Physiol Behav. Författarmanuskript; tillgängligt i PMC 2015 Mar 10.
Publicerad i slutredigerad form som:
Physiol Behav. 2008 juni 9; 94 (3): 309 – 315.
Publicerad online 2008 Jan 16. doi: 10.1016 / j.physbeh.2008.01.008
PMCID: PMC4354893
NIHMSID: NIHMS669562
Abstrakt
Bingeing på socker kan aktivera neurala vägar på ett sätt som liknar missbruk av droger, vilket kan leda till relaterade tecken på beroende. Föreliggande experiment testar om råttor som har bingeing på sackaros och sedan fasta visar tecken på opiatliknande tillbakadragande. Råttor bibehölls på 12-h-berövning följt av 12-h åtkomst till en 10% sackaroslösning och chow under 28 dagar, sedan fasta under 36 timmar. Dessa djur tillbringade mindre tid på den utsatta armen på en förhöjd plus-labyrint jämfört med en liknande berövad ad libitum chow-grupp, vilket tyder på ångest. Mikrodialys avslöjade en samtidig ökning av extracellulär acetylkolin och minskning av dopaminfrisättning i nucleus accumbens-skalet. Dessa resultat tycktes inte bero på hypoglykemi. Resultaten tyder på att en diet med bingeing på sackaros och chow följt av fasta skapar ett tillstånd som involverar ångest och förändrad balans mellan dopamin och acetylkolin. Detta liknar effekterna av naloxon, vilket tyder på opiatliknande uttag. Detta kan vara en faktor i vissa ätstörningar.
Återtagande är en faktor i etiologin för narkotikamissbruk [1]. Le Magnen [2] fann att opioidantagonisten naloxon producerade opiatliknande abstinenssignaler hos råttor som matades med en smaklig diet i cafeterian stil. På liknande sätt visar råttor som upprätthålls på en diet för att inducera daglig sockerbiande också tecken på opiatliknande tillbakadragande som svar på naloxon [3]. Dessa råttor visar somatiska tecken på abstinens, ångest på den förhöjda plus-labyrinten och minskad extracellulär dopamin (DA) med ökad acetylkolin (ACh) i nucleus accumbens (NAc). Även om användningen av en opioidantagonist är viktig för att förstå de underliggande neurala mekanismerna för ett beteende, är det till skillnad från den naturliga situationen. Avhållsamhet eller spontant tillbakadragande tillbakadragande är mer realistiskt och återspeglar djur i naturen eller det mänskliga tillståndet under svält eller svår bantning.
Enbart avhållsamhet från missbruk är tillräckligt för att framkalla beteendemässiga och biokemiska tecken på tillbakadragande. Råttor som avstår från morfin visar uttagstecken såsom skakningar och våthundskakningar [4,5]. Dessa beteenden är kombinerade med förändringar i DA-systemet, inklusive en minskning av striatal D1 och D2 receptor mRNA [6], minskade extracellulär DA i NAc [7,8] och en ökning av accumbens ACh [9].
På liknande sätt kan berövning från smakliga livsmedel resultera i beteendemässiga tecken på opiatliknande tillbakadragande. Råttor som tidigare hållits på en diet med intermittent tillgång till socker visar beteenden som indikerar ett tillbakadragande tillstånd när maten och / eller sockret avlägsnas under 24 eller 36 h [3,10]. Dessutom har livsmedelsberövning visat sig förbättra läkemedelsförstärkt beteende, vilket tyder på en koppling mellan avhållsamhet från livsmedel och beroendeframkallande beteenden [11,12].
Det är okänt om fasta efter överdrivet sockerintag kan förändra extracellulära nivåer av DA och ACh i NAc. I det aktuella experimentet övervakades dessa neurokemikalier under fasta från socker och chow på teorin att bristen på naturlig opioidstimulering skulle orsaka en störning liknande effekterna av naloxonutfällt tillbakadragande, specifikt en minskning av DA och ökning av ACh-frisättning i NAc-skalet. För att ytterligare komplettera resultaten av somatiska tecken på opiatliknande tillbakadragande i vår tidigare rapport [3], ångest på de förhöjda plus-labyrinten och blodglukosnivåerna mättes under fasta efter sockerring.
1. Material och metoder
1.1. Allmänna metoder
Hanråttor från Sprague-Dawley erhölls från Taconic Farms (Germantown, NY) eller uppföddes vid Princeton University vivarium från en bestånd som härstammar från Taconic Farms. Råttor hölls individuellt i en omvänd 12-h ljus: 12-h mörk cykel. Alla procedurer godkändes av Princeton University Institutional Animal Care and Use Committee.
1.2. Experiment 1: Är ångest tydlig när du fasta i råttor med socker?
Råttor (300 – 450 g) i den huvudsakliga experimentgruppen (intermittent socker + chow; n = 9) bibehölls på en diet med 12-h-berövning följt av 12-h åtkomst till en 10% (vikt / volym) sackaroslösning plus standard gnagare chow (LabDiet #5001, PMI, St. Louis, MO, 3.02 kcal / g) börja 4 h in i den mörka fasen varje dag under 28 dagar [13]. En kontrollgrupp (ad libitum chow; n = 7) tilläts ad libitum åtkomst till standard gnagare chow. Alla djur hade ad libitum tillgängligt vatten. Andra grupper (intermittent chow och ad libitum socker) som användes i experiment 2 och 3 testades inte för ångest eftersom de inte visade beteendemässiga tecken på tillbakadragande efter naloxon eller fasta i en tidigare rapport [3].
På dag 28, efter den vanliga 12-h-berövningen, nekades råttorna i den experimentella gruppen tillgång till socker och chow för ytterligare 24 h. Kontrollgruppen berövades också chow för 36 h. Under denna tid fortsatte djuren att ha ad libitum tillgång till vatten. Därefter placerades djuren individuellt i den förhöjda plus-labyrinten under 5 minuter med användning av tekniken File, Lippa, Beer och Lippa [14]. Apparaten hade fyra armar, var och en 10 cm bred och 50 cm lång och var upphöjd 60 cm över golvet. Två motstående armar var inneslutna med höga ogenomskinliga väggar. De andra två armarna hade inga skyddande väggar. Experimentet genomfördes under rött ljus. Råttorna placerades i mitten av labyrinten och alternerades mot en öppen eller stängd arm. Varje försök med plus-labyrint videobandades och poängsattes för hur mycket tid som spenderades med huvud och förpoter på öppen arm, stängd arm eller mittdel av labyrinten av en observatör som var blind för behandlingsvillkoret.
1.3. Experiment 2: Har sockerformiga råttor förändrat frisläppning av DA och ACh i åkarna när de fasta?
En separat grupp av råttor (350 – 450 g) genomgick kirurgi för att implantera ledningskanuler för mikrodialys. Råttor bedövades med 20 mg / kg xylazin och 100 mg / kg ketamin (ip) kompletterat med ketamin efter behov (100 mg / kg, ip). Bilaterala 21-mätare av rostfritt stål ledningskanuler riktades mot det bakre mediala accumbensskalet (främre: + 1.2 mm, lateralt: 0.8 mm och ventralt: 4.0 mm, med hänvisning till bregma, midsagittal sinus respektive ytan på nivån skallen) med ett stereotaxiskt instrument.
Råttor fick återhämta sig efter operationen under minst 1 vecka. Liknar procedurerna i experiment 1, en experimentell grupp (n = 6) upprätthölls vid daglig 12-h-berövning följt av 12-h-åtkomst till 10% sackaros och standardgnagarchow, med början av 4 h in i den mörka fasen, under 28 dagar för att inducera bingeing (dvs intermittent socker + chow). En kontrollgrupp hölls på samma schema utan sackaros (intermittent chow, n = 7), medan en annan grupp bibehölls på daglig ad libitum chow (n = 6). På dag 28 flyttades varje råtta in i mikrodialyskammaren och en sond infördes och fixerades på plats med akrylcement 14 – 16 h före experimentet för att tillåta neurotransmitteråterhämtning att stabilisera. Mikrodialysprober konstruerades av silikaglasrör (37 | im innerdiameter, Polymicro Technologies Inc., Phoenix, AZ) inuti ett rostfritt stålrör av 26-mätare med en mikrodialysspets av cellulosa-rör som förseglades i slutet med epoxi (Spectrum Medical Co., Los Angeles, CA, 6000 MW, 0.2 mm ytterdiameter × 2.0 mm lång) [15]. Sonderna sticker ut 5 mm från styrkanylen för att nå det avsedda stället i accumbens-skalet. Prober perfunderades med buffrad Ringers lösning (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.35 mM Na2HPO40.3 mM NaH2PO4pH7.35) vid en flödeshastighet av 0.5 | il / min under stabiliseringsperioden och vid 1.3 | il / min 2 timmar före och under hela experimentet. Neostigmin (0.3 um) tillsattes till Ringer's lösning för att förbättra basal återhämtning av ACh genom att hindra dess enzymatiska nedbrytning.
När den sista 12-h sackarosåtkomstperioden var över på dag 28 avlägsnades chow, sackaros och vatten från alla råttorna. Vatten avlägsnades under 36 h för dialysexperimentet eftersom dricksvatten kan förändra basnivåerna av DA och ACh [16], vilket skulle förvirra resultaten. Mikrodialysprover samlades in för 1 timmar (3 × 20-min prov) efter 12, 24 och 36 timmar av fasta (ingen mat, socker eller vatten tillgängligt). Varje prov delades, hälften för DA-analys och hälften för ACh.
1.4. Dopamin- och acetylkolinanalyser
DA och dess metaboliter 3,4-dihydroxifenylättiksyra (DOPAC) och homovanillinsyra (HVA) analyserades genom omvänd fas, vätskekromatografi med hög prestanda med elektrokemisk detektion (HPLC-EC). Prover injicerades i en 20-pl provslinga som ledde till en 10-cm-kolonn med 3.2 mm-borrning och 3 | im, C18-packning (Brownlee Co. Model 6213, San Jose, CA). Den mobila fasen innehöll 60 mM natriumfosfat, 100 um EDTA, 1.24 mM heptanosulfonsyra och 5 volymprocent metanol. DA, DOPAC och HVA mättes med en coulometrisk detektor (ESA Co., modell 5100A, Chelmsford, MA) med konditioneringspotentialen inställd på + 500 mV, och fungerande cellpotential vid −400 mV.
ACh uppmättes med omvänd fas HPLC-EC med användning av en 20 | il provögla med en 10 cm C18 analytisk kolonn (Chrompack Inc., Palo Alto, CA). ACh omvandlades till betain och väteperoxid med en immobiliserad enzymreaktor (acetylkolinesteras och kolinoxidas från Sigma, St Louis, MO och kolonn från Chrompack Inc., Palo Alto, CA). Den mobila fasen var 200 mM kaliumfosfat vid pH 8.0. En amperometrisk detektor användes (EG&G Princeton Applied Research, Lawrenceville, NJ). Väteperoxiden oxiderades på en platinaelektrod (BAS, West Lafayette, IN) inställd på 500 mV med avseende på en Ag-AgCl-referenselektrod (EG&G Princeton Applied Research).
Tre, 20-min prov samlades upp vid 12, 24 och 36 timmar för fasta. För varje timme var data för de tre proverna i genomsnitt. Data för DA och ACh konverterades till procent av 12-h berövningstidpunkten för varje grupp, då de intermittent matade råttorna normalt förväntar sig mat.
1.5. Histologi
I slutet av experimentet utfördes histologi för att verifiera placering av mikrodialysprob. Råttor fick en överdos av natrium pentobarbital och när djupt bedövade perforerades intracardialt med 0.9% saltlösning följt av 10% formaldehyd. Hjärnorna avlägsnades, frystes och experimenten inspekterade sektionerna när de skars (40 um skivor, startande anterior till accumbens) tills platserna för sondspetsar var belägna. När sondspåren visualiserades plottades de med hjälp av atlasen från Paxinos och Watson [17].
1.6. Experiment 3: Finns det förändringar i blodsockernivåer på grund av kronisk bingeing på sackaros?
Råttor (300 – 350 g) i tre grupper hölls under 28 dagar på (a) intermittent socker + chow (12-h berövning följt av 12-h åtkomst till en 10% sackaroslösning och chow, startande 4 h in i den mörka fasen ; n = 10), (b) intermittent chow (12-h berövning följt av 12-h åtkomst till standard gnagare chow (ingen sackaros), startande 4 h in i den mörka fasen; n = 10) eller (c) ad libitum chow (n = 9). Chow och socker avlägsnades och svansblodprov samlades in efter 12, 24 och 36 timmars försämring. Blod samlades upp från spetsen av svansen av en försöksperson som försiktigt höll djuret medan en annan gjorde ett litet snitt omkring 5 mm från spetsen av svansen med en steril skalpell. Blod uppsamlades i ett kapillärrör, centrifugerades och serum analyserades sedan med avseende på glukosnivåer med en Analox GM7 Fast Enzymatic Metabolizer (Analox, Lunenburg, MA). Under 28-dagars åtkomstperiod mättes socker- och chowintag dagligen, och kroppsvikt mättes varje vecka. Kroppsvikt mättes också vid varje tidpunkt under berövningen.
1.7. Statistik
Plus-labyrint-data analyserades med en en-svansad, oparad student t-testa. Cohens d, som mäter effektstorlek [18], och prep, som ger sannolikheten för replikering [19], beräknades också. Data för DA och ACh analyserades som procentuell skillnad från normaliserad baslinje såsom beskrivits ovan, med användning av en tvåvägs upprepade åtgärder ANOVA följt av post hoc Tukey-test. Blodglukosnivåer, kroppsvikt och intagsdata analyserades med tvåvägs upprepade mått ANOVA.
2. Resultat
2.1. Kroppsvikt, sockerintag och chowintag
Data som samlats in under 28-dagars åtkomstperiod i experiment 3 avslöjade att råttor med binge-tillgång till sackaros eskalerade sitt intag av sackaros under 28-dagars exponeringsperiod (F(27, 279) = 4.9, p <0.001; Fig. 1A), ett resultat som liknar det som har visats i våra tidigare rapporter med sackaros eller glukos [3,20]. Chowintagsdata visade en signifikant skillnad mellan grupper. Råttorna med intermittent sockertillgång åt mindre chow än ad libitum och intermittenta chow-grupper (F(2,26) = 60.8, p <0.001; Fig. 1B). Det var emellertid ingen skillnad mellan grupperna i det totala dagliga kaloriintaget (Fig. 1C).
Det fanns inga skillnader i kroppsvikt mellan grupper under 28-dagars åtkomstperiod; emellertid var det en effekt av tiden, där alla tre grupperna tog upp vikt under 28-dagarna (F(4,104) = 298.9, p <0.001). Under 36 timmars deprivation minskade kroppsvikten över tiden för alla grupper (F(2,52) = 1957.8, p <0.001), utan skillnad mellan grupper vid någon tidpunkt (12, 24 eller 36 timmar).
2.2. Experiment 1: Beteendeindex för ångest efter fasta i råttor med socker
När de placerades i den förhöjda plus-labyrinten under 5 min, efter 36 timmar med livsmedelsberövande, tillbringade råttorna som tidigare hade bibehållits på intermittent socker + chow mindre tid (18 ± 4 s, 6% av den totala tiden) på den öppna armen av plus-labyrinten jämfört med den lika berövade ad libitum-chow-gruppen som inte hade någon sackarosupplevelse (34 ± 8 s, 11% av den totala tiden; t(16) = 2.01, p <0.05, d = 1.03, där 0.8 eller högre anses vara en stor effektstorlek [18], och prep = 0.87; Fig 2).
2.3. Experiment 2: Sockerbiande råttor har minskat extracellulär DA och ökat ACh i NAc-skalet
Det var en signifikant interaktion mellan grupp och tid (12, 24 och 36 h berövning) (F(4,28) = 2.86, p <0.05; Fig. 3A). Efter 24 h fasta minskade DA-frisättningen till 68 ± 6% för gruppen som tidigare utfodrats intermittent socker + chow och 72 ± 5% för ad libitum chow-gruppen, medan den förblev oförändrad för den intermittenta chow-gruppen (95 ± 7%) . Efter 36 h fastande extracellulär DA förblev låg för den intermittenta sackaros + chow-gruppen (61 ± 14%), och vid denna tidpunkt var den signifikant mindre än båda ad libitum chow-gruppen (113 ± 14%, p <0.05) och intermittent chow-grupp (104 ± 15, p <0.05).
Det fanns inga skillnader mellan grupper efter 12 h berövande av varken DA eller ACh (intermittent socker + chow = 1.6 ± 0.3 pg och 0.4 ± 0.1 pmol / prov; intermittent chow = 1.5 ± 0.4 pg och 0.7 ± 0.3 pmol / prov; libitum chow = 1.4 ± 0.3 pg och 0.7 ± 0.3 pmol / prov; DA respektive ACh).
Efter 24 timmar för fasta minskade DOPAC-nivåerna för alla grupper (F(2,34) = 33.8, p <0.001). En liknande, även om icke-signifikant trend observerades vid 36 timmars fasta. Det var också en effekt av tiden på HVA-frisättning (F(2,34) = 6.97, p <0.001). Liksom DOPAC och DA minskade HVA vid 24 timmars fasta för alla grupper (Tabell 1). Genom 36 timmars fasta var HVA emellertid högre för den intermittenta socker + chow-gruppen (119 ± 20%), men förblev något minskad för ad libitum chow och intermittenta chow-grupper.
Extracellulär ACh förändrades i motsatt riktning för DA. Det fanns en betydande interaktion mellan grupp och tid (F(4, 30) = 4.81, p <0.005; Fig. 3B). ACh ökade efter 24 timmars fasta för den intermittenta sackaros + chow-gruppen (115 ± 10%; p <0.05), men inte för ad libitum chow-gruppen (77 ± 13%) eller den intermittenta chow-gruppen (90 ± 15%). Denna skillnad förbättrades efter 36 timmars fasta, där ACh steg för den intermittenta sackaros + chow-gruppen (164 ± 14%) jämfört med nivåerna observerade i ad libitum chow (97 ± 17%; p <0.05) och intermittent chow (104 ± 15%; p <0.05) kontrollgrupper.
Observera att baslinjeåtgärderna togs efter den första 12 timmen av fasta när de intermittenta sackaros + chow och intermittenta chow-råttor normalt skulle få mat. Således var 36-h-fasta tidpunkten exakt 24 h efter 12-h-åtgärden. Vid denna tidpunkt i cirkadisk cykel visade de chow-matade kontrollgrupperna inte förändringar i DA eller ACh, medan den sockerbiande gruppen hade signifikant låg DA och hög ACh.
Histologi bekräftade att sondplaceringar främst fanns i skalet på NAc (Fig 4).
2.4. Experiment 3: Uttagstecken efter fasta hos råttor med sockerringar är inte direkt relaterade till hypoglykemi
Det fanns inga signifikanta skillnader i blodsockernivåer mellan grupper (intervall för 12 h = 5.1 – 7.8 mmol, intervall för 24 h = 4.6 – 6.9 mmol, intervall för 36 h = 4.2 – 6.4 mmol). Det var emellertid en effekt av tiden, med blodsockernivåer som sjönk för alla grupper under 36 h av berövning (F(2,52) = 52.8, p <0.001).
3. Diskussion
3.1. Beteendeindikationer av ångest under fasta hos råttor med socker
Den förhöjda plus-labyrinten är en av de mest använda djurtesterna av ångest [14,21], och har validerats omfattande för både allmän ångest [22] och ångest orsakad av droguttag [23]. Resultaten från experiment 1 antyder att fasta efter en diet med intermittent tillgång till socker kan leda till ångest mätt med den förhöjda plus-labyrinten. Råttor som tidigare hade suttit på socker tillbringade 6% av tiden på labyrintens öppna arm, jämfört med 11% för ad libitum chow-gruppen. Dessa data ligger i intervallet värden som erhållits av andra, och resultaten liknar de som vanligtvis hittas med denna procedur [24,25]. Denna upptäckt liknar den minskade undersökningen med öppen arm som har observerats efter spontant tillbakadragande från morfin [26]. I tidigare studier visade djur som har hållits på en ad libitum-diet med socker och chow inga tecken på ångest när de administrerades naloxon, medan djur som hölls på en intermittent socker- och chow-diet visade ångest när de administrerades samma dos naloxon [3]. Ad libitum tillgång till socker har också misslyckats med att ge andra beteendemässiga tecken på beroende, inklusive korssensibilisering för amfetamin [27] och en tendens att konsumera alkohol [28]. Intermittent tillgång till socker ger dessa beteenden. Betydelsen av intermittent tillgång för att framkalla de observerade effekterna föreslås vidare av fynd där avhållsamhet från ad libitum sackarin inte resulterade i depressivt liknande beteenden [29], vilket är ett annat beteende som kan observeras under uttag. Med tanke på dessa tidigare studier testades inte ad libitumsocker i det aktuella experimentet.
Studier har också visat att det inte är administrering av sackarosdiet, utan långvarig avhållsamhet från kosten som fäller ut tecken på ångest hos sackarosbiande råttor. Vi har tidigare rapporterat att sockerbiande råttor med daglig 12-h-åtkomst, följt av 12-h-berövning, inte visar somatiska tecken på ångest, ultraljudsbesvär eller ångest på den förhöjda plus-labyrinten efter den vanliga 12-h, dagligen tidsberövande av livsmedel [3]. Föreliggande resultat bekräftar att 36-h berövning orsakar ångestfenomenet.
Upptäckten av ångest under fasta i Experiment 1 liknar opiatliknande tillbakadragande tecken som kan fällas ut med opioidantagonisten, naloxon [3]. Känsligheten för naloxon i råttor med sockerringar antyder en förändring i endogena opioidreceptorer som ett resultat av kosten. Detta har bekräftats i rapporter som visar att bingeing på smakliga livsmedel förändrar enkephalin mRNA och μ-opioidreceptorbindning i NAc [30-32]. Det är troligt att abstinenssignalerna efter förlust som observerats i den aktuella studien beror på en brist på endogen opioidstimulering hos de sockerformiga djuren.
Dessa resultat är i överensstämmelse med andra rapporter om opiatliknande tillbakadragande tecken som följer fasta eller som dyker upp spontant hos råttor som tidigare har suttit på socker. Förutom somatiska tecken på nöd [3], aggressiva beteenden och minskningar i kroppstemperatur har noterats [10]. Dessa förändringar i beteende och fysiologi liknar de som observerades under uttag från opiater [33,34], och stödjer teorin att en diet med intermittent tillgång till en sockerlösning kan resultera i tecken på opiatliknande tillbakadragande.
3.2. Extracellulär DA och ACh i häckarna under fasta i råttor med socker
Vid fasta vid 36 timmar, jämfört med båda kontrollgrupperna, minskade DA-nivåerna signifikant för den intermittenta socker + chow-gruppen. Detta antyder att livsmedels- och vattenberövande kan orsaka förlust av DA-ton hos råttor med en historia av bingeing på socker. Samtidigt är extracellulär ACh förhöjd, vilket tyder på ett opioidutdragningsliknande tillstånd.
Kontrollgrupperna visade inte denna effekt. Vid denna 36-h-tidpunkt, som är samma fas i ljus / mörkercykeln som 12-h-tidpunkten, hade DA återvänt till basnivåerna för ad libitum chow-gruppen (Fig. 3A). Detta antyder att åtkomliga DA-frisläppande i ad libitum chow-gruppen följde en dagligt rytm, som föreslagits av Paulson och Robinson [35]. Andra har föreslagit liknande förändringar i striatum [36,37]. Denna dagliga effekt observerades inte med den intermittenta chow-gruppen, möjligen på grund av att den cykliska utfodringen kan förändra den normala døgnrytmen för DA-frisättning.
Den långvariga minskningen av extracellulär DA i den intermittenta socker + chow-gruppen liknar det som har rapporterats under spontant tillbakadragande från morfin [7], och kan spela en roll i att främja återinförande av sockerintag efter avhållsamhet [38]. Resultaten erhållna med den intermittenta chow-gruppen, som visade relativt liten förändring i DA-frisättning vid någon tidpunkt, antyder att kombinationen av bingeing på socker och chow, inte bara chow, är viktig för att producera de observerade effekterna.
Även om DOPAC och HVA vanligtvis följer mönster som liknar DA, är detta inte alltid fallet. I det aktuella experimentet visade DOPAC och HVA inte en daglig variation som den observerades med DA, och förblev istället undertryckt över tid. Även om andra har rapporterat dygnsfluktuationer i dessa metaboliter i NAc [35], vi känner inte till några papper som har uppmätt dessa nivåer under fasta under 36 h. I det aktuella experimentet kan fasta således ha påverkat DA-metabolismen i chow-kontrollgruppen.
ACh-nivåer visade en signifikant skillnad mellan grupperna efter 36 timmar av fasta. ACh i NAc har varit inblandat i intagande beteende [39] och mättnad i synnerhet [40-44], och när DA är låg kan ACh främja motvilja [40,45-48]. Den signifikanta ökningen av ACh som observerades i de intermittenta socker + chow-råttorna under fasta i det aktuella experimentet kan motsvara de negativa aspekterna av att bli belöningsberövade. Tidigare studier ger stöd till teorin om att de fynd som rapporteras här är resultatet av berövande från sackarosdieten. Råttor som bingeing på sackaros frisätter DA och visar dämpning av ACh-frisättning i NAc [20,49], vilket är motsatsen till de nuvarande resultaten som ses vid långvarig berövning. Obalansen mellan accumbens DA och ACh i den intermittenta socker + chow-gruppen, men inte i kontrollgrupperna, kan bidra till ångesten som observerats i experiment 1.
3.3. Blodglukosnivåer under fasta hos råttor med socker
Hypoglykemi kan leda till ett aversivt tillstånd från vilket ett djur kan försöka fly undan genom att äta. Beteenden associerade med detta aversiva tillstånd liknar de som observerats under naloxonadministrering eller fasta i sackarosbingeing råttor [50]. En mängd faktorer kan påverka hjärnans belöningssystem. På grund av likheten mellan beteenden som observerades under hypoglykemi och de som observerades under ångest, mätte denna studie emellertid blodglukosnivåer för att säkerställa att de observerade effekterna inte bara berodde på en avvikande glykemisk status. Blodglukosnivåerna var lika i alla grupper och verkar därför inte bero på beteendemässiga skillnader eller förändringar i frisättning av DA och ACh. Det kan dras slutsatsen att de genomsnittliga insulinnivåerna förblev konsekventa i grupper, eftersom förändringar i blodsockernivåer inte observerades och kroppsvikt inte skilde sig åt som ett resultat av utfodringsplanerna. Således är de nuvarande resultaten, liksom de i vår tidigare rapport [30], föreslår att beteendemässiga och neurokemiska förändringar inte är resultatet av skillnader i blodsockernivåer. Istället kan de bero på en kombination av förändringar i den endogena opioiden och DA-systemen.
4. Slutsats
Långvarig berövning efter sockerbingeing kan resultera i beteendemässiga och neurokemiska anpassningar som liknar dem som observeras när opioidberoende djur berövas ett missbrukat ämne, såsom morfin. Dessa indikatorer på opiatliknande tillbakadragande är tecken på beroende. Detta fynd, i kombination med tidigare studier som visade att sockerbingeing kan resultera i andra tecken på beroende, inklusive dopaminerga och opioidförändringar [30,32], utfällt naloxon och spontant tillbakadragande [3], korsensibilisering med missbruk av droger [27,51], ökat intag av socker efter avhållsamhet [38], en tidsberoende ökning av att svara på ledningar som tidigare var associerade med socker [52] och en tendens att konsumera alkohol [28], föreslår att beroendet är uppenbart av flera dimensioner [53,54]. De aktuella resultaten kan vara viktiga för att förstå de aversiva komponenterna som kan bidra till binge äta.
Tack
Denna forskning stöds av USPHS-stipendiet AA-12882 (till BGH) och DA-16458 och DK-79793 (stipendier till NMA).
Referensprojekt