Шећер и претеривање масноћа имају значајне разлике у понашању сличном овисности (КСНУМКС)

Које су уобичајене бинге намирнице?

Поједностављено речено, људи обично пију на веома укусну храну богату енергијом. Ове намирнице су обично богате мастима, шећерима, или често обоје (8,9). Епизоде ​​бингеа често укључују конзумацију хлеба или тестенина, а често их прате слаткиши, масне хране или слане грицкалице (10). Појединци који преферирају бингеинг на слатке намирнице имају тенденцију да чешће пију.

Зашто људи не пијуцкају брокулу? Мора постојати неко својство укусних „десертних“ и „снацк“ намирница богатих шећером и / или мастима које промовишу преједање. Познато је да шећери и масти имају различите ефекте на физиологију и хемију мозга (11), што може бити повезано са њиховим различитим ефектима на понашање. Да бисмо разумели бихевиоралне и неурохемијске основе преједања на специфичним макронутријентима, прелазимо на лабораторијске животињске моделе преједања.

Животињски модели преједања

Преједање је вишеструко понашање, са емоционалним и културним компонентама које је тешко репродуковати са животињским моделима. Ипак, животињски модели преједања су фундаментални за разумијевање физиолошке и неурокемијске основе тог понашања.

Модели преједања шећера

Неколико лабораторија користило је ограничен приступ решењима шећера за моделирање преједања (12-15). Сви налази указују на то да ће се животиње бавити бинге типом јела на слаткој храни када се понављају повремено. Наша лабораторија је развила модел преједања шећера (16у којима су пацови одржавани на дневној КСНУМКС-х рестрикцији хране, након чега је уследио приступ раствору КСНУМКС% глукозе или КСНУМКС% сахарозе (слично концентрацији шећера безалкохолног пића) и непречишћене хране за глодаре. Након неколико дана по овом распореду, ови пацови ескалирају свој дневни унос шећера (Сл. КСНУМКС A) и почињу да се преједају, као што показује повећање њиховог уноса шећерног раствора током првог сата приступа. Пацови који имају приступ шећерном раствору и непречишћеној исхрани ад либитум конзумирају укупну дневну количину сличну оној коју конзумирају пацови који пију, али се ријетко баве дискретним епизодама бингеинга. Тјелесна тежина и укупни дневни унос калорија не разликују се од нормалних код пацова који се преједају на шећер (Сл. КСНУМКС C), што указује на то да су пацови у стању да регулишу свој унос енергије и компензују вишак енергије тако што ће јести мање непречишћене дијете глодаваца (Сл. КСНУМКС B).

  

Прикажи већу верзију:  

• На овој страници
• У новом прозору

• Преузмите као ПоверПоинт Слиде

СЛИКА КСНУМКС   

Унос шећера и непречишћене исхране (цхов) током периода приступа КСНУМКС-д у моделу превртања шећера. Пацови са интермитентним шећером + непречишћена исхрана повећали су укупан дневни унос шећера током времена (A). Пацови са интермитентним шећером + непречишћена исхрана једу мање непрочишћене исхране него интермитентна непречишћена дијета и непречишћена дијета ад либитум контролна група (B); међутим, групе се нису разликовале у укупном дневном уносу енергије (КСНУМКС кцал = КСНУМКС кЈ) (C). Вредности су средња вредност ± СЕМ, n = КСНУМКС – КСНУМКС / група. Репродуковано са дозволом од Авена ет ал. (23).

Модели преједања масти

Животиње ће такође попити чисте масноће, што сугерише да преједање није искључиво за слатки укус. Цорвин ет ал. (17) су показали да ће пацови са сисом који имају приступ непречишћеној исхрани глодаваца ад либитум сваког дана преједати на биљну маст (скраћивање), а тај ефекат се повећава када се масноћа нуди само КСНУМКС пута недељно. Сличан налаз је забележен код скраћивања које је без транс-масти (18). Штакори са ограниченим приступом биљним мастима не показују промене у телесној тежини или накупљању масти у телу у поређењу са непречишћеним контролама исхране (17,19); међутим, они показују повишене нивое лептина у плазми (19).

Модели бингеинга на слатко-масним смешама

Комбинација слатког и масног ткива активира вишеструке рецепторе окуса, постингестиве сигнале и системе неуропептида. Комбинације шећера и масти, у облику колачића или мешавина шећера и масти, Боггиано и други су користили за изазивање преједања у лабораторијским моделима (20,21). Развили смо модел преједања користећи нутриционистички потпуну исхрану са слатким мастима код пацова који нису ограничени на храну (22). Пацови са КСНУМКС-х дневним приступом слатко-масној храни. имају приступ стандардној непречишћеној дијети глодаваца ад либитум за другу КСНУМКС х / д. ВК КСНУМКС приступа, бингеинг понашање је најизраженије, и ови пацови конзумирају, у просјеку, КСНУМКС% свог дневног уноса енергије током КСНУМКС-х периода приступа слатко-масној храни (Сл. КСНУМКС A). Ови пацови само-ограничавају унос стандардне непречишћене дијете, сличне ефектима које смо пријавили са шећером (23() и други су пријавили масноћу (17,19) или дијете богате шећером (14). Циклично бингеинг и само-наметнуто ограничење хране доводе до флуктуација дневне телесне тежине коју карактерише губитак тежине између бинге (Сл. КСНУМКС B). Међутим, чак и ако узмемо у обзир само-ограничење стандардне непречишћене исхране глодаваца између бинга, свеукупно повећање телесне тежине јавља се код пацова који се преврћу на пелетима слатког масти у поређењу са контролним групама које су храњене само стандардном непречишћеном дијетом глодара или приступом истим слатким пелетима ад либитум (Сл. КСНУМКС C). Дакле, овај модел представља преједање које може довести до повећања телесне тежине.

  

Прикажи већу верзију:  

• На овој страници
• У новом прозору

• Преузмите као ПоверПоинт Слиде

СЛИКА КСНУМКС   

Уношење енергије и промене телесне тежине у моделу превртања масти код пацова. Укупни дневни унос енергије током недеље КСНУМКС приступа изражен као енергија добијена из стандардне непречишћене дијете (цхов) (бела) насупрот слатко-масне непречишћене дијете (црн) (A). Двосатна дневна слатко-масна група и група која је примала 2-сатно слатко-масне дијете само понедељком, средом и петком (2-сатна МВФ слатко-масна) троше> 2% своје дневне енергије из слатког -масна дијета када је доступна. Појављује се образац пиле за 50-сатну дневну слатко-масну групу у којој се смањује тежина пребинга и повећава тежина постбинге-а сваки дан (B). Међутим, упркос овој флуктуацији телесне тежине током дана, пацови са КСНУМКС-х дневним слатким мастима добили су значајно више укупне телесне тежине од пацова храњених стандардном непречишћеном дијетом ад либитум (КСНУМКС кцал = КСНУМКС кЈ) (C). Вредности су средња вредност ± СЕМ, n = КСНУМКС / група. * Разликује се од стандардне цхов ад либитум групе, P <0.05. Прилагођено уз дозволу Бернера и сар. (22).

Зависност од хране

Многи научници су нагађали да гојазност и поремећаји у исхрани, као што су булимија и анорексија, могу имати својства "зависности" (24-30). Штавише, неколико популарних књига самопомоћи написано је на тему „овисност о шећеру“ (31-34, да споменемо само неколико). Студије клиничких и лабораторијских животиња откривају сличности између преједања и овисности о дрогама.

Клиничка подршка теорији хранидбене зависности

Недавна клиничка студија указује на то да угљени хидрати могу имати потенцијал за злоупотребу "угљених хидрата" (35). Исто тако, промене у вези са жудњом у одговору на укусну храну идентификоване су коришћењем техника снимања мозга, а ове промене су сличне онима које се виде током жудње за дрогом (36,37). Допамин (ДА)⁴ предложено је да имају заједничку улогу у злоупотреби дрога и гојазности (28). Поситрон емисиона томографија открива да гојазни испитаници показују смањење стриаталне Д₂ доступност рецептора која је у корелацији са телесном тежином субјекта (38) и сличне по величини смањења пријављених код субјеката зависних од дроге (39). Опиоиди су такође били у фокусу клиничких студија (25). Дисфункције апетита у облику преједања или само-гладовања могу утицати на ендогену активност опијата (40). Колективно, ове клиничке студије подржавају став да преједање може утицати на понашање и системе мозга на начин који подсећа на аспекте зависности.

Бихевиорални докази о зависности од шећера код лабораторијских животиња

Многа понашања и неурохемијске промене које су карактеристичне за злоупотребу дроге су такође очигледне у нашем животињском моделу преједања шећера који је горе описан и резимиран у Табела КСНУМКС. Овај модел је детаљније прегледан и везан за литературу о злоупотреби супстанци (16).

Укратко, пацовима који имају свакодневни интермитентни приступ шећерном раствору и непречишћеној исхрани повећава се унос шећера и повећава унос током првог сата дневног приступа, који дефинишемо као „бинге“ (15). Штакори који пате од шећера показују знаке опијатног повлачења када се дају релативно високе дозе налокона опиоидног антагониста (КСНУМКС мг / кг, субкутано). Проматрају се соматски знакови повлачења, као што су тресење зуба, тремор предње шапе и трешње главе, као и манифестације анксиозности у понашању (41). Слични знаци опијатног повлачења јављају се спонтано без употребе опиоидног антагониста када се сва храна уклања за КСНУМКС х (23,41). Притисак за пацове шећерне преше за КСНУМКС% више шећера у тесту после КСНУМКС вк без шећера него што су икада раније (42), сугеришући промену мотивационог утицаја шећера који траје и повећава се током периода апстиненције. Такође смо показали да пацови који се баве шећером развијају локомоторску унакрсну сензибилизацију на ниску дозну дозу амфетамина (КСНУМКС мг / кг, интраперитонеално) која има мали или никакав ефекат на наиве пацове (43). Када су пацови бингеинг на шећер, а затим су присиљени да се суздрже, они накнадно показују повећан унос КСНУМКС% алкохола (44), што сугерише да повремени приступ шећеру може бити улаз у употребу алкохола.

Други истраживачи су дошли до подржавајућих налаза понашања користећи сличне моделе преједања шећера. Забележени су знаци анксиозности код пацова са ограниченим приступом исхрани са високом сукрозом (14). Извештено је да само уклањање шећера смањује телесну температуру (45). Такође, примећено је агресивно понашање током уклањања дијете која укључује повремени приступ шећеру (46). Користећи оперантско кондиционирање, Гримм ет ал. (47открили да тражење сахарозе расте током месец дана апстиненције шећера код пацова који су имали повремени приступ шећеру. Интермитентни сахарозни приступ не може само са амфетамином43) али и са кокаином (48) и олакшава сензибилизацију за ДА агонист куинпироле (49). Ови резултати подупиру теорију да је ДА систем сензибилисан повременим приступом шећеру; ово је важно зато што појачана мезолимбичка допаминергична неуротрансмисија игра улогу у бихевиоралним ефектима сензибилизације као и унакрсној сензибилизацији (50) и може да допринесе зависности (51,52).

Неурохемијски докази о зависности од шећера

Горе описани докази сугеришу да преједање шећера може довести до понашања које је слично онима које су примећене код пацова који су зависни од лека. Истовремене неурохемијске промене могу да доведу до или да наставе оваква понашања. Ови знаци су такође сажети у Табела КСНУМКС и детаљније су објашњени у ранијем чланку (16).

Нашли смо промене у ДА, ацетилхолину (АЦх) и опиоидним системима код пацова који пате од шећера који су слични онима који су примећени код неких дрога. Ауторадиографија открива повећану Д₁ везивање рецептора у нуцлеус аццумбенс (НАц) и смањено Д₂ везивање рецептора у стриатуму у односу на непречишћене пацове храњене храном (15). Штакори са интермитентним шећером и непречишћеним дијететским приступом такође су се смањили₂ мРНА рецептора у НАц, и повећао Д₃ мРНА рецептора у НАц и дорзалном стриатуму у поређењу са непречишћеним контролама храњених храном (53). Штакори који пате од шећера имају значајно смањење мРНК енкефалина (53), док μВезање -опиоидног рецептора је значајно побољшано у НАц љусци, цингулату, хипокампусу и локусу коерулеусу (15).

Једна од најснажнијих неурохемијских уобичајености између преједања шећера и злоупотребе дрога је њихов ефекат на ванћелијски ДА. Обележје лекова који се злоупотребљавају је опетовано повећање екстрацелуларног ДА, док током нормалног храњења, ДА одговор нестаје после поновљене изложености храни (54). Када су пацови преједали на шећер, ослобађање ДА је рекурентно, што може учинити да се мозак прилагоди као што је то случај са дрогом. Пацови који пате од шећера очигледно ослобађају ДА сваког дана, мерено на д КСНУМКС, КСНУМКС и КСНУМКС приступа (55). Контролни пацови храњени шећером или непречишћеном дијетом ад либитум, пацови са повременим приступом само непречишћеној исхрани, или пацовима који имају укус шећера само КСНУМКС пута, развијају отупљени ДА одговор који је типичан за храну која губи своју новост.

Повлачење из дроге као што је морфин, никотин и алкохол често је праћено промјенама у ДА / АЦх равнотежи у НАц: специфично, ДА се смањује док се АЦх повећава (56-58). Штакори који пате од шећера такође показују ову неурохемијску неравнотежу у ДА / АЦх током повлачења. Овај резултат се јавља и када се штакорима даје налоксон да би се изазвало повлачење опијата (41) или након КСНУМКС х недостатка хране (23).

Други су извијестили о потпорним налазима. Постоји смањење Д₂ везивање рецептора у НАц пацова са интермитентним приступом сахарози и непречишћеној исхрани у поређењу са пацовима који су добијали само испрекидану непречишћену дијету (59), и промене се јављају у обртању акумбенса ДА и везивања ДА транспортера код пацова који се одржавају на интермитентном распореду храњења шећером (12,60).

Да ли постоје докази о зависности од масних или слатко-масних комбинација?

У литератури се може закључити да, као и код шећера, слично стање слично овисности може се појавити са мастима. Ле Магнен (29) приметили су да би налоксон могао да изазове повлачење код пацова који су се хранили храном у стилу кафетерије ад либитум која садржи разне намирнице богате мастима и шећером (нпр. сир, колачи, чипс од чоколаде). Недавно, Теегарден и Бале (61) показују да су мишеви којима је омогућен приступ храни са високим садржајем масти или угљених хидрата ад либитум за КСНУМКС вк, а затим приморани да се уздрже од издржавања непријатељског окружења да би добили приступ својој жељеној храни. Они закључују да повлачење такве дијете подиже стање стреса, доприносећи повратку хране. Такође, Цорвин и његове колеге су показали пораст прогресивног односа који одговара на пацове који преједају на маст (62).

У погледу неурохемије, чини се да преједање масти има ефекте на акумбенс ДА и енкефалинске системе који су слични онима који су примећени код преједања шећера. Ограничено излагање масти (кукурузно уље) ће у НАц-у опетовано ослободити ДА, а овај ефекат је узрокован укусом уља63). Пацови са ограниченим дневним приступом исхрани са слатким мастима показују значајно смањење мРНК енкефалина у НАц (64), сличан налазу горе наведеном са шећером (53). Улога опиоида у паравентрицуларном језгру хипоталамуса испитивана је помоћу бинге модела (65), а налази указују на то d-Ала², НМе-Пхе⁴, Гли-ол⁵-енкефалин повећава унос масти у штакоре који преферирају маст, али нема ефекта код штакора који преферирају сахарозу. Ови резултати указују на комплексну улогу паравентрикуларних нуклеарних опиоида у уносу хране, са преференцијом и типом хранљивих материја које утичу на способност ових једињења да промене понашање.

На основу ове неурохемије и горе описаних понашања, чини се логичним да бингеинг масти може изазвати и понашање слично овисности. Међутим, подаци нису јасни. Иако се наводи да је масноћа која се нуди ад либитум изазива неке навике сличне овисности (29,61), бингеинг може појачати ове ефекте. Истраживали смо да ли се појављују знакови зависности у понашању када животиње пију различитим врстама исхране са високим садржајем масти и комбинацијама слатких масноћа. Ми смо тестирали пацове са ограниченим (КСНУМКС-х или КСНУМКС-х) приступом слаткој исхрани (Истраживачке дијете #КСНУМКС, КСНУМКС% масти, КСНУМКС% протеина, КСНУМКС% угљикохидрата), КСНУМКС-х приступ слатким мастима мешавина (КСНУМКС% биљне масти, КСНУМКС% сахарозе) или КСНУМКС-х приступ биљној масноћи (КСНУМКС% Црисцо биљно скраћивање), све са непречишћеном исхраном истовремено на располагању. Контролне групе су храњене овим дијетама ад либитум или стандардном непречишћеном дијетом ад либитум. Након КСНУМКС-КСНУМКС д на дијетама, пацовима су давани КСНУМКС мг / кг поткожног налоксона, а затим су уочени соматски знакови дистреса и анксиозности у повишеном плус лабиринту. Нису пронађени значајни докази за укидање опијата у било којој од ових богато прехрамбених опција, било у бингеинг групама или онима који су добијали храну ад либитум, иако су ове процедуре дале позитивне резултате у нашим претходним извештајима о преједању шећера (41). У другим студијама, покушали смо да откријемо знакове спонтаног повлачења опијата сличних храни која је штакорима ускраћивала хранидбу богатом мастима за КСНУМКС – КСНУМКС х. Опет, иако ми пријављујемо знакове анксиозности и соматских индикација дистреса након поста у пацовима који пате од шећера (23), ово није примећено код пацова који су преједали са високим садржајем масти у исхрани.

Иако нисмо приметили знаке опијатног повлачења код пацова који пате од масти, то не значи да прекомерни унос масти не може изазвати овисничко понашање. Повлачење није неопходан критеријум за жудњу за дрогом, као што ускраћивање хране није неопходно за жудњу за храном (37). Штавише, различите класе лекова (нпр. ДА агонисти, опијати) доводе до специфичних понашајних и физиолошких знакова повлачења. Према томе, може бити да различити макронутријенти такође могу да производе различите знакове повлачења. Још увек није утврђено да ли бингеинг на масноћи може изазвати друге облике сличне овисности, укључујући унакрсну сензибилизацију и абнормалну мотивацију узроковану апстиненцијом.

Зашто се знаци опијатног повлачења појављују са шећером, али не и прекомерно масти?

Релативни недостатак знакова повлачења опијата након преједања масти наглашава важност опиоидних система у диференцирању шећера и масти и њиховим каснијим ефектима на понашање. Неуропептид галанин (ГАЛ) и његова места везивања изражавају се у можданим областима важним и за награду за лекове и за храну (11). ГАЛ се сматра масним стимулисаним пептидом јер се његова експресија повећава у овим регионима мозга као одговор на оброк са високим садржајем масти (66). Поред тога, хипоталамичка ињекција ГАЛ-а подстиче унос масти у односу на угљене хидрате у неким ситуацијама (67,68). Интересантно је да периферна ињекција галнона, синтетичког ГАЛ агониста, смањује знакове повлачења опијата код мишева зависних од морфијума (69). Јединствена системска ињекција галнона у ГАЛ-кноцкоут мишеве је довољна да преокрене неке од биохемијских промена изазваних администрацијом морфина (70). Према томе, ГАЛ може бити ендогени негативни регулатор опијата награђивањем ублажавањем неких бихејвиоралних и неурохемијских ефеката опијата. На основу ових података, могуће је да недостатак знакова повлачења опијата код пацова који пате од масти могу бити узроковани ендогеном ГАЛ активацијом изазваном мастима, која може инхибирати релевантне ефекте опијата.

Импликације за поремећаје исхране и гојазност

Овај чланак смо започели дискусијом која се односи на преједање на гојазност. Штавише, резултати са животињским моделима који су представљени сугеришу да преједање шећера, а можда чак и масти, може имати нека својства зависности. Међутим, преједање шећера не утиче на телесну тежину, али комбинација слатког и масног ткива доводи до повећања телесне тежине (22). Према томе, маст може бити макронутријент који резултира вишком телесне тежине, а слатки укус може бити у великој мјери одговоран за стварање понашања сличног овисности које укључује синдром повлачења.

Остали чланци у овом додатку укључују референце (73-75).