Ukosefu wa upungufu wa dopamini neurotransmission katika fetma fetma mlo (2009)

Maoni: utafiti unaonyesha kuwa kula kupita kiasi "chakula cha mkahawa" kwa fetma husababisha kupungua kwa viwango vya dopamine na majibu ya dopamine yaliyopigwa kwa panya za kawaida chow. Walakini, panya bado walikuwa na majibu ya malipo kwa chakula cha mkahawa. Moja ya tafiti nyingi zinazoonyesha mabadiliko ya ubongo sawa na wale waliotumia dawa za kulevya. Zaidi ya matumizi ya matoleo yasiyo ya kawaida ya thawabu za asili zinaweza kusababisha ulevi.

Neuroscience. 2009 Aprili 10; 159 (4): 1193-9. Doi: 10.1016 / j.neuroscience.2009.02.007. Epub 2009 Feb 11.

BM Geiger,a M. Haburcak,a NM Avena,b,c MC Moyer,c BG Hoebel,c na EN Pothosa,*

Toleo la mwisho la chapisho la mchapishaji linapatikana katika Neuroscience

Angalia makala nyingine katika PMC kuwa Anatoa makala iliyochapishwa.

Nenda:

abstract

Kuongezeka kwa ulaji wa caloric katika fetma ya lishe kunaweza kuendeshwa na mifumo kuu ambayo inadhibiti tabia ya kutafuta zawadi. Mfumo wa dopamine ya mesolimbic, na kiini hujilimbikiza haswa, husababisha malipo ya chakula na dawa. Tulichunguza ikiwa fetmaji ya lishe inahusishwa na mabadiliko katika dopaminergic neurotransuction katika mkoa huo. Panya za Sprague-Dawley ziliwekwa kwenye lishe ya mtindo wa kahawa kushawishi fetma au lishe ya maabara kudumisha kupata uzito wa kawaida. Viwango vya dopamine ya nje ya kipimo vilipimwa na katika vivo uchambuzi mdogo. Kutolewa kwa dopamini iliyotolewa kwa umeme ilipimwa ex vivo katika vipande vya koroni vya kiini cha mkusanyiko na darial striatum kwa kutumia amperometri ya wakati wa kaboni. Zaidi ya wiki 15, panya zilizolishwa kwa chakula cha kahawa zilinona zaidi (> 20% kuongezeka kwa uzito wa mwili) na kuonyesha kiwango cha chini cha seli za kusanyiko la dopamine kuliko panya za kawaida za uzito (0.007 ± 0.001 dhidi ya 0.023 ± 0.002 pmol / sampuli; P<0.05). Utoaji wa Dopamini kwenye kiini cha mkusanyiko wa panya wanene ulichochewa na changamoto ya lishe, lakini haikubalika kwa chakula cha chow cha maabara. Utawala wa d-amphetamine (1.5 mg / kg ip) pia ilifunua majibu yaliyopatikana ya dopamine katika panya feta. Majaribio ya kupima umeme yaliondoa ishara ya dopamine ex vivo kwenye vipande vya nyuklia huonyesha majibu dhaifu sana katika wanyama feta (12 dhidi ya 25 × 106 dopamine molekuli kwa kuchochea, P<0.05). Matokeo yanaonyesha kuwa upungufu katika upungufu wa damu wa macho ya macho unahusishwa na fetma ya lishe. Utoaji wa dopamine uliofadhaika unaweza kusababisha wanyama wanene kufidia kwa kula chakula kinachopendeza cha "faraja", kichocheo ambacho kilitoa dopamine wakati chow ya maabara ilishindwa.

Keywords: mkusanyiko wa mkusanyiko, striatum, kulisha, uzito wa mwili, amphetamine, hyperphagia

Kuongezeka kwa kasi kwa ugonjwa wa kunona sana katika jamii zilizoendelea kunaonyesha kuwa njia zisizo za kuashiria nyumba ambazo huruhusu ulaji chanya wa nishati chanya zinaweza kuwajibika. Swali muhimu ni kwanini wanyama wa maabara na wanadamu hula chakula chenye nguvu na chenye nguvu kwa kiwango ambacho wanakuwa wamezidi. Kwa mtazamo wa mageuzi, inatarajiwa kuwa ubongo uliunda mfumo wa kujibu tuzo za asili, kama chakula. Mifumo hii ya kati imehifadhiwa katika spishi zote ili kuhakikisha kuishi (Kelley na Berridge, 2002) na inaweza kuingiliana na au kugeuza mzunguko ambao unasimamia uzito wa mwili. Kwa hivyo, kupatikana kwa chakula chenye faida kunaweza kusababisha kuongezeka kwa ulaji wa caloric na kupata uzito ambao mifumo inayotumiwa na homeostasis, inayotokana na msingi wa hypothalamus, haiwezi kushinda. Uwezekano huu unaweza kuelezea, angalau kwa sehemu, idadi ya janga la ugonjwa wa kunona sana wa lishe.

Inajulikana kati ya mifumo ya neural ni njia za dopamine za mesolimbic, ambapo hatua ya dopamine, haswa kwenye vituo vya mkusanyiko wa kiini, inajulikana kuchukua njia za uimarishaji. Uanzishaji wa mfumo huu ni pamoja na mwinuko wa viwango vya dopamine na mabadiliko katika mauzo ya dopamine baada ya tabia ya malipo ya asili kama kulisha (Hernandez na Hoebel, 1988; Radhakishun et al., 1988). Kwa kuongezea, dopamine katika mkusanyiko wa kiini (na kichocheo cha dorsal dorsal) inajulikana kuongezeka kwa kufunuliwa kwa kuchochea kwa shughuli zinazohusiana na chakula na shughuli za gari zinazohusiana na upatikanaji wa chakula (Mogenson na Wu, 1982; Bradberry et al., 1991; Salamone et al., 1991). Kwa hivyo, ni busara kutarajia kuwa ugonjwa wa kunona sana unaweza kuhusishwa na uwezo wa kutoa nguvu wa dopamini ya mesolimbic.

Katika utafiti huu, tulichunguza ikiwa mfiduo sugu (Wiki za 15) za panya kwa chakula chenye nguvu nyingi, lishe bora ya kahawa husababisha mabadiliko katika dopamine ya nukta. Lishe bora hii inafanikiwa katika kuchochea ugonjwa wa kunona sana katika panya na ndiyo inafaa zaidi kwa maendeleo ya fetma ya mwanadamu (Sclafani na Springer, 1976). Kwa kuongezea, mlo wa kahawa ulituruhusu kutofautisha upendeleo wa mafuta na mafuta mengi na ikiwa upendeleo kama huo umeathiri kutolewa kwa dopamine ya mesolimbic. Tuligundua kuwa panya za Sprague-Dawley zilichukua ulaji mwingi wa kila siku wa caloric kutoka kwa vyanzo vyenye wanga mwingi na kuneneza ugonjwa uliokithiri wa kula chakula (DIO). Kwa kuongezea, walionyesha kutolewa kwa dopamine ya chini ya unyogovu katika mkusanyiko wa kiini na majibu ya dopamine yaliyokusudiwa kwa chakula cha kawaida cha kawaida au mfumo wa utaratibu wa d-amphetamine.

UTANGULIZI WA MAJIBU

Wanyama

Panya wa kike albino Sprague-Dawley (Taconic, Hudson, NY, USA), walikuwa wameandamana na uzani wa mwili wa 300 g kila mmoja akiwa na umri wa miezi ya 3. Wanyama wa kike walichaguliwa kwa sababu, tofauti na panya wa kiume, uzito wa mwili wa wanawake waliofishwa maabara ni sawa kwa muda. Wanyama waliwekwa peke yao katika chumba kimoja chini ya mzunguko wa taa ya 12-h reverse (taa kwenye: 6 pm, taa off: 6 am). Chini ya hali hizi hatukuona athari ya sehemu ya mzunguko wa estrous juu ya kutolewa kwa mesolimbic dopamine (Geiger et al., 2008). Wanyama wote walitumiwa kulingana na miongozo iliyochapishwa ya Taasisi za Afya za kitaifa za Marekani (NIH) na Kamati ya Utunzaji wa Wanyama na Matumizi (IACUC) ya Chuo Kikuu cha Tufts na Kituo cha Matibabu cha Tufts. Jaribio zote zilifanywa kupunguza idadi ya wanyama wanaotumiwa ili kupunguza matumizi ya wanyama na mateso.

Utungaji wa lishe ya cafeteria

Wanyama waligawanywa katika kundi la Dio la kahawa (pia inaelezewa kama kundi la kula feta) na kundi la maabara lenye kulishwa (kundi la kawaida la uzani). Makundi yote yalishwa ad libitum. Chakula cha mkahawa ni pamoja na sehemu zenye mafuta mengi kama Crisco (kufupisha kwa mboga 33%, 67% Purina poda), salami, jibini la cheddar na siagi ya karanga; na vitu vyenye wanga mwingi kama maziwa yaliyopikwa na sukari (brand ya Magnolia iliyochanganywa na maji, 1: 1), kuki za chokoleti, chokoleti ya maziwa, ndizi, marshmallows na suluhisho la suti ya 32%. Lishe bora sana imeonyeshwa kuwa nzuri sana katika kuchochea ugonjwa wa kunona sana katika panya na kuiga maendeleo ya fetma ya mwanadamu (Sclafani na Springer, 1976). Kila moja ya vifaa ilipatikana wakati wote na ilibadilika mara nne kwa wiki. Kikosi cha Dio cha kahawa, pamoja na chakula kizuri, pia kilipewa ad libitum upatikanaji wa maabara ya maabara ya Purina. Ili kutambua upendeleo wa lishe, ulaji wa kila sehemu ya lishe ya mkahawa ulipimwa zaidi ya vipindi viwili vya 48-h wakati wa wiki ya kumi na moja ya lishe. Uzito wa mwili ulirekodiwa mara moja kila wiki.

Upasuaji Stereotaxic

Upasuaji Stereota sumu ilifanywa wakati wa wiki 7 ya utafiti (n= 24 kahawa Dio panya, n= 32 panya maabara chow). Wanyama hawakuhusika na ketamine (60 mg / kg ip) na xylazine (10 mg / kg ip) kwa kuingizwa kwa 10 mm ya nusu, mwongozo wa 21 wa kupima virutubisho cha chuma cha pua inayolenga mkoa wa nyuma wa nyuklia. Vipimo vya stereota sumu vilikuwa 10 mm kwa nje kwa sifuri ya ndani, 1.2 mm inayofuatana na sinus ya katikati na 4 mm ventral kwa kiwango cha uso wa fuvu. Fiber ya upigaji dialization iliongezea 4 mm ventral nyingine kufikia tovuti inayolengwa (Paxinos na Watson, 2007). Kufuatia upasuaji, wanyama wote walirudishwa kwenye malango yao na kuendelea na utaratibu wao wa lishe.

Microdialysis na utendaji wa juu wa chromatografia kioevu na utambuzi wa elektroni (HPLC-EC)

Microdialysis ilifanywa wakati wa wiki 14 ya utafiti ili kuruhusu ahueni ya kutosha kutoka kwa upasuaji. Kwa kila kikao cha kipaza sauti wanyama waliwekwa kila mmoja katika visukuku vya virutubishi na uchunguzi uliwekwa kwenye virutubisho vya virutubishi 12-15 h kabla ya sampuli ya kwanza kukusanywa. Wavuti ya kuingizwa (kushoto na dhidi ya kulia) ilibadilishwa. Uchunguzi wa uchunguzi wa Microdialysis ulikuwa wa aina ya viwango, uliotengenezwa ndani na umeonyesha 10% urejeshaji wa neva katika vitro vipimo kama ilivyoelezwa mapema (Hernandez et al., 1986). Matumizi yalitekelezwa na suluhisho la Ringer (142 mM NaCl, 3.9 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 1.0 mM MgCl2, 1.4 mM Na2HPO4, 0.3 mM NaN2PO4) kwa kiwango cha 1 ° µl / min. Piga zilizokusanywa zilikusanywa katika milo ya 40 µl iliyo na 5 µl ya kihifadhi (0.1 M HCl na 100 ° µM EDTA) ili kupunguza oxidation ya monoamines. Mkusanyiko wa sampuli ulianza katikati ya mzunguko wa giza, na chakula vyote kiliondolewa 3 h kabla ya sampuli kwa wanyama wote. Sampuli zilikusanywa katika vipindi vya 30-min kwa angalau 2 h ya msingi, ikifuatiwa na sindano ya kimfumo d-amphetamine (1.5 mg / kg ip; Sigma, St. Louis, MO, USA). Kutoka kwa kila sampuli, 25 µl ya dialysate iliingizwa ndani ya mfumo wa amecometric Antec HPLC-EC (GBC, Inc., Boston, MA, USA) na safu ya safu ya mvua ya 10 cm na buffer ya sehemu ya rununu, ambayo hutenganisha na kugundua dopamine, na dopamine metabolites dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) na asidi ya homovanillic (HVA). Peaks zilizosababishwa zilipimwa na kurekodiwa. Uwekaji wa uchunguzi wa kipaza sauti katika walengwa ulithibitishwa mwishoni mwa jaribio na uchunguzi wa kihistoria wa njia ya uchunguzi kufuatia urekebishaji wa ubongo na paraformaldehyde.

Kwa wanyama waliyowasilishwa na maabara ya maabara ya 30-min au changamoto ya lishe ya mkahawa badala ya d-amphetamine, vikundi vyote vilinyimwa chakula kwa 12 h kabla ya jaribio la maumbile ili kuhakikisha motisha wa kutosha kula.

Kipande cha elektroni

Akili za panya ziliwekwa haraka ndani ya giligili ya bandia ya oksijeni iliyo na barafu (aCSF) kwenye vibratome ya Leica VT1000S (Leica Microsystems, Wetzlar, Germany), na ikakatwa katika vipande vya matone ya 300 µm. Kitengo cha kuoga kilikuwa na aCSF (124 mM NaCl, 2.0 mM KCl, 1.25 mM KH2PO4, 2.0 mM MgSO4, 25 mM NaHCO3, 1.0 mM CaCl2, Sukari ya 11 mM, pH = 7.3). Baada ya 1 h katika vipande vya aCSF kuhamishiwa kwenye chumba cha kurekodi na uvutaji wa oksidi ya oksijeni iliyowekwa kwa 1 ml / min kwa 37 ° C. Electrodes ya kaboni ya kaboni, kipenyo cha 5 µm, na uso uliokatwa uliwekwa kwenye ganda la mkusanyiko wa seli au dorsal striatum ~ 50 µm ndani ya kipande, na rejista ya kumbukumbu (waya ya Ag / AgCl) imeingizwa kwenye umwagaji wa aCSF na seti ya voltage kwa + 700 mV (Axopatch 200 B, Axon Hati Inc., Union City, CA, USA). Waya ya kupumua, iliyopotoka, umeme wa kuchochea (kipenyo cha waya 0.005 katika: MS 303 / 3, Plastics One, Inc., Roanoke, VA, USA) iliwekwa ndani ya 100-200 µm ya elektroni ya kaboni. Kichocheo cha sasa cha monophasic cha sasa cha 2 ms saa + 500 µA ilitolewa na kichocheo cha kichocheo cha Isoflex (AMPI, Inc., Yerusalemu, Israeli) kilisababishwa na kichocheo cha kila wakati (Model S88; Grass Technologies, West Warwick, RI, USA) . Jibu la elektroli ya amperometric (mabadiliko ya msingi) ilibadilishwa na kukaguliwa na programu ya Superscope (GW Vyombo, Inc, Somerville, MA, USA). Electrodes zilibadilishwa kabla na baada ya kutumiwa na voltammograms zilizoingizwa nyuma (mawimbi matano yalitumiwa na kuzidishwa, 300 V / s, −400 kwa + 1000 mV, katika kurekodi kati na kati na 10 µM ​​dopamine). Peaks ya amperometric iligunduliwa kama matukio makubwa kuliko 3.5 × kelele ya rms ya msingi. Upana wa tukio ulikuwa muda kati ya (a) msingi wa kuingiliana kwa msingi mkubwa kutoka kwa msingi hadi hatua ya kwanza ambayo ilizidi kiwango cha chini cha kufutwa na (b) hatua ya kwanza ya data kufuatia amplitude kubwa ambayo imesajili thamani ya ≤0 pA. Upeo wa juu (imax) ya hafla hiyo ilikuwa dhamana kubwa zaidi katika tukio hilo. Kuamua idadi kamili ya molekuli (N) iliyotolewa, jumla ya malipo ya tukio kati ya njia za msingi ziliamuliwa, na idadi ya molekuli inayokadiriwa na uhusiano N= Q /nF, ambapo Q inashtaki, n idadi ya elektroni zilizotolewa kwa molekyuli, na F ni ya mara kwa mara Faraday (96,485 C kwa sawa). Makadirio yalitokana na dhana ya elektroni mbili zilizotolewa kwa kila molekuli iliyooksidishwa ya dopamine (Ciolkowski et al., 1994).

Vipande vidogo vya tishu

Cafeteria DIO au panya maabara yenye kulishwa maabara (n= 11 / group) zilisafirishwa kama ilivyo katika majaribio ya awali na viboko vya kipenyo cha 1 mm kipenyo cha dorsal striatum na kipenyo cha nucleus kilichukuliwa kutoka kwa vipande vya ubongo vya 300 µm. Punch hizo basi ziliwekwa wazi kwa suluhisho la 40 mM KCl kwa 3 min ili kuchochea kutolewa kwa dopamine. Viwango vya dopamine ya ziada wakati huo vilipimwa kwa kutumia njia ya HPLC iliyoelezwa hapo juu.

Uchambuzi wa data

ANOVA ya njia mbili (kikundi wakati wa saa) na hatua za kurudiwa na uchambuzi wa chapisho la Fisher kama inavyofaa ilitumiwa kwa uchambuzi wa data ya kipaza sauti. ANOVA ya njia moja ilitumika kwa maonyesho mengine yote. Kwa majaribio ya kipande, matokeo kutoka kwa kichocheo tano tofauti juu ya kipande kimoja kilirudishwa kwa kipande kabla ya ANOVA kuendeshwa. Matokeo yanaonyeshwa kama kosa ± la kawaida la maana (SEM).

MATOKEO

Panya zenye mafuta ya kula zina upendeleo mkubwa kwa chakula bora

Cafeteria DIO panya ilionyesha upendeleo dhabiti wa maziwa tamu (74.4 ± 6.4 g; 241 ± 21 kcal) na suluhisho la suti ya 32% (31.4 ± 4.1 g; 40 ± 5 kcal) (Mtini. 1A, B, F(9,127) = 116.9854, P<0.01). Kwa kuongezea, wanyama hawa walikula kiasi kidogo cha Purina chow (5.66 ± 1.02 g) ikilinganishwa na wanyama wa kulishwa wa maabara (54.7 ± 2.3 g; F(1,27) = 419.681, P<0.01). Baada ya wiki 14 kwenye lishe ya mkahawa, panya walipata 53.7% ya uzito wa mwili wao wa kwanza hadi uzani wa mwisho wa 444.9 ± 19.0 g. Baada ya kipindi hicho hicho, panya kwenye chow ya maabara walifikia uzito wa mwisho wa 344.0 ± 10.8 (Kielelezo 2A).

Mtini. 1 

Upendeleo wa sehemu ya chakula cha paka katika panya feta. Matumizi ya wastani ya sehemu za chakula cha kahawa katika gramu (A) na kcal (B) zaidi ya vipindi viwili vya 48-h wakati wa wiki 11 ya regimen ya lishe inaonyesha upendeleo kwa maziwa tamu na suluhisho la sucrose (inamaanisha ± SEM; ...
Mtini. 2 

Kiasi cha msingi, amphetamine- na maabara ya konokono ya maabara yenye changamoto ya viwango vya dopamine hupungua katika panya za kula feta. (A) Uzito wa mwili wa panya za Dio wakati wa kipindi cha wiki ya 14 ilikuwa kubwa zaidi kuliko ile ya maabara ...

Panya feta ya kula na dopamini ya chini ya baster na kupunguzwa kutolewa kwa dafamine ya amphetamine

Katika wiki 14 ya utafiti, panya za Dio za kahawa zilionyesha viwango vya chini vya dopamine ya seli kwenye mkusanyiko wa nukta, ikilinganishwa na panya za maabara zenye kulishwa (Mfano wa 0.007 ± 0.001 pmols / 25 µL sampuli; 0.023 ± 0.002 µL mohlala, Kielelezo 2B, F(1,19) = 11.205; P<0.01), kama ilivyopimwa na katika vivo Utambuzi wa kipaza sauti. Kiwango cha kimsingi cha metabolites za dopamine, DOPAC na HVA, pia zilipatikana zikiwa chini sana katika panya za Dio za baharini. Viwango vya DOPAC katika mikahawa ya Dio panya walikuwa 3.13 ± 0.42 dhidi ya 8.53 ± 0.56 pmol katika maabara ya chow-kulishwa maabara (F(1,10) = 14.727, P<0.01). Viwango vya HVA vilikuwa 1.0 ± 0.28 dhidi ya 4.28 ± 0.33 pmol mtawaliwa (F(1,20) = 6.931, P<0.05). Baada ya kuanzishwa kwa msingi thabiti wa dopamine, panya walipewa sindano ya 1.5 mg / kg ip ya amphetamine. Kutolewa kwa jumla kwa viwango vya dopamine vilivyochochewa kulikuwa chini ya mikahawa panya za DIO ikilinganishwa na wanyama waliolishwa kwa kula maabara (Kielelezo 2B, F(9,162) = 2.659, P

Panya zenye mafuta ya kula huondoa dopamine kwenye mkusanyiko wa kiini wakati unakula chakula kizuri, sio wazi maabara

Kielelezo 2D inaonyesha kwamba viwango vya dopamine ya nje kwenye pango za Dio za baharini hazikuongezeka sana katika kujibu chakula cha maabara. Wanyama walikula kwa wastani 1.3 ± 0.4 g ya chow juu ya 30 min. Walakini, wakati subset ya wanyama hawa (n= 8) ilisha kulishwa lishe ya kahawa kwa dakika ya 30, dopamine iliongezeka 19.3% kutoka 0.027 ± 0.003 hadi 0.033 ± 0.004 pmols / 25 µL sampuli (F(11,187) = 8.757, P<0.05). Viwango vya DOPAC pia viliongezeka kwa 17.13% ± 6.14%. Kwa upande mwingine, viwango vya dopamine katika wanyama waliolishwa kwa kula maabara iliongezeka kwa 51.10% ± 17.31% (F(7,119) = 3.902, P<0.05) 1 h baada ya chakula cha chow (wanyama walikula kwa wastani 5.7 ± 0.8 g, zaidi ya wanyama wa DIO; F(1,33) = 26.459, P<0.01). Walakini, hatutarajii kuwa ulaji wa chini wa chakula na wanyama wa DIO ndio sababu ya moja kwa moja ya ukosefu wa kutolewa kwa dopamine kwa wanyama hawa kwani ulaji wa chakula chini ya 0.6 g umeripotiwa kuchochea kutolewa kwa dopamine katika kiini cha mkusanyiko wa panya (Martel na Fantino, 1996). Kwa kuongezea, tafiti zingine zimeonyesha kuwa tofauti katika kiwango cha dopamine iliyotolewa sio lazima kiambatanishwe moja kwa moja na kiasi cha chakula kilichopo, lakini pia inaweza kuathiriwa na athari zingine kama kiwango cha satiety ya mnyama, uwezaji wa nguvu na athari za kula kwa chakula (Hoebel et al., 2007). Lishe ya mkahawa haikutolewa kama changamoto kwa wanyama waliofishwa maabara kwa sababu ilitarajiwa kuleta athari za riwaya ambazo zingechanganya kulinganisha yoyote na wanyama wa Dio wa densi.

Kutolewa kwa dopamine iliyosababishwa kwa umeme kunapatikana kwa vipande vya ubongo vya papo hapo kutoka kwa panya

Kielelezo 3A inaonyesha athari ya mwakilishi wa amestometric kutoka kwa vipande vya ganda vya nyuklia hujumuisha vipande vya panya vya kawaida dhidi ya lishe (n= Uamsho wa 30 katika vipande saba dhidi ya msukumo wa 24 katika vipande vitano mtawaliwa). Panya za Dagaa ya Cafeteria ilikuwa na umeme uliyotoa dopamine iliyotolewa kwa umeme kuliko panya za maabara zenye kulishwa (12 × 106± 4 × 106 dhidi ya 25 × 106± 6 × 106 molekuli; Kielelezo 3B, F(1,52) = 2.1428, P<0.05). Tofauti hii katika kutolewa kwa dopamini inaonyesha kupungua kwa kiwango cha tukio (5.16 ± 1.10 pA katika mkahawa panya za DIO dhidi ya 7.06 ± 0.80 pA katika panya za kulishwa za maabara; Kielelezo 3C, F(1,52) = 2.4472, P<0.05) na upana (2.45 ± 0.73 s katika mkahawa panya za DIO dhidi ya 4.43 ± 0.70 s katika panya za kulishwa chow, Kielelezo 3D, F(1,52) = 3.851, P

Mtini. 3 

Kutolewa kwa dopamine kutoka kwa mkusanyiko wa kiini kwenye vipande vya ubongo (A) Mfuatano wa mwakilishi kutoka kwa kipenyo cha kikoromeo cha kikoromeo hukusanya vipande vya wanyama wenye kulishwa (juu; n= Uamsho wa 30 katika vipande saba) na wanyama wa doria DIO (chini; n= Vichocheo vya 24 ...

Mtini. 4 inaonyesha kwamba mwenendo kama huo ulikuwepo katika vipande vya dorsal striatal ya panya la kula feta. Mfuatiliaji wa mwakilishi kutoka kwa maabara-ya kulishwa (n= Uamsho wa 31 katika siga saba) na Dio la baharini (n= Uamsho wa 15 katika vipande vinne) vikundi vinaonyeshwa ndani Kielelezo 4A. Kutolewa kwa dopamine ya umeme kutoka kwa striatum ilikuwa 0.8 × 106± 0.1 × 106 katika mkahawa wa Dio panya dhidi ya 44 × 106± 11 × 106 molekuli (Kielelezo 4B, F(1,45) = 6.0546, P<0.01) katika maabara ya wanyama waliolishwa chow. Tena hii inaonyesha kupungua kwa ukubwa wa tukio (2.77 ± 0.42 vs 9.20 ± 1.88 pA; F(1,45) = 7.8468, P<0.01) na upana (0.22 ± 0.03 dhidi ya 5.90 ± 0.98 s; F(1,45) = 17.2823, P<= 0.01) katika kikundi cha mkahawa cha DIO (Mtini. 4C, 4D).

Mtini. 4 

Kutolewa kwa dopamine kutoka kwa dorsal striatum katika vipande vya ubongo. (A) Mfuatiliaji wa mwakilishi kutoka kwa vipande vya papo hapo vya nguvu vya mwili vya kulisha (juu; n= Uamsho wa 31 katika vipande saba) na wanyama wa doria DIO (chini; n= Uamsho wa 15 ndani ...

Kutolewa kwa dopamine ya potasiamu iliyochochea katika micropunches ya tishu hupunguzwa kwenye mkusanyiko wa kiini na striatum ya panya wa kula feta.

Viwango vya dopamine ya ziada baada ya kuchochea kwa KCl ilipimwa na HPLC-EC na imeonyeshwa kwa Mtini. 5. Viwango vya dopamine ya seli za nje walikuwa 0.16 ± 0.08 pmol / sampuli katika micropunches ya wanyama feta.n= 10 micropunches) ikilinganishwa na 0.65 ± 0.23 pmol / sampuli kwenye micropunches kutoka kwa wanyama wa kudhibiti (n= 11 micropunches; Kielelezo 5A; F(1,19) = 4.1911, P<0.01). Viwango vya dopamini vya nje vilikuwa 5.9 ± 1.7 pmol / sampuli kwenye micropunches ya kuzaa kutoka kwa wanene (n= 8 micropunches) panya na 11.3 ± 1.9 pmol / sampuli kwenye tovuti hiyo hiyo kutoka kwa udhibiti (n= 11 micropunches) panya (Kielelezo 5B; F(1,17) = 7.5064, P

Mtini. 5 

Viwango vya ziada vya dopamine kutoka kwa micropunches ya tishu zenye potasiamu. Kiasi cha dopamine iliyotolewa kutoka (A) kiini cha kukusanya (n= 11 micropunches kutoka kwa kila kundi) na (B) dri ya dorsal (n= 8 micropunches kutoka feta na n= Vipunguzi vya 11 kutoka kwa udhibiti) ...

FUNGA

Katika utafiti huu, panya akazidi kunenepa kutokana na kula chakula cha kahawa na upendeleo kwa vyakula vyenye wanga mwingi. Katika hali yao ya kuzidi, walikuwa na dopamine ya chini ya basil na dopamine ya kusisimua au iliyosisimua kwenye densi za nukta. Katika masomo yanayotumia dawa za dhuluma, wanyama watafanya kazi kuweka viwango vya dopamine kwenye kiini cha msongamano juu ya kiwango fulani (Hekima et al., 1995a,b; Ranaldi et al., 1999). Katika utafiti wa sasa, "dutu" iliyodhulumiwa ni chakula kinachoweza kuharibika, kwa hivyo dopamini ya nje ya nje kwenye sehemu za magongo husababisha kuongezeka kwa matumizi ya chakula bora.

Panya zilizochoka pia zilionyesha viwango vya dopamine vya umeme vilivyochochewa kwa umeme kwenye vipande vya ubongo na potasiamu iliyochochewa ya potasiamu kwenye micropunches ya tishu kutoka kwa mkusanyiko wa kiini na driari ya dorsal. Upungufu wa msingi wa presynaptic katika dopamine exocytosis, kwa hivyo, unaonekana katika ugonjwa wa kunona sana tangu unyogovu wa kutolewa kwa dopamine upo. katika vivo, katika vipande vya ubongo vya kutisha na vya kueneza na katika micropunches ya tishu kutoka kwa wanyama walio feta ya malazi. Tumeona athari sawa katika mfano wa maumbile ya utabiri wa fetma. Katika mfano huu, mRNA na kujieleza kwa proteni ya wasanifu wa dopamine na exocytosis ikiwa ni pamoja na tyrosine hydroxylase na transporter ya neuronal vesicular monoamine (VMAT2) imepunguzwa katika eneo la sehemu ya vurugu (VTA) ya dopamine ya wanyama walio na ugonjwa wa kunona (Geiger et al., 2008). Wavuti nyingine inayoweza kutokea ya mabadiliko ya awali ya upatanisho ni maandishi ya mmeng'enyo wa dopamine ya kutengenezea data tena, DAT. Masomo ya umeme wa kipande huturuhusu kutofautisha kati ya tofauti katika kutolewa kwa dopamine dhidi ya kupata tena kinetics. Tofauti ya upana wa nafasi ya mchele unaonyesha kwa kanuni kwamba wanyama wenye kula feta wanyama wanaweza kuwa sio tu kutolewa kwa kutolewa lakini pia mabadiliko katika reuptake kwa sababu ya kutofautisha katika sehemu za kazi za transporter za DAT kwenye membrane ya plasma. Katika mafuta ya Zucker (fa / fa) panya, kuongezeka kwa viwango vya mRNA vya usafirishaji wa DAT vimeripotiwa katika VTA (Figlewicz et al., 1998). Uwezo wa kibali cha kuongezeka kwa dopamine unaambatana na ishara iliyopungua ya dopamine katika panya za DIO kwenye utafiti uliopo.

Tunapaswa kugundua kuwa uwezo wa kutolewa kwa dimpamine wa amphetamine haukupatikana katika wanyama feta (kwa suala la mabadiliko ya asilimia kutoka kwa msingi) na hii inaweza "kula njama" pamoja na viwango vya chini vya dopamine ili kuhamasisha motisha ya wanyama feta kupata dopamine ikitoa msukumo. Amphetamine ni msingi dhaifu ambao huondoa dopamine kutoka kwa vesicles kwenda kwenye cytosol na husababisha kuongezeka kwa dopamine ya nje kupitia usafiri wa nyuma (Sulzer na Rayport, 1990). Katika visa vya upungufu mkubwa katika mabwawa ya dopamine, kama vile mfano wa panya wa kupindukia wa VMAT2 upungufu wa sindano, sindano ya amphetamine inasababisha muda mfupi awali kuunda mpya wa dopamine kwenye cytosol (Fon et al., 1997). Kuongezeka kwa muda mfupi kwa dopamine ya cytosolic kunaweza kuelezea ongezeko la muda la mabadiliko ya asilimia ya dopamine katika wanyama walio feta juu ya ile iliyozingatiwa katika wanyama wenye uzito wa kawaida na inaweza kuchangia hisia za wanyama wa feta na dopamine ya kusisimua pamoja na hali ya juu kabisa ya nje. viwango vya dopamine katika accumbens.

Je! Ni nini mifumo inayoweza kuelekeza nakisi ya dopamine ya mapema katika wanyama feta na kuendesha matakwa yao ya malazi? Kiunga kati ya upendeleo wa chakula na dopamine ya nuksi inaonyeshwa wazi katika mwitikio uliopotoka wa wanyama wa kula feta kwa chow, lakini sio kwa lishe bora. Matokeo yetu yanaongeza kazi ya hivi karibuni inayoonyesha kuwa receptor dopamine D1-receptor (D1) imeongeza upendeleo wa panya kwa chakula kinachoweza kusumbua sana (Cooper na Al-Naser, 2006). Kwa kuongezea, dukamini ya mkusanyiko wa nuksi imeamilishwa katika panya zilizofunzwa kuumwa kwenye sucrose (Avena et al., 2008), kusaidia zaidi kuhusika kwa dopamine kuu kwa upendeleo kwa chakula kizuri kilicho na wanga. Tumeonyesha upungufu wa kati wa dopamine ulioripotiwa katika utafiti uliopo katika mifano ya ziada ya kunona, pamoja na ob / ob leptin yenye upungufu wa panya na panya iliyokabiliwa na ugonjwa wa kunona (Fulton et al., 2006; Geiger et al., 2008). Kwa hivyo, ishara moja inayowezekana inayounganisha matumizi mazuri ya chakula na inaleta kutolewa kwa dopamine inaweza kuwa leptin. Kwa wanadamu walio na upungufu wa kuzaliwa kwa leptin, uingizwaji wa leptin hupunguza hyperphagia yao na hubadilisha uanzishaji wa striatum yao kwa heshima na taswira ya chakula kinachoweza kustawi (Farooqi et al., 2007). Katika panya pia imeonyeshwa kuwa leptin itapungua kujitawala kwa sucrose (Figlewicz et al., 2006, 2007). Pembejeo zingine za orexigenic kama vile ghrelin na orexin pia zimeonyeshwa kuhusika katika uanzishaji wa mfumo wa dopamine ya midbrain (Rada et al., 1998; Helm et al., 2003; Abizaid et al., 2006; Narita et al., 2006). Itafurahisha kuchunguza ikiwa kuwabadilisha wanyama walio feta kwenye malaya kuwa makao ya kawaida ya maabara kwa msingi endelevu kutadumisha upendeleo wao kwa chakula kizuri na majibu ya dopamine yanayohusiana nayo bila ya mabadiliko yanayotarajiwa katika leptin, ghrelin au orexin na ishara zingine. inayohusiana na kanuni ya hamu ya kula.

HITIMISHO

Kwa kumalizia, matokeo ya utafiti huu yanaonyesha kuwa mfumo wa dopamine wa mesolimbic unachukua jukumu muhimu katika upendeleo kwa lishe yenye nguvu nyingi, hyperphagia na ugonjwa wa kunona sana wa kula. Mkusanyiko wa mkusanyiko wa neva na dorsal striatum dopaminergic neurotrans ni huzuni katika panya wa kula. Wanyama wanaweza kurudisha kwa muda kiwango cha dopamine kwa kula chakula kizuri na chenye nguvu. Matokeo haya yanaonyesha kuwa kulenga kwa wasanifu wa mapema wa mfumo wa dopamine ya mesolimbic hufanya njia ya kuahidi kwa matibabu ya ugonjwa wa kunona sana.

Shukrani

Kazi hii iliungwa mkono na DK065872 (ENP), F31 DA023760 (BMG, ENP), Tuzo la Ubunifu wa Smith Family Foundation katika Utafiti wa Biomedical (ENP) na P30 NS047243 (Kituo cha Tufts cha Utafiti wa Neuroscience).

Vifupisho

  • aCSF
  • giligili ya ubongo ya bandia
  • Dat
  • dopamine membrane ya membrane ya plasma
  • DIO
  • ulaji unaosababishwa na ulaji wa chakula
  • DOPAC
  • asidi dihydroxyphenylacetic
  • HPLC-EC
  • chromatografia ya kioevu ya juu ya utendaji na kugunduliwa kwa umeme
  • HVA
  • homovanillic asidi
  • VMAT2
  • transporter ya neuronal vesicular monoamine
  • VTA
  • eneo la kikanda

MAREJELEO

  1. Abizaid A, Liu ZW, Andrews ZB, Shanabrough M, Borok E, Elsworth JD, Roth RH, Sleeman MW, Picciotto MR, Tschop MH, Gao XB, Horvath TL. Ghrelin huimarisha shirika na shughuli za pembejeo za pembejeo za midbrain ya dopamine neurons wakati wa kukuza hamu ya kula. J Clin Invest. 2006; 116: 3229-3239. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  2. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Ushahidi wa madawa ya kulevya: suala la tabia na neurochemical ya uingizaji wa sukari mkali. Neurosci Biobehav Mchungaji 2008; 32: 20-39. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  3. Bradberry CW, Gruen RJ, Berridge CW, Roth RH. Tofauti za kibinafsi katika hatua za kitabia: uhusiano na nuksi hujumlisha dopamine iliyopimwa na kipaza sauti. Pharmacol Biochem Behav. 1991; 39: 877-882. [PubMed]
  4. Ciolkowski EL, Maness KM, Cahill PS, Wightman RM, Evans DH, Fosset B, Amatore C. Kutengana wakati wa umeme wakati wa umeme wa catecholamines kwenye microelectrodes kaboni-fiber. Mch Chem. 1994; 66: 3611-3617.
  5. Cooper SJ, Al-Naser HA. Udhibiti wa dopaminergic ya uchaguzi wa chakula: athari tofauti za SKF 38,393 na quinpirole juu ya upendeleo wa chakula wa juu-wa usawa katika panya. Neuropharmacology. 2006; 50: 953-963. [PubMed]
  6. Farooqi IS, Bullmore E, Keogh J, Gillard J, O'Rahilly S, PC ya Fletcher. Leptin inasimamia mikoa ya kitabia na tabia ya kula kwa binadamu. Sayansi. 2007; 317: 1355. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  7. Figlewicz DP, Bennett JL, Naleid AM, Davis C, Grimm JW. Intraventricular insulini na leptini hupunguza sucrose binafsi utawala katika panya. Physiol Behav. 2006; 89: 611-616. [PubMed]
  8. Figlewicz DP, MacDonald Naleid A, Sipols AJ. Urekebishaji wa thawabu ya chakula na ishara za adiposity. Fizikia Behav. 2007; 91: 473-478. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  9. Figlewicz DP, Patterson TA, Johnson LB, Zavosh A, Israel PA, Szot P. Dopamine transporter mRNA imeongezeka katika CNS ya mafuta ya Zucker mafuta (fa / fa). Brain Res Bull. 1998; 46: 199-202. [PubMed]
  10. Fon EA, Pothos EN, Jua BC, Killeen N, Sulzer D, Edward RH. Usafiri wa Vesicular inasimamia uhifadhi wa monoamine na kutolewa lakini sio muhimu kwa hatua ya amphetamine. Neuron. 1997; 19: 1271-1283. [PubMed]
  11. Fulton S, Pissios P, Manchon RP, Stiles L, Frank L, Pothos EN, Maratos-Flier E, Flier JS. Leptin kanuni ya njiaaccumbens dopamine njia. Neuron. 2006; 51: 811-822. [PubMed]
  12. Geiger BM, Behr GG, Frank LE, Caldera-Siu AD, Beinfeld MC, Kokkotou EG, Pothos EN. Ushahidi wa upungufu wa damu wa dopamine yenye mesolimbic dopamine katika panya wa kunenepa sana. FASEB J. 2008; 22: 2740-2746. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  13. Helm KA, Rada P, Hoebel BG. Cholecystokinin pamoja na serotonini katika mipaka ya hypothalamus hukusanya kutolewa kwa dopamine huku kuongezeka kwa acetylcholine: utaratibu uwezekano wa satiation. Resin ya ubongo. 2003; 963: 290-297. [PubMed]
  14. Hernandez L, Hoebel BG. Kulisha na kusisimua kwa hypothalamic huongeza mauzo ya dopamine kwenye accumbens. Fizikia Behav. 1988; 44: 599-606. [PubMed]
  15. Hernandez L, Stanley BG, Hoebel BG. Probe ndogo inayoweza kutolewa ya vijidudu. Sayansi ya Maisha. 1986; 39: 2629-2637. [PubMed]
  16. Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens dopamine-acetylcholine usawa katika mbinu na kuepuka. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 617-627. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  17. Kelley AE, Berridge KC. Neuroscience ya tuzo za asili: umuhimu kwa dawa za kulevya. J Neurosci. 2002; 22: 3306-3311. [PubMed]
  18. Martel P, Fantino M. Ushawishi wa kiasi cha chakula kilichoingizwa kwenye shughuli za mfumo wa mesolimbic dopaminergic: utafiti wa microdialysis. Pharmacol Biochem Behav. 1996; 55: 297-302. [PubMed]
  19. Mogenson GJ, Wu M. Neuropharmacological na electrophysiological ushahidi unaoashiria mfumo wa dopamine ya mesolimbic katika majibu ya kulisha yanayotokana na kuchochea umeme kwa kifungu cha uso wa medali. Ubongo Res. 1982; 253: 243-251. [PubMed]
  20. Narita M, Nagumo Y, Hashimoto S, Narita M, Khotib J, Miyatake M, Sakurai T, Yanagisawa M, Nakamachi T, Shioda S, Suzuki T. Ushirikiano wa moja kwa moja wa mifumo ya orexinergic katika kuanzishwa kwa njia ya dopamine ya macholimbic na tabia zinazohusiana na kwa morphine. J Neurosci. 2006; 26: 398-405. [PubMed]
  21. Paxinos G, Watson C. Ubongo wa panya katika kuratibu zaereti. Amsterdam: Taaluma ya Habari; 2007.
  22. Rada P, Mark GP, Hoebel BG. Galanin katika hypothalamus inafufua dopamini na inapunguza kutolewa kwa acetylcholine katika kiini cha kukusanyiko: njia inayowezekana ya kuanzishwa kwa hypothalamic ya tabia ya kulisha. Resin ya ubongo. 1998; 798: 1-6. [PubMed]
  23. Radhakishun FS, van-Ree JM, Westerink BH. Kula kilichopangwa huongeza kutolewa kwa dopamine kwenye mkusanyiko wa panya wa chakula-kama vile inavyotathminiwa na dialysis ya ubongo ya mkondoni. Neurosci Lett. 1988; 85: 351-356. [PubMed]
  24. Ranaldi R, Pocock D, Zereik R, Mwenye busara RA. Dopamine mabadiliko katika kiini accumbens wakati wa matengenezo, kutoweka, na kurejeshwa kwa intravenous D-amphetamine binafsi utawala. J Neurosci. 1999; 19: 4102-4109. [PubMed]
  25. Salamone JD, Steinpreis RE, McCullough LD, Smith P, Grebel D, Mahan K. Haloperidol na kiini accumbens dopamine kupungua huzuia lever kubwa kwa chakula lakini kuongeza ongezeko la chakula kwa njia ya riwaya ya utaratibu wa chakula. Psychopharmacology. 1991; 104: 515-521. [PubMed]
  26. Sclafani A, Springer D. Lishe ya ugonjwa wa kula katika panya ya watu wazima: kufanana kwa hypndalamic na syndromes ya fetma ya binadamu. Fizikia Behav. 1976; 17: 461-471. [PubMed]
  27. Sulzer D, Rayport S. Amphetamine na psychostimulants zingine hupunguza gradients za pH katika neuroni ya dopaminergic neuroni na granuli za chromaffin: utaratibu wa hatua. Neuron. 1990; 5: 797-808. [PubMed]
  28. Hekima RA, Leone P, Rivest R, Leeb K. mwinuko wa viwango vya mkusanyiko hujumuisha dopamine na viwango vya DOPAC wakati wa utawala wa kibinafsi wa heroin. Shinikiza. 1995a; 21: 140-148. [PubMed]
  29. Hekima RA, Newton P, Leeb K, Burnette B, Pocock D, Haki JB., Jr Mfumuko katika mkusanyiko wa mkusanyiko wa dopamine wakati wa kujiendesha kwa njia ya cocaine kwenye panya. Psychopharmacology (Berl) 1995b; 120: 10-20. [PubMed]