentru a influența comportamentele motivaționale recompensate. Aici, am găsit o exprimare crescută a D5 în VTA după tratamentul cu ghrelin. Receptorii dopaminici D5 sunt prezenți pe corpurile celulare ale neuronilor dopaminergici VTA (Ciliax et al. 2000) și activitatea lor este necesară pentru a restabili activitatea neuronului dopaminei VTA după o perioadă de desensibilizare (Nimitvilai & Brodie 2010). În NAcc, am observat o scădere a expresiei D1. De fapt, expresia redusă a acestui receptor a fost recent prezentată în NAcc a obezității predispuse, dar nu și a șobolanilor rezistenți la obezitate la dieta bogată în grăsimi indicând rolul său potențial în NAcc în obezitate și supraconsumareAlsio et al. 2010). De asemenea, expresia genelor care codifică D3 a fost redusă prin ghrelin, o constatare de interes deosebit având în vedere disponibilitatea scăzută a receptorilor D2 / D3 atât la șobolani cât și la utilizatorii de droguri umane corelează cu creșterea impulsivitățiiDalley et al. 2007; Sub vânt et al. 2009). Interesant, nu am observat modificări semnificative în enzimele implicate în sinteza sau producția dopaminei.

Rolul important al sistemului de acetilcolină pentru recompensele pentru medicamente și alimente este bine documentat; aici, vom arăta că tratamentul cu ghrelin a fost asociat cu schimbări în exprimarea genelor care codifică mai multe subunități ale receptorilor nicotinici de acetilcolină, oferind o altă cale prin care ghrelinul poate modifica funcția de recompensă. Ghrelin poate regla neuronii dopaminergici VTA indirect, prin acțiunea sa asupra neuronilor colinergici din zona tegmentală laterală (LDTg), o zonă bogată în GHS-R1A, care este importantă pentru recompensa de alcool care implică o proiecție colinergică în sistemul dopaminei VTA. De fapt, anterior, am arătat că injectarea ghrelină bilaterală în LDTg la șoareci stimulează eliberarea dopaminei într-o manieră dependentă de colinergie (Jerlhag et al. 2007, 2008) și crește consumul de alcool într-o paradigmă de băut (alcool / apă) liberă (Jerlhag et al. 2009). Într-adevăr, studii recente au implicat legătura recompensă colinergică-dopaminergie în recompensarea alimentară (Dickson et al. 2010). O altă posibilitate interesantă este că ghrelinul poate spori semnalizarea colinergică în VTA prin upregularea receptorilor colinergici. Într-adevăr, datele noastre actuale de expresie a genei pare să susțină acest mecanism deoarece nivelurile de ARNm ale VTA nAChRβ2 au fost crescute la șobolanii tratați cu ghrelin.

Funcția neuronilor colinergici NAcc și acetilcolinei în NAcc, pe de altă parte, a fost mai controversată, unele rapoarte indicând un rol al acetilcolinei în creșterea comportamentului orientat spre recompensă (Pratt & Kelley 2005; Pratt & Blackstone 2009), dar altele indicând faptul că Ach în NAcc poate acționa pentru a inhiba hrănirea și a juca un rol în mecanismul de sațietate (Cârmă et al. 2003; Hoebel et al. 2007). Într-adevăr, rezultatele noastre par să fie în concordanță cu acestea din urmă, deoarece tratamentul cu grelină a fost asociat cu o expresie scăzută a uneia dintre subunitățile receptorilor nicotinici, nAChRα3. Este important de reținut că studiile de exprimare a genei, deși sunt foarte valoroase în indicarea potențialelor ținte din aval de grelină, sugerează doar tipul de relație (reglare ascendentă sau reglare descendentă) necesară pentru exprimarea răspunsului orexigenic / orientat spre recompensă, dar nu îl definesc întrucât ar fi dificil să se disocieze direct de schimbările compensatorii. Prin urmare, studiile noastre de expresie genică indică o conexiune și oferă o platformă pentru viitoare studii genetice și farmacologice care determină rolul acelor gene în efectele grelinei asupra hrănirii gratuite și motivate de recompensă.

Deși zonele hipotalamice și cele ale creierului contribuie cel mai probabil la hrănirea homeostatică, nu putem exclude un rol indirect pentru sistemele aferente hipotalamice și / sau cerebrale în motivația recompensării alimentare indusă de ghrelin. Într-adevăr, neuronii orexinergici se proiectează de la hipotalamus lateral la circuite recompensă mezolimbică, incluzând VTA și NAcc (Toshinai et al. 2003; Harris et al. 2005; Perello et al. 2010). Neuronii neuropeptidului Y (NPY) / AgRP ai nucleului arcuat, altă țintă pentru liganzii GHS-R1A (Dickson & Luckman 1997; Keen-Rhinehart & Bartness 2007a,b), pot juca, de asemenea, un rol important. NPY sa dovedit a spori eficacitatea recompensării atât a chow cât și a sucrozei (Brown, Fletcher și Coscina 1998), în timp ce AgRP pare să sporească eficiența recompensării numai a alimentelor bogate în grăsimi (Tracy et al. 2008). Ghrelin pare să aibă un rol atât în ​​răsplata sucrozei (studiu prezent), cât și în recompensa cu grăsimi (Perello et al. 2010); totuși, importanța relativă a neuronilor NPY / AgRP pentru aceste efecte ale ghrelinului rămâne să fie elucidată. În concluzie, ghrelinul are proprietăți motivaționale pentru hrană care acoperă componentele nutriționale și, cel mai probabil, afectează câteva zone ale creierului pentru a sincroniza un răspuns comportamental coordonat pentru a promova hrănirea.

Deși transportul ghrelinului în creier este limitat (Băncile et al. 2002), ghrelinul periferic pare să acceseze și să vizeze zone cum ar fi hipocampul (Diano et al. 2006) și VTA (Jerlhag 2008). Deși rămâne o dezbatere cu privire la relevanța nervului vag ca o cale indirectă pentru efectele centrale ale grelinei (Dornonville de la Cour et al. 2005; Data et al. 2002; Arnold et al. 2006), o acțiune directă în SNC pare probabilă deoarece efectele ghrelinului periferic asupra consumului de alimente pot fi suprimate prin administrarea intra-VTA a antagoniștilor de ghrelină (Abizaid et al. 2006). Ghrelin este produs în creier (Cowley et al. 2003), deși rămâne să se stabilească modul în care este reglementat acest lucru și dacă ghrelinul derivat din creier furnizează un important semnal generat central pentru aportul alimentar și pentru motivația de a mânca. Luate împreună cu faptul că receptorul ghrelin GHS-R1A este constitutiv activ (adică are activitate în absența ligandului ghrelinic) (Holst et al. 2003), se pune întrebarea dacă ghrelinul circulant furnizează un semnal fiziologic perceptiv din punct de vedere fiziologic pentru motivarea stimulentelor pentru recompensarea alimentară. Rezultatele studiului prezent, care prezintă efecte similare asupra activității de recompensare a zaharozei, pot fi obținute prin administrarea centrală și periferică a liganzilor GHS-R1A, ar putea indica faptul că atât ghrelinul eliberat central, cât și cel eliberat periferic poate afecta motivația alimentară.

În concluzie, noile noastre date oferă noi dovezi că semnalizarea grelinei este importantă pentru motivația de a obține recompensa zaharozei și impactul asupra expresiei genelor dopaminergice și colinergice în calea recompensei mezolimbice. Descoperirile noastre inspiră întrebări importante cu privire la rolul ghrelinei endogene în determinarea valorii stimulente pentru recompense naturale, cum ar fi zahărul, în comportamentul apetitiv normal și în fiziopatologia tulburărilor alimentare și a obezității. Deși rămâne o muncă semnificativă pentru a lega cauzal modificările moleculare din sistemul dopaminei și acetilcolinei de impactul grelinei asupra recompensei, datele noastre indică potențial un mecanism nou prin care ghrelina are un impact asupra comportamentului recompensei. Înțelegerea rolului grelinei în procesele de recompensare este importantă pentru înțelegerea suprapunerii neurobiologiei tulburărilor alimentare și a dependenței chimice de droguri și oferă o cale potențială pentru înțelegerea etiologiei acestor boli și pentru dezvoltarea de noi terapii. În cele din urmă, posibilitatea de a suprima supraalimentarea problematică a alimentelor dulci gustoase care utilizează antagoniști GHS-R1A poate avea relevanță clinică și terapeutică pentru efectele benefice emergente ale acestor compuși pentru controlul glicemiei (soare et al. 2006) la pacienții diabetici de tip 2 (Esler et al. 2007).

recunoasteri

Cercetările au fost susținute de Consiliul suedez de cercetare în medicină (VR 2006-5663; 2009-S266), din cadrul Uniunii Europene 7th Framework (FP7-HEALTH-2009-241592-7-2009-3-245009- Institutul Suedez și Fundația Suedeză pentru Cercetare Strategică la Centrul de Cercetare Cardiovasculară și Metabolică Sahlgrenska (A7601-305). De asemenea, le mulțumim doctorului Daniel Perrissoud (AeternaZentaris, GmBH, Germania) pentru oferirea asistenței cu depunerea oferită de antagonistul GHS-R188A JMV1 și Anders Friberg.

Contribuția autorilor

KPS a inițiat, proiectat, efectuat și analizat toate studiile comportamentale. CH a efectuat și a analizat toate studiile de exprimare a genei. EE a contribuit la inițierea studiului. SLD a fost autorul principal și a asigurat supravegherea și sprijinul financiar pentru toate studiile. Manuscrisul a fost creat de KPS și SLD, toți autori au contribuit la textul final.

Referinte

  • Abizaid A, Liu ZW, Andrews ZB, Shanabrough M, Borok E, Elsworth JD, Roth RH, Sleeman MW, Picciotto MR, Tschop MH, Gao XB, Horvath TL. Ghrelin modulează activitatea și organizarea sinaptică de intrare a neuronilor dopaminergici midbrain în timp ce promovează pofta de mâncare. J Clin Invest. 2006; 116: 3229-3239. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Alsio J, Olszewski PK, Norback AH, Gunnarsson ZE, Levine AS, Pickering C, Schioth HB. Exprimarea genei receptorului dopamină D1 scade în nucleul accumbens după expunerea pe termen lung la alimentele gustoase și diferă în funcție de fenotipul obezității induse de dietă la șobolani. Neuroscience. 2010; 171: 779-787. [PubMed]
  • Arnold M, Mura A, Langhans W, Geary N. Gut aferente vagale nu sunt necesare pentru efectul stimulant alimentar al Ghrelinului injectat intraperitoneal la șobolan. J Neurosci. 2006; 26: 11052-11060. [PubMed]
  • Bailey ART, Von Englehardt N, Leng G, Smith RG, Dickson SL. Activarea secretagogiei hormonului de creștere a nucleului arcuial și a trunchiului cerebral apare printr-o cale non-noradrenergică. J Neuroendocrinol. 2000; 12: 191-197. [PubMed]
  • Bănci WA, Tschop M, Robinson SM, Heiman ML. Extensia și direcția transportului de ghrelin pe bariera hemato-encefalică este determinată de structura primară unică. J. Pharmacol Exp Ther. 2002; 302: 822-827. [PubMed]
  • Brown CM, Fletcher PJ, Coscina DV. Operatorul indus de neuropeptida Y care răspunde pentru zaharoză nu este mediată de dopamină. Peptidele. 1998; 19: 1667-1673. [PubMed]
  • Ciliax BJ, Nash N, Heilman C, Sunahara R, Hartney A, Tiberi M, Rye DB, Caron MG, Niznik HB, Levey AI. Dopamina D (5), imunolocalizarea la creierul șobolan și la maimuță. Synapse. 2000; 37: 125-145. [PubMed]
  • Cowley MA, Smith RG, Diano S, Tschop M, Pronchuk N, Grove KL, Strasburger CJ, Bidlingmaier M, Esterman M, Heiman ML, Garcia-Segura LM, Nillni EA, Mendez P, Liu HY, Pinto S, Colmers WF, Cone RD, Horvath TL. Distribuția și mecanismul de acțiune al ghrelinului în SNC demonstrează un nou circuit hipotalamic care reglează homeostazia energetică. Neuron. 2003; 37: 649-661. [PubMed]
  • Cragg SJ, Greenfield SA. Controlul autoreceptorului diferențiat al eliberării dopaminei somatodendritice și axon terminale în substantia nigra, zona tegmentală ventrală și striatum. J Neurosci. 1997; 17: 5738-5746. [PubMed]
  • Cummings DE, Purnell JQ, Frayo RS, Schmidova K, Wisse BE, Weigle DS. Creșterea preprandială a nivelurilor de ghrelină plasmatică sugerează un rol în inițierea meselor la om. Diabet. 2001; 50: 1714-1719. [PubMed]
  • Dalley JW, Fryer TD, Brichard L, Robinson ES, Theobald DE, Laane K, Pena Y, Murphy ER, Shah Y, Probst K, Abakumova I, Aigbirhio FI, Richards HK, Hong Y, Baron JC, Everitt BJ, Robbins TW . Receptorii Nucleus accumbens D2 / 3 prezic impulsivitatea trasului și armarea cocainei. Ştiinţă. 2007; 315: 1267-1270. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Data Y, Murakami N, Toshinai K, Matsukura S, Niijima A, Matsuo H, Kangawa K, Nakazato M. Rolul nervului vagal aferent gastric în hrana indusă de ghrelin și secreția de hormon de creștere la șobolani. Gastroenterologie. 2002; 123: 1120-1128. [PubMed]
  • Diano S, Farr SA, Benoit SC, McNay EC, da Silva I, Horvath B, Gaskin FS, Nonaka N, Jaeger LB, Banks WA, Morley JE, Pinto S, Sherwin RS, Xu L, Yamada KA, Sleeman MW, MH, Horvath TL. Ghrelin controlează densitatea sinapsei coloanei hipocampice și performanța memoriei. Natura Neuroștiință. 2006; 9: 381-388. [PubMed]
  • Dickson SL, Hrabovszky E, Hansson C, Jerlhag E, Alvarez-Crespo M, Skibicka KP, Molnar CS, Liposits Z, Engel JA, Egecioglu E. Blocarea receptorilor centrale de receptori de nicotină acetilcolină atenuează consumul alimentar indus de ghrelin la rozătoare. Neuroscience. 2010; 171: 1180-1186. [PubMed]
  • Dickson SL, Leng G, Robinson ICAF. Administrarea sistemică a peptidei care eliberează hormonul de creștere activează neuronii arcutați hipotalamici. Neuroscience. 1993; 53: 303-306. [PubMed]
  • Dickson SL, Luckman SM. Inducerea acidului ribonucleic messenger c-fos în neuropeptida Y și neuronii factorului de eliberare a hormonului de creștere (GH) în nucleul arcului de șobolan după injectarea sistemică a secretagogului GH, peptida eliberatoare de GH-6. Endocrinologie. 1997; 138: 771-777. [PubMed]
  • Dornonville de la Cour CD, Björkqvist M, Sandvik AK, Bakke I, Zhao CM, Chen D, Håkanson R. Celulele de tip A din stomacul de șobolan conțin ghrelin și nu funcționează sub controlul gastrinei. Pept. 2001; 99: 141-150. [PubMed]
  • Dornonville de la Cour CD, Lindqvist A, Egecioglu E, Tung YCL, Surve V, Ohlsson C, Jansson JO, Erlanson-Albertsson C, Dickson SL, tratamentul Hakanson R. Ghrelin inversează reducerea în greutate și grăsime corporală la șoarecii gastrectomizați. Intestin. 2005; 54: 907-913. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Egecioglu E, Jerlhag E, Skibicka S, Salome N, Haage D, Bohlooly YM, Andersson D, Bjursell M, Perrissoud D, Engel JA, Dickson SL. Ghrelin crește consumul de alimente gustoase la rozătoare. Addict Biol. 2010; 15: 304-311. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Engel JA. Avansuri recente în studiul alcoolismului (Excerpta Medica International Congress Series) Amsterdam: Excerta Medica; 1977. Aspecte neurochimice ale euroforiei induse de medicamente care produc dependență; pp. 16-22.
  • Esler WP, Rudolph J, Claus TH, Tang WF, Barucci N, Brown SE, Bullock W, Daly M, DeCarr L, Li YX, Milardo L, Molstad D, Zhu J, Gardell SJ, Livingston JN, Sweet LJ. Antagoniștii receptorilor ghrelinici cu moleculă mică îmbunătățesc toleranța la glucoză, suprima pofta de mâncare și promovează scăderea în greutate. Endocrinologie. 2007; 148: 5175-5185. [PubMed]
  • Faulconbridge LF, Cummings DE, Kaplan JM, Grill HJ. Efectele hiperfagice ale administrării ghrelinului cerebral. Diabet. 2003; 52: 2260-2265. [PubMed]
  • Faulconbridge LF, Grill HJ, Kaplan JM, Daniels D. Supradozajul ghrelin al cărnii cerebrale induce expresia fos în nucleul tractului solitar, dar nu în nucleele arcuate sau paraventriculare ale hipotalamusului. Brain Res. 2008; 1218: 151-157. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Figlewicz DP, Bennett JL, Naleid AM, Davis C, Grimm JW. Insulina intraventriculară și leptina scad autoadministrarea sucrozei la șobolani. Physiol Behav. 2006; 89: 611-616. [PubMed]
  • Gualillo O, Caminos JE, Nogueiras R, Seoane LM, Arvat E, Ghigo E, Casanueva FF, Dieguez C. Efectul restrângerii alimentelor asupra ghrelinului la șobolani femele normale și în timpul sarcinii. Obes Res. 2002; 10: 682-687. [PubMed]
  • Harris GC, Wimmer M, Aston-Jones G. Un rol pentru neuronii hipotalamici laterali de orexin în căutare de recompense. Natură. 2005; 437: 556-559. [PubMed]
  • Helm KA, Rada P, Hoebel BG. Cholecystokininul combinat cu serotonina în hipotalamus limitează eliberarea dopumbinei accumbens în timp ce creșterea acetilcolinei: un posibil mecanism de satializare. Brain Res. 2003; 963: 290-297. [PubMed]
  • Hewson AK, Dickson SL. Administrarea sistemică a ghrelinului induce proteinele Fos și Egr-1 în nucleul arcuat hipotalamic al șobolanilor născuți și hrăniți. J Neuroendocrinol. 2000; 12: 1047-1049. [PubMed]
  • Hodos W. Raportul progresiv ca o măsură a puterii de recompensă. Ştiinţă. 1961; 134: 943-944. [PubMed]
  • Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens balanța dopamină-acetilcolină în abordare și evitare. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 617-627. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Holst B, Cygankiewicz A, Jensen TH, Ankersen M, Schwartz TW. Semnalarea constitutivă ridicată a receptorului ghrelin - identificarea unui agonist invers puternic. Mol Endocrinol. 2003; 17: 2201-2210. [PubMed]
  • Howard AD, Feighner SD, Cully DF, Arena JP, Liberator PA, Rosenblum CI, Hamelin M, Hreniuk DL, Palyha OC, Anderson J, Paress PS, Diaz C, Chou M, Liu KK, McKee KK, Pong SS, Chaung LY , Elbrecht A, Dashkevicz M, Heavens R, Rigby M, Sirinathsinghji DJS, Dean DC, Melillo DG, Patchett AA, Nargund R, Griffin PR, DeMartino JA, Gupta SK, Schaeffer JM, Smith RG, VanderPloeg LHT. Un receptor în hipofiza și hipotalamus care funcționează în eliberarea hormonului de creștere. Ştiinţă. 1996; 273: 974-977. [PubMed]
  • Jerlhag E. Administrarea sistemică a ghrelinului determină preferința locului condiționat și stimulează dopamina acumbalată. Addict Biol. 2008; 13: 358-363. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Andersson M, Svensson L, Engel JA. Ghrelin stimulează activitatea locomotorie și acumulează dopamina - depășire prin intermediul sistemelor colinergice centrale la șoareci: implicații pentru implicarea sa în recompensarea creierului. Addict Biol. 2006; 11: 45-54. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Douhan A, Svensson L, Engel JA. Administrarea ghrelinului în zonele tegmentale stimulează activitatea locomotorie și crește concentrația extracelulară a dopaminei în nucleul accumbens. Addict Biol. 2007; 12: 6-16. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Svensson L, Engel JA. Receptorii nicotinici ai acetilcolinei sensibili la receptorii alfa-conotoxin MII sunt implicați în medierea stimularii locomotorii induse de ghrelin și a deversării dopaminei în nucleul accumbens. Eur Neuropsychopharmacol. 2008; 18: 508-518. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Landgren S, Salomé N, Heilig M, Moechars D, Datta R, Perrissoud D, Dickson SL, Engel JA. Cerința de semnalizare centrală pentru ghrelin pentru recompensă cu alcool. Proc Natl Acad Sci SUA A. 2009; 106: 11318-11323. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Jeffett DC, Cleary J, Levine AS, Schaal DW, Thompson T. Efectele neuropeptidei Y, insulina, 2-deoxiglucoza și lipsa alimentelor asupra comportamentului motivațional alimentar. Psychopharmacology. 1995; 120: 267-271. [PubMed]
  • Keen-Rhinehart E, Bartness TJ. MTII atenuează creșterile induse de ghrelin și de deprivarea alimentelor în depozitarea alimentelor și al consumului de alimente. Hormonul Behav. 2007a; 52: 612-620. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Keen-Rhinehart E, Bartness TJ. Receptorul NPY Y1 este implicat în creșteri induse de hrănire, hrănire a alimentelor și consumul de alimente induse de ghrelin și de post. Am J Physiol Regul Integral Comp Physiol. 2007b; 292: R1728-1737. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Kelley AE, Bakshi VP, Haber SN, Steininger TL, Will MJ, Zhang M. Modularea opioidă a hedonicii gustului în striatum ventral. Physiol Behav. 2002; 76: 365-377. [PubMed]
  • Kojima M, Hosoda H, data Y, Nakazato M, Matsuo H, Kangawa K. Ghrelin este o peptidă acilată eliberată de hormon de creștere din stomac. Natură. 1999; 402: 656-660. [PubMed]
  • Koob GF. Droguri de abuz - anatomie, farmacologie și funcția căilor de recompensă. Trends Pharmacol Sci. 1992; 13: 177-184. [PubMed]
  • Kuzmin A, Jerlhag E, Liljequist S, Engel J. Efectele receptorilor nACh selectivi ai subunității asupra autodetectării cu etanol operant și a comportamentului de consum al etanolului la recădere. Psychopharmacology. 2009; 203: 99-108. [PubMed]
  • la Fleur SE, Vanderschuren LJ, Luijendijk MC, Kloeze BM, Tiesjema B, Adan RA. O interacțiune reciprocă între comportamentul motivat de alimentație și obezitatea indusă de dietă. Int J Obes. 2007; 31: 1286-1294. [PubMed]
  • Lee B, Londra ED, Poldrack RA, Farahi J, Nacca A, Monterosso JR, Mumford JA, Bokarius AV, Dahlbom M, Mukherjee J, Bilder RM, Brody AL, Mandelkern MA. Disponibilitatea disponibilă a dopaminei d2 / d3 la receptorul dopat este redusă în dependența de metamfetamină și este legată de impulsivitate. J Neurosci. 2009; 29: 14734-14740. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Livak KJ, Schmittgen TD. Analiza datelor de exprimare a genei relative utilizând PCR cantitativ în timp real și metoda 2 (-delta delta C (T)). Metode. 2001; 25: 402-408. [PubMed]
  • Nakazato M, Murakami N, Data Y, Kojima M, Matsuo H, Kangawa K, Matsukura S. Un rol pentru ghrelin în reglarea centrală a hrănirii. Natură. 2001; 409: 194-198. [PubMed]
  • Naleid AM, Grace MK, Cummings DE, Levine AS. Ghrelin induce hrănirea în calea de recompensă mezolimbică între zona tegmentală ventrală și nucleul accumbens. Peptidele. 2005; 26: 2274-2279. [PubMed]
  • Nimitvilai S, Brodie MS. Inversarea inhibării prelungite a dopaminei a neuronilor dopaminergici din zona tegmentală ventrală. J. Pharmacol Exp Ther. 2010; 333: 555-563. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Nogueiras R, Tschöp MH, Zigman JM. Reglarea sistemului nervos central a metabolismului energetic - ghrelin versus leptină. Ann NY Acad Sci. 2008; 1126: 14-19. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Paxinos G, Watson C. Brainul de șobolan în coordonatele stereotaxice. New York: Academic Press, New York; 1986.
  • Perello M, Sakata I, Birnbaum S, Chuang JC, Osborne-Lawrence S, Rovinsky SA, Woloszyn J, Yanagisawa M, Lutter M, Zigman JM. Ghrelin mărește valoarea de recompensă a dietei bogate în grăsimi într-o manieră dependentă de orexină. Biol Psihiatrie. 2010; 67: 880-886. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Pratt WE, Blackstone K. Nucleus accumbens acetilcolină și consumul de alimente: scăderea tonului muscarinic reduce hrănirea, dar nu și alimentația. Behav Brain Res. 2009; 198: 252-257. [PubMed]
  • Pratt WE, Kelley AE. Stratul de antagonism al receptorilor muscarinici reduce aportul de alimente 24-h în asociere cu scăderea expresiei genelor preproenkefalinei. Eur J Neurosci. 2005; 22: 3229-3240. [PubMed]
  • Ritter RC, Slusser PG, Stone S. Glucoreceptorii care controlează hrănirea și glucoza sanguină - localizează în creierul din spate. Ştiinţă. 1981; 213: 451-453. [PubMed]
  • Salamone JD, Steinpreis RE, McCullough LD, Smith P, Grebel D, Mahan K. Haloperidol și nucleul accumbens epuizarea dopaminei suprimă apăsarea pârghiei pentru alimente, dar crește consumul alimentar liber într-o nouă procedură de alegere a alimentelor. Psychopharmacology. 1991; 104: 515-521. [PubMed]
  • Salomé N, Haage D, Perrissoud D, Moulin A, Demange L, Egecioglu E, Fehrentz JA, Martinez J, Dickson SL. Acțiunile anorexigenice și electrofiziologice ale antagoniștilor receptorilor ghrelinici noi (GHS-R1A) la șobolani. Eur J Pharmacol. 2009a; 612: 167-173. [PubMed]
  • Salomé N, Hansson C, Taube M, Gustafsson-Ericson L, Egecioglu E, Karlsson-Lindahl L, Fehrentz JA, Martinez J, Perrissoud D, Dickson SL. Cu privire la mecanismul central care stă la baza efectelor cronice pro-obezitate ale grelinei la șobolani: noi perspective din studiile care exploatează un antagonist puternic al receptorilor pentru grelină. J Neuroendocrinol. 2009b; 21: 777–785. [PubMed]
  • Sibilia V, Lattuada N, Rapetti D, Pagani F, Vincenza D, Bulgarelli I, Locatelli V, Guidobono F, Netti C. Ghrelin inhibă durerea inflamatorie la șobolani: implicarea sistemului opioid. Neuropharmacology. 2006; 51: 497-505. [PubMed]
  • Skibicka KP, Alhadeff AL, grătar HJ. Transcripta reglată de cocaină și amfetamină reglată de hindbrain induce hipotermia mediată de receptorii GLP-1. J Neurosci. 2009; 29: 6973-6981. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Sun Y, Asnicar M, Saha PK, Chan L, Smith RG. Ablația ghrelinului îmbunătățește fenotipul diabetic, dar nu obez, de șoareci ob / ob. Cell Metab. 2006; 3: 379-386. [PubMed]
  • Toshinai K, data Y, Murakami N, Shimada M, Mondal MS, Shimbara T, Guan JL, Wang QP, Funahashi H, Sakurai T, Shioda S, Matsukura S, Kangawa K, Nakazato M. Ghrelin- calea orexinei. Endocrinologie. 2003; 144: 1506-1512. [PubMed]
  • Tracy AL, Clegg DJ, Johnson JD, Davidson TL, Benoit SC. AgRP antagonistul de melanocortină pentru o grăsime, dar nu o (83-132) crește carbohidratul reactiv apetit, întăritor. Pharmacol Biochem Behav. 2008; 89: 263-271. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Wren AM, Seal LJ, Cohen MA, Brynes AE, Frost GS, Murphy KG, Dhillo WS, Ghatei MA, Bloom SR. Ghrelin sporește pofta de mâncare și mărește aportul de alimente la om. J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 5992-5995. [PubMed]
  • Wren AM, Small CJ, Ward HL, Murphy KG, Dakin CL, Taheri S, Kennedy AR, Roberts GH, Morgan DGA, Ghatei MA, Bloom SR. Noua peptidă ghrelină hipotalamică stimulează aportul de alimente și secreția de hormon de creștere. Endocrinologie. 2000; 141: 4325-4328. [PubMed]
  • Zheng H, Lenard NR, Shin AC, Berthoud HR. Controlul apetitului și reglarea echilibrului energetic în lumea modernă: creierul condus de recompense abrogă semnalele de retenție. Int J Obes. 2009; 33 (Supliment 2): S8-S13. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
  • Zigman JM, Jones JE, Lee CE, Saper CB, Elmquist JK. Exprimarea mRNA a receptorului ghrelin la șobolan și la creierul de șoarece. J. Comp. Neurol. 2006; 494: 528-548. [PubMed]