Physiol Behav. Avtorski rokopis; na voljo v PMC 2012 Oct 24.
Objavljeno v končni obliki:
Physiol Behav. 2011 okt 24; 104 (5): 865 – 872.
Objavljeno na spletu 2011 maj 24. doi: 10.1016 / j.physbeh.2011.05.018
PMCID: PMC3480195
NIHMSID: NIHMS299784
Minimalizem
Prejšnje študije kažejo, da prekomerno uživanje sladkorja vodi v vedenjske in nevrokemične spremembe, podobne tistim, ki jih opazimo pri odvisnosti od drog, vključno z znaki opijatskega umika. Pojavljajo se študije, ki kažejo na več nevrokemičnih in vedenjskih indeksov zasvojenosti, ko živali prehranjujejo s prehrano bogato maščobo. Cilj te študije je bil uporabiti tekoče in trdne diete z visoko vsebnostjo sladkorja in maščob, da bi ugotovili, ali je opijatom podoben umik po zaužitju te diete pri podganah Sprague Dawley. Podane so bile kontrolne skupine ad libitum dostop do sladko-maščobne hrane ali standardnega prigrizka. Vsi podgane so nato prejeli bazo testov, s katerimi so lahko izmerili znake opijatnega odtegnitve, ki so vključevali somatske znake stiske, povišano anksioznost in lakomotorno hipoaktivnost. Pri podganah, ki so bile vzdrževane na prehransko popolni peletirani sladki maščobi, sladki, visoko maščobni prehrani, dopolnjeni s standardnim jedilnikom glodavcev, ali tekočimi sladkarijami, niso opazili niti oborine naloksona (3 mg / kg) niti odtegnitve, ki jo povzroči pomanjkanje. mastna hrana. Poleg tega zmanjšanje telesne teže na 85%, za katero je znano, da okrepi učinke zlorabe snovi, ni vplivalo na znake odtegnitve, ki je podoben naloksonu. Tako za razliko od prejšnjih ugotovitev, poročenih o podganah z dostopom do raztopine saharoze, podgane, ki pojedo sladko-maščobne kombinacije, ne kažejo znakov opiata podobnega umika pod testiranimi pogoji. Ti podatki podpirajo idejo, da lahko prekomerno uživanje različnih hranilnih snovi na različne načine povzroči vedenje, povezano z odvisnostjo, in da lahko vedenja, ki bi lahko označevala "zasvojenost s hrano", podtipizirajo na podlagi prehranske sestave zaužite hrane.
Predstavitev
Nevronski sistemi, ki motivirajo in krepijo iskanje in vnos hrane, so tudi osnova vedenja, povezanega z zlorabo drog [1-5]. Na podlagi tega nevrološkega prekrivanja se domneva, da lahko uživanje nekaterih živil povzroči tudi vedenje, podobno odvisnosti [6-8]. Prejšnje študije iz našega laboratorija in druge kažejo, da omejen dostop do sladkorja vodi do vedenjskih sprememb in sprememb dopamina (DA) in opioidnih sistemov, ki so podobni, čeprav manjši po obsegu, kot tisti, ki so jih opazili med odvisnostjo od drog [8].
Od teh vedenj, podobnih zasvojenosti, povezanih z uživanjem sladkorja zaradi popivanja sladkorja, je še posebej zanimiv dokaz o opijatskem umiku. Z uporabo našega laboratorijskega živalskega modela pihanja, ki jedo sladkor, smo ugotovili, da podgane opioidni antagonist naloksona kažejo somatske znake odvzema, vključno s škripanjem zob, tresenjem na prednjih nogah in tresenjem glave ter s tesnobo ob povišanem plusu labirintu . Nadalje je to vedenje povezano z zmanjšanjem sproščanja DA v jedru jedra in s povečanjem sproščanja acetilholina [9], nevrokemično neravnovesje, ki je bilo opaženo med odvzemom več zdravil zlorabe [10, 11]. Opazili so tudi vedenjske in nevrokemične znake opijatskega odtegnitve brez uporabe naloksona (tj. Spontano) po naporu na podganah z anamnezo prekomernega uživanja sladkorja [12]. Drugi so ugotovili, da imajo pri podganah z omejenim dostopom do sladkorja telesno temperaturo znižanje telesne temperature, ko je bil sladkor odstranjen za 24 h [13] in lahko kaže znake agresivnega vedenja [14], ki sta tudi sprejeti indikaciji za umik. Poleg tega se je izkazalo, da dieta z visoko vsebnostjo sladkorja sproža znake tesnobe in hiperfagije, za katero se zdi, da jo posredujejo možganski hormonski sistemi, ki sproščajo kortikotropin [15].
Druge študije so ocenile vidike zasvojenosti, ki bi se lahko pojavili kot odziv na druga okusna živila, na primer tista, ki so bogata z maščobami ali sladko-maščobnimi kombinacijami. Poročalo se je, da nalokson proizvaja opojne znake odtegnitve pri podganah, ki so se prehranjevale v kavarni, ki je vsebovala raznovrstno hrano, bogato z maščobami in sladkorjem [16]. Pred kratkim se je pokazalo, da bodo glodalci, ki so bili izpostavljeni dietam, bogatim z maščobo, vpleteni v veliko različnih vedenj, ki nakazujejo zasvojenost [11, 17-19], vendar pojava opijatnega odvzema niso sistematično preučevali v okviru prenajedanja maščobe in ne v okviru urnikov z omejenim dostopom.
Glede na to, da maščoba in sladkor vplivata na opioidne sisteme [3], da se ti makronutrienti včasih uživajo v presežku in imajo lahko vlogo pri debelosti, povezani s prenajedanjem [20, 21] in morda odvisnosti od hrane [22, 23], cilj te študije je bil ugotoviti, ali se pri podganah, ki se hranijo po urnikih z omejenim dostopom do diete, bogate s sladkorjem in maščobo, izvleče podoben umik podobno kot opiate, zaradi česar je prišlo do pojenja. Ta zasnova je v mnogih pogledih podobna človekovemu prehranjevalnemu stanju, saj epizode popivanja pri nekaterih ljudeh pogosto vključujejo kombinacije teh makronutrientov [20, 21, 24, 25]. Poleg tega pričujoča študija proučuje učinek prekomernega uživanja kombinacij maščobe in sladkorja na izraz umika, kadar so podgane normalne in zmanjšane telesne teže, saj je znano, da lahko nizka telesna teža poveča učinke zdravil zloraba [26]. Podgane z nizko telesno težo sproščajo več DA kot običajna kontrola teže, kadar pojedo sladkor, [27], kar lahko kaže na povečan učinek nagrajevanja pri nizki telesni teži, ki lahko vpliva na resnost odtegnitve.
Materiali in metode
Splošne metode
Moške podgane Sprague-Dawley so bile pridobljene iz Taconic Farms (Germantown, NY) in posamezno nameščene v vivariju univerze Princeton na obrnjenem temnem ciklu 12-h: 12-h. Soba je bila vzdrževana pri 20 ° ± 1 ° C, živali pa so imele ad libitum dostop do vode in dostop do standardne laboratorijske ekipe, LabDiet #5001 (PMI Nutrition International, Brentwood, MO; 3.02 kcal / g), kot je opisano spodaj. Vse postopke je odobril Odbor za institucionalno oskrbo in uporabo živali Univerze v Princetonu. Diete in postopki so povzeti v Tabela 1.
Exp 1: Preizkus, ki je oboril nalokson, in spontani odtegnitveni preskusi z opiati pri podganah, ki so se hranile s prehransko popolno prehrano, bogato z maščobami in sladkorjem
Podgane (315 – 325 g) so bile razdeljene v štiri skupine s telesno maso (n = 10 / skupina) in dodeljene enemu izmed naslednjih pogojev hranjenja za dneve 25: (a) 2-h dnevni dostop do sladko-maščobne paprike (raziskave Diete, New Brunswick, NJ, #12451; 45% maščobe, 20% beljakovin, 35% ogljikovih hidratov, 4.7 kcal / g), začenši z 6 h po začetku temnega cikla, s standardnim glodavcem, ki je na voljo samo za druge 22 h na dan; (b) 2-h dostop do sladko-debelega paprika ob ponedeljkih, sredah in petkih (MWF) z ad libitum dostop do običajnega glodalca za glodavce v preostalem času; (c) ad libitum sladko-maščobni chow; in (d) ad libitum standardni chow (LabDiet #5001, PMI Nutrition International, Richmond, IN; 10% maščobe, 20% beljakovin, 70% ogljikovih hidratov, 3.02 kcal / g). Hrano so zamenjali dvakrat tedensko. Vnos hrane je bil izmerjen dnevno (pred in po obdobju dostopa do 2-h ali enakovredni čas za ad libitum-fed skupine). V teh časih so merili tudi telesno maso na dneve dostopa 1 – 7 in dneve 18 – 24.
1a. Odvzemni preskus je oboril nalokson
Na dneve so bile podgane 26 in 27 naključno dodeljene za testiranje na znake umika. Ti testi so bili razširjeni v dneh 2, da se zagotovi, da so bili testi opravljeni čim bližje začetku običajnega obdobja dostopa za 2-h za vsakega podgana. Za testiranje somatskih znakov opijatskega odtegnitve so podgane dajali opioidni antagonist nalokson (Sigma, St. Louis; 3 mg / kg, sc). Injekcije so bile dane z zdravilom 6 h po začetku temnega cikla, ko se bo običajno začel prijeten dostop do hrane. Podgane v skupini 2-h MWF so ponavadi imele med tednom obdobje prikrajšanja okusne črede 46-h (čeprav so bile v tem času na voljo standardne zajčke), poleg tega pa so bile čez vikend tudi prikrajšane za okusno hrano. Tako smo za standardizacijo obdobja odvzema 46-h zagotovili, da so imeli vsi testirani podgane 46 h pomanjkanja sladke maščobe. Deset minut po injekciji so podgane postavili v plastično kletko, obloženo z Bed-o-Cobsom (Anderson Co., Maumee, OH), somatske znake odvzema pa je za 5 min zabeležil opazovalec, slep pred eksperimentalnimi pogoji. Za vsakega podgana so zabeležili primere grizenja šape, obrambnega branjanja, tresenja mokrih psov, drgnjenja zob, tresenja na prednji nogi, prestopa kletke in negovanja, skupni primeri teh vedenj pa so sešteli za ustvarjanje skupne ocene indeksa umika. , z uporabo metode, spremenjene iz drugih poročil [28, 29].
1b. Preskušanje spontanega umika
Da bi ugotovili, ali je mogoče odvzemanje opaziti s preprosto odstranitvijo okusne prehrane (tj. Brez naloksona), so podgane dobile dostop samo do običajnega glodalca za glodalce v 3 tednih. Nato so podgane vrnili v prejšnji načrt hranjenja za 14 dni. V naslednjih obdobjih odvzema sladke maščobe, je bilo vse živali gojene na standardni glodalci za glodalce 46 h. Na koncu 46 h, ko je poskusna skupina navadno dobila dostop do sladkega maščobnega čička, so bili namesto tega testirani na somatske znake umika.
Exp 2: Preizkušanje, oborjeno z naloksonom, in spontani odvzemni testi pri podganah, hranjenih s standardno rodovniško moko s prehransko nepopolno hrano, bogato s sladkorjem in maščobo
V tem poskusu smo uporabili dodatno oceno opijatnega odtegnitve, povišanega plusa labirinta, da smo določili tako somatske kot anksiozne odzive na umik iz prijetne hrane. Podgane (350 – 400 g) so bile razdeljene v tri skupine z utežjo (n = 8 / skupina) in vzdrževane v ad libitum chow in voda, dopolnjeni z naslednjimi dnevi 28: (a) dostop 12-h do mešanice z visoko vsebnostjo sladkorja (4.48 kcal / g; 35.7% maščobe, 64.3% saharoze; masla, sladkorja v prahu, pripravljenega v naših laboratorij); (b) ad libitum dostop do iste mešanice sladkorja in maščob (c) ad libitum sekira. Hrano so zamenjali dvakrat tedensko, takrat so živali stehtali.
2a. Preskušanje spontanega umika
Na dan 28 so vse podgane postavili na dieto ad libitum standardni glodalci z glodavci. Kasneje so bile pri vseh podganah testirane somatske znake opijatskega odtegnitve, da se določi skupni indeks odtegnitve, kot je opisano v Exp. 24a. Nato smo živali za testiranje tesnobe nato posamezno postavili za 36 min v povišan plus-labirint [30]. 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 pa nista imela zaščitnih sten. Eksperiment je bil izveden pod rdečo svetlobo, da se čim bolj zmanjša motnja cirkadanskega cikla podgan. Podgane so bile postavljene v središče labirinta z usmerjenostjo glave, ki je bila izmenično usmerjena proti odprti ali zaprti roki. Vsako preskušanje plus-labirinta je opazovalec, ki je slep za prehrano, posnel z video posnetki in kasneje za določeno količino časa preživel z glavo, rameni in sprednjimi nogami na odprti roki, zaprti roki ali sredinskem delu labirinta.
2b. Odvzemni preskus, oborjen z naloksonom
Po testiranju v Exp. 2a so vse podgane vrnili v dodeljeno prehrano za 21 dni in jim nato dali nalokson (Sigma, St. Louis; 3 mg / kg, sc). Deset minut po injekciji so pri podganah opazili somatske znake odtegnitve in povečano anksioznost plus-labirint (kot je opisano v Exp. 2a).
Exp 3: Odtegnitveni preskus, ki je bil oborjen z naloksonom, pri podganah, vzdrževanih na običajnem glodalcu in s tekočo hrano, bogato s sladkorjem in maščobo
Diete, preizkušene v Exp. 1 in 2 sta bila trdna; Nato smo preizkusili tekočo prehrano, da bi nadzirali učinke teksture, saj so znaki opijatskega umika sladkorja v našem živalskem modelu prejedanja sladkorja vključevali uporabo raztopine saharoze [8, 9] in znane so razlike v učinkih, ki jih lahko imajo trdne in tekoče diete na zaužitno vedenje [31, 32]. Podgane (300 – 375 g) so bile razdeljene v štiri skupine z utežjo (n = 8 / skupina) in so jih vzdrževale dneve 28 ad libitum chow dopolnjen z: (a) dostopom 12-h do emulzije olja, sladkorja in vode (3.4 Kcal / ml, 35% maščobe, 10% sladkorja; Mazola® koruzno olje, saharoza, voda iz pipe in 0.6% Emplex, sestavine karavana , Lenexa, KS, pripravljena v našem laboratoriju), in dušen; (b) 12-h dostop do Vanilla Ensure (1.06 Kcal / ml, 30% maščobe in 30% sladkorja, Abbott Laboratories, Abbott Park, IL) in čokolade; (c) dostop 12-h do raztopine saharoze 10% (m / v) (0.4 Kcal / ml) in čebule, ali (d) ad libitum sekira. Za pripravo emulzije je bila voda segreta na 75 – 80 ° C in dodana drugim sestavinam. Emulzijo smo na hitrosti mešali 5 min in nato ohladili v ledeni kopeli, dokler ni dosegla 20 ° C. Vse diete (razen običajnega chow-a) so bile tekoče in so bile predstavljene v epruveti za pitje. Hrano so zamenjali vsak dan in živali tehtali na teden.
Odvzemni preskus, oborjen z naloksonom
Po dneh 28 na dodeljeni dieti so podganom dajali nalokson (3 mg / kg, sc). Deset minut po injekciji so podgane postavili na povišan plus-labirint, kot je opisano v Exp. 2a. Takoj po 5-povišanem preizkusu z labirintom so podgane postavili v računalniško dvorano za delovanje na odprtem terenu pod rdečo svetlobo (MED Associates, Georgia, VT, visoko akrilne bočne stene 30.5 cm in infracrvene fotocelice 16 na vsaki od treh osi ). Celotno polje je bilo 43.2 cm × 43.2 cm. Vsaka podgana je bila najprej postavljena v sredino odprtega polja in ji je bilo pred začetkom testiranja dano 10 min.33, 34]. Nato smo lokomotorno aktivnost, opredeljeno kot prekinitve infrardečega žarka, spremljali 20 min.
Exp 4: Odtegnitveni preskus, ki je oborjen z naloksonom, pri podganah z zmanjšano telesno maso
Da bi preverili, ali se znaki odtegnitve lahko pojavijo pri zmanjšani telesni teži, so podgane (283 – 345 g) ohranili za 21 dni naslednje dni: (a) 2-h dnevni dostop do sladko-maščobne paprike (Research Diets, New Brunswick, NJ, #12451, kot se uporablja v Exp. 1), ki začne 6 h po začetku temnega cikla, pri čemer je standardni glodalci za glodalce na voljo samo za druge 22 h na dan (n = 10) ali (b) ad libitum standardni chow z 2 h dostopom do sladko-maščobne ličinke samo dva dni (dan 2 in dan 22 ali 23; akutna skupina sladkih maščob, n = 9). Vnos hrane je bil izmerjen dnevno pri 6 h in 8 h po začetku temnega cikla; hrano so zamenjali dvakrat tedensko.
4a. Preizkušanje normalne telesne teže
Na dan 22, 6 h v temnem obdobju, so vsem podganom dajali nalokson (3 mg / kg, sc). Deset minut po injekciji so pri podganah opazili somatske znake odtegnitve in povečano anksioznost plus-labirint, kot je opisano v Exp. 2a.
4b. Testiranje zmanjšane telesne teže
Dnevne podgane 2-h so zmanjšale na telesno maso na 85% v obdobju 7 z zmanjšanjem dnevnih standardnih razpoložljivosti črevesja bodisi na pol pelet (3 g) bodisi na eno pelet (5 g) in sladko maščob do pol pelete (2 g) ali ene pelete (3.5 g). Količina zagotovljene hrane je bila prilagojena za vsako podgano, odvisno od stopnje izgube teže. Skupina akutne sladke maščobe se je zmanjšala tudi na 85% telesne teže v obdobju 7 z zmanjšanjem dnevne standardne razpoložljivosti črevesja na pelete 1 – 2. Podgane v tej skupini so na dan 2 ali 30 tretjič dobile 31-h sladko-maščobni kravi. Odvzemni testi (somatski znaki in plus-labirint) so bili ponovno opravljeni na dan 29, kot je opisano v Exp. 1a in 2a.
4c. Preskušanje normalne telesne teže lokomotorne aktivnosti
Po testiranju z zmanjšano telesno maso so dali vse podgane ad libitum enomesečni dostop do običajnega črevesja, da se lahko povrnejo normalno telesno težo za svojo starost. Nato so bile vse živali vrnjene v poskusno prehrano za 14 dni. Podgane v skupini Acute Sweet-Fatte so na štirinajsti dan dostopa do obnovljene testne diete dobile dostop do sladko-maščobne čokolade, da bi ugotovile, ali je vedenje posledica prehranjevanja ali zgolj izpostavljenosti dieti. Nato smo 6 h po začetku temnega cikla dali nalokson (3 mg / kg, sc). Deset minut po injiciranju so podgane postavili v računalniško odprto komoro za delovanje na odprtem terenu pod rdečo svetlobo, kot je opisano v Exp. 3a. Vsaka podgana je bila najprej postavljena v sredino lokomotorne komore, in število meritev aktivnosti je bilo izmerjeno za 10 min.
4d. Testiranje zmanjšane telesne teže lokomotorne aktivnosti
Po izkušnji Teža 4c, telesne teže vseh podgan se je v dneh 85 ponovno zmanjšala na 7%, kot je opisano zgoraj. Nato je bilo izvedeno testiranje lokomotorne aktivnosti, kot je opisano v Exp. 3c.
Statistična analiza
Podatke smo analizirali z uporabo enosmerne in dvosmerne analize variance (ANOVA) s post-hoc Newman Keulsovim ali Tukeyjevim testom, če je primerno, ali s študentovimi t-testi. Za povišane in labirintne podatke je bila aktivnost odprtih rok obravnavana kot skupni čas, ki ga je vsak podgana preživel v odprtih rokah labirinta [35]. Podatke o lokomotorju smo najprej analizirali z enosmerno ANOVA za vsako meritev gibanja in nato z dvosmerno ANOVA za primerjavo lokomotornih ukrepov znotraj skupine pri normalni in zmanjšani telesni teži ter med ukrepi med skupino. Napaka, predstavljena v tem rokopisu, je standardna napaka srednje vrednosti.
Rezultati
Exp 1: Pri podganah, ki so prejemale prehransko popolno sladko-maščobo, ni bilo opaziti nakoksona ali spontanih somatskih znakov tesnobe.
Podatki o vnosu in telesni teži
Podatki o vnosu teh podgan so bili predhodno poročani [36]. Če na kratko povzamemo te ugotovitve, so v primerjavi s kontrolnimi skupinami podgane z dnevnim dostopom 2-h in 2-h MWF hranljivo polno sladko-maščobno hrano zaužile pretirano velike količine neprijetnega paprika v 2 h dostopa. Telesna teža teh živali se je povečala zaradi velikih obrokov, nato pa se je zmanjšala med popivanjem, kar je posledica samoomejenega vnosa običajnega čreda, ki sledi popivanju. Kljub tem nihanjem telesne teže pa je skupina, ki je vsak dan uživala sladko-maščobni napitek, pridobila bistveno večjo težo kot kontrolna skupina, ki ima na voljo standardni čow ad libitum. Nadalje je pri analizi povečanja telesne teže v času trajanja študije prišlo do razlik med skupinami (F(3,39) = 7.74, p <0.001), pri čemer so živali z 2-urnim dnevnim dostopom do sladko-maščobne čarovnice pridobivale večjo težo kot običajne kontrole s hrano (108.6 ± 6.2 g v primerjavi s 75.4 ± 3.8 g, oziroma p<0.001) in kontrolniki s hrano s sladko maščobo (88.3 ± 4.9 g; p<0.05). Poleg tega so podgane z 2-urnim dostopom MWF do sladko-maščobne hrane pridobile večjo težo kot kontrolniki, ki so jih hranili s čajem (95.0 ± 4.6 g v primerjavi s 75.4 ± 3.8 g; p<0.05).
Odvzemni testi
Pri dajanju naloksona ni bilo razlik v ocenah indeksa odtegnitve za somatsko vedenje med skupinami (F(3, 36) = 2.71, p = ns). Ta vedenja so vključevala drhtenje sprednje šape, križanje v kletki, grizenje šap in obrambno zakopljanje (p = ns za vsakega; glej Slika 1). V nobeni skupini niso opazili mokrih tresov psov.
Prikazani so primeri somatskih znakov umika po odvzemu sladkosnedne črevesa Slika 2. Med skupnimi ocenami indeksa umika ni bilo pomembnega med skupinami (F(3, 36) = 2.04, p = ns). V parnih primerjavah ni bilo razlik med skupinami za drhtenje sprednje šape, grizenje šape ali obrambno zakopavanje (p = ns za vse). Pomembnost med skupinami je bila opazna v primerih prestopa kletke (F(3, 36) = 4.66, p <0.05). Post hoc Tukejski testi so pokazali, da so dnevno podgane 2-h pokazale bistveno manj primerov prehoda v kletki kot ad libitum Podgane Chow (p <0.01) oz ad libitum Podgane sladke maščobe (p <0.05). Tudi v nobeni skupini mokrega tresenja psov niso opazili.
Exp 2: Sponta, oborjenih z naloksonom, spontanih somatskih znakov ali spontanih znakov tesnobe v povišanem plusu labirinta niso opazili pri podganah, ki so hranile dodatek sladke maščobe svojemu standardnemu moštvu
Podatki o vnosu in telesni teži
Živali, ki so bile v skupini 12-h Sweet-Fat + Chow, so v prvi uri vsakodnevnega dostopa zaužile več hrane iz sladke maščobe v primerjavi z živalmi, ki so jih vzdrževali na ad libitum Sladko-maščobna + čokoladna dieta (F(2, 21) = 13.16, p <0.001, 28. dan prehrane, 5.6 v primerjavi z 1.1 g). 28. dan prehrane je 12-urna skupina Sweet-Fat zaužila 3.5 ± 0.9 g čaja, ad libitum Skupina sladkih maščob je zaužila 0.68 ± 0.7 g črevesa in ad libitum Skupina Chow je v prvi uri zaužila 2.3 ± 1.5 g chowja. Kljub razlikam med vnosom dodatka in sladke maščobe na dan 28 ni bilo statistično pomembne razlike med skupinami v skupnem številu porabljenih kalorij v obdobju 24-h (F(2, 22) = 0.62; p = ns; 12-h sladka maščoba: 82.8 ± 2.6 Kcal, ad libitum Sladka maščoba: 77.3 ± 7.8 Kcal, ad libitum Chow: 83.2 ± 6.8 Kcal). Na dan 28 telesna teža podgan ni bila bistveno drugačna med skupinami (F(2, 23) = 1.87, p = ns). Poleg tega analiza teže, pridobljene v času trajanja študije, ni prinesla pomembnih razlik med skupinami (F(2, 21) = 1.31, p = ns).
Odvzemni testi
Med skupinami 24 h ni bilo statistično pomembnih razlik v indeksu odtegnitvenih indeksov (F(2, 23) = 0.24, p = ns; 12-h skupina sladkih maščob = 11.5 ± 2.6, ad libitum Sladko-debela skupina = 13.6 ± 2.6; ad libitum Chow skupina = 13.4 ± 1.8) in 36 h (F(2, 23) = 0.17, p = ns; 12-h skupina sladkih maščob = 11.8 ± 2.6, ad libitum Sladko-debela skupina = 12.1 ± 1.4; ad libitum Skupina Chow = 10.5 ± 2.0), potem ko so bile živali odvzete okusne prehrane. Indeksna ocena vključuje vedenje nošenja, mokro tresenje psov, križanje v kletkah, drhtenje na prednjih nogah, grizenje šap in obrambno zakopavanje (za vsako primerjavo v paru, p = ns). V časovnih točkah 24 h in 36 h niso opazili nobenih primerov glavobola.
Glede na povišan plus labirinta je po pomanjkanju 24 h prišlo do statistično pomembne razlike med skupinami glede na čas, preživet na odprti roki (F(2, 23) = 3.77, p<0.05; 3.1 ± 1.4 s, 20.0 ± 6.0 s in 15.4 ± 4.7 s, ad libitum Sladko-maščoba, 12-h sladka-maščoba in ad libitum Chow), s podganami, ki so jih obdržali ad libitum Sweet-Fat porabi manj časa na odprti roki kot skupina 12-h Sweet-Fat ali skupina ad libitum Skupina Chow (p <0.05). Po 36 urah pomanjkanja niso opazili nobenih učinkov v času, preživetem na odprti roki plus labirinta (F(2, 23) = 0.22, p= ns; 26.3 ± 7.6 s, 30.0 ± 10.0 s in 23.4 ± 7.2 s, ad libitum Sladko-maščoba, 12-h sladka-maščoba in ad libitum Chow oz.
Po naloksonu ni bilo statistično pomembne razlike v ocenah indeksa odtegnitve somatskega vedenja med skupinami (F(2, 23) = 0.64, p = ns). Rezultati indeksnega umika so bili za skupino 8.4-h Sweet-Fat 2.5 ± 12, 11.5 ± 2.3 za skupino ad libitum Skupina sladke maščobe in 11.4 ± 1.7 za ad libitum Chow skupina. Indeksna ocena vključuje vedenje škripanja zob, negovanja, križanja v kletkah, drhtenja na prednjih nogah, grizenja šape in obrambnega zakopavanja (za vsako primerjavo v paru, p = ns). Niso opazili nobenih primerov glavobol ali mokrega tresenja psov.
Exp 3: somatskih znakov ali znakov tesnobe v povišanem plusu labirint pri podganah, ki so hranili tekočo prehrano z visoko vsebnostjo saharoze, ni bilo opaziti
Vnos podatkov
Do tretjega tedna dostopa do prehrane je obstajala razlika med skupinami glede na njihov prvi vnos (emulzija sladkorja v olju = 32% kcal, vanilija Ensure = 27% kcal in 10% saharoza = 24% kcal skupnega dnevnega vnosa; F(2, 27) = 39.40, p <0.001). Med skupinami je bila tudi statistično pomembna razlika glede njihove dnevne porabe običajnega glodalca (F(3, 78) = 22.86, p <0.0001), pri živalih z okusno hrano pa do 28. dne (23 ± 3 Kcal: emulzija iz sladkorja in olja; 30 ± 4 Kcal: Vanilija; 71 ± 2 Kcal: 10% saharoze) ) glede na ad libitum Chow skupina (101 ± 4 Kcal). Čeprav se je med skupinami opazila razlika v skupnem dnevnem vnosu kalorij (F(3, 27) = 3.50, p <0.05), nadaljnje večkratne primerjave so pokazale, da ni bilo opaženih razlik, kadar je bila vsaka skupina neodvisno primerjana s kontrolno skupino, ki je uživala čaj (101 ± 4 Kcal), p = ns v vseh primerih (118 ± 13 Kcal: emulzija sladkornega olja; 93 ± 11 Kcal: vanilija; 85 ± 6 Kcal: 10% saharoza). Poleg tega je bila količina zaužite dejanske saharoze (v gramih) v skupinah, pri čemer je vsaka skupina uživala 3 – 4.5 g sladkorja na dan, tudi glede na različne diete (F(2, 20) = 2.32, p = ns). Na koncu tednov 4 ni bilo razlik v telesni teži med skupinami (F(3,31) = 0.25, p = ns). Vendar pa je pri analizi povečanja telesne teže v času trajanja študije obstajala razlika med skupinami (F(3,31) = 3.67, p <0.05), pri čemer so živali, ki uživajo emulzijo sladkornega olja, pridobivale večjo težo kot kontrolniki, ki so jih hranili s Chowom (123 ± 23 g v primerjavi s 67 ± 6 g, p <0.05).
Podatki o odvzemu
Ko so po injekcijah naloksona postavljene na povišan plus-labirint, so živali z dostopom 12-h 10% saharoze porabile manj časa na odprti roki plus-labirinta v primerjavi s krmilnimi krmilnimi organizmi,t(9) = 2.58, p <0.05; 52 ± 7 v primerjavi s 75 ± 3 s). Med skupinami niso opazili nobenih drugih razlik (12-urna emulzijska skupina za sladkorno olje = 54 ± 11 s na odprti roki; 12-urna skupina za zagotavljanje vanilije = 75 ± 3 s na odprti roki). Analiza podatkov labirinta na prostem je pokazala, da je 12-urna 10-odstotna skupina saharoze povečala gibalno aktivnost (F(3, 29) = 3.65, p <0.05) v primerjavi z ad libitum Chow skupina (ambulantno število 743 ± 70 in 512 ± 57). Med skupinami v labirintu na prostem ni bilo opaziti nobenih drugih razlik (ambulantna števila 12-h ambulantna števila 561 ± 71; skupina ambulantnih vaniljih 12-h = ambulantna števila 576 ± 58).
Exp 4: somatskih znakov ali znakov tesnobe v povišanem plusu labirinta pri podganah, ki preganjajo sladko maščobo, ni bilo opaziti somatskih znakov ali nagnjenosti z naloksonom, ko so jih zmanjšali na telesno težo 85%
Podatki o vnosu in telesni teži
Začetek drugega tedna dostopa do sladke maščobe so podgane v skupini 2-h Daily Sweet-Fat zaužile prekomerno število kalorij v 2 h dostopu do sladko-maščobne paprike (66.8% celotnega dnevnega vnosa), kar je skladno z našim prejšnjim poročilom z uporabo tega modela [36] in predlaga vedenje prehranjevanja. Skupina Acute Sweet-Fat je na dan 24.6 porabila 12.5 ± 2 kcal in 48.1 dan 14.1 ali 22 kcal iz peletov sladke maščobe. Pri normalni telesni teži so ponovljeni ukrepi ANOVA (s korekcijo toplogrednih plinov in gejzirjev) pokazali pomembno skupinsko × časovno interakcijo (F(1.63, 27.70) = 21.28, p <0.001). Post-hoc testi so pokazali znatno večjo telesno težo za 2-urno skupino dnevnih sladkih maščob v primerjavi z akutno sladko-maščobno skupino (8. dan: t(1, 17) = 2.28, p <0.05, 12. dan: t(1, 17) = 2.63, p <0.05 in 16. dan: t(1, 17) = 2.94, p <0.01). Nadalje, ko je bilo analizirano povečanje telesne mase v prvih 16 dneh, je bilo ugotovljeno, da so podgane v 2-urni skupini s sladko maščobo pridobile bistveno večjo težo kot skupina z akutno sladko maščobo (81.0 ± 4.1 g v primerjavi s 45.3 ± 4.5 g; F(1, 18) = 33.83, p <0.001). Ko so živali zmanjšale telesno težo, so bili seznanjeni vzorci t-testi so pokazali, da je bila telesna teža obeh skupin statistično značilno manjša (t(9) = 25.50, p <0.001 in t(8) = 19.93, p <0.001, 2-urni sladko-maščobni čaj in akutni sladko-maščobni čaj).
Podatki o odvzemu
Pri normalni teži je edina opažena razlika med skupinami pokazala, da so pri podganah 2-h Dnevno sladko-maščobne podgane bistveno manj primerov križanja v kletkah v primerjavi z akutnimi podganami sladke maščobe (2.3 ± 0.4 v primerjavi z 4.5 ± 0.9; F(1, 16) = 5.54, p <0.05; Slika 3). Kljub temu niso opazili nobenih razlik v skupnem indeksu odtegnitve (2-h Dnevna sladka maščoba: 9.4 ± 1.2; Akutna sladka maščoba: 12.5 ± 2.0; F(1, 16) = 2.00, p = ns). To je vključevalo ukrepe obnašanja, premetavanja z glavo, negovanja in vzreje (p = ns za vsakega). Nobena podgana ni pokazala nobenega primera škripanja zob.
Pri zmanjšani telesni teži ni bilo statistično pomembnih razlik med skupinami v primerih somatskih znakov odtegnitve, kar je razvidno iz ocene indeksa (F(1, 16) = 0.49, p = ns). Rezultati indeksnega odtegnitve so bili v skupini akutnih sladkih maščob 13.0 ± 3.2 v primerjavi z 10.8 ± 1.2 v skupini 2-h Daily Sweet-fat. Indeksna ocena vključuje vedenje škripanja zob, vzreje, negovanja, križanja v kletkah, tresenja na prednjih nogah, grizenja šape in vedenja. Primerov glavobolov ni bilo.
V preskusu zvišanih plusov labirinta se čas, ki je porabljen na odprti roki, ni zmanjšal glede na skupino pred zmanjšanjem teže (2-h Dnevna skupina sladkih maščob: 22.4 ± 7.7 s; Skupina akutne sladke maščobe: 17.4 ± 11.5 s; F(1, 16) = 0.14, p = ns) ali po zmanjšanju telesne teže (2-h Dnevna skupina sladkih maščob: 22.4 s ± 7.0 s; Akutna skupina sladkih maščob: 16.5 ± 7.8 s; F(1, 16) = 0.32, p = ns). Pri testiranju lokomotorne aktivnosti pri normalni in zmanjšani telesni teži ni bilo pomembnih razlik med podganami 2-h Daily Sweet-Fat in akutnimi podganami Sweet-Fat glede lokomotorne aktivnosti (Slika 4).
Ko so bile pri zmanjšani telesni teži ne glede na skupino vse podgane bolj aktivne (F(1, 16) = 7.13, p <0.05, Slika 4) in preživel več časa v centru (F(1, 16) = 11.83, p <0.005; 2-urna sladka maščoba na dan: 12.0 ± 1.7 min pri zmanjšani telesni teži v primerjavi z 9.6 ± 1.6 min pri normalni teži; Akutna sladka maščoba: 12.8 ± 3.2 min pri zmanjšani telesni teži v primerjavi z 8.8 ± 2.2 min pri normalni telesni teži) komore lokomotorne aktivnosti v primerjavi z njihovim vedenjem pri normalni telesni teži, vendar med telesno težo in skupino ni prišlo do interakcije.
Razprava
Na podlagi ugotovitev teh štirih poskusov podgane, ki so jedle okusno hrano, ki vsebuje tako maščobo kot sladkor, niso pokazale pomembnih indikacij o obarvanju naloksona ali spontanem umiku, podobnem opiatu. Glede na predhodne ugotovitve, da podgane, ki pojedo sladkor, jedo znake odtegnitve, ki je oboril nalokson [9] (kar je bilo tudi tu podano v Exp. 3), smo pričakovali, da bodo podgane, ki jih injicirajo nalokson, z omejenim dostopom do sladkane, bogate maščobe, pokazale podobne znake umika. Vendar bi lahko vključitev maščobe v prehrano vplivala na izraz odtegnitvenih znakov. Te ugotovitve torej kažejo, da opijatnega odtegnitve ni opaziti kot odziv na pojestje vseh okusnih diet, zlasti tistih, bogatih z maščobo, kar, podobno kot sladkor, pozna učinke na možganske opioidne sisteme. Tako se zdi, da je pojav opiatskih odtegnitvenih znakov, ki se kažejo kot odziv na pojest popivanje, specifičen za makronutriente.
Zasvojenost z dietami, ki vsebujejo veliko maščob in sladkorja
V prejšnjih pregledih smo povzeli ugotovitve našega laboratorija in druge, ki nakazujejo, da lahko omejen dostop do sladkorja pri podganah povzroči več vedenjskih in nevrokemičnih znakov zasvojenosti, vključno z odvzemom opiatov [8, 37]. Obstajajo študije na živalih, ki kažejo, da lahko dostop do prehrane, bogate z maščobami, spodbudi tudi nekatere znake zasvojenosti [16]. Corwinova skupina je pokazala povečanje stopnje odziva na podgane, ki pojedo maščobo, kar kaže na povečano motivacijo [38]. Bale in sodelavci kažejo, da bodo miši, ki jih vzdržujemo na dieti z veliko maščobami ali z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov in jim potem onemogočen dostop do hrane, utrpeli averzivno spodbudo (šok stopala), da bi dobili želeno hrano [11]. Po akutnem obdobju umika (prikrajšanosti) mišje, ki imajo dostop do diete z veliko maščob, kažejo znake tesnobe, pa tudi zmanjšano izražanje faktorja, ki sprošča kortikotropin, v osrednjem jedru amigdale. McGee in njegovi sodelavci pa niso opazili nobenih znakov tesnobe ali povečane motivacije z uporabo progresivnega urnika razmerja po odvzemu omejenega dnevnega dostopa do posladkanega zelenjavnega krajšanja, podobno kot pri prehrani, ki smo jo uporabili v Exp. 2 [17]. Skupne študije kažejo, da je mogoče nekatere posebne znake zasvojenosti pridobiti, če živalim ponujamo dieto, ki vsebuje maščobe, vendar so rezultati zapleteni in nanjo lahko vplivajo dejavniki, kot so sestava prehrane, telesna teža in razpored dostopa.
Specifičnost, oblika in razpoložljivost makrohranil kot dejavniki pri odvzemu okusne hrane
V sedanjih študijah so bile vključene različne diete z veliko maščob, vključno z nekaterimi, ki so prehransko popolne, podobno kot "obrok". Druge so bile dopolnilo k standardni prehrani z zajtrki, podobno kot "prigrizek", ki se običajno uživa med napitki. [25]. Diete so bile raznolike tudi po teksturi, od peletirane prehrane v Exp. 1, poltrdno prehransko dopolnilo v Exp. 2 in tekoče diete v Exp. 3. Tekoča dieta je bila uporabljena zaradi predhodno ugotovljenega razmerja med čezmerno porabo tekočih diet in poznejšim povečanjem telesne teže [31, 32]. Tudi zato, ker so v naših prejšnjih študijah, ki kažejo znake opijatskega odtegnitve kot odziva na dostop saharoze, uporabili raztopino saharoze (ponovljeno tukaj v Exp. 3, kjer so živali, ki jedo saharozo, porabile manj časa na odprti roki plus labirinta in pokazale znake umika inducirana hiperaktivnost v labirintu na prostem). Preizkusili smo tekočo maščobo in ugotovili, ali lahko oblika živila vpliva na izražanje vedenj, povezanih z umikom. Vendar dostop do tekočine, bogate z maščobami, ni povzročil znakov umika. Iz te raznolikosti prehrane in oblike prehrane sklepamo, da ne glede na vrsto hrane, bogate z maščobami ali obliko, v kateri se daje, sedanji poskusi niso pokazali jasnih znakov opiata podobnega umika pri živalih z dostopom do maščobe.
Druga manipulacija, ki je bila upoštevana v tej študiji, je bilo obdobje dostopa. Nekatere podgane so imele 12-h vsakodnevni dostop do okusne prehrane, druge pa so imele 2-h dostop vsakodnevno ali občasno. Izkazalo se je, da sta obe vrsti omejenega dostopa ovirali vedenje zaradi prejedanja [8, 39]. Pokazalo se je, da uživanje pijančevanja povzroča spremembe v sistemih nagrajevanja možganov, zlasti dopaminskega sistema, pri ljudeh [40] in pri modelih podgan, ki so podobni učinkom, ki jih opažajo pri nekaterih zlorabah drog [8]. Čeprav se je izkazalo, da ti načrti dostopa vodijo do požiranja, kar je bilo potrjeno v sedanjih poskusih, nobeno od preizkušenih obdobij ni povzročilo opioidom podobnih znakov odtegnitve kot odziv na maščobe.
Interpretacija postivnih ugotovitev v sedanjih poskusih
Medtem ko podatki na splošno kažejo, da se znaki opijatskega umika ne pojavijo, ko se podganam ponudi omejen dostop do okusne hrane, ki vsebuje maščobe, je bilo v tem nizu poskusov pridobljenih nekaj pozitivnih ugotovitev, ki upravičujejo razpravo. V izp. 1 je po odvzemu 46 h od sladke maščobe, podgane, ki so imele dostop do 2 h, pokazale manj primerov križanja v kletki v primerjavi z ad libitum krmljeni krmilniki (standardni glodavniški chow ali sladki glodavniki). Opažena je bila hipoaktivnost med odvzemom kokaina pri glodalcih [41]. Vendar pa pri drugih preskusih, opravljenih v tej skupini, kot so somatski ukrepi za odtegnitev, niso bili opaženi znaki opijatnega odtegnitve.
V izp. 2, po 24 h odvzemu živali z ad libitum dostop do prehrane s sladko maščobo je pokazal zmanjšan čas, porabljen na odprti roki dvignjenega plus labirinta. Ta ugotovitev je zanimiva, saj nakazuje, da skupina s ad libitum Dostop do okusne hrane je pokazal spremembo v vedenju, ki je povezana z umikom. Vendar, ko so bili testirani na 36 h, učinek ni bil več očiten. To je lahko posledica dejstva, da obstaja točno določeno časovno obdobje, v katerem se pojavijo spontani znaki tesnobe, in to obdobje se je izteklo do naslednjega ocenjevalnega časa. Lahko pa predlaga, da bi večkratna uporaba labirinta s povišanimi plusi spremenila delovanje na testu. Medtem ko nekatere študije kažejo, da večkratna izpostavljenost povišanemu plusu labirinta ne vpliva na rezultat testa [42, 43], drugi poročajo o habituacijskih učinkih [44-47]. V sedanjem sklopu študij večinoma ni bilo opaziti razlik med anksioznimi skupinami, kar potencialno kaže na razlike, ki bi nastale pri ponavljajoči se izpostavljenosti. Vendar pa je pozitivno s ad libitumgojene živali v stroki 2 je treba upoštevati v okviru večkratne uporabe tega testa.
Vloga telesne teže pri izražanju znakov odvisnosti
V pričujoči študiji smo ocenili spremenljivke prehranjevanja in telesne teže, za katere je bilo dokazano, da prispevajo k znakom, podobnim zasvojenosti. Druge skupine so pokazale, da imajo podgane omejen dostop do sladke, čokoladne prehrane, ki postanejo debele in kažejo anksiogeno vedenje, ko jim prepovejo dostop do okusne hrane [15]. Naše prejšnje študije kažejo na odtegnitveno vedenje pri živalih, ki se zadržujejo na prekinitve saharoze, pri normalni teži. Tudi druge ugotovitve so pokazale, da so debele živali z ad libitum ali omejen dostop do prehrane v kafeteriji kaže na primanjkljaj nevrotransmisije mezolimbičnega dopamina [18, 48], vendar živali z omejenim dostopom (tj. dostop do piva), ki niso bile uvrščene med debele, niso pokazale reduciranih dopaminskih 2 receptorjev. To poudarja, da sama debelost lahko privede do sprememb v sistemu nagrajevanja možganov [18]. Nasprotno pa študije pri ljudeh z motnjo hranjenja zaradi prekomernega prehranjevanja kažejo, da jedo popivanje, neodvisno od debelosti, vpliva na mezolimbične DA sisteme [40], s čimer je poudarjena pomembnost preučevanja specifičnih spremenljivk prenajedanja in debelosti, skupaj in neodvisno. V pričujočem prispevku nismo opazili znakov opijatnega umika pri podganah, ki so na živilih, bogatih z maščobami, postale prekomerne teže (Exp.1). Ker prejšnje raziskave kažejo, da lahko debelost povzroči zasvojenost podobne spremembe v možganih, ki lahko vključujejo opiatov podobne odtegnitvene znake, je mogoče, da bi lahko opazili različne (tj. Ne-opiate) znaki umika pri teh podganah.
V izp. Z zdravilom 4 smo ocenili vpliv zmanjšane telesne teže na pojav odtegnitvenih znakov. Podgane z anamnezo pomanjkanja hrane hitreje pridobivajo kokain v primerjavi s kontrolami [49] in dokazano je, da zmanjšanje telesne mase povečuje učinke nagrajevanja z zdravili [26]. Zmanjšanje telesne teže podgan povzroči znižanje ravni DA v NAc na 33% izhodiščne ravni [50, 51]. Prej smo ugotovili, da se telesna teža podgane z anamnezo prekomernega uživanja sladkorja zmanjša na 85%, sproščanje DA kot odziv na sladkor se še poveča [27]. Iz teh razlogov smo domnevali, da lahko zmanjšanje telesne teže podgan poveča izražanje znakov umika. Vendar pa v Exp. Znakov odtegnitve, oborjenih z naloksonom, ni bilo, ko so podgane odvzele 4% njihove normalne telesne teže.
Kot dodatno mero tesnobe smo ocenili lokomotorno aktivnost. Povečana lokomotorna aktivnost je povezana z odvzemom zdravil [52-54], in je bil najden v Exp. 3 pri podganah, ki pojedo sladkor, ne pa pri podganah z omejenim dostopom do maščobe. Nadalje v Exp. 4, ni bilo bistvene razlike med podganami, ki jedo maščobo, in kontrolnimi podganami v smislu gibanja, bodisi pri normalni ali zmanjšani telesni teži.
zaključek
Podgane, ki se vzdržujejo zaradi prekomerne diete, bogate s sladkorjem in maščobo, niso pokazale znakov opijatskega odtegnitve pri prekomerni telesni teži, normalni teži ali premajhni telesni prehrani z uporabo trdnih in tekočih oblik prehrane. Ti rezultati so v nasprotju s prejšnjimi ugotovitvami tega laboratorija in drugimi, kar kaže na vedenje podobnega umiku opijatov pri podganah, ki pojedo sladkor. Sedanje ugotovitve podpirajo domnevo, da so znaki odvisnosti kot odziv na prenajedanje okusne hrane lahko specifični za hranila, kar poudarja pomen nadaljnjega raziskovanja različnih učinkov, ki jih lahko prenajedanje določenih hranilnih snovi ima na sisteme nagrajevanja možganov.
Poudarki raziskav
- Študije kažejo nevrokemične in vedenjske indekse zasvojenosti, ko živali pretirano prehranjujejo z maščobami.
- Umik, ki je oboril nalokson, ni bil opažen pri podganah, ki so jedle različne sladke diete z veliko maščob.
- Umik, ki ga povzroča odvzem, ni opazil pri podganah, ki so jedle različne sladke diete z veliko maščob.
- Zmanjšanje telesne teže, za katero je znano, da lahko okrepi učinke zlorabe snovi, ni vplivalo na znake oparidnega odtegnitve, oborjenega z naloksonom.
- Podgane, ki pojedo sladko-maščobne kombinacije, v uporabljenih pogojih ne kažejo znakov opijatnega odtegnitve.
Priznanja
Raziskavo so podprli štipendija USPHS AA-12882 (BGH) in DK-079793 ter Nacionalna fundacija za motnje prehranjevanja (NMA).
Opombe
Omejitev odgovornosti založnika: To je PDF datoteka neurejenega rokopisa, ki je bil sprejet za objavo. Kot storitev za naše stranke nudimo to zgodnjo različico rokopisa. Rokopis bo podvržen kopiranju, stavljanju in pregledu dobljenega dokaza, preden bo objavljen v končni obliki. Upoštevajte, da se med proizvodnim procesom lahko odkrijejo napake, ki bi lahko vplivale na vsebino, in vse pravne omejitve, ki veljajo za revijo.
Reference
;
