Int J jesť disord, Autorský rukopis; k dispozícii v PMC 2012 Apr 1.
Publikované v konečnom upravenom formulári ako:
PMCID: PMC2941549
NIHMSID: NIHMS191205
Kimberly D. Oswald, MA,1 Donna L. Murdaughová,1 Vinetra L. King,1 a Mary M. Boggiano, Ph.D.1,2
abstraktné
Objektívne
Príjemné jesenie zahŕňa abnormálnu motiváciu pre veľmi chutné jedlo v tom, že tieto potraviny sa opakovane spotrebúvajú aj napriek ich záchvatom vyvolávajúcim účinkom a životom ovplyvňujúcim následkom spojeným s prehnaným stravovaním. Zistili sme, či potkany identifikované ako náchylné k jedlu (BEP) podobne vykazujú abnormálnu motiváciu pre chutné potraviny.
Metóda
Potravinovo-sýtené BEP a rezistentné na kŕmenie (BER) potkany dostali dobrovoľný prístup k chutným jedlám spárovaným so zvyšujúcou sa intenzitou hrudníka. Neskôr boli vystavení obdobiu cyklického kalorického obmedzenia-opakovaného podávania.
výsledky
BEP konzumovali podstatne viac a tolerovali vyššiu úroveň úrazu nohou pri chutnom jedle ako BER. Cyklické restrikčné doplňovanie zvýšilo toleranciu BER na šok pre chutné jedlo.
Diskusia
Predtým pozorované paralely modelu BEP potkanov s ľudským záchvatom môžu byť rozšírené tak, aby zahŕňali abnormálnu motiváciu pre chutné jedlo. Tento model by sa mal ukázať ako užitočný pri identifikácii špecifických génov, ktoré interagujú s výživovým prostredím, aby sprostredkovali záchvat a mohli by poukazovať na nové fyziologické ciele na liečbu kompulzívneho prejedania.
Príjemné pitie sa vyznačuje nátlakom hľadania a konzumácie veľkého množstva potravín v diskrétnom časovom období (1). Zatiaľ čo makronutrient zloženie binges je často podobné bežným jedlom (2), je to veľmi chutné jedlo, ktoré je veľmi craved a preferované počas binges. Jedná sa o potraviny, ktoré majú zvyčajne vysoký obsah sacharózy a tuku a pretože sú kaloricky husté, sú bežne "zakázané" medzi bingy (3-7). Motivácia opakovane vyhľadávať a konzumovať chutné jedlo sa môže chápať ako abnormálna vzhľadom na mnohé dôsledky vyplývajúce z požitia týchto potravín. Napríklad, chutné jedlá sú známe tým, že spúšťajú binges (7, 8) a prispievajú k zvýšeniu telesnej hmotnosti a následnému zvýšeniu telesnej hmotnosti (7-8). Binges vedie k zhoršeniu obrazu tela, nízkej sebavedomie, poruchám nálady, zvýšenej vnímanej životnej strese a nepriaznivým zdravotným následkom (9-13). Opakovane sa vracia k príjmu chutných jedál s plnou znalosťou, že pravdepodobnosť záchvatu, spolu so zhoršením príznakov a dôsledkov, ktoré sa prejavia prehnaným príznakom, nemožno považovať za adaptačné.
Zvieracie modely sú cenné v tom, že pomáhajú pri identifikácii fyziologických základov komplexného ľudského správania, ktoré je určite príkladom. Platnosť zvieracieho modelu závislého stravovania čiastočne závisí od počtu klinických znakov, ktoré reprodukuje. Jedným z prvkov, ktoré neboli v týchto modeloch skúmané, je kompulzívna povaha jesť chutné jedlo napriek nepriaznivým dôsledkom. Konzumácia výrazne chutnejších potravín môže znamenať zvýšenú motiváciu k jedlu. Avšak, tolerovanie trestu za to je silnejší dôkaz abnormálnej motivácie pre chutné potraviny. Preto hlavným cieľom tejto štúdie bolo zistiť, či potkany náchylné k záchvatom (BEP) sú tiež charakterizované zvýšenou motiváciou k chutnému jedlu, ako to definuje dobrovoľná tolerancia trestu pre konkrétne chutné jedlo. Tu dobrovoľný trest prinášal zvyšujúce sa úrovne elektrického šoku pre nohy, ktoré sa dodávali ihneď po vyzdvihnutí veľmi chutného jedla. Dobrovoľná povaha tohto správania bola zabezpečená tým, že sa slobode potkanov dovolilo kedykoľvek vstúpiť a uniknúť z chutnej stravovacej uličky, a to poskytnutím obyčajného potkana v uličke bez výboja a tým, že neobmedzujú potkany žiadneho príjmu potravy pred aby bola umiestnená do uličky voľby jedla. Druhým cieľom štúdie bolo určiť, do akej miery expozícia krátkej histórii cyklického kalorického obmedzenia, po ktorej nasleduje opakovaná aplikácia, mení motiváciu potkanov BEP a BER, aby tolerovali chvost pre chutné potraviny. Cyklické kalorické obmedzenie bolo navrhnuté tak, aby simulovalo reštriktívnu diétu, ktorá je bežná u mnohých s poruchami príjmu potravy, vrátane bulimie nervosa a poruchy príjmu potravy (10, 14-16).
Náš model BEP / BER je založený na identifikácii inherentných a stabilných rozdielov v konzumácii chutných potravín u potkanov v diskrétnom časovom období 1-4hr (17). Potkany rovnakého veku a pohlavia všeobecne konzumujú veľmi podobné množstvá štandardnej potravy pre potkany, čo je ich udržiavacia strava. Môžu sa však veľmi líšiť v tom, koľko chutných jedál konzumujú, keď majú na výber medzi týmito jedlami a jedlom. BEP potkany sú tie, ktoré konzumujú konzistentne> 40% chutnejšie jedlo ako tie, ktoré konzumujú konzistentne najmenšie množstvo chutnej potravy (potkany BER). BEP nie sú len „veľkí jedáci“, pretože sa neprejedajú svojou štandardnou a menej chutnou udržiavacou stravou pre potkany. Preto BEP vyžadujú chutné jedlo, aby vyvolali abnormálnu reakciu na príjem potravy, čo pravdepodobne odráža interakciu prostredia gén x s ich správaním pri kŕmení, čo je interakcia, ktorá je pravdepodobne prítomná aj pri ľudskom nadmernom jedení. Pretože BEPs nekompenzujú svoj väčší príjem chutného jedla tým, že jedia menej potravy, je ich celkový príjem potravy tiež vyšší ako v prípade BER.
Okrem toho, že jesť väčšie množstvo potravy v diskrétnom a rovnakom časovom období ako potkany BER, potkany BEP tiež vykazujú iné správanie, ktoré sú charakteristické pre ľudské záchvaty. Tieto sú popísané inde (17), ale stručne, zahŕňajú: 1) jesť nad sýtosť, pretože konzumujú toľko potravy po období nedostatku potravy, ako keď je nasýtená; 2) opúšťa zdravšie potraviny na chutné potraviny, keď sú stresované (BER robia opak, opúšťajú chutné jedlo na výživnejšom jedle, keď sú stresované); 3) sa rýchlejšie odrazí od hypofágie vyvolanej stresom (akákoľvek hypofágia vyvolaná stresom už nie je zjavná v BEP počas jednej hodiny) a stav BEP nie vždy predpovedá obezitu (10, 18-22). Pri umiestnení na stálú stravu s vysokým obsahom tukov, rovnako ako mnohé BEP ako BER, vyvíjajú obezitu a toľko z každej skupiny odoláva obezite (17). Podobne medzi ľuďmi, ktorí sa nezaujímajú, nie všetci vyvíjajú obezitu, pretože niektorí budú kompenzovať rôznymi spôsobmi, zvyčajne neprípustnými spôsobmi, aby odolali obezite (1). BEP a BER, ktoré odolávajú obezite, tak dobrovoľne konzumujú menej stravy s vysokým obsahom tukov (17).
Súčasná štúdia používa model BEP / BER na ďalšie overenie jeho použitia v zážitkovom výskume tým, že určuje, či BEP boli tiež charakterizované abnormálnou motiváciou pre chutné jedlo. Testovali sme hypotézu, že potkany, ktorým bol pridelený štatút BEP, by získali a konzumovali viac chutné jedlo napriek tomu, že za to dosiahli zvyšujúce sa úrovne šliapnutia. Na druhom mieste sme predpokladali, že potkany BEP a BER, ktoré sa podrobili histórii cyklického kalorického obmedzenia-opätovného napájania, simulácie ľudskej diéty, by vyhľadali a konzumovali viac chutné jedlo napriek odporovým dôsledkom bolesti. Preto sa predpokladalo, že skúsenosti s kalorickým obmedzením by zmenili BER na viac potkanov podobných BEP a v BEP by táto skúsenosť ešte viac zvýšila ich motiváciu k chutnému jedlu. Napokon sme merali príjem potravín z BEP a BER, keď mali prístup k predtým šokovanému pálivému jedlu po prvýkrát v bezpečných priestoroch svojej domácej klietky v porovnaní s bludiskom prinášajúcim šok. Predpokladali sme, že BER by spotrebovali toľko chutných jedál ako BEP kvôli zvýšenému stimulačnému prínosu, ktorý sa dosiahol jeho nedosiahnuteľnou povahou, simuláciou "zakázaného" jedla.
Metóda
Predmety
N = 52, mladé dospelé samice potkanov Sprague-Dawley, ktoré boli mladé dospelé (90-deň staré) samice, boli umiestnené v štandardných lôžkových klietkach pod cyklo 12-hr svetlo / tma (počas 1100 hodín) s prístupom k ad libitum 2 týždne aklimatizácie kolónie. Potom sa uskutočnili 4 kŕmne testy, pri ktorých sa všetkým potkanom poskytol ad lib prístup k výberu chow a chutné jedlo Oreo Double Stuf cookies (Nabisco, East Hanover, NJ) za obdobie 24 hr. Po každej kŕmnej skúške nasledovalo aspoň 3-5 dni len na chow, takže ich prístup k chutnému jedlu bol prerušovaný. Počas testov na kŕmenie 4 sa potraviny podávali tesne pred osvetlením a spotrebované množstvá sa merali po 4 hodinách. Pri každej skúške sa stanovil stredný kcal skóre. Potkany boli predbežne kategorizované buď ako BEP, alebo BER pre každý test, v závislosti od toho, či jedli viac alebo menej ako medián skóre. Konečné zaradenie statusu BEP do štúdie bolo dané N = 10, ktoré konzumovali najvyššie priemerné chutné jedlá kcal a ktoré boli dôsledne kategorizované ako BEP v rámci testov 4. Konečné priradenie statusu BER sa týkalo tých N = 10, ktoré spotrebovali najnižšie priemerné chutné jedlá kcal a ktoré boli dôsledne zaradené do kategórie BER vo všetkých testoch 4. Ich fenotyp BEP / BER zostal v čase stabilný, ako bude zrejmé z Exp. 3. Predchádzajúce štúdie používajúce kategorizáciu BEP / BER tiež poskytli silné dôkazy o tom, že fenotypy pretrvávajú v priebehu času a po expozícii rôznymi experimentálnymi manipuláciami [17]. Prerušované testy iba na chow tiež potvrdili žiadny rozdiel v príjme chow medzi skupinami, čo naznačuje, že BEP a BER nie sú jednoducho "veľké" alebo "malé" jedáci, resp.
Diéty
Potkany mali počas celej štúdie prístup k potkanom potkanov Purina (Harlan Teklad Global Diets, Indianapolis, IN). Dvojité sušienky Ouf Oreo (pôvodná chuť, Nabisco, East Hanover, NJ) boli použité ako chutné jedlo na priradenie statusu BEP / BER. Táto chutná strava má vysoký obsah tuku a sacharózy (sacharóza), čo je typické pre zložky v chutných potravinách, ktoré sú túžbou a nadmerne konzumované počas ľudských binges (3-7). Oreo cookies boli tiež úspešne použité v iných modeloch potkanov s nadmernou konzumáciou a pôvodne sa použili na vývoj modelu BEP / BER (8, 17, 23-27). M&M Candies (Mars, Inc., McLean, VA), tiež s vysokým obsahom tuku a sacharózy, slúžili ako chutné jedlo v bludisku s nárazom nohy, aby sa zmerala motivácia potkanov pre toto jedlo. Iba v bludisku mohli potkany skonzumovať M & Ms. Jediná výnimka bola na samom konci štúdie (Exp. 4), ako je opísané nižšie. M & Ms, a nie Oreos, boli použité v bludisku na vytvorenie zreteľného spojenia medzi odmeňujúcimi vlastnosťami tohto chutného jedla a následkom úrazu nohou. Predchádzajúca štúdia potvrdila, že rovnako ako Oreos, aj BEP aj BER uprednostňovali M & Ms pred chow, ale BEP podľa definície spotrebovali podstatne viac M&M kcal ako BER za normálnych podmienok (17). M & Ms boli tiež praktickou voľbou pre bludisko, pretože boli dostatočne malé na to, aby boli obsiahnuté v podávači uličiek, a dali sa ľahko získať, odniesť a zjesť v uličkách bludiska.
Footshock Maze
Bludisko pozostávalo z dvoch uličiek systému Coulbourn Instruments Habitest System (Allentown, PA). Na konci každej z týchto 70 x 9.5 cm uzavretých priehľadných uličiek bola násypka na jedlo, jedna obsahovala vopred namerané pelety s chow a druhá vopred nameraná M & Ms. Iba rameno s návnadou M & Ms bolo zmanipulované tak, aby dodávalo zakódovaný elektrický šok cez kovové tyče na podlahe uličky. Zapínacia / vypínacia páka na dodávanie prúdu bola ovládaná manuálne, ale každá úroveň rázového napätia bola vopred nastavená, aby sa zabezpečila presnosť pred umiestnením potkanov do bludiska. Oddelením dvoch uličiek bludiska bol krytý uzol, ktorý bol vždy bez šoku. Uličky boli umiestnené tak, aby sa zvieratá mohli voľne pohybovať vo všetkých častiach bludiska po celú dobu trvania každého testovacieho sedenia. Takto bola po celý čas uniknuteľná aj časť bludiska spárovaná s úderom nohy.
Štatistické analýzy
Ďalej sú opísané štyri experimenty s príslušnými výsledkami po každom opise. V Exp. 1, samostatné jednosmerné ANOVA analyzovali vplyv stavu BEP / BER na M & Ms kcal spotrebovaných a získaných pri každej úrovni výboja. Pokiaľ potkany netolerovali určitú hladinu šoku, bola im pridelená hodnota nula. Na stanovenie, či viac potkanov z jednej zo skupín tolerovalo každú hladinu šoku, sa použila analýza chí-kvadrát. Exp. 2 použil faktoriálny návrh 2 × 2 (história cyklického kalorického obmedzeného doplňovania alebo nedostatok cyklického kalorického obmedzeného doplňovania × BEP alebo BER). Na preskúmanie hlavných účinkov a interakcií týchto faktorov na rovnaké závislé premenné ako v Exp.1 sa použili jednosmerné ANOVA. Pre Exp. 3 a 4, príjem Oreo kcal (Exp. 3) a M&M kcal (Exp. 4) potkanmi BEP vs. BER v domácej klietke sa analyzoval použitím samostatných jednosmerných ANOVA. Pre všetky testy bola alfa nastavená na p <0.05 kvôli významnosti. Výsledky sa uvádzajú ako priemer skupiny ± SEM. Všetky postupy schválila Alabamská univerzita v Birminghame, Výbor pre inštitucionálnu starostlivosť a použitie zvierat.
Experimenty a výsledky
Stav BEP / BER bol potvrdený pred všetkými experimentmi. Priemerná stredná hodnota rozdelenia chutného príjmu potravy počas 4 testov kŕmenia s použitím počiatočných 52 potkanov bola 35 kcal / 4 hodiny. Ako sa dalo očakávať, medzi BEP a BER neboli rozdiely v množstve konzumovaného jedla, bez ohľadu na to, či sa jedlo podávalo samotné alebo s cookies. V priemere zo 4 kŕmnych testov zjedli potkany BEP o 64% viac chutných potravinových kcal ako BER, p <0.001 (Obrázok 1). Rovnako ako sa očakávalo, v dôsledku prerušovaného a konštantného prístupu k chutným jedlám neboli na konci testov na kŕmenie žiadne rozdiely v telesných hmotnostiach BEP a BER (BEP = 171.90 ± 1.7 g oproti BER = 168.13 ± 2.0 g; znázornené). Prerušovaný prístup k chutným jedlám bol navrhnutý tak, aby simuloval prerušovaný (vs konštantný) príjem chutných potravín, ktorý je typický pre ľudí s nadmernou stravou (1).
Experiment 1: Motivácia pre chutné potraviny u potkanov BEP vs. BER
Postup: Aklimatizácia na potravinový šokový blud
Potkany boli transportované zo zvieracej kolónie do laboratória pri aplikácii asi 1200 h. 10 1 hodín v ich domácich klietkach s ad lib vodou a krmivom, aby boli v čase testovania nasýtené. Všetky procedúry v bludisku prebiehali v tme pod červeným svetlom. Každá krysa sa umiestnila do bludiska v poradí vyváženom pre skupinový stav (BEP / BER) na 3 minút / deň, kým sa neaklimatizovala. „Aklimatizácia“ bola definovaná ako potkan, ktorý počas prvej minúty v bludisku ubral> 1 sústo M&M. Každému bolo umožnené toľko pokusov, koľko bolo potrebné na dosiahnutie aklimatizácie. Akonáhle sa aklimatizovali, jednotlivé potkany prešli do testovacej fázy experimentu. Aklimatizačné skúšky a testovacie sedenia sa vyskytli XNUMX dys / týždeň, medzi nimi bol najmenej XNUMX netestovací deň.
výsledky
Počet pokusov potrebných na aklimatizáciu do bludiska sa pohyboval od štúdií 2 po 10. Medzi počtom pokusov potrebných na aklimatizáciu [F (2, 29) = 1.04, p = 0.37] neboli žiadne rozdiely medzi potkanmi BEP a BER. Priemerný počet pokusov s aklimatizáciou bol 3.13 ± 0.3.
Postup: Test motivácie pre chutné potraviny Napriek dôsledkom
Prvý testovací deň, ktorý nasledoval po aklimatizácii, nebol po vyhľadaniach podľa M&M podaný nijaký náraz. To umožňovalo meranie základnej chutnej spotreby potravy u každého potkana za 10 minút, ako aj spôsob potvrdenia aklimatizácie potkanov na bludisko. Pokiaľ potkan nekonzumoval sústo chutného jedla za <1 minútu, bol presunutý späť do aklimatizačnej fázy, kým opäť neprešiel. Na druhý testovací deň sa podávala najnižšia úroveň šoku (0.10 mA) po dobu 3 s bezprostredne po získaní M&M. „Vyberanie“ bolo definované ako úplné odstránenie M&M z násypky na jedlo buď labkou alebo ústami. Táto úroveň šoku sa opakovala toľkokrát, koľkokrát sa potkan vrátil a získal M&M počas 10 minútovej relácie. V každej nasledujúcej 10-minútovej relácii sa úroveň šoku zvyšovala o 0.05 mA, až kým potkan prestal vyhľadávať M&M. V deň testu, ktorý nasledoval po tomto neúspechu v získaní, dostala krysa ďalšiu šancu urobiť to na predtým podanej úrovni šoku. Pokiaľ sa potkanom opäť nepodarilo získať chutné jedlo, už sa počas testovacích dní neumiestňovalo do bludiska, ale sa po zvyšok tejto fázy štúdie nechávalo v domácej klietke. Ochota tolerovať úder nohy pre M & Ms za nasýtených podmienok a uprostred prístupu k jedlu v priľahlom ramene, ktorý nebol šokovaný, bola našou operačnou definíciou motivácie pre chutné jedlo.
Keď boli potkany umiestnené do bludiska, boli vždy nasmerované na stredový náboj, ktorý nebol vnadený jedlom alebo zasiahnutý nožným šokom. To zabezpečilo, že zvieratá nebudú zaujaté voči žiadnej z uličiek pre výber potravy. Počas experimentu boli vždy prítomní dvaja asistenti výskumu. Jeden asistent umiestnil potkany do bludiska a pomocou ručne ovládanej spúšte dostal nožný šok; ďalší, ktorý bol slepý voči skupinovému stavu, zaznamenal správanie zvierat. Medzi zvieratami sa prístroj vyčistil chlórhexínom. Počet vyhľadávaní M&M a celkové množstvo spotrebovaných M & Ms (v kcal) pri každej úrovni šoku, ako aj najvyššia tolerovaná úroveň šoku (tj. Najvyššia úroveň, pri ktorej bola každá z nich ochotná sa odvážiť viac M & Ms), boli zaznamenané pre každý potkan v každej testovacej skúške.
výsledky
Napriek značným rozdielom v rámci skupín N = 10 došlo k významnému celkovému rozdielu v počte vyhľadávaní M&M medzi skupinami. BEP vykonali viac vyhľadávaní (4.30 ± 0.4) ako BER (2.75 ± 0.3) pri všetkých kombinovaných úrovniach šoku, [F (2, 29) = 4.58, p <0.02]. Pri každej úrovni výboja (Obrázok 2), skupinové vystúpenia boli rôzne. Počet nájdených BEP sa štatisticky nelíšil od BER pri najnižšej úrovni (0.10 mA), pri úrovni 0.15 mA alebo pri šoku 0.20 mA. Keď sa však intenzita šoku zvýšila na 0.25 mA, BEPs vykonali významne viac vyhľadávaní ako BER (6.10 ± 0.8 oproti 2.11 ± 0.7, v uvedenom poradí), [F (2, 29) = 6.48, p <0.01]. Pri 0.45 mA BEP pokračovali v získavaní chutnejších vyhľadávaní potravy ako u potkanov BER, [F (2,29) = 4.42, p <0.05]. Iba BEP pokračovali v získavaní údajov nad úroveň 0.50 mA šoku z chodidla (Obr. 2).
BEP tiež konzumovali chutnejšie jedlo ako BER pri všetkých kombinovaných šokových úrovniach [F (1, 19) = 6.35, p <0.05]. Ako je uvedené v Obrázok 3, BEP spotrebovali významne viac ako BER pri hladine výboja 0.10 mA (14.7 ± 1.9 kcal oproti 7.3 ± 1.5 kcal), [F (2, 29) = 4.08, p <0.05], úroveň 0.20 mA, [F (2, 29) = 3.29, p = 0.05], hladina 0.25 mA (BEP = 11.95 ± 3.0 kcal oproti BER = 2.7 ± 1.2 kcal), [F (2, 29) = 6.11, p <0.01] a hladina 0.45 mA [F (2, 29) = 3.34, p = 0.05].
Napokon, vzhľadom na zvýšenú úroveň šoku, počet potkanov BER, ktoré tolerovali šok pre chutné potraviny, klesol, zatiaľ čo počet BEP, ktoré tolerovali zvyšujúce sa úrovne, zostal prakticky rovnaký (Obrázok 4). Na úrovni 0.40 mA tolerovalo viac potkanov BEP vs. BER šok pre M & Ms (N = 8 alebo 80% BEPs oproti iba 1 alebo 10% BERs), [X2 (2, N = 30) = 10.05, p <0.01]. Na úrovni 0.45 mA boli výsledky podobné s N = 7 (70%) BEP potkanov a N = 1 (10%) BER potkanov tolerujúcich šok [X2 (2, N = 30) = 9.30, p <0.01]. Nad úrovňou 0.45 mA bol N na skupinu, ktorá zostala, príliš nízky na zistenie významnosti; Trend väčšieho počtu BEPs vs. BER tolerujúcich šok pre M & Ms však pokračoval. Pokiaľ ide o najvyššiu hladinu šoku tolerovanú každou skupinou, medzi skupinami bol jasný rozdiel [F (2, 29) = 6.02, p <0.01]. BEP boli ochotní tolerovať oveľa vyššiu a štatisticky významnú úroveň úderu chodidla ako negatívny dôsledok na získanie chutného získania potravy v porovnaní s BER (0.42 ± 0.04 mA oproti 0.26 ± 0.03 mA).
Experiment 2: Vplyv histórie cyklického obmedzenia kalorického obmedzenia na opätovné podávanie na motiváciu pre chutné potraviny u potkanov BEP vs. BER
Postup: Protokol Cyclic Caloric Restriction-Refeeding
Po exp. 1, bola polovica potkanov v rámci každej skupiny BEP a BER priradená k skúsenosti buď s anamnézou, alebo s históriou bez cyklického kalorického obmedzenia-opätovného podávania. Tieto podskupiny boli porovnané s tolerovanými úrovňami šoku. Protokol cyklického kalorického reštrikčného obmedzenia bol ten istý, ako sa použil v predchádzajúcich experimentoch s inými krysími modelmi prežitia (8, 23-28) a je načrtnutý v Tabuľka 1, Na skupiny, ktoré dostali históriu cyklického kalorického obmedzenia-opätovného podávania, boli uložené celkovo päť cyklov obmedzenia-opakovaného podávania 11. Päť dní v ad lib chow nasledovalo posledný deň rastu dňa 5th. Telesné hmotnosti boli monitorované v celom rozsahu. Po poslednom restrikčnom cykle bola priemerná telesná hmotnosť pacientov s históriou obmedzenia opätovného podávania 334.43 ± 8.9 g, v porovnaní s 348.32 ± 11.8 g. tých, ktorí nemajú takúto históriu. Tento rozdiel nebol významný [F (1, 29) = 0.885, p = 0.36] a akékoľvek tendencie, ktoré majú menej váhy, boli rovnomerne rozdelené medzi potkany BEP a BER. V tom čase prebiehalo testovanie v bludisku, ako v prípade Exp. 1. bez aklimatizácie. Rovnako ako v expl. 1, prvý deň testovania v bludisku, nezahŕňal nohu.
výsledky
Neboli zaznamenané žiadne významné hlavné účinky spôsobené skupinou (BEP / BER) alebo skúsenosťami s reštrikčným doplňovaním, ani interakčné účinky na počet M & Ms získaných, spotrebovaných alebo tolerovaných úrovní šoku, keď boli potkany umiestnené späť do bludiska. Zmätok v tomto dizajne a vysvetlenie tohto nedostatku rozdielov spočíva v tom, že všetky posledné skúsenosti zvierat v bludisku boli s takou averzívnou úrovňou šoku, aby sa zabránilo získaniu M&M. Všetky potkany preto veľmi váhali, či majú vstúpiť do uličky, a to napriek skutočnosti, že pri prvom pokuse späť do bludiska nedošlo k žiadnemu šoku. Existoval však trend, že u BER s históriou kalorického obmedzeného doplňovania je potrebné získať viac vyhľadávaní ako BER bez tejto skúsenosti (Obrázok 5A; 1.40 ± 0.5 vs 0.20 ± 0.2), [F (1, 9) = 4.80, p = 0.06]. Tiež konzumovali výrazne chutnejšie potraviny ako ich neregulované náprotivky (Obrázok 5B; 4.9 ± 1.5 kcal oproti 0.8 ± 0.8 kcal, [F (1, 9) = 5.70, p <0.05]. Nebol zistený žiadny významný rozdiel medzi BEPs s anamnézou cyklického kalorického restrikčného doplňovania a bez neho, obidva z nich získali v priemere iba 0.8 ± 0.4 M & Ms a spotrebovali priemerne 2.6 ± 1.8 chutných potravinových kcal (nezobrazené).
Experiment 3: Stabilita stavu BEP a BER
Postup
Na stanovenie, či expozícia nárazom do chodidla v uličke s iným chutným jedlom (M & Ms vs. Oreos), história cyklického kalorického obmedzeného doplňovania alebo iba časový posun zmenili stav potkanov BEP / BER po exp. 2 dostali potkany vo svojich domácich klietkach rovnaký test kŕmenia Oreo cookie + chow, ktorý sa použil na ich klasifikáciu ako BEP alebo BER pred exp. 1.
výsledky
Napriek vystaveniu vyššie uvedeným manipuláciám, test napájania domácej klietky pomocou Oreo cookies odhalil, že priradenia BEP a BER zostali stabilné. BEP konzumovali významne viac chutnejších potravinových kcal ako skupina BER (42 ± 99 kcal oproti 2.7 ± 30.67 kcal), [F (3.7, 1) = 19, p <7.24]; Obrázok 6A.
Experiment 4: odpoveď BEP vs. BER potkanov na voľný prístup chutného jedla predtým spojeného s voľbou-konfliktný stres
Postup
Po Exp. 3 boli potkany ponechané v domácich klietkach iba 4 dni a vodu. Potom im boli podané vopred namerané množstvá krmiva a M & Ms pri nástupe tmy a príjmy boli merané po XNUMX hodinách. Bolo to prvýkrát a jedinýkrát, čo dostali M & Ms v bezpečnom (tj. Bez nárazov) prostredí svojich domácich klietok.
výsledky
Ako je zobrazené v Obrázok 6B, a na rozdiel od testov na kŕmenie Oreo, potkany BER zjedli toľko M&M kcal ako potkany BEP (BEP = 62.10 ± 5.2 kcal oproti BER = 54.90 ± 5.5 kcal), [F (1) = 19, p = 0.90, ns].
Diskusia
Hlavným zistením štúdie bolo, že potkany klasifikované ako náchylné k jedlu (BEP) kvôli zvýšenému príjmu potravy v prítomnosti chutných jedál nielenže konzumovali viac tejto potraviny, ale boli tiež ochotní tolerovať vyššie úrovne fešák na získanie a konzumujú ju v porovnaní s potkanmi odolnými voči opitosti (BER). Toto sa pozorovalo u potkanov napriek ich sýtenému stavu a napriek prítomnosti štepu, bez šoku, v susednom ramene bludiska. Údaje zozbierané počas ich aklimatizácie do bludiska naznačujú, že tento rozdiel v motivácii medzi skupinami nebol spôsobený rozdielmi v úzkosti, motorickej schopnosti alebo schopnosti učiť sa, pretože BEP sa nelíšili od BER v požadovanom počte expozícií k bludisku alebo čas v labyrinte na prvýkrát získať chutné jedlo.
Následný experiment priniesol krysám krátku cyklickú históriu obmedzenia potravy a opätovného kŕmenia, ktorá mala simulovať diétu podobnú človeku. Vzhľadom na to, že táto štúdia bola zmätená poslednými skúsenosťami potkanov s bludiskom, ktoré bolo s vysoko averzívnou úrovňou úderu chodidla (jeden averzívny na to, aby toleroval chutné jedlo), a vzhľadom na nízke hodnoty N zo skupín BEP / BER s nižším ponorom, že polovica z nich by zažila cyklické kalorické obmedzenie a doplňovanie (N = 5 / skupina), musíme výsledky považovať za pilotné údaje pre ďalší prieskum. Napriek týmto nedostatkom výsledky naznačujú, že u potkanov náchylných na nadmerné stravovanie (BER) môže história stravovania podobného človeku zmeniť ich motiváciu k chutnému jedlu. Predtým sme uvádzali, že história cyklického kalorického obmedzeného doplňovania potravy je nevyhnutným spúšťačom nadmerného stravovania u stresovaných potkanov (8, 23-25, 27), čo je jav pozorovaný v iných laboratóriách, ktoré používajú potkany a myši (33-34). V súčasnej štúdii môžu byť predchádzajúce skúsenosti v šokovom bludisku považované za stresujúce. Medzi skupinou BER iba tí, ktorí mali históriu cyklického kalorického obmedzenia-opätovného podávania, vykazovali trend bez problémov získať a konzumovať výrazne viac chutného jedla než BER. Preto napriek bežným telesným váham a sýtosti po protokole reštrikčnej reštrikcie môže stres kombinovaný s touto históriou opäť slúžiť na zvýšenie príjmu potravy, a to aj u potkanov, ktoré nie sú určené na záchranu (v BER).
BEP nereagovali v naturáliách na skúsenosti s cyklickým kalorickým obmedzovaním-opakovaným podávaním. Jedným z dôvodov môže byť to, že v porovnaní s BER bola ich posledná skúsenosť v bludisku s oveľa vyššou úrovňou šoku ako v prípade BER. Ďalšie vysvetlenie však spočíva v tom, že BEP nie sú ovplyvnené obdobiami obmedzenia kalórií. Predtým sme uviedli, že v stave akútnej nedostatočnosti potravín, čo je jeden spôsobujúci hlad (čo je preukázané prejedaním BER po rovnakej akútnej deprivácii potravy), BEP nekonzumovali žiadne chutnejšie potraviny, ako keď nemali strava (17). To znamená, že BEP konzumujú toľko chutných jedál, keď sú sýte, ako keď sú hladní. To naznačuje, že keď sú konfrontované s chutnými jedlami, BEP jedia z dôvodov mimo metabolickej potreby. Preto ich motivácia k chutnému jedlu, ako je tu testovaná, nemôže byť ovplyvnená predchádzajúcou históriou cyklického kalorického obmedzenia-opätovného podávania. Týmto spôsobom môžu BEP byť reprezentatívnejšie u jednotlivcov s poruchou príjmu potravy (BED) a obezitou v dôsledku kompulzívneho prejedania, pretože za týchto podmienok nie je vždy prítomná anamnéza diéty (1). Bulímia nervózna môže byť presnejšie modelovaná pomocou BER s anamnézou cyklického kalorického obmedzenia-opätovného podávania. Jedná sa o potkany, ktoré zvyčajne jedia menej chutné jedlo ako BEP (režim obmedzenia), ale môžu sa zmeniť po konzumácii viac po záchvate kalorického obmedzenia alebo "diéty" (1). Aby sme optimálne využili tento model na štúdium týchto klinických podskupín, bude najprv potrebné opakovať tento experiment s väčším počtom zvierat, ktoré sú podrobené histórii cyklického kalorického reštrikčného reštrikčného protokolu prior aby sa testovali na chutnú motiváciu jedla v šokovom bludisku.
V záverečnom teste, keď mali všetky potkany po prvýkrát prístup k M & Ms súvisiacim s následkami v bezpečí ich domácich klietok, zjedli BER toľko tohto chutného jedla ako BEP. To nemohlo byť spôsobené zmenou ich statusu BEP / BER, pretože Oreo test potvrdil, že BER stále jedia menej ako BEP. Dalo by sa namietať, že BER jednoducho uprednostňovali alebo mali radšej M&S ako BEPs, a preto ich jedli viac, keď už šok nebol hrozbou. Túto možnosť nemôžeme definitívne vylúčiť, ale nie je to pravdepodobné vysvetlenie, pretože BEP boli ochotní tolerovať vyššiu intenzitu šoku pre tento typ chutných jedál. Alternatívnou možnosťou zvýšenej spotreby M&M zo strany BER, ktorá sa zhoduje s BEP, je skutočnosť, že M&M boli teraz prístupné bez šoku a predchádzajúca súvislosť medzi týmto jedlom a averzným úderom nohy mohla zvýšiť význačnosť a apetitívnu kvalitu tohto jedla, ak je voľne prístupný. Obr. 6 ukazuje, že aj BEP jedli viac chutných potravinových kcal ako obvykle, keď jedli M & Ms vs. Oreos. Tento zvýšený príjem pravdepodobne dosiahol stropný efekt v BEP. Pokiaľ ide o BER, zvýšený príjem kcal v prítomnosti M & Ms bez šoku (vs. Oreos) mohol byť tiež spôsobený zvýšenou význačnosťou a chuťou tejto potraviny z jej predchádzajúcej zakázanej kvality. Dietéri sa dobrovoľne zdržiavajú vysoko chutných jedál a je známe, že zdržiavanie týchto potravín zvyšuje ich význačnosť a chuť k jedlu (35). Nedávno naše laboratórium oznámilo, že aj nepotravinárske príznaky spojené s chutným jedlom sú dostatočné na vyvolanie prejedania na potkanoch (36). Výhradou k týmto záverom však je, že test príjmu M&M v domácej klietke bol vykonaný iba raz. Nevieme, či by sa BER opakovaním vrátilo späť k svojmu typickému stavu BER a spotrebovalo menej M&M kcal ako BEP. Je možné, že podmnožina BER mohla pokračovať v tomto vzore podobnom BEP s predtým zakázaným chutným jedlom. To by naznačovalo zaujímavú genetickú diverzitu v rámci fenotypu BER. Existujú však dôkazy o podozrení, že by sa BER nakoniec vrátili k tomu, že by zjedli menej M&M ako BEP, napriek ich teraz bezplatnému prístupu. Toto je založené na tvrdohlavej povahe fenotypu BEP / BER, ktorú sme pozorovali v minulých štúdiách. Fenotypy BEP / BER pretrvávajú v priebehu času, pri rôznych skúsenostiach s hladom, úderom nohy a pri vystavení rôznym druhom chutných jedál (pozri ref.17 pre tieto testy). Okrem toho K. Klump a kolegovia nedávno zistili, že ani ovariektómia nezrušila stav BEP / BER u potkanov po puberte. Je zaujímavé, že samice potkanov sa až do puberty významne nerozlíšia do skupín BEP / BER, čím sa potenciálne kritická úloha reprodukčných hormónov objaví na začiatku záchvatu (osobná komunikácia, október 2009).
Napriek obmedzeniam v sekundárnych testoch vykonaných v tejto štúdii je hlavné zistenie zvýšenej motivácie pre chutné potraviny v BEP v porovnaní s potkanmi BER dôležité z niekoľkých dôvodov. Po prvé, rozširuje fenotyp BEP tak, aby zahŕňal aj aspekt, ktorý je zvyčajne pochopený v zvieracích modeloch, ktoré sa javia ako záchvaty, avšak je veľmi dôležitý pri klinickom záchvate. Po druhé, účinok nepotravinových potkanov s normálnou hmotnosťou, ktoré tolerujú vysoké úrovne zásahu elektrickým prúdom pre zvýhodnené potraviny, by sa nemal považovať len za nápadne abnormálny a silný dôkaz motivácie. Toto je zdôraznené skutočnosťou, že v minulosti sme získali podobné správanie u potkanov, ale len vtedy, keď sme centrálne vstrekli peptid YY, silný orexigénny37). Ďalšie štúdie používajúce šliach na testovanie motivácie u potkanov, nie potraviny, ale drogy zneužívania (38, 39). Táto štúdia je preto jedinečná v tom, že u neliečených (doteraz neliečených) potkanov sa zistilo, že ochotne tolerujú averzívne úrovne úrazu nohou, nie za odplatu za lieky, ale za jedlo. Po tretie, výsledky zdôrazňujú silnú úlohu chutných potravín pri spúšťaní nadmerného stravovania. Na základe našich pozorovaní u hlodavcov môže byť sila chutných potravín motivovať k kŕmeniu aj napriek trestu viac biologicky zakorenená ako závislá od zložitých kognitívnych procesov (napr. Počítanie kalórií alebo kognitívna disinhibícia). To má dôležité dôsledky na liečebné stratégie a prevenciu relapsu u ľudí s poruchami stravovania, ktorí sa s týmito látkami musia v dnešnom hedonickom potravinovom prostredí opakovane stretávať.
Genetické x interakcie interakcie štúdie porúch ľudskej stravy sú zriedkavé a veľmi potrebné (40). BEP / BER zvierací model prežitia predstavuje interakciu génu x prostredia, pričom environmentálnym faktorom je prítomnosť chutného jedla. Chutné jedlo má vplyv na BEP krysy, ktoré nemá u potkanov BER. Naše chutné prostredie zamerané na potraviny sa pravdepodobne nezmení. Identifikáciou génov, ktoré predurčujú, aby niektorí ľudia reagovali inak na chutné potraviny, by mali viesť nové spôsoby liečby bulímie, BED a obezity spôsobené jedlom v neprítomnosti hladu. Jedná sa o liečbu zameranú na obmedzenie abnormálnej motivácie pre chutné potraviny a môže byť tiež účinná pri abnormálnej motivácii iných podnetných stimulov (napr. Pohlavia, alkoholu, nezákonných látok, hazardných hier). Model BEP / BER sa môže použiť ako nosič týchto génových objavov.
Poďakovanie
Sme vďační drs. Paul Blanton a Kristine Lokken pre ich vedenie a poradenstvo o translačných aspektoch tejto štúdie. Ďakujeme aj nasledujúcim študentom za pomoc s laboratórnou údržbou a zberom údajov: Michel Thomas, Jennie Yang, Mary Holsten, Taylor Johnson, Adrianne McCullars a Jillian Woodruff. Tento výskum bol podporený grantom NIH DK066007 (MMB).
Referencie
;