Біол Психіатрія. Авторський рукопис; доступний у PMC 2014 Jan 8.
Біол Психіатрія. 2013 травня 1; 73 (9): 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027.
Опубліковано онлайн 2013 Jan 8. doi: 10.1016 / j.biopsych.2012.11.027
PMCID: PMC3885159
NIHMSID: NIHMS537768
Остаточна редагована версія цієї статті видавця доступна за адресою Біол Психіатрія
Див. Коментар “Моделі тварин Прокласти шлях до подальшого розуміння харчової залежності, а також надання доказів того, що наркотики, які успішно використовуються в наркоманії, можуть бути успішними у лікуванні переїдання"в Біол Психіатрія, том 10 на сторінці e11.
абстрактний
фон
Існує великий інтерес у вивченні того, чи може годування з допомогою винагороди виробляти інфекційну пластичність у мозку. Система гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК) в оболонці nucleus accumbens (Acb), яка модулює гіпоталамічні системи годівлі, добре підходить для «узурпування» гомеостатичного контролю годування. Проте невідомо, чи відбуваються в цій системі нейроадаптації, викликані годуванням.
Методи
Окремі групи щурів, що підтримуються ad libitum, піддавалися щоденним прийомам споживання підсолоджених жирів, напруженості хижаків або інфузій оболонки оболонки Acb або d-амфетаміну (2 або 10 μg) або μ-опіоїдного агоніста D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -енкефалін (DAMGO, 2.5 мкг), потім оскаржується внутрішньо-Acb оболонкою інфузії GABAA агоніст, мусцимол (10 нг).
результати
Вплив підсолодженого жиру сильно сенсибілізований індукованим муслімолом годуванням. Сенсибілізація була присутня 1 тиждень після припинення прийому їжі з привабливим смаком, але зменшилася до 2 тижнів. Щури, які зазнали впливу підсолодженого жиру, не показали зміненої реакції харчування на позбавлення їжі. Повторні інфузії оболонки Acb DAMGO (2.5 мкг) також сенсибілізували внутрішньочерепну оболонку муцимолу. Проте, не повторювалися інфузії оболонки d-амфетаміну внутрішньочерепного типу (2 або 10 мкг), а також переривчасте вплив аверсивного стимулу (напруга хижака) змінювали чутливість до мусцимолу.
Висновки
Приємне споживання призводить до гіперчутливості відповідей GABA оболонки Acb; цей ефект може включати в себе індуковане підживленням вивільнення опіоїдних пептидів. Посилене збудження, аверсивний досвід або підвищена передача катехоламінів само по собі є недостатніми для досягнення ефекту, а індукований голодом привід харчування недостатній для виявлення ефекту.. Ці результати показують новий тип нейроадаптації, викликаної їжею в Acb; обговорюються можливі наслідки для розуміння ефектів переходу між винагородою за їжу та винагородою за ліки.
Передбачається, що основним чинником, що сприяє поточній «епідемії» ожиріння, є поширеність дешевих, дуже приємних, енергоємних продуктів харчування, що керують неемостоматичною поведінкою через їхню сильну користь (1-3). Тому що ці продукти включають ті ж самі центральні шляхи, які пов'язані з наркоманією (4-6), існує значний інтерес у визначенні того, чи їх споживання викликає нейропластичні зміни, подібні до тих, що виробляються наркотичними засобами. Системи, що отримують найбільшу увагу в цьому відношенні, це дофамінові та опіоїдні системи в Росії nucleus accumbens (Acb). Кілька груп показали, що повторне вплив смачної їжі, особливо на харчові продукти, збагачені цукром або жиром, сильно змінює динаміку нейротрансмітерів, чутливість рецепторів і експресію генів у цих системах і виробляє в'янучі структури та інші поведінкові зміни, що нагадують процеси, подібні до залежності (7-13).
Іншим ключовим гравцем нейронного контролю апетитної поведінки є система Acb-локалізована гамма-аміномасляна кислота (ГАМК). Гостре інгібування нейронів оболонки Acb з агоністами ГАМК викликає масову реакцію харчування у насичених щурів; цей ефект входить до числа найбільш драматичних синдромів індукованої лікарським засобом гіперфагії, викликаної в будь-якому місціn (14-19). Ця гіперфагія частково випливає з набору пептид-кодованих систем гіпоталамусу, які беруть участь у регулюванні енергетичного балансу (20-22). Більш того, передня оболонка Acb є єдиним теленцефальним ділянкою, для якого відомо, що підтримує ГАМК-індуковане полегшення реактивності гедонічного смаку (23). Отже, корпус Acb був запропонований як важливий вузол в мережі переднього мозку, який модулює системи енергетичного балансу, розташовані за течією, у відповідності з емоційними / мотиваційними обставинами (24-26). Мережевий вузол з цими властивостями може, таким чином, являти собою вирішальне місце для привабливої нейропластичності, що викликає харчування; на диво, однак, система GABA оболонки Acb не вивчалася в цьому відношенні.
Наша мета в цьому дослідженні полягала в оцінці того, чи неодноразовий досвід використання гонорару, що готується, не гомеостатичного годування породжує нейроадаптації в системах GABA оболонки Acb. Ми виявили, що скромний режим переривчастого споживання підсолоджених жирів чітко сенсибілізує відповіді на харчування, викликані безпосередньою стимуляцією ГАМКA рецептори в оболонці Acb. Досліджено поведінкові та фармакологічні механізми, що лежать в основі цього ефекту, з акцентом на можливе залучення місцевих внутрішньоочних оболонок опіатергічних і дофамінергічних механізмів.
Методи та матеріали
Тематика
Чоловічі щури Sprague-Dawley (Harlan Laboratories, Madison, Wisconsin), що зважували 300 до 325 g після прибуття, розміщувалися парами в прозорих клітинах з доступом ad libitum до їжі та води (за винятком деяких експериментів, описаних далі) у світлі і температурі -контрольований віварій. Їх підтримували в циклі світла / темряви 12-h (підсвічування в 7: 00 AM). Всі засоби та процедури були у відповідності з керівними принципами щодо використання та догляду за тваринами з Національних інститутів охорони здоров'я США, які контролювалися та затверджувалися Комітетом інституційного догляду та використання тварин Університету Вісконсіна.
Перевірка хірургії та розміщення
Двосторонні направляючі канюлі з нержавіючої сталі, спрямовані на оболонку Acb (датчик 23), імплантували за стандартними стереотаксичними процедурами [детальніше див. Baldo and Kelley (27)]. Координати місця вливання (в міліметрах від брегми) були + 3.2 (переднезадній); + 1.0 (lateromedial); -5.2 з поверхні черепа (дорсовентраль). Для запобігання закупорки в канюлі поміщали сталеві дроти, а щурів відновлювали до 7 днів перед тестуванням. Наприкінці кожного експерименту, розміщення канюль визначали шляхом перегляду Nissl-забарвлених ділянок мозку під світловою мікроскопією (для більш докладної інформації див. Додаток 1). Щури з неправильним розміщенням канюль були зняті зі статистичного аналізу; розміри груп, наведені в цьому розділі, являють собою кінцеві розміри груп після того, як суб'єкти з неправильним розташуванням були опущені.
Наркотики і мікроінфузії
Інжектори з нержавіючої сталі (датчик 30) були опущені, щоб пройти 2.5 мм повз кінчика направляючих канюль. Двосторонні ін'єкції тиску проводилися за допомогою мікроприводного насоса. Препарати вводили зі швидкістю .32 мкл на хвилину. Загальна тривалість інфузії становила 93 с, що призвело до загального об'єму інфузії .5 мкл на одну сторону. Після інфузій ін'єктори залишилися на місці 1 min, щоб дозволити дифузію ін'єкцій перед заміною стилетів. Muscimol, D- [Ala2, N-MePhe4, Gly-ol] -енкефалін (DAMGO) і d-амфетамін (AMPH) були розчинені у стерильному сольовому розчині .9%.
Приємний режим годівлі
Щурам піддавали два сеанси 30-min (ранковий і денний сеанс) на день протягом 5 днів поспіль. Ці сесії проводилися в клітинах для тестування з оргскла, ідентичних клітинам для домашніх господарств, за винятком дротових підлог, що дозволяють легко збирати пролиті продукти. Під час ранкової сесії (11: 00 – 11: 30 AM), щурам пропонували або підсолоджений жир (експериментальна група; n = 14) або стандартна чау (контрольна група; n = 14) і дозволяється їсти вільно. Підсолоджений жир був експериментальною дієтою Teklad (TD 99200), що складався з укорочення з 10% сахарози, з щільністю енергії 6.2 ккал / г (для більш докладної інформації див. Додаток 1). Вода була доступна для обох груп. Потім вони були повернуті до своїх домашніх кліток, з продовольством і водою вільно доступні. У денні сеанси (3: 00 – 3: 30 PM) щурів знову поміщали в клітини для тестування, але обидві групи отримували стандартну чау (і воду). Таким чином, щури в дослідній групі відчували як смачну їжу, так і стандартну чау в досліджуваному середовищі. Це було зроблено, щоб акліматизувати експериментальну групу для отримання чау в клітинах для тестування, тому що чау був використаний на другому етапі експерименту (див. «Нижчий доз Muscimol Challenge в тестуючому середовищі», нижче). Забір у тестуючих клітинах фіксувався щодня. Стандартні чау (лабораторна дієта Teklad гризунів) і вода були доступні в будь-який час у домашніх клітинах.
Режим впливу стресу
Ця маніпуляція імітувала приємний графік харчування 5-день, за винятком того, що щури експериментальної групи (n = 11) отримав аверсивний стимул (хижачий стрес), замість смачної їжі, в ранкові сеанси. Кожну щурку поміщали щодня в захисну металеву сітку (7 в × 8 в × 9 в), яку поміщали на 5 хв всередину домашньої клітини тхора (природного хижака щурів). Захисні клітини дозволяли тваринам бачити, чути і запах один одного, але забороняли фізичний контакт. Відомо, що цей рівень впливу значно підвищує рівень плазми кортикостерону і сприяє підвищеному збудженню і пильності, що триває принаймні 30 хв після закінчення експозиції тхорів (28,29). Контрольні щури (n = 10) були поміщені в ідентичні невеликі захисні клітки і перенесені в нове, але нейтральні (тобто без тхорів) кімнати. Після 5-min хорек або нейтральна експозиція дослідних і контрольних щурів видаляли з маленьких кліток і негайно поміщали в стандартні клітки для тестування з плексигласу (деталі див. «Приємний режим годування») в приміщенні для тестування, відмінному від тхора або нейтральної кімнати для сеансу 30-min (11: 00 – 11: 30 AM). Їжа (стандартна щура для щурів) і вода були вільно доступні. Після цього сеансу всі щури поверталися у свої домашні клітини. Для подальшої імітації смачної кормової схеми всі щури піддавалися другому сеансу 30-min (3: 00 – 3: 30 PM) у тих самих клітках для тестування, що і їх ранні клітки, але без впливу тхорів (або нейтральних) . Знову, продовольство та вода були вільно наявні для цього південного сеансу. Щурів повертали до домашніх кліток після завершення тестування.
Повторний режим АМРН
Ця маніпуляція імітувала приємний графік харчування 5-день, за винятком того, що щури в експериментальній групі отримували щоденні інфузії оболонки Acph з AMPH замість смачної їжі для їх щоденних ранкових сеансів. Інфузії оболонки внутрішньо-Acb AMPH (2 або 10 мкг, n = 11 для кожної дози) або фізіологічний розчин (n = 20) давали безпосередньо перед тим, як щурів помістили в клітини для тестування на їх ранкові сеанси (11: 00 – 11: 30 AM). Стандартні чау і щури були вільно доступні протягом цього часу, і прийом реєструвався. AMPH-індукована гіперактивність контролювалася сліпим до лікування експериментатором, використовуючи процедуру спостереження за поведінкою і вибірковістю часу, в якій було зафіксовано кількість випадків чотирьох поведінків (перетинання клітини, вирощування, спрямоване нюхання і догляд) у 20-сек Час бункерів кожен 5 хв для кожної щури. Щури з експериментального напруги хижака були повторно використані для групи 2-μg AMPH.
Усі щури отримували повторне щоденне опромінення клітини для тестування (3: 00-3: 30 PM) зі стандартною подачею чау та води, але без вливання лікарського засобу. Щурів повертали до домашніх кліток після завершення тестування.
Низький дози Muscimol Challenge в середовищі тестування
Після 5 днів впливу підсолодженого жиру, напруги хижака або повторних маніпуляцій з AMPH щури отримували двосторонні оболонки в межах Acb з фізіологічним розчином і мусцимолом (10 ng / .5 мкл на сторону) в середовищі тестування. Фізіологічний розчин давали всім щурам на шостий день (тобто, 1 день після припинення їх відповідних маніпуляцій з 5-день) і внутрішньоочний оболонки мускула на сьомий день. У кожну з цих днів щури отримували внутрішньовенні інфузії оболонки Acb безпосередньо перед розміщенням у клітинах для тестування для свого звичного денного сеансу (3: 00 – 3: 30 PM). У ці дні не було проведено жодних ранкових сеансів. Їжа (стандартна чау) і вода були вільно доступні. Споживання вимірювали, а щурів повертали до своїх домашніх клітин після завершення тестування. Чоу використовували для цієї фази експерименту, тому що всі групи раніше отримували чау в тестовій середовищі, усуваючи тим самим потрясіння харчової новизни. Крім того, оскільки базові рівні споживання хова були низькими, існувало менше шансів зіткнутися з ефектом стелі при мусцимол-викликаної гіперфагії.
Підгрупа щурів, що піддавалися апетитному режиму годівлі (n = 10 підсолоджений жир, n = Контроль 10 chow) отримували додаткові сольові і мусцимольні інфузії 7 днів після закінчення протоколу піддавання підсолодженого жиру, не піддаючи підсолодженого жиру між ними. Цим щурам 14 днів після закінчення протоколу давали третю послідовність інфузійного сольового / мусцимольного дня, знову ж таки, без проміжного впливу підсолодженого жиру.
Зауважте, що порядок вливання фізіологічного розчину і муслімолу не врівноважувався (тобто фізіологічний розчин завжди був першим), так що будь-які можливі контекстні або індуковані відповідь відповіді можуть бути виявлені на день випробування сольовим розчином без інтерпретації попереднього мусцимола виклик. Також зверніть увагу на те, що для групи 10-μg AMPH додатковий мускалімовий виклик (50 ng) був наданий у день 8.
Виклик позбавлення їжі у середовищі тестування
Щурів піддавали смаковому режиму годівлі протягом 5 днів, як описано раніше (n = 10 для групи підсолоджених жирів, n = 11 для контрольної групи чоу). На шостий день всі тварини отримували інфузію з сольовим розчином і випробовувалися у своєму звичному денному сеансі (3: 00 – 3: 30 PM) зі стандартною чау та водою. Жодного ранкового сеансу не було. Потім всі щури отримували виклик депривації їжі, при якому їжу видаляли з домашніх клітин 18 годин перед тестуванням (тобто у вечір день сольового випромінювання). На наступний день ці щури, позбавлені харчових продуктів, отримували інфузії з фізіологічного розчину в оболонці Acb і поміщали в клітини для тестування (зі стандартним присутнім у чаві і воді) в денний час тестування, без ранкового сеансу. Споживання вимірювали, а щурів повертали до своїх домашніх клітин після завершення тестування.
DAMGO / Muscimol Крос-сенсибілізація
Для цього експерименту ми використовували дещо іншу конструкцію, оскільки 2.5-μg DAMGO викликає седацію на першому опроміненні щурів; ця седація зменшується приблизно в 30 до 45 хв (після чого щури починають їсти протягом ~ 90 хв). Таким чином, ми використовували одну щоденну сесію 2-годину без денної сесії. У щурів, що утримуються Ad libitum, давали чотири інфузії оболонки Acb (одна інфузія на добу, через день) або стерильного сольового розчину .9% (n = 7) або DAMGO (2.5 мкг / .5 мкл на одну сторону; n = 6). Після інфузії щурів негайно поміщали в клітини для тестування за 2 h (11: 00 AM – 1: 00 PM) з доступом до стандартної чау та води. Через сорок вісім годин після останнього повторного лікування суб'єкти отримували інфузійну інфузію оболонки Acb з стерильним фізіологічним розчином і поміщали в клітини для тестування за 2 годин зі стандартною чау та водою. Через два дні їх інфікували мусцимолом (10 ng / .5 мкл), знову поміщали негайно після інфузії в клітини для тестування за 2 годин зі стандартною чау та водою. У кожен день тестування реєстрували прийом, і щурів повертали у свої домашні клітини відразу після закінчення тестування.
Статистичний аналіз
Для оцінки відмінностей між експериментальними маніпуляціями (дієта, медикаментозне лікування, стрес) та відповідні контролі використовували двофакторний аналіз дисперсії (лікування × день, або історія лікування × виклик препарату, у відповідних випадках) з плановими порівняннями. Альфа був встановлений на p <.05. Аналізи проводились із використанням програмного забезпечення StatView (Інститут SAS, Кері, Північна Кароліна).
результати
Переривчасті напади підсолодженого жиру Сенсибілізація реакції годівлі, викликана внутрішньо-Acb Shell Muscimol
Прийом підсолодженого жиру під час ранкових сеансів годівлі збільшився протягом протоколу 5-денного періодичного доступуF(4,52) = 13.3; p <.0001; Малюнок 1A]. На п'ятий день середнє споживання підсолодженого жиру становило 4.9 г, що еквівалентно 30.4 ккал, порівняно з середнім рівнем споживання 1.8 ккал чау в контрольній групі. Важливо відзначити, що не було загальних відмінностей у вазі тіла між підсолодженими жирами та групами чави протягом протоколу 5-дня [F(1,26) = .3; незначуще (ns)], і не дієтичне дію × день на масу тіла [F(4,104) = 1.2; ns]. Таким чином, щури експериментальної групи компенсували збільшення споживання калорій, ймовірно, за рахунок зменшення їх споживання ad libitum у домашніх клітинах (тобто короткий прийом підсолодженого жиру не викликав ефекту, подібного до ожиріння). Для денних сеансів, в яких обидві групи були запропоновані чау, не було міжгрупових відмінностей у вживанні та не взаємодії дієти × день (Fs = .2 – 1.3; ns). Отже, ранній вплив підсолодженого жиру не вплинув на низьку швидкість годування, яка спостерігалася в денних сеансах прийому їжі.
Після завершення цього протоколу з переривчастим доступом, всі щури одержували ін'єкції внутрішньочерепної оболонки фізіологічного розчину і мусцимолу (10 ng). Щури, піддані впливу підсолодженого жиру, не показували зміненої реакції годування на сольовий розчин, порівняно з контролем, який піддавався чау. Проте, вони демонстрували стійку, високочутливу сенсибілізацію до споживання їжі, індукованого мусцимолом (дієтичне взаємодія з наркотиками [F(1,26) = 13.6, стор = .001; малюнок 2 для конкретних порівнянь]. Забір води не змінювався. Як показано на рис малюнок 2сенсибілізація мусцимолу все ще була присутня за 7 днів після підсолодженого жируF(1,18) = 9.3; p = .007]; 14 днів після опромінення, однак, сенсибілізований відповідь зменшивсяF(1,14) = 1.6; ns]. Нарешті, щури, які піддавалися режиму підсолодженого жиру, не показали посиленої відповіді на харчування на випадок 18-депривації харчових продуктів у порівнянні зі своїми аналогами, облученими чау-чау [F(1,19) = .004, ns; малюнок 2].
Крос-сенсибілізація між стимулюванням мк-опіоїдних рецепторів і рецептора ГАМК в оболонці Acb
Як показано в малюнок 3, внутрішня оболонка Acb DAMGO породила стійку гіперфагію на кожному з днів ін'єкцій 4 "фази повторного DAMGO" [F(1,11) = 62.3; p <.0001]. Після цих повторних обробок ми завдали щурам сольовий розчин і мусцимол; для цих проблем дисперсійний аналіз дав сильні основні ефекти історії хронічного лікування [F(1,11) = 7.8; p = .018] і виклик наркотиків [F(1,11) = 12.1; p = .005], але без взаємодії [F(1,11) = 1.4; ns]. Тим не менш, заплановані порівняння між групами DAMGO і фізіологічним розчином для кожної ін'єкції з ін'єкцій виявили, що прийом їжі у відповідь на інцидентну мускулозу в оболонці Acb був значно вищим у щурів, які отримували DAMGO, порівняно з щурами, які попередньо отримували фізіологічний розчин (p <.05), але відповідь на фізіологічний розчин не відрізнялася між групами.
Відсутність підвищеної чутливості до мусцимолу після повторного, періодичного впливу стресу або інфузій на AMPH Shell
Були проведені два експерименти для перевірки впливу впливу хижаків і повторних обробок AMPH на подальшу реакцію на мусцимол. По-перше, щури піддавалися схемі екстремальної експозиції з переривчастою хирургією 5, за якою слідували проблеми сольового розчину в оболонці Acb і мусцимолу (10 ng). Як показано на рис малюнок 4ця історія впливу на стресс не змінювала відповідь на годування на наступну мускальну пробуF(1,19) = 1.1, ns]. Далі ті ж самі щури піддавали 5-денному режиму щоденних інфузій AMPH (2 мкг). Як і очікувалося, AMPH виробляла потужну моторну активацію, що відображається в «композиційних показниках активності» перетину клітини, вирощування, спрямованого нюхання та догляду за груддю (див. Методи та матеріали) порівняно з щурами, які отримували фізіологічний розчин [F(1,22) = 53.9; p <.0001; Малюнок 5A], що вказує на те, що доза була явно поведінково активною. Проте лікування гострим AMPH не змінювало поглинаючу поведінку [взаємодія з лікуванням × день: F(4,76) = .5, ns; дані не показані]. Після завершення повторної фази експерименту AMPH або фізіологічного розчину всі щури одержували ін'єкційний фізіологічний розчин оболонки Acb і мусцимол. AMPH не змінювала чутливості до індукованого мусцимолом годування (Малюнок 5B). Спостерігається значне попереднє лікування × ефект лікуванняF(1,19) = 3.6; p = .02]; однак, заплановані порівняння показали, що ця взаємодія пояснювалася головним чином великою різницею у відповідях на проблеми сольового розчину проти мусцимолу в групі AMPH (p = .0009). Однак не було значущої різниці між сольовим і АМФГ групами у відповідь на муцимол (p = .11).
Для подальшого вивчення впливу множинних AMPH-інфузій на чутливість мусцимолу (враховуючи, що стрес-щури були повторно використані для експерименту AMPH і цей попередній досвід стресу міг змінити їхні відповіді AMPH), другий експеримент був проведений в окремій групі наївних щурів, у яких суб'єкти піддавалися 5-денному режиму інфузій оболонки Acb з більш високою дозою AMPH (10 мкг), після чого слідували внутрішні оболонки Acb з сольовим розчином і двома дозами мусцимолу (10 і 50 ng). Знову ж таки, ми спостерігали потужну гостру моторну активацію у відповідь на інфузії AMPH [F(1,22) = 83.7; p <.0001; малюнок 6], але ніякого впливу на годуванняF(4,76) = 1.7, ns]. Коли цих щурів оскаржували або мускамолом 10-ng або 50-ng мускамолом, вони не виявили сенсибілізованих відповідей на годування [F(2,38) = 1.4; ns]. У якості позитивного контролю щурів у групі АМНГ потім піддавали режиму підсолоджуваного жиру 5-день (і щурів у сольовій групі до режиму чау-чау); Після цього всі щури інфікували внутрішньо-Acb-інфузією 10-ng muscimol. Ми спостерігали сенсибілізовану відповідь на харчування муцимолу у цих щурів після впливу підсолоджених жирів [F(1,19) = 5.8; p = .027; вставка, малюнок 6], демонструючи, що ті ж самі щури, які не змогли продемонструвати сенсибілізацію після повторних інфузій АМФГ, були здатні розвивати і експресувати сенсибілізацію мусцимолу у відповідь на вплив підсолодженого жиру.
Розміщення канюлей
малюнок 7 показано схематичне відображення розміщення канюль з усіх експериментів у цьому дослідженні. Як можна бачити на малюнку, переважна більшість розміщень (95%) потрапила в передню половину медіальної оболонки Acb, включаючи далекий ростральний сектор. П'ять відсотків розміщень потрапили тільки в каудальну точку до середини переднезадньої частини оболонки, в межах сектора, що дає апетитні відповіді, але рострал до зони, що дає оборонну поведінку (18). Розміщення в межах цих зон були рівномірно представлені у всіх експериментах, і не було систематичних відмінностей в поведінкових або фармакологічних ефектах через мінливість розміщення в передньо-задній осі.
Обговорення
У цьому дослідженні ми демонструємо новий тип індукованої годуванням адаптації в мозку. Переривчасті прийоми споживання підсолодженого жиру чітко сенсибілізували ефект харчування, викликаний низькою дозою мусцимолу в оболонці Acb; сенсибілізований ефект був приблизно еквівалентний такому, який у п'ятикратно більшій дозі мусцимолу у наївних щурів. Ця гіперчутливість не була неспецифічним наслідком генералізованого збудження або диверсифікації навколишнього середовища, пов'язаного з переривчастим підсолоджуванням жиру. Відповідно, багаторазове вплив на сильно збуджують подразники (інтермітуюча стресорна експозиція), навіть ті, що мають позитивну мотиваційну валентність (внутрішньо-оболонка AMB) (30-33), не були достатніми для сенсибілізації мусцимол-індукованого годування. На відміну від цього, інфузії внутрішньоочних оболонок DAMGO, які викликали підживлення під час фази індукції сенсибілізації, дали надійну крос-сенсибілізацію до мусцимолу. Отже, загальне властивість споживання підсолодженого жиру і прийом прийому чави з приводу міді-опіоїдів, крім їх посилення загального збудження, необхідний для індукції сенсибілізації ГАМК. Неявно це свідчить про те, що оросенсорні або післяінтезійні властивості, специфічні для цукру або жиру, не є обов'язковими для розвитку сенсибілізації мусцимолу. Замість цього, загальний механізм індукування може бути повторюваним мк-опіоїдною сигналізацією в оболонці Acb, що виробляється або екзогенним введенням DAMGO, або ендогенним вивільненням м-опіоїдного пептиду, спровокованим подслащенним жиром.
У зв'язку з цим було показано, що стимуляція внутрішньо-Acb-мк-опіоїдних рецепторів на рівні Acb продукує сенсибілізацію опіоїдів і обумовлену відповідь на годування на наступний сольовий виклик (34). Ці ефекти є дофамін-незалежними (35), як і інші локалізовані Acb, μ-опіоїд-опосередковані процеси, такі як посилення реактивності гедонічного смаку (30,36,37). У загальному розумінні, неспроможність повторних інфузій АМФГ для сенсибілізації індукованого мусцимолом годування узгоджується з цими висновками; таким чином, перехресна сенсибілізація опіоїд-ГАМК може являти собою тип допамін-незалежної нейроадаптації в Acb. Цікаво, що ми не спостерігали відповіді на кондиціоноване харчування на сольовий розчин у щурів, які отримували DAMGO. Зазначимо, однак, що індукція опіоїд-обумовленого ефекту харчування може бути змінною і вимагати більше чотирьох повторних обробок (В. Бакши, особисте спілкування, червень 2012). Незважаючи на це, ці результати вказують на те, що умовний ефект харчування (принаймні, один, здатний виявлятися за допомогою сольового розчину) не є необхідним для експресії перехресної сенсибілізації опіоїд-ГАМК. Більше того, ми ніколи не спостерігали посилених відповідей на харчування у підданих підсолодженому жиру щурам під час денних сеансів або у відповідь на сольові або голодні проблеми, що вказує на певну ступінь специфічності механізму виділення сенсибілізованої відповіді на годування.
Нейронний механізм, що лежить в основі харчової поведінки, викликаної мусцимолом та іншими амінокислотними маніпуляціями в оболонці Acb, як видається, є збуренням балансу опосередкованої АМРА збуджувальної і ГАМК-опосередкованої інгібуючої сигналізації на середньо-колючих нейронах. Коли чистий ефект - це зниження активності цих нейронів, або шляхом ГАМК-опосередкованого інгібування, або шляхом блокади глутаматних рецепторів типу АМРА, спрацьовує сильна гіперфагія. (14,23,38,39). Отже, песимістичне пояснення нашим результатам полягає в тому, що повторна активація μ-опіоїдних рецепторів (шляхом екзогенного введення DAMGO або вивільнення ендогенного опіоїдного пептиду, викликаного підсолодженим жиром) призводить до безпосередньої зміни ГАМКA чутливість рецептора per se, або більш загальні зміни в балансі збудливої / інгібуючої передачі, так що поріг для ГАМК-опосередкованого інгібування легше досягти. Повторне лікування опіоїдним агоністом (морфіном) дає певні ефекти в цьому напрямку, такі як регуляція ГАМКA сайти зв'язування і стимулювання хлориду мускуліту в синаптосомах (40), збільшення ГАМКA Вираз δ-субодиниці в оболонці Acb (41), і інтерналізація субодиниці GluR1 рецепторів АМРА в оболонці Acb (42). Будь-який з цих механізмів (або їх комбінація) на рівні оболонки Acb міг би викликати гіперчутливість до мускуломо-індукованого нейронного інгібування. Проте можливі інші пояснення; наприклад, також можуть виникнути нейроадаптації в «вихідних» вузлах мережі, через які виражається поведінка, що опосередковується Acb-оболонкою (наприклад, латеральний гіпоталамус). Для перевірки цієї можливості необхідні додаткові дослідження.
Що стосується клінічної значимості цих знахідок, то цікава можливість полягає в тому, що гіперчутливість ГАМК в оболонці Acb розвивається у відповідь на непередбачені обставини навколишнього середовища, які провокують переривчасте, фазове підвищення в сигналізаціях м-опіоїдів, наприклад, повторні «випивки» смачного харчування. ЯУ цьому контексті зміна ГАМК могла б представляти механізм подачі інформації для подальшої нерегульованої апетитної поведінки. Наші результати також можуть мати наслідки для розуміння ефекту «кросовера» між винагородою за їжу та певними наркотичними засобами. Одним з очевидних кандидатів є алкоголь (EtOH), ефекти якого модулюються як μ-опіоїдними, так і GABA системами в Acb (43-45). Цікаво, що в деяких дослідженнях повідомлялося про асоціації між продовольством, алкоголізмом і патологічним вживанням алкоголю у людей (46,47). У дослідженнях на тваринах або GABA, або блокада опіоїдних рецепторів в оболонці Acb зменшують споживання EtOH [(48,49), але див. Stratford і Wirtshafter (50)], і, наочно, EtOH вводиться безпосередньо в оболонку Acb (51). Крім того, недавнє дослідження з позитронної емісійної томографії показало, що μ-опіоїдна сигналізація в Acb супроводжує прийом підсолодженого алкогольного напою (52). На клітинному рівні було показано, що Acb оболонка-локалізована ГАМКA рецептори, що містять δ субодиниці, модулюють поведінкові ефекти низького споживання EtOH (53); як згадувалося раніше, експресія гена для цієї субодиниці підвищується в оболонці Acb шляхом повторного стимуляції мікро-опіоїдних рецепторів (41). Отже, можливо, що вивільнення μ-опіоїдних пептидів при вкусовому прийомі їжі в контексті пиття EtOH або вживання підсолоджених напоїв EtOH (таких як ті, що продаються молодим споживачам) може залучати швидко розвиваються, нейроадаптації, залежні від опіоїдів в ланцюгах амінокислот в оболонці Acb. Ця гіпотеза, хоча і спекулятивна, призводить до тестованих прогнозів щодо можливого контексту, в якому сенсибілізація ГАМК в схемах винагороди мозку вразливих осіб може дозволити їжі, що підходять, слугувати "шлюзовим препаратом" для ескалації харчових продуктів і споживання EtOH.
Додатковий матеріал
Додатковий файл
Подяки
Цю роботу підтримали Національні інститути охорони здоров'я № DA 009311 та MH 074723. Підмножина цих даних була представлена у абстрактній формі на засіданні 2009 конференції Товариство з вивчення інвазійного поведінки в Портленді, штат Орегон.
Виноски
Автори повідомляють про відсутність біомедичних фінансових інтересів або потенційних конфліктів інтересів.
Додатковий матеріал наведена в цій статті доступна в Інтернеті.
посилання
;