Система підбору персоналу CRF опосередковує темну сторону компульсивного харчування (2009)

КОМЕНТАРИ: ХНН - це нейромедіатор / гормон, який класично асоціюється з нашою реакцією на стрес та активує кору надниркових залоз. Дослідження наркоманії визначили його головним гравцем у придбанні залежностей, рецидиві залежності та симптомах абстиненції. Це дослідження досліджувало роль ХНН у пристрасті до їжі та компульсивному харчуванні. Гадати що? Вона має ті ж самі ролі при компульсивному харчуванні, що і при наркоманії. Зверніть увагу, що тварини не страждали ожирінням, тому ожиріння не відігравало жодної ролі. Більше доказів того, що поведінкові залежності - включаючи порно - мають ті самі механізми, що і наркоманія.

ПОВНА ВИВЧЕННЯ: Система підбору персоналу CRF опосередковує темну сторону компульсивного харчування

Proc Natl Acad Sci США A. 2009 Nov 24; 106 (47): 20016 – 20020.

Опубліковано онлайн 2009 Nov 9. doi:  10.1073 / pnas.0908789106

Ця стаття була цитується інші статті в PMC.

Перейти до:

абстрактний

Дієта для контролю ваги тіла включає цикли депривації від смачної їжі, що може сприяти нав'язливому прийому їжі. Дане дослідження показує, що щури, вилучені з переривчастого доступу до смачної їжі, демонструють переїдання смачної їжі після відновлення доступу і афективного стану, подібного до відміни, що характеризується кортикотропін-вивільняє фактором-1 (CRF)1- антагоніст-реверсивну поведінку, включаючи гіпофагію, мотиваційний дефіцит для отримання менш смачної їжі та анксиогенно-подібну поведінку. Зняття супроводжувалося підвищенням експресії CRF і CRF1 електрофізіологічна реактивність в центральному ядрі мигдалини. Ми пропонуємо рекрутинг анти-нагороди екстраіпоталамічної CRF-CRF1 Системи під час вилучення з смачної їжі, аналогічні утримання від зловживаних препаратів, можуть сприяти компульсивному відбору смачної їжі, недоїдання здорових альтернатив і негативного емоційного стану, коли запобігається прийом смачної їжі.

Ключові слова: розлади харчової поведінки, ожиріння, смакові якості, смачна харчова залежність, абстиненція

Форми ожиріння та розладів харчування, подібні до наркоманії, можуть бути осмислені як хронічні рецидивні стани з чергуванням періодів абстиненції (тобто дієта, щоб уникнути «заборонених» смачних продуктів) і рецидивів (тобто, компульсивного, часто неконтрольованого, прийому їжі з високим їжі), які продовжують незважаючи на негативні наслідки (1). Хоча позитивні зміцнюючі властивості смачних харчових продуктів добре відомі (\ t2, 3), менше уваги приділялося їх негативним зміцнюючим властивостям (4-6), а саме підвищена ймовірність поведінкової реакції, що виникає шляхом видалення аверсивного стимулу (наприклад, прийом смачної їжі для зняття негативних емоційних станів). Переривчасті цикли тривалого застосування препаратів зловживання можуть поступово призводити до «афективної залежності», що спостерігається як потреба у вищих і / або більш регулярних кількостях препарату для підтримки заданого емоційного значення, а також негативного емоційного стану після припинення споживання наркотиків (7, 8). Таке афективне скасування може підтримувати використання та мотивувати рецидив через негативні підсилюючі властивості продовження та відновлення вживання наркотиків відповідно (7, 8).

Системи стрес-мозкового стресу екстраіпоталамічного кортикотропін-рилізинг-фактора (CRF), мабуть, беруть участь у переході від вживання наркотиків до залежності, під час яких прийом зловживаних наркотиків стає все більш мотивований цими негативними, а не позитивними механізмами підкріплення. CRF відіграє мотиваційно важливу роль у синдромах відміни для кожного основного наркотичного засобу, включаючи алкоголь, нікотин, кокаїн, опіати, амфетаміни та тетрагідроканабінол (7, 8). За аналогією, повторювалися періоди переривчастого, розширеного доступу до дуже приємних харчових продуктів, які спричиняли нейроадаптації CRF-системи, подібні до тих, які спостерігаються в моделях наркотичної залежності (4, 5, 9).

результати

Періодичний, розширений доступ до смачної їжі поступово призводить до недооцінки менш бажаних дієт, коли смачна їжа недоступна і до переїдання смачної їжі після відновлення доступу (10-12). Для перевірки гіпотези, що CRF1 системи, що опосередковують ці адаптації для годування, самці щурів Wistar (n = 20) надавалася дієта чау в ad libitum (Chow / Chow) щодня на тиждень або їм надавалися чаю ad libitum протягом 5 днів (фаза C), за якими слідувала дуже смачна, солодкова дієта протягом 2 днів (P фаза) (Chow / Palatable) ) (подивитися S1 для дієти і графіка S2 для впливу дієтичного графіку на прийом їжі і масу тіла). Після 7 тижнів дієтичного циклу щури отримували непептидний CRF1 антагоніст рецептора R121919 (0, 5, 10 і 20 мг / кг, sc) в латинському квадратному дизайні (13). Лікування давали 1 h перед переходом з смачної дієти на чау або з чау на смачну дієту. R121919 залежним від дози зменшив прийом дієти і збільшив прийом їжі у чау / щурячих щурах (дієта фази × дієта) F3,54 = 7.25, P <0.001), не змінюючи споживання контролю чау. R121919 зменшив споживання дуже смачної дієти після відновлення доступу до смачної їжі (фаза P) (Рис. 1A). У незалежних тестах CRF1 антагоніст рецептора підвищений прийом менш приємної чау у Chow / Приємні щури, вилучені з смачної дієти (фаза C) (Рис. 1B). Таким чином, притупленням як гіпофагії чау-чава, так і переїдання смачної їжі, R121919 послаблює амплітуду циклічного споживання (різниця між прийомом протягом першої приємної фази P і першим відходом до фази C-чаю: дієта розклад × доза препарату: F3,54 = 7.25, P <0.001) (Рис. 1C). Підтримка прогресивного набору CRF-CRF1 раціонної системи, а не за допомогою ефекту гострої дієти, R121919 не зменшував приємний прийом їжі після одноразового впливу на дієту або збільшував споживання чави під час першого вилучення з смачної їжі (S3).

Рис. 1. 

Вплив CRF1 антагоніст рецептора R121919 (попередня обробка 1 h, 0, 5, 10 і 20 мг / кг, sc) на кумулятивному прийомі їжі 3-h (A) P-фази (після відновлення доступу до їжі),B) C фази (коли щурів вилучали з смаку ...

Виведення з переривчастого, розширеного доступу до смачної їжі також може збільшити тривожну поведінку (11). Для перевірки гіпотези, що CRF1 рецептори беруть участь в негативних емоційних поведінкових ознаках, що слідують за відходом від смачної їжі, щурам вводили R121919 (0, 20 мг / кг, sc, 1-h) і тестували в проекті між піддослідними в підвищеному лабіринті (14), 5 – 9 h після переходу з смачної дієти до чау. Оброблені транспортним засобом щури Chow / Palatable демонстрували менше часу відкритої руки, ніж контролі, що подавалися у чау-чаї, що відображало анксиогенний подібний ефект під час відмови від 7 тижнів їзди на велосипеді (Рис. 2A), ефект, який ще не спостерігався після двох циклів виведення (S4). Попередня обробка R121919 (20 мг / кг, доза, що модулювала як переїдання смачної їжі, так і недоїдання чау-чау) заблокувала зниження відкритості рук у Chow / Palatable щурів у дозі, яка не змінювала поведінку плюс-лабіринту у контролі чау ( Розклад дієти × Доза: F1,43 = 7.25, P <0.02; Рис. 2Лівий). Адміністрування R121919 не змінило загальну активність, виміряну як запису закритої руки. Таким чином, R121919 блокував підвищену тривожну поведінку, пов'язану з відходом від переривчастого, розширеного доступу до смачної їжі, без зміни поведінки контролів, що свідчить про прийом CRF1 систем.

Рис. 2. 

Вплив CRF1 антагоніст рецептора R121919 (попередня обробка 1 h, 0, 20 мг / кг, sc) на підвищеному поведінці плюс-лабіринт (n = 47) і прогресивне співвідношення, що відповідає за менш смачну їжу (n = 17) у самців щурів Wistar, вилучених з смачної їжі ...

Відхід від переривчастого, розширеного доступу до смачної їжі також може призвести до мотиваційного дефіциту для отримання менш бажаних дієт, потенційного індексу гіпоедонної поведінки (10). Аналогічно, відповідь на менш привілейовані смакові підсилювачі за графіками прогресивного співвідношення раніше використовувалися для індексування мотиваційних дефіцитів, які спостерігалися під час скасування наркотиків (15). Визначити залучення CRF1 рецептори, ми тестували вплив R121919 на продуктивність щурів, які отримували дієту, щоб отримати їх менш бажану чау-чау під графіком прогресивного співвідношення. Підтвердження попередніх результатів (10), оброблені носієм Chow / Palatable щури демонстрували знижену мотивацію до роботи для отримання менш смачної чау, відбитої зниженою точкою переривання і зниженням сумарних відповідей, випущених у порівнянні з Chow / Chow щурами (10) (S5). Попередня обробка R121919 (20 мг / кг, доза ефективна при збільшенні частоти гіпофагії, зниження апетитної гіперфагії та зниження анксиогенно-подібної поведінки) вибірково затухала дефіцит показників прогресивного співвідношення у щурів, які отримували цикл, при дозі, яка була неефективною (контрольна точка: Дієта Розклад × Препарат: F1,15 = 8.17, P <0.02; загальна кількість відповідей: Дієта × Ліки: F1,15 = 9.14, P <0.01; Рис. 2B, зліва). На противагу альтернативній інтерпретації, що R121919 сприяла продуктивності у Chow / Palatable щурів, зменшуючи післязагоювальну насиченість, R121919 заблокував дефіцит у відповіді на 5 хв. F1,15 = 2.55, P <0.05) (Рис. 2B Право). Тому CRF1 антагоніст рецептора притупив мотиваційний дефіцит у прогресивному співвідношенні, відповідаючи на менш бажані смакові підсилювачі, які спостерігаються у тварин, вилучених з переривчастого, розширеного доступу до дуже смачної їжі.

Для перевірки гіпотези про те, що вилучення з смачної їжі може активізувати пов'язану зі стресом екстрахіталамічну систему CRF, рівні мРНК CRF і пептиду в центральному ядрі мигдалини вимірювали за допомогою кількісної ПЛР в реальному часі і RIA відповідно. Щурів циклічно обробляли протягом 7 тижнів або безперервно годували чау. Після анестезії і декапітації, мозкові штампи з центрального ядра мигдалини були зібрані під час виведення з і після відновлення доступу до смачної дієти. Зняття смакової їжі у Chow / Palatable щурів викликало п'ятикратне збільшення експресії мРНК CRF в центральному ядрі мигдалини порівняно з щурами Chow / Chow (Рис. 3A). І навпаки, мРНК CRF повертається до контрольованих рівнів з відновленням доступу до смачної їжі (F2,19 = 6.97, P <0.01). Експресія мРНК CRF в центральному ядрі мигдалини не змінилася, коли щури Chow / Palatable циклізували лише один раз (Chow / Chow vs. Chow / Palatable: 5.5 ± 2.2 проти 6.3 ± 1.7 нс), підтримуючи прогресивний набір CRF- ХНН1 системи раціону, а не гострим ефектом дієти. Крім того, експресія мРНК CRF не змінювалася в ядрі accumbens, префронтальній корі або острівній корі, підтримуючи регіональну специфіку знахідок (S6). Цікаво, що в паравентрикулярном ядрі гіпоталамуса або в циркулюючому кортикостероні в одній і тій же точці відводу у Chow / Palatable щурах не спостерігалося значних змін експресії мРНК CRF.Фіг. S6 і S7), припускаючи гіпотезу про те, що зміни в амігдалярних, а не гіпоталамічних, CRF-системах стрес проходили приблизно підпорядковані поведінкові адаптації. Більш того, імунореактивність CRF-пептиду в центральному ядрі мигдалини тварин, вилучених з смачної дієти, була 70% вищою, ніж у тварин, що годувалися чоу-чау, але поверталася до контрольних рівнів, отриманих у хворих на чов, з доступом до смачної дієти (F2,24 = 4.01, P <0.01) (Рис. 3B). Таким чином, вилучення смачної їжі активувало пов'язану зі стресом пептидну систему CRF в центральному ядрі мигдалини, аналогічно висновкам на моделях відміни лікарського засобу та етанолу (7, 8). Оскільки відновлення доступу до смачної їжі зменшило активацію системи екстрахіталамічної CRF в центральному ядрі мигдалини, де активація CRF пов'язана з тривожністю (16), нинішні результати також дозволяють припустити, що смачні харчові продукти можуть набувати негативні зміцнюючі властивості, звільняючи негативні афективні наслідки абстиненції (17).

Рис. 3. 

Вплив приємного чергування дієти (A) МРНК CRF і (B) Експресія пептиду CRF в центральному ядрі мигдалини. Щури (n = 45) були оброблені дієтично протягом 7 тижнів, і центральне ядро ​​мигдалевих ударів було зібрано. І CRF, і мРНК і пептид ...

Для перевірки гіпотези про те, що щури, вилучені з смачної їжі, можуть проявити підвищену чутливість до CRF1 антагоністичної модуляції сигналізації γ-аміномасляної кислоти (ГАМК) в центральному ядрі мигдалини, що виникає під час видалення етанолу (18), ми досліджували вплив R121919 на ГАМКергічну передачу центрального ядра нейронів мигдалини в препараті зрізу. Чоловічі щури Wistar (n = 14) були оброблені дієтично протягом 7 тижнів і принесені в жертву після переходу на менш приємну чау. Базальна ГАМКергічна передача в центральному ядрі амігдалових синапсів не відрізнялася відносно історії дієти (n = Клітини 23) по всіх інтенсивностях подразників, що використовуються для викликання інгібіторних ГАМК постсинаптичних потенціалів (IPSP). Однак суперфузія 20 min з R121919 (1 μM) індукувала більшого зниження викликаного GABAA-IPSPs в центральному ядрі амигдальних нейронів Chow / Palatable щурів (M ± SEM: 30 ± 6%, n = Клітини 9), ніж у клітинному контролі (M ± SEM: 12 ± 6%, P <0.05, n = Осередки 11) (Рис. 4). Після періоду вимивання 30 min, IPSPs обох груп повернулися до аналогічних базових рівнів. Отже, узгоджується з переактивацией мигдалеподібної CRF-CRF1 системи та ефекти, що спостерігаються під час вилучення етанолу (18), щури, що мають циклічну дієту, показали підвищену чутливість до інгібуючої дії CRF1 антагоніст рецептора на центральному ядрі амигдальной GABAergic передачі.

Рис. 4. 

Вплив CRF1 антагоніст рецептора R121919 на GABAA-IPSPs в центральному ядрі амігдали після історії чергування доступної дієти для щурів Wistar (n = 14), вилучені з приємного доступу до їжі. (A) R121919 значно зменшилася ...

Обговорення

Колективні результати дають функціональні докази того, що історія переривчастого розширеного доступу до смачної їжі призводить до прогресивних, мотиваційно важливих нейроадаптацій при екстрахипоталамічному CRF-CRF1 систем. Конкретно, селективний CRF1 антагоніст рецептора R121919 диференційно і вибірково впливав на годування щурів, які отримували цикл, що збільшувало регулярне споживання чау-чау і зменшувало споживання їжі при приготуванні нового доступу. CRF1 антагоніст рецептора також селективно блокував підвищену тривожну поведінку і мотиваційний дефіцит у відповіді на менш бажані чау, які спостерігалися під час виведення з приємної дієти. Зняття доступу до смачної дієти збільшило ген CRF і експресію пептидів в центральному ядрі мигдалини, ефекти яких були усунені з відновленням доступу. Додатково, щури, які отримували цикл, показали підвищену чутливість до інгібуючих ефектів CRF1 антагоніст рецептора на ГАМКергической передачі в центральному ядрі мигдалини, що ще більше свідчить про дезактивацію мигдалеподібної CRF-CRF \ t1 системи. Переїдання смачної їжі після відновлення доступу може бути результатом активації CRF-системи тільки що завершеного періоду абстиненції, що розглядається як підвищена експресія CRF і електрофізіологічна чутливість до CRF1 блокада рецепторів в центральному ядрі мигдалини. CRF1 попередня обробка антагоністами безпосередньо перед приємним доступом до харчових продуктів інтерпретується таким чином, щоб протиставити спочатку ще існує CRF-CRF1 системна активація виведення. Короткий проміжок часу прийому їжі з переїданням, інакше спостерігається у необроблених тварин (10) може відображати час, протягом якого експресія, вивільнення та ефекти пептиду CRF нормалізуються після відновлення доступу до смачної їжі, як видно з цього дослідження. Таким чином, переривчасте вживання приємних дієт може викликати алостатичний зсув у системах нагородження головного мозку з набором CRF-CRF-анти-винагороди1 системи в центральному ядрі мигдалини.

Ці результати мають наслідки не тільки для компульсивного харчування, але й для мотивації в цілому. Повторна активація гедонічних систем викликала у мозку процеси, подібні до супротивника (тобто, набір CRF1 схеми), які відрізнялися б від простої втрати функції в системах винагородження. Такі нейраадаптації між системами (19) також відбуваються під час переходу на залежність від усіх основних \ t7, 8). Узагальнення до немедикаментозних стимулів у цьому дослідженні вказує на те, що мотиваційні процеси можуть бути збуреними у осіб, які відчувають неодноразові контрасти інтенсивності гедонистичних стимулів у часі (20). З огляду на це, такі процеси можуть перевести поведінку, яка шукає їжу та споживати їжу, на енергетично щільну їжу з високою винагородою, при цьому знецінюючи зусилля щодо отримання менш багатих енергією продуктів з низькою винагородою (або нехарчових продуктів), адаптація, еволюційно корисна, коли є витрати на видобуток їжі (наприклад, вплив хижаків, обмеження часу та енергетичних ресурсів). Однак у сучасних умовах ці ж процеси можуть спричинити споживання продуктів, що сприяють ожирінню, за рахунок менш смачних, але, можливо, більш поживних альтернатив.

Таким чином, подібні до наркоманії зміни в CRF1 системи можуть допомогтиi) споживання енергоємних смачних харчових продуктів, (ii) недоотримання більш здорових альтернатив, і (III) пов'язаний з цим негативний емоційний стан, який виникає, коли доступ до смачної їжі запобігається (4, 5, 10-12, 17). У перекладі на стан людини активація CRF-системи може сприяти рецидиву їжі при ожирінні і пов'язаних з ними розладах харчової поведінки, а також інші негативні мотиваційні наслідки циклічного утримання від смачної їжі.

Матеріали та методи

Суб'єкти.

Чоловічі щури Wistar (n = 155, 180 – 230 g, 45 днів) були отримані від Charles River і одноразово розміщені після приїзду в пластикові клітки (19 × 10.5 × 8 дюйми) в 12: 12 h зворотний світловий цикл (10) : 00 h вимкнено), вологість (60%) і контрольований температурою (22 ° C) віварій. Щури мали доступ до кукурудзяної рибної годівлі [Harlan Teklad LM-485 дієта 7012: 65% (ккал) вуглеводів, 13% жирів, 21% білка, метаболизируемая енергія 341 кал / 100 г] і вода ad libitum за 1 тиждень до початок експериментів. Експериментальні процедури дотримувалися Настанов Національного інституту охорони здоров'я щодо догляду та використання лабораторних тварин (номер публікації NIH 85 – 23, переглянутий 1996) та «Принципи догляду за лабораторними тваринами» (http://www.nap.edu/readingroom) / bookslabrats) та були схвалені Комітетом інституційного догляду за тваринами та дослідницьким інститутом Scripps.

Наркотики.

R121919 синтезували, як описано в Chen et al. (21). R121919 є високою спорідненістю (Ki = 3.5 nM) селективний CRF1 антагоніст з фізіохімічними властивостями перевершує багато інших CRF1 антагоністи (наприклад, знижені logP і logD, підвищена розчинність у воді) (13). Для випробування R121919 спочатку солюбилизировали в 1 M HCl (10% від кінцевого об'єму), потім розбавляли до кінцевого носія 20% (мас / об) 2-гідроксипропіл-β-циклодекстрину (Sigma-Aldrich), титрували назад NaOH до рН 4.5. Розчин R121919 вводили sc (sc) в обсязі 2 мл / кг.

Ad Libitum Дієта чергування.

Після акліматизації щурів поділяли на дві групи, які відповідали за прийом їжі, масу тіла та ефективність корму з попередніх днів 3 – 4. В одній групі було надано дієту з чау-чау ("Чоу") ad libitum 7 днів на тиждень (Chow / Chow), а другій групі було надано чоу-хау ad libitum протягом 5 днів щотижня, після чого 2 днів ad libitum доступ до дуже приємних шоколадно-ароматизована дієта з високим вмістом сахарози («Приємний»). Прийнятна дієта - це поживна повноцінна, з ароматом шоколаду, високої сахарози (50% ккал), дієта на основі AIN-76A, яка порівнянна з макронутрієнтними пропорціями та щільністю енергії до дієтичної випічки [TestDiet; формула з ароматом шоколаду 5TUL: 66.8% (ккал) вуглевод, 12.7% жиру, 20.5% білка, метаболизируемая енергія 3.48 ккал / г; сформульовано як точні харчові гранули 45-mg, щоб підвищити його переважання (22, 23)]. Для стислості, перші дні 5 (лише чау-чау) і останні 2 дні (чау або приємний на думку експериментальної групи) кожного тижня згадуються у всіх експериментах як C і P фази. Дієти ніколи не були доступні одночасно. Дієта Chow була або Harlan Teklad LM-485 дієта 7012 [65% (ккал) вуглеводів, 13% жирів, 21% білка, метаболизируемая енергія 341 кал / 100 g] або 5TUM дієта сформульована як екструдовані гранули 4- до 5-G [65.5 % (ккал) вуглеводів, 10.4% жирів, 24.1% білка, метаболизируемая енергія 330 кал / 100 g; TestDiet]. Подібно до попередніх досліджень, у харчуванні та підвищених експериментах плюс-лабіринт використовувався чау Харлан Teklad LM-485 (11), у той час як TestDiet 5TUM (10) використовували в прогресивному співвідношенні, CRF мРНК, вміст CRF-пептидів, RIA кортикостерону і електрофізіологічні експерименти.

Як раніше було опубліковано (10), відносні переваги дієти, розраховані як відсоток добового споживання (ккал) першої дієти по відношенню до другої дієти, були наступними: 5TUL Шоколадна дієта (солодкі смачні дієти) проти Harlan LM-485 чау (M ± SEM) переваги 90.7 ± 3.6%) і 5TUL Шоколадна дієта (солодкі смачні дієти) проти 5TUM Чайна дієта (M ± SEM перевага 91.2 ± 3.7%).

Підвищений плюс-лабіринт.

Підвищений тест плюс-лабіринт проводили, як описано в Cottone et al. (24). Пацюки Chow / Palatable отримували циклічну дієту протягом щонайменше 7 тижнів і потім попередньо обробляли або транспортним засобом, або 20 мг / кг R121919 (-1 h, sc) і тестували 5-9 h після переходу з смачної дієти до чау (P). → C фаза). Контрольні щури Chow / Chow тестувалися одночасно у міжсуб'єктному (n = 47). Дієта Чоу була доступна ad libitum до моменту тестування. Докладніше див Текст SI.

Прогресивний коефіцієнт зміцнення для харчових продуктів.

Графік прогресивного співвідношення армування для харчових продуктів проводили, як описано в Cottone et al. (10). Тварини отримували ad libitum A / I chow (екструдовані гранули 5 g) у своїх домашніх клітинах протягом всього експерименту, якщо не вказано інше. Харчові підсилювачі являли собою гранули з чау-точністю 45-mg, ідентичні за складом до екструдованої дієти з домашньої клітини. Сесії закінчувалися, коли суб'єкти не завершили співвідношення за 14 хв, причому останнє завершене співвідношення визначалося як точка зупину. Пацюки Chow / Palatable отримували циклічну дієту протягом щонайменше 7 тижнів і потім попередньо обробляли R121919 (-1 h, sc) під час переходу з смачної дієти до чау (P → C фази). Контрольні щури Chow / Chow тестувалися одночасно у міжсуб'єктному (n = 17). Дози R121919 (0, 20 мг / кг ваги тіла, sc) були надані в межах суб'єктів, врівноважену конструкцію через два цикли дієти. Докладніше див Текст SI.

Кількісна ПЛР у реальному часі.

Щури (n = 20) піддавались дієтним циклам протягом 7 тижнів, знеболювали та обезголовлювали протягом двох режимів дієти (5 і 7 днів кожного тижневого циклу). Мозок швидко видаляли і нарізали коронально в матриксі мозку, а центральне ядро ​​мигдалини, ядро ​​акумули, кору острова і передню лобову кірку збирали на крижаній стадії. Загальну РНК готували з кожного удару мозку, використовуючи стандартний протокол для вилучення РНК з тканин тварин. Потім загальну РНК (1 мкг) транскрибували зворотно у присутності Oligo (dT) 20 відповідно до інструкцій виробника. Кількісні реакції RT-PCR проводили в обсязі 20 мкл з використанням 0.5 мкМ праймерів та 4 мМ MgCl2. Результати аналізували методами другого похідного і виражали в довільних одиницях, нормалізованих до рівнів експресії еталонного гена CypA. Всі RT-PCR реакції для даної послідовності виконувалися в межах одного циклу. Докладніше див Текст SI.

Екстракція пептидних кислот і RF RF.

Щури (n = 25) були оброблені дієтою протягом щонайменше 7 тижнів, анестезовані і обезглавлені протягом двох умов харчування (дні 5 і 7 кожного тижневого циклу). Мозок швидко видаляли і нарізали коронно в матриці головного мозку, а центральне ядро ​​мигдалевих пуансонів збирали на крижаній стадії. Екстракція пептидної кислоти пройшла вже встановлену процедуру (25). Тканинна CRF-подібна імунореактивність була визначена кількісно з чутливим і специфічним твердофазним RIA, адаптованим з Zorrilla et al. (26). Докладніше див Текст SI.

Кортикостеронова РІА.

Щури (n = 12) піддавались дієтичному циклу щонайменше 7 тижнів, а кров хвоста відбирали під час двох режимів дієти (5 і 7 днів кожного тижневого циклу). Рівні кортикостероноподібної імунореактивності у плазмі крові визначали за допомогою комерційно доступного набору RIA відповідно до інструкцій виробника (MP Biomedicals, Inc.) (26). Докладніше див Текст SI.

Електрофізіологічні дослідження

Підготовка зрізу.

Центральне ядро ​​зрізів мигдалини готували, як описано раніше (27, 28) від щурів (n = 7 / група), які були оброблені дієтою протягом щонайменше 7 тижнів, анестезовані і обезголовлені 2-3 h після вилучення з смачної їжі. Мозок швидко видаляли і поміщали в крижану штучну спинномозкову рідину (aCSF), газовану 95% O2 і 5% CO2. Фрагменти розрізали, інкубували в конфігурації інтерфейсу протягом приблизно 30 хв, і повністю занурювали і безперервно переливали з теплою газом aCSF. Препарати додавали до aCSF з вихідних розчинів для отримання відомих концентрацій в суперфузате. При використанні коефіцієнтів злиття 2 – 4 мл / хв концентрації лікарських засобів досягають 90% від концентрації пласта протягом 2 хв.

Електрофізіологія.

Ми зафіксували центральне ядро ​​нейронів мигдалин з гострими мікропіпетами за допомогою переривчастого режиму напруги або струму. Ми провели більшість нейронів поблизу їх мембранного потенціалу. Дані отримували за допомогою попереднього підсилювача і зберігали для подальшого аналізу за допомогою програмного забезпечення pClamp. Фармакологічно ізольований ГАМКA рецептор-опосередкований інгібіторний постсинаптичний потенціал (ГАМКA-IPSPs) викликали шляхом стимулювання локально в межах центрального ядра мигдалини через біполярний стимулюючий електрод при суперфузировании блокаторів глутаматних рецепторів CNQX і APV і GABAB блокатора рецепторів CGP 55845A. Щоб визначити параметри відповіді для кожної комірки, ми виконали протокол вводу-виводу. Був застосований діапазон струмів, починаючи з порогового струму, необхідного для отримання IPSP до напруги, необхідної для отримання максимальної амплітуди. Ми нормалізували три інтенсивності стимулів рівних кроків (порогових, напівмаксимальних і максимальних) як 1 – 3 ×. Гіперполяризуючі і деполяризуючі кроки струму (кроки 200-pA, тривалість 750-ms) також були застосовані для генерування кривих напруги-струму (VI). За допомогою програмного забезпечення Clampfit ми кількісно оцінили амплітуди IPSP та відповіді VI. Всі заходи були зроблені до надливання з селективним CRF1 антагоніст рецептора R121919 (1 мкМ), під час його переливання (20 хв) і наступне змивання (30 хв). Докладніше див Текст SI.

Статистика

Групові порівняння використовували порівняння Стьюдента t-тести (двогрупові порівняння) або дисперсійний аналіз (ANOVA) (принаймні, трьох-групові порівняння), останнє інтерпретується простим аналізом основного ефекту або порівнянням Ньюмана-Кеульса після значних омнібус-ефектів (P <0.05). Дані експерименту з годуванням аналізували за допомогою трифазних змішаних ANOVA з розкладом дієти як фактором між суб’єктами та дозою та фазою дієти як факторами, що перебувають у суб’єктах. Дані експерименту з підвищеним плюсом-лабіринтом аналізували двосторонніми ANOVA з розкладом дієти та дозою як факторами між суб'єктами. Для графіка прогресивного співвідношення експерименту з підкріпленням точки зупинку та загальні відповіді аналізувались двосторонніми змішаними ANOVA з графіком дієти як фактором між суб’єктами та дозою як фактором для суб’єктів. Час реакції протягом перших 5 хв аналізували за допомогою трифазних змішаних ANOVA з розкладом дієти як фактором між суб'єктами та дозою та часом як факторами, що перебувають у суб'єктах. Дані електрофізіологічних досліджень аналізували за допомогою ANOVA між суб'єктами або ANOVA для пацієнтів з повторними вимірами, за необхідності. Дані RIA кортикостерону, де аналізували двосторонній змішаний ANOVA із розкладом дієти як фактором між суб’єктами та фазою дієти як фактором, що перебуває у суб’єкті. Використовувались статистичні пакети Instat 3.0, Prism 4.0 (GraphPad), Systat 11.0 та SPSS 11.5 (SPSS).

Додатковий матеріал

Додаткова інформація: 

Подяка.

Ми дякуємо Майку Арендсу за редакційну допомогу, Мері Гічухі за адміністративну допомогу, а також Боб Лінц, Жанетт Хелферс, Стефані Дела Круз і Молі Бреннан за технічну допомогу. Ця робота була підтримана Національним інститутом діабету і травних і ниркових хвороб грантів DK70118, DK26741 і P30DK56336; Національний інститут зловживання наркотиками DA023680; Національний інститут зловживання алкоголем та алкоголізму надає AA016731 та AA015566; Національний інститут неврологічних розладів та інсультів, що надають IT32NS061847-01A2; Національний інститут старіння грант AG028040; Національний інститут серця, легенів та крові HL088083; медичний фонд Еллісон; та Центр досліджень алкоголізму та наркоманії Пірсона. Частина цієї роботи була підтримана Програмами внутрішніх досліджень Національного інституту зловживання наркотиками та Національного інституту зловживання алкоголем та алкоголізму. Це номер рукопису 19807 від науково-дослідного інституту Scripps.

Виноски

 

Автори не оголошують конфлікту інтересів.

Ця стаття є PNAS Пряме представлення.

Ця стаття містить допоміжну інформацію в Інтернеті за адресою www.pnas.org/cgi/content/full/0908789106/DCSupplemental.

посилання

1. Volkow ND, Wise RA. Як наркоманія допоможе нам зрозуміти ожиріння? Nat Neurosci. 2005: 8: 555 – 560. [PubMed]
2. Corwin RL. Bingeing щури: Модель переривчастої надмірної поведінки? Апетит. 2006: 46: 11 – 15. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
3. Boggiano MM, et al. Високе споживання смачної їжі прогнозує переїдання, незалежне від сприйнятливості до ожиріння: тваринна модель з нежирним проти ожирінням і ожирінням з і без переїдання. Int J Obes. 2007: 31: 1357 – 1367. [PubMed]
4. Авена Н.М., Рада П, Хобель Б.Г. Докази для цукрової залежності: Поведінкові та нейрохімічні ефекти переривчастого, надмірного споживання цукру. Neurosci Biobehav Rev. 2007, 32: 20 – 39. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
5. Teegarden SL, Bale TL. Зниження дієтичних переваг призводить до збільшення емоційності та ризику рецидиву харчових продуктів. Біол Психіатрія. 2007: 61: 1021 – 1029. [PubMed]
6. Cottone P, Сабіно V, Steardo L, Zorrilla EP. Опіоїдно-залежні попередні негативні контрасти і подібні до сюрпризу прийоми їжі у щурів з обмеженим доступом до дуже бажаних харчових продуктів. Нейропсихофармакологія. 2008: 33: 524 – 535. [PubMed]
7. Koob GF. Роль мозкових стресових систем в залежності. Нейрон. 2008: 59: 11 – 34. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
8. Koob GF, Le Moal M. Зловживання наркотиками: гедонічна гомеостатична дисрегуляція. Наука. 1997: 278: 52 – 58. [PubMed]
9. Ghitza UE, Grey SM, Epstein DH, Rice KC, Shaham Y. Анксиогенний препарат йохімбін відновлює смачну їжу, що шукає в моделі рецидиву щурів: Роль рецепторів CRF1. Нейропсихофармакологія. 2006: 31: 2188 – 2196. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
10. Cottone P, Сабіно V, Steardo L, Zorrilla EP. Переривчастий кращий доступ до їжі знижує посилює ефективність чау у щурів. Am J Physiol. 2008: 295: R1066 – 1076. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
11. Cottone P, Сабіно V, Steardo L, Zorrilla EP. Консумативні, пов'язані з тривогою та метаболічні адаптації у щурів-жінок з чергуванням доступу до бажаних харчових продуктів. Психонейроендокринологія. 2008: 34: 38 – 49. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
12. Бернер Л.А., Авена Н.М., Гебель Б.Г. Bingeing, самообмеження і збільшення маси тіла у щурів З обмеженим доступом до дієти солодкого жиру. Ожиріння. 2008: 16: 1998 – 2002. [PubMed]
13. Zorrilla EP, Koob GF. Терапевтичний потенціал антагоністів CRF1 для тривоги. Експерт Opin Investig наркотиків. 2004: 13: 799 – 828. [PubMed]
14. Carobrez AP, Bertoglio LJ. Етологічний та часовий аналіз поведінки, подібної до тривожності: Підвищена модель плюс-лабіринт 20 років. Neurosci Biobehav Rev. 2005, 29: 1193 – 1205. [PubMed]
15. Markou A, et al. Тваринні моделі наркоманії. Психофармакологія. 1993: 112: 163 – 182. [PubMed]
16. George O, et al. Активація системи CRF-CRF1 опосередковує індуковане виведенням підвищення самоконтролю нікотину в щурах, залежних від нікотину. Proc Natl Acad Sci США. 2007: 104: 17198 – 17203. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
17. Wells AS, читайте NW, Laugharne JD, Ahluwalia NS. Зміни настрою після переходу на нежирну дієту. Br J Nutr. 1998: 79: 23 – 30. [PubMed]
18. Cruz MT, et al. Антагоністи рецептора CRF1 блокують індуковане етанолом вивільнення GABA в центральній мигдалині in vitro та in vivo. Алкоголь Clin Exp Res. 2008: 32: 6s1 P27A.
19. Koob GF, Bloom FE. Клітинні і молекулярні механізми лікарської залежності. Наука. 1988: 242: 715 – 723. [PubMed]
20. Flaherty CF, Grigson PS. Від контрасту до підкріплення: Роль непередбачених реакцій у попередньому контрасті. J Exp Psychol. 1988: 14: 165 – 176. [PubMed]
21. Chen C, et al. Конструкція 2,5-диметил-3- (6-диметил-4-метилпиридин-3-іл) -7-дипропиламинопиразоло [1, 5-a] піримідин (NBI 30775 / R121919) і структурно-активні зв'язки серії потужних перорально активних антагоністів рецептора кортикотропін-вивільняє фактора. J Med Chem. 2004: 47: 4787 – 4798. [PubMed]
22. Cooper SJ, Francis RL. Ефекти гострого або хронічного введення хлордіазепоксиду на параметри годівлі з використанням двох харчових текстур у щурів. J Pharm Pharmacol. 1979: 31: 743 – 746. [PubMed]
23. Laboure H, Saux S, Nicolaidis S. Ефекти зміни текстури харчових продуктів на метаболічні параметри: коротко- та довготривалий спосіб годування та маса тіла. Am J Physiol. 2001: 280: R780 – R789. [PubMed]
24. Cottone P, Сабіно V, Steardo L, Zorrilla EP. FG 7142 спеціально знижує розмір їжі, швидкість і регулярність тривалого харчування у щурів: Докази, що зворотні агоністи бензодіазепіну знижують смакові якості харчових продуктів. Нейропсихофармакологія. 2007: 32: 1069 – 1081. [PubMed]
25. Lahmame A, Grigoriadis DE, De Souza EB, Armario A. Імунореактивність та рецептори кортикотропін-рилізинг-фактора мозку п'яти інбредних штамів щурів: зв'язок з примусовою поведінкою плавання. Brain Res. 1997: 750: 285 – 292. [PubMed]
26. Zorrilla EP, Valdez GR, Weiss F. Зміни в рівнях регіональної CRF-подібної імунореактивності і кортикостерону в плазмі під час затяжного відміни препарату у залежних щурів. Психофармакологія. 2001: 158: 374 – 381. [PubMed]
27. Роберто М, Мадамба С.Г., Мур С.Д., Таллент М.К., Сіггінс Г.Р. Етанол підвищує GABAergic передачу як на пре-, так і на постсинаптичних ділянках у центральних нейронах мигдалини щурів. Proc Natl Acad Sci США. 2003: 100: 2053 – 2058. [PMC безкоштовна стаття] [PubMed]
28. Роберто М., Мадамба С.Г., Стоуффер Д.Г., Парсонс Л.Г., Сіггінс Г.Р. Збільшення вивільнення ГАМК в центральній мигдалині етанол-залежних щурів. J Neurosci. 2004: 24: 10159 – 10166. [PubMed]