Физиол Бехав, Авторская рукопись; доступно в PMC 2012 Jul 25.
Опубликовано в окончательной отредактированной форме как:
Physiol Behav. 2011 Jul 25; 104 (1): 149-156.
Опубликован онлайн 2011 Май 8. DOI: 10.1016 / j.physbeh.2011.04.063
PMCID: PMC3304465
NIHMSID: NIHMS297622
Сара Л. Парылак,a,b,c Джордж Ф Кооб,a,c и Eric P Zorrillaa,b,c,1
Абстрактные
При наркомании переход от случайного употребления наркотиков к зависимости был связан с переходом от позитивного подкрепления и к отрицательному подкреплению. То есть, наркотики в конечном итоге полагаются на предотвращение или облегчение отрицательных состояний, которые в противном случае являются результатом абстиненции (например, изъятия) или из-за неблагоприятных экологических условий (например, стресса). Недавняя работа предположила, что этот сдвиг «темной стороны» также играет ключевую роль в развитии пищевой зависимости. Первоначально приятное потребление пищи имеет как положительные усиливающие, приятные эффекты, так и негативные усиливающие, «успокаивающие» эффекты, которые могут резко нормализовать реакцию организма на стресс. Повторное прерывистое потребление приемлемой пищи может вместо этого усиливать схему напряжения мозга и подавлять нарушения мозговой цепи, так что продолжение приема становится обязательным для предотвращения отрицательных эмоциональных состояний посредством отрицательного подкрепления. Стресс, беспокойство и подавленное настроение показали высокую сопутствующую способность и возможность инициировать приступы склонности к привыканию к употреблению в организме у людей. Модели животных показывают, что повторный, прерывистый доступ к вкусным пищевым продуктам может привести к эмоциональным и соматическим признакам отмены, когда пища перестает быть доступной, толерантность и увлажнение схемы вознаграждения мозга, компульсивный поиск приемлемой пищи, несмотря на потенциально отвратительные последствия, и рецидив к приемлемым пищевые продукты в ответ на стимуляторы, вызывающие беспокойство. Нейроциркуляция, идентифицированная на сегодняшний день в «темной» стороне пищевой зависимости, качественно напоминает то, что связано с наркотической и алкогольной зависимостью. В настоящем обзоре обобщается концептуальный и эмпирический вклад Барта Хебеля в понимание роли «темной стороны» в пищевой зависимости наряду со связанной работой тех, кто следовал за ним.
1. Введение
Наркомания - это хроническое рецидивирующее расстройство с тремя отдельными фазами: фаза алкогольного опьянения, вызванная и характеризующаяся полезными свойствами наркотика, фаза отмены, сопровождающаяся негативным эмоциональным состоянием по мере того, как исчезают острые полезные свойства наркотика, и озабоченность и фаза ожидания, предшествующая возобновлению приема лекарств. Доктор Бартли Хобель - один из самых первых пионеров, которые выдвинули гипотезу о том, что потребление сахара и, возможно, другой вкусной пищи также может регулироваться этими тремя фазами зависимости. Его руководство играет важную роль не только в преодолении поля наркомании и пищевого поведения в его экспериментальной работе, но и в его усилиях по повышению осведомленности и узаконить то, что когда-то было непопулярным и даже противоречивым гипотезы в научном сообществе - это один может стать «Зависимая от еды». Теперь симпозиумы по пищевой зависимости, такие как Конференция по вопросам питания и зависимости от пищевых продуктов и наркозависимости, организованная Центром продовольственной политики и ожирения имени Радда в Йельском университете, сессия «Пищевая зависимость: факты или вымысел» на встрече по экспериментальной биологии в Сан-Диего в 2008 году, Саммит по ожирению и пищевой зависимости 2009 г. регулярно собирает вместе ученых, врачей, лиц, определяющих государственную политику, и защитников здоровья из самых разных слоев общества. Кроме того, новаторская работа доктора Хобеля помогла стимулировать создание институтов, специально посвященных продвижению исследований пищевой зависимости, в том числе Института пищевой зависимости и Фонда исследований пищевой зависимости.
По мере того, как потребители наркотиков прогрессируют от случайного использования до зависимости, факторы, мотивирующие употребление наркотиков, предположительно меняются по важности. Хотя первоначальное использование мотивируется гедонистически полезными свойствами препарата, предполагается, что использование у наркоманов становится менее мотивированным позитивным подкреплением (например, эйфорическим максимумом), а скорее отрицательным подкреплением: предотвращать или снимать негативное эмоциональное состояние, которое возникает от абстиненции (например, снятие наркотиков) или от неблагоприятного опыта окружающей среды (например, стресса) [1]. На нейробиологическом уровне этот сдвиг соответствует понижательной регуляции систем вознаграждения мозга, которые поддерживают аппетитные реакции на препарат и одновременное усиление мозговых стрессов или «антиресурсных» систем. В этих рамках переход к «темной стороне» пищевой зависимости можно аналогичным образом концептуализировать как ключевой переход в процессе зависимости. Поскольку люди продвигаются к компульсивному потреблению вкусных продуктов, острая полезная ценность продуктов питания может иметь меньшее значение для мотивации дополнительного потребления, чем предотвращение или улучшение отрицательных состояний (например, беспокойство, депрессия, раздражительность и, возможно, даже симптомы соматического снятия), которые когда такие предпочтительные продукты недоступны или когда среда неблагоприятна.
2. Доказательства для «темной стороны» исследований человека
Чтобы определить, стимулирует ли пристрастная «темная сторона» потребление вкусной пищи, полезной отправной точкой является идентификация населения (людей), чьи привычки питания наиболее напоминают привыкание к привыканию. Хотя склонность к ожирению и склонности к привыканию, вероятно, перекрывается, «пищевая зависимость» вряд ли объяснит все случаи ожирения у людей, и некоторые люди с нормальным весом, вероятно, будут участвовать в моделях питания, связанных с зависимостью. В настоящее время нет консенсусных диагностических критериев для «пищевой зависимости» [2, 3]. В последнее время, однако, шкала продовольственной зависимости Йельского университета (YFAS) была введена как показатель привыкания к пищевому поведению, который имитирует диагностические критерии для зависимости от веществ в DSM-IV-TR [4]. YFAS измеряет степень, в которой (a) люди переедают специфические продукты, несмотря на неоднократные попытки ограничить их потребление, (b) их поведение в еде мешает социальной и профессиональной деятельности, и (c) симптомы абстиненции возникают при воздержании от определенных продуктов. Предварительное применение этих критериев свидетельствует о том, что компульсивное, неконтролируемое потребление большего количества ожидаемого количества пищи, наблюдаемое при расстройстве пищевого поведения, наиболее точно сопоставимо с текущими диагностическими критериями зависимости от веществ. Соответственно, баллы по YFAS предсказывали поведение поедания и эмоциональное питание [4], но не коррелирует с индексом массы тела (ИМТ) у женщин, участвующих в исследовании по поддержанию веса, который сообщил об отсутствии расстройства пищевого поведения [5]. Эти результаты свидетельствуют о том, что «темная сторона» пищевой зависимости, как она была введена в действие YFAS, может быть более плодотворно изучена у людей с выпивкой, чем у случайно отобранных людей с ожирением.
2.1 Психиатрическая коморбидность при выпивке
В соответствии с возможной ролью «темной стороны» в пищевой зависимости, у едоков выпивки более высокие показатели психиатрических диагнозов, связанных с отрицательными эмоциональными состояниями, по сравнению с общей популяцией. Например, взрослые и подростки с нервной булимией или расстройством расстройства пищевого поведения показывают увеличение распространенности большой депрессии, биполярного расстройства, тревожных расстройств и злоупотребления алкоголем или наркотиками, чем у людей без расстройства пищевого поведения [6–8]. Частота тяжелой депрессии также повышается при ожирении, но ассоциация выпивки с увеличенными показателями депрессии остается даже при сопоставлении веса с избыточным весом и ожирением [9]. Чрезвычайно высокие показатели суицидальных мыслей у едоков выпивки свидетельствуют о серьезности нарушений настроения у этой популяции. Более половины подростковых булимик и одна треть из них с расстройством расстройства пищевого поведения сообщают о суицидальных идеях, а третья подростковая булимия сообщает о попытке самоубийства [6]. Направление причинности между выпивкой и большой депрессией не прочно установлено и может быть взаимным [10–12]. Такая психиатрическая коморбидность связана с плохим долгосрочным результатом лечения [13] и более высокая частота выпивки [14]. И наоборот, многие антидепрессанты, такие как СИОЗС или трициклики, могут снизить частоту и тяжесть симптомов пищей [15].
2.2 Отрицательные эмоциональные состояния повышают приемлемое потребление пищи в уязвимых группах населения
Распространенность и тяжесть депрессии и беспокойства у едоков выпивки предполагает гипотезу о том, что негативные эмоциональные состояния могут спровоцировать рецидив на поведение bingeing. Действительно, самоотчетные негативные эмоциональные черты депрессии, низкая самооценка и невротизм связаны с выпивкой как у мужчин, так и у женщин [16]. Во время негативных эмоциональных состояний и ситуаций люди с нормальной и пониженной массой тела сообщают о потреблении меньше пищи, чем во время положительных эмоциональных состояний и ситуаций. Напротив, это недоедание в ответ на отрицательные состояния не наблюдается у людей с избыточным весом, которые сообщают о еде значительно больше во время отрицательных состояний, чем другие группы [17]. В соответствии с ролью для отрицательных эмоциональных состояний при вождении поведения выпивки, баллы настроения у булимиков ниже непосредственно перед выпивкой, чем в дни, когда нет выпивок [18].
Другая конструкция, которая подразумевает стресс и негативные эмоции как триггеры переедания, - это диетическая сдержанность. Попытки контролировать вес тела (например, с помощью диеты, физических упражнений, подавления аппетита или слабительных) парадоксально связаны с увеличением веса у женщин-подростков [19]; диетическое ограничение аналогичным образом связано с долгосрочным увеличением веса у взрослых женщин [20]. Возможным объяснением этих очевидных противоречий является последовательный вывод о том, что сдерживаемые едоки переедают в ответ на различные стрессовые ситуации [21]. Например, ожидание социального стрессора (задача публичных выступлений) увеличило потребление пищи у сдержанных едоков, не изменяя при этом безудержных едоков [22]. Точно так же сдержанные едоки, которые сообщали о высоком субъективном стрессе и негативном воздействии после ряда когнитивных задач, показали большее потребление после стрессора, чем те, кто сообщал о низком уровне субъективного стресса [23]. Диетическая сдержанность также может иметь ограниченное время во время употребления в пищу, поскольку намерение ограничить потребление больше до выпивки по сравнению с днями, на которых не происходит никаких выпивок [18].
Хотя лабораторные исследования индукции настроения могут быть подвергнуты критике как не моделирование практики питания в реальном мире в условиях естественного настроения [24], они также широко поддерживают гипотезу «темной стороны», что переедание может быть вызвано стрессовыми или отрицательными эмоциональными реакциями в подмножествах индивидуумов. Например, страдающие ожирением выпивки потребляют значительно больше шоколада после просмотра печальной пленки в лабораторных условиях, чем после нейтральной пленки [24]. Все участники этого исследования сообщили о настроении как одном из своих триггеров для выпивки, причем чаще всего причастны «депрессия» или «грусть». У женщин, не страдающих ожирением, те, у кого больше слюнных кортизольных откликов на батарею социальных стрессоров, ели больше после стрессового опыта, чем у пациентов с более низкими ответами на кортизол [25]. Индукция негативного эмоционального состояния посредством автобиографического отзыва печальной памяти также увеличила количество закусок, потребляемых при изучении нестерильных препаратов, и эффект был особенно выражен у участников, которые сообщили о большей «эмоциональной еде» [26]. В отличие от рассмотренных результатов и того, что произошло у сдержанных едоков, безудержных едоков сниженный их закуска закуски после просмотра печального фильма [27, 28].
Такое негативное воздействие на питание может нарушить поддержание веса тела. Вес в течение 6 месяцев после успешной потери веса связан с едой в ответ на стрессовые жизненные события, питание в ответ на отрицательное настроение и использование пищи для регулирования настроения [29]. Возможно, соответственно, добавление когнитивной терапии, чтобы помочь справиться с общим настроением и справиться, а не только поедание и диета, может уменьшить рецидив ожирения [30]
2.3 Влияние вкусовых приемов пищи на настроение и функцию вознаграждения
Еда в ответ на эмоционально негативные ситуации предполагает, что переедание может быть попыткой самолечения с «комфортным питанием». Типичные продукты, потребляемые во время выпивки, как правило, приемлемы и плотны; Кроме того, они часто являются продуктами, насыщенными углеводами, такими как хлеб, макароны и сладости [31]. Первоначально такие продукты, богатые углеводами, могут иметь предполагаемый негативный эффект усиления, поскольку они уменьшают субъективные сообщения о гневе [32] и натяжения [33] и увеличить спокойствие в течение 1-2 часов потребления. Однако повторное чрезмерное потребление таких вкусных продуктов может приводить к долгосрочным нейроадаптациям в мозговых вознаграждениях и стрессовых путях, которые в конечном итоге способствуют депрессивным или тревожным реакциям, когда эти продукты больше не доступны или потребляются. В соответствии с этой гипотезой «темной стороны» после приема диеты с высоким содержанием жиров (41%) в течение одного месяца мужчины и женщины, которые были переведены на более низкую жирность (25%), с высоким содержанием углеводов, сообщили о повышении гнева и враждебности во время в последующий месяц, чем субъекты, которые продолжали употреблять диету с высоким содержанием жиров [34]. Повышенный гнев, возможно, был вызван либо сокращением диетического жира (или восприимчивой вкусовой привлекательностью), либо от нейроадаптации к повышенным диетическим углеводам.
Повторное чрезмерное потребление высокоприменимых пищевых продуктов может снизить регуляцию схемы дофаминергических вознаграждений с помощью механизмов, которые отражают те, которые обычно наблюдаются при наркомании: снижение доступности дорамина дорамина D2 и притупление дофамина [35, 36]. Действительно, люди с ожирением демонстрируют более низкую полосатую доступность рецептора дофамина D2, чем контроль без ожирения, и это уменьшение в полосатом D2 коррелирует непосредственно с ИМТ [37, 38]. Концентрация каудата в ответ на шоколадный молочный коктейль также снижается при ожирении по сравнению с острой личностью [39]. Этот затупленный уровень активности особенно выражен у индивидуумов с полиморфизмом TaqIA A1 рецептора D2, который связан с уменьшенной экспрессией рецептора D2 [39]. Другой полиморфизм, связанный с уменьшенной функцией допамина, 7R-аллель рецептора дофамина D4, был связан с более высоким максимальным ИМТ в течение всего срока службы в булимиках [40], а также с поведением выпивки у женщин с сезонной депрессией [41]. Коллективные генетические данные свидетельствуют о предрасположенности к увеличению веса у лиц с низкой полосатой дофаминергической сигнализацией, и было высказано предположение, что такие люди переедают, пытаясь компенсировать ощутимый дефицит вознаграждения. Недавние данные показывают, однако, что увеличение веса (или корреляция увеличения веса, возможно, переедание вкусной пищи) снижает активность полосатого дофамина. Женщины, чей ИМТ увеличился в течение 6 месячного периода, показали снижение каудатной активации потребления шоколадного молочного коктейля, чем женщины, BMI которых оставались стабильными, а снижение активации хвостата было связано с увеличением ИМТ [42]. Напротив, желудочный шунт увеличивал доступность рецептора D2 в стритале в течение 6 недель бариатрической хирургии в небольшом исследовании сильно страдающих ожирением женщин [43].
Наличие стриатальной доступности рецепторов D2 у пациентов с ожирением также напрямую коррелирует с метаболизмом глюкозы в лобных областях коры, которые поддерживают ингибирующий контроль, включая дорсолатеральные префронтальные, орбитофронтальные и передние конусы коры [38]. Это соотношение предполагает гипотезу о том, что снижение дофаминергической модуляции из полосатого тела может привести к нарушению ингибирующего контроля за потреблением пищи и, следовательно, к увеличению риска переедания. Возможно, аналогично, прямая корреляция между доступностью полосатого D2 и метаболизмом глюкозы в дорсолатеральной и передней корешковой коре также наблюдалась у алкоголиков, но не в неалкогольных или не страдающих ожирением контролях [38, 44].
В соответствии с рассмотренными поведенческими различиями в пищеварительном ответе на стресс, стиль питания также дифференцирует субпопуляции с различными мезолимбическими профилями дофаминовой системы. Люди, не страдающие ожирением, которые сообщили о большей «эмоциональной пище», показали снижение базовой доступности рецептора D2 в дорсальной полосатой кости по сравнению с неэмоциональными едоками; те с высоким уровнем диетического ограничения увеличивали связывание D2 в дорсальном полосатом теле в ответ на стимулирование пищи по сравнению с теми, кто с низким уровнем диетического ограничения [45]. Наконец, ожирение, страдающее ожирением, продемонстрировало повышенное связывание рецептора D2 в хвостате в ответ на комбинацию стимуляции пищи и проблемы с метилфенидатом по сравнению с страдающими ожирением неживыми едоками [44, 46].
3. Доказательства «темной стороны» от животных моделей пищевой зависимости
Разработка моделей на животных была ключевой для подтверждения концепции пищевой зависимости и начала характеризовать ее «темную сторону». Группа Барта Хобеля способствовала моделированию аспектов пищевой зависимости у грызунов [47]. В то время как модели на животных не могут охватывать все сложные социальные факторы, которые влияют на пищевое поведение у людей, у них есть преимущество, заключающееся в том, что они легче различают антецеденты и последствия привыкания к привыканию, устанавливают более жесткий контроль за диетой и позволяют более детально изучить связанные с ними молекулярные механизмы.
3.1 Индукция состояний, подобных отходам после прекращения приема пищи
В соответствии с гипотезой «пищевой зависимости», впервые предложенной Хобелем и коллегами, многочисленные исследования на животных моделях теперь наблюдали поведенческие и соматические профили, которые напоминают состояния, подобные отходам, у животных, отобранных от прерывистого доступа к вкусной пище. Например, Hoebel и его коллеги представили доказательства того, что ежедневное употребление высоких растворов сахара (например, 25% глюкозы или 10% сахарозы) может привести к эндогенной опиоидной зависимости. Крысы, снабженные ежедневным доступом 12-hr к глюкозе и чау, чередующимся с 12-hr лишением пищи, отображали соматические признаки, связанные с удалением опиатов, в том числе зубы, трепетание передних лапок и головные тряски при обследовании опиоидным антагонистом налоксона [48]. Осажденный вывод через предварительную обработку налоксоном также повышал тревожное поведение у 12-hr ежедневно на животных с глюкозой, как показано уменьшенным временем открытой руки на повышенном плюс-лабиринте, но не у животных, получающих ad lib доступ к чау или глюкозе [48]. В отсутствие предварительной обработки налоксоном соматические признаки отмены также происходили «спонтанно» 24-36 hr после последней сессии доступа к глюкозе. В отсутствие налоксоновой проблемы повышенное тревожноподобное поведение на плюшевом лабиринте также наблюдалось у животных, вызванных сахарозой, после 36-hr fast, по сравнению с ad lib чау кормили контроль, предоставляя доказательства для повышенного состояния, подобного беспокойству, у велосипедистов, отобранных из-за прерывистого доступа к раствору сахара [49].
Hoebel и его коллеги выдвинули гипотезу о том, что снижение функции вознаграждения и повышенного тревожноподобного поведения во время снятия может происходить частично из изменений баланса дофаминергической и ацетилхолинергической (ACh) сигналов в полосатом теле. Они обнаружили, что вызов налоксона стимулировал значительно большее высвобождение АХ в ядре accumbens (NAc) крыс с циклической историей ежедневного доступа 12-hr глюкозы и chow, за которым следует 12 hr лишение пищи, чем у животных, поддерживаемых на ad lib чау [48]. Это усиление ACh-ответа сопровождается снижением внеклеточного припам-допамина после налоксона, похожего на то, что происходит во время вывода морфина [50, 51]. После 36-hr быстрые животные с глюкозой / чау-чаем имеют более низкий уровень дофамина и более высокие уровни ACh внеклеточно в NAc даже в отсутствие налоксона, снова напоминающего спонтанное состояние отмены опиатов во время абстиненции от диеты глюкозы [49]. Hoebel и его коллеги предлагают, чтобы этот сдвиг в сторону увеличения ACh, одновременно с уменьшением высвобождения дофамина, мог отражать более широкий поведенческий сдвиг от поведения, связанного с дофамином, и к предотвращению вреда [52].
Использование богатой сахаром твердой диеты, а не жидкой диеты, Cottone и др., аналогичным образом обнаруживается спонтанно повышенное тревожное поведение у крыс, отобранных из-за прерывистого доступа к диете с высоким содержанием сахарозы и шоколада. Крысы, снабженные чередующимся доступом 5-day / 2-day к стандартной лабораторной чау, и приемлемая диета потратили меньше времени на открытые руки повышенного плюс-лабиринт и больше времени в камере извлечения в задаче защитной отводки при испытании во время чау-чау фазы их цикла диеты [53, 54]. Увеличение тревожноподобного поведения сопровождалось повышенной экспрессией связанного с стрессом нейропептидного фактора, снижающего кортикотропин (CRF), в центральном ядре миндалины (CeA), системы, которая также активируется во время выхода из алкоголя [55–59], опиатов [60–63], кокаин [64], каннабиноиды [65] и никотина [66, 67]. Предварительная обработка с помощью селективного ОФД1 антагонист R121919 блокировал тревогу, связанную с потреблением пищи, в дозах, которые не изменяли поведение контролируемых чау-контроль [68–70]. Аналогично, CRF1 антагонисты улучшали аверсивные или тревожные состояния во время выхода из алкоголя [59, 71, 72], опиатов [73, 74], бензодиазепины [75], кокаин [76, 77] и никотина [66]. CRF1 предварительная обработка антагонистов также затуманила степень, в которой диетически перемешанные животные переизбывают богатую сахарозой диету при возобновлении доступа в дозах, которые не изменяли потребление контролируемых чау-контроль или животных, которым кормили диету, богатую сахарозой, но без истории диеты на велосипеде , Аналогично, CRF1 антагонисты уменьшают чрезмерное потребление алкоголя [57, 78–82], кокаин [83], опиатов [84] и никотина [66] в моделях зависимости, при меньшем воздействии на самолечение наркотиками и алкоголем не зависимых животных.
Когда изучались животные с диетическим циклом, получая доступ к предпочтительной диете, обогащенной сахарозой, нормализовалось поведение как лабиринта, так и уровни CeA CRF, поддерживая гипотезу о том, что повышенная активация системы CRF амигдала и тревожное поведение отражают острый уход государство [53, 54]. Наконец, крысы с диетическим циклом также показали повышенную чувствительность нейронов CeA GABAergic к модуляции с помощью CRF1 антагонизм. R121919 уменьшал вызванные ингибирующие постсинаптические потенциалы в CeA в большей степени у крыс с диетическим циклом, чем в контроле с питанием чау-чау, отражая усиленное модулирующее влияние CRF1 антагонистов на CeA GABAergic синаптическую передачу, которая наблюдается во время выхода из алкоголя [58]. Таким образом, картина приемлемого вкуса, связанного с потреблением пищи, увеличивает экспрессию CeA CRF и тревожное поведение, эскалацию потребления при возобновлении доступа и отмену поведения через CRF1 предварительная обработка антагонистов напоминает результаты как наркотической, так и алкогольной зависимости [68–70].
В отдельном исследовании Cottone и др., также обнаружили, что самки-крысы с историей получения ограниченного (10 мин / день) доступа к той же самой богатой сахарозой диете, обогащенной сахарозой, продемонстрировали не только драматическую эскалацию их потребления приемлемой диеты (потребляющей более 40% их ежедневной потребление в течение 10 мин), но также и анксиогенное снижение времени открытой руки с лабиринтом при исследовании 24 hr после их последнего сеанса доступа [85]. Крысы с диетическим циклом, которые проводили меньше всего времени на распростертых объятиях, также были теми, которые больше всего болели на вкусной диете, что не было очевидным в контроле, контролируемом чау-чау. Эти результаты подтверждают гипотезу Хобеля о том, что прерывистый доступ к вкусной диете, обогащенной сахарозой, приводит не только к потреблению диеты, но и к синдрому отмены, вызывающему повышенное беспокойство, в прямом отношении к поеданию, напоминающему выпивку.
3.2 Сахар против жирной зависимости: есть ли разница?
Hoebel и его коллеги также недавно предположили, что может быть что-то другое в отношении способности простых сахаров (против жиров) продвигать «пищевую зависимость» [86]. В то время как соматические и тревожные признаки отмены наблюдались после прекращения прерывистого доступа к растворам сахара или твердым диетам, случай для признаков отмены после диет, состоящий преимущественно из жиров или смесей сладкого жира, менее ясен. Как и в случае с сахарными диетами, у крыс развиваются поедающие пищевые привычки при получении прерывистого доступа к чистым жирам, таким как сокращение овощей [87] и смеси сладкого жира в чау-чау [88]. Однако, в отличие от устойчивых результатов опиатного вывода у крыс с циклом глюкозы, налоксоны и голодание не привели к появлению опиатных соматических признаков отмены у крыс с прерывистым доступом к растительному жиру или сладкой жировой чау [86].
Тем не менее отсутствие симптомов отмены соматических опиатных не исключает возможного развития негативного эмоционального состояния у животных, отобранных из высокожирной пищи (т. Е. «Аффективного вывода»). Действительно, некоторые из них наблюдали измененные поведенческие реакции на мягкие стрессоры после удаления предпочтительной диеты с высоким содержанием жиров. Мыши, поддерживаемые непрерывно на диете с высоким содержанием жиров, показали повышенную активность в открытом полевом испытании 24 hr после перехода на стандартную чау, эффект, который не наблюдался у крыс, отобранных из диеты с высоким содержанием сахарозы [89]. Более того, вывод 24-hr из диеты с высоким содержанием жиров также привел к увеличению уровней мРНК CRF в CeA [89], аналогично выводам Cottone и др., с богатой сахарозой диетой [53]. С другой стороны, групповые различия не наблюдались в других показателях тревожноподобного поведения, в том числе мраморного захоронения или повышенного поведения плюс лабиринта. Дополнительные соображения для интерпретации результатов этого эксперимента по сравнению с ранее рассмотренными исследованиями «отмены» сахара включают в себя то, что приемлемые диеты были предоставлены непрерывно, а не периодически; что диета с высоким содержанием жиров здесь более предпочтительна, чем диета с высоким содержанием сахарозы; и что диета с высоким содержанием сахарозы была примесью макронутриентов, а не диета с преобладанием или чистым сахаром.
Сходные признаки тревоги при удалении приемлемой диеты также могут быть смягчены генетическими факторами. Cottone и др., наблюдали устойчивые индивидуальные различия в степени, в которой крысы, склоняющиеся на диете с высоким содержанием сахарозы, коррелировали с их степенью тревожного поведения 24-hr после доступа [85]. Pickering и др., обнаружили, что опухоли, подверженные ожирению, но не устойчивые к ожирению, крысы показали снижение активности в центре открытого поля 2 через неделю после перехода на стандартную диету чау после 7 недель доступа к приемлемой диете с высоким содержанием жиров и высоким содержанием сахара [90]. Животные, подверженные ожирению, продолжали переедать чау-чау по сравнению с контрольными животными, контролируемыми только чау-чау и животными, устойчивыми к ожирению, в течение трех недель отмены.
Грызуны, отобранные из предпочтительных диет, также переносят негативные последствия для получения нового доступа [89, 91]. Например, мыши, отобранные из диеты с высоким содержанием жиров, проводили больше времени в ярко освещенной аверсивной среде, где они могли есть высокожирный осадок, чем мышам, не выведенным из диеты с высоким содержанием жиров или контролируемых чау-чау [89]. Крысы с историей расширенного доступа к приемлемой диете в кафетериях также не уменьшали ответ на вкусную диету, несмотря на наличие контрольной кишки,91]. Последнее поведение напоминает постоянство поведения кокаина в грызунах, несмотря на наличие сигнала, предсказывающего footshock. Результаты предполагают развитие компульсивных схем питания, возможно, аналогичных компульсивному потреблению наркотиков, которые устойчивы к потенциально отвратительным результатам [92].
3.3 Напряжение, вызванное стрессом, и потребление пищи
Потому что вкусная пища может иметь отрицательное усилие или «успокаивающие» эффекты, повышенное беспокойство и стресс - это не просто последствия изъятия из приемлемой диеты, но также мотивирующие факторы, которые способствуют рецидиву повышенного потребления после периода воздержания. Постепенно, увеличение мотивации к получению, потреблению и выбору вкусных продуктов «комфорта» под воздействием окружающей среды может быть выдвинуто гипотезой, чтобы отразить негативные процессы усиления, аналогичные тем, которые действуют при отходе от вкусной пищи [49, 54, 93, 94]. Устоявшаяся способность потребления приемлемых продуктов при определенных условиях ослаблять экзогенную активацию стрессовых систем, о чем свидетельствуют поведенческие, вегетативные, нейроэндокринные и нейрохимические меры [94–111], решительно поддерживает эту гипотезу.
Возможно, соответственно, альфа-2 адренергический антагонист йохимбин, фармакологический стресс, который вырабатывает высокие состояния тревоги у людей и грызунов, а также вызывает восстановление поведения кокаина, алкоголя и метамфетамина у крыс [112–114], также вызывает восстановление реакции на вкусные пищевые гранулы и растворы сахарозы [115–117]. Йохимбин побуждает к восстановлению поисков разнообразных энергетических пищевых гранул, в том числе несахарцовых углеводов, сахарозы и высокожирных гранул, но не из невесомых и, возможно, менее приемлемых целлюлозных гранул [118]. Множественные нейротрансмиттерные системы были задействованы в качестве нисходящих модуляторов этого эффекта, включая CRF, орэксин и допаминергические системы. Системная предварительная обработка с помощью CRF1 антагонист рецептора анталамина сильно ослабляет вызванное йохимбином восстановление желаемого вкуса пищи [115], как и предварительная обработка антагонистом orexin-1 SB334867 [117]. Сайт (ы) действия для этих соединений в блокировании восстановления, вызванного йохимбином, остается неизвестным. Основываясь на нейроанатомии вызванного стрессом или йохимбином восстановления лекарственного средства [119], однако регионы, участвующие в расширенной миндалине или в тормозном контроле, являются правдоподобными кандидатами. В самом деле, микроинъекция CRF в ядро accumbens может потенцировать индуцированную кией реакцию на сахарозу [120] и введение антагониста дофамина D1 SCH23390 в дорсомедиальную префронтальную кору может ослаблять восстановление, вызванное йохимбином, поиск пищи [121].
Стрессовые условия окружающей среды также могут способствовать постоянному потреблению вкусных продуктов грызунами. При хроническом переменном стрессе мышей выбирают больше своего ежедневного потребления калорий из диеты с высоким содержанием жиров, чем из вариантов с высоким содержанием белка или с высоким содержанием углеводов [111]. CRF2 дефицитных мышей, которые демонстрируют чрезмерную реакцию оси HPA на стресс, увеличивают потребление диеты с высоким содержанием жиров после хронического переменного стресса в большей степени, чем контроль дикого типа, если диета с высоким содержанием жира предоставляется для 1hr ежедневно, а не вволю, Эти мыши также демонстрируют снижение выпуска CORT до стрессового стресса после 2-3 недель одновременного воздействия высокожирных, углеводных и белковых диет во время хронического переменного напряжения [111].
Боджиано и его коллеги выявили синергическую взаимосвязь между ограничением питания и стрессом в популяции пищи, напоминающей пищу, на крысах, которые могут моделировать ранее рассмотренное взаимодействие диетической сдержанности и стресса при запуске выпивки на людях. В этой модели ни одна история калорийного ограничения или стресса для ног не является достаточной для того, чтобы стимулировать выпивку, подобную еде, относительно безударных + неограниченных крыс, питающихся чау-чау. Скорее, сочетание повторяющихся циклов диетического ограничения + ноготок приводит к увеличению потребления вкусной пищи (печенья) после стрессора [122, 123]. Увеличенное потребление не зависит от текущей метаболической необходимости, потому что график диеты позволяет ограниченным группам повторно кормить чау до нормального веса тела перед проблемой стопы [124]. Если имеется только стандартная чау, никакого поведения, похожего на выпивку, не происходит, но если небольшая выборка вкусной пищи предоставляется вместе с стандартной диеткой чау, тогда крысы начинают выпивать на чау. Эти данные отражают результаты от человека булимиков, у которых гораздо больше шансов инициировать выпивку (на любую пищу), если они сначала потребляют жаждущую пищу [125]. Другие группы наблюдали сходное поведение, подобное побиванию, после истории циклического ограничения пищи, если стрессор footshock заменен на период 15-мин визуального и обонятельного воздействия на вкусную пищу, во время которой потребление не разрешено [126]. Хотя точные нейробиологические изменения, вызванные повторяющимися циклами ограничения, стресса и повторного питания, еще предстоит выяснить, эндогенные опиоиды могут способствовать вызванному стрессом поведению, напоминающему выпивку. Налоксоновская проблема снижается, а агонист мура / каппа агониста буторфанола увеличивает прием пищи в группе с ограниченным + стрессом [127],
3.4 Потеря гедонистической ценности ранее полезных стимулов
Одной из отличительных черт «темной стороны» наркомании является развитие толерантности, в которой требуется большее и большее количество лекарств для получения того же гедонистического эффекта. Малые количества больше не воспринимаются как вознаграждение. Подобная потеря гедонистического ответа на продовольственные награды может иметь место у животных с историей приемлемого доступа к пище. Действительно, Hoebel и его коллеги наблюдали резкое увеличение потребления глюкозы в течение последовательных дней ограниченного доступа 12-hr и все более быстрого потребления глюкозы в течение первого часа доступа в соответствии с развитием толерантности и переходом к поеданию, подобному выпивке [128] Повышенная мотивация к получению диеты глюкозы также наблюдалась после двухнедельного периода абстиненции [47]. Другие исследователи с тех пор реплицировали такую подобную выпивке эскалацию, которая может указывать на толерантность с использованием различных диет и степеней ограниченного доступа [85, 87, 129, 130].
Кроме того, потенциально напоминающие толерантность, другие ранее приемлемые вознаграждения становятся менее эффективными при поддержке операнта, отвечающего и участвующего в мезолимбической схеме вознаграждения. Крысы, получающие прерывистый доступ к диете, обогащенной шоколадом, богатой сахарозой, развивают постепенно более низкие точки разломов, когда их просят ответить на менее предпочтительный, но в остальном приемлемый, подслащенный кукурузный сироп, в соответствии с графиком прогрессивного соотношения [53]. Мотивационные дефициты для получения менее предпочтительной пищи меняются путем предварительной обработки с помощью CRF1 антагонист, возможно, аналогичный способности CRF1 антагониста, чтобы отменить притупленную функцию вознаграждения во время отмены никотина [131].
Другие свидетельства сокращения ответов на менее приемлемые альтернативные вознаграждения исходят из экспериментов по микродиализу, в которых уровни внеклеточного дофамина измерялись у крыс с историей доступа к диете в кафетериях. Кормление с помощью кефир-диет приводит к более низким базальным уровням допамина в ядре при приеме через 14 недель доступа и более низком стимулированном стимуляции дофамине в обеих окклюмах и дорсальной полосатой [132]. У крыс, кормящихся чау-чау, увеличение оттока дофамина наблюдалось в ответ на прием стандартного лабораторного чау-чау, тогда как это увеличение больше не наблюдалось у крыс, которым кормили кафетерию. Дофаминовый отток в ответ на альтернативный полезный стимул, амфетамин, также заметно уменьшался у крыс, которым кормили кафетерию. Однако столовая диета продолжала стимулировать дофаминовый отток в пригородах, предполагая, что для этих животных требуется постоянное потребление диеты для столовой, чтобы избежать хронического дефицита высвобождения допамина [132]. Прерывистость доступа к приемлемой диете может также влиять на ее способность поддерживать сокращение полового члена дофамина. У крыс с 12-часовым прерывистым доступом к сахарозе сахароза продолжает стимулировать отток допамина в акцепменах через три недели, но этот эффект теряется у животных с вволю доступ к сахарозе [133].
Внутричерепные латеральные гипоталамические пороги самостимуляции также увеличиваются у крыс, обеспеченных расширенным, но не ограниченным доступом к приемлемой диете для столовой. [91]. Повышенные пороги самостимуляции, показатель нарушенной функции вознаграждения мозга, возникают одновременно с развитием ожирения, вызванного диетой, и сохраняются даже после принудительного воздержания от кафетерии в течение двух недель. Аналогично ранее рассмотренным находкам у людей уровни половых рецепторов дофамина D2 также значительно снижаются после расширенного доступа к диете в кафетериях; lentivirus-опосредованный нокдаун экспрессии рецептора D2 ускорил увеличение пороговых значений вознаграждения, подразумевая причинную роль этой диетологической нейроадаптации в последующей дисфункции системы вознаграждения мозга [91]. Снижение связывания полосатого D2 [134] и мРНК рецептора D2 [135] также наблюдались в ответ на ежедневный ограниченный доступ к сахарозе ограниченный доступ к выходу, в то время как экспрессия мРНК рецептора D3 и экспрессия допамина увеличивалась [136]. Увлажненная мезолимбическая дофаминергическая передача может иметь функциональные последствия для риска увеличения веса, поскольку у крыс, подверженных ожирению, есть более низкие уровни внеклеточного дофамина в базале, чем у резистентных к ожирению крыс, даже до расхождения в весе, и инъекция липидной эмульсии не позволяет увеличить количество приступов допамина в группе, подверженной ожирению [137]. Напротив, ограничение питания связано с увеличением уровней D2 у тучных крыс Zucker [138]. В целом, результаты показывают, что вкусное потребление пищи может привести к длительным нарушениям в системах вознаграждения мозга.
4. Выводы
Подобно тому, как переход от употребления наркотиков к зависимости сопровождается понижательной регуляцией схемы вознаграждения мозга и одновременным усилением «антиретровирусных» схем, так и переход к пищевой зависимости, по-видимому, связан с «темной стороной». Исследования людей, употребляющих алкоголь, поведение которых наиболее тесно связано с нынешней концепцией пищевой зависимости, причастны к стрессовым и тревожным и депрессивным состояниям настроения в развитии и поддержании этого перехода к потреблению вкусной пищи для ее негативных усиливающих эффектов.
Исследования на животных, начатые в значительной степени группой Барта Хебеля и в настоящее время набирающие силу, начали разъяснять конкретные роли графика, состава и вкуса диеты при изменении систем поведения, нервной и эндокринной стрессов, а также в угасающих гедонических реакциях на едой и альтернативными наградами. Однако остаются серьезные проблемы. Необходима дальнейшая работа для достижения консенсуса по диагностическим критериям пищевой зависимости у людей. Уточнение таких критериев будет способствовать разработке подходящих моделей животных для лучшего изучения наиболее важных аспектов этого расстройства.
Основные исследования
- Наркомания имеет значительную «темную сторону», связанную с освобождением от отрицательных состояний.
- Подобная темная сторона может иметь решающее значение для развития пищевой зависимости.
- Стресс и негативное воздействие могут вызвать избыточное потребление приемлемых продуктов.
- Повторное вкусовое потребление пищи изменяет вознаграждение мозга и схему напряжения.
Благодарности
Финансовую поддержку для этой работы оказал Центр исследований алкоголизма и наркомании Пирсона, Институт неврологических исследований им. Гарольда Лорриса и предоставил DK070118, DK076896 и DA026690 от NIH. Контент принадлежит исключительно авторам и не обязательно отражает официальные взгляды Национальных институтов здоровья.
Сноски
Конфликт интересов
EPZ и GFK являются изобретателями по патенту, поданному на антагонисты CRF1 (USPTO Applicaton #: # 2010 / 0249138).
Отказ от ответственности издателя: Это файл PDF из неотредактированной рукописи, который был принят для публикации. В качестве сервиса для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергаться копированию, набору и обзору полученного доказательства до его публикации в его окончательной форме. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержимое, и все юридические заявления об отказе от ответственности, которые применяются к журналу.
Рекомендации