Potkanom s nižšou hmotnosťou sa zlepšilo uvoľňovanie dopamínu a odpovedajúca reakcia acetylcholínu v nucleus accumbens, zatiaľ čo kŕmil sacharózou (2008)

, Autorský rukopis; dostupné v PMC 2015 Mar 12.

PMCID: PMC4357519

NIHMSID: NIHMS669569

abstraktné

V tejto štúdii sa testovalo, či potkany uvoľňujú viac akumulovaného dopamínu (DA) počas nadmerného cukru, keď majú podváhu oproti normálnej hmotnosti. Pretože acetylcholín (ACh) v nucleus accumbens (NAc) sa normálne zvyšuje s progresiou jedla a sýtosťou, potom sme tiež testovali, či sa uvoľňovanie ACh mení, keď zviera stratilo hmotnosť. Potkany boli udržiavané na dennom prístupe 8-h do krmiva, s roztokom 10% sacharózy dostupným pre prvý 2 h. Mikrodialýza uskutočnená v deň 21 pri normálnej telesnej hmotnosti ukázala zvýšenie extracelulárnej DA na 122% východiskovej hodnoty v reakcii na pitnú sacharózu. Extracelulárny ACh vyvrcholil na konci jedla. Potom boli potkany obmedzené na potravu a sacharózu, takže v deň 28 mali hmotnosť 85%. Keď sa znovu testovali, tieto zvieratá uvoľnili významne viac DA pri pití sacharózy (179%), ale uvoľňovanie ACh zlyhalo. Kontrolná skupina bola testovaná rovnakým spôsobom, ale cukor bol podávaný len v dňoch 1, 21 a 28. Pri normálnej telesnej hmotnosti kontrolné zvieratá vykazovali nevýznamný vzostup DA pri pití sacharózy v deň 21. V deň 28, pri 85% telesnej hmotnosti, kontroly ukázali malé zvýšenie (124%) v DA uvoľnení; avšak toto bolo signifikantne nižšie ako 179% pozorované u potkanov s podvýživou s denným prístupom k cukru. Tieto zistenia naznačujú, že keď zviera narazí na cukor a potom stráca na váhe, falošne uvoľňuje významne viac DA a menej ACh, než keď majú zvieratá normálnu telesnú hmotnosť.

Kľúčové slová: cukor, potravinové obmedzenia, mikrodialýza, poruchy príjmu potravy

Lieky zneužívania produkujú svoje posilňujúce účinky nadmerným stimulovaním nervových ciest aktivovaných počas prirodzene sa odmeňujúcich skúseností (; ). Preto je logické, že boli hlásené behaviorálne a neurochemické väzby medzi zneužívaním drog a aberantným jedlom. Dobre zdokumentovaný je najmä vzťah medzi nedostatkom potravín alebo obmedzením a posilňujúcimi účinkami liekov (; ; ). Podváha zvierat, ktoré boli udržiavané na diéte s obmedzeným príjmom, bude ľahšie vyhľadávať a podávať si lieky proti zneužívaniu v porovnaní s náprotivkami normálnej hmotnosti. Tento fenomén bol preukázaný u liekových tried, pozorovaných u alkoholu, opiátov a psychostimulancií (; ; ; ; ; ; ). Okrem toho, odmeňujúce účinky liekov, ako je alkohol, morfín a kokaín, sa zvyšujú u zvierat s obmedzeným príjmom potravín, ako sa meria posunom smerom nadol v prahe laterálnej hypotalamickej samo stimulácie (; ).

Jedným z možných neurochemických základov tohto javu je práca, ktorá ukazuje, že posilňujúca hodnota potravy aj spotreby liekov je spojená s aktivitou mesolimbického dopamínového systému (DA) (; ; ; ). U potkanov znížený 20 – 30% pod normálnu hmotnosť, bazálna extracelulárna DA v jadre accumbens (NAc) klesá až o 50% (,). U potkanov s menej závažným úbytkom hmotnosti (10 – 20%) neboli pozorované rozdiely v bazálnych hladinách DA v NAc (\ t; ). Podváha zvierat vykazuje zvýšenie uvoľňovania DA v NAc v reakcii na infúziu amfetamínu akumuláciou () a tiež vykazujú zvýšenú lokomotorickú senzibilizáciu v reakcii na akumuláciu alebo intraventrikulárnu infúziu amfetamínu (; ).

Podobne ako v prípade niektorých liekov, ktoré sa zneužívajú, môže opakovaný denný záchvat cukru (10% sacharóza alebo 25% glukóza) viesť k prejavom závislosti na správaní (). Bingeing je definovaný ako spotreba veľkého množstva jedla, viac ako by sa normálne spotrebovalo v samostatnom časovom období (). Medzi príznaky závislosti vyvolanej ohniskom cukru patrí abstinenčné príznaky podobné opiátom, zvýšená hyperaktivita vyvolaná amfetamínom a zvýšená konzumácia alkoholu (). Krysy potláčajúce cukor tiež uvoľňujú DA v NAc ako odpoveď na chuťový cukor každý deň (; ), čo je účinok, ktorý je kvalitatívne podobný väčšine liekov na zneužitie () a na rozdiel od znižujúceho sa účinku opakovanej chutnej konzumácie potravín (\ t). Z týchto dôvodov by sme predpokladali, že potkany s podváhou budú mať zvýšenú DA reakciu v NAc po náraze na cukor v porovnaní s normálnymi kontrolami telesnej hmotnosti. Predpokladalo sa tiež, že acetylcholín (ACh), ktorý sa v akumulátoroch zvyšuje so sýtosťou (; ), by boli oslabené alebo oneskorené u potkanov s podváhou v dôsledku zníženého alebo pomalšieho nasýtenia. Niektoré z týchto údajov boli prediskutované v predchádzajúcej revíznej \ t).

EXPERIMENTÁLNE PROCEDÚRY

Predmety a chirurgia

Samce potkanov Sprague-Dawley (300 – 325 g) sa získali od firmy Taconic Farms (Germantown, NY, USA) a umiestnili sa jednotlivo v reverznom cykle 12-h svetlo / tma. Všetky procedúry boli schválené Výborom pre ústavnú starostlivosť o zvieratá (Princeton University Institutional Animal Care and Use Committee) a boli v súlade s pokynmi National Institutes of Health o etickom používaní zvierat. Bolo vynaložené úsilie na minimalizáciu používania zvierat a ich utrpenia. Voda bola nepretržite k dispozícii s výnimkou testov mikrodialýzy.

Všetky potkany podstúpili chirurgický zákrok na implantáciu vodiacich kanyl na mikrodialýzu. Boli anestetizované 20 mg / kg xylazínu a 100 mg / kg ketamínu (ip), doplneného podľa potreby ketamínom. Bilaterálne vodiace hriadele 21 z nehrdzavejúcej ocele boli nasmerované na zadnú mediálnu akumulovanú škrupinu (anterior: + 1.2 mm, laterálne: 0.8 mm a ventrálne: 4.0 mm, s odkazom na bregma, stredne dlhé sinus a povrch úrovne lebky). Mikrodialyzačné sondy boli vložené neskôr (pozri nižšie) a predĺžené ďalšie 5 mm ventrálne.

Behaviorálne postupy

Po približne 1 týždni chirurgického zákroku, experimentálna skupina (n= 7) sa udržiavala na dennom obmedzení 16-h (12 h svetla a 4 h do tmy, žiadne jedlo nie je k dispozícii), po čom nasledoval prístup 2-h k roztoku 10% sacharózy (od 4th – 6th of the dark ) a 8-h prístup k chow hlodavcom (od 4th h tmavého nástupu). Tento postup s obmedzeným prístupom sa mierne líši od, ale v mnohých ohľadoch je podobný tomu, čo sme v minulosti používali na vyvolanie príznakov závislosti (). Kontrolná skupina (n= 7) sa udržiavala v tomto pláne v deň 1 a deň 21 a mala k dispozícii potravu podľa chuti medzičasom. V deň 21 sa uskutočnila mikrodialýza, ako je opísané nižšie.

Počínajúc dňom 22 boli všetky potkany postupne znižované telesnou hmotnosťou na 85% svojej počiatočnej hmotnosti v priebehu nasledujúceho týždňa. Experimentálna skupina bola obmedzená na 5 g krmiva za deň a prístup k roztoku sacharózy pre 2 h, ale množstvo podávanej sacharózy bolo obmedzené na priemerné množstvo, ktoré každé zviera spotrebovalo počas dní 19-21. Toto sa uskutočnilo, aby sa zaistilo, že zvieratá stratia hmotnosť a nebudú kompenzovať nedostatok kalorií, ktoré sú k dispozícii tým, že konzumujú nadmerné množstvá sacharózy. Kontrolná skupina bola podobne redukovaná na hmotnosť, ale nemala prístup k sacharóze počas tohto obdobia, s výnimkou dňa 28 počas mikrodialyzačnej relácie (opísanej nižšie). Telesné hmotnosti sa zaznamenávali denne počas obdobia redukcie hmotnosti a ak zvieratá nestratili na váhe pri ustálenom pomere, aby boli na 85% svojej telesnej hmotnosti v deň 28, dostali nasledujúci deň o niečo menej potravy.

Mikrodialyzačné postupy

In vivo Mikrodialýza bola použitá na meranie extracelulárneho uvoľňovania DA a ACh v NAc škrupine. Mikrodialyzačné sondy boli skonštruované z trubice zo silikagélového skla (37.) μm, vnútorný priemer, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ, USA) vo vnútri rúrky z nehrdzavejúcej ocele 26 s mikrodialyzačným hrotom z celulózových hadičiek uzavretých na konci epoxidom (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, USA, 6000 molekulárna molekula hmotnosť, 0.2 mm vonkajší priemer × 2.0 mm dlhá) (). V deň 20 boli mikrodialyzačné sondy vložené a stmelené na mieste aspoň 18 h pred odberom, aby sa umožnilo stabilizovanie neurotransmitera. Sondy boli premývané pufrovaným Ringerovým roztokom (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaH2PO4, pH 7.35) pri prietoku 0.5 μl / min cez noc a 1.3 μl / min počnúc 2 h pred experimentom začal v deň 21. Neostigmín (0.3 μM) sa pridala do perfúznej tekutiny, aby sa zlepšilo bazálne znovuzískanie ACh bránením enzymatickej degradácii.

V deň 21 pri normálnej telesnej hmotnosti sa pred prístupom k sacharóze odobrali tri po sebe idúce 30-min východiskové vzorky. Potom boli podané všetky potkany podľa chuti prístup len k sacharóze pre 2 h, vzorky odoberané každý 30 min. Následné vzorky boli odoberané po prístupe k sacharóze, počas ktorých potkany nemali žiadny prístup k sacharóze alebo ku krmivu. Každá vzorka bola rozdelená; polovica pre DA analýzu a polovica pre ACh.

Po experimente v deň 21 sa zvieratám znížila hmotnosť, ako je opísané vyššie. V deň 27 sa vrátili do dialyzačných klietok. Nová mikrodialyzačná sonda sa vložila do NAc na kontralaterálnej strane (vyvážená medzi potkanmi) a perfundovala sa na stabilizáciu cez noc. V deň 28 sa sledovali rovnaké postupy mikrodialýzy ako v deň 21, okrem toho, že zvieratá boli v tomto stave so zníženou hmotnosťou a množstvo sacharózy, ktoré sa nechali konzumovať, bolo upnuté na priemerný príjem pre každé zviera v dňoch. 19-21.

Testy DA a ACh

DA a jeho metabolity, kyselina 3,4-dihydroxyfenyloctová (DOPAC) a kyselina homovanilová (HVA) sa analyzovali reverznou fázou, vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou s elektrochemickou detekciou (HPLC-EC). Vzorky boli injikované do 20-μl vzorka slučky vedúce k stĺpu 10-cm s otvorom 3.2-mm a 3 μm C18 balenie (Brownlee Co. Model 6213, San Jose, CA, USA). Mobilná fáza obsahovala 60 mM NaH2PO4, 100 μM EDTA, 1.24mM CH3(CH2)6SO3Na · H2O a 5% obj./obj. MeOH. DA, DOPAC a HVA boli merané pomocou coulometrického detektora (ESA Co. Model 5100A, Chelmsford, MA, USA) s potenciálom kondicionovania nastaveným na + 500 mV a potenciálom pracovných buniek pri -400 mV.

ACh sa merala pomocou HPLC s reverznou fázou s použitím 20-μvzorka s analytickou kolónou 10-cm C18 (Chrompack Inc., Palo Alto, CA, USA). ACh sa premenil na betaín a peroxid vodíka (H2O2) pomocou imobilizovaného enzýmového reaktora (acetylcholinesteráza a cholín oxidáza od Sigma, St Louis, MO, USA). Mobilná fáza bola 200mM K3PO4 pri pH 8.0. Použil sa amperometrický detektor (EG&G Princeton Applied Research, Law-renceville, NJ, USA). H2O2 bol oxidovaný na platinovej elektróde (BAS, West Lafayette, IN, USA) nastavenej na 500 mV vzhľadom na referenčnú elektródu Ag-AgCl (EG&G Princeton Applied Research).

histológia

Na konci experimentu sa uskutočnila histológia na overenie umiestnenia mikrodialyzačnej sondy. Potkany dostali predávkovanie pentobarbitalom sodným a keď boli hlboko anestetizované, boli intrakardiálne perfundované 0.9% fyziologickým roztokom a potom 10% formaldehydu. Mozgy boli odstránené, zmrazené a narezané na 40 μm rezy, začínajúc pred akumulovaním, až kým neboli lokalizované miesta hrotov sondy a vynesené do grafu s použitím atlasu .

Analýza dát

Príjem sacharózy bol zaznamenaný do najbližšieho ml a príjem medzi skupinami bol analyzovaný nepárovým t-test porovnávať príjem v deň 21 medzi dennou skupinou s cukorným záchvatom a skupinou s cukrom dvakrát. Denná hladina príjmu cukru a bazálne hladiny DA boli analyzované jednosmernou analýzou rozptylu opakovaných meraní (ANOVA). Telesné hmotnosti počas fázy obmedzenia hmotnosti boli porovnávané medzi skupinami pomocou dvojcestnej opakovanej ANOVA merania. Dáta mikrodialýzy sa normalizovali na percento základnej línie a analyzovali sa jednostrannou alebo dvojcestnou ANOVA. V odôvodnených prípadoch sa použili post hoc čestne významné rozdiely testov Tukey.

VÝSLEDKY

Uvoľňovanie DA je zosilnené redukciou telesnej hmotnosti u potkanov, ktoré sú závislé od cukru

Pri normálnej telesnej hmotnosti potkany s 2-h prístupom k cukru každý deň zvýšili svoj príjem počas 21 dní (F(20,230) = 6.02, P<0.001, Obr. 1) a do dňa 21 spotrebovali podstatne viac ako kontrolná skupina, ktorá mala prístup iba v dňoch 1 a 21 (t(16) = 4.84, P<0.001; 16.2 ± 1.5 kcal oproti 3.9 ± 1 kcal).

Obr. 1 

Denný príjem cukru počas 21 dní pri normálnej telesnej hmotnosti. Príjem sa v priebehu času významne zvýšil pre potkany s prístupom 2 h k cukru každý deň. Kontrolná skupina vypila približne rovnaké množstvo v dňoch 1 a 21.

Bazálne hladiny DA boli nasledujúce: 2-h denná cukorová skupina pri normálnej telesnej hmotnosti (deň 21) = 0.75 ± 0.18 fmol; Denná skupina cukru 2-h pri zníženej telesnej hmotnosti (deň 28) = 0.88 ± 0.35 fmol; 2-h cukor dvakrát kontrolná skupina pri normálnej telesnej hmotnosti (deň 21) = 1.03 ± 0.17 fmol; 2-h cukor dvakrát kontrolná skupina pri zníženej telesnej hmotnosti (deň 28) = 0.78 ± 0.24 fmol, bez významných rozdielov medzi skupinami.

Pre experimentálnu skupinu, ktorá denne fúkla na sacharózu, mikrodialýza vykonaná v deň 21 pri normálnej telesnej hmotnosti odhalila zvýšenie extracelulárnej DA na 122 ± 4% v reakcii na pitnú sacharózu (deň 21:F(6,48) = 8.23, P<0.001, Obrázok 2A). Kontrolné zvieratá nevykazovali signifikantný vzostup DA v deň 21, keď druhýkrát pili sacharózu.

Obr. 2 

Accumbens uvoľňovanie DA a ACh, keď krysy narážajú na cukor pri normálnej telesnej hmotnosti a potom opäť pri 85% telesnej hmotnosti. (A) DA sa uvoľňuje v reakcii na pitie cukru v deň 21 prístupu pri normálnej telesnej hmotnosti a (B) toto uvoľnenie sa zvyšuje (na 179% ...

Počas fázy redukcie hmotnosti sa telesné hmotnosti potkanov v oboch skupinách v priebehu 85 dní (7 ± 86% a 1.5 ± 82%, experimentálne a kontrolné skupiny) postupne znižovali na približne 1.2%. V deň 28, pri 85% telesnej hmotnosti, potkany, ktoré boli falošne, uvoľnili viac DA v NAc pri pití cukru (179 ± 14% východiskovej hodnoty) v porovnaní s kontrolnou skupinou (124 ± 6%; F(6,72) = 3.98, P<0.002, Obrázok 2B).

Keď sa porovnávala každá skupina v čase, uvoľňovanie DA bolo signifikantne vyššie pre dennú cukrovú skupinu 2-h, keď mali zníženú telesnú hmotnosť v porovnaní s normálnou telesnou hmotnosťou (F(1,7) = 19.93, P<0.005). Tento účinok nebol pozorovaný v 2-hodinovej kontrolnej skupine s cukrom, ktorá vykazovala podobný nárast DA pri normálnej a zníženej telesnej hmotnosti.

Analýza údajov pre DOPAC a HVA je uvedená v Tabuľka 1, Hladiny metabolitov boli vo všeobecnosti vyššie v prípade dennej skupiny pacientov v porovnaní s kontrolnou skupinou a neboli významne zmenené potravinovým obmedzením.

Tabuľka 1 

Hladiny DA metabolitov (DOPAC a HVA) u zvierat, ktoré boli každý deň pri normálnom a zníženom telesnom zaťažení jedlom, a kontroly s prístupom k cukru iba niekoľkokrát, pri normálnej a zníženej telesnej hmotnosti

Uvoľňovanie ACh je zmiernené u potkanov, ktoré sa dotýkajú cukru, keď majú podváhu

V deň 21, pri normálnej telesnej hmotnosti, extracelulárny ACh vzrástol počas cukorovej múčky a vrcholil na konci pre skupinu zákalu (deň 21: 127 ± 10%, F(6,48) = 3.11, P<0.005, Obrázok 2C); avšak v deň 28 zmizol ACh efekt, keď potkany mali podváhu (100 ± 6% východiskovej hodnoty). Kontrolné zvieratá na druhej strane vykazovali významné zvýšenie uvoľňovania ACh na konci jedla pri normálnej hmotnosti (177 ± 7%, F(6,36) = 4.59, P<0.005; Obrázok 2C) a zníženej telesnej hmotnosti (116 ± 6%, F(6,36) = 3.94, P<0.005; Obrázok 2D).

Mikrodialyzačné sondy boli umiestnené primárne v oblasti mediálneho obalu NAc (Obr. 3).

Obr. 3 

Histológia ukázala, že vzorky mikrodialýzy boli odoberané primárne z mediálneho NAc shell. AcbC = accumbens core, CPu = kaudát, aca = predná komplikácia.

DISKUSIA

Uvoľňovanie DA indukované cukrom je zvýšené u potkaních myší s nízkou telesnou hmotnosťou

Zistenia naznačujú, že zvieratá, ktoré fajčia, jesť cukrový roztok a potom strácajú hmotnosť, vykazujú vyššie percentuálne zvýšenie uvoľňovania DA v NAc ako pri normálnej telesnej hmotnosti, a viac ako u zvierat, ktoré nie sú pri mačkách pri nízkej hmotnosti. V predchádzajúcej štúdii, keď boli potkany s podváhou kŕmené bežným krmivom alebo podávali systémový amfetamín alebo morfín, nebolo pozorované zvýšené uvoľňovanie DA; keď sa však amfetamín podával priamo do NAc, významne uvoľňoval DA, čo naznačuje, že sa vezikulárna DA nahromadila (). Zmeny v bazálnej hladine, uvoľnenom množstve a väzbe receptora môžu mať vplyv na skutočnosť, že lieky sú silnejšie, keď sú zvieratá na nízkej hmotnosti (; ; ; ; ; ). Súčasné údaje naznačujú, že zvýšené uvoľňovanie je faktorom pri nadmernom cukre, keď je potrava obmedzená.

Zvýšené zvýšenie DA v NAc je spojené so zoslabením uvoľňovania ACh. Už sme ukázali, že hladiny ACh v NAc sa počas jedla normálne zvyšujú, keď sa kŕmenie spomaľuje () a môže sa zastaviť pri zastavení kŕmenia (; ). tiež navrhol úlohu akumulovaných ACh v sýtosti tým, že ukazuje, že antagonizmus muskarínových receptorov so skopolamínom inhibuje výživu. Tento liek môže pôsobiť čiastočne nepriamo zvýšením hladín extracelulárneho ACh (). V tejto štúdii bolo uvoľňovanie ACh zoslabené, keď zvieratá mali nízku telesnú hmotnosť. Toto tupé uvoľňovanie ACh nastalo nezávisle od kalorického príjmu, pretože tak 2-h denne, ako aj kontrolné potkany konzumovali podobné množstvá cukru pri normálnej a zníženej telesnej hmotnosti. Oslabené uvoľňovanie ACh teda môže hrať úlohu pri zmierňovaní nasýtenia cukrom. Spolu s výsledkami získanými s DA môže byť, že u zvierat s obmedzeným príjmom potravy je zosilnenie prsníka viac zosilnené, a to v dôsledku zvýšeného percentuálneho nárastu DA a zoslabeného faktora nasýtenia ACh.

Binge jesť pri nízkej telesnej hmotnosti

Súčasný experiment využíva modifikovanú verziu modelu jesťenia cukru, o ktorom sme už dokázali, že produkuje správanie a neurochemické zmeny kvalitatívne podobné tým, ktoré sú pozorované pri drogách zneužívania (; ). Hlavnými rozdielmi sú obmedzenejšia doba prístupu k sacharóze (2 h vs. 12 h) a obmedzenie potravín na zníženie telesnej hmotnosti na 85%. Zníženie hmotnosti na 85% alebo viac v priebehu týždňa, ako v tejto štúdii, boli použité inými (; ). Tieto modifikácie modelu boli zapracované 1), aby sa uľahčilo chudnutie, 2) zdôraznili, že správanie pri prejedaní jedla môže byť modelované aj s kratšími časmi prístupu, a 3) na testovanie náznaku, že namáhanie cukru môže byť viac zosilňujúce, ako je merané pomocou Uvoľňovanie DA pri zníženej telesnej hmotnosti.

Popri modeli opísanom v tomto rukopise boli popísané aj iné modely prejedania (; ; ), z ktorých niektoré ukázali, že ak sa zvieratá chronicky obmedzujú potravu, zvýši sa správanie pri šikanovaní (; ). Iné modely tiež použili krátke obdobia (napr. 1 alebo 2 h) s obmedzeným prístupom k chutným potravinám, ako sú cukry, tuky a / alebo zmesi so sladkým tukom (; ; ).

Táto správa rozširuje literatúru tým, že ukazuje zlepšené uvoľňovanie DA v NAc ako odozvu na opakované prejedanie sa cukrového roztoku pri zníženej telesnej hmotnosti. preukázali, že potravinové obmedzenie 20-h zvýšilo uvoľňovanie akumulovaných DA v reakcii na pitie chutného roztoku. zistili, že akútna potravinová reštrikcia by mohla obnoviť uvoľňovanie DA v NAc po tom, čo sa reakcia vyskytla v dôsledku nedostatku novosti. Uviedli sme, že denné obmedzenie potravy 12-h, po ktorom nasleduje uvoľnenie cukru, sa objavilo v NAc, dokonca aj po týždňoch 3 pri tejto diéte (). Predkladané výsledky podporujú všetky tieto zistenia a ďalej naznačujú, že opakované vystavenie chutnému roztoku vo forme prejedania sa môže vyvolať zvýšenie uvoľňovania DA, keď majú potkany podváhu. Očakáva sa, že za výsledky je čiastočne zodpovedná chutnosť roztoku sacharózy použitého v tejto štúdii. Keďže tuk (), sacharózy () a chuť sacharózy (\ t) sa preukázalo, že sa u všetkých zvierat opakovane uvoľňuje DA v NAc pri normálnej hmotnosti, zvieratách, ktoré sa kŕmia falošne, predpokladá sa, že tieto potraviny a iné chutné chute budú mať za následok zvýšenie uvoľňovania DA u zvierat so zníženou hmotnosťou, ako je ukázané u cukru v súčasnosti. študovať.

Brána k poruchám príjmu potravy?

Krátke obdobia prístupu môžu modelovať prejedanie sa u ľudí, čo je definované DSM-IV-TR ako záchvat približne 2 h nadmerného jedenia (). Kratšie obdobia prístupu sú obzvlášť dôležité pri diskusii o prejedaní pri nízkej telesnej hmotnosti ako model niektorých reštriktívnych typov porúch príjmu potravy. Tieto epizódy záchvatov sú sprevádzané nedostatkom kontroly, ako je pocit, že človek nemôže prestať jesť. Klinicky sú epizódy záchvatov pri jedle spojené s tromi alebo viacerými z nasledujúcich príznakov: 1) jesť, kým sa necítia nepohodlne plné, 2) jesť veľké množstvo jedla, keď nie je fyzicky hladný, 3) jesť oveľa rýchlejšie ako normálne, 4) jesť sám, pretože jeden je v rozpakoch, koľko jedia, 4) pocit znechutenia, depresie alebo previnenia po prejedaní sa, alebo 5) výrazná úzkosť alebo úzkosť v súvislosti s prejedaním sa. Na splnenie diagnostických kritérií pre poruchy príjmu potravy pri prejedaní sa musí v priemere objaviť záchvat aspoň 2 dní v týždni počas 6 mesiacov. Úloha DA bola navrhnutá v štúdiách, ktoré preukázali, že pacienti, ktorí majú prejavy jedenia, majú polymorfizmus v DA transporterovom géne (). Pacienti s poruchou príjmu potravy prejavujú tiež zmeny v mozgu, ktoré svedčia o zmenenej citlivosti na odmenu, vrátane prítomnosti alely A1, ktorá je spojená so zníženou hustotou receptora D2 (). Tieto génové zmeny môžu spoločne spôsobiť dysreguláciu spätného vychytávania DA, čo prispieva k zmeneným hedonickým reakciám na potravu, ktoré hlásia pacienti, ktorí jesť (pozri časť 4.4).).

Podobné výsledky boli zistené u pacientov s bulímiou nervosa. S touto poruchou príjmu potravy sa pacienti nadúvajú a potom sa zapoja do kompenzačných opatrení na odstránenie požitých kalórií nadmerným cvičením alebo nedostatkom potravy. Títo pacienti vykazujú zmeny v oblastiach mozgu, ktoré sa podieľajú na posilňovaní. Najmä obnovujúca bulimika má tupú aktiváciu predného cingulárneho kortexu, oblasti mozgu, ktorá má úlohu v očakávaní odmeny v reakcii na požitie glukózy (). Toto zistenie naznačuje, že títo jedinci môžu mať zníženú reakciu na posilňujúce aspekty potravín, čím spôsobujú zraniteľnosť voči prejedaniu. V tomto experimente viedlo k nadmernému jedeniu pri nízkej telesnej hmotnosti k zvýšeniu uvoľňovania akumulovaných DA. To ďalej podporuje úlohu DA v hodnotiacich účinkoch pozorovaných pri bulimikách s potravinovým obmedzením, ktoré si samo spôsobili následky záchvatov záchvatov.

ZÁVER

Ako sa uvádza inde, predtým sa zistilo, že navodenie cukru má za následok správanie a neurochemické zmeny, ktoré sú podobné tým, ktoré sa pozorovali pri drogách zneužívania (). Tieto zistenia naznačujú, že u potkanov s anamnézou nadmerného jedenia je prístup k chutnému jedlu (sacharóza) pri nízkej telesnej hmotnosti spojený so súčasným zvýšením DA a zmiernením uvoľňovania ACh v NAc. To môže mať vplyv na cukor skôr ako na zneužívanie. Binge jedenie na cukor môže mať za následok stav, ktorý je ako "závislosť" (). Výsledné zosilnené uvoľňovanie DA bez protichodného vzostupu ACh, ku ktorému dôjde, keď sa objaví pri nízkej telesnej hmotnosti, ako je tu ukázané, by mohlo predĺžiť prejedanie a prispievať k návykovému správaniu, ktoré je charakteristické pre niektoré poruchy príjmu potravy.

Poďakovanie

Tento výskum bol podporený MH-65024 (na BT Walsh na NY Psychiatric Inst./Columbia Univ. A BGH et al.), DA-10608 (na BGH) a DA-16458 a DK-79793 (spoločenstvá NMA). Ďakujeme Miriam Bocarslyovej a Jacqueline Sullivanovej za pomoc pri príprave rukopisu. Údaje uvedené v tomto dokumente boli prediskutované v revíznom dokumente ().

Skratky

AChacetylcholín
ANOVAanalýza rozptylu
DAdopamín
DOPAC3,4-dihydroxyfenyloctová kyselina
HPLC-ECvysokoúčinná kvapalinová chromatografia s elektrochemickou detekciou
HVAkyselina homovanilová
NACnucleus accumbens
 

Referencie

  • Americká psychiatrická asociácia. Diagnostická a štatistická príručka duševných porúch revízia textu štvrtého vydania (DSM-IV-TR) Washington, DC: Americká psychiatrická asociácia; 2000.
  • Avena NM. Skúmanie návykových vlastností binge eating pomocou zvieracieho modelu závislosti od cukru. Exp Clin Psychopharmacol. 2007, 15: 481-491. [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Dôkaz závislosti od cukru: Behaviorálne a neurochemické účinky prerušovaného nadmerného príjmu cukru. Neurosci Biobehav Rev. 2008, 32: 20 – 39. [Článok bez PMC] [PubMed]
  • Avena NM, Rada P, Moise N, Hoebel BG. Sacharóza, ktorá sa podieľa na schémach záchvatov, opakovane uvoľňuje adumbín dopamínu a eliminuje odpoveď na pocity sýtosti acetylcholínom. Neuroscience. 2006, 139: 813-820. [PubMed]
  • Bassareo V, Di Chiara G. Modulácia kŕmnej indukovanej aktivácie mezolimbického dopamínového prenosu apetitívnymi stimulmi a jeho vzťah k motivačnému stavu. Eur J Neurosci. 1999, 11: 4389-4397. [PubMed]
  • Bell SM, Stewart RB, Thompson SC, Meisch RA. Potravinová deprivácia zvyšuje preferenciu kondicionovaného miesta vyvolaného kokaínom a lokomotorickú aktivitu u potkanov. Psychofarmakológia (Berl) 1997, 131: 1 – 8. [PubMed]
  • Berner LA, Avena NM, Hoebel BG. Bingeing, samoobmedzenie a zvýšená telesná hmotnosť u potkanov s prístupom k diéte so sladkým tukom. Obezita. 2008 doi: 10.1038 / oby.2008.328. Epub pred tlačou. [PubMed] [Cross Ref]
  • Boggiano MM, Chandler PC, Viana JB, Oswald KD, Maldonado CR, Wauford PK. Kombinovaná diéta a stres vyvolávajú prehnané reakcie na opioidy u krýs, ktoré sa prelínajú. Behav Neurosci. 2005, 119: 1207-1214. [PubMed]
  • Cabeza de Vaca S, Carr KD. Obmedzenie potravín zvyšuje centrálny efekt odmeňovania zneužívaných drog. J Neurosci. 1998, 18: 7502-7510. [PubMed]
  • Cadoni C, Solinas M, Valentini V, Di Chiara G. Selektívna psychostimulačná senzibilizácia potravinovým obmedzením: diferenciálne zmeny v akumulovanom obale a jadre dopamínu. Eur J Neurosci. 2003, 18: 2326-2334. [PubMed]
  • Carr KD. Rozšírenie odmeňovania drog chronickým obmedzením potravín: dôkazy správania a základné mechanizmy. Physiol Behav. 2002, 76: 353-364. [PubMed]
  • Carr KD, Kim GY, Cabeza de Vaca S. Chronické obmedzenie potravín u potkanov zvyšuje centrálny účinok odmeňovania kokaínu a opioidného agonistu delta1, DPDPE, ale nie agonistu delta2, deltorfínu-II. Psychofarmakológia (Berl) 2000, 152: 200 – 207. [PubMed]
  • Carroll ME. Úloha nedostatku potravín pri udržiavaní a opätovnom začatí chovania kokaínu u potkanov. Drogový alkohol závisí. 1985, 16: 95-109. [PubMed]
  • Carroll ME, Meisch RA. Účinky potravinovej deprivácie na spotrebu etonitazénu u potkanov. Pharmacol Biochem Behav. 1979, 10: 155-159. [PubMed]
  • Carroll ME, Stotz DC. Orálne podávanie d-amfetamínu a ketamínu opicami rhesus: účinky deprivácie potravy. J. Pharmacol Exp Ther. 1983, 227: 28-34. [PubMed]
  • Chau DT, Rada P, Kosloff RA, Taylor JL, Hoebel BG. Nucleus accumbens muskarínové receptory pri kontrole behaviorálnej depresie: antidepresívne účinky lokálneho antagonistu M1 v Porsoltovom teste plávania. Neuroscience. 2001, 104: 791-798. [PubMed]
  • Corwin RL, Buda-Levin A. Behaviorálne modely jedenia typu flámskeho typu. Physiol Behav. 2004, 82: 123-130. [PubMed]
  • Corwin RL, Wojnicki FH, Fisher JO, Dimitriou SG, Rice HB, Young MA. Obmedzený prístup k možnosti diétneho tuku ovplyvňuje tráviace správanie, ale nie zloženie tela u samcov potkanov. Physiol Behav. 1998, 65: 545-553. [PubMed]
  • Davis C, Levitan RD, Kaplan AS, Carter J, Reid C, Curtis C, Patte K, Hwang R, Kennedy JL. Citlivosť na odmeňovanie a gén dopamínového receptora D2: štúdia prípadovej kontroly porúch príjmu potravy. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2008, 32: 620-628. [PubMed]
  • Deroche V, Marinelli M, Maccari S, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Stresom indukovaná senzibilizácia a glukokortikoidy. I. Senzibilizácia dopamínom závislých lokomotorických účinkov amfetamínu a morfínu závisí od sekrécie kortikosterónu indukovanej stresom. J Neurosci. 1995, 15: 7181-7188. [PubMed]
  • Di Chiara G, Bassareo V. Systém odmien a závislosť: čo dopamín robí a nerobí. Curr Opin Pharmacol. 2007, 7: 69-76. [PubMed]
  • Di Chiara G, Imperato A. Lieky zneužívané ľuďmi prednostne zvyšujú koncentrácie synaptických dopamínov v mezolimbickom systéme voľne sa pohybujúcich potkanov. Proc Natl Acad Sci US A. 1988; 85: 5274-5278. [Článok bez PMC] [PubMed]
  • Frank GK, Wagner A, Achenbach S, McConaha C, Skovira K, Aizenstein H, Carter CS, Kaye WH. Zmenená mozgová aktivita u žien získaných z porúch príjmu potravy bulímového typu po glukózovej výzve: pilotná štúdia. Int J Eat Disord. 2006, 39: 76-79. [PubMed]
  • Hagan MM, Moss DE. Pretrvávanie vzorkovníkov zvyčajného prežitia po histórii obmedzenia s prerušovanými záchvatmi opakovaného podávania na chutné potraviny u potkanov: dôsledky pre bulímiu nervóznu. Int J jesť disord. 1997, 22: 411-420. [PubMed]
  • Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Malá snímateľná mikrodialyzačná sonda. Život Sci. 1986, 39: 2629-2637. [PubMed]
  • Hoebel BG. Neurotransmitery mozgu v odmeňovaní potravín a drog. Am J Clin Nutr. 1985, 42: 1133-1150. [PubMed]
  • Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens rovnováhu dopamín-acetylcholínu v prístupe a vyhýbaní sa. Curr Opin Pharmacol. 2007, 7: 617-627. [Článok bez PMC] [PubMed]
  • Hoebel BG, Rada P, Mark GP, Pothos E. Neurálne systémy na posilnenie a inhibíciu správania: Relevantnosť k jedlu, závislosti a depresii. In: Kahneman D, a kol., Editori. Blahobyt: základy hedonickej psychológie. New York: Russell Sage Foundation; 1999. s. 558 – 572.
  • Kelley AE, Berridge KC. Neuroveda prírodných odmien: význam pre návykové drogy. J Neurosci. 2002, 22: 3306-3311. [PubMed]
  • Liang NC, Hajnal A, Norgren R. Sham kŕmiaci kukuricový olej zvyšuje adumbín dopamínu u potkanov. Am J Physiol Regul Integ Comp Physiol. 2006, 291: R1236-R1239. [PubMed]
  • Značka GP, Rada P, Pothos E, Hoebel BG. Účinky kŕmenia a pitia na uvoľňovanie acetylcholínu v nucleus accumbens, striatum a hippocampus voľne sa chovajúcich potkanov. J Neurochem. 1992, 58: 2269-2274. [PubMed]
  • Oei TP. Účinky redukcie telesnej hmotnosti a deprivácie potravín na samopodávanie kokaínu. Pharmacol Biochem Behav. 1983, 19: 453-455. [PubMed]
  • Papasava M, Singer G. Samodávkovanie nízkodávkového kokaínu potkanmi pri zníženej a obnovenej telesnej hmotnosti. Psychofarmakológia (Berl) 1985, 85: 419 – 425. [PubMed]
  • Papasava M, Singer G, Papasava CL. Intravenózne podávanie fentermínu u potkanov zbavených potravy: účinky náhleho obnovenia a substitúcie fyziologickým roztokom. Pharmacol Biochem Behav. 1986, 25: 623-627. [PubMed]
  • Paxinos G, Watson C. Mozog potkana v stereotaxických súradniciach. New York: Akademická tlač; 2005.
  • Pfeffer AO, Samson HH. Orálne posilnenie etanolu: interaktívne účinky amfetamínu, pimozidu a potravinového obmedzenia. Alkohol Drug Res. 1985, 6: 37-48. [PubMed]
  • Pothos EN, Creese I, Hoebel BG. Obmedzené stravovanie so stratou hmotnosti selektívne znižuje extracelulárny dopamín v nucleus accumbens a mení odpoveď dopamínu na amfetamín, morfín a príjem potravy. J Neurosci. 1995; 15: 6640-6650. [PubMed]
  • Pothos EN, Hernandez L, Hoebel BG. Chronická potravinová deprivácia znižuje extracelulárny dopamín v nucleus accumbens: dôsledky pre možné neurochemické spojenie medzi stratou hmotnosti a zneužívaním drog. Obes Res. 1995b; 3 (Suppl 4): 525S – 529S. [PubMed]
  • Pratt WE, Kelley AE. Antagonizmus striatálneho muskarínového receptora znižuje príjem potravy 24-h v spojení so zníženou expresiou génu preproenkefalínu. Eur J Neurosci. 2005, 22: 3229-3240. [PubMed]
  • Rada P, Avena NM, Hoebel BG. Každodenné záchvaty cukru opakovane uvoľňujú dopamín do shellu accumbens. Neuroscience. 2005, 134: 737-744. [PubMed]
  • Rouge-Pont F, Marinelli M, Le Moal M, Simon H, Piazza PV. Stresom indukovaná senzibilizácia a glukokortikoidy. II. Senzibilizácia zvýšenia extracelulárneho dopamínu indukovaného kokaínom závisí od sekrécie kortikosterónu indukovanej stresom. J Neurosci. 1995, 15: 7189-7195. [PubMed]
  • Shinohara M, Mizushima H, Hirano M, Shioe K, Nakazawa M, Hiejima Y, Ono Y, Kanba S. Poruchy príjmu potravy so správaním príjmu potravy sú spojené s alelou polymorfizmu 3-UTR VNTR génu dopamínového transportéra , J Psychiatry Neurosci. 2004, 29: 134-137. [Článok bez PMC] [PubMed]
  • Wilson C, Nomikos GG, Collu M, Fibiger HC. Dopaminergné korelácie motivovaného správania: dôležitosť jazdy. J Neurosci. 1995, 15: 5169-5178. [PubMed]
  • Wise RA. Úloha mozgu dopamínu pri odmeňovaní a posilňovaní potravín. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2006, 361: 1149-1158. [Článok bez PMC] [PubMed]