Vzorci nevronske aktivacije, na katerih temeljijo bazolateralne amigdale, vplivajo na intraakumensko sproščanje opioidov v primerjavi z apetitivnim vedenjem hranjenja pri podganah (2015) - BINGE MEHANIZEM

Behav Neurosci. Avtorski rokopis; na voljo v PMC 2015 dec 1.

Objavljeno v končni obliki:

PMCID: PMC4658266

NIHMSID: NIHMS724902

Končno urejena različica tega članka založnika je na voljo na Behav Neurosci
 

Minimalizem

V tej študiji je bila raziskana vloga amigdale pri posredovanju edinstvenega vzorca prehranjevalnega vedenja, ki ga poganja intraakumenska (Acb) opioidna aktivacija pri podganah. Začasna inaktivacija bazolateralne amigdale (BLA) z uporabo GABAA agonista muscimola preprečuje povečano porabo po intra-Acb opioidnem dajanju selektivnega µ-opioidnega agonista D-Ala2, NMe-Phe4, Glyol5-enkefalina (DAMGO) vedenja nedotaknjena, zlasti po koncu porabe. Ena razlaga je, da inaktivacija BLA selektivno blokira nevronsko aktivnost, ki temelji na DAMGO usmerjenem konzumaciji (porabi), ne pa na apetitno (pristop) vedenja. Zdajšnji poskusi izkoriščajo to časovno disociacijo porabe in pristope vedenja za raziskovanje njihove povezane nevronske aktivnosti. Po uporabi intra-Acb fiziološke raztopine ali DAMGO, z ali brez uporabe BLA muscimola, so podgane 2hr dobile dostop do omejene količine diete z visoko vsebnostjo maščob. Takoj po krmljenju so podgane žrtvovali in preiskali možgane za vzorce nevronske aktivnosti v kritičnih možganskih regijah, za katere je znano, da uravnavajo tako apetitno kot tudi potrošno hranjenje. Rezultati kažejo, da je intra-Acb DAMGO uporaba povečala aktivacijo c-Fos v nevronih oreksina znotraj periforničnega območja hipotalamusa in da to povečanje aktivacije blokira inaktivacija BLA muscimola. Intra-Acb DAMGO je znatno povečal aktivacijo c-Fos znotraj dopaminergičnih nevronov ventralnega tegmentalnega območja v primerjavi s fiziološko kontrolo in inaktivacija BLA ni vplivala na to povečanje. Na splošno ti podatki zagotavljajo osnovno vezje, ki lahko posreduje selektivnemu vplivu BLA na vozno napačno, a ne apetitno, vedenje hranjenja v modelu hedonicno usmerjenega hranjenja.

ključne besede: motivirano vedenje, analiza sistemov in vezij, laboratorijsko vedenje (apetit / averzivno), model živali, vzorec nevronske aktivacije z opioidnim hranjenjem

Podrobno je bilo preučeno porazdeljeno omrežje, ki prispeva k hranjenju z opioidom, posredovanem znotraj Acbens (Acb) (; ; ; ), prispevki bazolateralne amigdale (BLA) pa so bili še posebej zanimivi. Začasna inaktivacija BLA z GABAA agonist muscimol preprečuje močno povečanje vnosa z veliko maščobami po intra-Acb aplikaciji selektivnega µ-opioidnega agonista D-Ala2, NMe-Phe4, Glyol5-enkephalin (DAMGO), vendar inaktivacija BLA nima vpliva na povečano hranjenje zaradi akutnih 24hr pomanjkanje hrane (). Ta vpliv BLA na konkretno posredovanje modela hedonskega hranjenja je bil nadalje značilen, da je pokazal, da inaktivacija BLA preprečuje povečano porabo, ki jo poganja intra-Acb DAMGO, vendar je povečano vedenje prehrane ostalo nedotaknjeno, zlasti po koncu prehrane. Medtem ko je zagotovil podrobnejše opisovanje in razlago teh podatkov , Zdi se, da inaktivacija BLA moti le fazo uživanja hranjenja z veliko maščobami, ne pa tudi faze prehranskega pristopa, ki jo poganja opioidna aktivacija Acb.

Zgodovinsko se vedenjsko vedenje uvrsti v kategorijo apetita faza, ki vključuje pristope vedenja, ki sodelujejo pri iskanju dražilnih dražljajev, kot so hrana, in potrošniško faza, ki vključuje vedenje, kot je uživanje hrane (; ). To razlikovanje opažamo desetletja in je še danes priljubljeno, saj se razvijajo teorije motivacije, povezane s hrano in drugimi nagradami (; ; ; ; ). Poskusi določitve fiziologije, na katerih temeljijo te različne faze motiviranega vedenja, so vključevali modele, pri katerih zdravljenje posega v izražanje ene faze, ne da bi vplivalo na drugo (; ; ; ). Ta študija proučuje osnovno fiziologijo edinstvenega modela prehranjevalnega vedenja, pri katerem sta se potrošniška in apetitna faza ločili.

V pričujočih poskusih so preučevali nevronske vzorce aktivnosti, ki so temeljili na apetitnem in potrošniškem vedenju hranjenja, ki ga poganja intra-Acb DAMGO. Prvič, prvotna ugotovitev () je bilo uporabljeno za določitev premisleka za drugi poskus, vključno s potrebo po določitvi ustrezne količine omejene prehrane, ki jo je treba zagotoviti v drugi študiji. V drugem poskusu, po vsakem od štirih različnih pogojev zdravljenja z zdravili, so vsi preiskovanci dobili dostop do omejene količine diete z veliko maščobami, s čimer je vsaka skupina zdravljenja, razen skupine, ki se zdravi samo z DAMGO, dosegla sitost (tj. Količine, opažene v pogoji lib iz eksperimenta 1). Takoj po seji hranjenja 2hr so ​​podgane žrtvovali, da bi zajeli vzorce nevronske aktivnosti, povezane s prikazanimi vzorci vedenja. Prejšnji podatki so pokazali, da se celotno vedenje porabe in pristopne posode za hrano zgodi v prvih 30 min po preskusni seji po vseh obdelavah, vendar znotraj Acb DAMGO, z ali brez inaktivacije BLA ustvarijo močne ravni vedenja prehranskega pristopa med zadnjim minom 90 preskusne seje 2hr (). Zato je nevronska aktivnost povezana z motivacijo za pristop in porabijo bi morali biti zastopani pri podganah, ki prejemajo intra-Acb DAMGO zdravljenje brez inaktivacije BLA. Nasprotno pa bi morali vzorci nevronske aktivnosti pri podganah, ki prejemajo intra-Acb DAMGO zdravljenje z inaktivacijo BLA, odražati enako motivacijo kot pristop, vendar odražajo zmanjšano motivacijo za porabijo.

Nevronsko aktivnost so preučevali v možganskih regijah, za katere je znano, da posredujejo privlačno in okužno vedenje, ki vključuje zanimanje, vključno z ventralno tegmentalnim območjem (VTA), hrbtnim medialnim hipotalamusom (DMH), perifornično območjem hipotalamusa (PeF) in lateralnim hipotalamusom (LH); ; ). Intra-Acb DAMGO daje povečanje izražanja c-Fos v periforničnih hipotalamičnih nevronih in za to izražanje je potrebna signalizacija oreksina znotraj VTA (). Skupaj ti in drugi podatki nakazujejo, da lahko ta model hranjenja, ki ga povzroča okusnost z aktivacijo Acb µ-opioidnega receptorja, zaposli PeF oreksinske nevrone in poveča oreksinsko signalizacijo znotraj VTA, kar lahko nato modulira iztok DA v Acb in mPFC, pri čemer se ponaša s krmljenjem. (). Raziskali bomo učinek aktiviranja BLA, da opazimo povečanje porabe z veliko maščob znotraj Acb DAMGO, ne pa tudi vedenja z veliko maščobami.

Metode

Podgane

Trideset šest odraslih samcev podgan Sprague – Dawley (Harlan Sprague-Dawley, Inc., Indianapolis, IN), ki tehtajo 300 – 400 g, so bile nameščene v parih v kletkah iz pleksi stekla v sobi s klimatsko nadzorovano kolonijo pri temperaturi 22 ° C. Podgane so vzdrževali na ciklu 12 na uro svetlo-temno, vsi poskusi pa so bili izvedeni med svetlobo (0700 –1900) med urami 1200 in 1500. Če ni drugače navedeno, so imele podgane pred in med poskusom prost dostop do laboratorijske črevesje in pitne vode. Skupine so vsebovale podgane 6 – 8. Vsi eksperimentalni postopki so bili opravljeni v skladu s protokoli, ki jih je odobril Odbor za institucionalno nego in uporabo živali Univerze v Missouriju.

Surgery

Podgane smo anestezirali z mešanico ketamina in ksilazina (90 mg / kg in 9 mg / kg; Sigma, St. Louis, MO) in 2 nabor vodilnih kanelov iz nerjavečega jekla (merilnik 23, 10 mm) so bili sterotaksično usmerjeni dvostransko nad mejo jedra Acb in bočno lupino in BLA ter pritrjeno na lobanjo z vijaki iz nerjavečega jekla in lahko utrjujočo smolo (Dental Supply of New England, Boston). Po operaciji so bile v vodilne kanilole nameščene žice, da se prepreči okluzija. Koordinate za ciljna mesta so naslednje: Acb: AP, + 1.4; ML, ± 2.0; DV, -7.8; BLA: AP, -2.8; ML, ± 4.7; DV, -8.6 (koordinata DV predstavlja namestitev injekcijske igle 12.5mm, ki razširi 2.5mm ventral kanilole).

Aparati

Preverjanje vedenja je potekalo v sobi, ločeni od sobe v koloniji v osmih komorah iz pleksi stekla (30.5 cm × 24.1 cm × 21.0 cm) (Med sodelavci, St. Albans, VT). Podgane so imele dostop do vode ad libitum in približno 35g okusne prehrane, razen kjer je navedeno. Krmilne komore so bile opremljene s štirimi infrardečimi žarki za delovanje lokomotorjev, ki so nameščeni narazen 6 cm po dolžini komore in 4.3 cm nad tlemi. Avtomatizirana tehtalna skala za rezervoar za hrano je spremljala porabo hrane. Dodatni infrardeči žarek, ki sega do vhoda v hranilnik hrane, je določil število in trajanje vsakega vstopa glave v območje koša. Rezervoar za hrano in plastenka za vodo sta bila postavljena na isti strani (nasproti vogalov) ene stene komore, pod dnom palice pa je bil odstranljiv pladenj za odpadke. Meritve so vključevale lokomotorno aktivnost (število prelomov vodoravnega žarka), trajanje vstopa v lijak (povprečno trajanje preloma žarka na vhodu v rezervoar), vnose koša (število prelomov žarka na vhodu v rezervoar) in porabljeno količino ( gramov zaužite diete). Obdobje testiranja je zajemalo vedenjski nadzor v krmnih komorah z računalnikom, ki poganja programsko opremo Med-PC (Med Associates različica IV, St. Albans, VT).

Postopek

Mikroinjekcija drog

D-Ala2, NMe-Phe4, Glyol5-enkephalin (DAMGO; Research Biochemicals, Natick, MA) in muscimol (Sigma, St. Louis, MO) so bili raztopljeni v sterilni 0.9% fiziološki raztopini. Kontrola vozila je bila vedno sterilna fiziološka raztopina 0.9%. Infuzije so bile dane z mikrodrivno črpalko (Harvard Apparat, South Natick, MA), povezano s polietilensko cevjo (PE-10), podgane pa so bile nežno ročne. Uporabljenih je bilo triindvajsetmernih 12.5-mm injektorjev, ki segajo 2.5 mm čez konec vodilnih kanal. Hitrost injiciranja je bila 0.32 µl / min za Acb in 0.16 µl / min za BLA, pri čemer je skupno trajanje infuzije 93 s, kar ima za posledico volumen 0.5-µl in 0.25-µl. Za difuzijo je bila dovoljena dodatna minuta.

Oblikovanje

poskus 1

Z uporabo zasnove znotraj subjektov so vse skupine podgan v štirih ločenih dneh zdravljenja prejele vsako od štirih kombinacij zdravljenja v izenačevalnem vrstnem redu. Vsa vedenjska testiranja za oba eksperimenta so se začela po operaciji v tednu 1 v komorah za spremljanje vnosa hrane Med-Associates. Podgane so imele 2hr vsak dan v zaporednih dneh 6 dostop do prehrane v teh prostorih. Na 5th dan, smo vstavili 10-mm injektor in ga pustili na mestu 2 min, brez vbrizgavanja volumna. Na 6th dan, vstavili smo 12.5-mm injektor in fiziološko raztopino dali 93 s. Vsak preskusni dan je bil v BLA infuziran muscimol (20 ng / 0.25 µl / stran dvostransko) ali fiziološka raztopina, takoj zatem pa DAMGO (0.25 mg / 0.5 µl / stran dvostransko) ali fiziološka raztopina v Acb, kar je povzročilo štiri možna zdravljenja kombinacije. Preskusna seja 2hr se je začela takoj po zadnji injekciji, podgane pa so imele ad libitum dostop do prehrane z veliko maščobami. Med dnevi zdravljenja je bil vsaj 1 dan.

poskus 2

Štiri skupine podgan, ki uporabljajo zasnovo med subjekti, pri čemer ima vsaka dvostranske kanilole, usmerjene na Acb in BLA. Podgane so imele dostop do prehrane v teh komorah za 2hr vsak dan v zaporednih dneh 6, postopki injiciranja pa so bili enaki poskusu 1, vendar bi vsaka podgana prejemala samo 1 od možnih kombinacij zdravil 4. Poraba prehrane z veliko maščobami na 6th dan osnovnega zdravljenja je bila uporabljena za uravnavanje dodelitve zdravljenja z zdravili za zagotovitev podobnih vzorcev za nadzor nad vnosom. Na 8th Na dan so živali prejemale 1 od možnih zdravil z zdravilom 4 in dostop do 8g okusne prehrane za 2hr.

Histološka verifikacija umestitve kanile

Takoj po krmljenju s hrano 2hr smo živali odstranili iz krmnih komore, globoko anestezirali s ketaminom in ksilazinom (90 mg / kg in 9 mg / kg) in jih transkardno perfuzirali. Možgani so bili odstranjeni in potopljeni v formalin (10%) čez noč pri 4 ° C in nato krio zaščiteni s prenosom v raztopino saharoze (20%) pri 4 ° C. Zamrznjeni serijski odseki (50 µm) so bili zbrani skozi celoten obseg mesta injiciranja, nameščeni na želatinizirane diapozitive in nasproti obarvani s cresil vijolično. Profili namestitve kanil so bili nato analizirani za natančnost in podatki pri podganah z napačno postavljeno kanilo niso bili vključeni v analize.

Imunohistokemija

Možgani so bili narezani na debelino 40 µm in shranjeni v raztopini puferja 0.1M fosfata (PB, pH 7.4) pri 4 ° C. Protokol prostega plavajočega imunofluorescentnega obarvanja je bil naslednji: Odseki so bili oprani (3 × 10 min) v PBS. Nespecifična mesta vezave so bila blokirana z uporabo blokirne raztopine [zmes 10% normalnega kozjega seruma (Jackson Immuno Research, West Grove, PA) in 0.3% Triton X-100 (Sigma) v PBS)] za 2 hr. Nato smo odseke čez noč inkubirali v mešanici koktajla, ki vsebuje zajec protitelesa proti c-Fos (1: 5000; Calbiochem) in piščančjo anti-tirozin hidroksilazo (VTA) ali mišji antireksin-A (hipotalamus). Odseke speremo (4 × 30 min) v PBS, ki vsebuje 0.05% Tween-20 (PBST). Nato smo odseke inkubirali 2 ur v blokirnem pufru s koktajlom sekundarnih protiteles: kozliček Alexa Fluor 555 Anti-zajec IgG in Alexa Fluor 488 kozji protito piščanec IgG (Invitrogen). Vsa sekundarna protitelesa so bila uporabljena pri priporočeni koncentraciji 1: 500. Odseke speremo (4 × 30 min) v PBST in PB (2 × 10 min). Programi so bili nameščeni na drsnikih proti zmrzovanju (VWR International, ZDA) in so jih pustili, da se sušijo pri sobni temperaturi, medtem ko so zaščiteni pred svetlobo. Z uporabo kompleta za pritrditev ProLong proti bledi (Invitrogen) so bile rezine pokrovane in shranjene pri 4 ° C. Vse inkubacije smo izvedli pri sobni temperaturi, razen primarnih protiteles, ki so bila inkubirana pri 4 ° C. Za nadzor variacije imunohistokemijske reakcije je tkivo iz različnih skupin zdravljenja reagiralo skupaj. Poleg tega v kontrolnih poskusih z opustitvijo primarnih protiteles ni bilo obarvanja.

Vedenjska statistična analiza

Pri poskusu 1 so bili vsi ukrepi za hranjenje za celotno sejo 2-ur in v različnih pogojih zdravljenja analizirani z dvema faktorjem znotraj subjekta ANOVA (Acb Treatment X Amygdala Treatment), pri čemer so ravni za vsak dejavnik bodisi vozilo ali zdravilo . Pri poskusu 2 so bili vsi ukrepi za hranjenje analizirani z dvo-faktorskim ANOVA med zdravljenjem (Acb Treatment X Amygdala Treatment), pri čemer so ravni za vsak dejavnik bodisi nosilec ali zdravilo.

Postopki štetja, slikanje in statistična analiza

Za kvantitativno oceno izražanja imunoreaktivnosti v hipotalamusu (vključno s stranskim hipotalamusom, periforničnim območjem, dorsomedialnim hipotalamusom) in VTA smo analizirali in povprečili tri anatomsko vzporedne rezine tkiva iz vsake poloble (skupno 6 na regijo). Vse slike so bile ustvarjene prek 4 × ali 10 × cilja s konfokalnim mikroskopom z uporabo slikovne programske opreme Slidebook 4.3 (Intelligent Imaging Innovations, Denver, CO). Odvisno od posamezne regije je bila fluorescentna imunoreaktivnost znotraj rezine 40µm posneta samo za c-Fos, c-Fos / TH ali c-Fos / OrexinA, označene s kanali, ločeni z ekskluzivnim nastavljenim pragom. Slike so bile nato prikazane na celotnem zaslonu z uporabo brezplačne programske opreme ImageJ (National Institute of Health, Bethesda, MD, ZDA), ki temelji na javi, kot program za obdelavo in analizo slik, ki je omogočil označevanje vsakega posameznega nevrona in pozitivno obarvanje za vsak kanal. šteje na način slepega zdravljenja. Nevroni so bili razvrščeni samo kot c-Fos, samo peptidi ali dvojno označeni glede na prisotnost zgoraj omenjenega produkta reakcije protiteles v celičnem jedru.

Vsa območja so bila označena in kartirana z uporabo Atlas Brain Atlas (Paxinos & Watson, 1998). Trebušno trebušno območje in tirozin hidroksilaza; izbrani odseki so bili med -5.2 in -5.5 mm pred bregmo. Na vsaki ravni so na obeh hemisferah prešteli regijo, ki vsebuje celice tirozin hidroksilaze (TH-IR) in c-Fos-IR. Hipotalamus in oreksin-A; izbrani odseki so bili med -2.8 in -3.3 mm pred bregmo. Ugotovljeno je bilo, da hipotalamična regija (med -2.8 in -3.3 mm) vsebuje oreksin-A pozitivne celice je bila razdeljena na tri regije od medialne do lateralne. Vse celice znotraj, ventralno in hrbtno od forniksa so bile vključene v srednjo regijo, označeno kot perifornično (PeF). Celice, označene z Orexin-A, lateralno od te regije, so bile vključene v lateralni hipotalamus (LH), tiste medialne od forniksa pa so bile v medialni skupini (DMH), ki se je prekrivala z dorsomedialnim hipotalamusom. Nevroni so bili prešteti na obeh poloblah.

Rezultati

Vsi učinki zdravljenja so navedeni glede na lokacijo (-e) uporabe zdravila ali nosilca (tj. Intra-Acb DAMGO). Ker so bile vsem podganam dostopne in uživale omejeno količino prehrane z veliko maščobami, so vse spremembe v povezanem vedenju hranjenja (Exp. 1 in 2) in nevronske aktivacijske vzorce (Exp. 2) nujno kombiniran učinek vsakega posameznega zdravila. zdravljenje in zaužite diete.

Obnašanje hranjenja

poskus 1

Vpliv inaktivacije BLA na vedenje hranjenja z veliko maščob, ki ga vodi intra-Acb DAMGO.

poraba

Kot je prikazano v Slika 1a, ANOVA na podatkih o porabi hrane je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (1, 7) = 13.9, p <.01), zdravljenje z BLA (F (1, 7) = 8.6, p <.05) in interakcija zdravljenja Acb × BLA (F (1, 7) = 8.9, p <.05). Post-hoc analiza je pokazala, da je zdravljenje s fiziološko raztopino znotraj Acb DAMGO + znotraj BLA privedlo do znatno višjih ravni porabe (p <.05) v primerjavi z obema kontrolnima zdravljenjima (fiziološka raztopina znotraj Acb + fiziološka raztopina znotraj BLA; fiziološka raztopina znotraj Acb + muskimol znotraj BLA), zdravljenje z muslimalom znotraj BLA pa je to povečanjep <.05).

Slika 1 

Vedenjski pregled: A) Količina zaužite diete z veliko maščobami (dostop do ad libituma), B) skupno trajanje vstopa v hranilnik hrane, C) skupno število vnosov v hranilnik in števila lokomotornih aktivnosti (tj. prekinitev vodoravnega žarka). Zdravila 4 so izvajali v ...
Trajanje vstopa v hranilnik hrane

Kot je prikazano v Slika 1b, ANOVA na podatkih o trajanju vnosa v hranilnik hrane je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (1, 7) = 36.3, p <.001), zdravljenje z BLA (F (1, 7) = 12.1, p <.05) in interakcija zdravljenja Acb × BLA (F (1, 7) = 16.5, p <.005). Post-hoc analiza je pokazala, da je zdravljenje z muscimolom znotraj Acb DAMGO + znotraj BLA privedlo do bistveno daljšega celotnega trajanja vstopa v lijak za hrano v primerjavi z vsemi drugimi zdravljenji (p <.001), pri čemer se nobeno drugo zdravljenje med seboj bistveno ne razlikuje.

Vnosi v hranilnik hrane

Kot je prikazano v Slika 1c, ANOVA na podatkih o vnosu hrane v hranilnik je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (1, 7) = 10.6, p <.05), medtem ko se je zdravljenje z BLA približalo pomembnosti (F (1, 7) = 3.89, p = .08) in interakcija med zdravljenjem Acb × BLA (F (1, 7) = 7.9, p <.05). Post-hoc analiza je pokazala, da je zdravljenje z muscimolom znotraj Acb DAMGO + znotraj BLA privedlo do bistveno več vstopov v lijak za hrano v primerjavi z vsemi drugimi zdravljenji (p <.05), pri čemer se nobeno drugo zdravljenje med seboj bistveno ne razlikuje.

Lokomotorna aktivnost

Kot je prikazano v Slika 1c, ANOVA na podatkih o vnosu hrane v hranilnik je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (1, 7) = 23.5, p <.005), vendar brez glavnega učinka zdravljenja z BLA (F (1, 7) = 1.4, p > .05) in brez interakcije Acb × BLA pri zdravljenju (F (1, 7) = .056, p > .05).

poskus 2

Vpliv inaktivacije BLA na vedenje hranjenja z veliko maščob in nevronske aktivacijske vzorce, ki jih vodi intra-Acb DAMGO.

Razporeditev zdravljenja z zdravili je bila uravnovešena z ravnijo vnosa maščob iz 6th dan izhodiščne vrednosti. Te ravni vnosa so bile naslednje: SAL-SAL, 5.1g; SAL-DAM, 4.9g; MUSC-SAL, 4.9g; MUSC-DAM, 4.8g.

poraba

Kot je prikazano v Slika 2a, ANOVA na podatkih o porabi hrane je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 26.60, p <.001), vendar brez učinka zdravljenja z BLA (F (3, 24) = 0.02, ns) ali interakcijo med zdravljenjem Acb × BLA (F (3, 24) = 0.61, ns).

Slika 2 

Vedenjski pregled: a) Količina zaužite prehrane z veliko maščobami (črtkana črta odraža omejen dostop do 8g); b) število vnosov v hranilnik, c) skupno trajanje vnosa v hranilnik hrane in d) šteje se lokomotorna aktivnost (tj. vodoravni prelomi žarka). 4 tretmaji ...
Vnosi v hranilnik hrane

Kot je prikazano v Slika 2b, ANOVA, opravljena na celotnem številu vstopov v rezervoar v celotni seji hranjenja, je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 8.55, p <.01), vendar učinka zdravljenja z BLA ni (F (3, 24) = 1.68, ns) ali interakcijo med zdravljenjem Acb × BLA (F (3, 24) = 0.39, ns).

Trajanje vstopa v hranilnik hrane

Kot je prikazano v Slika 2c, ANOVA, opravljena na skupnem trajanju vseh vnosov v rezervoar skozi celotno sejo hranjenja, je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 12.45, p = .001), vendar učinka zdravljenja z BLA ni (F (3, 24) = .62, ns) ali interakcijo med zdravljenjem Acb × BLA (F (3, 24) = 0.07, ns).

Lokomotorna aktivnost

Kot je prikazano v Slika 2d, ANOVA, opravljena na skupni lokomotorni aktivnosti med hranjenjem, je pokazala pomemben glavni učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 12.93, p = .001), vendar učinka zdravljenja z BLA ni (F (3, 24) = .198, ns) ali interakcije med zdravljenjem Acb × BLA (F (3, 24) = 0.61, ns).

Imunohistokemija

Ventralno tegmentalno območje

Kot je prikazano v Slika 3a, ANOVA, izvedena na IR celicah c-Fos v VTA, je pokazala pomemben učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) =, 25.67 p <.001), vendar ni učinka zdravljenja z BLA (F (3, 24) = 1.13, ns) ali interakcija med zdravljenjem (F (3, 24) = 2.80, ns). ANOVA, izvedena na odstotku celic TH-IR, ki kažejo c-Fos IR, je pokazala učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 6.33, p <.05), vendar ni vplivala zdravljenja z BLA na odstotek TH- IR celice, ki kažejo c-Fos IR (F (3, 24) = .07, ns), brez pomembne interakcije med zdravljenjem (F (3, 24) = .63, ns).

Slika 3 

a) Število celic VTA, ki izražajo c-Fos IR; b) Odstotek VTA TH-IR celic, ki izražajo c-Fos IR. c) Število celic, ki izražajo c-Fos-IR v periforničnem območju hipotalamusa (PeF) d) Odstotek IR celic PeF Orexin-A, ki izražajo c-Fos-IR. 4 tretmaji ...

Perifornični hipotalamus

Kot je prikazano v Slika 3b, ANOVA, izvedena na IR c-Fos v PeF (analizirano območje, prikazano na sliki 5b), je pokazala pomemben učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 30.78, p <.001), zdravljenje z BLA (F (3, 24) = 30.52, p <.001) in interakcija zdravljenja Acb × BLA (F (3, 24) = 8.75, p <.01). ANOVA, izvedena na odstotku celic OrxA-IR, ki kažejo c-Fos IR, je pokazala pomemben učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 55.85, p <.001), zdravljenje z BLA (F (3, 24) = 23.52, p <.001) in interakcija zdravljenja Acb × BLA (F (3, 24) = 14.32, p <.001). Na slikah 5a in 5b post hoc analize kažejo, da inaktivacija BLA znatno zmanjša izražanje c-Fos, ki ga povzroča DAMGO, in zmanjša število oreksinskih celic, ki izražajo c-Fos (p <.05).

Dorsomedial hipotalamus

Kot je prikazano v Tabela 1, ANOVA, opravljena za število IR celic c-Fos v DMH, je pokazala pomemben učinek zdravljenja z zdravilom Acb (F (3, 24) = 20.19, p <.001), vendar nobenega učinka zdravljenja znotraj BLA ( F (3, 24) = 1.63, ns) ali interakcijo med zdravljenjem Acb × BLA (F (3, 24) = 0.05, ns). ANOVA, izvedena na odstotku celic OrxA-IR, ki kažejo c-Fos IR, je pokazala pomemben učinek zdravljenja z Acb (F (3, 24) = 13.39, p <.001), zdravljenja z BLA (F (3, 24) = 5.85, p <05), ni pa interakcije z zdravljenjem Acb × BLA (F (3, 24) =, 89, p =, 36).

Tabela 1 

Število celic, ki izražajo c-Fos-IR (skupno) v lateralnem hipotalamusu in dorsomedialnem hipotalamusu in odstotek IR celic PeF Orexin-A, ki izražajo c-Fos-IR (% oreksin-A). Zdravila 4 so takoj uvedli, vključno z intra-Acb DAMGO ali fiziološko raztopino (SAL) ...

Bočni hipotalamus

Kot je prikazano v Tabela 1, ANOVA, opravljena za število IR celic c-Fos v LH, ni pokazala učinka zdravljenja z Acb ((F (3,24) = .11, ns) ali BLA ((F (3, 24 = 6.82, p < .05) in brez interakcije (F (3,24) = .26, ns) ANOVA, izvedena na odstotek celic OrxA-IR, ki kažejo c-Fos IR, ni pokazala pomembnega učinka zdravljenja z Acb (F (3, 24 ) = .64, ns), zdravljenje z BLA (F (3, 24) = .08, ns) ali interakcija zdravljenja (F (3, 24) = .77, ns.)

Razprava

V pogojih dostopa z visoko vsebnostjo maščob ad libitum je inaktivacija BLA zmanjšala povečan vnos maščob, ki ga ustvarja intra-Acb DAMGO, hkrati pa je pretirano vedenje hrupa hrane ostalo nedotaknjeno, kar potrjuje prejšnje poročilo (). Drugi eksperiment je preučil te iste pojave, vendar pod omejenimi pogoji dostopa do diete z veliko maščobami, ki je omogočil vsem skupinam zdravljenja, razen skupini, ki se zdravi samo z Acb DAMGO, doseči sitost (tj. Zaužiti količine, opažene v pogojih ad lib v Exp. 1). Živali, ki so bile zdravljene s fiziološko raztopino, z ali brez inaktivacije BLA, so zaužile podobne ravni prehrane z veliko maščob in prikazale podobne ravni vedenja, kot je bilo predvideno. Dve skupini zdravljenja, ki sta še posebej pomembni, tisti, ki so prejemali intra-Acb DAMGO z ali brez inaktivacije BLA, so zaužili skoraj vso dieto z veliko maščobami, ki je bila na voljo v prvih minutah 30 preskusa 2hr in prikazali enake vzorce apetitnega vedenja (tj. Število vnosov v hranilnik hrane, trajanje vstopa v hranilnik) v končnih 90 min, kot je bilo predvideno. Zdravljenje z zdravilom Intra-Acb DAMGO je pretirano povečalo število in trajanje vedenja pristopne posode za hrano, ne glede na inaktivacijo BLA, v primerjavi z obema poročanima skupinama, ki so bile zdravljene s fiziološko raztopino znotraj Acc (). Pomembno, kot smo opazili v poskusu 1 in prej (, ), intra-Acb DAMGO zdravljenje, brez inaktivacije BLA, privede do ravni porabe, ki je vsaj podvojena od količine, zagotovljene pod pogojem omejenega dostopa. Zato morajo vzorci nevronske aktivnosti pri podganah, ki so prejemali intra-Acb DAMGO zdravljenje brez inaktivacije BLA, odražati obe motivaciji za pristop in porabijo dodatno hrano, ki ni na voljo. V nasprotju s tem pa vzorci nevronske aktivnosti pri podganah, ki prejemajo intra-Acb DAMGO zdravljenje z BLA inaktiviranim, naj bi odražali povečano motivacijo za pristop hrana, a zmanjšana motivacija za porabijo dodatna hrana v primerjavi s podganami, zdravljenimi z intra-Acb DAMGO brez inaktivacije BLA. To je ključnega pomena ne le za utemeljitev zasnove, temveč tudi za razlago trenutnih podatkov. Raven razpoložljive prehrane je bila izbrana ne samo za zadrževanje ravni uživanja v omejenem razponu v skupinah, ampak tudi za zagotovitev podgan v vsaki skupini zdravljenja, razen skupine DAMGO, ki je dosegla ali približala nasičenost (kot določa eksperiment 1 in prejšnji ugotovitve, glej ).

Intra-Acb DAMGO uporaba je znatno povečala IR VTA c-Fos pri dopaminergičnih nevronih v primerjavi z zdravljenjem s fiziološko raztopino, in intra-BLA muscimol uporaba ni vplivala na to povečanje. Prejšnje raziskave kažejo, da povečanje IR c-Fos v VTA, zlasti nevroni VTA dopamina (DA), igrajo osrednjo vlogo pri nagrajevanju, motivaciji in odvisnosti od drog (; ; ). Uporaba antagonistov dopamina v Acb blokira apetitno vedenje hrano, vendar še nima vpliva na lakoto, ki jo povzroča lakota () ali uživanje maščobe znotraj Acb DAMGO (). Intra-Acb uporaba dopaminskih agonistov poveča progresivno razmerje, ki se odziva na ojačevalnik hrane, vendar nima nobenega učinka na brezplačno hranjenje (). Ti podatki in drugi kažejo, da pretirano apetitno vedenje prehrane, opaženo v obeh skupinah zdravljenja, ki sta prejemali intra-Acb DAMGO, z in brez inaktivacije BLA, posreduje povečana aktivnost dopaminergičnih nevronov VTA.

Vzorec nevronskih aktivnosti PeF oreksin-A se ujema z vzorci porabe, ki jih običajno opazujemo po teh učinkih enakega zdravljenja pod pogoji dostopa do oglasov (, ), z intra-Acb DAMGO zdravljenjem, ki vodi do večje porabe kot katero koli drugo zdravljenje. Ugotovili smo tudi, da intra-Acb DAMGO poveča aktivnost DMH c-Fos ne glede na zdravljenje z BLA, vendar samo intra-DAMGO samo poveča delež oreksinskih nevronov, ki izražajo c-Fos v primerjavi s kontrolo. Kljub svoji vlogi pri hranjenju, ki ga povzroča DAMGO (; ), Čeprav DAMGO ni bistveno povečal aktivnosti LH c-Fos ni dovolil, da bi živali dosegle sitost.

Hipotalamus že dolgo velja za središče avtonomne regulacije energetske homeostaze; vključno z regulacijo hranjenja, vzburjenjem in nagrajevanjem (, ). Znano je, da nevroni, ki izražajo oreksigenske peptide oreksin-A in melaninski koncentrirajoči hormon (MCH), poseljujejo v stranskih predelih hipotalamusa () zlasti perifornično območje. Uživanje prehrane z visoko vsebnostjo maščob, za katero opazimo, da jo vodi oreksin-A s centralno uporabo () je blokiran s predhodnim dajanjem opioidnega antagonista naloksona (), kar kaže na interakcijo opioidnih in oreksinskih peptidov pri posredovanju prijetne porabe hrane. Uporaba intrare-VTA oreksina-A vzbudi tudi dopaminske nevrone (Borgland in sod., 2006). Blokiranje signala oreksina v VTA zmanjšuje hranjenje z dieto z veliko maščobami (), vendar v kolikšni meri je to z zmanjšanjem apetitnih vedenj, ki lahko prispevajo k večji porabi, ni znano. Zato trenutna ugotovitev, da povečana dopaminergična aktivnost VTA po intra-Acb DAMGO ne vpliva na inaktivacijo BLA, kljub zmanjšanju aktivnosti PeF oreksina, povečuje pomen vedenjske karakterizacije tako apetitivne kot potrošne faze obnašanja hranjenja. Poleg tega ti podatki ponujajo preizkusne hipoteze za proučevanje vpliva peF oreksina in dotaminergične modulacije VTA na opioidni pristop in faze hranjenja.

V trenutni študiji je bil uporabljen omejen dostop do prehrane (tj. Gramov na voljo) za nadzorovanje vpliva različnih ravni porabe po različnih zdravilih. Študija je pregled omejila tudi na eno samo prehrano; zato ostaja možnost, da se z opioidnimi hranjenji drugih okusnih diet lahko ureja podobno. Izbira prehrane z veliko maščobami je temeljila na preteklih značilnostih povezane mreže, ki je pokazala, da je osnova hranjenja z visoko vsebnostjo maščob znotraj Acb; v pregled), zlasti vlogo BLA (, ). Ni znano, ali so sedanje ugotovitve značilne za prehrano z veliko maščobami ali pa bi jih opazili tudi z uporabo druge diete. Zanimivo je, da je nedavna raziskava ugotovila, da je tudi med zelo okusnimi dietami značilna razlika v vzorcih aktivacije c-fos v ključnih regulacijskih območjih hranjenja mezokortikolimbičnega vezja (). Potrebne bodo prihodnje študije, da se ugotovi, ali so sedanje ugotovitve značilne za diete z veliko maščob.

Če povzamemo, ti podatki dajejo vpogled v to, kako se BLA odziva na opioidno aktivacijo Acb, da bi konkretno spodbudili porabo, vendar ne pristopili k vedenju, povezanemu s prehrano z veliko maščobami. Podatki kažejo, da je lahko vedenje porabe, ki ga poganja intra-Acb DAMGO, posledica povečane aktivnosti nevronov oreksin-A v PeF, medtem ko se zdi, da je povečano ravnanje s hrano povezano s povečano dopaminergično aktivnostjo VTA, aktivacija BLA pa je potrebna samo za opazovanje faza porabe. Ti podatki zagotavljajo boljše razumevanje dveh neskladnih načinov hranjenja v okviru dobro označenega modela hranjenja. Ta raziskava širi naše znanje o nevronskih vezjih, ki so ključnega pomena za hranjenje, ki jih poganja okus, in ima posledice za razumevanje neprimernega vedenja hranjenja, ki je vključeno v razvoj vedenja debelosti in odvisnosti od hrane.

​,war

Slika 4 

Shematske linijske risbe, prirejene po atlasu Paxinos & Watson (1998), ki prikazujejo koronalne odseke, ki vsebujejo analizirane možganske regije, označene v modrem območju (sivo območje) in povečane neposredno spodaj. Regije: (A) ventralno tegmentalno območje, VTA; (B) dorsomedial ...

Priznanja

Avtorji želijo priznati podporo donacije DA024829 iz Nacionalnega inštituta za zlorabo drog MJW.

Opombe

Avtorji ne izražajo navzkrižja interesov.

Reference

  1. Badiani A, Leone P, Noel MB, Stewart J. Opioidni mehanizmi v ventralnem tegmentalnem območju in modulacija zaužitnega vedenja. Raziskave možganov 1995; 670 (2): 264 – 276. [PubMed]
  2. Baldo BA, Sadeghian K, Basso AM, Kelley AE. Učinki selektivne blokade receptorjev dopamina D1 ali D2 znotraj jedra obkrožijo podregije na zaužitje in vezano motorično aktivnost. Behav možgani Res. 2002 dec 2; 137 (1 – 2): 165 – 177. [PubMed]
  3. Baldo BA, Pratt WE, Will MJ, Hanlon EC, Bakshi VP, Cador M. Načela motivacije, ki jih razkrivajo različne funkcije nevrofarmakoloških in nevroanatomskih substratov, na katerih temelji vedenje. Neurosci Biobehav Rev. 2013 Nov; 37 (9 Pt A): 1985 – 1998. [PMC brez članka] [PubMed]
  4. Ball GF, Balthazart J. Kako koristno je razlikovanje med privlačnostjo in zaužitjem za naše razumevanje nevroendokrinega nadzora nad spolnim vedenjem? Horm Behav. 2008 feb; 53 (2): 307 – 311. odgovor avtorja 315-8. [PMC brez članka] [PubMed]
  5. Berridge KC. Motivacijski koncepti v vedenjski nevroznanosti. Physiol Behav. 2004 apr; 81 (2): 179 – 209. Pregled. [PubMed]
  6. Berridge KC. Nagrade za »všečkanje« in »hočejo«: možganski substrati in vloga pri prehranjevalnih motnjah. Fiziologija in vedenje. 2009; 97 (5): 537–550. [PMC brez članka] [PubMed]
  7. Cason AM, Smith RJ, Tahsili-Fahadan P, Moorman DE, Sartor GC, Aston-Jones G. Vloga oreksina / hipokretina pri iskanju nagrade in zasvojenosti: posledice za debelost. Fiziologija in vedenje. 2010; 100 (5): 419 – 428. [PMC brez članka] [PubMed]
  8. Clegg DJ, Air EL, Woods SC, Seeley RJ. Uživanje, ki ga povzroča oreksin-A, vendar ne melanin, ki koncentrira hormon, je z opioidi. Endokrinologija. 2002; 143 (8): 2995 – 3000. [PubMed]
  9. Craig W. Apetiti in averzije kot sestavni deli nagonov. Biološki bilten. 1918; 34: 91 – 107. [PMC brez članka] [PubMed]
  10. Date Y, Ueta Y, Yamashita H, Yamaguchi H, Matsukura S, Kangawa K, Sakurai T, Yanagisawa M, Nakazato M. Orexins, orexigenic hipotalamični peptidi, medsebojno delujejo z avtonomnimi, nevroendokrini in nevroregulacijskimi sistemi. Proc Natl Acad Sci ZDA. 1999; 96 (2): 748 – 753. [PMC brez članka] [PubMed]
  11. Dela Cruz JA, Koks T, Karagiorgis T, Sampson C, Icaza-Cukali D, Kest K, Ranaldi R, Bodnar RJ. indukcija c-Fos pri ciljnih projekcijah mezotelencefalnih dopaminskih poti in dorzalni striatum po peroralnem vnosu sladkorja in maščob pri podganah. Brain Res Bull. 2015 feb; 111: 9 – 19. [PubMed]
  12. Polja HL, Hjelmstad GO, Margolis EB, Nicola SM. Nevroni ventralnega tegmentalnega področja pri naučenem apetitnem vedenju in pozitivni okrepitvi. Letni pregled nevroznanosti. 2007; 30: 289 – 316. [PubMed]
  13. Hanlon EC, Baldo BA, Sadeghian K, Kelley AE. Povečanje vnosa hrane ali vedenja za iskanje hrane, ki ga povzroča GABAergična, opioidna ali dopaminergična stimulacija jedra: je to lakota? Psihoparmakologija (Berl) 2004 mar; 172 (3): 241 – 247. [PubMed]
  14. Harris GC, Aston-Jones G. Vzburjenje in nagrada: dihotomija v funkciji oreksina. Trendi v nevroznanosti. 2006; 29 (10): 571 – 577. [PubMed]
  15. Ikemoto S, Panksepp J. Disocijacije med apetitivnimi in potrošniškimi odzivi s farmakološkimi manipulacijami možganske regije. Behav Neurosci. 1996 apr; 110 (2): 331 – 345. [PubMed]
  16. Jager G, Witkamp RF. Endokanabinoidni sistem in apetit: pomembnost za nagrajevanje hrane. Nutr Res Rev. 2014 junij 2; 27 (1): 172 – 185. [PubMed]
  17. Jennings JH, Ung RL, Resendez SL, Stamatakis AM, Taylor JG, Huang J, Veleta K, Kantak PA, Aita M, Shilling-Scrivo K, Ramakrishnan C, Deisseroth K, Otte S, Stuber GD. Vizualizacija dinamike hipotalamičnih omrežij za apetitno in potrošno vedenje. Celica. 2015 Jan 29; 160 (3): 516 – 527. [PMC brez članka] [PubMed]
  18. Kalra SP, Dube MG, Pu S, Xu B, Horvath TL, Kalra PS. Interakcija poti urejanja apetita pri hipotalamični uravnavi telesne teže. Endokrini pregledi. 1999; 20 (1): 68 – 110. [PubMed]
  19. Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE, Will MJ. Kortikostriatalno-hipotalamično vezje in motivacija hrane: integracija energije, akcije in nagrajevanja. Physiol Behav. 2005 dec 15; 86 (5): 773 – 795. [PubMed]
  20. Lorenz K. Primerjalna metoda pri preučevanju prirojenih vzorcev vedenja. Symp. Soc. Exp Biol. 1950; 4: 221 – 268.
  21. Nicola SM, Deadwyler SA. Hitrost vžiga nevronov, ki živijo v jedru, je odvisna od dopamina in odraža čas delovanja kokaina pri podganah na podlagi progresivnega razmerja okrepitve. J Nevrosci. 2000 juli 15; 20 (14): 5526 – 5537. [PubMed]
  22. Park TH, Carr KD. Neuranatomski vzorci Fos-podobne imunoreaktivnosti, ki jo povzroča prijeten obrok in obroki v paru z obroki pri podganah, zdravljenih s fiziološko raztopino in naltreksonom. Raziskave možganov 1998; 805: 169 – 180. [PubMed]
  23. Will MJ, Franzblau EB, Kelley AE. Mu-opioidi, ki vsebujejo jedro, uravnavajo vnos prehrane z veliko maščobami z aktiviranjem porazdeljene možganske mreže. J Nevroznanost. 2003; 23 (7): 2882 – 2888. [PubMed]
  24. Will MJ, Franzblau EB, Kelley AE. Amigdala je ključnega pomena za uživanje maščob z opioidi. Neuroreport. 2004; 15 (12): 1857 – 1860. [PubMed]
  25. Ali bo MJ, Pratt WE, Kelley AE. Farmakološka karakterizacija hranjenja z veliko maščob, ki jo povzroča opioidna stimulacija ventralnega striatuma. Physiol Behav. 2006 september 30; 89 (2): 226 – 234. [PubMed]
  26. Will MJ, Pritchett CE, Parker KE, Sawani A, Ma H, Lai AY. Vedenjska karakterizacija vpletenosti amigdale v posredovanje pri hranjenju, ki ga poganja opioid. Vedenjska nevroznanost. 2009; 123 (4): 781 – 793. [PMC brez članka] [PubMed]
  27. Yamanaka A, Kunii K, Nambu T, Tsujino N, Sakai A, Matsuzaki I, Miwa Y, Goto K, Sakurai T. Vnos hrane, ki jo povzroča Oreksin, vključuje pot nevropeptida Y. Raziskave možganov 2000; 859 (2): 404 – 409. [PubMed]
  28. Zhang M, Kelley AE. Povečan vnos hrane z veliko maščob po striatalni mu-opioidni stimulaciji: kartiranje z mikroinjekcijo in izražanje fos. Nevroznanost. 2000; 99 (2): 267 – 277. [PubMed]
  29. Zhang M, Kelley AE. Vnos raztopin saharina, soli in etanola se poveča z infuzijo mu opioidnega agonista v jedro jedra. Psihoparmakologija (Berl) 2002; 159 (4): 415 – 423. [PubMed]
  30. Zhang M, Balmadrid C, Kelley AE. Nucleus accumbens opioid, GABaergic in dopaminergic modulacija okusne motivacije hrane: kontrastni učinki, ki jih je razkrila progresivna študija razmerja na podganah. Behav Neurosci. 2003 apr; 117 (2): 202 – 211. [PubMed]
  31. Zheng H, Patterson LM, Berthoud HR. Oreksinsko signaliziranje v ventralnem tegmentalnem območju je potrebno za apetit z visoko vsebnostjo maščob, ki ga povzroča opioidna stimulacija jedra. J nevroznanosti. 2007; 27 (41): 11075 – 11108. [PubMed]