Bingeing råttor: En modell av intermittent överdrivet beteende? (2006)

. Författarmanuskript; tillgängligt i PMC 2007 Jan 15.

Publicerad i slutredigerad form som:

PMCID: PMC1769467

NIHMSID: NIHMS15066

Abstrakt

Intermittent överdrivet beteende (IEB) karakteriserar en mängd olika mänskliga sjukdomar, inklusive binge eating, drogmissbruk, alkoholism, avvikande sexuellt beteende och tvångsspel. Klinisk sammorbiditet finns bland IEB, och begränsade behandlingsalternativ finns tillgängliga. Användningen av beteendemodeller av bingeing och andra matningsprotokoll börjar klargöra neurala likheter och skillnader som finns mellan IEB riktad mot att erhålla och konsumera mat och IEB riktad mot att erhålla och konsumera missbruksmissbruk. Forskning från detta laboratorium med hjälp av ett åtkomstprotokoll med begränsad tillgång till binge-typ kan ge ny inblick i IEB.

Nyckelord: Binge äta, Substansmissbruk, beteendemodeller

Vad är intermittent, överdriven beteende?

Intermittent överdrivet beteende (IEB) kännetecknar en mängd mänskliga störningar, inklusive överdrift, drogmissbruk, alkoholism, avvikande sexuellt uppförande och tvångsspel. Dessa beteenden är förknippade med ökad sjuklighet och dödlighet, men bibehålls trots de negativa konsekvenser som är förknippade med dem. Under de senaste decennierna har ökad uppmärksamhet ägnats åt att förstå den neurobiologiska grunden för intermittenta episoder av beteendemässigt överskott, med särskild ansträngning fokuserad på att minska drogmissbruk och överkonsumtion av mat. Förhoppningen är att klargörandet av den neurobiologiska grunden för en typ av beteende (t.ex. utfodring) kommer att öka vår förståelse för andra typer av beteende (t.ex. drogmissbruk). Detta skulle ge en grund för utvecklingen av nya terapeutiska ingrepp som kan vara effektiva vid en mängd olika störningar. Även om de senaste rapporterna indikerar framsteg inom den farmakologiska behandlingen av störningar som involverar bingeing och vissa missbruk, är behandlingsalternativen fortfarande begränsade och återfallet är högt (de Lima, Soares, Reisser och Farrellde, 2002; ; ; ; ).

I människor är IEB riktad mot att konsumera mat kanske bäst representerad av binge-ätning. Binge äta involverar den intermittenta överkonsumtionen av mat i korta perioder i en mängd som är mer än de flesta individer skulle äta under liknande omständigheter. Binge kan eller inte följs av kompensationsbeteenden som kräkning ("rensning"), fastande eller överdriven motion. I de bingeingrelaterade ätstörningarna uppstår binges ofta över långa perioder och är förknippade med en känsla av förlust av kontroll och känslomässig nöd ().

Binge äta delar comorbiditet med andra IEB. Exempelvis upplever patienter som söker behandling av alkohol och kokain missbruk höga binge-ätningar (; ), och befolkningar som söker behandling för bingeingrelaterade ätstörningar upplever höga halter av missbruk, särskilt alkohol och kokain (; ; ; ; ; ). En relation mellan binge eating och spel har också rapporterats ().

Komorbiditeten bland IEB föreslår att mekanismer som medierar dessa beteenden kan överlappa varandra. Djurmodeller behövs för att undersöka förändringar som uppstår vid utveckling, underhåll och återfall av IEB, och för att jämföra likheter och skillnader mellan olika IEB-klasser. Protokoll som utnyttjar naturliga belöningar som livsmedel är av särskilt intresse på grund av deras förmåga att avslöja förändringar som uppträder när tillfälligt normalt beteendemässigt överskott (t.ex. ibland bingeing) omvandlas till repetitivt, intermittent, maladaptivt beteendeöverskott (t.ex. upprepade gånger bingeing). Flera beteendemodeller av binge-typ-ätning har föreslagits, som nyligen har granskats (). Användningen av dessa och andra protokoll börjar klargöra neurala likheter och skillnader som finns mellan IEB riktad mot mat och IEB riktad mot missbrukande läkemedel (till exempel, ; ; ; ; ; ; ; ; ).

Bingeing råttor och IEB

Det begränsade åtkomstprotokollet

Forskning från detta laboratorium har varit inriktat på att utveckla en beteendemodell av binge-typ-ätning som inte kräver energibegränsning, för att minimera potentiella konfronterade samband med matbrist. Därför tillhandahålls hela tiden ett näringsriktigt kompletterat laboratoriumchow och vatten i vårt protokoll. För att inducera binge-typ-ätning tillhandahålls begränsad tillgång till en valfri källa till dietfett (hydrerad vegetabilisk förkortning). Vår forskning har visat att tillgången till förkortningsminskningen ökar förbrukningen av förkortningen under den begränsade åtkomstperioden 2-h (; ; ; ). När råttor endast har tillgång till förkortningen för 2 h tre gånger i veckan är intaget under 2-h-åtkomstperioden mycket hög, dvs motsvarande råttor med kontinuerlig tillgång till förkortning konsumeras i 24 h. Etablering av dessa förhöjda intag tar ungefär 4 veckor. Men när det är etablerat är uppförandet lätt underhållet. Detta protokoll ger ett relativt enkelt och billigt sätt att upprätta IEB som kan upprätthållas under längre perioder. Fenomenet är robust och pålitligt, eftersom vi har visat det i olika stammar och åldrar hos råttor (), liksom hos män och kvinnor (; ).

Råttor med tillgång till förkortning för 2 h på mån, weds, fre (MWF) varje vecka kompenserar inte för överskottsenergi som förbrukas under binge i 22 h efter binge-episoden. Det innebär att det alltför stora intaget under 2-h-bingen orsakar signifikant 24-h överkonsumtion på binge-dagen. På efterföljande icke-binge dagar minskar emellertid 24-h-energiintaget. Således utvecklas ett binge / kompensera beteendemönster i MWF-råttorna, även om de aldrig berövas mat; Endast deras tillgång till förkortningen är begränsad. Mönstret av matintag i MWF-råttorna skiljer sig från råttor som upprätthålls på det dagliga 2-h-kortets tillträdesschema. Dagliga 24-h matintag i dessa råttor skiljer sig inte från chow-only kontroller på de flesta dagarna.

Det faktum att bingeing i det begränsade åtkomstprotokollet induceras genom att begränsa tillgången till en föredragen fetma mat är relevant, eftersom binge livsmedel som konsumeras av människor typiskt består av begränsade "förbjudna" fetthaltiga föremål som tilltugg och efterrätter (DSM-IV ; ; ; ; ). Dessutom begränsar tillgången till mellanmålsmedel sin efterföljande konsumtion i en kontrollerad laboratorieinställning (). Det faktum att råttor på det begränsade åtkomstprotokollet inte är livsmedelsberövade är också relevanta, eftersom ätning i frånvaro av hunger har förknippats med bingeing hos människor (). Djurens beteende på det begränsade åtkomstprotokollet har då relevans för humant matintag och är på liknande sätt på samma sätt som för människor som lider av bingeingrelaterade ätstörningar.

Peptider som reglerar fettintag är utan effekt under begränsade tillträdesförhållanden

I icke-binge-protokoll stimulerar galanin fet matintag när det administreras direkt i hypotalamusens paraventrikulära kärna (; ) och galaninantagonisten M40 minskar fettintaget (). Men när det testades under begränsade tillträdesförhållanden påverkades varken galanin eller M40 fettintag (). Liknande resultat erhölls med enterostatin, en neuropeptid trodde bidra till fettförmedlad mättnad (). Det vill säga, under begränsade tillträdesförhållanden, hade enterostatin ingen effekt på fettmatintag (; , ). Dessa fynd indikerar att neurobiologin av fettintag under begränsade tillträdesförhållanden skiljer sig från neurobiologin av fettintag under andra förhållanden.

Bingeing inducerad av begränsad tillgång kan likna missbruk av substanser

Nya studier har initierats för att undersöka potentiella likheter mellan fettintag inducerad av begränsad tillgång och annan IEB, missbruk av substanser. Rapporter från andra grupper har visat att GABA-B-agonistbaclofen minskar läkemedlets självadministrering hos djur (; ; ; se även Brebner, Phelan, & Roberts, 2002; , för recensioner), och har visat ett löfte kliniskt vid behandling av missbruk och beroende av narkotika (; ; ; se även ; , för recensioner). Nya data från detta laboratorium indikerar att baclofen minskar binge-typkonsumtionen av fett inducerad av begränsad tillgång utan att minska konsumtionen av en fet diet eller chow (). Detta är intressant eftersom bingeing och substansmissbruk delar klinisk comorbiditet (; ; ; ; ; ; ; ) och baclofen har generellt ingen effekt på eller ökar matintaget i icke-binge djurprotokoll (; ; ; ; ; ; ; ; ). Sammantaget tyder dessa fynd på att den neurala signaleringen som är inblandad i binge-typ-ätning, som modellerad i det begränsade åtkomstprotokollet, skiljer sig från det för icke-binge-ätande. Istället kan neurala signaler som är relevanta för IEB av bingeing vara mer i linje med de som är involverade i IEB om missbruk.

Slutsatser

Neurobiologin av upprepade, intermittenta episoder av beteendeöverskott är inte väl förstådd. Konvergerande bevis tyder dock på att gemensamma mekanismer kan bidra till störningar som involverar denna typ av beteende. Forskning från detta laboratorium har visat att begränsad tillgång till förkortning kan ge upphov till upprepad, intermittent och överdriven konsumtion av förkortning hos råttor som saknar mat. Protokollet är relativt enkelt och billigt, och beteendet liknar på något sätt mänsklig bingeing. Nyliga data tyder på att neuralsignaler under begränsade tillgångsbetingelser för binge-typ skiljer sig från icke-binge-förhållanden, och kan vara mer inriktad mot substansmissbruk. Det finns för närvarande en mängd olika utfodringsprotokoll som kan användas för att fördjupa vår förståelse för fysiologiska och neurologiska förändringar som uppstår som ett resultat av att delta i IEB. Sådan forskning är avgörande för att vi ska klargöra mekanismer som bidrar till utveckling, underhåll och återfall i dessa ofta destruktiva beteendemönster.

Erkännanden

Presenteras på Society for the Study of Ingestive Behavior (SSIB) Satellite Symposium, Hueston Woods Resort, Ohio, 18–20 juli 2004. Ordförande av Allan Geliebter och Harry R. Kissileff. Satelliten stöddes delvis av New York Obesity Research Center, SSIB, General Mills Foods, McNeil Nutritionals, Ortho-McNeil Pharmaceuticals, Procter & Gamble.

Referensprojekt

  • Addolorato G, Caputo F, Capristo E, Domenicali M, Bernard M, Janiri L, et al. Baclofen effekt vid minskad alkoholbehov och intag: En preliminär dubbelblind randomiserad kontrollerad studie. Alkohol och Alkoholism. 2002; 37: 504-508. [PubMed]
  • Assadi SM, Radgoodarzi R, Ahmadi-Abhari SA. Baclofen för underhållsbehandling av opioidberoende: En randomiserad dubbelblind placebokontrollerad klinisk studie. BMC psykiatri. 2003; 3: 16. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Bello NT, Sweigart KL, Lakoski JM, Norgren R, Hajnal A. Begränsad matning med planerad sackarosåtkomst resulterar i en uppreglering av råttdopamintransportören. American Journal of Physiology (Regulatory Integrative and Comparative Physiology) 2003; 284: R1260-R1268. [PubMed]
  • Brebner K, Childress AR, Roberts DCS. En potentiell roll för GABAB agonister vid behandling av psykostimulant missbruk. Alkohol och Alkoholism. 2002; 37: 478-484. [PubMed]
  • Brebner K, Phelan R, Roberts DCS. Intra-VTA-baclofen dämpar kokain självadministration på ett progressivt förhållande schema för förstärkning. Farmakologi biokemi och beteende. 2000; 66: 857-862. [PubMed]
  • Brewerton TD, Lydiard RB, Herzog DB, Brotman AW, O'Neill PM, Ballenger JC. Comorbiditet av axel Jag psykiatriska störningar i bulimi nervosa. Journal of Clinical Psychiatry. 1995; 56: 77-80. [PubMed]
  • Buda-Levin A, Wojnicki FH, Corwin RL. Baclofen minskar fettintaget under binge-typ betingelser. Fysiologi och beteende. 2005 Sep 1; [Epub före utskrift]. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Bulik CM, Sullivan PF, Kendler KS. Medicinsk och psykisk sjuklighet hos överviktiga kvinnor med och utan binge-ätning. International Journal of Eating Disorders. 2002; 32: 72-78. [PubMed]
  • Bushnell JA, Wells JE, McKenzie JM, Hornblow AR, Oakley-Browne MA, Joyce PR. Bulimia comorbiditet i allmänheten och i kliniken. Psykologisk medicin. 1994; 24: 605-611. [PubMed]
  • Corwin RL. Binge-typ ätning inducerad av begränsad tillgång till råttor kräver ingen energibegränsning på föregående dag. Aptit. 2004; 42: 139-142. [PubMed]
  • Corwin RL, Buda-Levin A. Behavioral modeller av binge-typ äta. Fysiologi och beteende. 2004; 82: 123-130. [PubMed]
  • Corwin RL, ris HB. Effekter av enterostatin på valfri olja eller sackarosförbrukning hos råttor som inte är matvanor. Fysiologi och beteende. 1998; 65: 1-10. [PubMed]
  • Corwin RL, Robinson JK, Crawley JN. Galanin-antagonister blockerar galanin-inducerad matning i råttans hypotalamus och amygdala. European Journal of Neuroscience. 1993; 5: 1528-1533. [PubMed]
  • Corwin RL, Rowe PM, Crawley JN. Galanin och galaninantagonisten M40 förändrar inte fettintaget i ett fett-chow-valparadigm hos råttor. American Journal of Physiology (Regulatory Integrative and Comparative Physiology) 1995; 269: R511-R518. [PubMed]
  • Corwin RL, Wojnicki FHE, Fisher JO, Dimitriou SG, Rice HB, Young MA. Begränsad tillgång till ett kostfettalternativ påverkar individerbeteende men inte kroppssammansättning hos hanrotter. Fysiologi och beteende. 1998; 65: 545-553. [PubMed]
  • Kusiner MS, Roberts DCS, de Wit H. GABAB receptoragonister för behandling av narkotikamissbruk: en genomgång av de senaste resultaten. Drog- och alkoholberoende. 2002; 65: 209-220. [PubMed]
  • de Lima MS, Soares BGDO, Reisser AAP, Farrell M. Farmakologisk behandling av kokainberoende: En systematisk översyn. Missbruk. 2002; 97: 931-949. [PubMed]
  • DeSousa NJ, Bush DEA, Vaccarino FJ. Självadministration av intravenöst amfetamin förutses av individuella skillnader i sackarosmatning hos råtta. Psychopharmacology. 2000; 148: 52-58. [PubMed]
  • Di Chiara G. Nucleus accumbens skal och kärndopamin: Differentiell roll i beteende och beroende. Behavioral Brain Research. 2002; 137: 75-114. [PubMed]
  • Dimitriou SG, Rice HB, Corwin RL. Effekter av begränsad tillgång till ett fet alternativ på matintag och kroppssammansättning hos kvinnliga råttor. International Journal of Eating Disorders. 2000; 28: 436-445. [PubMed]
  • DSM-IV ™ Diagnostisk och statistisk manual för psykiska störningar. 4th ed. Washington, DC: American Psychiatric Association; 1994.
  • Ebenezer IS. Intraperitoneal administrering av baclofen ökar konsumtionen av både fasta och flytande dieter hos råttor. European Journal of Pharmacology. 1995; 273: 183-185. [PubMed]
  • Echo JA, Lamonte N, Ackerman TF, Bodnar RJ. Förändringar i matintag framkallad av GABA och opioidagonister och antagonister administrerade i råttens ventrala tegmentala region. Fysiologi och beteende. 2002; 76: 107-116. [PubMed]
  • Engwall D, Hunter R, Steinberg M. Spel och andra riskbeteenden på universitets campus. Journal of American College Health. 2004; 52: 245-255. [PubMed]
  • Erlanson-Albertsson C, York D. Enterostatin-en peptid som reglerar fettintaget. Övervikt Forskning. 1997; 5: 360-372. [PubMed]
  • Fattore L, Cossu G, Martellotta MC, Fratta W. Baclofen antagoniserar intravenös självadministrering av nikotin hos möss och råttor. Alkohol och Alkoholism. 2002; 37: 495-498. [PubMed]
  • Fisher JO, Birch LL. Att begränsa tillgången till godtagbara livsmedel påverkar barns beteenderespons, matval och intag. American Journal of Clinical Nutrition. 1999; 69: 1264-1272. [PubMed]
  • Gosnell BA. Sackarosintag förutsäger inköpshastigheten av kokain självadministration. Psychopharmacology. 2000; 149: 286-292. [PubMed]
  • Grigson PS. Liksom droger för choklad: Separata belöningar modulerade av gemensamma mekanismer? Fysiologi och beteende. 2002; 76: 389-395. [PubMed]
  • Guertin TL. Ätuppförande av bulimics, självidentifierade binge-ätare och icke-ätstörande individer: Vad skiljer dessa populationer? Klinisk psykologi granskning. 1999; 19: 1-23. [PubMed]
  • Hadigan CM, Kissileff HR, Walsh BT. Mönster av matval under måltider hos kvinnor med bulimi. American Journal of Clinical Nutrition. 1989; 50: 759-766. [PubMed]
  • Hagan MM, Moss DE. En djurmodell av bulimia nervosa: Opioid känslighet för fasta episoder. Farmakologi biokemi och beteende. 1991; 39: 421-422. [PubMed]
  • Halmi KA, Agras WS, Mitchell J, Wilson GT, Crow S, Bryson SW, et al. Återfallsprognoser hos patienter med bulimi nervosa som uppnådde abstinens genom kognitiv beteendeterapi. Arkiv för allmän psykiatri. 2002; 59: 1105-1109. [PubMed]
  • Herzog DB, Keller MB, Sacks NR, Yeh CJ, Lavori PW. Psykiatrisk komorbiditet vid behandlingssökande anorexik och bulimik. Journal of American Academy of Child and Adolescent Psychiatry. 1992; 31: 810-818. [PubMed]
  • Higgs S, Barber DJ. Effekter av baclofen på utfodringsbeteende som undersöktes i banan. Framsteg i neuropsykofarmakologi och biologisk psykiatri. 2004; 28: 405-408. [PubMed]
  • Janak PH, Gill TM. Jämförelse av effekterna av allopregnanolon med direkta GABAergiska agonister vid självhantering av etanol med och utan samtidig sackaros. Alkohol. 2003; 30: 1-7. [PubMed]
  • Johnson JG, Spitzer RL, Williams JBW, Kroenke K, Linzer M, Brody D, et al. Psykiatrisk komorbiditet, hälsotillstånd och funktionsnedsättning i samband med alkoholmissbruk och beroende av primärvårdspatienter: Resultat av Prime MD-1000-studien. I: Marlatt GA, VandenBos GR, redaktörer. Beroendeframkallande beteenden. Washington, DC: American Psychological Association; 1997.
  • Kales EF. Makronäringsanalys av binge-ätning i bulimi. Fysiologi och beteende. 1990; 48: 837-840. [PubMed]
  • Kelley AE, Berridge KC. Neurovetenskap av naturliga belöningar: Relevans för beroendeframkallande läkemedel. Journal of Neuroscience. 2002; 22: 3306-3311. [PubMed]
  • Kreek MJ, LaForge SK, Butelman E. Farmakoterapi av missbruk. Naturrecensioner. Drug Discovery. 2002; 1: 710-726. [PubMed]
  • Kyrkouli S, Stanley BG, Seirafi RD, Leibowitz SF. Stimulering av matning av galanin: Anatomisk lokalisering och beteendsspecificitet av denna peptids effekter i hjärnan. Peptider. 1990; 11: 995-1001. [PubMed]
  • Laessle RG, Wittchen HU, Fichter MM, Pirke KM. De signifikanta undergrupperna av bulimi och anorexia nervosa: Lifetime frekvens av psykiatriska störningar. International Journal of Eating Disorders. 1989; 8: 569-574.
  • Leibowitz SF, Kim T. Påverkan av en galaninantagonist på exogent galanin och naturliga fetter av fettintag. Brain Research. 1992; 599: 148-152. [PubMed]
  • Marcus MD, Kalarchian MA. Binge äta hos barn och ungdomar. International Journal of Eating Disorders. 2003; 34 (Suppl): S47-S57. [PubMed]
  • Minano FJ, Meneres Sancho MS, Sancibrian M, Salinas P, Myers RD. GABAA-receptorer i amygdala: Roll i matning i fastade och mättade råttor. Brain Research. 1992; 586: 104-110. [PubMed]
  • Ranaldi R, Poeggel K. Baclofen minskar metamfetamin självadministrering hos råttor. Neuroreport. 2002; 13: 1107-1110. [PubMed]
  • Ris HB, Corwin RL. Intracerebroventricular enterostatin stimulerar matintag hos råttor som inte är matvanor. Peptider. 1996; 17: 885-888. [PubMed]
  • Ris HB, Corwin RL. Effekter av enterostatin på konsumtion av frivilliga livsmedel hos råttor utan mat. Övervikt Forskning. 1998; 6: 54-61. [PubMed]
  • Rosen JC, Leitenberg H, Gross J, Willmuth M. Binge-ätande episoder i bulimia nervosa: Mängden och typen av konsumerad mat. International Journal of Eating Disorders. 1986; 5: 255-267.
  • Säkrare DL, Livlig TJ, Telch CF, Agras WS. Förutsägare av återfall efter framgångsrik dialektisk beteendeterapi för binge eating disorder. International Journal of Eating Disorders. 2002; 32: 155-163. [PubMed]
  • Schroeder BE, Binzak JM, Kelley AE. En vanlig profil av prefrontal kortikal aktivering efter exponering för nikotin- eller chokladrelaterade kontextuella signaler. Neuroscience. 2001; 105: 535-545. [PubMed]
  • Shoptaw A, Yang X, Rotheram-Fuller EJ, Hsieh YC, Kintaudi PC, Charuvastra VC, et al. Randomiserad placebokontrollerad studie av baclofen för kokainberoende: Preliminära effekter för individer med kroniska mönster för användning av kokain. Journal of Clinical Psychiatry. 2003; 64: 1440-1448. [PubMed]
  • Spangler R, Wittkowski KM, Goddard NL, Avena NM, Hoebel BG, Leibowitz SF. Opiatliknande effekter av socker på genuttryck i belöningsområden av råtthjärnan. Brain Research. Molecular Brain Research. 2004; 124: 134-142. [PubMed]
  • Stratford TR, Kelley AE. GABA i kärnan accumbens skalet deltar i den centrala regleringen av utfodringsbeteende. Journal of Neuroscience. 1997; 17: 4434-4440. [PubMed]
  • Thomas MA, Ris HB, Weinstock D, Corwin RL. Effekter av åldrande på matintag och kroppssammansättning hos råttor. Fysiologi och beteende. 2002; 76: 487-500. [PubMed]
  • Ward BO, Somerville EM, Clifton PG. Intraaccumbensbaclofen ökar selektivt matningsbeteendet hos råtta. Fysiologi och beteende. 2000; 68: 463-468. [PubMed]
  • Wiederman MW, Pryor T. Ämnesmissbruk och impulsiv beteende bland ungdomar med ätstörningar. Beroendeframkallande beteenden. 1996; 21: 269-272. [PubMed]
  • Wilson GT. Binge äta och beroendeframkallande sjukdomar. I: Fairburn CG, Wilson GT, redaktörer. Binge äta: Natur, bedömning och behandling. New York: The Guilford Press; 1993. pp. 97-120.
  • Wirtshafter D, Stratford TR, Pitzer MR. Studier av beteendets aktivering som produceras genom stimulering av GABA-B-receptorer i median raphe-kärnan. Behavioral Brain Research. 1993; 59: 83-93. [PubMed]
  • Zhu AJ, Walsh BT. Farmakologisk behandling av ätstörningar. Kanadensiska Journal of Psychiatry. 2002; 47: 227-234. [PubMed]
  • Znamensky V, Echo JA, Lamonte N, Christian G, Ragnauth A, Bodnar RJ. Gamma-aminobutyrsyrareceptor-subtypantagonister förändrar differentiellt opioidinducerad matning i skalområdet hos nukleinsymbolerna hos råttor. Brain Research. 2001; 906: 84-91. [PubMed]