Recrutarea sistemului CRF promovează partea întunecată a alimentării compulsive (2009)

COMENTARII: CRF este un neurotransmițător / hormon care a fost asociat în mod clasic cu răspunsul la stres și activarea cortexului suprarenal. Cercetările privind dependența l-au identificat ca un jucător major în dobândirea dependențelor, recidiva dependenței și simptomele de sevraj. Acest studiu a explorat rolul CRF în dependența de alimente și în alimentația compulsivă. Guss ce? Are aceleași roluri în alimentația compulsivă ca și în cazul dependenței de droguri. Rețineți că animalele nu erau obeze, deci obezitatea nu a jucat niciun rol. Mai multe dovezi că dependențele comportamentale - inclusiv pornografia - au aceleași mecanisme ca dependența de droguri.


STUDIU FOLOSIT: Recrutarea de sisteme CRF meditează la partea întunecată a alimentării compulsive

Proc Natl Acad Sci SUA A. 2009 Nov 24; 106 (47): 20016-20020.

Publicat online 2009 Nov 9. doi:  10.1073 / pnas.0908789106

Acest articol a fost citat de alte articole din PMC.

Du-te la:

Abstract

Dieta pentru a controla greutatea corporală implică cicluri de deprivare din alimente gustoase care pot promova consumul compulsiv. Studiul de față arată că șobolanii retrași de la accesul intermitent la alimente gustoase manifestă supraalimentarea alimentelor gustoase la accesul reînnoit și o stare de retragere afectivă caracterizată prin factorul de eliberare a corticotropinei-1 (CRF1) comportamente reversibile ale antagonistului receptorului, incluzând hipofagia, deficitele motivaționale pentru a obține alimente mai puțin gustoase și un comportament anxiogenic. Retragerea a fost însoțită de o creștere a expresiei CRF și a CRF1 răspunsul electrofiziologic în nucleul central al amigdalei. Noi propunem recrutarea de CRF-CRF extrahopotalamic anti-recompensă1 sistemele în timpul retragerii din alimente gustoase, similare cu abstinența de la medicamentele abuzate, pot promova selecția compulsivă a alimentelor gustoase, lipsa unor alternative sănătoase și o stare emoțională negativă atunci când aportul de alimente gustoase este împiedicat.

Cuvinte cheie: tulburări de alimentație, obezitate, palatabilitate, dependență alimentară plăcută, retragere

Formele de obezitate și de tulburări de alimentație, asemănătoare dependenței de droguri, pot fi conceptualizate ca fiind condiții recidivante cronice cu perioade alternante de abstinență (de exemplu, dieting pentru a evita "alimentele gustoase" gustoase) și recadere (adică consumul compulsiv, adesea incontrolabil, gustoase) care continuă în ciuda consecințelor negative (1). Deși proprietățile de consolidare pozitivă ale alimentelor gustoase sunt bine cunoscute (2, 3), sa acordat mai puțină atenție proprietăților lor negative de consolidare (4-6), și anume probabilitatea crescută de reacție comportamentală produsă prin eliminarea stimulului aversiv (de exemplu, consumul de alimente gustoase pentru ameliorarea stărilor emoționale negative). Ciclurile intermitente de utilizare extinsă a drogurilor de abuz pot duce progresiv la "dependență afectivă", observată ca fiind necesitatea unor cantități mai mari și / sau mai regulate de medicament pentru a menține un punct de stabilire emoțional dat, precum și o stare emoțională negativă la încetarea consumul de droguri (7, 8). O astfel de retragere afectivă poate să mențină utilizarea și să motiveze recaderea prin intermediul proprietăților de întărire negative ale continuării și reluării consumului de droguri (7, 8).

Sistemele de stres creierului cu factor de eliberare a corticotropinei extrafingale (CRF) sunt implicate, probabil, în tranziția de la consumul de droguri la dependență, în timpul căruia consumul de droguri abuzate devine din ce în ce mai motivat de aceste mecanisme de întărire negative, mai degrabă decât pozitive. CRF joacă un rol important din punct de vedere motivator în sindroamele de retragere pentru fiecare medicament major de abuz, inclusiv alcool, nicotină, cocaină, opiacee, amfetamine și tetrahidrocanabinol (7, 8). Prin analogie, cicluri repetate de acces intermitent, extins la alimente extrem de gustoase au fost ipoteze pentru a induce neuroadaptări ale sistemului CRF similare cu cele observate în modelele de dependență de droguri (4, 5, 9).

REZULTATE

Intermitentul și accesul extins la alimentele gustoase conduc progresiv la subevaluarea dietelor mai puțin preferate atunci când nu sunt disponibile alimente gustoase și la supraalimentarea alimentelor gustoase la accesul reînnoit (10-12). Pentru a testa ipoteza că CRF1 sistemele mediate aceste adaptare la hrană, șobolani masculi Wistar (n = 20) au primit zilnic o doză zilnică de hrană (Chow / Chow) sau au fost administrate chow ad libitum pentru zilele 5 (faza C) urmate de o dietă bogată în zahăr pentru zilele 2 (faza P) (Chow / Palatable ) (vedea Imaginea S1 pentru programul de dietă și Imaginea S2 pentru efectele regimului alimentar asupra aportului alimentar și a greutății corporale). După săptămânile 7 de ciclism alimentar, șobolanii au primit CRF nepeptidic1 receptor antagonist R121919 (0, 5, 10 și 20 mg / kg, sc) într-un design latin-pătrat (13). Tratamentele au fost administrate 1 h înainte de trecerea de la regimul gustos până la cea de mâncare sau de la regimul de hrană la cea plăcută. R121919 a scazut in functie de doza de aport alimentar gustos si a crescut de aport alimentar Chow in sobolani Chow / Palatable (Faza de dieta × Planul de dieta × Doza de droguri: F3,54 = 7.25, P <0.001), fără a modifica aportul controlului chow. R121919 a scăzut aportul dietei foarte gustabile la accesul reînnoit la alimentele gustoase (faza P) (Fig. 1A). În teste independente, CRF1 antagonist al receptorilor a crescut aportul de la vaccinul mai puțin gustos la șobolanii Chow / Palatable retrași din dieta gustoasă (faza C) (Fig. 1B). Astfel, prin scăderea atât a hipofagiei cât și a consumului de alimente gustoase, R121919 a atenuat amplitudinea ciclului de admisie (diferența dintre aportul în prima fază de gustare P și prima retragere în faza C: Planul de dieta × Doza de droguri: F3,54 = 7.25, P <0.001) (Fig. 1C). Sprijinirea recrutării progresive a CRF-CRF1 mai mult decât printr-un efect de dietă acută, R121919 nu a redus aportul alimentar gustos după o singură expunere la regimul alimentar sau a crescut consumul de hrană în timpul primei retrageri din alimente gustoase (Imaginea S3).

Fig. 1. 

Efectele CRF1 receptorul R121919 (1 h, 0, 5, 10 și 20 mg / kg, sc) pe doza cumulată de 3-h în (A) P (la accesul reînnoit la alimentele gustoase), (B) Faza C (când șobolanii au fost retrași din gust ...

Retragerea de la accesul intermitent, extins la alimente gustoase poate, de asemenea, să crească comportamentul asemănător cu anxietatea (11). Pentru a testa ipoteza că CRF1 receptorii sunt implicați în semnele comportamentale emoționale negative care au urmat retragerea din alimente gustoase, șobolanilor i s-au administrat R121919 (0, 20 mg / kg, sc, pretratament 1-h) și au fost testate într-un design între subiecți în labirintul plus plus14), 5-9 h după ce a fost trecut de la regimul gustos la cea de băut. Șobolanii Chow / Palatabili tratați cu șobolan au prezentat un timp mai redus decât timpul controlat, ceea ce reflectă un efect anxiogenic, în timpul retragerii din săptămânile 7 de ciclism al dietei (Fig. 2A), un efect care nu a fost încă văzut după doar două cicluri de retragere (Imaginea S4). Pre-tratamentul cu R121919 (20 mg / kg, doza care a modulat atât excesul de alimente gustoase cât și subestimarea vacilor) a blocat scăderea explorării brațelor deschise de șobolani Chow / Palatable la o doză care nu a modificat comportamentul plus labirint în controalele chow Planul de dieta × Doza: F1,43 = 7.25, P <0.02; Fig. 2O stânga). Administrarea R121919 nu a modificat activitatea generală măsurată ca intrări de brat închis. Prin urmare, R121919 a blocat comportamentul crescut al anxietății asociat cu retragerea din accesul intermitent, extins la alimentele gustoase, fără a modifica comportamentul controalelor, sugerând recrutarea CRF1 sisteme.

Fig. 2. 

Efectele CRF1 receptor antagonist R121919 (pre-tratament 1 h, 0, 20 mg / kg, sc) pe comportamentul supra-labirint (n = 47) și rata progresivă a răspunsului pentru produsele alimentare mai puțin gustoase (n = 17) la șobolani masculi Wistar retrași din alimente gustoase ...

Retragerea de la accesul intermitent, extins la alimentele gustoase poate duce, de asemenea, la deficiențe motivaționale pentru a obține diete mai puțin preferate, un indice potențial de comportament asemănător hipoedonic (10). În mod analog, răspunsul pentru agenții de gustare mai puțin preferați în cadrul programelor de întărire progresivă a armăturii a fost utilizat anterior pentru a indexa deficitele motivaționale observate în timpul retragerii medicamentului (15). Pentru a determina implicarea CRF1 receptorii, am testat efectele R121919 asupra performanței șobolanilor cu ciclu de dietă pentru a obține vaccinul lor mai puțin preferat în cadrul unui program cu raport progresiv. Confirmarea constatărilor anterioare (10), șobolanii Chow / Palatabil tratați cu vehicul au prezentat o motivație redusă de a lucra pentru a obține vaca mai puțin gustoasă, reflectată de un punct de întrerupere redus și a scăzut răspunsurile totale emise comparativ cu șobolanii Chow / Chow10) (Imaginea S5). Pre-tratamentul cu R121919 (20 mg / kg, doza eficientă în creșterea hipofagiei de hrană, reducerea hiperfagiei alimentelor gustoase și reducerea comportamentului anxiogenic) a atenuat selectiv deficitele în performanța raportului progresiv la șobolanii cu cicluri dieta la o doză care nu a fost eficientă în controalele chow (punct de întrerupere: Planul de dietă × Medicament: F1,15 = 8.17, P <0.02; răspunsuri totale: Program dietetic × Medicament: F1,15 = 9.14, P <0.01; Fig. 2B, stânga). Împotriva interpretării alternative pe care R121919 a facilitat performanța la șobolanii Chow / Palatable prin scăderea saturației postingestive, R121919 a blocat deficitele de reacție cât mai curând la 5 min în sesiune (Diet Schedule × Drug: F1,15 = 2.55, P <0.05) (Fig. 2Luminos). Prin urmare, CRF1 receptor antagonist a bluntat deficitele motivaționale, în proporție progresivă, răspunzând pentru agenții de gustare mai puțin preferați, care se observă la animalele extrase din accesul intermitent, extins la alimente foarte gustoase.

Pentru a testa ipoteza că retragerea din alimentele palatabile ar putea activa sistemul CRF extrahopotalamic legat de stres, nivelele de ARNm și peptida CRF în nucleul central al amigdelor au fost măsurate prin PCR cantitative în timp real și, respectiv, RIA. Șobolanii au fost cicluri dieta pentru săptămâni 7 sau au fost hrăniți în mod continuu. După anestezie și decapitare, loviturile creierului din nucleul central al amigdalei au fost colectate în timpul retragerii și după reînnoirea accesului la regimul gustos. Retragerea alimentelor gustoase la șobolani Chow / Palatable a determinat o creștere de cinci ori a exprimării CRN mRNA în nucleul central al amigdelor comparativ cu șobolanii Chow / Chow (Fig. 3A). În schimb, mRNA CRF a revenit la niveluri asemănătoare controlului cu acces reînnoit la alimente gustoase (F2,19 = 6.97, P <0.01). Expresia ARNm CRF în nucleul central al amigdalei nu s-a modificat atunci când șobolanii Chow / Palatable au fost reciclate o singură dată (Chow / Chow vs. Chow / Palatable: 5.5 ± 2.2 vs. 6.3 ± 1.7 ns), susținând o recrutare progresivă a CRF- CRF1 sistemelor prin istoricul dietei, mai degrabă decât printr-un efect acut al dietei. În plus, expresia CRN mRNA nu sa schimbat în nucleul accumbens, cortexul prefrontal sau cortexul insular, susținând specificitatea regională a constatărilor (Imaginea S6). Interesant, nu s-au observat schimbări semnificative în exprimarea ARNm ARN în nucleul paraventricular al hipotalamusului sau în corticosteronul circulant la același punct de timp de recuperare la șobolani Chow / PalatableFig. S6 și S7), ceea ce sugerează ipoteza că schimbările sistemelor de stres CRF, în loc de hipotalamică, în sistemul amigdalar, au subservit în mod aprofundat adaptările comportamentale. Mai mult, imunoreactivitatea peptidei CRF din nucleul central al amigdalei animalelor extrase din dieta gustabilă a fost cu 70% mai mare decât în ​​cazul animalelor hrănite, dar a revenit la nivelurile de control al hranei cu acces la dieta gustoasă (F2,24 = 4.01, P <0.01) (Fig. 3B). Astfel, retragerea alimentelor gustoase a activat sistemul de peptide CRF legate de stres în nucleul central al amigdalei, analog cu rezultatele din modelele de retragere a medicamentului și a etanolului (7, 8). Deoarece accesul reînnoit la alimentele gustoase a scăzut activarea sistemului de CRF extrahypothalamic în nucleul central al amigdalei, în care activarea CRF este legată de anxietate (16), rezultatele prezente sugerează de asemenea că alimentele gustoase pot dobândi proprietăți de întărire negative prin ameliorarea consecințelor afective negative ale abstinenței (17).

Fig. 3. 

Efectele alterării alimentului gustos pe (A) CRN mRNA și (B) Expresia peptidului CRF în nucleul central al amigdalei. Șobolani (n = 45) au fost cicluri dieta timp de 7 săptămâni, și nucleul central al dungi amigdala au fost colectate. Atât ARNm mRNA cât și peptida ...

Pentru a testa ipoteza că șobolanii extrași din alimente gustoase ar putea prezenta o sensibilitate crescută la CRF1 modularea antagonistă a semnalizării acidului y-aminobutiric (GABA) în nucleul central al amigdalei, care are loc în timpul retragerii etanolului (18), am examinat efectul R121919 asupra transmiterii GABAergice a nucleului central al neuronilor amigdali într-un preparat de felie. Șobolani masculi Wistar (n = 14) au fost cicluri dieta timp de saptamani 7 si au fost sacrificate dupa ce au fost transferati la bucatele mai putin gustoase. Transmiterea bazală GABAergică în nucleul central al sinapselor amigdale nu a fost diferită în funcție de istoricul dietei (n = Celule 23) în toate intensitățile de stimulare utilizate pentru evocarea potențialelor postsynaptice inhibitoare de GABA (IPSP). Cu toate acestea, superfuzia 20 min cu R121919 (1 μM) a indus o reducere mai mare a GABA evocatăA-IPSP în nucleul central al neuronilor amigdali ai șobolanilor Chow / Palatable (M ± SEM: 30 ± 6%, n = Celule 9) decât în ​​cazul controalelor hrănite (M ± SEM: 12 ± 6%, P <0.05, n = Celule 11) (Fig. 4). În urma unei perioade de spălare minime 30, IPSP-urile ambelor grupuri s-au reîntors la niveluri asemănătoare nivelului de bază. Prin urmare, în concordanță cu supraactivarea CRF-CRF amigdală1 sistem și efectele observate în timpul retragerii etanolului (18), șobolanii cu ciclu de dietă au prezentat o sensibilitate crescută la efectele inhibitorii ale unui CRF1 receptor la nivelul nucleului central al transmisiei GABAergice amigdale.

Fig. 4. 

Efectele CRF1 receptor antagonist R121919 pe GABAA-IPSP în nucleul central al amigdalei, după o istorie a accesului la alimentație alternativă la șobolani masculi Wistar (n = 14) retrase din accesul la hrană gustos. (A) R121919 a scăzut semnificativ ...

Discuție

Rezultatele colective furnizează dovezi funcționale că o istorie a accesului intermitent și extins la alimentele gustoase conduce la neuroadaptări progresive, relevante din punct de vedere motivațional în CRF-CRF extrahypotalamic asociat cu stresul1 sisteme. Mai exact, CRF selectiv1 receptorul antagonist R121919 afectat în mod diferențiat și selectiv de hrănire la șobolanii cu ciclu dietă, crescând consumul regulat de hrană și scăzând consumul de hrană foarte gustos la accesul reînnoit. CRF1 receptor antagonist, de asemenea, blocat în mod selectiv comportamentul crescut de anxietate, precum și deficitele motivaționale în răspuns pentru vacanță mai puțin preferate care au fost observate în timpul retragerii din dieta gustoase. Retragerea accesului la regimul gustativ a crescut expresia genei CRF și a peptidelor în nucleul central al amigdalei, efecte care au fost eliminate odată cu accesul reînnoit. În plus, șobolanii cu ciclu de dietă au prezentat o sensibilitate crescută la efectele inhibitorii ale CRF1 receptor antagonist asupra transmisiei GABAergic în nucleul central al amigdalei, sugerând în plus supraactivarea creierului amigdala CRF-CRF1 sistem. Excesul de alimentare a alimentelor gustoase la reînnoirea accesului poate fi rezultatul activării sistemului CRF crescut al perioadei de așteptare tocmai terminate, văzută ca o creștere a expresiei CRF și sensibilității electrofiziologice la CRF1 blocarea receptorilor în nucleul central al amigdalei. CRF1 înainte de tratamentul antagonist chiar înainte de accesul la alimente gustoase este interpretat astfel încât să se opună CRF-CRF încă inițial prezent1 supraactivarea sistemului de retragere. Durata scurtă de timp pentru consumul de alimente gustos, altfel observat la animale netratate (10) poate reflecta cursul de timp prin care expresia, eliberarea și efectele peptidei CRF se normalizează odată ce accesul la alimente gustoase este recuperat, după cum se vede în studiul de față. Astfel, consumul intermitent de diete gustoase poate induce o schimbare alostatică în sistemele de recompensare a creierului cu recrutarea CRF-CRF anti-recompensă1 sisteme în nucleul central al amigdalei.

Aceste rezultate au implicații nu numai pentru mâncarea compulsivă, ci și pentru motivație în general. Activarea repetată a sistemelor hedonice a determinat procese asemănătoare adversarului în creier (adică recrutarea CRF1 circuite) care s-au diferențiat de o simplă pierdere de funcție în sistemele de transmițătoare de recompense. Astfel de neuroadaptări între sisteme (19) au loc și în timpul tranziției la dependență de toate drogurile majore de abuz (7, 8). Generalizarea către stimuli non-drog în studiul de față sugerează că procesele motivaționale pot deveni perturbate la indivizii care se confruntă cu contraste repetate în intensitatea stimulilor hedonici în timp (20). Adaptativ, astfel de procese pot muta comportamentul de căutare a alimentelor și consumatoriu către alimente bogate în energie, cu recompensă ridicată, în timp ce devalorizează eforturile de a obține alimente mai puțin bogate în energie, cu recompensă redusă (sau nealimentare), o adaptare utilă din punct de vedere evolutiv atunci când există costuri pentru hrănire (de exemplu, expunerea la prădători, timp și resurse de energie limitate). Cu toate acestea, în mediul actual, aceleași procese pot determina consumul de alimente care promovează obezitatea în detrimentul unor alternative mai puțin gustoase, dar poate mai hrănitoare.

Astfel, modificări asemănătoare dependenței în CRF1 sistemelor poate ajuta (i) consumul de alimente gustoase din punct de vedere energetic (ii) consumul de alternative sănătoase și (III) starea emoțională negativă asociată apărută atunci când se împiedică accesul la alimentele gustoase (4, 5, 10-12, 17). Tradus la starea umană, activarea sistemului CRF poate promova recăderea în obezitate și tulburările de alimentație asociate, precum și alte sechele motivaționale negative ale abstinenței ciclice din alimentele gustoase.

Materiale și metode

Subiecte.

Șobolani masculi Wistar (n = 155, 180-230 g, 45 zile vechi) s-au obținut de la Charles River și s-au adăpostit la sosirea în colivii din plastic (19 × 10.5 × 8 inches) într-un 12 h: 12 h (10 : 00 h se aprinde), umiditate (60%) și temperatură (22 ° C) vivarium. Șobolanii au avut acces la vaccinul pentru rozătoare pe bază de porumb [Harlan Teklad LM-485 Diet 7012: 65% (kcal) carbohidrat, 13% grăsime, proteină 21%, energie metabolizabilă 341 cal / 100 g] și apă ad libitum pentru săptămâna 1 înainte de începerea experimentelor. Procedurile experimentale au aderat la Ghidul Național pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator (numărul publicației NIH 85-23, revizuit 1996) și la "Principiile de îngrijire a animalelor de laborator" (http://www.nap.edu/readingroom / bookslabrats) și au fost aprobate de Comitetul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor instituționale al Institutului de Cercetare Scripps.

Droguri.

R121919 s-a sintetizat așa cum s-a descris în Chen și colab. (21). R121919 este o afinitate mare (Ki = 3.5 nM) CRF selectiv1 antagonist cu proprietăți fizico-chimice superioare multor altor CRF1 antagoniști (de exemplu, scăderea logP și logD, solubilitate crescută în apă) (13). Pentru testare, R121919 a fost mai întâi solubilizat în 1 M HCI (10% din volumul final), apoi diluat într-un vehicul final 20% (greutate / volum) 2-hidroxipropil-β-ciclodextrină (Sigma-Aldrich) NaOH până la pH 4.5. Soluția R121919 a fost administrată sc (sc) într-un volum de 2 ml / kg.

Ad Libitum Diet Alternation.

După aclimatizare, șobolanii au fost împărțiți în două grupuri potrivite pentru aportul alimentar, greutatea corporală și eficiența hranei pentru animale din zilele anterioare 3-4. Un grup a beneficiat de o dietă de hrană (Chow) ad libitum 7 zile pe săptămână (Chow / Chow) și un al doilea grup a fost oferit chow ad libitum pentru 5 zile în fiecare săptămână, urmat de zile 2 de acces ad libitum la gustul extrem de gustos , aromă de ciocolată, dietă bogată în zahăr ("Palatable", Chow / Palatable). Dieta gustoasă este o dietă alimentară completă, cu aromă de ciocolată, bogată în sucroză (50% kcal), pe bază de AIN-76A, care este comparabilă în proporții macronutrienți și densitate energetică cu dieta chow [TestDiet; ingrediente cu aromă de ciocolată Formula 5TUL: 66.8% (kcal) carbohidrat, 12.7% grăsime, 20.5% proteină, energie metabolizabilă 3.48 kcal / g; formulate sub formă de pelete alimentare de precizie 45-mg pentru a-și spori preferabilitatea (22, 23)]. Pentru coincidență, primele 5 zile (numai chow) și ultima zi 2 (chow sau gustabile în funcție de grupul experimental) din fiecare săptămână sunt menționate în toate experimentele ca faze C și P. Dietele nu au fost niciodată disponibile în mod concurent. Dietul alimentar a fost fie Harlan Teklad LM-485 Diet 7012 [65% (kcal) carbohidrat, 13% grăsime, 21% proteină, energie metabolizabilă 341 cal / 100 g] sau 5TUM dieta formulată ca 4- pe pelete extrudate 5-g [65.5 % (kcal) carbohidrat, 10.4% grăsime, 24.1% proteină, energie metabolizabilă 330 cal / 100 g; TestDiet]. Similar cu studiile anterioare, boala Harlan Teklad LM-485 a fost utilizată în experimentele de hrănire și ridicată și la labirint (11), în timp ce TestDiet 5TUM chow (10) a fost utilizat în raportul progresiv, CRN mRNA, conținutul de peptide CRF, corticosteron RIA și experimente electrofiziologice.

După cum a fost publicat anterior (10), preferințele relative ale dietei, calculate ca procentaj al consumului zilnic (kcal) din prima dietă în raport cu al doilea regim alimentar, au fost următoarele: 5TUL Dietă de ciocolată (dietă palatabilă de zahăr) față de Harlan LM-485 chow (M ± SEM preferința 90.7 ± 3.6%) și 5TUL Dietă de ciocolată (dietă bogată în zahăr) față de regimul alimentar 5TUM (preferința M ± SEM 91.2 ± 3.7%).

Elevated Plus-Maze.

Testul ridicată cu labirint plus a fost efectuat așa cum este descris în Cottone și colab. (24). Șobolanii cu șobolani / palatabili au fost cicluri în regim alimentar timp de cel puțin 7 săptămâni și apoi au fost tratați prealabil cu 20 mg / kg R121919 (-1 h, sc) și au fost testați 5-9 h după ce au trecut de la regimul gustos la cea (P → faza C). Șobolanii de șobolan Chow / Chow au fost testați concomitent într-un design între subiecți (n = 47). Dieta Chow a fost disponibilă ad libitum până la momentul testării. Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea SI Text.

Progresiv-Ratio Program de armare pentru alimente.

Schema progresivă a raportului armăturii pentru alimente a fost realizată așa cum este descris în Cottone și colab. (10). Animalele au primit adulți la adulți A / I (pelete extrudate 5 g) în cuștile lor de casă pe tot parcursul experimentului, dacă nu se specifică altfel. Alimentele de întărire au fost 45-mg peleți de precizie, compoziție identică cu cea alimentată cu extracte din casă. Sesiunile s-au încheiat atunci când subiecții nu au completat un raport pentru 14 min, ultimul raport finalizat fiind definit ca punct de întrerupere. Șobolanii cu șobolani / șobolani au fost tratați cu dietă timp de cel puțin 7 săptămâni și apoi au fost tratați cu R121919 (-1 h, sc) în momentul trecerii de la regimul gustos la cea alimentară (faza P → C). Șobolanii de șobolan Chow / Chow au fost testați concomitent într-un design între subiecți (n = 17). Dozele de R121919 (0, 20 mg / kg greutate corporală, sc) au fost date într-un subiecți, proiectat contrabalansat pe parcursul a două cicluri de dietă. Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea SI Text.

PCR cantitative în timp real.

Șobolani (n = 20) au fost ciclate în dietă timp de 7 săptămâni, anesteziate și decapitate în timpul celor două condiții de dietă (zilele 5 și 7 ale fiecărui ciclu săptămânal). Creierele au fost îndepărtate rapid și tăiate coronal într-o matrice cerebrală, iar nucleul central al amigdalei, nucleului accumbens, cortexului insular și cortexului prefrontal au fost colectate pe o etapă rece ca gheața. ARN-ul total a fost preparat din fiecare pumn cerebral folosind un protocol standard pentru extracția ARN din țesuturile animale. ARN-ul total (1 μg) a fost apoi transcris invers în prezența Oligo (dT) 20 conform instrucțiunilor producătorului. Reacțiile cantitative RT-PCR au fost efectuate într-un volum de 20 μL folosind primerii 0.5 μM și MgCl 4 mM2. Rezultatele au fost analizate prin metode derivate secundare și exprimate în unități arbitrare, normalizate la nivelurile de expresie ale genei de referință, CypA. Toate reacțiile RT-PCR pentru o secvență dată s-au efectuat în cadrul aceleiași runde. Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea SI Text.

Extracția acidului peptidic și CRF RIA.

Șobolani (n = 25) au fost cicluri de dietă timp de cel puțin 7 săptămâni, anesteziați și decapitați în timpul celor două condiții de dietă (zilele 5 și 7 ale fiecărui ciclu săptămânal). Creierul a fost îndepărtat rapid și a fost tăiat în coronar într-o matrice a creierului, iar nucleul central al dungilor amigdale a fost colectat pe o fază cu gheață rece. Extracția acidului peptic a urmat o procedură deja stabilită (25). Imunoreactivitatea asemănătoare cu CRF-țesut a fost cuantificată cu o RIA fază solidă sensibilă și specifică adaptată de la Zorrilla și colab. (26). Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea SI Text.

Corticosteron RIA.

Șobolani (n = 12) au fost ciclate în dietă timp de cel puțin 7 săptămâni, iar sângele din coadă a fost prelevat în timpul celor două condiții de dietă (zilele 5 și 7 din fiecare ciclu săptămânal). Nivelurile plasmatice de imunoreactivitate asemănătoare corticosteronului au fost determinate cu un kit RIA disponibil comercial, conform instrucțiunilor producătorului (MP Biomedicals, Inc.) (26). Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea SI Text.

Studii electrofiziologice

Pregătirea felii.

Nucleul central al feliilor amigdale a fost preparat așa cum s-a descris anterior (27, 28) de la șobolani (n = 7 / grup) care au fost cicluri dieta timp de cel puțin 7 săptămâni, anesteziați și au decapitat 2-3 h după ce au fost extrași din alimente gustoase. Creierii au fost îndepărtați rapid și plasați în lichidul cefalorahidian artificial (gCSF) gheață cu 95% O2 și 5% CO2. Secțiunile au fost tăiate, incubate într-o configurație de interfață pentru aproximativ 30 min, și complet scufundate și continuu superfuzate cu aCSF cald, cu gaz. Medicamentele au fost adăugate la aCSF din soluțiile stoc pentru a obține concentrații cunoscute în superfuzat. La vitezele de superfuzie 2-4 ml / min utilizate, concentrațiile medicamentului ajung la 90% din concentrația rezervorului în intervalul 2 min.

Electrofiziologie.

Am înregistrat nucleul central al neuronilor amigdali cu micropipete ascuțite, folosind un mod discontinuu de tensiune sau curent. Am avut majoritatea neuronilor în apropierea potențialului membranei de odihnă. Datele au fost obținute cu un preamplificator și stocate pentru analiză ulterioară utilizând software-ul pClamp. GABA izolate farmacologicA receptori potențiali inhibitori postsynaptici (GABAA-IPSPs) au fost evocate prin stimularea locală în nucleul central al amigdalei printr-un electrod bipolar stimulant în timp ce suprafuzarea blocantelor receptorilor de glutamat CNQX și APV și GABAB receptor blocant CGP 55845A. Pentru a determina parametrii de răspuns pentru fiecare celulă, am realizat un protocol de intrare-ieșire. S-a aplicat o serie de curenți, pornind de la pragul de curent necesar pentru a obține un IPSP până la tensiunea necesară pentru a obține amplitudinea maximă. Am normalizat trei intensități de stimulare cu pași egali (prag, jumătate maximă și maximă) ca 1-3 ×. La generarea curbelor de tensiune-curent (VI) s-au aplicat, de asemenea, pașii curentului hiperpolarizant și depolarizant (incremente 200-pA, durata 750-ms). Am cuantificat amplitudinile evocate IPSP și răspunsurile VI utilizând software-ul Clampfit. Toate măsurile au fost luate înainte de superfuzionarea cu CRF selectivă1 receptor antagonist R121919 (1 μM), în timpul superfuziei sale (20 min) și după spălare (30 min). Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea SI Text.

Statistici.

Comparațiile de grup au fost folosite de Student t- teste (comparații în două grupuri) sau analiza varianței (ANOVA) (comparații de cel puțin trei grupuri), acestea din urmă interpretând prin analize simple efect principal sau comparații Newman-Keuls după efecte omnibus semnificativeP <0.05). Datele din experimentul de hrănire au fost analizate de ANOVA-uri mixte cu trei căi cu programul de dietă ca factor între subiecți și doza și faza de dietă ca factori din cadrul subiecților. Datele din experimentul cu plus-labirint ridicat au fost analizate prin ANOVA bidirecționale cu program de dietă și doză ca factori între subiecți. Pentru programul raportului progresiv al experimentului de întărire, punctele de întrerupere și răspunsurile totale au fost analizate prin ANOVA mixte bidirecționale cu Diet Schedule ca factor între subiecți și Doză ca factor intra-subiecți. Timpul de răspuns în primele 5 minute a fost analizat de ANOVA-uri mixte cu trei căi cu programul de dietă ca factor între subiecți și Doză și timp ca factori din interiorul subiectului. Datele din studiile electrofiziologice au fost analizate cu un ANOVA între subiecți sau ANOVA subiecți cu măsuri repetate, după caz. Datele din corticosteronul RIA au fost analizate prin ANOVA mixt bidirecțional cu Programul de dietă ca factor între subiecți și Faza de dietă ca factor din interiorul subiectului. Pachetele statistice utilizate au fost Instat 3.0, Prism 4.0 (GraphPad), Systat 11.0 și SPSS 11.5 (SPSS).

Material suplimentar

Informatii justificative: 

Acknowledgements.

Îi mulțumim lui Mike Arends pentru asistența editorială, Mary Gichuhi pentru asistență administrativă, și Bob Lintz, Jeanette Helfers, Stephanie Dela Cruz și Molly Brennan pentru asistență tehnică. Această lucrare a fost susținută de Institutul Național de Diabet și Boli Digestive și Boli Rinichi DK70118, DK26741 și P30DK56336; Institutul Național privind abuzul de droguri acordat de DA023680; Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolismul acordă AA016731 și AA015566; Institutul Național de Tulburări Neurologice și Grant Stroke IT32NS061847-01A2; Institutul Național pentru Aging Aging AG028040; Institutul Național de Inimă, Plămân și Sânge Grant HL088083; Fundația Medicală Ellison; și Centrul Pearson pentru cercetarea alcoolismului și dependenței. O parte din această lucrare a fost susținută de programele de cercetare intramurală ale Institutului Național pentru Abuzul de Droguri și Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolismul. Acesta este numărul manuscris 19807 de la Institutul de Cercetări Scripps.

Note de subsol

 

Autorii nu declară nici un conflict de interese.

Acest articol este o transmitere directă PNAS.

Acest articol conține informații de asistență online la www.pnas.org/cgi/content/full/0908789106/DCSupplemental.

Referinte

1. Volkow ND, Wise RA. Cum poate dependenta de droguri sa ne ajute sa intelegem obezitatea? Nat Neurosci. 2005; 8: 555-560. [PubMed]
2. Corwin RL. Șobolani binging: Un model de comportament excesiv intermitent? Apetit. 2006; 46: 11-15. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
3. Boggiano MM, și colab. Consumul ridicat de alimente gustoase prezice consumul de alcool independent de susceptibilitatea la obezitate: un model animal de hrănire și obezitate cu obezitate slabă și obeză, cu sau fără mancarime. Int J Obes. 2007; 31: 1357-1367. [PubMed]
4. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Dovezi privind dependența de zahăr: Efectele comportamentale și neurochimice ale aportului intermitent, excesiv de zahăr. Neurosci Biobehav Rev. 2007; 32: 20-39. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
5. Teegarden SL, Bale TL. Scăderea preferințelor dietetice determină o creștere a emoționalității și a riscului de recidivă alimentară. Biol Psihiatrie. 2007; 61: 1021-1029. [PubMed]
6. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. Contrastul negativ anticipativ dependent de opioide și consumul de cheaguri la șobolani cu acces limitat la alimente extrem de preferate. Neuropsychopharmacology. 2008; 33: 524-535. [PubMed]
7. Koob GF. Un rol pentru sistemele de stres creier în dependență. Neuron. 2008; 59: 11-34. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
8. Koob GF, Le Moal M. Abuz de droguri: disfuncția homeostatică hedonistă. Ştiinţă. 1997; 278: 52-58. [PubMed]
9. Ghitza UE, SM Gray, Epstein DH, Rice KC, Shaham Y. Medicamentul anxiogenic yohimbină reintroduce alimentele gustoase care caută într-un model de recădere la șobolan: Un rol al receptorilor CRF1. Neuropsychopharmacology. 2006; 31: 2188-2196. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
10. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. Intermitent accesul alimentar preferat reduce eficacitatea de consolidare a chow la șobolani. Am J Physiol. 2008; 295: R1066-1076. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
11. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. Consumatorii, adaptările legate de anxietate și metabolismul la șobolanii femele cu acces alternativ la alimentele preferate. Psychoneuroendocrinology. 2008; 34: 38-49. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
12. Berner LA, Avena NM, Hoebel BG. Bingeing, auto-restricție și greutate corporală crescută la șobolani Cu acces limitat la o dietă dulce-grăsime. Obezitatea. 2008; 16: 1998-2002. [PubMed]
13. Zorrilla EP, Koob GF. Potențialul terapeutic al antagoniștilor CRF1 pentru anxietate. Expert Opin Investig Drugs. 2004; 13: 799-828. [PubMed]
14. Carobrez AP, Bertoglio LJ. Analiza etologică și temporală a comportamentului de tip anxietate: Modelul plus-labirint ridicat 20 de ani în urmă. Neurosci Biobehav Rev. 2005; 29: 1193-1205. [PubMed]
15. Markou A, și colab. Modele animale de poftă de droguri. Psychopharmacology. 1993; 112: 163-182. [PubMed]
16. George O, și colab. Activarea sistemului CRF-CRF1 mediază creșteri induse de retragere în autoadministrarea nicotinei la șobolanii dependenți de nicotină. Proc Natl Acad Sci SUA. 2007; 104: 17198-17203. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
17. Wells AS, Citiți NW, Laugharne JD, Ahluwalia NS. Modificări ale dispoziției după trecerea la o dietă cu conținut scăzut de grăsimi. Br J Nutr. 1998; 79: 23-30. [PubMed]
18. Cruz MT, și colab. Antagoniștii receptorilor CRF1 blochează eliberarea indusă de etanol a GABA în amigdala centrală in vitro și in vivo. Alcool Clin Exp Res. 2008; 32: 6s1 P27A.
19. Koob GF, Bloom FE. Mecanisme celulare și moleculare ale dependenței de droguri. Ştiinţă. 1988; 242: 715-723. [PubMed]
20. Flaherty CF, Grigson PS. De la contrast la armare: Rolul răspunsului contingent în contrast anticipat. J Exp Psychol. 1988; 14: 165-176. [PubMed]
21. Chen C, și colab. Design al 2,5-dimetil-3- (6-dimetil-4-metilpiridin-3-il) -7-dipropilaminopirazolo [1, 5-a] pirimidina (relatia NIB 30775 / R121919) pe cale orală, antagoniști ai receptorului de factor de eliberare a corticotropinei. J. Med. Chem. 2004; 47: 4787-4798. [PubMed]
22. Cooper SJ, Francis RL. Efectele administrării acute sau cronice de chlordiazepoxid asupra parametrilor de alimentare, utilizând două texturi alimentare la șobolan. J. Pharm Pharmacol. 1979; 31: 743-746. [PubMed]
23. Laboure H, Saux S, Nicolaidis S. Efectele modificării texturii alimentelor asupra parametrilor metabolici: Modele de hrănire pe termen scurt și lung și greutatea corporală. Am J Physiol. 2001; 280: R780-R789. [PubMed]
24. Cottone P, Sabino V, Steardo L, Zorrilla EP. FG 7142 reduce în mod specific mărimea mâncării și rata și regularitatea hrănirii susținute la șobolanii femele: dovezi că agoniștii inversi ai benzodiazepinei reduc gustul alimentelor. Neuropsychopharmacology. 2007; 32: 1069-1081. [PubMed]
25. Lahmame A, Grigoriadis DE, De Souza EB, Armario A. Brain imunoreactivitatea factorului de eliberare a corticotropinei și receptorii în cinci tulpini de șobolani inbred: Relația cu comportamentul forțat în înot. Brain Res. 1997; 750: 285-292. [PubMed]
26. Zorrilla EP, Valdez GR, Weiss F. Modificări ale nivelurilor de imunoreactivitate regională similară cu CRF și corticosteron în plasmă în timpul retragerii de droguri prelungite la șobolanii dependenți. Psychopharmacology. 2001; 158: 374-381. [PubMed]
27. Roberto M, Madamba SG, Moore SD, Tallent MK, Siggins GR. Etanolul mărește transmisia GABAergică la ambele situsuri pre- și postsynaptice în neuronii amigdali centrali de șobolan. Proc Natl Acad Sci SUA. 2003; 100: 2053-2058. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
28. Roberto M, Madamba SG, DG Stouffer, Parsons LH, Siggins GR. Creșterea eliberării de GABA în amigdala centrală a șobolanilor dependenți de etanol. J Neurosci. 2004; 24: 10159-10166. [PubMed]