Научни извјештаји 5, Број чланка: 10041 (2015)
дои: КСНУМКС / срепКСНУМКС
АбстрЧипс од кромпира са снацк храном индукује унос хране код пацова који су храњени ад либитум, што је повезано са модулацијом система награђивања мозга и других кругова. Овде показујемо да је унос хране код зрелих пацова покренут оптималним односом масти / угљених хидрата. Као и чипс од кромпира, изокалорична мешавина масти / угљених хидрата утицала је на целу активност мозга пацова, утичући на коло повезано нпр. Са наградом / зависношћу, али је број модулираних области и степен модулације био нижи у поређењу са самом снацк храном.
увод
Ад либитум доступност укусне хране може довести до хедонијске хиперфагије, тј. Повећаног уноса енергије и, посљедично, повишеног повећања тјелесне тежине услијед промјене у обрасцу понашања у уносу хране1. Да би се активирао унос хране изнад ситости, морају бити укључени фактори који превазилазе хомеостатски енергетски баланс и ситост путем различитих сигналних путева не-хомеостатског система награђивања2. Као што је показано раније, унос чипса од грицкалица снажно модулира активност унутар система награђивања мозга код пацова који су храњени ад либитум. Додатно, доводи до значајно различите активације региона мозга који регулише унос хране, ситост, сан и локомоторну активност3. Бихејвиоралне студије су потврдиле да су унос енергије и локомоторна активност повезане са храњењем повишени када су чипс од кромпира били доступни3. Мада је неуробиолошка регулација уноса хране много сложенија од регулације зависности од дрога, контроверзно се расправља о неким упадљивим преклапањима неурофизиолошких механизама, обрасцу активације мозга и посљедицама понашања.4,5,6,7. Укључена мождана кола се снажно активирају уносом хране након рестрикције, али и уносом веома укусних намирница посебно8,9,10. Генерално, веома укусна храна је високо калорична и / или богата мастима и / или угљеним хидратима. Стога је постављена хипотеза да густина енергије хране може бити кључни фактор који изазива унос хране изнад ситости што доводи до повећане тежине и, на крају, у гојазности11,12.
Недавна студија понашања открила је да су масти и угљени хидрати главни молекуларни детерминанти укусности снацк хране13. Штавише, енергетски садржај чипса је углавном (КСНУМКС%) одређен садржајем масти и угљених хидрата. Стога се може претпоставити да је енергетски садржај покретачка снага хедонистичке хиперфагије у случају чипса од кромпира. Сходно томе, спровели смо тестове преференција понашања како бисмо истражили унос хране са различитим садржајем масти / угљених хидрата и извршили мјерења магнетном резонанцом (МРИ) како бисмо истражили модулацију активности цијелог мозга индуковане код штакора.
Резултати и дискусија
За преференцијалне тестове, у сваку тестирану храну (КСНУМКС: КСНУМКС) додата је стандардна хранива у праху (СТД) како би се искључио утицај органолептичких својстава (Сл. КСНУМКСа)13. Претходно је показано да редослед и трајање епизода теста нису утицали на исход13. У почетку, релативни унос се повећао са повећањем масноће и, стога, енергетским садржајем тест хране са максимумом у саставу КСНУМКС% масти и КСНУМКС% угљених хидрата. Међутим, већи садржај масти довео је до смањеног уноса хране (Сл. КСНУМКСа). Будући да маст има већу густину енергије од угљених хидрата, ови налази указују на то да садржај енергије није једина детерминанта уноса хране код не-депривираних пацова. Занимљиво је да је средњи однос масноћа / угљених хидрата најатрактивнијих тестираних намирница готово у потпуности одговарао саставу чипса (Сл. КСНУМКСа). Остаје да се истражи да ли се горњи закључак може проширити на друге прехрамбене производе са сличним односом масноћа / угљикохидрат, као што је чоколада или друга снацк храна.
Слика КСНУМКС: (а) Активност испитиване хране са различитим омјерима масноћа / угљикохидрата како би се потакнуо додатни унос хране тијеком краткотрајне презентације тест хране (КСНУМКС минута) у тестовима преференције с два избора.
Разлике у уносу енергије по тестираној храни у поређењу са референтном (КСНУМКС% масти, КСНУМКС% угљених хидрата и КСНУМКС% СТД) приказане су као релативни допринос одговарајуће тест хране на укупан унос теста и референтне хране (средња вредност ± СД). У наставку је приказан састав испитиване хране и најатрактивнији средњи састав упоређен је са саставом чипса. (б) Уношење енергије и одговарајућа локомоторна активност у вези са храњењем у току фазе КСНУМКС дана континуираног тестирања хране презентације. Оба фактора су приказана у зависности од тестиране хране [стандардни чау (СТД) или смеша од 35% масти и 65% угљених хидрата (ФЦХ)] у фази тренинга (ТП) и фази мангана (МнП) током 12 / 12 х светлосних / тамних циклуса током 7 дана. Подаци показују средњу вредност ± СД 16 животиња у 4 кавеза 7 узастопних дана. Поред тога, наведени су и одговарајући статистички подаци (** п <0.01, *** п <0.001, нс = није значајно).
Недавно смо показали да конзумација чипса од крумпира ад либитум, који се храни, јако модулира целокупну активност мозга која углавном утиче на систем награђивања и системе који се односе на унос хране, спавање и локомоторну активност.3. Стога, ова студија је истраживала утицај односа масноћа / угљени хидрат тестне хране на ове модулације. У ту сврху, пацови који су храњени ад либитум били су изложени тест храни која садржи КСНУМКС% масти и КСНУМКС% угљених хидрата (ФЦХ) као скоро изокалорични модел (КСНУМКС вс КСНУМКС кцал / КСНУМКС г) за чипс од кромпира. Контролна група је примила СТД у праху. После тога, промене у обрасцу целокупне активности мозга током фазе храњења су забележене помоћу магнетне резонанце са повећаном манганском резистенцијом (МЕМРИ)14,15 као што је претходно описано3. Према приказаној студији Слика КСНУМКСбфаза тренинга (ТП) која нуди тестирану храну ад либитум праћена је средњом фазом без тест хране (седам дана сваки). Пре МЕРРИ мерења, контрастни агенс манган хлорид је администриран дорзално субкутано имплантираним осмотским пумпама за мапирање интегрисане активности мозга током следећих седам дана. Током ове фазе мангана (МнП) пацови су поново добили приступ својој већ познатој тест храни. Стандардна чорба за пелет и вода из славине била су доступна током читаве студије (Слика КСНУМКСб). Овај тест је упоређивао унос енергије, као и укупну активност мозга обе групе и резултирао је значајно повишеним уносом енергије у ФЦХ групи током ТП и МнП у светлу, као иу мраку циклуса дана у поређењу са контролом (Слика КСНУМКСб). Поред тога, пребројана је локомоторна активност појединачних пацова у близини апарата за дозирање хране. Насупрот другим локомоторним тестовима, као што су тестови на отвореном пољу који мере општу локомоторну активност и анксиозност, локомоторна активност повезана са храњењем, која је процењена у овој студији, пре одражава понашање које тражи храну. Међутим, локомоторна активност повезана са храњењем била је само незнатно повишена када је постојала ФЦХ уместо прашкастог СТД током мрачног циклуса ТП (средња локомоторна активност [цоунтс] СТД КСНУМКС ± КСНУМКС, ФЦХ КСНУМКС ± КСНУМКС, н = КСНУМКС, п = КСНУМКС ) и МнП (средња локомоторна активност [цоунтс] СТД КСНУМКС ± КСНУМКС, ФЦХ КСНУМКС ± КСНУМКС, н = КСНУМКС, п = КСНУМКС) (Слика КСНУМКСб). Насупрот томе, приступ чипсу од кромпира довео је до много веће активности везане за храњење у односу на исту контролну групу за СТД током мрачног циклуса3, што је било значајно и у ТП (средња локомоторна активност [броји] СТД 205 ± 46, кромпир чипс 290 ± 52, н = 4, п <0.001) и у МнП (средња локомоторна активност [броји] СТД 155 ± 24, кромпир чипс 197 ± 29, н = 4, п = 0.0011). Стога се може закључити да однос масти и угљених хидрата одређује укусност чипса, али да на понашање у исхрани утичу и друге компоненте у грицкалицама. Међутим, и даље је спекулативно ако се ове разлике односе на „жељу“ и „наклоност“ аспектима уноса хране16.
Праћење активности целог мозга од стране МЕМРИ-ја открило је значајне разлике у активацији можданих подручја узимањем ФЦХ у односу на СТД (Слика КСНУМКСа, б, Сл. КСНУМКС, прва колона, Табела КСНУМКС). Ови резултати су упоређени са претходним МЕМРИ анализама модулације узорка активности мозга током узимања чипса у односу на СТД под истим условима3. Први подаци су наведени у другој колони Фигс. КСНУМКС 3. Иако је ФЦХ имао сличан однос масти и угљених хидрата и скоро идентичну густину енергије у односу на чипс од кромпира, ФЦХ је активирао много мањи број (КСНУМКС) подручја мозга значајно различито од СТД од чипса (КСНУМКС подручја, Сл. КСНУМКС). Ефекти су откривени у функционалним групама које се односе на награду и зависност (Сл. КСНУМКСа), унос хране (Слика КСНУМКСб), слееп (Сл. КСНУМКСц), и локомоторна активност (Слика КСНУМКСд). Фигуре КСНУМКСб показује преглед свих значајно другачије активираних подручја мозга упоређујући ефекте ФЦХ и чипса са кромпиром, односно, са СТД. Поред тога, фракциона промена у активацији, тј. Унос мангана који рефлектује неуронску активност, значајно се разликује у односу на потрошњу ФЦХ у односу на СТД у поређењу са чипсом у односу на СТД (Сл. КСНУМКС, трећа колона). Нуклеус акумбенс се сматра главном структуром система награђивања17. Потрошња ФЦХ довела је до значајне КСНУМКС-пута повећане активације у једној од четири подструктуре, језгра субрегије леве хемисфере. Повећање у субрегионима шкољки, као иу средишњој субрегији десне хемисфере није било значајно (Сл. КСНУМКСа). Уношење чипса у сличне услове такође је довело до највеће активације далеко од леве језгрене субрегије нуцлеус аццумбенс. У поређењу са ФЦХ, ниво активације у овој подструктури био је чак и двоструко већи. За разлику од ФЦХ, остале три субструктуре су такође значајно активиране у поређењу са контролом (Сл. КСНУМКСа). Дакле, може се закључити да ФЦХ активира систем награђивања у мозгу, али са мањим ефектом од чипса. Овај закључак се огледа иу другим структурама система награђивања / зависности, који су значајно активирани уносом чипса и ФЦХ, као што је лежај нуклеуса стриа терминалис (лева хемисфера)17,18, дорзални субикулум19, или прелимбични кортекс (десна и лева хемисфера)20. Насупрот томе, друге мождане структуре нису значајно погођене уносом ФЦХ, иако су оне важне компоненте кругова награђивања и јасно су модулиране уносом чипса од кромпира, као што је вентрални палидум, вентрална тегментална површина, или цаудате путамен (Табела КСНУМКС)3.
Слика КСНУМКС: (а) Значајно различито активирана подручја у мозгу (мјешавина угљикохидрата КСНУМКС% масти / КСНУМКС% у односу на стандардне цхов (СТД) и чипс од крумпира у односу на СТД3са морфометријском анализом заснованом на вокселу, на пример за три пресека приказана на просечној површини мозга пацова.
Средњи подаци за групу хране / угљених хидрата (ФЦХ, лева колона) су упоређени са променама у обрасцу мождане активности индуковане чипсом од кромпира под истим условима (прегледано од Хоцх) ет ал. 20133, десна колона). (б) КСНУМКСД дистрибуција значајно другачије активираних подручја мозга приказаних у аксијалном и сагиталном погледу (КСНУМКС% масти / КСНУМКС% храна за тестирање угљених хидрата ФЦХ вс. СТД, лева колона и чипс од крумпира у односу на СТД, десна колона, прегледано од Хоцх ет ал. 20133). Плаве сфере симболизују подручја мозга са доњим, црвеним сферама региона мозга са већом активношћу након узимања одговарајућих тест хране ФЦХ или чипс \ т3, сваки у односу на СТД. Величина сфера симболизује нивое значајности (мали: п ≤ КСНУМКС, средњи: п ≤ КСНУМКС, велики: п ≤ КСНУМКС, н = КСНУМКС).
Слика 3: Региони мозга додељени функционалним групама (а) „награда и зависност“, (б) „унос хране“, (ц) „спавање“ и (д) „локомоторна активност“ на шематском сагиталном приказу пацова мозак са значајно различитом (п <0.05) акумулацијом мангана у можданим структурама пацова храњених ад либитумом са додатним приступом тестној храни са 35% масти / 65% угљених хидрата (ФЦХ, прва колона) или чипсом од грицкалица (прегледано од Хоцх сар. КСНУМКС3, друга колона).
Црвени правоугаоници симболизују регионе мозга који се значајно активирају чипсом од грицкалица или ФЦХ, оба у поређењу са стандардним чајем у праху (СТД), плави правоугаоници одговарајућим регионима мозга са већом активношћу због уноса СТД у праху у односу на чипс од грицкалица или ФЦХ. Трокутићи причвршћени за правоугаонике лево и / или десно указују на хемисферу значајних разлика. Правоугаоници без троуглова представљају централне мождане структуре. Трећа колона приказује делимичну промену грицкалица, односно ФЦХ, у односу на СТД (*** п <0.001, ** п <0.01, * п <0.05, н = 16). Језгро Ацб: језгро језгра језгра аццумбенс; Ацб шкољка: регион љуске језгра аццумбенс, лук: лучно језгро хипоталамуса, БНСТ: језгро лежишта стриа терминалис, ЦгЦк: цингулативни кортекс, ЦПу: каудати путамен (стратијум), ДС: леђни субицулум, Ги: гигантоцелуларно језгро, ГПВ: вентрално паллидум, ХиДМ: дорсомедијални хипоталамус, ХиЛ: бочни хипоталамус, ИлЦк: инфралимбични кортекс, ИнсЦк: оточни кортекс, ИП: интерпедункуларно језгро, ЛПБН: бочно парабрахијално језгро, ЛПГи: бочно парагигантоцелуларно језгро, ЛРт: латерални ретикуларни језгро, језгра латералног ретикуларног језгра, латерални ретикуларни језгро, латерални ретикуларни нуклеус , МЦк1: секундарни моторни кортекс, ОрбЦк: орбитални кортекс, ПЦРт: парвицелуларно ретикуларно језгро, ПнО: понтинско ретикуларно језгро орално, ПрлЦк: прелимбични кортекс, ПТА: претектално подручје, ПВН: паравентрикуларно таламичко језгро предње, Рапхе: језгро рапхе, септум: септум , Сол: усамљени тракт, Тег: тегментална језгра, тхМД: медиодорсални таламик, ВС: вентрални субицулум, ВТА: вентрално тегментално подручје, ЗИ: зона инцерта.
Табела КСНУМКС: З-оцјене значајно другачије активираних подручја мозга упоређивањем пацова са приступом или само стандардној храни или мешавини масти и угљених хидрата и одговарајућим п-вредностима т-статистике, н = КСНУМКС.
Слични закључци могу се извући из анализе можданих кругова који су повезани са уносом хране. На пример, дорсомедијални хипоталамус, септум, као и паравентрицуларно језгро таламуса, који су активирани током узимања ФЦХ и чипса, могу бити повезани са контролом уноса хране.21,22. Али, опет, ФЦХ није успела да модулира друге структуре кругова ситости, које су биле деактивиране чипсом од кромпира, као што је лукасто језгро хипоталамуса или солитарни тракт. Поред тога, интензитет активације био је мањи код ФЦХ него код чипса од кромпира, што се огледало у, на пример, КСНУМКС-пута значајно вишој активацији паравентрикуларног језгра анамера (Слика КСНУМКСб). Ови подаци сугеришу да ФЦХ модулира структуре мозга повезане са уносом хране другачије од СТД, ефекат који се може одразити већим уносом енергије преко ФЦХ (Слика КСНУМКСб).
Унос ФЦХ је такође довео до јаке деактивације можданих структура повезаних са спавањем. Нека подручја мозга су искључена од стране ФЦХ, као што је зона инцерта (Сл. КСНУМКСц), док су друге области искључене само чипсом од кромпира, као што је тегментална језгра. Иако је осам структура повезаних са сном модулирано ФЦХ и једанаест чипсом, ефекат обе тестиране хране изгледа да је у сличном опсегу. Будући да се овај резултат није очекивао, у овом истраживању није мерена дужина сна, тако да није јасно да ли је модулација кругова спавања изазвана са ФЦХ повезана са модулацијом понашања спавања.
Региони мозга одговорни за локомоторну активност и кретање уопште нису били под значајним утицајем уноса ФЦХ у односу на СТД (Слика КСНУМКСд, прва колона). Ово је истовремено и са посматрањем понашања које је ФЦХ изазвало само незнатно, али не и значајно већу локомоторну активност везану за храну у односу на СТД (Слика КСНУМКСб). Насупрот томе, показано је да је активација структура моторног система у мозгу пацова са приступом чипсу кромпира праћена повећаном локомоторном активношћу повезаном са храњењем3.
Није потпуно јасно да ли је посматрани образац активације повезан са хедоничном хиперфагијом. За разлику од хомеостатског уноса хране, који се контролише енергетским нивоом организма, хедонијски унос хране посредује награда коју ствара нека храна23. Пошто хедонични унос хране није јако повезан са енергетским потребама, често доводи до хиперфагије. Развијени су модели који описују неуронске корелације хедонијске хиперфагије. Бертхоуд, на пример, сугерише да је унос хомеостатске хране повезан са лептином-осетљивим круговима који укључују углавном лукасто језгро и језгро солитарног тракта, али такође обухватају широк спектар других подручја, укључујући места хипоталамуса, као што је паравентрикуларно језгро или нуцлеус аццумбенс23,24. Међутим, ова хомеостатска регулација уноса хране може бити надјачана сигналима за награђивање као што су компоненте жеље и жеље25. Уживање хране је повезано са му-опиоидном сигнализацијом у нуцлеус аццумбенс, вентрал паллидум, парабрахијалном језгру и језгру солитарног тракта.24док је недостатак хране био повезан са допаминским системом у вентралном тегменталном подручју, нуцлеус аццумбенс, префронталном кортексу, амигдали и хипоталамусу. Кенни је додатно нагласио допринос инсуларне коре, која би требало да чува информације о хедонистичким својствима хране и може бити повезана са жудњом10. Насупрот узорку активације мозга који је повезан са уносом кромпирових чипова, само је неколико ових подручја повезаних са хедоничном хиперфагијом заправо било под утицајем уноса ФЦХ. Стога, проширени експерименти понашања су потребни да би се истражило да ли је преференција ФЦХ заправо праћена хиперфагијом.
До данас није јасно које су молекуларне компоненте чипса одговорне за јаче ефекте модулације мозга ове тест хране. Пошто је коришћен слан, али неозначен производ без додатка појачивача укуса, осим главних састојака масти и угљених хидрата, присутне су и соли, ароме и мање количине протеина. Штавише, молекуларне промене које настају током обраде морају се узети у обзир. Претходно је показано да је укус соли индуковао Фос експресију у нуклеусу акумбенс пацова који су лишени соли. Насупрот томе, унос соли у животиње без исцрпљености није довео до активирања ове структуре система награђивања26. Штавише, забележено је да унос соли у чврсту храну има негативан ефекат код пацова27. Према томе, не изгледа вјероватно да је сол била главни модулатор система награђивања мозга у садашњим експериментима. Претходно уведен тест преференције са два избора сада може послужити за даљње истраживање утицаја других компоненти чипса на унос хране.
На основу наших података о понашању закључујемо да је однос масноћа и угљених хидрата, али не и апсолутне густине енергије, главна детерминанта укуса и уноса снацк хране током краткотрајних тестова преференције са два избора код пацова. Штавише, унос смеше ФЦХ, која је скоро исокалорична за чипс од кромпира, изазвала је максимални унос енергије код пацова који су се хранили ад либитум, што је праћено значајно различитом активацијом можданих структура повезаних са наградом, уносом хране и спавањем. Узимање чипса од кромпира под истим условима довело је до много већег броја различитих активираних можданих структура у овим круговима, као и до јасно већих фракционих промена у односу на СТД. Дакле, из сликовног приступа, може се закључити да је сама густина енергије само умерена детерминанта награђиваних својстава снацк хране. Иако се чини да је однос масноћа и угљених хидрата чипса веома атрактиван, може се претпоставити да у овој снацк храни постоје и друге молекуларне детерминанте које модулирају активност можданих кругова, посебно систем награђивања, чак и јачи и доводе до повећане количине хране. тражење понашања.
Методе
Етичка изјава
Ова студија је спроведена у строгој сагласности са препорукама Водича за негу и употребу лабораторијских животиња Националног института за здравље. Протокол је одобрен од стране Одбора за етику покуса на животињама Универзитета Фриедрицх-Алекандер Ерланген-Нурнберг (Региерунг Миттелфранкен, Број дозволе: КСНУМКС-КСНУМКС-КСНУМКС / КСНУМКС).
Преференце тест
Тестови преференција су спроведени као што је претходно описано три пута дневно током циклуса светлости за КСНУМКС минута сваки са КСНУМКС-КСНУМКС понављања укупно по тест храни против референтне13. Овај распоред тестирања пружа довољно тачака за процену преференције у храни. Тестови су спроведени са мушким Вистар пацовима КСНУМКС (КСНУМКС кавези са КСНУМКС животињама, КСНУМКС ± КСНУМКС г, купљени од Цхарлес Ривер, Сулзфелд, Немачка) и репродуковани са КСНУМКС мужјацима Спрагуе Давлеи пацова (КСНУМКС кавези са КСНУМКС животињама сваки, почетна тежина КСНУМКС ± КСНУМКС г, купљен од Цхарлес Ривер, Сулзфелд, Немачка), који је обучен за тест. Тако је број животиња које су извршиле сваки тест био КСНУМКС и број кавеза КСНУМКС (четири биолошке репликације). Сваки експеримент је поновљен пута КСНУМКС – КСНУМКС са сваком групом животиња. Сви пацови су држани у циклусу КСНУМКС / КСНУМКС х тамно / светло. Штакори су имали приступ стандардним хлебним пелетама (Алтромин КСНУМКС, Лаге, Немачка, КСНУМКС г / КСНУМКС г масти (Ф), КСНУМКС г / КСНУМКС г угљених хидрата (ЦХ), КСНУМКС г / КСНУМКС г протеина (П)) поред тестирану храну и воду за пиће ад либитум током читаве студије. Тестирана храна са различитим односима Ф (сунцокретово уље, купљено од локалног супермаркета) и ЦХ (малтодекстрин, декстрин КСНУМКС из кукурузног скроба, Флука, Немачка), помешани са КСНУМКС% прашкастим СТД, коришћени су за поређење одговарајуће активности за индукцију уноса хране. . Додати СТД у праху како би се смањили текстурални и сензорни утицаји на потрошњу. Као референтна храна за све тестове преференција у понашању, коришћена је мешавина КСНУМКС% прашкастог СТД, КСНУМКС% Ф и КСНУМКС% ЦХ, која има веома сличан Ф / ЦХ састав као КСНУМКС% чипс од кромпира у СТД и коришћен је као модел за КСНУМКС% чипс од кромпира у СТД13. Поред тога, тестирали смо храну састављену од КСНУМКС% прашкастог СТД са додатком следећих смеша Ф и ЦХ (% Ф /% ЦХ): КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС и КСНУМКС / КСНУМКС. Имајући у виду састав КСНУМКС% СТД, референтна храна садржана у укупном (% Ф /% ЦХ) КСНУМКС / КСНУМКС, друга тест храна КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС, КСНУМКС / КСНУМКС и КСНУМКС / КСНУМКС. Садржај свих осталих компоненти прашкастих СТД као што су протеини (КСНУМКС%), влакна (КСНУМКС%), или минерали (пепео, КСНУМКС%) били су константни у свим тестираним намирницама.
Енергетски унос у зависности од испитиване хране израчунат је множењем унесене количине тестиране хране са њеним односним енергетским садржајем. Релативни допринос једне испитиване хране збиру унесене тест хране и референтне вредности израчунат је тако што је количина одговарајућег тестираног производа подељена са укупним уносом тест хране и референцом.
Снимање података о понашању за унос енергије и активност покретача везана за храњење
Подаци о понашању су забележени као што је претходно описано3. Укратко, тест уноса хране је мерен на дневној бази, а унос енергије је израчунат множењем масе тестиране хране са одговарајућим садржајем енергије. Локомоторна активност везана за храњење је квантификована преко слика са веб камере које су узимане сваких КСНУМКС секунди изнад кавеза. Један број је дефинисан као “један пацов показује локомоторну активност у близини једне посуде за храну”. За статистичку анализу, студентски т-тестови (двосмјерни) су изведени користећи средњу вриједност (енергетски унос или повезаност са локомоторном активношћу) током КСНУМКС дана (ТП или МнП) по кавезу (н = КСНУМКС кавези, са КСНУМКС пацовима укупно свака група).
Снимање узорка активности целог мозга путем МЕМРИ-ја
Мужјаци Вистар пацова (почетна тежина КСНУМКС ± КСНУМКС г, набављени од Цхарлес Ривер, Сулзфелд, Немачка) држани у КСНУМКС / КСНУМКС х циклусу тамно / светло су насумично подељени у две групе. Обе групе су имале ад либитум приступ стандардним хлебним пелетама (Алтромин КСНУМКС, Алтромин, Лаге, Немачка) током читавог трајања студије.
Једна група (н = КСНУМКС, почетна телесна тежина КСНУМКС ± КСНУМКС г) примила СТД (Алтромин КСНУМКС) и друга група (н = КСНУМКС, почетна телесна тежина КСНУМКС ± КСНУМКС г) примила је смешу КСНУМКС% Ф (сунцокретово уље, купљен од локалног супермаркета) и КСНУМКС% ЦХ (малтодекстрин, декстрин КСНУМКС из кукурузног скроба, Флука, Тауфкирцхен, Немачка) додатно стандардним хлебним пелетима. Ова студија је спроведена паралелно са раније објављеном студијом о чипсу од кромпира3тако да се може користити иста контролна група која омогућава максималну упоредивост скупова података.
МЕМРИ (на КСНУМКС Т Брукер МРИ помоћу оптимизоване модификоване погонске равнотеже Фоуриерове трансформације (МДЕФТ) секвенце) коришћен је за мапирање активације мозга са фином резолуцијом КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС μм (за детаље видети Хоцх ет ал. 20133). Пошто је осетљивост МЕМРИ мања у поређењу са тестовима преференција, тест храна је представљена дуже време. Снимци захтевају релативно високе концентрације потенцијално токсичног контрастног средства мангана, који долази до мозга само неколико сати након примене. Да би се избегли негативни споредни ефекти на основну физиологију и понашање животиња услед ињектирања раствора манган-хлорида у дозама довољним за МЕМРИ мерење, осмотске пумпе служиле су за нежну, али дуготрајну континуирану примену нетоксичних количина мангана који су се акумулирали у активираним подручјима мозга током читавог периода КСНУМКС-дневне фазе тестирања хране28. Претходно је описан дизајн студије, припрема осмотских пумпи, параметри за МРИ мерења, обрада података, као и евидентирање уноса хране и активности кретања повезане са храњењем3. Првобитне вредности сиве МРИ сегментираног мозга по животињи регистроване су не-ригидним процесом регистрације3. На основу ових регистрованих скупова података извршена је морфометријска анализа заснована на вокселу и добијени статистички параметри су визуализовани. Студент-ови т-тестови засновани на З-Сцоре изведени су да би се откриле значајне разлике у активацији мозга. За КСНУМКСД визуализацију дистрибуције значајно другачије активираних можданих структура, представили смо сваку мождану структуру као сферу у центру гравитације. Координате су изведене из дигиталног атласа мозга КСНУМКСД. Радијус сваке сфере је коришћен за кодирање његовог нивоа значајности, а кодови интензитета сјенчања за разлику од активности на СТД.
Додатне Информације
Како цитирати овај чланак: Хоцх, Т. ет ал. Однос масноћа / угљених хидрата, али не и густина енергије, одређује унос снацк хране и активира подручја награђивања мозга. Сци. Реп. 5, КСНУМКС; дои: КСНУМКС / срепКСНУМКС (КСНУМКС).
Референце
- 1.
Ла Флеур, СЕ, Луијендијк, МЦМ, ван дер Зваал, ЕМ, Бранс, МАД & Адан, РАХ Грицкалица као модел људске гојазности: ефекти слободног избора исхране са високим садржајем масти и високим садржајем шећера на обрасцима оброка. Инт. Ј. Обес. 38, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 2.
Бертхоуд, Х.-Р. Хомеостатски и не-хомеостатски путеви укључени у контролу уноса хране и енергетског баланса. Гојазност. 14 СКСНУМКС, КСНУМКСС – КСНУМКСС (КСНУМКС).
· 3.
Хоцх, Т., Креитз, С., Гаффлинг, С., Писцхетсриедер, М. & Хесс, А. Магнетска резонанција са повећаном манганском резистенцијом за мапирање узорака активности целог мозга у вези са уносом снацк хране у пацова који су храњени ад либитум. ПЛоС ОНЕ. 8, еКСНУМКС; КСНУМКС / јоурнал.поне.КСНУМКС (КСНУМКС).
· 4.
Волков, НД и Висе, РА Како нас наркоманија може помоћи да схватимо гојазност? Нат. Неуросци. 8, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 5.
Бертхоуд, Х.-Р. Метаболички и хедонични покрети у неуронској контроли апетита: ко је шеф? Цурр. Опин. Неуробиол. 21, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 6.
Геархардт, АН, Грило, ЦМ, ДиЛеоне, РЈ, Бровнелл, КД & Потенза, МН Може ли храна бити заразна? Последице за јавно здравље и политику. Зависност. 106, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 7.
Хебебранд, Ј. ет ал. “Овисност о јелу”, а не “овисност о храни”, боље прихваћа понашање које се тиче прехране. Неуросци. Биобехав. Рев. 47, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 8.
Епстеин, ДХ и Схахам, И. Пацови који једу сиреве и питање овисности о храни. Нат. Неуросци. 13, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 9.
ДиЛеоне, РЈ, Таилор, ЈР и Пицциотто, МР Тежња за јелом: поређења и разлике између механизама награђивања хране и овисности о дрогама. Нат. Неуросци. 15, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 10.
Кенни, ПЈ Заједнички ћелијски и молекуларни механизми код гојазности и зависности од дрога. Нат. Рев. Неуросци. 12, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 11.
Роллс, БЈ & Белл, ЕА Унос масти и угљених хидрата: улога густине енергије. ЕУР. Ј. Цлин. Нутр. 53 (Суппл КСНУМКС), СКСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 12.
Схафат, А., Мурраи, Б. и Румсеи, Д. Густина енергије у исхрани кафетерије изазвала је хиперфагију код пацова. апетит. 52, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 13.
Хоцх, Т., Писцхетсриедер, М. и Хесс, А. Унос снацк хране у храњене пацове ад либитум покреће комбинација масти и угљених хидрата. Фронт. Псицхол. 5, КСНУМКС; КСНУМКС / фпсиг.КСНУМКС (КСНУМКС).
· 14.
Лин, ИЈ и Коретски, АП Манганов јон побољшава ТКСНУМКС-пондерисану МРИ током активације мозга: Приступ директном имиџирању функције мозга. Магн. Ресон. Мед. 38, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 15.
Коретски, АП и Силва, АЦ Магнетска резонанца са повећаном манганском резолуцијом (МЕМРИ). НМР Биомед. 17, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 16.
Берридге, КЦ Задовољство мозга. Браин Цогн. 52, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 17.
Хабер, СН и Кнутсон, Б. Круг награђивања: повезивање анатомије примата и људске слике. Неуропсицхопхармацологи 35, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 18.
Еппинг-Јордан, посланик, Маркоу, А. и Кооб, ГФ Антагонист допаминског Д-КСНУМКС рецептора СЦХ КСНУМКС убризган у дорзолатерални нуклеус креветног терминала смањује појачање кокаина у пацова. Браин Рес. 784, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 19.
Мартин-Фардон, Р., Циццоциоппо, Р., Аујла, Х. и Веисс, Ф. Дорзални субикулум посредује у стицању увјетованог поновног успостављања тражења кокаина. Неуропсицхопхармацологи. 33, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 20.
Лимпенс, ЈХВ, Дамстеегт, Р., Броекховен, МХ, Воорн, П. & Вандерсцхурен, ЉМЈ Фармаколошка инактивација прелимбног кортекса емулира компулзивно тражење награде код пацова. Браин Рес.; КСНУМКС / ј.браинрес.КСНУМКС (КСНУМКС).
КСНУМКС.
Беллингер, ЛЛ и Бернардис, ЛЛ Дорсомедијално језгро хипоталамуса и његова улога у ингестивном понашању и регулацији телесне тежине: научене лекције из лезија. Пхисиол. Бехав. 76, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 22.
Стратфорд, ТР и Виртсхафтер, Д. Ињекције мусцимола у паравентрицуларно језгро таламуса, али не и медиодоралне језгре таламуса, изазивају храњење код пацова. Браин Рес. 1490, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 23.
Харролд, ЈА, Довеи, ТМ, Блунделл, ЈЕ и Халфорд, ЈЦГ ЦНС регулација апетита. Неурофармакологија 63, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 24.
Бертхоуд, Х.-Р. Неурална контрола апетита: унакрсна комуникација између хомеостатских и не-хомеостатских система. апетит. 43, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 25.
Берридге, КЦ Награда за храну: супстрати мозга који желе и воле. Неуросци. Биобехав. Рев. 20, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 26.
Воорхиес, АЦ и Бернстеин, ИЛ Индукција и изражавање апетита соли: ефекти на Фос експресију у нуцлеус аццумбенс. Бехав. Браин Рес. 172, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 27.
Беауцхамп, ГК и Бертино, М. Штакори (Раттус норвегицус) не воле сољену круту храну. Ј. Цомп. Псицхол. 99, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 28.
Есцхенко, О. ет ал. Мапирање функционалне мождане активности код пацова који се слободно понашају током добровољног коришћења МРИ са повећаним манганом: Импликације за лонгитудиналне студије. Неуроимаге 49, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 29.
Денблеикер, М., Ницклоус, ДМ, Вагнер, ПЈ, Вард, ХГ & Симански, КЈ Активирање му-опиоидних рецептора у латералном парабрахијалном језгру повећава експресију ц-Фос у областима предњег мозга повезаним са регулацијом калорија, наградом и когницијом. Неуронауке 162, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 30.
Хернандез, Л. и Хоебел, БГ Награда за храну и кокаин повећавају екстрацелуларни допамин у нуцлеус аццумбенс, мерено микродијализом. Лифе Сци. 42, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 31.
Захм, ДС ет ал. Фос након појединачног и поновљеног узимања кокаина и сланог раствора код пацова: нагласак на базалном предњем мозгу и рекалибрацији експресије. Неуропсицхопхармацологи 35, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 32.
Оливеира, ЛА, Гентил, ЦГ и Цовиан, МР Улога септалне области у хранидбеном понашању изазвана електричном стимулацијом латералног хипоталамуса штакора. Браз. Ј. Мед. Биол. Рес. 23, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 33.
Цхасе, МХ Потврда консензуса да је глицирергична постсинаптичка инхибиција одговорна за атонију РЕМ сна. Спавати. 31, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 34.
Сириеик, Ц., Гервасони, Д., Луппи, П.-Х. & Легер, Л. Улога латералног парагигантоцелуларног језгра у мрежи парадоксалног (РЕМ) сна: електрофизиолошка и анатомска студија код пацова. ПЛоС ОНЕ. 7, еКСНУМКС; КСНУМКС / јоурнал.поне.КСНУМКС (КСНУМКС).
· 35.
Трепел, М. Неуроанатомие. Структур унд Функтион КСНУМКСрд ед. Урбан & Фисцхер, Мунцхен, 2003).
КСНУМКС.
Миллер, АМ, Миллер, РБ, Обермеиер, ВХ, Бехан, М. и Бенца, РМ Претектум посредује у брзом регулисању спавања очију помоћу светлости. Бехав. Неуросци. 113, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
· 37.
Легер, Л. ет ал. Допаминергични неурони који изражавају Фос током буђења и парадоксалног сна у пацова. Ј. Цхем. Неуроанат. 39, КСНУМКС – КСНУМКС (КСНУМКС).
КСНУМКС.
o
Признања
Студија је дио пројекта Неуротритион, који је подржан од стране ФАУ Емергинг Фиелдс Инитиативе. Надаље, захваљујемо Цхристине Меисснер на лектури рукописа.
Аутхор информатион
Везе
1. Јединица за хемију хране, Одељење за хемију и фармацију, Емил Фисцхер Центар, Фриедрицх-Алекандер Университат Ерланген-Нурнберг (ФАУ), Ерланген, Немачка
о Тобиас Хоцх
о & Моника Писцхетсриедер
2. Институт за експерименталну и клиничку фармакологију и токсикологију, Емил Фисцхер Центар, Фриедрицх-Алекандер Университат Ерланген-Нурнберг (ФАУ), Ерланген, Немачка
о Силке Креитз
о & Андреас Хесс
3. Лаб за препознавање узорака, Фриедрицх-Алекандер Университат Ерланген-Нурнберг (ФАУ), Ерланген, Немачка
о Симоне Гаффлинг
4. Школа напредних оптичких технологија (САОТ), Фриедрицх-Алекандер Университат Ерланген-Нурнберг (ФАУ), Ерланген, Немачка
о Симоне Гаффлинг
Доприноси
Конципирани и дизајнирани експерименти: ТХМПАХ Извршени експерименти: ТХАХ Анализирани подаци: ТХСКСГАХ Интерпретирани подаци ТХМПАХ Приложени реагенси / материјали / алати за анализу: АХМП Написао рад: ТХМПАХ
Конкурентски интереси
Аутори не наводе никакве конкурентне финансијске интересе.
Аутор за
Кореспонденција Моника Писцхетсриедер.
;