Передня. Бехав. Neurosci., 23 березня 2016 | http://dx.doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00054
Масгур Р. Шариф1, Арнольд Белмер1, Метью Дж. Фогарті2, Еріка Вт Му2, 
- 1Трансляційний науково-дослідний інститут та Інститут здоров'я та біомедичних інновацій, Квінслендський технологічний університет, Брісбен, QLD, Австралія
- 2Школа біомедичних наук, Квінслендський університет, Брісбен, QLD, Австралія
Сучасна дієта стала сильно підсолодженою, що спричинило безпрецедентний рівень споживання цукру, особливо серед підлітків. Хоча, як відомо, хронічне тривале споживання цукру сприяє розвитку метаболічних порушень, включаючи ожиріння та діабет другого типу, мало що відомо про прямі наслідки тривалого споживання цукру на мозок. Боскільки цукор може спричинити вивільнення дофаміну в ядрах ярусів (NAc) аналогічно з наркотиками, що зловживають, ми дослідили зміни в морфології нейронів у цій області мозку після короткого (4 тижнів) та тривалого (12 тижнів) запою- як споживання сахарози, використовуючи переривчасту парадигму вибору з двох пляшок. Ми використовували фарбування Гольджі-Кокса для просочення середніх колючих нейронів (MSNs) з ядра NAc і оболонки щурів, що споживають коротко- та довгострокові сахарози, і порівнювали їх з контролем води за віком. Ми показуємо, що тривале споживання сахарози, що нагадує запої, значно зменшило загальну дендритну довжину MSN оболонки NAc порівняно з контрольними за віком контрольними щурами. Ми також виявили, що реструктуризація цих нейронів зумовлена насамперед зниженням дистальної дендритної складності. І навпаки, ми спостерігали збільшення щільності хребта в дистальних відділах гілок МСН оболонки NAc у довготривалих щурів, що споживають сахарозу. У поєднанні ці результати підкреслюють нейронні ефекти тривалого споживання сахарози на морфологію МСН оболонки NAc.
Вступ
Протягом останніх років 40 було зафіксовано документально зростання споживання цукрових підсолоджених напоїв та продуктів, що містять додані цукру (Nielsen та ін., 2002; Попкін, 2010; Ng et al., 2012), з повідомленнями про те, що до 75% всіх продуктів і напоїв містять велику кількість доданих цукрів (Ford і Dietz, 2013; Брей і Попкін, 2014). У цей період одночасно спостерігалось зростання поширеності ожиріння та діабету II типу, особливо серед підлітків (Арсланська, 2002; Рейнхер, 2013; Dabelea et al., 2014; Fryar та ін., 2014). Останні дослідження показали, що діти із надмірною вагою та страждають ожирінням часто вживають велику кількість цукру, але додаток дієт із високим вмістом цукру у збільшення захворюваності на дітей із зайвою вагою та ожирінням залишається суперечливим (Ху, 2013; Брей і Попкін, 2014; Bucher Della Torre та ін., 2015).
Хоча зростаюча кількість свідчень свідчить про те, що споживання дієти з високим вмістом цукру може частково сприяти набору ваги серед дітей та підлітків (Malik та ін., 2010; Te Morenga та ін., 2013; Брей і Попкін, 2014) менше уваги приділяється несприятливим неметаболічним наслідкам, що виникають внаслідок надмірного споживання цукру. Цікаво, що серед підмножини тих, хто переїдає та підтримує дієти з високим вмістом цукру, часто виникають деякі поведінкові та психологічні закономірності. Найбільш помітними є розвиток харчових розладів, включаючи запої, поєднані з одночасним настанням психологічних симптомів, включаючи відсутність мотивації та депресію (розглянуто в Шихан та Герман, 2015). Крім того, оскільки люди, які їдять запої, часто виявляють втрату контролю та нездатність самостійно обмежувати споживання цукру, цілком ймовірно, що така поведінка виникає в результаті неврологічних адаптацій у регіонах мозку, які оцінюють гедонічну цінність дуже приємної їжі (Saper et al., 2002; Lutter і Nestler, 2009; Кенні, 2011). Це обгрунтування також підкріплене людьми, що свідчать про те, що цукор та солодкість можуть викликати тягу, схожу з тією, яку викликають наркотичні речовини, такі як алкоголь та нікотинVolkow et al., 2012).
Хоча звикаючі властивості цукру все ще спекулятивні, ці спостереження поєднуються з дослідженнями, що демонструють внесок надмірного споживання цукру в зміни схеми винагороди та розвиток звикання та емоційних станів, що викликають звикання, у моделях тварин (Avena et al., 2008; Benton, 2010; Ventura et al., 2014), гарантує необхідність подальшого розслідування. Попередні дослідження гризунів показали, що переривчастий доступ до сахарози змінює активність кількох нейротрансмітерів у межах мезолімбічної системи, включаючи дофамін, опіоїди та ацетилхолін (розглянуто в Avena et al., 2008). Показано, що споживання сахарози у вигляді запою сприяє вивільненню дофаміну в ядрах ядер (NAc), подібно до зловживань (Avena et al., 2008). Крім того, ми показали, що тривале споживання сахарози з використанням 24 h парадигми вибору з двома пляшками з переривчастим доступом (Simms та ін., 2008) модулює експресію нікотинового рецептора ацетилхоліну (nAChR) в NAc (Shariff та ін., У пресі). Цікаво, що ми також спостерігали, що сполуки nAChR, які, як відомо, модулюють активність дофаміну та ацетилхоліну в NAc, мають різний вплив на споживання сахарози після коротко- та тривалого прийому (Shariff та ін., У пресі).
Хоча ці дослідження продемонстрували схожість у поведінкових та нейрохімічних змінах, спричинених нестабільним доступом до цукру та зловживань наркотиками, невідомо, чи сприяють ці ефекти зміни морфології нейронів у NAc. Tйого на відміну від зловживаних речовин, включаючи кокаїн, амфетамін та нікотин, які продукують добре характерні зміни морфології середніх колючих нейронів (МСН) в NAc, включаючи підвищення щільності хребта та змінену дендритну складність (Робінсон і Колб, 1999, 2004; Li et al., 2003; Crombag та ін., 2005). Оскільки ми раніше показали, що тривале опромінення (12 тиждень) алкоголю та сахарози за допомогою переривчастої парадигми вибору з двох пляшок призводить до різної реакції на фармакотерапевтичні втручання порівняно з короткочасним прийомом (4 тижнів; Steensland et al., 2007; Shariff та ін., У пресі), ми оцінили вплив коротко- та довгострокового споживання сахарози на морфологію MSN в NAc. Ми дозволили щурам-підліткам споживати сахарозу в запої на 4 (короткочасний) або 12 (довготривалий) тиждень, а потім проаналізували морфологію NAc MSN від коротко- та довготривалих сахарози, що споживали щурів, і порівняли це з контроль за віком, який отримав доступ лише до води. Наші результати показують, що MSN з оболонки NAc змінюються після довготривалого, але не короткочасного споживання сахарози, що має зменшену дендритну довжину, але збільшує дистальну дендритну щільність хребта. Крім того, ми виявили, що морфологія MSN з ядра NAc залишається відносно недоторканою після споживання сахарози в коротко- та довгостроковій перспективі. Ці результати підкреслюють прямий неврологічний наслідок тривалого споживання сахарози в запої. Крім того, ці дані демонструють необхідність подальших досліджень, спрямованих на з'ясування молекулярних та нейрохімічних змін, які супроводжують морфологічну перебудову МСН оболонки NAc, спричинену тривалим споживання цукрози, що нагадує запой.
Матеріали та методи
Заява з питань етики
Усі експериментальні процедури проводилися відповідно до Австралійського кодексу по догляду та використанню тварин для наукових цілей, 8th Edition (Національна рада охорони здоров'я та медичних досліджень, 2013). Протоколи були затверджені Комітетом з етики тваринного університету Квінсленду та Комітетом з питань етики тварин Квінсленду.
Тварини та житло
Чотирирічні (підліткові) щури Wistar (Контроль: 176.4 ± 4.8 g; Сахароза: 178.3 ± 5.0 g) (ARC, WA, Австралія) були індивідуально розміщені у вентильованому оргскла подвійного рівня® клітки. Щури були акліматизовані до індивідуальних умов утримання, поводження та циклу 5 із зворотним світлом за добу до початку експериментів. Всі щури були поміщені в клімат-контрольованому циклі 12-год із зворотним світлом / темним світлом (світли вимикалися в 9 am) зі стандартною щурячою чашкою та водою ad libitum.
Парадигма пиття вибору з двома пляшками з переривчастим доступом
Парадигма випивки з двома пляшками вибору 5% сахарози (Simms та ін., 2008) була адаптована з Мудрий (1973). Усі рідини були представлені в пластикових пляшках з градуюванням 300 мл з питфортами з нержавіючої сталі, вставленими через два ущільнювачі в передній частині клітки після початку циклу темного світла. Ваги кожної пляшки реєстрували до подачі пляшки. Були представлені дві пляшки одночасно: одна пляшка з водою; друга пляшка, що містить 5% (мас. / об.) сахарози. Розміщення пляшки сахарози 5% (мас. / Об.) Чергували з кожним впливом для контролю побічних переваг. Пляшки зважували 24 год після подачі рідин, і вимірювання проводили до найближчого 0.1 g. Вагу кожного щура також вимірювали для обчислення грамів споживання сахарози на кілограм маси тіла. У день 1 питного періоду, щури (n = 6 – 9) отримали доступ до однієї пляшки сахарози 5% (мас. / Об.) Та однієї пляшки води. Після 24 год пляшку сахарози було замінено на другу пляшку з водою, яка була доступна для наступних 24 год. Ця закономірність повторювалася по середах та п’ятницях. Пацюки мали необмежений доступ до води у всі інші дні. Споживання сахарози, що нагадує запой, призвело до збільшення рівня загального споживання сахарози (мл) з часом (додаткова рисунок 1) і супроводжувався стабільним базовим рівнем пиття на основі маси тіла [20 ± 5 г / кг 5% (мас. / об.)] протягом короткотермінових [~ 4 тижнів (питних сеансів 13)] та довгострокових [ ~ 12 тижнів (питні сесії 37)] періоди пиття. Окрема група контрольних щурів (n = 6 – 9) отримали доступ до води в обох пляшках (тобто без сахарози) за тих же умов, що описані вище. Середня маса тіла щурів, які споживали контрольних та сахарозу, наприкінці короткочасного опромінення становила 405.7 ± 40.8 g та 426.4 ± 31.2 g відповідно. Після закінчення тривалого впливу середня маса тіла для контрольних та сахарозних груп становила 578.8 ± 53.4 g та 600.2 ± 45.2 g.
Фарбування Гольджі-Кокса
Після останнього питного сеансу щурів перевели з тваринного закладу, щоб дозволити обробку зразків мозку в гістологічному закладі в Школі біомедичних наук Університету Квінсленда (Сент-Люсія, Австралія). Були вжиті всі затверджені заходи для зменшення стресу під час транспортування, після чого щурам було дозволено відновитись протягом ночі. Наступного дня щурів жертвували передозуванням пентобарбіталу натрію (60 – 80 мг / кг, ip Vetcare, Брісбен, Австралія) та внутрішньокардіально перфузували ~ 300 ml штучною цереброспінальною рідиною, яка містила (в мМ): 130 NaCl, 3 KCl, 26 NaHCO3, 1.25 NaH2PO4, 5 MgCl2, 1 CaCl2, і X-NUM-глюкоза 10. Потім кожну тварину обезголовляли, а мозок видаляли та інкубували в темряві в розчині Гольджі-Кокса, який містив 5% дихромат калію, 5% хромат калію та 5% ртутний хлорид (усі хімічні речовини від Sigma-Aldrich), що проводили свіжими днями 3 перед жертвою, як описано раніше (Rutledge et al., 1969). Методи інкубації плям та післяобробки плями Гольджі-Кокса були модифіковані з Ranjan and Mallick (2010). Мозок від короткочасних тварин, що споживають сахарозу, інкубували протягом 6 днів при температурі 37 ° C, тоді як мізки від довготривалих тварин, які споживали сахарозу, інкубували протягом 10 днів, з однією зміною на свіжий розчин Гольджі-Кокса після днів інкубації 4.
Після інкубації корональні зрізи 300 мкм розрізали за допомогою вібраційного мікротома Zeiss Hyrax V50 (Carl Zeiss, Німеччина). Потім шматочки поміщають послідовно в планшети з лунками 24, наповнені 30% (мас. / Об.) Сахарози, в буферному сольовому розчині 0.1 M та обробляють, як зазначено в (Ranjan and Mallick, 2010). Коротко, зрізи зневоднювали в 50% етанолі протягом 5 хв, потім поміщали в 0.1 M NH4Розчин OH протягом 30 хв., Промивають двічі дистильованою водою протягом 5 хв. І поміщають у фіксуючий плівку Fujihunt (Fujifilm, Сінгапур) на 30 хв у темряві. Потім зрізи промивали двічі в дистильованій воді протягом 2 хв кожен і зневоднювали в 70, 90, 95 та 100% етанолі двічі протягом 5 хв кожен. Потім зрізи очищали в розчині CXA (1: 1: 1 хлороформ: ксилол: спирт) протягом 10 хв і встановлювали в DPX (Sigma-Aldrich) на гірки Superfrost Plus (Menzel-Glaser, Lomb Scientific, Австралія) та накладали кришку (Мензель-Глазер, Німеччина). Слайди залишали в темряві для висихання при кімнатній температурі протягом ночі.
Виділення нейронів і їх відстеження в межах ядер ядер
Корональні зрізи між брегмою + 2.8 та + 1.7 обстежували на предмет МСН в ядрі та оболонці NAc, використовуючи бічний шлуночок та передню комісію як орієнтири за допомогою атласу мозку щурів (Паксинос і Уотсон, 2007) (Малюнок 1). Контурну функцію в Neurolucida 7 (MBF Bioscience, VT, США) використовували для розмежування ядра NAc та оболонки NAc у кожному зрізі (рис. 2). Між 2 та 9 нейронами на область на тварину відстежували параметри дендритної довжини з використанням цілі 63x або для щільності хребта (повідомлялося як шипи на 100 мкм) з використанням об'єкта 100x на Zeiss Axioskop II (Carl Zeiss, Німеччина) з використанням автоматизованого хуг стадія, керована Нейролуцидою® Програмне забезпечення 7 (MBF Biosciences, VT, США). Усі трасування проводилися в осліпленому відношенні до лікування. Морфологічні параметри нейронів, просочених Гольджі-Кокс, аналізували способом, аналогічним попереднім повідомленням (Кленовський та ін., 2015).
Рисунок 1. Карта, що показує розташування середніх колючих нейронів, відібраних з ядра ядра ядра та оболонки щурів 4 та 12, що споживають сахарозу, та контрольованих за віком контролів. На двох верхніх панелях показано розташування нейронів, відібраних з ядра ядра і оболонки контрольного тижня 4 (трикутники) та сахарози (кола) тварин. Знизу на двох панелях показано положення нейронів, відібраних у контрольних тижнів 12 (трикутники) та сахарози (кола) тварин.
Статистичний аналіз
Середня і стандартна похибка середнього значення (SEM) були розраховані для кожного набору даних з твариною як n, використовуючи середні дані морфометрії з усіх MSN-ядер ядра або оболонки NAc (n = 7 для оболонки NAc і n = 6 для NAc ядра 4 тиждень, n = 9 для 12-тижневих груп). Де вказано, неспарені двохвості студентські t-тести або двосторонні ANOVA з післятестами Bonferroni були проведені для всіх аналізів, що включали порівняння групових засобів, використовуючи GraphPad Prism версії 6.02 (GraphPad Software, Сан-Дієго, Каліфорнія). Статистичне значення було прийнято в P <0.05. Усі дані в розділі результатів представлені як середні значення ± SEM. Зміни у відсотках обчислюються як відносно контрольного значення.
результати
Середні колючі нейрони з оболонки ядерних накопичень зменшили дендритну довжину, зменшили дендритну складність, але збільшили середню щільність хребта при віддалених відділеннях відділення після довготривалого, але не короткочасного споживання цукрози
Після короткочасного (4 тижнів) споживання сахарози не було виявлено суттєвих відмінностей у морфометричних параметрах MSN оболонки NAc (табл.) 1). Також не було виявлено суттєвих відмінностей між короткочасним споживанням сахарози та МСН оболонки, що контролюють воду NAc, в аналізах, пов'язаних з відцентровим відгалуженням. А саме, дендритні сегменти за порядком філії (P = 0.4111), середня дендритна довжина для порядку відгалуження (P = 0.5581) і середня щільність хребта за порядком гілки (P = 0.2977, двосторонні ANOVA) суттєво не відрізнялися між групами. Карта розташування, що показує приблизні положення вибіркових нейронів, показана на малюнку 1.
Таблиця 1. Загальні морфологічні параметри середніх колючих нейронів із оболонки ядра, що споживає короткотермінових щурів, що споживають сахарозу, та контролю за віком води.
Після тривалого (12 тижнів) споживання сахарози загальна дендритна альтанка MSN оболонки NAc зменшилась на 21% порівняно з контрольними витратами води (Вода: 1827 ± 148 мкм, n = 9; Сахароза 1449 ± 78 мкм, n = 9, *P = 0.0384, двосторонній неспарений студентський t-тест, малюнок 2, Табл 2). Порівняння середньої кількості дендритних біфуркацій (вузлів) та дендритних закінчень між групою води та сахарози виявило знижений (хоча й не значимий) рівень дендритної складності у МСН оболонки NAc (вузли: вода 12.9 ± 1.4 n = 9, сахароза 10.1 ± 0.8 n = 9, P = 0.0879; закінчення: Вода 17.9 ± 1.4 n = 9, сахароза 14.8 ± 0.7 n = 9, P = 0.0657, двосторонній неспарений студентський t-тест, табл 2). Зміни обсягу соми не було (P = 0.9400), середня довжина дендритного дерева (P = 0.1646) або загальна щільність хребта (P = 0.3662) у МСН оболонки NAc оболонок тривалих щурів, що споживають сахарозу, порівняно з контролем води. Ці морфометричні параметри детально описані в табл 2.
Рисунок 2. Зменшення довжини дендритної альтанки та збільшення дистальної дендритної щільності хребта середніх колючих нейронів (MSNs) з оболонки ядра ядер (NAc) довготривалих щурів, оброблених сахарозою, порівняно з контрольними щурами. (A, B) показують представлення контрольного (верхнього) та довготривалого (12 тиждень) сахарози (знизу), обробленого яскравим полем z-статичні мозаїки MSN-просочених Гольджі з оболонки NAc (збільшення 63x). Вкладення (A, B) показує контрольні та довготривалі зображення яскраво-польових цукрозових зображень, просочених Гольджі дендритами MSN та дендритними колючками з оболонки NAc (збільшення 100x). (С) показано анатомічні області, з яких були відібрані МСН у цьому дослідженні. (D) показує графік розсіяння зменшеної загальної дендритної альтанки MSN (середнє ± SEM) з оболонки NAc у тварин із довгостроковою сахарозою (квадрати) порівняно з контрольними (кола), неспареними студентами t-тест, *P <0.05, n = 9; контроль і n = 9; 12 тиждень сахароза. (Е) показує графік розсіяння незміненої середньої дендритної довжини дерева MSN (середнє ± SEM) з оболонки NAc у тварин із довгостроковою сахарозою (квадрати) порівняно з контролями (кола), неспареними студентами t-тест, P > 0.05, n = 9; контроль і n = 9; 12 тиждень сахароза. Аналіз галузевого порядку (середнє ± SEM) числа дендритного сегмента на порядок філії (F), середня дендритна довжина на порядок відділення (G) і дендритна щільність хребта за порядком гілки (Н). Тривале споживання сахарози зменшило дендритну довжину в дистальних відділах гілок (5 +) та збільшило дендритну щільність хребта при дистальних порядках гілок (4 +) порівняно з контролями (G, H), двосторонні ANOVA з Bonferroni післятестів, *P <0.05, **P <0.01, n = 9; контроль і n = 9; довгострокова сахароза. Шкала масштабу: (A, B) = 20 мкм; заповнення (A, B) = 10 мкм; (С) = 1 мм.
Таблиця 2. Загальні морфологічні параметри середніх колючих нейронів з оболонки ядра, що охоплює оболонку довготривалих сахарози, що споживають щурів, та контролю за віком води.
Слідкуючи за характеристикою загальної дендритної морфології довготривалих MSN-оболонок оболонки сахарози, ми проаналізували дендритні арборізації та щільність хребта з урахуванням їх характеристик порядку розгалуження. Наша комплексна оцінка дендритних дерев кількісно визначила кількість дендритних сегментів на порядок відгалужень, середню довжину дендритних сегментів на порядок гілок та середню щільність хребта на порядок гілок МКС оболонки NAc для контролю води та довготривалі пацюки сахарози. Зведення даних та аналіз галузевого замовлення представлено в табл 3.
Таблиця 3. Характеристика порядку розгалуження середніх колючих нейронів у довготривалих сахарози та щурів, які пили воду.Середнє число сегмента дендритної гілки на порядок відгалуження MSN оболонки NAc значно зменшилось у довготривалих щурів, що споживають сахарозу, порівняно з контролем води (**P = 0.0015, двостороння ANOVA). Після тестів Bonferroni виявлено тенденцію до зменшення кількості сегментів гілок на 4th (Вода: 5.2 ± 0.9, n = 9; Сахароза 3.3 ± 0.8, n = 9, P = 0.0675, мал 2F, Табл 3), і 5-й порядок і вище замовлення філій (Вода: 3.3 ± 0.7, n = 9; Сахароза 1.2 ± 0.3, n = 9, P = 0.0566, мал 2F, Табл 3). Середня довжина сегмента дендриту на порядок гілок MSN оболонки NAc також була значно зменшена у довготривалих щурів, що споживають сахарозу, порівняно з контролем води (*P = 0.0444, двостороння ANOVA). Після тестів Bonferroni показали зменшення 55% на гілках 5th порядку і далі (Вода: 53.9 ± 7.2 мкм, n = 9; Сахароза 24.1 ± 7.5 мкм, n = 9, **P = 0.0038, мал 2G, Табл 3).
Аналіз галузевого порядку показав значне збільшення щільності дендритної хребта МСН оболонки NAc оболонок довготривалих споживачів сахарози у порівнянні з контролями (*P = 0.0124, двостороння ANOVA). Після тестів Bonferroni показали збільшення щільності хребта на 57% у віддалених гілках 4-го порядку і далі (Вода: 33.4 ± 4.2, n = 9; Сахароза 52.5 ± 6.8, n = 9, P = 0.0271 *, вставка цифр 2A, B, H, Табл 3). Представницькі зображення загальної архітектури MSN та щільності (вставки) дистальних відділів хребта зображені на малюнках 2A, B.
У сукупності ці результати свідчать про те, що короткочасне споживання сахарози мало впливає на морфологічні параметри МСН в оболонці NAc. Однак після тривалого споживання спостерігається значне зменшення довжини та складності нейронної альтанки, особливо у дистальних дендритних гілках. Супутнє збільшення щільності дистального відділу хребта також очевидно в МСН оболонки NAc оболонок довготривалих споживачів сахарози.
Середні колючі нейрони з ядра накопичувачів ядра зменшують складність розгалуження після тривалого, але не короткочасного споживання цукрози
Після короткочасного споживання сахарози не було виявлено суттєвих відмінностей у морфометричних параметрах основного МСН ядра NAc (табл 4). Також не було виявлено суттєвих відмінностей між споживанням сахарози на 4-тижні та основними МСН, що контролюють воду, в аналізах, що стосуються порядку відцентрових відгалужень. А саме, дендритні сегменти за порядком філії (P = 0.7717), середня дендритна довжина для порядку відгалуження (P = 0.2096) і середня щільність хребта за порядком гілки (P = 0.3521, двосторонні ANOVA) не відрізнялися між групами.
Таблиця 4. Загальні морфологічні параметри середніх колючих нейронів з ядра, що містять ядро короткотермінових щурів, що споживають сахарозу, та контролю за рівнем води..Тривале споживання сахарози також не мало значущих морфометричних параметрів основної MSN NAc (табл 5). Середнє число сегмента дендритної гілки на порядок відгалуження основних лічильників NAc було значно зменшено у довготривалих щурів, що споживають сахарозу, порівняно з контролем води (*P = 0.0416, двостороння ANOVA), проте не було суттєвих відмінностей середньої дендритної довжини для порядку відгалуження (P = 0.0995) і середня щільність хребта за порядком гілки (P = 0.4888, двостороння ANOVA) між MSN в ядрі NAc довготривалих споживачів сахарози щурів порівняно з контролем води. У сукупності наші дані показують, що ядро NAc не настільки реагує на тривале споживання сахарози порівняно з MSN з області оболонки NAc.
Таблиця 5. Загальні морфологічні параметри середніх колючих нейронів з ядра, що містять ядро довготривалих сахарози, що споживають щурів, та контролю за рівнем води.Обговорення
Збільшення доступності сильно підсолодженої їжі в західному раціоні не тільки сприяло збільшенню поширеності та економічному тягаря ожиріння та діабету II типу, а також призвело до виникнення порушень харчової їжі, таких як поїдання (Swanson et al., 2011; Kessler et al., 2013; Davis, 2015). Хоча адиктивні властивості цукрів, включаючи фруктозу та сахарозу, залишаються спекулятивними, є надзвичайна схожість у поведінкових та нейронних корелятах, які проявляються внаслідок надмірного вживання їжі та тривалого вживання наркотиків (Avena et al., 2008, 2011). Крім того, цукор активує схему винагороди мозку таким чином, як подібні до зловживання наркотиками (Volkow et al., 2012), а результати людських досліджень свідчать про те, що цукор і солодкість можуть викликати тягу, порівнянну за величиною з тією, яку викликають наркотичні речовини, такі як алкоголь та нікотин (Volkow et al., 2012). Тому ми використовували модель споживання цукрової сахарози у щурів для визначення ефектів коротко- (4 тижнів) та довгострокових (12 тижнів) сахарози на морфологію нейронів МСН в NAc, що є ключовим компонентом перекриваючої схеми нагород що модулюється цукром і наркотичними засобами. Ми показуємо, що MSN з оболонки NAc хронічних довготривалих споживали сахарозу щурів значно зменшили дендритну довжину та складність, але збільшили дистальну дендритну щільність хребта. Тривале споживання сахарози не впливало на морфологію MSN з ядра NAc, тоді як короткочасне споживання сахарози також не мало суттєвого впливу на морфологію MSN з ядра або оболонки NAc. Ці результати не лише демонструють прямий вплив тривалого споживання сахарози на запої на морфологію нейронів МСН оболонки NAc, але вони також підкреслюють потенційно шкідливі наслідки тривалого споживання дієт з високим вмістом цукру.
NAc, що входить до складу вентральної смуги, складається, головним чином, з МСН, які морфологічно характеризуються як нейрони середнього розміру з великими дендритними арборізаціями та високою щільністю хребта (Кемп і Пауелл, 1971; Гравленд і Діфілья, 1985; Rafols та ін., 1989; Kawaguchi та ін., 1990). Глутаматергічні та дофамінергічні нейрони є двома первинними аферентними входами до NAc, в основному контактуючи з дендритними валами та шипами МСН (Гаї, 1980; Кая і Намба, 1981; Groves та ін., 1994). Зокрема, оболонка та серцевина NAc отримують глютаматергічний вхід з функціонально різних коркових ділянок (Brog et al., 1993). Оболонка NAc також іннервується збудливими аферентами з підкіркових областей, таких як гіпокамп, таламус і базолатеральна мигдалина (Brog et al., 1993; Райт і Гроенвеген, 1995). Попередні дослідження продемонстрували, що ці глютаматергічні засоби відіграють ключову роль у мотивації та цілеспрямованій поведінці, таких як їжа та пошук винагород (Maldonado-Irizarry et al., 1995; Келлі і Свенсон, 1997; Рейнольдс і Берридж, 2003; Річард і Беррідж, 2011). Інший переважаючий внесок у МСС NAc відбувається від дофамінергічних аферентів, які проектуються з вентральної тегментальної області (Ліндваль і Бьорклунд, 1978; Венінг та ін., 1980; Kalivas and Miller, 1984). Цікаво, що попередні дослідження з використанням подібних моделей переривчастого доступу до цукру показали, що отримане внаслідок споживання напої призводить до збільшення позаклітинного дофаміну в NAc аналогічно (хоча і в меншій мірі) з наркотиками, що зловживають (Rada et al., 2005; Avena et al., 2006) і може модулювати експресію рецепторів дофаміну (Colantuoni et al., 2001, 2002) в ядрі і оболонці NAc. Цікаво, що споживання сахарози, що нагадує запої, спричиняє ескалацію споживання в часі аналогічно самоприйняттю наркотиків, таких як кокаїн та героїn (Ахмед і Кооб, 1998; Ahmed et al., 2000, 2003), що пов'язано з розвитком стану "звикання як".
Наш аналіз морфометрії гілкового замовлення показує, що загальне зменшення дендритної довжини МСН оболонки NAc, спричинене тривалим надходженням сахарози, є наслідком насамперед зниження складності дистальних порядків гілок. Ми спостерігали зменшене дистальне розгалуження (4th і 5th порядку і вище порядків гілок) і значно скорочували середню довжину при 5th порядку і вище дендритів, у поєднанні зі збільшенням щільності хребта при цих порядках гілок. Загальний фактор, який може впливати на цей тип дендритної реструктуризації, включає зміни в синаптичній підключеності та / або функції (Russo et al., 2010). Попередні дослідження показали, що глутаматергічні синапси на МСН утворюються в основному на шипах, особливо при дистальних дендритах (Groenewegen et al., 1999). Додатково ко-локалізація дофамінових та глутаматергічних входів з префронтальної кори (Sesack і Pickel, 1992), гіпокамп (Totterdell and Smith, 1989; Sesack і Pickel, 1990), і мигдалина (Johnson et al., 1994) спостерігалися на дендритних колючках МСН. Ці спостереження в поєднанні зі збільшенням щільності хребта після тривалого споживання сахарози, що спостерігається в нашому дослідженні, підтримують формування підвищених збудливих входів. Отже, існує така можливість, коли стійкі ефекти, спричинені тривалим прийомом сахарози, подібної до запою, можуть сприяти підвищенню збудливої синаптичної активності при дистальних дендритах МСН в оболонці NAc. Отже, зменшення та / або втягування дистальних дендритів може призвести через синаптичний гомеостатичний механізм (Reissner і Kalivas, 2010), однак це ще належить визначити.
Цікаво зауважити, що Crombag та його колеги показали, що не спостерігалося збільшення щільності хребта в оболонці NAc після споживання сахарози на 4-тижні через парадигму самоуправління носом-тріском, незважаючи на більш надійне придбання та більш високу швидкість реакції на сахарозу в порівнянні з амфетаміном (Crombag та ін., 2005). Їх спостереження за відсутністю зміни щільності хребта на 4 тижні відображає наші результати. На відміну від цього, наше дослідження показує, що після тривалого (12 тиждень) впливу хронічного споживання сахарози спостерігається значне збільшення щільності дистального відділу хребта на МСН щурів, які зазнали сахарози. Крім того, наша лабораторія раніше показала, що тривале споживання цукрози (12 тиждень) сприяє диференційованій фармакологічній відповіді на фармакотерапевтичні засоби, які, як показано, модулюють відповіді на дофамін та ацетилхолін на рівні NAc (Shariff та ін., У пресі). У сукупності це говорить про те, що тривале опромінення сахарози, яке більш точно відображає реальні сценарії, призводить до адаптації морфології на рівні NAc.
Що стосується зловживання наркотиками, то повторне потрапляння до різних лікарських засобів призводить до тривалих змін у структурі дендритів та дендритних шипів. Наприклад, амфетаміни та кокаїн збільшують щільність хребта в NAc як в оболонці, так і в ядрі (Робінсон і Колб, 2004). Також показано, що вплив нікотину збільшує щільність хребта в оболонці NAc. І навпаки, вплив морфіну призводить до зниження щільності хребта та складності дендритної гілки (Робінсон і Колб, 2004). Що стосується тривалого споживання сахарози, ми спостерігали збільшення щільності хребта, подібне до амфетаміну, кокаїну та нікотину і протилежне ефекту морфіну. Однак, на відміну від амфетаміну та кокаїну, але схожих на нікотин, збільшення щільності хребта при тривалому впливі на сахарозу обмежується оболонкою NAc. Цікаво також те, що зміни обох дендритних розгалужень (Робінсон і Колб, 1999) і щільність хребта (Li et al., 2003), вироблений амфетаміном або кокаїном, обмежений дистальними дендритами МСН в NAc, що відображає результати наших досліджень. Крім того, і, як підтверджують зміни, описані вище, споживання сахарози також раніше було показано, що посилює збуджуючу синаптичну силу на акумуляційні дофамінові нейрони (Stuber et al., 2008b), а також інші компоненти шляху мезолімбічного винагороди (Stuber et al., 2008a; Chen et al., 2010). У сукупності це представляє сахарозу як потужний модулятор морфології нейронів після тривалого важкого вживання, що схоже на ефекти, виявлені від зловживання наркотиками.
Незважаючи на необхідність подальших досліджень, щоб виявити клітинні та синаптичні механізми, що сприяють морфологічним змінам, виявленим у цьому дослідженні, наші результати демонструють значні нейронні ефекти, спричинені довготривалим споживанням сахарози. Зокрема, в нашому дослідженні не розглядається питання про те, чи можна спостерігати морфологічні ефекти сахарози некалорійними підсолоджувачами, такими як сахарин. У зв'язку з цим важливо зазначити, що Ленуар та його колеги показали, що інтенсивна солодкість перевершує кокаїнову винагороду, будь то сахарин або сахароза (Lenoir et al., 2007). Крім того, нещодавнє дослідження, опубліковане нашою лабораторією (Shariff та ін., У пресі) демонструє, що вареніклін, частковий агоніст нікотинового рецептора ацетилхоліну, знижував споживання сахарози та сахарину у гризунів після того ж режиму тривалого переривчастого доступу, який застосовувався в цьому дослідженні. Цікаво, що попередні дослідження показали подібність гострого впливу некалорійних підсолоджувачів, таких як сахарин та сахароза на рівні NAc (Scheggi et al., 2013; Tukey та ін., 2013; Кареллі та Захід, 2014). Однак необхідні подальші дослідження, щоб визначити, чи некалорійні підсолоджувачі можуть викликати довгострокові ефекти, подібні до змін морфології МСН оболонки NAc, викликаних тривалим споживанням сахарози.
Відсутність впливу на морфологію NAc MSN після короткочасного споживання сахарози підкреслює важливість впровадження тривалих досліджень для оцінки впливу тривалого зловживання наркотиками або природних винагород, як сахароза. З точки зору залежності - це не тільки повторні цикли прийому запою та ключових компонентів циклу залежності, що зростає, свідчить про те, що перехід до залежності - це прогресивний процес, який часто відбувається протягом тривалого періоду часу. Хоча звикаючі властивості цукрів залишаються невизначеними, правдоподібність звикання до інших немедикаментозних нагород, таких як секс, азартні ігри та їжа, все частіше досліджується. Результати цього дослідження додають заслугу гіпотезі про те, що цукру, такі як сахароза, можуть мати звикання до властивостей після тривалого споживання, що нагадує запої. Наші результати також впливають на зростання кількості дітей та підлітків, які підтримують нездорові харчові звички (велике споживання цукру та поїдання) у дорослому віці. Відповідно до підвищеного ризику розвитку метаболічних ефектів також можливо, що неврологічні та психіатричні наслідки, що впливають на настрій та мотивацію, також можуть бути наслідком цієї поведінки.
Внески автора
Брав участь у розробці досліджень: PK, SB. Проведені експерименти: ПК, MS, AB, MF, EM. Аналіз даних: ПК, МФ, МС. Інтерпретували дані та сприяли написанню рукопису: ПК, МС, МФ, ЕМ, МБ, СБ. Усі автори прочитали та затвердили остаточний рукопис для подання.
Заява про конфлікт інтересів
Автори заявляють, що дослідження проводилося за відсутності будь-яких комерційних або фінансових відносин, які могли б бути витлумачені як потенційний конфлікт інтересів.
Рецензенти SC, SA та редактор поводження з декларацією заявили про свою спільну приналежність, а редактор, що звертається, заявляє, що процес все-таки відповідав стандартам справедливого та об'єктивного огляду.
Подяки
Ця робота була підтримана фінансуванням грантів від Австралійської дослідницької ради (FT1110884) для SB та Національної ради з питань охорони здоров’я та медичних досліджень (1061979) для SB та MB.
Додатковий матеріал
Додатковий матеріал для цієї статті можна знайти в Інтернеті за адресою: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnbeh.2016.00054
Додаткова фігура 1. Споживання цукрози та перевагу щурів, які споживають сахарозу 4 та 12 тиждень. (A, B) демонструють ескалацію загального споживання сахарози (мл) протягом експозиції 4 та 12 тижнів. (C, D) виявляють високу перевагу сахарози над водою в періоди сахарози.
посилання
Ahmed, SH та Koob, GF (1998). Перехід від помірного до надмірного прийому наркотиків: зміна встановленої гедонічної точки. наука 282, 298 – 300. doi: 10.1126 / science.282.5387.298
Ahmed, SH, Lin, D., Koob, GF та Parsons, LH (2003). Ескалація самостійного введення кокаїну не залежить від зміненого ядра кокаїну, що знижує рівень дофаміну. J. Neurochem. 86, 102 – 113. doi: 10.1046 / j.1471-4159.2003.01833.x
Ahmed, SH, Walker, JR та Koob, GF (2000). Стійке зростання мотивації приймати героїн у щурів з історією ескалації наркотиків. Нейропсіхофармакологіі 22, 413–421. doi: 10.1016/S0893-133X(99)00133-5
Арсланян, С. (2002). Діабет типу 2 у дітей: клінічні аспекти та фактори ризику. Горм Рез 57 (Доп. 1), 19 – 28. doi: 10.1159 / 000053308
Avena, NM, Bocarsly, ME, Hoebel, BG та Gold, MS (2011). Перекриття нозології наркоманії та переїдання: трансляційні наслідки "харчової залежності". Curr. Зловживання наркотиками Rev. 4, 133 – 139. doi: 10.2174 / 1874473711104030133
Avena, NM, Rada, P., і Hoebel, BG (2008). Докази залежності цукру: поведінкові та нейрохімічні ефекти переривчастого, надмірного споживання цукру. Неврологія. БіоБехав. Rev. 32, 20 – 39. doi: 10.1016 / j.neubiorev.2007.04.019
Avena, NM, Rada, P., Moise, N., and Hoebel, BG (2006). Шахрайне прикормлене годування за розкладом запою багаторазово вивільняє дофамін і виключає реакцію ситості на ацетилхолін. Неврологія 139, 813 – 820. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2005.12.037
Benton, D. (2010). Вірогідність цукрової залежності та її роль у ожирінні та порушеннях харчування. Clin. Nutr. 29, 288 – 303. doi: 10.1016 / j.clnu.2009.12.001
Брей, Джорджія та Попкін, BM (2014). Дієтичний цукор та маса тіла: чи досягли ми кризи в епідемії ожиріння та діабету?: Здоров’я прокляте! Висипаємо цукор. Diabetes Care 37, 950 – 956. doi: 10.2337 / dc13-2085
Brog, JS, Salyapongse, A., Deutch, AY та Zahm, DS (1993). Закономірності аферентної іннервації ядра та оболонки у «акамбічній» частині вентральної смуги щура: імуногістохімічне виявлення ретроградно транспортуваного фтор-золота. J. Comp. Neurol. 338, 255 – 278. doi: 10.1002 / cne.903380209
Bucher Della Torre, S., Keller, A., Laure Depeyre, J., and Kruseman, M. (2015). Цукрові напої та ризик ожиріння у дітей та підлітків: систематичний аналіз того, як методологічна якість може впливати на висновки. J. Acad. Nutr. Дієта. [Epub до друку]. doi: 10.1016 / j.jand.2015.05.020
Carelli, RM та West, EA (2014). Коли гарний смак стає поганим: нейронні механізми, що лежать в основі виникнення негативного афекту, і пов'язана з цим природна девальвація винагороди кокаїном. Нейрофармакологія 76 (Pt B), 360 – 369. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2013.04.025
Chen, BT, Hopf, FW, and Bonci, A. (2010). Синаптична пластичність в мезолімбічній системі: терапевтичні наслідки для наркоманії. Ann. NY Acad. Sci. 1187, 129 – 139. doi: 10.1111 / j.1749-6632.2009.05154.x
Colantuoni, C., Rada, P., McCarthy, J., Patten, C., Avena, NM, Chadeayne, A. та ін. (2002). Докази того, що переривчасте надмірне споживання цукру викликає ендогенну опіоїдну залежність. Оби. Res. 10, 478 – 488. doi: 10.1038 / oby.2002.66
Colantuoni, C., Schwenker, J., McCarthy, J., Rada, P., Ladenheim, B., Cadet, JL та ін. (2001). Надмірне споживання цукру змінює зв'язування з дофаміновими та му-опіоїдними рецепторами в мозку. Neuroreport 12, 3549–3552. doi: 10.1097/00001756-200111160-00035
Crombag, HS, Gorny, G., Li, Y., Kolb, B., and Robinson, TE (2005). Протилежний вплив досвіду самостійного введення амфетаміну на дендритні колючки в медіальній та орбітальній префронтальній корі. Cereb. Cortex 15, 341 – 348. doi: 10.1093 / cercor / bhh136
Dabelea, D., Mayer-Davis, EJ, Saydah, S., Imperatore, G., Linder, B., Divers, J., et al. (2014). Поширеність діабету типу 1 та типу 2 серед дітей та підлітків від 2001 до 2009. JAMA 311, 1778 – 1786. doi: 10.1001 / jama.2014.3201
Девіс, C. (2015). Епідеміологія та генетика розладу їжі (BED). CNS Spectr. 20, 522 – 529. doi: 10.1017 / s1092852915000462
Ford, ES та Dietz, WH (2013). Тенденції споживання енергії серед дорослих у США: результати NHANES. Am. J. Clin. Nutr. 97, 848 – 853. doi: 10.3945 / ajcn.112.052662
Fryar, CD, Carroll, MD та Ogden, CL (2014). Поширеність зайвої ваги, ожиріння та екстремального ожиріння серед дорослих: США, 1960 – 1962 через 2011 – 2012. Атланта, штат Каліфорнія: CDC.
Graveland, GA та DiFiglia, M. (1985). Частота і розповсюдження нейронів середнього розміру з відрізаними ядрами в неостриату приматів і гризунів. Мозок Рес. 327, 307–311. doi: 10.1016/0006-8993(85)91524-0
Groenewegen, HJ, Wright, CI, Beijer, AV і Voorn, P. (1999). Конвергенція та сегрегація вентральних смугастих входів та виходів. Ann. NY Acad. Sci. 877, 49–63. doi: 10.1111/j.1749-6632.1999.tb09260.x
Groves, PM (1980). Синаптичні закінчення та їх постсинаптичні цілі в неостриатумі: синаптичні спеціалізації, виявлені з аналізу серійних розділів. Проц. Нат. Акад. Наука США 77, 6926 – 6929. doi: 10.1073 / pnas.77.11.6926
Groves, PM, Linder, JC, and Young, SJ (1994). Допамінергічні аксони, позначені 5-гідроксидопаміном: тривимірна реконструкція аксонів, синапсів та постсинаптичних мішеней у неостриатумі щурів. Неврологія 58, 593–604. doi: 10.1016/0306-4522(94)90084-1
Ху, ФБ (2013). Вирішено: є достатньо наукових доказів, що зменшення споживання цукрових підсолоджених напоїв зменшить поширеність захворювань на ожиріння та ожиріння. Obes. Rev. 14, 606 – 619. doi: 10.1111 / obr.12040
Johnson, LR, Aylward, RL, Hussain, Z., and Totterdell, S. (1994). Вхід з мигдалини в ядро щурів: його зв'язок з імунореактивністю тирозин гідроксилази та виявленими нейронами. Неврологія 61, 851–865. doi: 10.1016/0306-4522(94)90408-1
Кая, Х. та Намба, М. (1981). Два типи дофамінергічних нервових терміналів у щурячого неостриатума. Ультраструктурне дослідження. Neurosci. Lett. 25, 251–256. doi: 10.1016/0304-3940(81)90400-6
Kalivas, PW та Miller, JS (1984). Нейротензинові нейрони в вентральній тегментальній зоні виступають на медіальне ядро. Мозок Рес. 300, 157–160. doi: 10.1016/0006-8993(84)91351-9
Kawaguchi, Y., Wilson, CJ та Emson, ПК (1990). Підтипи проекції щурячих неостриатальних матричних клітин, виявлені внутрішньоклітинною ін'єкцією біоцитину. J. Neurosci. 10, 3421-3438.
Kelley, AE та Swanson, CJ (1997). Харчування, індуковане блокадою AMPA та каїнатних рецепторів у вентральній смузі: дослідження мікроінфузійного картографування. Бехав Мозок Рес. 89, 107–113. doi: 10.1016/S0166-4328(97)00054-5
Kemp, JM та Powell, TP (1971). Синаптична організація хвостатого ядра. Філос. Транс. R. Soc. Лонд. B Biol. Sci. 262, 403 – 412. doi: 10.1098 / rstb.1971.0103
Кенні, PJ (2011). Механізми винагороди при ожирінні: нові уявлення та майбутні напрямки. Нейрон 69, 664 – 679. doi: 10.1016 / j.neuron.2011.02.016
Кесслер, Р.К., Берглунд, Пенсільванія, Чіу, WT, Дейц, АС, Хадсон, Дж. І., Шахлі, В. та ін. (2013). Поширеність та кореляти розладів харчових розладів у Всесвітній обстеженні психічного здоров'я Всесвітньої організації охорони здоров'я. Biol. Психіатрія 73, 904 – 914. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.020
Klenowski, PM, Fogarty, MJ, Belmer, A., Noakes, PG, Bellingham, MC та Bartlett, SE (2015). Структурна та функціональна характеристика дендритних альтанок та синаптичних входів GABAergic на інтернейрони та основні клітини базолатеральної мигдалини щурів. J. Neurophysiol. 114, 942 – 957. doi: 10.1152 / jn.00824.2014
Ленуар, М., Серре, Ф., Кантін, Л. та Ахмед, Ш. (2007). Інтенсивна солодкість перевершує нагороду кокаїну. PLoS ONE 2: e698. doi: 10.1371 / journal.pone.0000698
Лі, Ю., Колб, Б. та Робінсон, Техас (2003). Розташування стійких амфетамінових змін щільності дендритних колючок на середніх колючих нейронах у ядрах акаунтів та хвостатих-путаменів. Нейропсіхофармакологіі 28, 1082 – 1085. doi: 10.1038 / sj.npp.1300115
Ліндваль, О. та Бьерклунд, А. (1978). Анатомія дофамінергічних нейронних систем у мозку щурів. Adv. Biochem. Психофармакол. 19, 1-23.
Lutter, M., і Nestler, EJ (2009). Гомеостатичні і гедонічні сигнали взаємодіють у регуляції споживання їжі. J. Nutr. 139, 629 – 632. doi: 10.3945 / jn.108.097618
Мальдонадо-Ірізарі, CS, Суонсон, CJ та Келлі, AE (1995). Рецептори глутамату в ядрі включають оболонку, контролюючи поведінку живлення через бічний гіпоталамус. J. Neurosci. 15, 6779-6788.
Malik, VS, Popkin, BM, Bray, GA, Després, JP, Hu, FB (2010). Підсолоджені цукром напої, ожиріння, цукровий діабет типу 2 та ризик серцево-судинних захворювань. Звернення 121, 1356 – 1364. doi: 10.1161 / CIRCULATIONAHA.109.876185
Ng, SW, Slining, MM і Popkin, BM (2012). Використання калорійних і некалорійних підсолоджувачів в споживчих продуктах США, 2005-2009. J. Acad. Nutr. Дієта. 112, 1828 – 1834 e1821 – e1826. doi: 10.1016 / j.jand.2012.07.009
Nielsen, SJ, Siega-Riz, AM і Popkin, BM (2002). Тенденції споживання енергії в США між 1977 та 1996: подібні зрушення спостерігаються у вікових групах. Оби. Res. 10, 370 – 378. doi: 10.1038 / oby.2002.51
Paxinos, G., і Watson, C. (2007). Мозок щура в стереотаксичних координатах. Амстердам; Бостон, Массачусетс: Академічна преса / Ельзев'є.
Попкін, Б.М. (2010). Що не так із підходом США до ожиріння? Віртуальний наставник 12, 316–320. doi: 10.1001/virtualmentor.2010.12.4.pfor2-1004
Rada, P., Avena, NM та Hoebel, BG (2005). Щоденне запоїння цукром неодноразово вивільняє дофамін в оболонці акаунтів. Неврологія 134, 737 – 744. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2005.04.043
Rafols, JA, Cheng, HW та McNeill, TH (1989). Дослідження Гольджі на миші стриатум: вікові дендритні зміни в різних популяціях нейронів. J. Comp. Neurol. 279, 212 – 227. doi: 10.1002 / cne.902790205
Ranjan, A. та Mallick, BN (2010). Модифікований метод послідовного та надійного фарбування Гольджі-Кокса за значно скорочений час. Передня. Нейрол. 1: 157. doi: 10.3389 / fneur.2010.00157
Рейнхер, Т. (2013). Цукровий діабет типу 2 у дітей та підлітків. Світ Дж. Діабет 4, 270 – 281. doi: 10.4239 / wjd.v4.i6.270
Reissner, KJ та Kalivas, PW (2010). Використання гомеостазу глутамату в якості мішені для лікування адиктивних розладів. Behav. Pharmacol. 21, 514–522. doi: 10.1097/FBP.0b013e32833d41b2
Рейнольдс, СМ та Берридж, КК (2003). Глутаматні мотиваційні ансамблі в нуклеусних ядрах: градієнти рострокаудальної оболонки страху та годування. Євро. J. Neurosci. 17, 2187 – 2200. doi: 10.1046 / j.1460-9568.2003.02642.x
Річард, Дж. М. та Беррідж, КК (2011). Nucleus accunens дофамін / глутамат взаємодія перемикає режими, щоб генерувати бажання проти страху: D (1) тільки для апетитного їжі, але D (1) і D (2) разом для страху. J. Neurosci. 31, 12866 – 12879. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1339-11.2011
Робінсон, Техас і Колб, Б. (1999). Зміни в морфології дендритів і дендритних шипів в ядрах і передфронтальній корі після повторного лікування амфетаміном або кокаїном. Євро. J. Neurosci. 11, 1598 – 1604. doi: 10.1046 / j.1460-9568.1999.00576.x
Робінсон, Техас і Колб, Б. (2004). Структурна пластичність, пов’язана із впливом наркотиків зловживань. Нейрофармакологія 47 (Доп. 1), 33 – 46. doi: 10.1016 / j.neuropharm.2004.06.025
Russo, SJ, Dietz, DM, Dumitriu, D., Morrison, JH, Malenka, RC та Nestler, EJ (2010). Синапс залежних: механізми синаптичної та структурної пластичності в ядрах ядер. Тенденції неврозу. 33, 267 – 276. doi: 10.1016 / j.tins.2010.02.002
Rutledge, LT, Duncan, J. та Beatty, N. (1969). Дослідження колатералей аксона пірамідних клітин у недоторканій та частково ізольованій корі головного мозку дорослої людини. Мозок Рес. 16, 15–22. doi: 10.1016/0006-8993(69)90082-1
Saper, CB, Chou, TC і Elmquist, JK (2002). Необхідність харчування: гомеостатичний і гедонический контроль харчування. Нейрон 36, 199–211. doi: 10.1016/S0896-6273(02)00969-8
Scheggi, S., Secci, ME, Marchese, G., De Montis, MG та Gambarana, C. (2013). Вплив смакових якостей на мотивацію працювати на калорійну та некалорійну їжу у щурів, позбавлених їжі та позбавлених їжі. Неврологія 236, 320 – 331. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2013.01.027
Sesack, SR та Pickel, VM (1990). У медіальному ядрі щурів акумбени гіппокампа і катехоламінергічні термінали сходяться на колючих нейронах і розташовуються один до одного. Мозок Рес. 527, 266–279. doi: 10.1016/0006-8993(90)91146-8
Sesack, SR та Pickel, VM (1992). Префронтальні кортикальні еференти в синапсі щурів на мічених неврональних мішечках катехоламінових терміналів в ядрі охоплюють септи і дофамінові нейрони в вентральній тегментальній області. J. Comp. Neurol. 320, 145 – 160. doi: 10.1002 / cne.903200202
Shariff, M., Quik, M., Holgate, JY, Morgan, M., Patkar, OL, Tam, V. та ін. (в пресі). Нейрональні нікотинові модулятори ацетилхолінових рецепторів зменшують споживання цукру. PLoS ONE.
Шихан, Д. В. та Герман, BK (2015). Психологічні та медичні фактори, пов’язані з нелікованим розладом їжі. Прим. Догляд за компаньйоном CNS Disord. 17. doi: 10.4088 / PCC.14r01732
Simms, JA, Steensland, P., Medina, B., Abernathy, KE, Chandler, LJ, Wise, R. та ін. (2008). Переривчастий доступ до етанолу 20% викликає велике споживання етанолу у щурів Лонг-Еванса та Вістар. Алкоголь. Clin. Exp. Res. 32, 1816 – 1823. doi: 10.1111 / j.1530-0277.2008.00753.x
Steensland, P., Simms, JA, Holgate, J., Richards, JK, і Bartlett, SE (2007). Вареніклін, частковий агоніст нікотинового рецептора ацетилхолінового рецептора alpha4beta2, вибірково зменшує споживання етанолу та його пошук. Проц. Нат. Акад. Наука США 104, 12518 – 12523. doi: 10.1073 / pnas.0705368104
Stuber, GD, Hopf, FW, Hahn, J., Cho, SL, Guillory, A. і Bonci, A. (2008a). Добровільне споживання етанолу підсилює збудливу синаптичну силу у вентральній тегментальній області. Алкоголь. Clin. Exp. Res. 32, 1714 – 1720. doi: 10.1111 / j.1530-0277.2008.00749.x
Stuber, GD, Klanker, M., de Ridder, B., Bowers, MS, Joosten, RN, Feenstra, MG та ін. (2008b). Підказки, що передбачають нагороду, посилюють збудливу синаптичну силу на нейрони середнього мозку дофаміну. наука 321, 1690 – 1692. doi: 10.1126 / science.1160873
Swanson, SA, Crow, SJ, Le Grange, D., Swendsen, J., and Merikangas, KR (2011). Поширеність і кореляти порушень харчування у підлітків. Результати національного доповнення для реплікації реплікації підлітків. Арка. Психіатрія 68, 714 – 723. doi: 10.1001 / archgenpsychiatry.2011.22
Te Morenga, L., Mallard, S., and Mann, J. (2013). Дієтичні цукри та маса тіла: систематичний огляд та мета-аналіз рандомізованих контрольованих досліджень та когортних досліджень. BMJ 346: e7492. doi: 10.1136 / bmj.e7492
Totterdell, S. та Smith, AD (1989). Конвергенція гіпокампа і дофамінергічного введення на виявлені нейрони в ядрах щурів. Дж. Хім. Нейроанат. 2, 285-298.
Тукі, DS, Феррейра, JM, Антуан, SO, D'Amour, JA, Нінан, I., Cabeza де Вака, S., та ін (2013). Прийом сахарози спричиняє швидкий обіг рецепторів AMPA. J. Neurosci. 33, 6123 – 6132. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.4806-12.2013
Veening, JG, Cornelissen, FM і Lieven, PA (1980). Актуальна організація аферентів до каудопутаменів щурів. Дослідження пероксидази хрону. Неврологія 5, 1253–1268. doi: 10.1016/0306-4522(80)90198-0
Вентура, Т., Сантандер, Дж., Торрес, Р. та Контрерас, AM (2014). Нейробіологічна основа тяги до вуглеводів. харчування 30, 252 – 256. doi: 10.1016 / j.nut.2013.06.010
Volkow, ND, Wang, GJ, Fowler, JS, Tomasi, D., and Baler, R. (2012). Нагорода за їжу та наркотики: перекриття ланцюгів у ожирінні та залежності людини. Curr. Угору. Behav. Neurosci. 11, 1–24. doi: 10.1007/7854_2011_169
Мудрий, RA (1973). Добровільне споживання етанолу у щурів після впливу етанолу за різними схемами. Психофармакологія 29, 203 – 210. doi: 10.1007 / BF00414034
Райт, CI та Groenewegen, HJ (1995). Закономірності конвергенції та сегрегації в середовищі медіального ядра щура: зв’язки префронтального коркового, середнього таламічного та базального амігдалоїдних аферентів. J. Comp. Neurol. 361, 383 – 403. doi: 10.1002 / cne.903610304
Ключові слова: споживання, подібне до запою, довготривалий, середній колючий нейрон, ядерне місце, сахароза
Цитування: Кленовський П.М., Шаріф М.Р., Белмер А, Фогарті, Дж. Му, EWH, Беллінгем МС та Бартлетт SE (2016) Тривале споживання цукрози в заподіюванні, змінює морфологію середніх колючих нейронів у оболонці нуклеуса. Фронт. Behav. Neurosci. 10: 54. doi: 10.3389 / fnbeh.2016.00054
Отримано: 03 грудень 2015; Прийнято: 07 березень 2016;
Опубліковано: 23 Березень 2016.
Редаговано:
Джогер Нора Абросійська, Інститут нейронних наук Бордо, Франція
Відгук:
Серж Х. Ахмед, Національний центр наукових досліджень, Франція
Stéphanie Caille, Національний центр наукових досліджень, Франція
Copyright © 2016 Klenowski, Shariff, Belmer, Fogarty, Mu, Bellingham та Bartlett. Ця стаття з відкритим доступом розповсюджується за умовами Ліцензія на використання Creative Commons (CC BY). Використання, розповсюдження або відтворення на інших форумах дозволяється за умови зарахування оригінального автора (авторів) або ліцензіара, а також цитування оригінальної публікації в цьому журналі відповідно до прийнятої академічної практики. Не дозволяється використання, розповсюдження або відтворення, які не відповідають цим умовам.
* Листування: Селена Е. Бартлетт, [захищено електронною поштою]
;