Int J Jejte neskladje. Avtorski rokopis; na voljo v PMC 2012 Apr 1.
Objavljeno v končni obliki:
PMCID: PMC2941549
NIHMSID: NIHMS191205
Kimberly D. Oswald, MA,1 Donna L. Murdaugh,1 Vinetra L. King,1 in Mary M. BoggianoDr.1,2
Minimalizem
Cilj
Prehranjevanje vključuje nenormalno motivacijo za zelo okusno hrano, saj ta živila večkrat zaužijemo kljub učinkom prejedanja in življenjsko vplivajočim posledicam, ki jih povzročajo zaužitje. Ugotovili smo, ali podgane, opredeljene kot nagnjene k jedenju (BEP), podobno kažejo nenormalno motivacijo za okusno hrano.
Metoda
Podgane BEP in podgane, odporne na prehranjevanje (BER), so dobile prostovoljni dostop do okusne hrane, seznanjene z naraščajočo stopnjo stopal. Pozneje so bili izpostavljeni obdobju cikličnega omejevanja kalorij.
Rezultati
BEP-ji so zaužili bistveno več in prenašali višjo stopnjo nožnega okusa za okusno hrano kot BER. Ciklično hranjenje z omejitvami je povečalo toleranco BER na šok za okusno hrano.
Razprava
Prej opažene vzporednice modela BEP pri podganah do prehranjevanja s človekom so zdaj razširjene, tako da vključujejo nenormalno motivacijo za okusno hrano. Ta model bi se moral izkazati za uporabnega pri določanju specifičnih genov, ki vplivajo na prehransko okolje, da posredujejo pri prenajedanju in lahko kaže na nove fiziološke cilje za zdravljenje kompulzivnega prenajedanja.
Za prehranjevanje je značilno prisiljevanje iskanja in uživanja velikih količin hrane v diskretnem časovnem obdobju (1). Medtem ko je makronutrientna sestava napitkov pogosto podobna običajnim obrokom (2), je zelo prijetna hrana, ki je zelo hrepenela in najraje med popivanjem. To so živila, ki imajo običajno veliko saharoze in maščob, in ker so kalorično gosta, so med pijačami običajno prepovedana (3-7). Motivacijo za večkratno iskanje in uživanje okusne hrane lahko razumemo kot nenormalno glede na številne posledice, ki so posledica zaužitja teh živil. Znano je, da na primer prijetna hrana sproži napitke (7, 8) in prispevajo k povečanju telesne mase in s tem povečani preokupaciji s povečanjem telesne teže (7-8). Binges vodi do poslabšanja telesne slike, nizke samopodobe, motenj razpoloženja, povečanega zaznanega življenjskega stresa in škodljivih zdravstvenih posledic (9-13). Ponavljajoče se uživanje okusnih živil s polnim vedenjem, da verjetno ne bo prišlo do napitka, skupaj s poslabšanjem simptomov in posledic, ki jih povzroča prejedanje, ne moremo obravnavati kot prilagodljivo.
Živalski modeli so dragoceni, saj pomagajo pri prepoznavanju fizioloških temeljev zapletenega človekovega vedenja, za kar je zagotovo primer pojest pojest. Veljavnost živalskega modela prenajedanja je deloma odvisna od števila kliničnih značilnosti, ki jih reproducira. Ena od značilnosti, ki je bila predhodno raziskana pri teh modelih, je kompulzivna narava uživanja okusne hrane kljub averzivnim posledicam. Uživanje bistveno bolj prijetne hrane lahko pomeni večjo motivacijo za to hrano. Vendar je toleriranje kazni zanj močnejši dokaz nenormalne motivacije za okusno hrano. Glavni cilj te študije je bil torej ugotoviti, ali so podgane, ki so nagnjene k uživanju popivanja, značilne tudi povišana motivacija za okusno hrano, kot jo opredeljuje prostovoljno odstopanje od kazni za določeno okusno živilo. Tukaj je bila prostovoljna kazen povišanje ravni električnega udara v nogah, ki je bilo dostavljeno takoj po pridobivanju zelo okusne hrane. Prostovoljnost takšnega vedenja je bila zagotovljena s tem, da je podganam kadarkoli omogočila vstop in pobeg iz okrasne uličice, hranjene s hrano, z zagotavljanjem navadnega podgana zajca v uličici brez sunkov in s tem, da podgana ni omejila nobenega vnosa hrane. da se uvrsti na ulico za izbiro hrane. Drugi cilj študije je bil ugotoviti, v kolikšni meri izpostavljenost kratki zgodovini cikličnih kaloričnih omejitev, ki ji sledi ad lib refiting, spremeni motivacijo podgan BEP in BER za prenašanje stopal na okusno hrano. Ciklična kalorična omejitev je bila zasnovana tako, da simulira restriktivno dieto, ki je pogosta med številnimi z motnjami prehranjevanja, vključno z bulimijo nervozo in motnjo prehranjevanja (10, 14-16).
Naš BEP / BER model temelji na ugotavljanju inherentnih in stabilnih razlik v porabi okusne hrane pri podganah v diskretnem obdobju 1-4hr (17). Podgane iste starosti in spola običajno uživajo zelo podobne količine običajnega podganjega čaja, ki je njihova vzdrževalna prehrana. Vendar pa se lahko zelo razlikujejo glede tega, koliko okusne hrane zaužijejo, če jim damo izbiro med temi živili in čajem. BEP podgane so tiste, ki dosledno zaužijejo> 40% bolj okusno hrano kot tiste podgane, ki dosledno jedo najmanj okusne hrane (podgane BER). BEP-ji niso preprosto "veliki jedci", ker se ne prehranjujejo s svojo običajno in manj okusno vzdrževalno prehrano s podganjim čaujem. Zato BEP potrebujejo okusno hrano, da sproži nenormalen odziv na njihov vnos hrane, kar verjetno odraža medsebojno vplivanje okolja gen x na njihovo vedenje pri hranjenju, interakcijo, ki je verjetno prisotna tudi pri prehranjevanju s človekom. Ker BEP večji vnos okusne hrane ne nadomestijo z manj jedilnika, je tudi njihov skupni vnos hrane večji kot pri BER.
Poleg tega, da pojedo večje količine hrane v diskretnem in istem obdobju kot podgane BER, podgane BEP kažejo tudi druga vedenja, ki so značilna za prehranjevanje s človekom. Te so opisane drugje (17), vendar na kratko vključujejo: 1) prehranjevanje čez sitost, saj po obdobju pomanjkanja hrane zaužijejo toliko hrane, kot ko jo pojejo; 2) odpuščajo bolj zdravo moko za okusno hrano, ko so pod stresom (BER-ji naredijo nasprotno, odvržejo okusno hrano nad bolj hranljivo moko, ko so pod stresom); 3) hitreje oživi od hipofagije, ki jo povzroči stres (kakršna koli hipofagija, ki jo povzroči stres, se v BEP v eni uri ne kaže več), in 4) Status BEP ne napoveduje vedno debelosti (10, 18-22). Ko ga postavimo na stalno dieto z veliko maščobami, ravno toliko BEP kot BER razvije debelost in toliko ljudi v vsaki skupini se upira debelosti (17). Podobno med ljudmi, ki se prehranjujejo, vsi ne razvijejo debelosti, ker se bodo nekateri na različne načine, navadno na slabši način, izničili, da bi se uprli debelosti (1). BEP in BER, ki se upirajo debelosti, to storijo tako, da prostovoljno zaužijejo manj diete z veliko maščobami (17).
Ta študija je uporabila model BEP / BER, da je dodatno potrdila njegovo uporabo v raziskavah prehranjevanja s popivanjem, tako da je ugotovila, ali je za BEP značilna tudi nenormalna motivacija za okusno hrano. Preizkusili smo hipotezo, da podgane, ki jim je bil dodeljen status BEP, pridobijo in zaužijejo bolj okusno hrano, kljub temu, da se pri tem povišajo stopnji stopal. Drugič smo domnevali, da bodo podgane BEP in BER, ki so bile v preteklosti podvržene cikličnemu omejevanju kaloričnih omejitev, simulaciji prehrane pri ljudeh, iskale in zaužile bolj okusno hrano kljub averzivni posledici stopal. Zato je bilo napovedano, da bodo izkušnje z omejevanjem kalorij spremenile BER v bolj podgane, podobne BEP, v BEP pa bi izkušnja še bolj povečala njihovo motivacijo za okusno hrano. Nazadnje smo izmerili vnos hrane BEP-jev in BER-ov, ko so imeli v varnih mejah domače kletke prvič dostop do prejšnje šokantne okusne hrane glede na labirint. Napovedovali smo, da bodo BER-ji porabili toliko tega prijetnega živila kot BEP zaradi večje spodbujevalne vrednosti, ki jo je ustvarila njegova nekdanja nedosegljiva narava, simulacija "prepovedane" hrane.
Metoda
Predmeti
N = 52, mladi odrasli (dan 90) samice podgan Sprague-Dawley so bile nameščene v parih v standardnih posteljnih kletkah pod ciklom 12-hr svetlobno / temno uro (sveti ob 1100 uri) z dostopom do libitovega čokolade in vode med 2 tedne priklopa na kolonijo. Po tem so bili opravljeni testi hranjenja 4, v katerih so bile vsem podganam dovoljene dostop do izbire piščanca in okusne hrane, piškotov Oreo Double Stuf (Nabisco, East Hanover, NJ), v obdobju 24 hr. Vsakemu preskusu hranjenja so sledili vsaj 3-5 dnevi samo krave, tako da je bil njihov dostop do okusne hrane prekinljiv. Med preskusi krmljenja 4 smo hrano dajali tik pred izgorevanjem, zaužite količine pa smo merili po urah 4. Za vsak test je bila določena srednja ocena kcal. Podgane so za vsak preskus kategorično opredeljene kot BEP ali BER, odvisno od tega, ali so pojedle več ali manj od povprečne ocene. Končna dodelitev statusa BEP za študijo je bila dana N = 10, ki je zaužil najvišjo povprečno prijazno kcalno hrano in ki so jo med testi 4 dosledno kategorizirali kot BEP. Končna dodelitev statusa BER je šla tistim N = 10, ki so zaužili najnižjo povprečno klavno količino hrane in so bili v vseh testih 4 dosledno razvrščeni kot imajo status BER. Njihov fenotip BEP / BER je sčasoma ostal stabilen, kot je razvidno iz Exp. 3. Pretekle študije s kategorizacijo BEP / BER so bile tudi močan dokaz, da se fenotipi obdržijo sčasoma in po izpostavitvi različnim eksperimentalnim manipulacijam [17]. Vmesni preskusi, ki so namenjeni samo zatiranje, prav tako niso potrdili razlike med vnosom črevesja med skupinami, kar kaže na to, da BEP in BER niso bili samo „veliki“ ali „majhni“ jedci.
Diete
Podgane so imele v celotni študiji dostop do podgane Purina podgane (Harlan Teklad Global Diets, Indianapolis, IN), razen kjer je bilo navedeno. Double Stuf Oreo piškoti (originalni okus; Nabisco, East Hanover, NJ) so bili uporabljeni kot okusna hrana za dodelitev statusa BEP / BER. Ta okusna hrana vsebuje veliko maščob in ogljikovih hidratov (saharoze), ki so značilne za sestavine v okusni hrani, ki jo hrepenijo in prekomerno zaužijejo med človekovimi napitki (3-7). Oreo piškotki so bili uspešno uporabljeni tudi pri drugih modelih podgan pri prehranjevanju s podganami in so bili prvotno uporabljeni za razvoj modela BEP / BER (8, 17, 23-27). Bonboni M&M (Mars, Inc., McLean, VA), prav tako z visoko vsebnostjo maščob in saharoze, so služili kot okusna hrana v labirintu footshock za merjenje motivacije podgan za to hrano. Samo v labirintu so podgane lahko zaužile M&M. Edina izjema je bil na samem koncu študije (Exp. 4), kot je opisano spodaj. M&M in ne Oreos so bili uporabljeni v labirintu, da so vzpostavili jasno povezavo med koristnimi lastnostmi te okusne hrane in posledicami nožnega udara. Prejšnja študija je potrdila, da imajo BEP in BER, tako kot Oreos, raje M&M kot chow, vendar BEP po definiciji porabijo bistveno več kcal M&M kot BER v običajnih pogojih (17). M & M-ji so bili tudi praktična izbira za labirint, ker so bili dovolj majhni, da jih je bilo mogoče hraniti v hranilniku uličic in jih je bilo mogoče enostavno dobiti, odnesti in pojesti znotraj uličic labirinta.
Labirint stopal
Labirint je bil sestavljen iz dveh ulic sistema Habitest Coulbourn Instruments (Allentown, PA). Na koncu vsake od teh 70 × 9.5 cm zaprtih, prozornih uličic je bil lijak za hrano, eden je vseboval vnaprej izmerjene pelete chow, drugi pa izmerjene M&M. Samo roka, vabljena z M & M-ji, je bila postavljena tako, da je skozi kovinske palice na tleh ulice povzročila premešan električni udar. Ročica za vklop / izklop za oddajanje toka je bila ročno upravljana, vendar je bila vsaka stopnja udarne napetosti prednastavljena, da se zagotovi natančnost, preden so podgane postavili v labirint. Ločitvi obeh ulic labirinta je bilo pokrito vozlišče, ki je bilo vedno brez šoka. Uličice so bile postavljene tako, da so živali lahko ves čas trajanja vsakega preizkusa prosto pohajale po vseh odsekih labirinta. Na ta način je bil celo del labirinta, združen s stopalko, ves čas izognjen.
Statistične analize
Spodaj so opisani štirje poskusi z ustreznimi rezultati po vsakem opisu. V Exp. 1, ločene enosmerne ANOVE so analizirale učinek BEP / BER stanja na M & Ms kcal, porabljene in pridobljene na vsaki stopnji šoka. Če podgane niso prenašale določene stopnje šoka, je bila dodeljena vrednost nič. Z analizo hi-kvadrat smo ugotovili, ali več podgan iz ene od skupin prenaša vsako stopnjo šoka. Exp. 2 je uporabil faktorsko zasnovo 2 × 2 (zgodovina cikličnega omejevanja kalorij ali pomanjkanje cikličnega omejevanja kalorij × BEP ali BER). Enosmerne ANOVA so bile uporabljene za raziskovanje glavnih učinkov in interakcij teh dejavnikov na enakih odvisnih spremenljivkah kot v Exp.1. Za izkušnjo 3 in 4 smo analizirali vnos Oreo kcal (Exp. 3) in M&M kcal (Exp. 4) pri podganah BEP v primerjavi z BER v domači kletki z uporabo ločenih enosmernih ANOVA. Za vse teste je bila vrednost alfa nastavljena na p <0.05. Rezultati so prikazani kot skupinske vrednosti ± SEM. Vse postopke je odobrila Univerza v Alabami pri institucionalnem odboru za nego in uporabo živali v Birminghamu.
Poskusi in rezultati
Status BEP / BER je bil potrjen pred vsemi poskusi. Povprečna srednja vrednost razdeljenega okusnega vnosa hrane v 4 preskusih hranjenja z uporabo začetnih 52 podgan je bila 35 kcal / 4 ure. Po pričakovanju ni bilo razlik v količini pojedenega čaja med BEP in BER, ne glede na to, ali je bil chow dan sam ali s piškotki. Povprečno po 4 preskusih hranjenja so podgane BEP pojedle 64% bolj okusno kcal hrane kot BER, p <0.001 (Slika 1). Tudi po pričakovanjih zaradi občasnega in stalnega dostopa do okusne hrane ni bilo razlik v telesni teži BEP in BER na koncu testov hranjenja (BEP = 171.90 ± 1.7 g v primerjavi z BER = 168.13 ± 2.0 g; ne prikazano). Vmesni dostop do hrane s okusno hrano je bil zasnovan tako, da simulira vmesni (v primerjavi s konstantnim) vnosom okusne hrane, ki je značilen za ljudi z vzorci prehranjevanja (1).
Eksperiment 1: Motivacija za okusno hrano v BEP vs. BER Podgane
Postopek: Prizgoravanje za izbiro hrane labirint
Podgane so prevažali iz živalske kolonije v laboratorij na cca. 1200 ur v domačih kletkah z vodo ad lib in čajem, tako da so bili nasičeni v času testiranja. Vsi postopki v labirintu so se odvijali v temi pod rdečo svetlobo. Vsaka podgana je bila postavljena v labirint v vrstnem redu proti stanju skupine (BEP / BER) za 10 minut / dan, dokler se ni prilagodila. "Aklimacija" je bila opredeljena kot podgana, ki je v prvi minuti v labirintu zaužila ≥ 1 ugriz M&M. Vsakemu je bilo dovoljeno toliko preskusov, kolikor je bilo potrebno, da se prilagodi. Ko so se posamezne podgane prilagodile, so prešle v preizkusno fazo poskusa. Aklimacijski preskusi in preizkusi so potekali 3 dis na teden, vmes pa je bil vsaj 1 dan brez testiranja.
Rezultati
Število preskusov, potrebnih za prilagajanje labirintu, se je gibalo od preskusov 2 do 10. Med podganami BEP in BER ni bilo razlik v številu preskusov, potrebnih za aklimatizacijo [F (2, 29) = 1.04, p = 0.37]. Povprečno število preskusov za aklimatizacijo je bilo 3.13 ± 0.3.
Postopek: preskus motivacije za okusno hrano kljub posledicam
Prvi testni dan, ki je sledil aklimaciji, po odvzemih M&M ni bil izveden noben udarec. To je omogočilo merjenje izhodiščne okusne porabe hrane v 10 minutah za vsako podgano in tudi potrditev prilagajanja podgan labirintu. Če podgana v <1 minuti ni zaužila ugriza okusne hrane, so jo premaknili nazaj v fazo aklimacije, dokler ni spet minila. Drugi testni dan je bila 0.10 sekunde uporabljena najnižja stopnja šoka (3 mA) takoj po pridobivanju M&M. "Pridobivanje" je bilo opredeljeno kot popolna odstranitev M&M iz lijaka za hrano s pomočjo tace ali ust. Ta stopnja šoka se je ponavljala tolikokrat, ko se je podgana vrnila in med 10-minutno sejo pridobila M&M. V vsaki 10-minutni seji se je nato raven šoka povečala za 0.05 mA, dokler podgana ni več izvedla M&M. Na testni dan po neuspelem pridobivanju je podgana dobila še eno priložnost, da to stori pri predhodno dani ravni šoka. Če podgana spet ni uspela pridobiti okusne hrane, je v preizkusnih dneh ni več dala v labirint, ampak so jo preostanek te faze študije držali v domači kletki s čajem. Pripravljenost za sprejem M&M v nasičenih razmerah in med dostopom do čaja v sosednji roki, ki je bila brez šoka, je bila naša operativna definicija motivacije za okusno hrano.
Ko so bile podgane postavljene v labirint, so bile vedno usmerjene proti sredinskemu pestu, ki ni bilo vabljeno s hrano ali ožičeno za nožni udar. To je zagotovilo, da živali ne bodo pristranske do nobene ulice za izbiro hrane. Med poskusom sta bila vedno prisotna dva raziskovalca. En pomočnik je podgane podtaknil v labirint in z ročnim sprožilcem sprožil nožni udarec; drugi, ki je bil slep za skupinski status, je zabeležil vedenje živali. Napravo smo med živalmi očistili s kloroheksinom. Zabeleženo je bilo število pridobitev M&M in skupna količina zaužitih M&M (v kcal) na vsaki stopnji šoka, pa tudi najvišja dovoljena raven šoka (tj. Najvišja raven, na kateri je bil vsak še vedno pripravljen pogumiti za več M&M). vsako podgano v vsakem preskusnem preskusu.
Rezultati
Kljub precejšnjim razlikam v skupinah N = 10 je prišlo do pomembne splošne razlike v številu M&M pridobivanj med skupinami. BEP so opravili več ponovitev (4.30 ± 0.4) kot BER (2.75 ± 0.3) z vsemi stopnjami šoka skupaj [F (2, 29) = 4.58, p <0.02]. Na vsaki stopnji šoka (Slika 2), skupinski nastopi so bili različni. Številke iskanja BEP se statistično niso razlikovale od BER-jev na najnižji ravni (0.10 mA), na ravni 0.15 mA ali pri stopinjah 0.20 mA. Ker pa se je intenzivnost šoka povečala na 0.25 mA, so BEP dosegli bistveno več ponovitev kot BER (6.10 ± 0.8 v primerjavi z 2.11 ± 0.7), [F (2, 29) = 6.48, p <0.01]. Pri 0.45 mA so BEP nadaljevali s prijetnejšim pridobivanjem hrane kot podgane BER, [F (2,29) = 4.42, p <0.05]. Le BEP-ji so še naprej pridobivali podatke, ki presegajo stopnjo nožnega udara 0.50 mA (Slika 2).
BEP so uživali tudi bolj okusno hrano kot BER na vseh stopnjah šoka skupaj [F (1, 19) = 6.35, p <0.05]. Kot je prikazano v Slika 3, BEP so porabili bistveno več kot BER pri ravni šoka 0.10 mA (14.7 ± 1.9 kcal v primerjavi s 7.3 ± 1.5 kcal), [F (2, 29) = 4.08, p <0.05], ravni 0.20 mA, [F (2, 29) = 3.29, p = 0.05], raven 0.25 mA (BEP = 11.95 ± 3.0 kcal v primerjavi z BER = 2.7 ± 1.2 kcal), [F (2, 29) = 6.11, p <0.01] in nivo 0.45 mA [F (2, 29) = 3.34, p = 0.05].
Nazadnje, ko se je stopnja šoka povečala, se je število podgan BER, ki so prenašale šok zaradi prijetne hrane, zmanjšalo, medtem ko je število BEP, ki so dopuščale povečanje ravni, ostalo skoraj enako (Slika 4). Na ravni 0.40 mA je več BEP v primerjavi z BER prenašalo šok za M&M (N = 8 ali 80% BEP v primerjavi z le 1 ali 10% BER), [X2 (2, N = 30) = 10.05, p <0.01]. Na ravni 0.45 mA so bili rezultati podobni pri N = 7 (70%) podgan BEP in N = 1 (10%) podgan BER, ki so prenašale šok [X2 (2, N = 30) = 9.30, p <0.01]. Nad nivojem 0.45 mA je bil N na skupino, ki je ostala, prenizek, da bi zaznali pomembnost; vendar se je trend večjega števila BEP in BER, ki prenašajo šok za M&M, nadaljeval. Kar zadeva najvišjo stopnjo šoka, ki jo je prenašala vsaka skupina, je obstajala jasna razlika med skupinama [F (2, 29) = 6.02, p <0.01]. BEP so bili pripravljeni prenašati veliko višjo in statistično pomembno stopnjo nožnega udara kot negativno posledico za pridobivanje okusnih jedi v primerjavi z BER (0.42 ± 0.04 mA v primerjavi z 0.26 ± 0.03 mA).
Eksperiment 2: Vpliv anamneze ciklične kalorične omejitve na motivacijo za palabilno hrano v BEP v primerjavi z BER Podganami
Postopek: Protokol ciklične kalorične omejitve
Po Exp. 1, polovica podgan v vsaki skupini BEP in BER je bila dodeljena izkušenju bodisi z anamnezo bodisi z anamnezo brez cikličnega omejevanja kalorij. Te podskupine so ustrezale stopnjam prenosa šoka. Protokol cikličnega omejevanja kaloričnih omejitev je bil enak kot v prejšnjih poskusih z drugimi podganjimi modeli prejedanja (8, 23-28) in je orisano v Tabela 1. Skupinam, ki so imele anamnezo cikličnega omejevanja kaloričnih omejitev, je bilo naloženih pet petdnevnih omejitev, ki omejujejo 11. Pet dni adw low chow je sledilo zadnji dan poročevalnega cikla 5th. Telesno maso smo spremljali ves čas. Po zadnjem ciklu omejitve je bila povprečna telesna teža tistih z anamnezo omejevanja v preteklosti 334.43 ± 8.9 g v primerjavi z 348.32 ± 11.8 g. tistih brez takšne zgodovine. Ta razlika ni bila pomembna [F (1, 29) = 0.885, p = 0.36], kakršni koli trendi za tehtanje manj pa so bili enakomerno razporejeni med podganami BEP in BER. Takrat je testiranje v šoku labirint potekalo kot v Exp. 1. brez aklimatizacijskega obdobja. Kot v Exp. 1, prvi dan testiranja v labirintu ni vključeval stopala.
Rezultati
Med skupinskim (BEP / BER) ali izkušnjami z omejevanjem hranjenja ni bilo pomembnih glavnih učinkov niti vplivov interakcije na število M&M, pridobljenih, zaužitih ali toleriran šok, ko so bile podgane vrnjene v labirint. Zmeda pri tej zasnovi in razlagi tega pomanjkanja razlike je v tem, da so bile vse zadnje izkušnje živali v labirintu s šokom, ki je bil dovolj averziven, da je preprečil iskanje M&M. Zato so se vse podgane zelo obotavljale vstopiti v ulico, kljub dejstvu, da na tem prvem poskusu v labirintu ni bilo nobenega šoka. Vendar je obstajal trend, da BER z zgodovino kaloričnega omejevanja vnašajo več nalogov kot BER brez te izkušnje (Slika 5A; 1.40 ± 0.5 v primerjavi z 0.20 ± 0.2), [F (1, 9) = 4.80, p = 0.06]. Zaužili so tudi bistveno bolj okusno hrano kot njihovi neomejeni kolegi (Slika 5B; 4.9 ± 1.5 kcal glede na 0.8 ± 0.8 kcal,) [F (1, 9) = 5.70, p <0.05]. Med BEP z in brez anamneze cikličnega kaloričnega omejevanja hranjenja ni bilo ugotovljene nobene pomembne razlike, ki sta dobili povprečno le 0.8 ± 0.4 M & M in porabili povprečno 2.6 ± 1.8 okusnih kcal (ni prikazano).
Preizkus 3: Stabilnost statusa BEP in BER
Postopek
Da bi ugotovili, ali je izpostavljenost nožnemu udarcu v uličici z drugačno okusno hrano (M&M vs. Oreos), zgodovina cikličnega kaloričnega omejevanja ali zgolj čas spreminjal BEP / BER status podgan po Exp. 2 podgane so v domačih kletkah dobile isti test hranjenja s piškoti Oreo + chow, ki je bil uporabljen za njihovo uvrstitev med BEP ali BER pred Exp. 1.
Rezultati
Kljub izpostavljenosti omenjenim manipulacijam je test hranjenja v domači kletki s piškotki Oreo razkril, da sta dodelitvi BEP in BER ostali stabilni. BEP-ji so zaužili bistveno bolj okusne kcal hrane kot skupina BER (42 ± 99 kcal v primerjavi s 2.7 ± 30.67 kcal), [F (3.7, 1) = 19, p <7.24]; Slika 6A.
Preizkus 4: Odziv BEP proti BER podganam na prost dostop do okusne hrane, ki je bila prej povezana z izbirnim stresom
Postopek
Po Exp. 3 so bile podgane tri dni v domačih kletkah samo na čaju in vodi. Nato so prejeli vnaprej izmerjene količine chow in M&M ob temnem nastopu, vnos pa so izmerili po 4 urah. Takrat so prvič in edino prejemali M&M v varnem (tj. Brez šoka) okolju domačih kletk.
Rezultati
Kot je prikazano v Slika 6B, v nasprotju s preskusi hranjenja z Oreo pa so podgane BER pojedle toliko M&M kcal kot BEP podgane (BEP = 62.10 ± 5.2 kcal v primerjavi z BER = 54.90 ± 5.5 kcal), [F (1, 19) = 0.90, p = 0.36, ns].
Razprava
Glavna ugotovitev študije je bila, da podgane, razvrščene med nagnjenimi k jedi (BEP), zaradi povečanega vnosa hrane v prisotnosti okusne hrane, niso le zaužile več te hrane, ampak so bile pripravljene prenašati tudi višjo stopnjo stopničke, da bi jo priklicale. in ga zaužijemo v primerjavi s podganami, ki so odporne na požiranje (BER). To so opazili pri podganah, kljub njihovemu nahranjenemu stanju in kljub prisotnosti črevesa, brez šoka, v sosednji veji labirinta. Podatki, zbrani med njihovo naklonjenostjo labirintu, kažejo, da te razlike v motivaciji med skupinami niso bile posledica razlik v anksioznosti, motoričnih sposobnostih ali sposobnosti učenja, saj se BEP-ji niso razlikovali od BER-ov v potrebnem številu izpostavljenosti labirintu oz. čas v labirintu, da prvič najdete okusno hrano.
Kasnejši eksperiment je podganam nalagal kratko ciklično zgodovino omejevanja hrane in ponovnega hranjenja, namenjenega simulaciji človeku podobne prehrane. Glede na to, da je bila ta študija zmedena zaradi zadnjih izkušenj podgan v labirintu, ki je bil z zelo averzivno stopnjo nožnega udara (ena preveč averzivna, da bi jo bilo mogoče prenašati za okusno hrano), in glede na nizke vrednosti NO iz skupin BEP / BER, ki so se potapljale, tako da bi polovica vsakega doživela ciklično omejevanje kalorij (N = 5 / skupina), moramo rezultate obravnavati kot pilotne podatke za nadaljnje raziskovanje. Kljub tem pomanjkljivostim rezultati kažejo, da lahko pri podganah, ki niso nagnjene k prehrani (BER), zgodovina prehranjevanja, podobnega človeku, spremeni njihovo motivacijo za okusno hrano. Pred tem smo že poročali, da je zgodovina cikličnega omejevanja kalorij nujen sprožilec prenajedanja pri podganah pod stresom (8, 23-25, 27), pojav, ki ga zdaj opažamo v drugih laboratorijih, ki uporabljajo podgane in miši (33-34). V tej študiji bi lahko predhodne izkušnje z labirintom šoka obravnavali kot stresne. Med skupino BER so samo tisti z zgodovino cikličnega omejevanja kalorij pokazali trend priklica in uživanja bistveno bolj prijetne hrane kot BER brez te zgodovine. Zato je, kljub normalni telesni teži in sitosti po protokolu omejevanja omejitev, stres v kombinaciji s to anamnezo morda še enkrat povečal vnos hrane, tudi pri podganah, ki niso odstranjene s popivanjem (v BER-jih).
BEP se niso prijazno odzvali na izkušnje s cikličnim omejevanjem kalorij. Eden od razlogov za to je lahko ta, da so bile v primerjavi z BER-ji zadnje izkušnje v labirintu z veliko višjo stopnjo šoka kot tiste, ki so jih doživeli BER-ji. Druga razlaga pa je, da obdobja kalorične omejitve na BEP dispozicijsko ne vplivajo. Prej smo poročali, da BEP v stanju akutnega pomanjkanja hrane, ki povzroča lakoto (kar dokazujejo s prenajedanjem BER-ov po istem akutnem odvzemu hrane), BEP-ji niso zaužili nič prijetnejše hrane, kot je, kadar niso bili prikrajšani za hrano (17). To pomeni, da BEP porabijo toliko prijetne hrane, ko so jeli, kot ko so lačni. To kaže, da se BEP, ko se srečujejo s okusno hrano, prehranjujejo iz razlogov, ki niso potrebne presnove. Zato na njihovo motivacijo za okusno hrano, ki je bila preizkušena tukaj, ne vpliva predhodna zgodovina cikličnega omejevanja kalorij. Na ta način so lahko BEP bolj reprezentativni za posameznike z motnjo prehranjevanja (BED) in debelostjo, ki je posledica kompulzivnega prenajedanja, saj v teh pogojih zgodovina diete ni vedno prisotna (1). Bulimijo nervozo lahko natančneje modelirajo BER-ji z anamnezo cikličnega omejevanja kalorij. To so podgane, ki običajno jedo manj okusno hrano kot BEP (način samoomejevanja), vendar jih je mogoče spremeniti tako, da jih po zaužitju kaloričnih omejitev ali 'diete' zaužijemo več (1). Za optimalno uporabo tega modela za preučevanje teh kliničnih podskupin bo najprej treba ponoviti ta poskus z večjim številom živali, za katere se v preteklosti izvaja protokol cikličnega omejevanja kaloričnih omejitev. pred da se preizkusimo v okusni motivaciji hrane v labirintu šoka.
V zadnjem testu, ko so imele vse podgane prvič dostop do M&M, povezanih s posledicami, v varnosti domačih kletk, so BER zaužili toliko te okusne hrane kot BEP. To ni moglo biti posledica spremembe njihovega statusa BEP / BER, saj je test Oreo potrdil, da BER še vedno jedo manj kot BEP. Lahko bi trdili, da so BER preprosto raje imeli ali so jim bili všeč M&M kot BEP, zato so jih več pojedli, ko šok ni bil več grožnja. Te možnosti ne moremo dokončno izključiti, vendar ni verjetna razlaga glede na to, da so bili BEP pripravljeni tolerirati višjo intenzivnost šoka za to vrsto okusne hrane. Druga možnost za večjo porabo M&M s strani BER, da se ujema z BEP, je, da so bile M&M zdaj dostopne brez šoka in bi prejšnja povezava med to hrano in averzivnim nožnim udarcem lahko povečala prepoznavnost in privlačnost te hrane, če bi bila prosto dostopna. Slika 6 kaže, da so tudi BEP jedli bolj okusne kcal hrane kot običajno, ko so jedli M&M in Oreos. Ta povečan vnos je verjetno dosegel zgornji učinek pri BEP. Kar zadeva BER, je povečan vnos kcal ob prisotnosti M&M brez šok (v primerjavi z Oreosom) lahko tudi posledica večje opaznosti in apetitivnosti te hrane zaradi njene prejšnje prepovedane kakovosti. Dietetiki se prostovoljno vzdržijo zelo okusnih živil in že je uveljavljeno, da zadrževanje teh živil poveča njihovo prepoznavnost in privlačnost (35). Nedavno so v našem laboratoriju poročali, da so celo neživila, ki so povezana s okusno hrano, dovolj, da izzovejo prenajedanje pri podganah36). Opozorilo pri teh sklepih pa je, da je bil test vnosa M&M v domači kletki izveden samo enkrat. Ne vemo, ali bi se s ponovitvijo BER-ji vrnili v svoj tipični status BER in porabili manj kcal M&M kot BEP. Možno je, da je podskupina BER morda nadaljevala ta BEP-podoben vzorec s prej prepovedano okusno hrano. To bi nakazovalo zanimivo gensko raznolikost znotraj fenotipa BER. Vendar obstajajo dokazi, da obstaja sum, da bi se BER sčasoma vrnili k uživanju manj M&M kot BEP, kljub njihovemu zdaj brezplačnemu dostopu. To temelji na trmasti naravi fenotipa BEP / BER, ki smo ga opazili v preteklih študijah. Fenotipi BEP / BER se s časom ohranijo, pri različnih izkušnjah z lakoto, nožnim udarcem in izpostavljenostjo različnim vrstam okusnih živil (glej ref.17 za te teste). Poleg tega so K. Klump in sodelavci nedavno ugotovili, da tudi ovariektomija pri post pubertalnih podganah ne odpravi statusa BEP / BER. Zanimivo je, da se ženske podgane do pubertete bistveno ne sprevržejo v skupine BEP / BER, kar vzbuja potencialno kritično vlogo reproduktivnih hormonov ob začetku prejedanja (osebna komunikacija, oktober 2009).
Kljub omejitvam v sekundarnih testih, opravljenih v tej študiji, je glavna ugotovitev povečane motivacije za okusno hrano v BEP v primerjavi s podganami BER pomembna iz več razlogov. Prvič, razširja fenotip BEP, da vključuje vidik, ki je premalo raziskan v modelih živali, ki se prehranjujejo, vendar je zelo viden pri kliničnem prehranjevanju. Drugič, na podgane z normalno težo telesno težo podgano, da bi prenašali visoke stopnje električnega udara, za živilo z omejenimi možnostmi ne bi smeli veljati za nič drugega kot presenetljivo nenormalno in močan dokaz motivacije. To poudarja dejstvo, da smo pri podganah v preteklosti dobili podobno vedenje, vendar le ob centralnem injiciranju peptida YY, močnega oreksigena (37). Druge študije, ki uporabljajo nožni oder za preizkušanje motivacije pri vpletenih podganah, ne hrane, ampak droge zlorabe (38, 39). Zato je ta študija edinstvena po tem, da je bilo ugotovljeno, da nezdravljene (do drog naivne) podgane prostovoljno prenašajo averzivne stopnje nožnega udara, ne za nagrajevanje drog, temveč za nagrajevanje hrane. Tretjič, rezultati poudarjajo močno vlogo okusnih živil, ki spodbujajo prehranjevanje. Glede na naša opažanja pri glodalcih je lahko okusna hrana, ki motivira hranjenje tudi ob kazni, biološko bolj zakoreninjena kot odvisna od zapletenih kognitivnih procesov (npr. Štetje kalorij ali kognitivna razgradnja). To ima pomembne posledice za strategije zdravljenja in preprečevanje ponovitve bolezni pri ljudeh z motnjami prenajedanja, ki se morajo v današnjem hedonskem prehranskem okolju večkrat srečati s temi snovmi.
Študije interakcij genskega okolja o motnjah prehranjevanja ljudi so redke in zelo potrebne (40). Živalski model BEP / BER pri prenajedanju predstavlja interakcijo med genom in okoljem, pri čemer je okoljski dejavnik prisotnost okusne hrane. Palabilna hrana vpliva na podgane BEP, ki jih pri podganah BER nima. Naše okolje, osredotočeno na hrano, se verjetno ne bo spremenilo. Z identifikacijo genov, ki nagibajo nekatere ljudi k drugačnemu odzivanju na okusno hrano, bi morali voditi nove načine zdravljenja bulimije, BED in debelosti, ki jih povzroča uživanje hrane brez odsotnosti lakote. To so načini zdravljenja, katerih namen je omejiti nenormalno motivacijo za okusno hrano in so lahko učinkoviti tudi pri nenormalni motivaciji za druge apetitne dražljaje (npr. Seks, alkohol, prepovedane snovi, igre na srečo). Model BEP / BER se lahko uporablja kot sredstvo za ta genska odkritja.
Priznanja
Zahvaljujemo se dr. Paul Blanton in Kristine Lokken za navodila in nasvete o translacijskih vidikih te študije. Zahvaljujemo se tudi naslednjim študentom za pomoč pri vzdrževanju in zbiranju podatkov: Michel Thomas, Jennie Yang, Mary Holsten, Taylor Johnson, Adrianne McCullars in Jillian Woodruff. To raziskavo je podprla NIH donacija DK066007 (MMB).
Reference
;