Ngrënia e 'Ushqimit Junk' Prodhon Rritje të Shpejta dhe të Qëndrueshme në Receptorët NAc CP-AMPA; Implikimet për motivimin e zgjeruar të shkaktuar nga sugjerimet dhe varësinë nga ushqimi (2016)

Prezantimi

Megjithëse nxitjet për të ngrënë rregullohen nga uria, ngopja dhe kërkesa për energji, ato gjithashtu ndikohen shumë nga stimujt në mjedis që lidhen me ushqimin (cues të ushqimit). Për shembull, në njerëzit jo obezë, ekspozimi ndaj cuesve ushqimor rrit dëshirën e ushqimit dhe sasinë e ushqimit të konsumuar (Fedoroff et al, 1997; Soussignan et al, 2012). Njerëzit e trashë janë më të ndjeshëm ndaj këtyre veçorive motivuese të cuesve të ushqimit, duke raportuar dëshirë më të fortë të ushqimit të shkaktuar nga nxitja dhe konsumimi i pjesëve më të mëdha pas ekspozimit të nxitjes së ushqimit (Rogers dhe Hill, 1989; Yokum et al, 2011). Këto ngjashmëri në sjellje midis dëshirës së ushqimit dhe drogës kanë çuar në konceptin se 'varësia e ushqimit' e shkaktuar nga konsumimi i ushqimeve të larta në sheqer dhe yndyrë mund të kontribuojë në epideminë e trashje (Carr et al, 2011; Epstein dhe Shaham, 2010; Kenny, 2011; Rogers dhe Hill, 1989; Volkow et al, 2013).

Dëshmitë kryesisht nga studimet e njeriut sugjerojnë se dëshira ushqimore e shkaktuar nga nxitësit në individë të trashë përfshin ndryshime në funksionin e bërthamës accumbens (NAc), një rajon që ka qenë prej kohësh i njohur për të ndërmjetësuar motivimin për shpërblimin e ushqimit dhe të drogës, por që gjithnjë e më shumë përfshihet në obezitetin . Për shembull, studimet e njeriut fMRI tregojnë se aktivizimet në NAc të shkaktuara nga cues të ushqimit janë më të forta në njerëzit e trashë (Stice et al, 2012; Volkow et al, 2013; Vogël, 2009). Përveç kësaj, përgjegjshmëria e shtuar në NAc ndaj cuesve të ushqimit parashikon shtimin e peshës në të ardhmen dhe vështirësinë në humbjen e peshës tek njerëzit (Popull et al, 2012; Murdaugh et al, 2012). Në rats, obeziteti i nxitur nga dieta prodhon përgjigje më të forta motivuese ndaj cuesve të ushqimit, veçanërisht në popullatën e prekshme nga obeziteti (bojë kafe et al, 2015; Robinson et al, 2015). Së bashku këto të dhëna sugjerojnë se konsumi i ushqimeve yndyrore, me sheqer prodhon neuroadaptime në funksionin NAc që mund të rrisë proceset motivuese.

Në të dy minjtë dhe njerëzit, ndjeshmëria ndaj obezitetit mund të ketë një rol të rëndësishëm në efektet e "ushqimeve të hedhjes së parregullt" me kalori të lartë në funksionet dhe sjelljet nervore (Albuquerque et al, 2015; Geiger et al, 2008; Robinson et al, 2015; Stice dhe Dagher, 2010). Edhe pse është e vështirë për të trajtuar rolin e ndjeshmërisë tek njerëzit, studimet në minjtë kanë treguar se ndryshimet e nxitura nga dietë në sistemet mesolimbike dhe motivimi janë më të theksuara në obezitetin e ndjeshëm vs -rats rezistente (Geiger et al, 2008; Vollbrecht et al, 2016; Robinson et al, 2015; Valenza et al, 2015; Oginsky et al, 2016). Kështu të dhënat e fundit sugjerojnë se konsumimi i 'junk-foods' mund të prodhojë ndryshime të ndryshme nervore në të ndjeshme vs rezistente.

AMPA-receptorët e llojit të glutamatit (AMPARs) sigurojnë burimin kryesor të ngacmimit tek NAc dhe aftësia e cues ushqimore për të nxitur kërkimin e ushqimit mbështetet pjesërisht në aktivizimin e AMPARs në bërthamën e NAc (Di Ciano et al, 2001). Për më tepër, konsumi i ushqimeve me sheqer, yndyror dhe obeziteti mund të ndryshojë transmetimin nxitës në NAc (Tukey et al, 2013; bojë kafe et al, 2015). Përveç kësaj, puna e kohëve të fundit nga laboratori ynë dhe të tjerët ka treguar se motivimi i shkaktuar nga nxitja rritet në popullatën e prekshme nga obeziteti (Robinson et al, 2015; bojë kafe et al, 2015). Qëllimi i studimit të tanishëm ishte të përcaktojë se si konsumimi i ushqimit junk-ushqimor në rats të prekshëm dhe rezistent ndaj obezitetit ndikon shprehjen dhe transmetimin e AMPAR në bërthamën e NAc, pasi AMPAR-të e AKP-së ndërmjetësuan kërkimin e drogës, por nuk janë ekzaminuar në dietë modelet e obezitetit. Përveç kësaj, aktiviteti lokomotor i nxitur nga kokaina është përdorur si një 'lexim' i përgjithshëm i funksionit mesolimbik, pasi që përgjegjshmëria e përmirësuar e qarqeve mesolimbike rrit ndikimin motivues të cuesve ushqimor (Wyvell dhe Berridge, 2000, 2001).

Dy modele plotësuese brejtëse u përdorën për të përcaktuar rolin e ndjeshmërisë në ndryshimet e shkaktuara nga "junk-food" në AMPAR të NAc. Së pari, pasardhësit e Sprague-Dawley, të dhënë për 'junk-food' u identifikuan si 'Gainers' dhe 'Non-Gainers' (si në Robinson et al, 2015), pas së cilës u maten dallimet e sjelljes dhe nervat. Megjithëse informative, ky model kërkon futjen e shtimit të peshës dhe manipulimin e dietës me qëllim identifikimin e popullatave të ndjeshme. Kështu ne gjithashtu shqyrtojmë efektet e ushqimit junk në rats selektivisht të edukuar për prirjen e tyre ose rezistencën ndaj obezitetit të nxitur nga dieta (rrufe et al, 1997; Vollbrecht et al, 2015, 2016).

Materiale dhe metoda

Subjektet

Rats u vendosën palë në një plan të kundërt të dritës-errët (12 / 12) me qasje të lirë në ushqim dhe ujë gjatë gjithë kohës dhe ishin në moshë 60-70 ditë në fillim të eksperimentit. Mashkull rats Sprague-Dawley u ble nga Harlan. Shtazët e prirura ndaj trashje dhe të qëndrueshme u rritën në shtëpi. Këto rreshta u krijuan fillimisht nga rrufe et al (1997); mbarështuesve u ble nga Taconic. Përfshirja e minjve të jashtëm mundëson krahasime me literaturën më të gjerë ekzistuese, ndërsa minjtë selektivisht të edukuar na bëjnë të mundur diferencimin e ndryshimeve për shkak të obezitetit vs manipulimi i dijeve. Pesha ishte matur 1-2 herë në javë. Të gjitha procedurat u miratuan nga Komiteti i UM për Përdorimin dhe Ruajtjen e Kafshëve.

Ushqimi i Ushqimeve të Junk-it dhe Identifikimi i Mbijetesës-Të Ndjeshëm dhe -Rezistantët e Jashtëm Rats

"Junk-food" është një copë e çokollatës së: Frutat e patates origjinale (40 g), Chips Ahoy cookie origjinale të çokollatës (130 g), Jif gjalpë të butë badiava (130 g), Nesquik aromë pluhur çokollatë (130 g) Ushqimi i laboratorit 5001 (200 g;% e kalorive: 19.6% yndyrë, 14% protein, 58% karbohidrat; 4.5 kcal / g) dhe uji (180 ml) kombinuar në një procesor ushqimi. Përbërja e dietës bazohet në studimet e mëparshme që krijojnë nënpopullime (rrufe et al, 1997; Robinson et al, 2015). K- thotë grumbullimi i bazuar në shtim në peshë pas muajit 1 të ushqimit junk-ushqimor është përdorur për të identifikuar grupet e ndjeshme ndaj obezitetit (Junk-Food-Gainer) dhe grupet Junk-Food-Non-Gainer. Kjo metodë statistikore siguron një ndarje të paanshme që mund të zbatohet në mënyrë uniforme nëpër studime (MacQueen, 1967). Përveç kësaj, ne kemi përcaktuar se kjo është një pikë kohore optimale për identifikimin e nënpopullimeve të besueshme (Robinson et al, 2015; Oginsky et al, 2016; vëzhgimet e pabotuara).

Locomotion i shkaktuar nga kokaina

Aktiviteti i lokomotoreve është matur në dhomat (41cm × 25.4cm × 20.3 cm) e pajisur me trarët e fotokollës. Rats u vendosën në dhomat për një periudhë minituese 40 para se të merrnin një injeksion të kripur (1 ml / kg, ip), më pas 1 h më vonë nga kokaina (15 mg / kg, ip). Kjo doze eshte zgjedhur ne baze te studimeve te meparshme te dozave (Oginsky et al, 2016; Ferrario et al, 2005).

Sipërfaqe vs Shprehja Intracellulare e Proteineve

Tungje nga NAc (core / shell) dhe striatum dorsal medial (DMS) u mblodhën dhe u përpunuan duke përdorur BS³ qasjet e lidhjeve crosslinking (Boudreau et al, 2012) që mundëson zbulimin e sipërfaqes së qelizës vs shprehje intracellulare të proteinave. Mostrat e DMS u përfshinë për të përcaktuar nëse dallimet ishin selektive ndaj NAc. Për çdo miu, indet u izoluan, copëtuan (helikopter McIllwain, feta 400 μm, St Louis, MO) dhe inkubuan në aCSF që përmbajnë 2 mM BS³ (30 min, 4 ° C). Crosslinking u ndërpre me glicinë (100 mM, 10 min), feta u homogjenizuan në tampon lizës (400 μl; në mM: 25 HEPES, 500 NaCl, 2 EDTA, 1 DTT, 1 phenylmethyl sulfonyl fluoride, 20 NaF, 1: 100 proteaza (Calbiochem, San Diego, CA) dhe 0.1% Nonidet P-40 [v / v]; pH 7.4), dhe ruhen në -80 ° C. Përqendrimi i proteinës u përcaktua me analizën BCA. Shiko Boudreau et al (2012) për detaje të plota metodologjike.

BS³ mostrat e ndërlidhura u nxehën me tampon trajtimi të mostrës Laemmli me 5% β-merkaptoetanol (70 ° C, 10 min), ngarkuar (20 μg protein), dhe elektroforezohen në 4-15% Bis-Tris gradient gels në kushte reduktuese. Proteinat u transferuan në membranat PVDF (Amersham Biosciences, Piscataway, NJ). Membranat janë shpëlarë, të bllokuara (1 h, RT, 5% (w / v) me qumësht të thatë të thatë në TBS-Tween 20 (TBS-T, 0.05% Tween 20, v / v)) dhe inkubohen brenda natës (4 ° C ) me antitrupa primare (1: 1000 në TBS) në GluA1 (Thermo Scientific; PA1-37776) ose GluA2 (NeuroMab, UCDavis / NIH: 75-002). Membranat janë larë në TBS-T, të inkubuar me HRP-konjuguar sekondare (Invitrogen, Carlsbad, CA, 1 h, RT), larë dhe zhytur në substrate kimiluminescence-zbuluese (GE Healthcare, Piscataway, NJ). Imazhet u blenë në film, dhe Ponceau S (Sigma-Aldrich) u përdor për të përcaktuar totalin e proteinave. Bandat e interesit u quajtën duke përdorur Image J (NIH).

Elektrofiziologjia

BS³ (synaptic dhe extra synaptic) e nën-njësive individuale AMPAR, ndërsa të dhënat elektrofiziologjike japin informacion rreth AMPAR-ve funksionale sinaptike (tetramerë). Regjistrimet e pllakëzave me gjemba të të gjithë mesatareve të qelizave (MNNs) në bërthamën e NAc u kryen pas ekspozimit të ushqimit junk-ushqimor në minjtë e dalë dhe të seleksionuar. Përpara përgatitjes së fetë, minjtë u anestezuan me hidrat kloral (400 mg / kg, ip), truri u hoq me shpejtësi dhe u vendos në oksigjen të ftohtë me akull (95% O₂-5% CO₂) aCSF që përmban (në mM): 125 NaCl, 25 NaHCO₃, 12.5 glukozë, 1.25 NaH₂PO₄, 3.5 KCl, 1 L-acid askorbik, 0.5 CaCl₂, 3 MgCl₂, dhe 305 mOsm, pH 7.4. Fetë koronale (300 μm) që përmbajnë NAc janë bërë duke përdorur një mikrotomë dridhës (Leica Biosystems, Buffalo Grove, IL, SHBA) dhe lejohet të pushojë në aCSF të oksigjenuar (40 min). Për regjistrimin aCSF (2 ml / min), CaCl₂ u rrit në 2.5 mM dhe MgCl₂ u zvogëlua në 1 mM. Pipetat e Patch janë tërhequr nga kapilarët e qelqit të borosilikatit 1.5 mm (WPI, Sarasota, FL, rezistenca 3-7 MΩ) dhe të mbushura me një solucion që përmban (në mM): 140 CsCl, 10 HEPES, 2 MgCl₂, 5 Na⁺-ATP, 0.6 Na⁺-GTP, 2 QX314, pH 7.3 dhe 285 mOsm. Regjistrimet u kryen në prani të pikrotoksinës (50 μM). EPSC-të e evokuara (eEPSC) u nxorën nga stimulimi lokal (impulse katrore 0.05–0.30 mA, 0.3 ms, të shpërndara çdo 20 s) duke përdorur një elektrodë bipolare të vendosur ~ 300 μm anësore të neuroneve të regjistruara. Wasshtë përdorur sasia minimale e rrymës së nevojshme për të nxjerrë një përgjigje sinaptike me ndryshueshmëri <15% në amplituda. Nëse kërkohej> 0.30 mA, neuroni ishte hedhur poshtë. EEPSC-të e ndërmjetësuara nga AMPAR u regjistruan në -70 mV para dhe pas aplikimit të naspm antagonist selektiv CP-AMPAR (200 μM; si në Conrad et al, 2008; Ferrario et al, 2011).

të dhëna statistikore

Dy-tailed t-tests, një-mënyrë ose dy-mënyrë përsëritur-masa ANOVAs, Sidak's post-hoc testet e krahasimeve të shumëfishta dhe krahasimet e planifikuara midis grupeve të ndjeshme dhe të qëndrueshme të obezitetit janë përdorur (Prism 6, GraphPad, San Diego, CA).

Rezultatet

Eksperto 1

Rruaza Sprague Dawley iu dhanë junk-food duke përdorur një qasje që çon në obezitet në disa rats (Junk-Food Gainers), por jo të tjerët (Junk-Food Non-Gainers; Robinson et al, 2015; Oginsky et al, 2016). Ne pastaj matur përgjigjen për një injeksion të vetëm kokainë (një leximi i përgjithshëm i funksionit mesolimbic), sipërfaqe vs shprehje intracellular e nën-njësive AMPAR, dhe transmisionit të ndërmjetësuar nga AMPAR në thelbin e NAc duke përdorur qasjet e fiksimit të patch-it të tërë qelizave në këto dy popullaca.

Locomotion më i madh i kokainës në Junk-Food-Gainers

Siç pritej, kur jepet ushqim junk, disa rats fituan një sasi të konsiderueshme peshe (Junk-Food-Gainers, N= 6), ndërsa të tjerët nuk (Junk-Food-Non-Gainers, N= 4; Figura 1a; dy mënyra RM ANOVA: Efekti kryesor i grupit: F_(1,9)= 11.85, p= 0.007; grupi × ndërveprimi kohor: F_(18,162)= 6.85, p<0.001). Këta minj kishin akses në ushqimin e hedhur për 5 muaj gjithsej për të lejuar ndarjen maksimale midis grupeve. Ata pastaj u kthyen në standardin standard të laboratorit (Dieta Lab 5001: 4 kcal / g; 4.5% yndyrë, 23% proteina, 48.7% karbohidrate; përqindja e përmbajtjes kalorike) për një periudhë privimi nga ushqimi i pavlefshëm për të vlerësuar ndryshimet që vazhdojnë pas heqja e ushqimit të hedhurinave. Minjëve të ardhshëm iu dha një injeksion i vetëm kokainë dhe aktiviteti lëvizës u monitorua; qëllimi i kësaj ishte për të marrë një lexim të përgjithshëm të funksionit mezolimbik. Përgjigja ndaj kokainës ishte më e madhe tek Junk-Food-Gainers vs Junk-Food-Non-Gainers (Figura 1b; dy mënyra RM ANOVA: bashkëveprimi në grup ×: F_(21,168)= 2.31, p= 0.0018; Testi i Sidak, *p<0.05). Për më tepër, ndërsa Junk-Food-Gainers treguan një përgjigje lokomotorike dukshëm më të fortë ndaj kokainës sesa kripura (dy mënyra RM ANOVA, ndërveprimi i injektimit të kohës: F_(6,30)= 2.39, p<0.05), Junk-Food-Non-Gainers nuk e bëri. Lëvizja gjatë zakonit dhe pas kripës nuk ndryshonte midis grupeve (Figura 1b ), në përputhje me raportet e mëparshme (Oginsky et al, 2016; Robinson et al, 2015).

GluA1, por jo GluA2, shprehja sipërfaqësore e NAc është më e madhe në Junk-Food-Gainers

Tjetra, ne shqyrtuam sipërfaqen dhe shprehjen intracellulare të proteinave të nën-njësive AMPAR në Junk-Food-Gainers dhe Junk-Food-Non-Gainers. Shumica e AMPARs në NAc janë GluA1 / GluA2 që përmbajnë, me disa AMPARs GluA2 / 3, dhe një numër të vogël të GluA2-mungon, CP-AMPARs (~ 10%; Reimers et al, 2011; Scheyer et al, 2014). Pra, ne u përqendruam në nivelet e shprehjes GluA1 dhe GluA2, pasi kjo ofron një tregues të mirë të ndryshimeve në këto popullata të ndryshme AMPAR. Bollëku i proteinës GluA1 dhe GluA2 sipërfaqësore dhe intracellulare është matur 1 javë pas testimit për aktivitetin lokomotor të nxitur nga kokaina (Figura 1c-e). Studimet e mëparshme kanë vërtetuar se një injeksion i vetëm i kokainës nuk ndryshon AMPARs në këtë kohë (Boudreau dhe Wolf, 2005; Ferrario et al, 2010; Kourrich et al, 2007), duke na mundësuar që të interpretojmë dallimet e AMPAR-it në lidhje me dietën (shih gjithashtu më poshtë). Shprehja sipërfaqësore e NA e GluA1 ishte më e madhe në Junk-Food-Gainers vs Junk-Food-Non-Gainers (Figura 1d; t₈= 2.7, p= 0.03). Në të kundërt, shprehja NAc GluA2 nuk ndryshonte në mes të grupeve (Figura 1e). Përveç kësaj, shprehja GluA1 dhe GluA2 në DMS të këtyre ratsve të njëjta ishte e ngjashme në mes të grupeve (të dhënat nuk janë treguar), duke sugjeruar që ndryshimet në shprehjen AMPAR ndodhin selektivisht në NAc. Një rritje në shprehjen sipërfaqësore të NAc GluA1 në mungesë të ndryshimeve në sipërfaqen GluA2 sugjeron praninë e CP-AMPARs (receptorët që përmbajnë GluA1 / 1 ose GluA1 / 3). Megjithatë, kjo duhet të konfirmohet duke përdorur metoda elektrofiziologjike. Për këtë arsye ne kemi bërë regjistrime të të gjithë qelizave të patch-it, pas ekspozimit të ushqimit junk-ushqimor për të përcaktuar nëse ka një rritje në kontributin e CP-AMPARs në transmetimin sinaptik në NAc të Junk-Food-Gainers.

Transmetimi i ndërmjetësuar nga CP-AMPAR është rritur në Junk-Food-Gainers

Për eksperimente elektrofiziologjike, një grup i veçantë i minjve iu dha ushqim junk për muajin 3 dhe regjistrimet u bënë pas javëve 3 të privimit të ushqimit junk-ushqimor. Kjo procedurë u zgjodh për të minimizuar mbipopullimin në kafaze për shkak të rritjes së peshës dhe për të shqyrtuar efektet relativisht të qëndrueshme të ushqimit junk. Në këtë grup, të gjitha minjtë me ushqim junk-ushqim ishin 'Gainers', duke fituar edhe më shumë peshë se Junk-Food-Gainers brenda kohortës 1 (fitimi 3-mujor: kohor 1, 106.2 ± 9.7 g; kohort 2, ~ 132 ± 5.4 g) . Prandaj, u bënë krahasime midis Chow (N= Qelizat 5, rats 3) dhe grupet Junk-Food-Gainer (N= Qelizat 10, minjtë 7). Për të vlerësuar kontributin e CP-AMPARs në transmetimin total sinapsi të ndërmjetësuar nga AMPAR, kemi përdorur antagonist selektiv CP-AMPAR naspm (200 μM). Naspm prodhoi një reduktim të vogël në amplitudë eEPSC në kontrollet e ushqyer me Chow (Figura 2a; Dyanshëm ANOVA: Efekti kryesor i naspm, F_(1,13)= 19.14, p= 0.0008), në përputhje me raportet e mëparshme që CP-AMPARs kontribuojnë 5-10% të eEPPS-së të ndërmjetësuar nga AMPAR bazë (p.sh., Scheyer et al, 2014). Megjithatë, në grupin junk-food, naspm prodhoi një zvogëlim dukshëm më të madh (Figura 2b; t₁₃= 1.8; p= 0.046). Këto të dhëna tregojnë se CP-AMPARs janë rritur në Junk-Food-Gainers krahasuar me Chow-ushqyer rats. Për më tepër, pasi grupi i përdorur për elektrofiziologjinë nuk ishte dhënë kokainë, këto të dhëna sugjerojnë fuqishëm se ndryshimet biokimike në eksperimentin e mëparshëm reflektuan efektet e ushqimit junk, dhe jo ekspozimin e vetëm të kokainës.

Eksperto 2

Të dhënat e mësipërme nga minjtë e dalë në skenë janë në përputhje me idenë se ushqimi junk-ushqim preferon të rrisë CP-AMPAR-të në minjtë e prekshëm nga obeziteti. Megjithatë, ky ndryshim mund të jetë për shkak të zhvillimit të obezitetit ose të dallimeve ekzistuese në rats të ndjeshëm. Për të trajtuar këto mundësi, ne kemi kryer studime të ngjashme biokimike dhe elektrofiziologjike në minjtë e prirur selektivisht të prirur ndaj obezitetit dhe të qëndrueshëm me dhe pa ekspozimin e ushqimit junk-ushqimor. Sepse ne e dimë a priori të cilat minjtë janë të ndjeshëm ndaj obezitetit, ne mund ta përdorim këtë model për të dalluar dallimet ekzistuese vs ndryshimet e shkaktuara nga ushqimi junk.

Nivelet Basal GluA1 janë të ngjashme, por ushqimi junk-ushqimor rrit shprehjen GluA1 në minjtë e prirur ndaj obezitetit

Së pari, ne kemi shqyrtuar shprehjen AMCAR AMPAR në rats të prirur ndaj obezitetit dhe të qëndrueshëm, të dhënë ushqim ose ushqim junk. Indet NAc u mblodhën dhe u kryqëzuan pas muajit 1 të ushqimit të hedhurinë pasuar nga 1 muaj i privimit të ushqimit junk-ushqimor. Një ekspozim më i shkurtër junk-ushqimor është përdorur këtu për të rritur mundësinë e eksperimenteve, pasi minjtë e prirur në trashje, priren të fitojnë peshë më shpejt se popullata e trashëguar. GluA1 shprehja ishte e ngjashme me rats të prirur ndaj obezitetit dhe të qëndrueshëm,Figura 3, bare të ngurta; N= 6 / grup), duke sugjeruar që nivelet bazë të AMPAR-ve që përmbajnë GluA1 janë të ngjashme në minjtë të prekshëm. Kjo është në përputhje me rezultatet elektrofiziologjike të mëparshme që tregojnë se transmetimi basal AMPAR-mediated është i ngjashëm në këto minjtë (Oginsky et al, 2016). Në grupet e ushqyera të hedhurinë, bollëku i shprehjes së GluA1 sipërfaqësore deri tek intracellular (S / I) është rritur në obstetër, por jo në obezitet, rezistente ndaj minjve (Figura 3a: njëanshëm ANOVA, F_{(3, 19)}= 2.957, p= 0.058; OP-Chow vs OP-JF, p<0.05; OP-JF N= 5, OR-JF N= 6). Kjo rritje në S / I ishte për shkak të rritjes së lehtë në shprehjen sipërfaqësore të GluA1 (Figura 3b) dhe reduktime të lehta në GluA1 intracellulare (Figura 3c). Përsëri, nuk u gjetën dallime në shprehjen GluA2 (të dhënat nuk janë treguar). Rezultatet këtu janë në përputhje me rezultatet biokimike të mësipërme në minjtë pasardhës dhe tregojnë se dallimet në shprehjen AMPAR në minjtë e prirur ndaj obezitetit janë rezultat i ushqimit junk dhe jo për shkak të dallimeve bazë mes grupeve të prirur ndaj obezitetit dhe atyre të qëndrueshëm.

Ushqimi junk-ushqimor rrit NAc CP-AMPAR-mediated transmetimit në obstetër-rats prirur në mungesë të dallimeve në peshë apo konsum junk ushqim

Tjetra ne kemi përcaktuar nëse konsumi i ushqimit junk në mungesë të shtimit të peshës është i mjaftueshëm për të rritur AMPARs NAc. Një grup i veçantë i minjve të seleksionuar u është dhënë ushqim ushqimor për 9-10 ditë (për të minimizuar zhvillimin e obezitetit) pasuar nga javët 2 të privimit të ushqimit junk dhe matjen e transmisionit të ndërmjetësuar nga CP-AMPAR siç përshkruhet më sipër. Naspm reduktoi amplitudën eEPSC të ndërmjetësuar nga AMPAR në të gjitha grupet (Figura 4a; Dyanshëm RM ANOVA: Efekti kryesor i naspm: F_(1,20)= 22.5, p= 0.0001; grupi × ndërveprimi i drogës: F_(3,20)= 4.29, p= 0.02; OP-JF dhe OR-JF: N= Qelizat 7, minjtë 5; OP-Chow: N= Qelizat 4, minjtë 3; OR-Chow N= Qelizat 5, minjtë 3). Megjithatë, efekti i naspm ishte dukshëm më i madh në rats të prirur ndaj obezitetit të dhënë ushqim junk-ushqim krahasuar me të gjitha grupet e tjera (Figura 4b: dyanshëm RM ANOVA, bashkëveprimi në grup ×: F_(18,114)= 2.87, p= 0.0003; *p<0.05 OP-JF vs të gjitha grupet e tjera; Figura 4c: njëanshëm ANOVA, F_(3,20)= 9.53, p= 0.0004; OP-JF vs OR-JF dhe OP-Chow vs OP-JF, p<0.01). Për më tepër, efekti i naspm ishte i ngjashëm në grupet OP-Chow, OR-Chow dhe OR-JF dhe ishte i krahasueshëm me atë që shihej te minjtë me race (sipër) dhe me transmetimin bazik CP-AMPAR të raportuar më parë (Conrad et al, 2008; Scheyer et al, 2014). Për më tepër, shtimi i peshës, pesha në regjistrimin e ditës dhe sasia e ushqimit të konsumuar nga mbeturinat e ngrënë ishte e ngjashme midis grupeve të prirur ndaj obezitetit dhe atyre të qëndrueshëm (Figura 4d dhe e). Kështu, këto të dhëna tregojnë se konsumi i ushqimit junk-ushqim preferon të rritë CP-AMPARs në rats të prirur ndaj obezitetit para fillimit të shtimit të peshës diferenciale.

Një mundësi është se ushqimi junk prodhon rritje të CP-AMPAR në rats rezistente ndaj obezitetit, por që ky efekt ulet pas javëve 2 të privimit të ushqimit junk-ushqimor. Për të adresuar këtë, regjistrimet janë bërë pas ditës së 1 të privimit të ushqimit junk-ushqimor në një grup tjetër të minjve të prirur dhe të qëndrueshëm ndaj obezitetit, duke pasur parasysh të njëjtën ekspozim të ushqimit junk (9-10 days; OR-JF: N= Qelizat 7, minjtë 4; OP-JF: N= Qelizat 6, minjtë 3). Përsëri, ne kemi gjetur se efekti i naspm ishte shumë më i madh në grupin OP-JF (Figura 5a; dy mënyra RM ANOVA: Efekti kryesor i naspm: F_(1,11)= 53.94, p<0.0001; bashkëveprimi i grupit × naspm: F_(1,11)= 13.75, p= 0.0035; Figura 5b: Efekti kryesor i naspm: F_(7,77)= 13.39, p<0.0001; bashkëveprimi i grupit × naspm: F_(7,77)= 7.57, p<0.0001, post-testi *p<0.05; Figura 5c: unpaired t-Test: p= 0.001). Përveç kësaj, madhësia e efektit të naspm në grupin OR-JF ishte e krahasueshme me kontrollet e qumështit. Së bashku këto të dhëna tregojnë se rritjet e nxitjes së junk-ushqimeve në CP-AMPARs mungojnë në minjtë rezistente ndaj obezitetit pas periudhave të hershme dhe të vonuara të deprivimit. Për më tepër, shtimi i peshës dhe futja e ushqimit përsëri ishin të ngjashme në minjtë e prirur ndaj obezitetit dhe të qëndrueshëm (Figura 5d dhe e). Kështu rritjet e shkaktuara nga junk food në CP-AMPARs në rats të prirur ndaj obezitetit nuk janë për shkak të shtimit të peshës ose diferencave në sasinë e ushqimit të hedhur junk-konsumuar. Përfundimisht, nuk u gjetën ndryshime në amplitudën bazë të eEPSC në të gjitha grupet e studiuara (Figura 5f amplitudat bazë të ANOVA në një drejtim: F_(7,44)= 1.993, p= 0.09). Kështu dallimet në ndjeshmërinë naspm sipër nuk janë për shkak të dallimeve në përgjigjen bazë. Amplitudat para para dhe pas naspm për të gjitha të dhënat janë paraqitur në Figura 5f.

Financimi dhe zbulimi

Kokaina u sigurua nga programi NIDA për furnizimin e drogës. Kjo punë u mbështet nga NIDDK R01DK106188 në CRF; MFO u mbështet nga NIDA T32DA007268. Mbështetja e kërkimit për PBG u sigurua nga Qendra Kërkimore e Diabetit të Miçiganit (NIH Grant P30 DK020572) dhe nga Qendra Kërkimore për Ushqimin dhe Shëndoshërinë në Miçigan (P30 DK089503). Autorët nuk deklarojnë konflikt interesi.

Referencat

1. Albuquerque D, Stice E, Rodriguez-Lopez R, Manco L, Nobrega C (2015). Rishikimi aktual i gjenetikës së mbipeshes njerëzore: nga mekanizmat molekularë në një perspektivë evolucionare. Mol Genet Genomics 290: 1190–1221. | Artikull |
2. Boudreau AC, Milovanovic M, Conrad KL, Nelson C, Ferrariu CR, Wolf ME (2012). Një analizë ndërlidhëse e proteinave për matjen e ekspozimit të sipërfaqes qelizore të nën-njësive të receptorit të glutamatit në trurin e brejtësit pas in vivo trajtimet. Curr Protoc Neurosci Kapitulli 5: Njësia 5.30.1-5.30.19.
3. Boudreau AC, Wolf ME (2005) Ndjeshmëria e sjelljes ndaj kokainës shoqërohet me rritjen e shprehjes së sipërfaqes së receptorit AMPA në bërthamën e akumbensit. J Neurosci 25: 9144–9151. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
4. Brown RM, Kupchik YM, Spencer S, Garcia-Keller C, Spanswick DC, Lawrence AJ et al (2015). Dëmshpërblime të tilla si varësia si sinapsi në obezitetin e nxitur nga dieta. Biol Psikiatria (e-pub para print).
5. Carr KA, Daniel TO, Lin H, Epstein LH (2011). Patologjia e përforcimit dhe mbipesha. Abuzimi i drogës Curr Rev 4: 190–196. | Artikull | PubMed |
6. Conrad KL, Tseng KY, Uejima JL, Reimers JM, Heng LJ, Shaham Y et al (2008). Formimi i receptorëve AMPA me mungesë të GluR2 ndërmjetëson inkubacionin e dëshirës për kokainë. Natyra 454: 118–121. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
7. Counotte DS, Schiefer C, Shaham Y, O'Donnell P (2014). Ulje të varura nga koha në bërthamën e akumbensit raporti AMPA / NMDA dhe inkubacioni i dëshirës për saharozë në minjtë adoleshentë dhe të rritur. Psikofarmakologji 231: 1675–1684. | Artikull | PubMed | CAS-it |
8. Cull-Candy S, Kelly L, Farrant M (2006). Rregullimi i receptorëve të depërtueshëm të Ca2 + AMPA: plasticiteti sinaptik dhe më gjerë. Curr Opin Neurobiol 16: 288–297. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
9. Demos KE, Heatherton TF, Kelley WM (2012). Dallimet individuale në aktivitetin e bërthamës akumbens ndaj ushqimit dhe imazheve seksuale parashikojnë shtim në peshë dhe sjellje seksuale. J Neurosci 32: 5549–5552. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
10. Di Ciano P, Cardinal RN, Cowell RA, Little SJ, Everitt BJ (2001). Përfshirja diferenciale e NMDA, AMPA / kainate dhe receptorëve të dopaminës në bërthamën e bërthamës accumbens në përvetësimin dhe performancën e sjelljes së qasjes pavloviane. J Neurosci 21: 9471–9477. | PubMed | ISI | CAS-it |
11. Dingess PM, Darling RA, Kurt Dolence E, Culver BW, Brown TE (2016). Ekspozimi ndaj një diete të lartë në yndyrë zbeh densitetin e dendritit të shtyllës kurrizore në korteksin mesatar prefrontal. Struktura e trurit funksion (e-pub para print).
12. Epstein DH, Shaham Y (2010). Minjtë që hanë qumështor dhe çështja e varësisë nga ushqimi. Nat Neurosci 13: 529–531. | Artikull | PubMed | ISI |
13. Fedoroff IC, Polivy J, Herman CP (1997). Efekti i ekspozimit paraprak ndaj shenjave të ushqimit në sjelljen e ngrënies së ngrënësve të përmbajtur dhe të shfrenuar. Oreksi 28: 33–47. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
14. Ferrario CR, Gorny G, Crombag HS, Li Y, Kolb B, Robinson TE (2005). Plasticiteti nervor dhe i sjelljes shoqërohet me kalimin nga përdorimi i kontrolluar në atë të përshkallëzuar të kokainës. Psikiatria Biol 58: 751–759. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
15. Ferrario CR, Li X, Wang X, Reimers JM, Uejima JL, Wolf ME (2010). Roli i rishpërndarjes së receptorëve glutamate në sensibilizimin lëvizës ndaj kokainës. Neuropsikofarmakologji 35: 818–833. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
16. Ferrario CR, Loweth JA, Milovanovic M, Ford KA, Galinanes GL, Heng LJ et al (2011). Ndryshimet në nën-njësitë e receptorëve AMPA dhe TARP-të në bërthamën e miut në lidhje me formimin e receptorëve të depërtueshëm të Ca (2) (+) AMPA gjatë inkubacionit të dëshirës së kokainës. Neurofarmakologjia 61: 1141–1151. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
17. Geiger BM, Behr GG, Frank LE, Kaldera-Siu AD, Beinfeld MC, Kokkotou EG et al (2008). Dëshmi për ekzocitozën mesolimbike të dopaminës me defekt në minjtë e predispozuar. FASEB J 22: 2740–2746. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
18. Kenny PJ (2011). Mekanizmat e zakonshëm qelizorë dhe molekularë në mbipesha dhe varësia nga ilaçet. Nat Rev Neurosci 12: 638–651. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
19. Kourrich S, Rothwell PE, Klug JR, Thomas MJ (2007). Përvoja e kokainës kontrollon plasticitetin sinaptik dydrejtimësh në bërthamën e akumbensit. J Neurosci 27: 7921–7928. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
20. Lee BR, Ma YY, Huang YH, Wang X, Otaka M, Ishikawa M et al (2013) Maturimi i sinapseve të heshtura në projeksionin amygdala-accumbens kontribuon në inkubimin e dëshirës për kokainë. Nat Neurosci 16: 1644–1651. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
21. Levin BE, Dunn-Meynell AA, Ballkan B, Keesey RE (1997). Mbarështimi selektiv për obezitetin dhe rezistencën e shkaktuar nga dieta në minjtë Sprague-Dawley. Am J Physiol 273 (2 Pt 2): R725 – R730. | PubMed | ISI | CAS-it |
22. Ma YY, Lee BR, Wang X, Guo C, Liu L, Cui R et al (2014) Modulimi dy-drejtues i inkubacionit të mallit për kokainë nga rimodelimi i heshtur i bazuar në sinapse i korteksit paraballor në parashikimet e akumbensit. Neuroni 83: 1453–1467. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
23. MacQueen JB. Disa Metodat për Klasifikimin dhe Analizën e Vëzhgimeve Multivariate. Procedurat e Simpoziumit 5th Berkeley mbi Statistikat Matematikore dhe Probabilitetit. Universiteti i Kalifornisë Shtyp: Berkeley, CA, 1966, pp 281-297.
24. Murdaugh DL, Cox JE, Cook EW 3rd, Weller RE (2012). Reaktiviteti i fMRI ndaj fotografive të ushqimeve me shumë kalori parashikon rezultatin afatshkurtër dhe afatgjatë në një program të humbjes së peshës. Neuroimazhi 59: 2709–2721. | Artikull | PubMed |
25. Nelson CL, Milovanovic M, Wetter JB, Ford KA, Wolf ME (2009). Sensibilizimi i sjelljes ndaj amfetaminës nuk shoqërohet me ndryshime në shprehjen e sipërfaqes së receptorit glutamat në bërthamën e miut. J Neurochem 109: 35–51. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
26. Oginsky MF, Maust JD, Corthell JT, Ferrario CR (2016). Sensibilizimi lokomotor i nxitur nga kokaina dhe ngacmueshmëria e brendshme e neuroneve me gjemba të mesme NAc në të rriturit, por jo në minjtë adoleshentë të ndjeshëm ndaj mbipeshes së shkaktuar nga dieta. Psikofarmakologji 233: 773–784. | Artikull | PubMed |
27. Paxinos G, Watson CJTraeli i Ratit në Koordinatat Stereotoxike, Edn. 6th. Press Akademik: Burlington, MA, SHBA, 2007.
28. Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME (2011). Analiza sasiore e përbërjes së nënnjësisë së receptorëve AMPA në rajonet e trurit të lidhura me varësinë. Brain Res 1367: 223–233. | Artikull | PubMed | CAS-it |
29. Robinson MJ, Burghardt PR, Patterson CM, Nobile CW, Akil H, Watson SJ et al (2015) Dallimet individuale në motivimin e shkaktuar nga shenja dhe sistemet striatale në minjtë e ndjeshëm ndaj mbipeshes së shkaktuar nga dieta. Neuropsikofarmakologji 40: 2113–2123. | Artikull | PubMed |
30. Robinson TE, Berridge KC (2008). Rishikimi Teoria e sensibilizimit stimulues të varësisë: disa çështje aktuale. Philos Trans R Soc Lond Ser B Biol Sci 363: 3137–3146. | Artikull |
31. Rogers PJ, Hill AJ (1989). Prishja e përmbajtjes dietike pas ekspozimit të thjeshtë ndaj stimuluesve të ushqimit: marrëdhëniet e ndërlidhura midis përmbajtjes, urisë, pështymës dhe marrjes së ushqimit. Addict Behav 14: 387–397. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
32. Scheyer AF, Wolf ME, Tseng KY (2014). Një mekanizëm i varur nga sinteza e proteinave mban transmetimin e receptorëve AMPA të depërtueshëm në kalcium në sinapsat e bërthamës akumbens gjatë tërheqjes nga vetë-administrimi i kokainës. J Neurosci 34: 3095–3100. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
33. Sesack SR, Grace AA (2010). Rrjeti i shpërblimit të gangliave kortiko-bazale: mikrocircuit. Neuropsikofarmakologji 35: 27–47. | Artikull | PubMed | ISI |
34. Small DM (2009). Dallimet individuale në neurofiziologjinë e shpërblimit dhe epideminë e mbipeshes. Int J Obeziteti 33: S44 – S48. | Artikull |
35. Soussignan R, Schaal B, Boulanger V, Gaillet M, Jiang T (2012). Reaktiviteti orofacial ndaj shikimit dhe erës së stimujve ushqimorë. Dëshmi për pëlqimin parashikues që lidhen me shenjat e shpërblimit të ushqimit tek fëmijët mbipeshë. Oreksi 58: 508–516. | Artikull | PubMed | ISI |
36. Stice E, Dagher A (2010). Variacioni gjenetik në shpërblimin dopaminergjik tek njerëzit. Forum Nutr 63: 176–185. | PubMed |
37. Stice E, Figlewicz DP, Gosnell BA, Levine AS, Pratt WE (2012). Kontributi i qarqeve të shpërblimit të trurit në epideminë e mbipeshes. Neurosci Biobehav Rev 37 (Pt A): 2047-2058. | Artikull | PubMed | ISI |
38. Tukey DS, Ferreira JM, Antoine SO, D'Amour JA, Ninan I, Cabeza de Vaca S et al (2013) Gëlltitja e sakarozës shkakton trafik të shpejtë të receptorëve AMPA. J Neurosci 33: 6123–6132. | Artikull | PubMed |
39. Valenza M, Steardo L, Cottone P, Sabino V (2015). Obeziteti i detyruar nga dieta dhe minjtë rezistentë ndaj dietës: ndryshimet në efektet shpërblyese dhe anorektike të D-amfetaminës. Psikofarmakologji 232: 3215–3226. | Artikull | PubMed |
40. Vezina P (2004). Sensibilizimi i reaktivitetit të neuronit të dopaminës në trurin e mesëm dhe vetë-administrimi i barnave stimuluese psikomotorike. Neurosci Biobehav Rev 27: 827–839. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
41. Volkow ND, Wang GJ, Tomasi D, Baler RD (2013). Obeziteti dhe varësia: mbivendosjet neurobiologjike. Obes Rev 14: 2–18. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
42. Vollbrecht PJ, Mabrouk OS, Nelson AD, Kennedy RT, Ferrario CR (2016). Dallimet para-ekzistuese dhe ndryshimet e nxitura nga dieta në sistemet striatale të dopaminës të minjve me mbipesha. Obeziteti 24: 670–677. | Artikull | PubMed | CAS-it |
43. Vollbrecht PJ, Nobile CW, Chadderdon AM, Jutkiewicz EM, Ferrario CR (2015). Dallimet para-ekzistuese në motivimin për ushqim dhe ndjeshmërinë ndaj lëvizjes së shkaktuar nga kokaina në minjtë e prirur për mbipesha. Physiol Behav 152 (Pt A): 151–160. | Artikull | PubMed |
44. Wang X, Cahill ME, Werner CT, DJ Christoffel, Golden SA, Xie Z et al (2013) Kalirin-7 ndërmjetëson receptorin AMPA të induktuar nga kokaina dhe plasticitetin e shtyllës kurrizore, duke bërë të mundur sensibilizimin stimulues. J Neurosci 33: 11012–11022. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
45. Wolf ME (2016) Mekanizmat sinaptikë që qëndrojnë në themel të dëshirës së vazhdueshme të kokainës. Nat Rev Neurosci 17: 351–365. | Artikull | PubMed |
46. Wolf ME, Ferrario CR (2010). Plastikiteti i receptorëve AMPA në bërthamën e akumenit pas ekspozimit të përsëritur të kokainës. Neurosci Biobehav Rev 35: 185–211. | Artikull | PubMed | ISI | CAS-it |
47. Wolf ME, Mangiavacchi S, Sun X (2003). Mekanizmat me të cilët receptorët e dopaminës mund të ndikojnë në plasticitetin sinaptik. Ann NY Acad Sci 1003: 241–249. | Artikull | PubMed | CAS-it |
48. Wolf ME, Tseng KY (2012) Receptorët AMPA të depërtueshëm në kalcium në VTA dhe bërthamën e akumbrës pas ekspozimit të kokainës: kur, si dhe pse? Front Mol Neurosci 5: 72. | Artikull | PubMed | CAS-it |
49. Wyvell CL, Berridge KC (2000). Amfetamina intra-akumbens rrit shkëlqimin e kushtëzuar të nxitjes së shpërblimit të saharozës: rritja e 'dëshirës' së shpërblimit pa "pëlqim" të shtuar ose përforcim të përgjigjes. J Neurosci 20: 8122–8130. | PubMed | ISI | CAS-it |
50. Wyvell CL, Berridge KC (2001). Sensibilizimi stimulues nga ekspozimi i mëparshëm i amfetaminës: rritja e 'dëshirës' së shkaktuar nga sugjerimi për shpërblimin e saharozës J Neurosci 21: 7831–7840. | PubMed | ISI | CAS-it |
51. Yokum S, Ng J, Stice E (2011). Paragjykimi i vëmendjes ndaj imazheve të ushqimit të shoqëruara me peshë të ngritur dhe shtim të peshës në të ardhmen: një studim fMRI. Obeziteti (Pranvera e Argjendtë) 19: 1775–1783. | Artikull | PubMed |