J Addict Med, Авторская рукопись; доступный в PMC 2015 Mar 16.
PMCID: PMC4361030
NIHMSID: NIHMS669567
Bartley G. Hoebel, Кандидат наук, Николь М. Авена, Кандидат наук, Мириам Э. Бокарсли, BA и Педро Рада, Доктор медицинских наук
Абстрактные
Различие между естественной зависимостью и наркозависимостью интересно со многих точек зрения, включая научные и медицинские. «Естественные пристрастия» - это пристрастия, основанные на активации физиоповеденческой системы, например той, которая контролирует метаболизм, добычу пищи и питание для достижения энергетического баланса. «Наркомания» активируют многие системы в зависимости от их фармакологии. В этом обзоре обсуждаются следующие вопросы: (1) Когда еда вызывает естественную зависимость? Сахар вызывает признаки зависимости, если условия расписания соответствуют перееданию. (2) Почему возникает аддиктивное поведение? Употребление 10% раствора сахарозы неоднократно высвобождает дофамин в прилежащем ядре и задерживает высвобождение ацетилхолина, тем самым откладывая насыщение. Причастность к опиоидам проявляется синдромом отмены, вызванным налоксоном или голоданием. Мотивация, вызванная перееданием, отменой и воздержанием, описывается как основа порочного круга, ведущего к чрезмерному перееданию. (3) Какие продукты могут вызвать естественную зависимость? Разнообразие сахара, сахарина и ложное кормление сравнивают с перееданием на диете с высоким содержанием жиров, которая, похоже, лишена способности сахара к опиоидной абстиненции. (4) Как естественная пищевая зависимость связана с ожирением? Низкий базальный уровень дофамина может быть распространенным фактором, приводящим к «еде ради дофамина». (5) В нейронной модели прилежащие участки изображены как имеющие отдельные пути выхода ГАМК для приближения и избегания, оба контролируемые дофамином и ацетилхолином. Эти выходы, в свою очередь, контролируют латеральное высвобождение глутамата гипоталамуса, которое запускает прием пищи, и высвобождение ГАМК, которое его останавливает.
ПРИРОДНЫЕ И НАРКОТИКИ
Определение наркомании открыто для обсуждения. Раннее представление описывало наркоманию как из-за отсутствия силы воли, делая наркоманию моральным состоянием.1 Позже, наркомания была описана в современных терминах нейропсихофармакологии как «болезнь», вызванная вызванными лекарством хроническими адаптациями в функции мозга, которые меняют добровольное поведение на неконтролируемую привычку.2 Этот взгляд на наркоманию как состояние болезни частично смещает вину от человека на наркотик; однако оба представления изображают конечный результат с точки зрения компульсивного поведения и потери контроля. В последнее время происходит движение в направлении дефосфации наркотиков и предполагает, что склонность, в том числе зависимость от таких видов деятельности, как едой или сексуальным поведением, должна быть обрамлена необычайно сильной, желанием получить удовольствие.3–7 Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам как-то обошли проблему наркомании и сосредоточились на критериях «зависимости», с продолжающимся, разрушающим жизнь, злоупотреблением психоактивными веществами в качестве эталона для диагностики.8 Нарушение поведения продолжается, несмотря на знание постоянных физических или психологических проблем, которые, вероятно, вызваны или усугубляются сущностью злоупотребления.9 Дискуссии теперь появляются в ожидании следующего руководства по диагностике.10 Наше мнение, основанное в основном на доказательствах лабораторных исследований на животных, заключается в том, что зависимость от сахара может быть проблемой и может включать в себя такие же нейронные адаптации и поведенческие изменения, как зависимость от наркотиков.11,12 Эти изменения наблюдаются в случаях аберрантного питания, которые могут быть смоделированы в лаборатории. Ближайшим человеческим состоянием к нашей лабораторной модели на животных будет расстройство пищевого поведения или нервная булимия. Представлены доказательства зависимости у пациентов с нарушениями питания.13,14 В исследованиях визуализации головного мозга основное внимание уделялось зависимым от привыкания изменениям в ожирении, где психологические риски зависимости усугубляются медицинскими рисками, включая сердечно-сосудистые нарушения и диабет типа 2.15,16
Чтобы понять «зависимость», нужно идентифицировать нейронные системы, которые ее вызывают. Захватывающие лекарства действуют, частично, через системы, которые развились для пищевого и, возможно, репродуктивного поведения. Это означает, что зависимость от конкретных моделей поведения, возможно, эволюционировала благодаря генетическим выгодам, которые выбрали животные с интроматически запрограммированными зависимыми процессами. Если это так, есть основные виды зависимости 2, которые могут стать компульсивными, а иногда и опасными: (1) поведение выживания, такое как поведение, которое приводит к рискованному поведению при еде и спаривании и (2) неадаптивное поведение, которое обходит нормальное ингибирующее сенсорные сигналы и искусственно стимулирует системы вознаграждения, как в случае с наркотиками злоупотребления.
Таким образом, естественная зависимость может возникать, когда экологические стимулы действуют через назначенные нормальные рецепторные системы, такие как сахар, действующий через глюкорецепторы. В этом случае задействована «система», которая эволюционировала с регулированием энергии в качестве преимущества выживания. Наркомания может быть результатом соединений, которые могут обходить сенсорные входы и действовать в системе, которая характеризуется ее нейрохимической функцией. Таким образом, такие лекарственные средства, как психостимуляторы или опиаты, могут активировать несколько систем с различными физиологическими поведенческими функциями. Было бы нелогично утверждать, что только наркотики могут вызывать привыкание, если можно доказать, что естественная стимуляция, такая как активация системы управления энергией, может быть достаточной для возникновения захватывающего процесса.
КОГДА САХАР ПРОИЗВОДИТ ПРИРОДНОЕ ПРИКЛЮЧЕНИЕ? ЕДА В БИНГАХ МОГУТ СОДЕЙСТВОВАТЬ УДОВЛЕТВОРЕНИЮ
После 10 лет исследований по сахарной зависимости,11,17,18 мы по-прежнему используем одну и ту же основную технику, чтобы получить четкие признаки зависимости от пищи, навязывая график кормления, который неоднократно вызывает сахар, лишающийся здоровья после периода поста. В нашей животной модели сахара bingeing, «выпивка» определяется просто как необычно большая еда, по сравнению с животными, которые едят одну и ту же диету ad libitum. Периодическое, 12-часовое ограничение еды используется для создания голода и предвкушения еды. Затем животным предлагается 25% глюкозы (или 10% сахарозы, чтобы имитировать концентрацию сахара в безалкогольном напитке) вместе с их грызунами. Возможность начать первый прием пищи задерживается в течение 4 часов после того, как они обычно начали есть при темном начале.19 В течение 3 недель это ежедневное ограничение пищи и отсроченное кормление приводит к тому, что 32% калорий, потребляемых крысами, приходится на сахар. Крысы, соблюдающие этот ежедневный 12-часовой график приема сахара и корма, увеличивают общее суточное потребление сахара в течение недель доступа. Интересно отметить, что некоторые крысы с 12-часовым доступом к сахару не только съедают много еды в начале доступа, но и спонтанно переедают в течение всего периода кормления.11
Крысы с доступом ad libitum к раствору сахара являются ценной контрольной группой. Они пьют сахар даже во время неактивной, легкой фазы. Эти животные потребляют такие же большие количества раствора сахара, как и bingeing крысы; однако он распространяется в течение 24 часов. Мы не видим доказательств поведенческого поведения с доступом к свободному доступу.11 В результате они не проявляют признаков зависимости. Таким образом, это прерывистый график кормления, который, как представляется, имеет решающее значение для побуждения bingeing и последующих признаков зависимости. В Рисунок 1, bingeing указывается как первый этап в пути к наркомании.
ПОЧЕМУ РЕЗУЛЬТАТ РЕЗУЛЬТАТОВ САХАРА В ПРИЗНАТЕЛЬНО-КАКИХ ПОВЕДЕНИЯХ?
Bingeing вызывает повторное, чрезмерное выделение дофамина (DA) и опиоидную стимуляцию, которая сопровождается, во время воздержания, прогрессирующими изменениями, которые повышают вероятность рецидива.
Опиоидные адаптации и признаки отмены
Сравнение сахарной зависимости с наркоманией было подробно рассмотрено.20,11 Всего за несколько недель на прерывистом графике кормления сахарным чаем на 12-часах крысы будут демонстрировать признаки опиатного «отмены» в ответ на налоксон (3 мг / кг sc), что доказывает участие опиоидов и предполагает зависимость от опиоидов «.21 Снятие также наблюдается без налоксона, когда обе еды и сахара отрицаются в течение 24 часов.11,21,24 Наша количественная полимеразная цепная реакция (qPCR) и авторадиографические данные у крыс, страдающих сахаром, демонстрируют пониженную энкефалиновую мРНК22 и усиленное связывание мурецепторов в ядре accumbens (NAc).23 Это интерпретируется как означающее, что повторный сахарозаболевание высвобождает опиоиды, такие как энкефалин или бета-эндорфин, и мозг компенсирует, выражая меньше этих опиоидных пептидов в определенных регионах. Возможно, постсинаптические клетки реагируют на меньшее количество этих пептидов, экспрессируя или обнажая больше рецепторов мю-опиоидов. Если рецепторы затем блокируются налоксоном или крысы лишены пищи, животные проявляют беспокойство в приподнятом плюшевом лабиринте24,21 и депрессия в плавании (Ким и др., неопубликованные). Эти поведенческие и нейрохимические изменения являются признаками опиоподобного «ухода» на животных моделях.25
Дофаминергическая адаптация и признаки сенсибилизации
Опиоидная система в брюшном среднем мозге частично отвечает за стимуляцию клеток DA во время потребления очень вкусных продуктов.26,27 В различных частях полосатого тела сахаристый bingeing приводит к увеличению связывания DA с рецепторами D1 в сочетании с уменьшением связывания D2-рецептора.23 Это может произойти из-за того, что каждый выпивка высвобождает DA достаточно, чтобы повысить внеклеточный уровень примерно до 123% от базовой линии.28,29 В отличие от типичных образцов питания, выброс DA в ответ на выпивку не уменьшается при повторных приемах пищи, как обычно наблюдается с пищей, которая больше не является новой.30,27 Как видно в Рисунок 2, условия рефинансирования ограничения, налагаемые нашей лабораторной моделью выпивки, вызывают всплеск DA даже после 21 дней ежедневного воздействия. Повторные скачки DA могут влиять на развитие генерации и внутриклеточные сигнальные механизмы постсинаптических нейронов, что, по-видимому, приводит к нейронным адаптациям, которые компенсируют чрезмерную стимуляцию DA.31
Повторная психостимуляторная активация мезолимбической системы DA вызывает поведенческую сенсибилизацию.32–36 Данные свидетельствуют о том, что мезолимбическая система DA также изменяется при сахарном бою. Проблема с амфетамином вызывает локомоторную гиперактивность у крыс с историей биения на сахар.37 Эффект произошел через 9 дней после того, как крысы перестали биться, указывая на то, что изменения в функции DA долговечны. И наоборот, когда крысы сенсибилизированы ежедневными инъекциями амфетамина, они показывают гиперактивность 10 дней спустя, когда они пьют сахар.38 Мы интерпретируем это как означающее, что инъекции сахара и инъекции амфетамина сенсибилизируют одну и ту же систему DA, что приводит к поведенческой перекрестной сенсибилизации.
Возбужденные воздержание признаки повышенной мотивации
Другие долгосрочные последствия сахара bingeing включают a) усиленное нажатие рычага для сахара после 2 недель абстиненции,39 б) усиление добровольного употребления алкоголя у крыс с историей сахарообразования,40 и c) усиление реагирования на сигналы, связанные с сахаром.41 Эти явления называются «эффект лишения сахара», «эффект шлюза» и «инкубационный эффект» соответственно. Все они происходят во время абстиненции, через несколько недель после того, как ежедневный перевалка в сухарях прекратилась. Поскольку они видны во время абстиненции, возникает соблазн классифицировать их как признаки «тяги». Консервативно, их можно рассматривать как признаки усиленной мотивации, которая является неотъемлемой частью рецидива злоупотребления психоактивными веществами.15,42,43
Таким образом, сахар обладает вызывающими привыкание свойствами как психостимулятора, так и опиата. Кросс-сенсибилизация амфетамином явно дофаминергична и важна на некоторых стадиях зависимости. Налоксон-индуцированный вывод21 и инкубация, вызванная воздержанием от ответа на связанные с сахаром сигналы, имеют опиоидные компоненты.44 Это приводит к предположению о том, что сахарный поток приводит к поведенческим и нейрохимическим признакам чрезмерной дофаминергической и опиоидной стимуляции, которые способствуют долгосрочным изменениям мотивационного поведения (Рис 1).
Принудительные и разрушающие жизнь последствия очевидны у некоторых людей, страдающих расстройством пищевого поведения, нервной булимией или ожирением; таким образом, некоторые люди могут быть «зависимыми» от Диагностического и статистического руководства по критериям психических расстройств. Это ставит очевидный вопрос: есть ли у них пищевая зависимость? Модель животного, о которой говорилось выше, позволяет предположить, что некоторые едоки и булимиты выпивки могут быть зависимы от сахара, но это не объясняет всех расстройств пищевого поведения или ожирения, хотя многое было опубликовано по этой весьма спекулятивной теме.45–50
КАКИЕ ПРОДУКТЫ ПОТЕНЦИАЛЬНО ПРИЗНАЮТ? ЧЕРЕЗ СПЕЦИАЛЬНОЕ О САХАРЕ
Сахар
Существует больше пищевой зависимости, чем ограничение продуктов питания и bingeing. Типичным питательным веществом является тот факт, что животный глоток также важен. Наши исследования пищевой зависимости в основном сосредоточены на сахаре (сахарозе или глюкозе). Положительные результаты могут относиться к сахару как к особому питательному веществу. Он имеет свою собственную рецепторную систему на языке,51,52 кишечника,53,54 печень,55 поджелудочной железы,55 и мозг.56 Глюкорецепторы обеспечивают жизненно важную информацию для системы пищевого поведения и связанных с ней систем обучения, эмоций и мотивации. По всей вероятности, сахарная зависимость у крыс порождается чрезмерной повторной активацией этой распространенной сахарной сенсорной системы.
Сахарин и Сладкий вкус
Было бы интересно протестировать искусственные подсластители, чтобы увидеть, достаточно ли устного компонента сладости, чтобы вызвать зависимость. Мы использовали 12-часовой прерывистый доступ к чау и раствору сахарина 0.1% для имитации вкуса «диетического безалкогольного напитка». После 8 дней этого диетического режима животные были лишены пищи и сахарина в течение 36 часов, соматические признаки, связанные с тревога забила каждые 12 часы. Лишение крыс пищи и сахарина привело к увеличению случаев стука зубов, головных стряхиваний и подкожных толчков в течение 36hour периода. Это аверсивное состояние легко противодействовало 5 мг / кг морфина или доступу к раствору сахарина (Hoebel и McCarthy, неопубликованные). Таким образом, мы подозреваем, что плановые прививки сахарина могут стимулировать зависимость от дофамина и опиоидов, как и в случае с сахарозой. Это неудивительно, учитывая обширные исследования в лаборатории Кэрролла, предполагающие, что сахарин может заменить кокаин, а предпочтение сахарина является маркером ответственности за зависимость.57,58 Дальнейшая поддержка крайней усиливающей ценности сахарина и его связи с наркоманией происходит от Ахмеда и его коллег,59 которые показали, что некоторые крысы предпочитают сахарин для самообслуживания кокаина.
Еще один способ проверить силу сладости сахара без сопутствующих калорий - это очистить желудок, открыв желудочный свищ, а крысы пьют 10% сахарозы. Как и следовало ожидать, употребляющие алкоголь потребляют чрезмерное количество сахара из-за относительного отсутствия сигналов насыщения.60 После 3 недель употребления фиктивной пищи вкус вкусовой пищи сахарозы будет по-прежнему увеличивать внеклеточный DA до 131% от исходного уровня.61
Постерительные углеводы
Реальное потребление сахарозы, вероятно, больше вызывает привыкание, чем сахарин или ложное потребление, потому что обширные данные показывают, что рецепторы глюкозы в кишечнике и другие факторы, определяющие поствеста, важны для награды сахара, которая проявляется в предпочтении условного вкуса.62 Предпочтительными являются ароматизаторы, связанные с внутрижелудочным питанием,63 и они освобождают accumbens DA.64–67 На основании этих подготовительных исследований мы заключаем, что углеводные postingestive cues могут способствовать высвобождению DA или опиоидов, которые вызывают сахар при получении, поддержании и восстановлении выпивки.
Удивительная особенность жира
Мы были удивлены нашей неспособностью получить тревогу, вызванную налоксоном, с использованием теста с плюшевым лабиринтом в качестве индикатора состояния отмены у крыс на диете с высоким содержанием жиров. Изъятие не могло появиться у крыс, получавших растительный жир (Crisco), вместе со стандартными таблетками чау-чау, или с учетом полноценной диеты с высоким содержанием сахарозы с высоким содержанием жира. Как чистый растительный жир, так и высокожирные гранулы жадно расходуют на график, вызывающий выпивку.68 Либо животные не зависели от жира, либо это был тип зависимости, который не вызывает опиатов. Что касается вывода, то жир может быть в виде сахара, поскольку кокаин относится к героину; т. е. наблюдается меньшее наблюдаемое поведенческое проявление вывода с кокаином по сравнению с героином и аналогичным образом, жир по сравнению с сахаром. Из-за этого мы были предвзятыми к поиску признаков опиатного отторжения у крыс, склонных к сахару. Если опиоидная система в значительной степени не беспокоится о крысах, которые питаются жиром, тогда опиатные симптомы отмены не появятся. Хотя ясно, что сахар высвобождает опиоиды, которые продлевают еду,69,70 таким образом, жир не может быть эффективным. Жир менее насыщен, чем углевод, калория для калорий, но сахар может фактически подавлять сытость, так же как он может подавлять боль и дискомфорт в целом.71,72 Мы также предположили, что жиро-стимулированные пептиды, такие как галанин, которые проявляют повышенную экспрессию мРНК в ответ на муку с высоким содержанием жиров, а также ингибируют некоторые опиоидные системы,73 таким образом, может привести к отторжению опиоидов, вызванных сахаром.68 Таким образом, хотя жир, по-видимому, не создает зависимость от опиоидов, он все равно может вызвать привыкание, но таким образом, что мы еще не измерили.
ЯВЛЯЕТСЯ ЛИНИЯ МЕЖДУ БОРЬБЫМИ ЕДАМИ И ОЖИРЕНИЕМ? ЭТО ЗАВИСИТ ОТ ДИЕТЫ
Сахароза или глюкоза Bingeing, одна, не вызывает ожирение
С точки зрения общей массы тела, некоторые исследования показали, что bingeing на жире или сахаре не приводит к дисрегуляции веса,23,74–76 тогда как другие показали увеличение массы тела.77–79 В нашей лаборатории крысы, которые выпивают на глюкозе или сахарозе, обнаруживают многие из тех же признаков, что и животные, употребляющие наркотики, как описано выше, и служат в качестве животных моделей сахарной зависимости, но они компенсируют сахарные калории, потребляя меньше чау и, таким образом, контролировать их вес тела.24,21 Контрольная группа с доступом к сахару ad libitum также компенсирует их потребление калорий, так что они не ожидают.
Сладкий жир Bingeing увеличивает вес тела
Несмотря на то, что животные, потребляющие раствор 10% сахара, демонстрируют способность регулировать их массу тела, те, которые поддерживаются на аналогичной диете для бинга, но со сладким, с высоким содержанием жира источником пищи, показывают увеличение веса.80 Животные, которым был предоставлен 2-часовой доступ к этой вкусной диете, демонстрировали уловки, несмотря на то, что у них был доступ к полноценной диете в течение оставшегося дня. Вес тела увеличивался из-за большого количества выпивки, а затем он уменьшался между выпивками в результате самозанятого приема стандартной чау. Однако, несмотря на эти ежедневные колебания массы тела, животные, имеющие доступ к сладкой жирной чау, каждый день получали значительно больший вес, чем контрольная группа с доступом ad libitum к стандартной чау. Это могло бы дать представление о связи между выпивкой и ожирением.81
Низкий базальный допамин
Чтобы проверить теорию о том, что некоторые люди с ожирением являются пищевыми наркоманами, нам нужны тучные крысы. Обширная работа в лаборатории Pothos показывает, что у инбредных животных, страдающих ожирением, и у крыс, страдающих ожирением, у диетпитальных крыс есть низкий базальный DA и нарушение DA.82 Считается, что это имеет основополагающие причины, связанные, в частности, с изменениями чувствительности к инсулину и лептину в отношении веса при контроле обжига DA-клеток.83,84 Мы знаем, что крысы с ограниченным весом на ограниченной диете также имеют низкий базальный DA.85 Таким образом, кажется, что животные с высоким и низким весом могут быть гиперфагическими как средство восстановления их внеклеточного уровня DA. Это аналогично самоконтролируемым крысам кокаину таким образом, чтобы их DA повышался.86 Фактически, сахаристые крысы, которые являются продуктами питания, ограничиваются точкой потери веса, высвобождают больше DA, чем обычно, когда им разрешено снова выпивать, и, таким образом, они повысят свой собственный уровень DA.28
УПРОЩЕННАЯ НЕВЕРНАЯ ЦЕПЬ МОДЕЛИ ФУНКЦИИ АККУМБЕНОВ
Учитывая, что зависимость от сахара, как и ожирение, связана как с базальными уровнями DA, так и с пищевым высвобождением DA, нам нужна модель, изображающая роль схемы DA в поведенческой мотивации. Можно было бы ожидать, что эта цепь будет взаимодействовать с опиоидными системами. Мы предложили модель, в которой NAc имеет отдельные результаты GABA для мотивации, которые аналогичны хорошо документированным результатам в дорсальной полосатой для локомоции.87 Подобно тому, как дисбаланс нейротрансмиттера в двигательной системе приводит к болезни Хантингтона Хорея и Паркинсона,88,89 дисбаланс нейротрансмиттеров в прилежах может быть связан с общей мотивационной гиперактивностью и депрессией. Конкретные случаи могут проявляться как гиперфагия и анорексия. Принимая наши ключи от обширной литературы болезни Паркинсона,90 мы предлагаем, чтобы существовал путь выхода GABA accumbens, который специализируется на позитивной, «движущейся» мотивации («подход»), включая научный подход и аппетитное поведение, а другой - на негативную, «не-go» мотивацию («избегание») включая научное отвращение.91,87 Сосредоточив внимание на оболочке, путь подхода будет «прямым путем» с dynorphin и Substance P как cotransmitters. Путь избегания, по-видимому, использует энкефалин в качестве котрансмиттера и принимает «косвенный путь» к таламусу и вентральному среднему мозгу. Кортекс-полосатый-палеллиум-таламус-кортекс-петли могут крутиться несколько раз по спирали, что ведет от когнитивных процессов к двигательной активности.92 Пути стриатально-среднего мозга также были описаны как спираль, при этом оболочка воздействует на сердцевину, которая влияет на медиальный стриатум, а затем на дорсалатеральный стриатум.93 Это приводит к тому, что вентральный средний мозг с его возрастающими DA и ГАМК-нейронами превращается в схему, чтобы познание трансформировалось в действие. Прямо или косвенно выходы accumbens также достигают гипоталамуса.94 В латеральном гипоталамусе входы глютамата инициируют прием пищи, и ГАМК останавливает его. Это было продемонстрировано как микроинъекцией, так и нашими исследованиями по микродиализу.95,96
Как показано в Рисунок 3, Вход DA от среднего мозга к NAc может действовать, чтобы стимулировать подход и препятствовать избеганию, тем самым способствуя повторению поведения. Возбуждение предусмотрено через D1-рецепторы на нейронах «подхода» ГАМК-динорфина и ингибирование через типы D2 на нейронах «избегания» ГАМК-энкефалина. Действительно, местная стимуляция D2 может вызывать признаки отвращения, такие как зияние и подстрижение подбородка.97 DA, действующий через D2-рецепторы, уменьшает чувствительность нейронов ГАМК к стентам-паллидум к глутамату и способствует долговременной депрессии глутаматергической передачи.98 Сообщается, что рецепторы D1 способствуют ответным реакциям на сильное координированное введение глутамина и долгосрочное потенцирование, по крайней мере, в нейронах ГАМК, которые проецируют на нигр.99,100 D1 в каудатных потенцированных связанных с наградами движениях глаз, и снова функция D2-рецептора была противоположной.101 Это обеспечивает поддержку схемы, показанной в Рисунок 3 в той степени, в которой оболочка accumbens организована вдоль линий, подобных дорзальной полосатой. В литературе есть разные взгляды, описывающие пути от прилежащих к паллидуму, ниграм и гипоталамусу. Каждый из них может иметь разные функции в отношении приобретения и выражения условных ответов и инструментальной производительности.102–104 В пределах accumbens оболочку и ядро необходимо различать как с точки зрения их функций, так и с их последовательностью действий.105–109 Более того, субсекундные измерения по вольтамперометрии in vivo показывают, что высвобождение DA в «микросредах» accumbens может варьироваться в зависимости от функционально специфических субпопуляций входов DA.110
Резкие скачки DA в ответ на наркотики приводят к изменениям в нисходящем направлении, таким как постсинаптические, внутриклеточное накопление Delta FosB, которые могут изменять продукцию генов для рецепторов и других клеточных компонентов в качестве формы компенсации; это могло бы способствовать восстановительному восстановлению приема наркотиков во время воздержания.31 Мы предполагаем, что если этот каскад внутриклеточных изменений может произойти в ответ на наркотики злоупотребления, это может также произойти, когда повторные выбросы DA вызваны сахаром.11,61 Эта гипотеза подтверждается недавними доказательствами того, что естественные усилители, такие как сахароза и сексуальное поведение, изменяют выражение Delta FosB в NAc.111
Интерэнероны ацетилхолина могут выступать в качестве процесса оппонента, чтобы остановить поведение, делая противоположное ДА в некоторых синапсах accumbens, как это предлагается в Рисунок 3, ACh теоретически препятствует аппетитным подходам и стимулирует путь избегания избегания; это может быть связано с синаптическим эффектом на мускариновых рецепторах M2 и M1, соответственно (Рис 3). Многочисленные исследования у крысы подтверждают мнение о том, что усиление интернейронов ACh препятствует поведению, включая ингибирование питания и потребление кокаина.61,91,112,113 Мускариновый агонист, применяемый локально к пригонам, может вызвать поведенческую депрессию при плавании, а относительно специфический антагонист M1 облегчает депрессию.114 Диорфин и другие передатчики также входят в систему контроля с депрессией как один из результатов.115 Кондиционированная неприятие вкуса высвобождает ACh116 и неостигмин, используемый для повышения местных уровней АХ, является достаточным, чтобы вызвать отвращение к вкусу, который ранее был сопряжен с холинергической инъекцией.117 Это говорит о том, что чрезмерный АЧ может вызывать отвратительное состояние, проявляющееся как условное неприятие вкуса. Возможные действия других мускариновых и никотиновых препаратов в апгменсе не соответствуют нашей модели94,118,119 и обсуждаются в другом месте в свете возможности того, что некоторые мускариновые агонисты высвобождают DA, а некоторые мускариновые антагонисты могут действовать через рецепторы M2 для высвобождения ACh.87,120 Интернейроны ACh могут ингибироваться DA через D2-рецепторы, как описано Surmeier et al.98 Это предложение соответствует Рисунок 3, что указывает на то, что сокращение выбросов ACh уменьшит активность в «пути избегания» и будет способствовать «подходу».
Предполагая, что скачки DA, вызванные пересадкой сахара, могут действовать с помощью известных механизмов стимулирования наркомании, следует отметить, что фиктивное питание, которое может уменьшить сигналы насыщения ACh,61 сделало бы общий ответ пригонки еще более похожим на ответ DA, который видят с некоторыми наркотиками злоупотребления, такими как опиаты121 и алкоголя.122 Представляется заманчивым предположить, что это приводит к расстройству выпивки человека, наблюдаемому в булимии. Сахарная пища и очистка, согласно опытам крысы, будут производить высвобождение DA, которое не ингибируется ACh в accumbens.
Выходы accumbens ГАМК под противоположным влиянием DA и ACh участвуют в контроле латерального глутамата гипоталамуса и высвобождения ГАМК. Группа Рады располагает новыми данными, показывающими, что клетки, выделяющие ГАМК прилегающей зоны, имеют мускариновые рецепторы и что мускариновый агонист, введенный в NAc, вызывает значительные изменения в высвобождении глутамата и ГАМК в боковом гипоталамусе (Rada et al, неопубликовано). Это согласуется с данными микродиализа и местных инъекций, свидетельствующими о том, что боковой глутамат гипоталамуса участвует в начале приема пищи, а ГАМК - в его прекращении.95,123,124 Таким образом, модель подтверждается данными, свидетельствующими о том, что участвующие результаты участвуют в контроле систем гипоталамической кормления и сытости. В прилежах DA и ACh могут начинать и останавливать мотивацию к питанию, контролируя эти функции через глутамат и высвобождение ГАМК в гипоталамусе. Ясно, что это упрощение, но это теория, которую наши данные в настоящее время поддерживают и могут поэтому стать частью более крупной картины, которая в конечном итоге появится.
ВЫВОДЫ
В этой статье представлены данные, свидетельствующие о том, что повторное чрезмерное потребление сахара может привести к изменениям в мозге и поведению, которые очень похожи на эффекты наркотиков. Таким образом, сахар может вызывать привыкание при особых обстоятельствах. С другой стороны, bingeing на жире, или даже сладкий жир, дал отрицательные результаты в отношении вывода, предполагая, что задействованы различные нейронные системы. Диета с высоким содержанием жиров, если крысы выпивают на ней каждый день, может привести к увеличению веса. Крысы, склонные к ожирению на диете с высоким содержанием жиров, демонстрируют низкобазальные уровни DA в NAc, как и крысы с пониженным весом, что предполагает, что оба могут опередить оппортунистически таким образом, чтобы восстанавливать уровни DA. Приступы индуцированного выпиванием DA могут частично отвечать за проявления нейроструктур, проявляющиеся в виде локомоторной сенсибилизации и усиление мотивации к пище для воздержания. Опиоиды - еще одна важная часть картины, но точная система неизвестна, потому что опиоиды могут индуцировать питание во многих областях мозга. По-видимому, опиоиды могут нести ответственность за признаки отмены и индуцированную воздержанием инкубацию вызванного кией рецидива. ACh в NAc является одной из противоборствующих сил в этом процессе. Похоже, что сахарообразование откладывает выброс ACh, а фиктивное подавление сильно ослабляет его. Все это согласуется с моделью, в которой DA стимулирует подход и препятствует выходу на отказ в NAc. ACh делает противоположное, если только оно не обходится наркотиками злоупотребления, сахаром или измельчением.
Благодарности
Поддерживается грантами USPHS DA10608, MH65024 и AA12882 (до BGH) и стипендией DK-079793 (до NMA).
Ссылки