Physiol Behav. Avtorski rokopis; na voljo v PMC 2015 marca 10.
Objavljeno v končni obliki:
Physiol Behav. 2008 junij 9; 94 (3): 309 – 315.
Objavljeno na spletu 2008 Jan 16. doi: 10.1016 / j.physbeh.2008.01.008
PMCID: PMC4354893
NIHMSID: NIHMS669562
Minimalizem
Popivanje sladkorja lahko aktivira nevronske poti na način, podoben jemanju drog, kar ima za posledico povezane znake odvisnosti. Pričujoči poskusi preizkušajo, ali podgane, ki so pihale na saharozi in nato na tešče, kažejo znake opiata podobnega umika. Podgane so vzdrževali na odvzemu 12-h, ki mu je sledil 12-h dostop do raztopine saharoze 10% in so jo hranili 28 dni, nato pa postili 36 h. Te živali so preživele manj časa na izpostavljeni roki zvišanega plusa-labirinta v primerjavi s podobno prikrajšano skupino za likanje ad libitum, kar kaže na tesnobo. Mikrodializa je pokazala sočasno povečanje zunajceličnega acetilholina in zmanjšanje sproščanja dopamina v lupini jedra. Zdi se, da ti rezultati niso posledica hipoglikemije. Ugotovitve kažejo, da prehrana s pivo na saharozi in prigrizkom, ki ji sledi post, ustvari stanje, ki vključuje tesnobo in spremenjeno ravnovesje dopamina in acetilholina. To je podobno učinkom naloksona, kar kaže na odtegnitev podobno opiate. To je lahko dejavnik nekaterih motenj hranjenja.
Umik je dejavnik etiologije odvisnosti od drog [1]. Le Magnen [2] ugotovili, da je naokson z opioidnim antagonistom povzročil opiate podobne odtegnitvene znake pri podganah, ki so se prehranjevale s slastno prehrano v kafeteriji. Podobno, podgane, ki se vzdržujejo na dieti, da bi sprožile vsakodnevno popivanje sladkorja, kažejo tudi znake opijatskega umika kot odziva na nalokson [3]. Te podgane kažejo somatske znake odtegnitve, tesnobo ob povišanem plusu labirintu in zmanjšan zunajcelični dopamin (DA) s povečanim acetilholinom (ACh) v jedru jedra (NAc). Čeprav je uporaba opioidnega antagonista pomembna za razumevanje osnovnih nevronskih mehanizmov vedenja, to ni v nasprotju z naravno situacijo. Abstinenca ali spontano umik je bolj realističen in odseva živali v naravi ali človeško stanje med lakoto ali hudo dieto.
Za odkrivanje vedenjskih in biokemičnih znakov umika zadostuje zgolj abstinenca od zlorabe drog. Podgane, ki se vzdržijo odtegnitvenih znakov morfija, kot so tresenje in tresenje mokrega psa [4,5]. Ta vedenja so povezana s spremembami v sistemu DA, vključno z zmanjšanjem strijatalnega D1 in D2 mRNA receptorja [6], zmanjšan zunajcelični DA v NAc [7,8] in povečanje števila ACh [9].
Prav tako lahko prikrajšanje za okusno hrano povzroči vedenjske znake opiata podobnega umika. Podgane, ki so bile predhodno vzdrževane na dieti z vmesnim dostopom do sladkorja, kažejo vedenja, ki kažejo na odtegnitev, ko se hrana in / ali sladkor odstrani za 24 ali 36 h [3,10]. Poleg tega se je pokazalo, da pomanjkanje hrane izboljšuje vedenje, okrepljeno z drogami, kar kaže na povezavo med abstinenco od hrane in zasvojenim vedenjem [11,12].
Ni znano, ali postenje po čezmernem vnosu sladkorja lahko spremeni zunajcelične ravni DA in ACh v NAc. V pričujočem poskusu smo te nevrokemične snovi spremljali med postom iz sladkorja in čokolade s teorijo, da bi pomanjkanje naravne stimulacije z opioidi povzročilo motnje, podobne učinkom odtegnitve, ki je nastalo z naloksonom, zlasti zmanjšanje DA in povečanje sproščanja ACh v lupina NAc. Nadaljnje dopolnjevanje ugotovitev somatskih znakov opijatskega umika v našem prejšnjem poročilu [3], merili so tesnobo zaradi povišanih vrednosti labirinta in glukoze v krvi med postom po piju sladkorja.
1. Materiali in metode
1.1. Splošne metode
Moške podgane Sprague-Dawley so bile pridobljene iz Taconic Farms (Germantown, NY) ali vzrejene na vivariju univerze Princeton iz zalog, ki izvirajo iz Taconic Farms. Podgane so bile nameščene posamično v obrnjeni luči 12-h: temni cikel 12-h. Vse postopke je odobril Odbor za institucionalno oskrbo in uporabo živali Univerze v Princetonu.
1.2. Eksperiment 1: Ali je opaziti tesnobo med postom pri podganah, ki preganjajo sladkor?
Podgane (300 – 450 g) v glavni eksperimentalni skupini (prekinitveni sladkor + paprika; n = 9) so vzdrževali na dieti z odvzemom 12-h, ki ji je sledil dostop 12-h do raztopine saharoze 10% (m / v) in standardnega glodavca (LabDiet #5001, PMI, St. Louis, MO, 3.02 kcal / g) vsak dan 4 h začenjamo v temno fazo za 28 dni [13]. Kontrolna skupina (ad libitum chow; n = 7) je bil dovoljen ad libitum dostop do standardnega glodalca. Vse živali so imele vodo na voljo ad libitum. Druge skupine (vmesni sladkor in mlečni sladkor), uporabljeni v eksperimentih 2 in 3, v predhodnem poročilu niso testirali tesnobe, ker niso pokazali vedenjskih znakov odtegnitve po naloksonu ali na tešče [3].
Na dan 28 so po običajnem odvzemu 12-h podganam v poskusni skupini onemogočili dostop do sladkorja in jeli dodatni 24 h. Nadzorna skupina je bila prikrajšana tudi za kravo za 36 h. V tem času so živali še naprej imele ad libitum dostop do vode. Nato smo živali posamično postavili v povišani plus-labirint za 5 min s tehniko File, Lippa, Beer in Lippa [14]. Aparat je imel štiri krake, vsaka širina 10 cm, dolga 50 cm in je bila dvignjena 60 cm nad tlemi. Dve nasprotni roki sta bili zaprti z visokimi neprozornimi stenami. Druga dva kraka nista imela zaščitnih sten. Poskus je bil izveden pod rdečo svetlobo. Podgane so postavile v sredino labirinta in se izmenično obrnile proti odprti ali zaprti roki. Vsako preskušanje plus-labirinta je opazovalec, ki je slekel pogojem zdravljenja, posnel video posnetek in določil, koliko časa je z glavo in sprednjimi nogami na odprti roki, zaprti roki ali srednjem delu labirinta.
1.3. Eksperiment 2: Ali so podgane, ki preganjajo sladkor, spremenile sproščanje DA in ACh v pastirjih med postom?
Ločena skupina podgan (350 – 450 g) je bila podvržena operaciji zaradi vsaditve vodilnih kanal za mikrodializo. Podgane smo anestezirali z 20 mg / kg ksilazina in 100 mg / kg ketamina (ip), po potrebi dopolnjenega s ketaminom (100 mg / kg, ip). Dvostranske vodilne kanile iz nerjavečega jekla so bile usmerjene v zadnjo medialno lupino (spredaj: + 21 mm, bočno: 1.2 mm in ventralno: 0.8 mm, glede na bregmo, midsagittal sinus in površino ravni lobanje) z uporabo stereotaksičnega instrumenta.
Podganom je bilo dovoljeno, da so si opomogli od operacije vsaj 1 teden. Podobno kot v eksperimentalni skupini Experiment 1 (n = 6) smo vzdrževali pri vsakodnevnem odvzemu 12-h, ki mu je sledil 12-h dostop do saksroze 10% in standardnega čokoladnega glodavca, začenši z 4 h v temno fazo, da bi 28 dni sprožil pihanje (tj. Vmesni sladkor + prigrizek). Ena kontrolna skupina je bila vzdrževana po istem urniku, brez saharoze (prekinitveno n = 7), medtem ko je bila druga skupina vzdrževana na dnevnem klanju ad libitum (n = 6). Na dan 28 smo vsako podgano premaknili v komoro za mikrodializo in pred poskusom vstavili sondo in jo pritrdili z akrilnim cementom 14 – 16 h, da se omogoči stabilizacija okrevanja nevrotransmiterjev. Mikro-dializne sonde so bile narejene iz cevk iz kremenčevega stekla (notranji premer 37 µm, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ) znotraj cevi iz nerjavečega jekla 26 z merilno konico celulozne cevi, ki je na koncu zapečatena z epoksi (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, 6000 MW, zunanji premer 0.2 mm × dolžina 2.0 mm) [15]. Sonde so štrlele 5 mm od vodilne kanile, da so dosegle predvideno mesto v lupini. Sonde smo prelili z pufersko raztopino (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl21.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaH2PO4, pH7.35) s pretokom 0.5 µL / min za stabilizacijsko obdobje in pri 1.3 µL / min 2 h pred in med celotnim poskusom. Neostigminu (0.3 µM) smo dodali Ringerjevo raztopino za izboljšanje bazalnega okrevanja ACh z oviranjem njegove encimske razgradnje.
Ko je bilo na dan 12 končno obdobje dostopa saharoze 28-h konec, so od vseh podgan odstranili chow, saharozo in vodo. Vodo za odvzem dialize 36 h je bilo odstranjeno, ker pitna voda lahko spremeni izhodiščne vrednosti DA in ACh [16], kar bi zmedlo rezultate. Vzorci mikrodijalize so bili zbrani za 1 h (vzorci 3 × 20-min) po testu 12, 24 in 36 h (na voljo ni hrane, sladkorja in vode). Vsak vzorec je bil razdeljen, polovica za analizo DA in polovica za ACh.
1.4. Dopaminski in acetilholinski testi
DA in njegovi presnovki 3,4-dihidroksi-fenilocetna kislina (DOPAC) in homovanilna kislina (HVA) so bili analizirani z reverzno fazo, visokozmogljivo tekočinsko kromatografijo z elektrokemijskim odkrivanjem (HPLC-EC). Vzorce smo injicirali v vzorčno zanko 20-µL, ki vodi v stolpec 10 cm s izvrtino 3.2 mm in 3 µm, embalažo C18 (Brownlee Co. Model 6213, San Jose, Kalifornija). Mobilna faza je vsebovala 60 mM natrijev fosfat, 100 µM EDTA, 1.24 mM heptanosulfonsko kislino in 5% vol / vol metanol. DA, DOPAC in HVA so bili izmerjeni s kulometričnim detektorjem (ESA Co. Model 5100A, Chelmsford, MA) s kondicijskim potencialom, nastavljenim na + 500 mV, in potencialom delovne celice pri −400 mV.
ACh smo izmerili z HPLC-EC z reverzno fazo z uporabo 20-μL vzorčne zanke z 10-cm analitsko kolono C18 (Chrompack Inc., Palo Alto, CA). ACh je bil pretvorjen v betain in vodikov peroksid z imobiliziranim encimskim reaktorjem (acetilholinesteraza in holin oksidaza podjetja Sigma, St Louis, MO in kolona podjetja Chrompack Inc., Palo Alto, CA). Mobilna faza je bila 200 mM kalijevega fosfata pri pH 8.0. Uporabljen je bil amperometrični detektor (EG&G Princeton Applied Research, Lawrenceville, NJ). Vodikov peroksid smo oksidirali na platinski elektrodi (BAS, West Lafayette, IN), nastavljeni na 500 mV glede na referenčno elektrodo Ag – AgCl (EG&G Princeton Applied Research).
Na 20, 12 in 24 h na tešče so bili zbrani trije vzorci 36-min. Za vsako uro so bili podatki za tri vzorce povprečeni. Podatki za DA in ACh so bili pretvorjeni v odstotek časovne točke pomanjkanja 12-h za vsako skupino, ko bi podgane, ki so bile hranjene, običajno pričakovale hrano.
1.5. Histologija
Na koncu poskusa je bila izvedena histologija za preverjanje postavitve sonde za mikrodializo. Podgane so prejele prevelik odmerek natrijevega pentobarbitala in ko so bile globoko anestezirane, so bile intrakardno perfuzirane z 0.9% fiziološko raztopino, ki ji je sledil 10% formaldehid. Možgani so bili odstranjeni, zamrznjeni in eksperimentator je pregledal odseke, ko so jih rezali (40 µm rezine, začenši od spredaj do akumens), dokler niso bila najdena mesta nasvetov sonde. Ko so bile posnetke sonde vizualizirane, so bile narisane z atlasom Paxinosa in Watsona [17].
1.6. Eksperiment 3: Ali se kronično piha zaradi saharoze, ali je v ravni glukoze v krvi kaj sprememb?
Podgane (300 – 350 g) so bile v treh skupinah vzdrževane (a) prekinitveni sladkor + paprika (odvzem 28-h, ki mu je sledil 12-h dostop do raztopine saharoze 12% in pahulja, začenši z 10 h v temno fazo ; n = 10), (b) prekinitvena paprika (odvzem 12-h, ki ji sledi 12-h dostop do standardnega glodavca, brez saharoze), začenši z 4 h v temno fazo; n = 10) ali (c) ad libitum chow (n = 9). Odstranjeni so bili chow in sladkor ter odvzeti vzorci krvi iz repa po odvzemu 12, 24 in 36 h. En eksperimentator je nežno držal žival s konice repa, medtem ko je drugi naredil majhen zarez približno 5 mm s konice repa s sterilnim skalpelom. Kri je bila odvzeta v kapilarni epruveti, centrifugirana in serum je bil analiziran na ravni glukoze s hitrim enzimatskim metabolizatorjem Analox GM7 (Analox, Lunenburg, MA). V obdobju dostopa na dan 28 so dnevno vmerili vnos sladkorja in prigrizka, telesno maso pa merili na teden. Telesno maso so merili tudi v vsaki časovni točki med pomanjkanjem.
1.7. Statistika
Podatki o Plus-labirintu so bili analizirani z enostransko, neprimerno študentsko t-test. Cohenove d, ki meri velikost učinka [18], in prep, ki zagotavlja verjetnost ponovitve [19], so bili tudi izračunani. Podatke za DA in ACh smo analizirali kot odstotno razliko od normalizirane izhodiščne vrednosti, kot je opisano zgoraj, z uporabo dvosmernih ponavljajočih se ukrepov ANOVA, ki jim sledijo post-hoc-jevi testi. Podatki o ravni glukoze v krvi, telesni teži in vnosu so bili analizirani z dvosmernimi ponovljenimi ukrepi ANOVA.
2. Rezultati
2.1. Telesna teža, vnos sladkorja in vnos črevesja
Podatki, zbrani med obdobjem dostopa do 28 v eksperimentu 3, so pokazali, da so podgane z dostopom do saharoze povečale svoj vnos saharoze v obdobju izpostavljenosti 28 (F(27, 279) = 4.9, p <0.001; Slika 1A), ugotovitev, podobna tistim, ki smo jih pokazali v prejšnjih poročilih s saharozo ali glukozo [3,20]. Podatki o vnosu črevesja so pokazali pomembno razliko med skupinami. Podgane s prekinitvenim dostopom do sladkorja so pojedle manj žrebe kot ad libitum in prekinitvene skupine črevesja (F(2,26) = 60.8, p <0.001; Slika 1B). Vendar pa v skupnem dnevnem vnosu kalorij ni bilo razlik med skupinami (Slika 1C).
Med obdobjem dostopa do 28 ni bilo razlik v telesni teži med skupinami; vendar je prišlo do učinka časa, saj so vse tri skupine v dneh 28 pridobivale na teži (F(4,104) = 298.9, p <0.001). V 36 urah pomanjkanja se je telesna teža sčasoma zmanjšala za vse skupine (F(2,52) = 1957.8, p <0.001), brez razlike med skupinami kadar koli (12, 24 ali 36 ur).
2.2. Preizkus 1: Vedenjski indeksi tesnobe po postenju pri podganah, ki preganjajo sladkor
Ko so bile 5 h odvzema hrane nameščene v povišanem plusu-labirint, so podgane, ki so bile predhodno vzdrževane na prekinitvenem sladkorju + črevesje, preživele manj časa (36 ± 18 s, 4% skupnega časa) na odprti roki plus-labirint v primerjavi z enako prikrajšano skupino ad libitum-chow, ki ni imela izkušenj saharoze (6 ± 34 s, 8% skupnega časa; t(16) = 2.01, p <0.05, d = 1.03, pri čemer se 0.8 ali višji šteje za velikost velikega učinka [18], in prep = 0.87; Slika 2).
2.3. Eksperiment 2: Podgane, ki preganjajo sladkor, so med postom zmanjšale zunajcelični DA in povečali ACh v lupini NAc
Prišlo je do pomembne interakcije med skupino in časom (pomanjkanje 12, 24 in 36 h) (F(4,28) = 2.86, p <0.05; Slika 3A). Po 24 h na tešče se je sproščanje DA zmanjšalo na 68 ± 6% za skupino, ki se je prej hranila s presihajočim sladkorjem + papriko, in 72 ± 5% za skupino za odstranjevanje črevesa ad libitum, medtem ko je ostala nespremenjena za prekinitveno skupino za pare (95 ± 7%) . Potem ko je zunajcelični DA na tešče 36 h ostal nespremenjen za prekinitveno skupino saharoze in črevesja (61 ± 14%), je bil v tem trenutku občutno manjši od obeh črevesnih skupin ad libitum (113 ± 14%, p <0.05) in prekinitvena skupina chow (104 ± 15, p <0.05).
Po odvzemu 12 h ni bilo razlik med skupinami za DA ali ACh (vmesni sladkor + chow = 1.6 ± 0.3 pg in 0.4 ± 0.1 pmol / vzorec; prekinitveni chow = 1.5 ± 0.4 pg in 0.7 ± 0.3 pmol / vzorec; ad libitum chow = 1.4 ± 0.3 pg in 0.7 ± 0.3 pmol / vzorec; DA in ACh).
Po testu 24 h na tešče so se ravni DOPAC znižale za vse skupine (F(2,34) = 33.8, p <0.001). Podoben, čeprav nepomemben trend smo opazili pri 36 urah posta. Čas je vplival tudi na sproščanje HVA (F(2,34) = 6.97, p <0.001). Tako kot DOPAC in DA se je HVA znižala po 24 urah na tešče za vse skupine (Tabela 1). Vendar pa je bil z 36 h na tešče HVA višji za vmesno skupino sladkorja + paprika (119 ± 20%), vendar se je za skupine ad libitum chow in prekinitvene črevesne skupine nekoliko zmanjšal.
Zunajcelični ACh se je spremenil v nasprotni smeri DA. Prišlo je do pomembne interakcije med skupino in časom (F(4, 30) = 4.81, p <0.005; Slika 3B). ACh se je po 24 h na tešče zvišal za prekinitveno saharozo + papriko (115 ± 10%; p <0.05), ne pa tudi za ad libitum chow skupino (77 ± 13%) ali prekinitveno chow skupino (90 ± 15%). Ta razlika se je povečala po 36 urah na tešče, pri čemer se je ACh povečal za prekinitveno skupino saharoza + chow (164 ± 14%) v primerjavi z ravnmi, opaženimi pri ad libitum chow (97 ± 17%; p <0.05) in prekinitveni čaj (104 ± 15%; p <0.05) kontrolne skupine.
Upoštevajte, da so bili osnovni ukrepi sprejeti po prvem 12 h postu na tešče, ko so presihajoča saharoza + paprika in podobne podrejene podgane normalno dobile hrano. Tako je bila časovna točka na tešče 36-h natančno 24 h po merilu 12-h. Na tej točki v cirkadianskem ciklu kontrolne skupine, ki so jih hranili mladiči, niso pokazale sprememb v DA ali ACh, medtem ko je imela skupina, ki je preganjala sladkor, bistveno nizko DA in visoko ACh.
Histologija je potrdila, da so bile umestitve sonde predvsem v lupini NAc (Slika 4).
2.4. Preizkus 3: Znaki umika po tetah pri podganah, ki preganjajo sladkor, niso neposredno povezani s hipoglikemijo
Med skupinami ni bilo pomembnih razlik v ravni glukoze v krvi (razpon za 12 h = 5.1 – 7.8 mmol, razpon za 24 h = 4.6 – 6.9 mmol, razpon za 36 h = 4.2 – 6.4 mmol). Vendar je prišlo do učinka časa, ko se je koncentracija glukoze v krvi znižala za vse skupine v času pomanjkanja 36 h (F(2,52) = 52.8, p <0.001).
3. Diskusija
3.1. Vedenjski znaki tesnobe med postom pri podganah, ki preganjajo sladkor
Povišan plus-labirint je eden najpogosteje uporabljenih preskusov tesnobe na živalih [14,21] in je bila potrjena za splošno tesnobo [22] in tesnoba, ki jo povzroči umik drog [23]. Rezultati eksperimenta 1 kažejo, da lahko post na dieti s prekinitvenim dostopom do sladkorja povzroči tesnobo, merjeno s povišanim plusom labirinta. Podgane, ki so se prej pivile zaradi sladkorja, so porabile 6% časa na odprtem kraku labirinta, v primerjavi z 11% za skupino ad libitum chow. Ti podatki so v območju vrednosti, ki jih dobijo drugi, rezultati pa so podobni tistim, ki jih običajno najdemo s tem postopkom [24,25]. Ta ugotovitev je podobna zmanjšanemu raziskovanju odprtih rok, ki so ga opazili po spontanem umiku morfija [26]. V prejšnjih študijah živali, ki so bile vzdrževane na ad libitum dieti s sladkorjem in papriko, niso pokazale nobenih znakov tesnobe, kadar so dajale nalokson, medtem ko so živali, ki se vzdržujejo na prekinitveni dieti s sladkorjem in paprikami, pokazale anksioznost, če so mu dajale isti odmerek naloksona [3]. Ad libitum dostop do sladkorja prav tako ni povzročil drugih vedenjskih znakov odvisnosti, vključno z navzkrižno preobčutljivostjo na amfetamin [27] in pripravljenost za uživanje alkohola [28]. Ta vedenja povzročajo prekinitve dostopa do sladkorja. Pomembnost prekinitve dostopa pri izvabljanju opazovanih učinkov še nakazujejo ugotovitve, v katerih abstinenca od saharina ad libitum ni povzročila depresivnega vedenja [29], kar je drugo vedenje, ki ga lahko opazimo med umikom. Glede na te prejšnje študije sladkor ad libitum v tem poskusu ni bil preizkušen.
Študije so pokazale tudi, da pri podganah, ki se pičijo s saharozo, ne uživanje saharoze, temveč dolgotrajna abstinenca od diete ne povzroča prehrane. Prej smo poročali, da podgane, ki preganjajo sladkor, z vsakodnevnim dostopom 12-h, ki jim sledi pomanjkanje 12-h, ne kažejo somatskih znakov tesnobe, ultrazvočnih klicev stiske ali tesnobe na povišanem plusu labirintu po običajnem 12-h, dnevno obdobje odvzema hrane [3]. Sedanji rezultati potrjujejo, da pomanjkanje 36-h resnično povzroča anksiozni pojav.
Ugotovitev tesnobe med postom v eksperimentu 1 je podobna opijatskim odtegnitvenim znakom, ki jih je mogoče oboriti z opioidnim antagonistom naloksonom [3]. Občutljivost na naloksona pri podganah, ki preganjajo sladkor, kaže na spremembo endogenih opioidnih receptorjev kot posledica prehrane. To je bilo potrjeno v poročilih, ki kažejo, da pikanje na okusni hrani spreminja vezavo mRNA enkefalina in μ-opioidnih receptorjev v NAc [30-32]. Verjetno so znaki umika po pomanjkanju, ki so jih opazili v tej študiji, posledica pomanjkanja endogene stimulacije z opioidi pri živalih, ki preganjajo sladkor.
Ti rezultati so v skladu z drugimi poročili o opijatskih odtegnitvenih znakih, ki sledijo na tešče ali se pojavijo spontano, pri podganah, ki so se prej pivile na sladkor. Poleg somatskih znakov stiske [3], opazili so agresivno vedenje in znižanje telesne temperature [10]. Te spremembe v vedenju in fiziologiji so podobne tistim, ki so jih opazili med odvzemom opiatov [33,34], in podpirajo teorijo, da lahko prehrana s prekinitvenim dostopom do sladkorne raztopine povzroči znake opiata podobnega umika.
3.2. Zunajcelični DA in ACh v tečajih med postom pri podganah, ki preganjajo sladkor
V obdobju 36 h na tešče so se v primerjavi z obema kontrolnima skupinama vrednosti DA za občutno znižale za sladkorno in črevesno skupino. To kaže, da lahko pomanjkanje hrane in vode povzroči izgubo ton DA pri podganah z anamnezo pihanja sladkorja. Hkrati je povišan zunajcelični ACh, kar kaže na stanje, podobno opioidnemu umiku.
Kontrolne skupine niso pokazale tega učinka. V tej časovni točki 36-h, ki je enaka faza svetlobnega / temnega cikla kot časovna točka 12-h, se je DA vrnil na izhodiščne ravni za krovno skupino ad libitum (Slika 3A). To kaže na to, da so akumulatorji DA v skupini ad libitum chow sledili dnevnemu ritmu, kot predlagata Paulson in Robinson [35]. Drugi so predlagali podobne spremembe v striatumu [36,37]. Tega dnevnega učinka pri prekinitveni skupini ni bilo mogoče opaziti, morda zato, ker ciklično krmljenje lahko spremeni običajni cirkadiani ritem sproščanja DA.
Dolgotrajno znižanje zunajcelične DA v prekinitveni skupini sladkorja in govedine je podobno tistemu, o čemer so poročali med spontanim umikom morfija [7] in lahko igrajo vlogo pri spodbujanju ponovne vzpostavitve vnosa sladkorja po abstinenci [38]. Rezultati, dobljeni s prekinitveno skupino črevesja, ki je v vsakem trenutku pokazala sorazmerno majhne spremembe sproščanja DA, kažejo, da je kombinacija pihanja na sladkorju in prigrizku, ne le pri nas, pomembna pri ustvarjanju opaženih učinkov.
Čeprav DOPAC in HVA običajno sledita vzorcem, ki so podobni DA, to ni vedno tako. V pričujočem poskusu DOPAC in HVA nista pokazala dnevnih sprememb, kot so jih opazili pri DA, in sta namesto tega sčasoma ostala zatirana. Čeprav so drugi poročali o cirkadianih nihanjih teh presnovkov v NAc [35], ne poznamo nobenega papirja, ki bi meril te ravni med postom za 36 h. Tako bi lahko v tem poskusu postenje vplivalo na metabolizem DA v kontrolni skupini za pare.
Ravni ACh so pokazale pomembno razliko med skupinami po 36 h postu. ACh v NAc je bil vpleten v zaužitje vedenja [39] in zlasti sitosti [40-44], in kadar je DA nizka, lahko ACh spodbudi odpornost [40,45-48]. Znaten porast ACh, opažen pri presihajočih podganah sladkorja + paprika med postom v tem poskusu, lahko ustreza negativnim vidikom odvzema nagrade. Prejšnje študije podpirajo teorijo, da so ugotovitve, navedene tukaj, posledica odvzema prehrane s saharozo. Podgane izpuščajo DA saharozo in kažejo oslabitev sproščanja ACh v NAc [20,49], kar je nasprotno od sedanjih rezultatov, ki jih vidimo pri dolgotrajni prikrajšanosti. Neuravnoteženost med domačimi DA in ACh v prekinitveni skupini sladkor + čevap, ne pa v kontrolnih skupinah, lahko prispeva k anksioznosti, opaženi v eksperimentu 1.
3.3. Ravni glukoze v krvi med postom pri podganah, ki preganjajo sladkor
Hipoglikemija lahko privede do averzivnega stanja, iz katerega lahko žival poskuša pobegniti s prehrano. Vedenja, povezana s tem averzivnim stanjem, so podobna tistim, ki so jih opazili med dajanjem naloksona ali na tešče pri podganah, ki ugriznejo saharozo [50]. Na sistem nagrajevanja možganov lahko vpliva množica dejavnikov. Toda zaradi podobnosti med vedenjem, ki so ga opazili med hipoglikemijo, in tistim, ki so ga opazili med anksioznostjo, je ta študija izmerila raven glukoze v krvi, da bi zagotovila, da opaženi učinki niso bili le posledica aberantnega glikemičnega statusa. Ravni glukoze v krvi so bile podobne v vseh skupinah, zato se zdi, da ne upoštevajo vedenjskih razlik ali sprememb v DA in ACh sproščanju. Iz tega lahko sklepamo, da je povprečna raven insulina ostala nespremenjena po skupinah, saj sprememb v ravni glukoze v krvi niso opazili, telesne teže pa se niso razlikovale zaradi urnikov hranjenja. Tako sedanje ugotovitve kot tudi tiste iz prejšnjega poročila [30], predlagajo, da vedenjske in nevrokemične spremembe niso posledica razlik v ravni glukoze v krvi. Namesto tega so lahko posledica kombinacije sprememb v endogenem opioidnem in DA sistemu.
4. Zaključek
Dolgotrajna prikrajšanost po piju zaradi sladkorja lahko povzroči vedenjske in nevrokemične prilagoditve, podobne tistim, ki so jih opazili, ko so živali, odvisne od opioidov, prikrajšane za zlorabljeno snov, kot je morfij. Ti kazalniki opijatnega umika so znaki odvisnosti. Ta ugotovitev v kombinaciji s prejšnjimi študijami, ki kažejo, da lahko pivanje sladkorja povzroči druge znake odvisnosti, vključno z dopaminergičnimi in opioidnimi spremembami [30,32], oborjen z naloksonom in spontani odvzem [3], navzkrižna senzibilizacija z zlorabami drog [27,51], povečan vnos sladkorja po abstinenci [38], časovno odvisno povečanje odzivov na predloge, ki so bili prej povezani s sladkorjem [52], in pripravljenost za uživanje alkohola [28] kaže, da je odvisnost očitna od več razsežnosti [53,54]. Sedanje ugotovitve so lahko pomembne za razumevanje averzivnih komponent, ki bi lahko prispevale k pojedu.
Priznanja
To raziskavo so podprli štipendije USPHS AA-12882 (za BGH) in DA-16458 ter DK-79793 (štipendije za NMA).
Reference