Semirib ketish (kumush bahor). Muallifning qo'lyozmasi; PMC 2014 Jun 1da mavjud.
Nihoyasida tahrirlangan shaklda nashr etilgan:
Semirib ketish (kumush bahor). 2013 Dekabr; 21 (12): 2513-2521.
Onlayn 2013 may 29 nashr qilindi. doi: 10.1002 / oby.20374
PMCID: PMC3700634
NIHMSID: NIHMS435903
mavhum
obyektiv
Yuqori yog 'dietasi (HFD) miyaning hududlarida dopaminerjik ohangni kamaytiradimi yoki yo'qligini tekshirish va bu o'zgarishlarni HFDni olib tashlangandan keyin farq qiladimi-yo'qligini tekshirib ko'ring.
Dizayn va uslublar
Erkak va ayol sichqonchani 60 hafta davomida 12% HFD bilan oziqlangan. Qo'shimcha bir guruh XFDni olib tashlashdan keyin 4 hafta davomida baholandi. Ushbu guruhlar oziq-ovqat mahsulotlarini oziq-ovqat bilan ta'minlaydigan oziq-ovqatlar bilan solishtirildi. Sukroz va saxarin afzalligi RT-qPCR bilan dopamin bilan bog'liq genlarning mRNA ekspresiyasi bilan birga o'lchandi. Dopamin va DOPAC yuqori performanslı suyuqlik kromatografisi yordamida o'lchandi. DAT promoterining DNK metilatsiyasi metillangan DNK immunopresititatsiyasi va RT-qPCR bilan o'lchanadi.
natijalar
Surunkali HFDdan keyin sukrozning afzalligi kamaydi va keyin HFDni chiqarib yuborganidan keyin normallashdi. Dopamin genlarini ifodalashning kamayishi, dopamin tarkibining kamayishi va DAT promoter metilatsiyasidagi o'zgarishlar kuzatildi. Eng muhimi, HFDga javob va o'zgarishlarning qat'iyligi jins va miya hududiga bog'liq edi.
Xulosa
Ushbu ma'lumotlar erta hayot surunkali HFD dan so'ng dopamin ohangini kamaytiradi, bu esa jinsiy va miya hududi bilan farq qiluvchi murakkab tuzilish va qat'iylikdir. XFDning olib tashlanishi so'ng parvarish qilinmagan CNS o'zgarishlar, parhez aralashuvidan so'ng kilogrammni yo'qotish qiyinligiga hissa qo'shishi mumkin.
Kirish
Keng miqyosli, kaloriya zichligi bilan taomlanadigan oziq-ovqat mahsulotlarini ortiqcha iste'mol qilish AQShda semirishning yuqori sur'atlariga olib keladigan asosiy omil hisoblanadi (1). Energiya talablari qondirilgandan so'ng, mazali taomlar ko'pincha iste'mol qilinadi, chunki taomali ovqatlarning foydali xususiyatlari homeostatik to'yish belgilarini bekor qilishi mumkin. Ko'p neyotransmitter oziqlantirish xatti-harakatida (masalan, opioidlar, dopamin, GABA, serotonin) va periferik ozuqa signallarining integratsiyalashuvida (masalan, leptin, insulin, grelin) rol o'ynaydi. Dopamin signalizatsiyasi oziq-ovqat mukofoti va mukofotni qidirish harakatlarida muhim vositachadir, chunki mezolimbik / mezobakteriyadagi dopamin oziq-ovqat, jinsiy aloqa va giyohvandlikning dori-darmonlari bilan bog'liq2). Sog'lom va mazali taomlar markaziy mukofot tizimida dopaminning portlashiga olib keladi (3,4). Oziq-ovqatlarni sarflashning surunkali iste'moli tufayli, vaqt o'tishi bilan orttirilgan dopaminning kamayishi mukofot gipofizikasi bilan bog'liq bo'lgan moslashuvlarga olib kelishi mumkin.
Bir nechta dalillar sindromi o'zgargan dopamin funktsiyasi gipotezasini qo'llab-quvvatlaydi. Insonlarni ko'rish ishlari obez bemorlarning ajralib turadigan hududlarida faollashtirilganligini aniqladi va juda yoqimli eritma (milkshake) (5). Blunted reward reaktsiyasi kam miya dopamin retseptorlari D2 mavjudligi bilan bog'liq edi. Darhaqiqat, inson dopamin D2 retseptorlariidagi mutatsiyalar ham semizlik, ham giyohvandlik bilan bog'liq (6). Sinopda dopamin tarkibida katta miqdorda dopamin tashuvchisi (DAT) sotib olinadi. Dopamin tashuvchilar darajalari tana ommaviy indekslari bilan salbiy bog'liq va DATning genetik varianti ham semizlik bilan bog'liq (7,8). Ob'ektiv hayvonlarning modellari bazal ekstrasellular dopaminda va dopamin nörotransmisyonunda yadro akumbens va ventral tegmental sohada (9,10,11). Surunkali yuqori yog '(HF) dietasidan keyin dopamin bilan bog'liq genlarda pasayish mukofot hududlarida signallarni kamaytirishni nazarda tutadi (12, 13,14,15). Surunkali yuqori yog 'dietasidan so'ng dopamin faoliyatida bu kamayish, tabiiy natijalarga sezgirlikni kamaytirishi va davomiy ortiqcha iste'mol qilish va qo'shimcha kilogramm ortishiga yordam beradi.
Erta hayot miya rivojlanishining muhim davridir va erta oziqlanish muhiti oziq-ovqat mahsulotlarini qabul qilish va energiya almashinuvini boshqaradigan miya yo'llariga ta'sir ko'rsatishi mumkin. Sichqonlarning bir hafta qadar kam yog'li ovqatlanishiga erta ta'sir qilish kattalar kaloriya iste'molini va dopamin bilan bog'liq signalizatsiya molekulalarini ifodalashni o'zgartirdi (16). Bundan tashqari, laktatsiya davrida kichik axlatning soni bilan boshqariladigan sichqonlardagi oziqlanishdan keyin erta davrdan boshlab, gipotalamik rivojlanishni o'zgartirib, naslni kattalar obesitiga mos keladi17). Erta hayotning oziqlanishi miya rivojlanishiga va semirib ketish xavfiga ta'sir etishi aniq bo'lsa-da, bu o'zgarishlarning umr bo'yi nisbatan barqarorligi haqida juda kam narsa ma'lum. Bundan tashqari, oldingi ishlar erkak jinsida qilingan, ammo ayollarda kamdan-kam hollarda o'rganildi. Ushbu maqsadlar uchun, erkak va ayol sichqon ham, gen ekspresyonu va dopamin metabolizmasındaki o'zgarishlar, 8 hafta davomida tug'ilishdan HF xun surunkali iste'moli bilan erta hayotda obez so'ng, o'rganildi. Dopamin tizimi, shuningdek, o'zgarishlarning saqlanib qolishi yoki yo'qolib borayotganligini tekshirish uchun HF dietasini olib tashlashdan keyin 4 hafta davomida baholandi.
Boshqaruv va protseduralar
Hayvonlar va eksperimental model
C57BL / 6J urg'ochi DBA / 2J erkaklar bilan oziqlantirildi (Jekson laboratoriyasi, Bar-Liman, ME). Barcha barajlar tomchilatib yuborilgunga qadar standart tekshirishli dietani (xxNUMX, 5755% protein, 18.5% yog ', 12% karbongidrat), yuqori yog' dietasiga (Test Diet, Richmond, IN # 69.5G58; 9% protein, 18% yog 'va 60% karbongidrat). O'simliklar va urug'larni xomiladorlik haftasi 20.5 haftada sutdan ajratilgan va 3 haftalikgacha tekshirish dietasida yoki yuqori yog'li dietada saqlangan. Tana og'irligi haftalik tarzda qayd etilgan va har ikkala erkak (n = 12-5) va ayol (n = 10-5) sichqonlari ishlatilgan. Pensilvaniya universiteti Institutional hayvonlarni parvarish qilish va ulardan foydalanish bo'yicha qo'mitasi (IACUC) barcha protseduralarni tasdiqladi.
Sukroz va sakarinning afzalligi
Har xil eksperimentlarda sichqonchani individual ravishda joylashtirildi (n = 8-10 / guruh) 3 kun uchun standart hujayralardagi bir shisha 200 ml test eritmasi (4% sukroz yoki 1% saxarin eritmasi (w / v)) va boshqasi 200 ml musluk suvli shisha. Choy choyi mavjud edi ad libitum. Sucroz (ml), suv (ml) va oziq-ovqat iste'moli (g) o'lchandi va idishlarni joylashtirish har kuni qayta tiklandi. Preference oxirgi 2 kundan boshlab quyidagi o'lchovlarning o'rtacha qiymatlari yordamida hisoblandi: afzallik = = [(sukroz iste'moli / sukroz + suv sarfi) × 100].
Genomik DNK va miyadan umumiy RNK izolyatsiyasi
Hayvonlar (n = 5 / gruppa) karbongidning ortiqcha dozasi bilan ovuta qilindi, so'ngra bachadon bo'yni dislokatsiyasi; Amerika veterinariya tibbiyot assotsiatsiyasining ötanaziya guruhi tomonidan tavsiya etilgan usul. Keyin, miya shovqinlari tez o'chirilib, RNAlater (Ambion, Austin, TX) ning diseksiyadan oldin 4-6 soatlariga joylashtirildi. Prefrontal korteksni ajratib olish uchun miya dissektsiyalari, yadro akumbenslari va ventral tegmental maydoni oldindan tasvirlangan (18,19, 20). Genomik DNK va total RNK AllPrep DNK / RNK Mini Kiti (Qiagen) yordamida bir vaqtning o'zida izolyatsiya qilingan.
Real-Time PCR miqdori bo'yicha gen ekspresyon tahlil qilish
Har bir alohida namuna uchun jami RNKning 500ng yuqori imkoniyatli teskari transkriptsion vositasi (ABI, Foster City, CA) yordamida teskari transkripsiyada ishlatilgan. Maqsadli genlarning ifodasi ABI7900HT Real-Time PCR Cycler'da Taqman genini ifodalashda Master Mix (ABI) bilan genotexnik Taqman Problar yordamida kantitativ RT-PCR bilan aniqlandi. Gen problar ro'yxatda keltirilgan qo'shimcha material. Har bir transkriptning nisbiy miqdori oldindan tasvirlangan delta CT qiymatlari yordamida aniqlandi (21). Gen ekspresyonundaki o'zgarishlar, o'zgarmas GAPDH standarti bo'yicha hisoblab chiqilgan.
Ex vivo Dopamin va Dopamin metabolitlari
Yuqorida aytilganidek, miyaning mezolimbik mukofot sohalarida (n = 8-12) dopamin va uning metabolitlari tarkibini o'lchash uchun yuqori samarali suyuqlik kromatografi (HPLC) ishlatilgan (22,18). Miyalari hayvonlardan to'planib, o'ng va chap yarim sharlarga o'ralgan. NAc va PFC buzilgan va quruq muz bilan tezda muzlatilgan va -80 ° C da saqlangan. To'qimachilik 0.1 N perklorik kislotada homogenlash yo'li bilan tahlil qilish uchun tayyorlangan, 15,000-15 ° C da 2 daqiqada 8 daqiqada santrifüj qilingan va supernatant filtrlanadi. Namunalar LC-4C elektrokimyoviy detektori yordamida Bioanalitik Tizimlar HPLC (West Lafayette, IN, AQSh) tomonidan tahlil qilingan. 12 ml / min oqim tezligida va 0.6 Vda o'rnatilgan elektrodeteksiyada teskari o'zgarishlar mikroorganizm ustuniga (0.6 ul) namunalar AOK qilindi. Dopamin va dopamin metabolitlari uchun ajratish 90-mM natriy asetat, 35-mM limon kislotasi, 0.34-mM etilendiamin tetraasetik kislota, 1.2-mM natriy oktil sulfat va 15 pH qiymatida 4.2% metanol v / v. Namunaning eng yuqori balandliklari o'lchandi va dopamin va uning metabolitlari 3,4-dihidroksifenil asatik kislota (DOPAC) standartlari bilan taqqoslandi.
Methylated DNA Immunoprecipitation (MeDIP) Assay
MeDIP assotsiatsiyasi MagMeDIP to'plami (Diagenode, Denville, NJ) yordamida ishlab chiqilgan. Metillangan DNK anti-0.15 metilsitidin antigeni (Diagenode) yoki sichqoncha oldingi immunga ega sarum bilan qoplangan magnit boncuklardan 5ul yordamida immunopresipitatsiya qilingan. MeDIP fraktsiyasini boyitish ABI7900HT Real-Time Cycler-da ChIP-qPCR Assay Master Mix (SuperArray) yordamida kantitativ RT-PCR bilan aniqlandi. O'tkazilgan barcha genlar uchun primerlar transkripsiyadan o'tish joylarining taxminan 01-300 bp yuqorida joylashgan CpG-saytlarini qamrab olgan genomik hududlarni kuchaytirish uchun SuperArray (ChIP-qPCR assaylari (-500) kb taxtachasi, SuperArray) dan olingan. MeDIP natijalari har bir hudud uchun immunoprecipitatsiyalangan DNKning kattalashuvi sifatida ifodalanadi. Differentsial bosim o'zgarishini hisoblash uchun (% zenginleştirme), MeDIP DNKning fraksiyoniy CT qiymatlari kirish DNKning fraksiyoniy CT qiymatlari uchun normallashtirildi.
statistika
Gen ekspression tahlillari talabalar T-testidan foydalanib, keksalikka mos keladigan elementlarni HF va HF + tiklash guruhlariga solishtirishgan. Alfa darajasi o'rganilgan ko'plab miya joylari uchun o'rnatildi. Bir miya hududida qo'llaniladigan genning ahamiyati p = .05; ikki mintaqa uchun p = 0.025, 3 miya regionlari uchun p = .016. Sukroz afzalligi, sakarinning afzalligi, HPLC va MEDIP, tana vaznli va kortikosteron assaylari nazorat qilish, HF va HF + tiklash guruhlarini solishtirish uchun bir tomonlama ANOVA yordamida tahlil qilindi. Guruhlar orasidagi juftlik farqlarini solishtirish uchun post-hoc Bonferonni Multiple Comparison Tests ishlatilgan. Ushbu testlar uchun ahamiyatlilik p = .05 alfa darajasida o'rnatildi.
natijalar
Sichqonlar 60 xaftaga qadar parhezni (nazorat) yoki 12% yuqori yog'li dietani (HFD) nazorat qilish uchun doimiy ravishda foydalanish huquqiga ega edilar. 12 haftada, HF bilan oziqlanadigan hayvonlarning yarmi 4 hafta davomida uy chowiga joylashtirilgan (HF + tiklanish). Ikkala erkak va ayolda HFD hayvonlari (doiralari) 9 haftadan boshlangan nazoratdan og'irroq edi (p <.05) va tiklanish davri davomida nazoratdan og'irroq bo'lib qoldi (Qo'shimcha shakl 1).
Tabiiy va nooziq-ovqatga to'yintiradigan stimulyatorlarga hayvonlarning ta'sirini baholash uchun sukroz va sakarin tanlovi testlari qo'llanildi. Erkaklarda va urg'ochilarda HFD tiklanishidan so'ng HF dietasi ta'siridan so'ng sukrozning afzalligi, ammo sakarinning afzalligi o'zgartirildi. Bir tomonlama ANOVA sakkarozning afzalliklari erkaklarda sezilarli darajada kamaydiShakl 1A) va ayollarning kamayishi (Shakl 1B) HFD ta'siridan keyin (F (2,16) = 4.82, p <.05; F (2,16) = 5.41, p <.06 navbati bilan). HFD olib tashlangandan so'ng, bu xatti-harakatlar normallashdi va sukrozning afzalligi endi boshqaruvdan farq qilmadi. Saxarinning afzalligi ikkala erkakda ham o'zgarmagan (Shakl 1C) yoki ayol (Shakl 1D) HFD ta'sir qilish natijasida.
Dopamin mukofoti xulq-atvorining asosiy regulyatori bo'lgani sababli, dopamin bilan bog'liq genin ifodasi XFD bo'yicha 12 haftadan keyin alohida guruhlar va ayollar guruhlari bo'yicha mukofot tizimida va XNFX dan 4 haftadan keyin tiklangan qo'shimcha guruhda tekshirildi. 1 stol VTA, PFC va NAc ning gen protseduralari va statistik tahlillarini umumlashtiradi. VTAda sinaptik terminali dopamin darajasini tartibga solishda uchta gen aniqlandi: katekolamin nörotransmiterlarini inaktivatsiya qilish bilan bog'liq katekolamin metil transferaz (COMT); dopamin tashuvchisi (DAT), dopaminni sinapsdan tozalashga imkon beruvchi membran spanning nasosi va dopamin sintezi uchun tezlikni cheklaydigan fermentni tirozin gidroksilaz (TH) deb atash mumkin. Har bir guruh uchun katak almashinuvi qadriyatlari keksaygan mos keluvchi elementlar yordamida aniqlangan (masalan, har ikkala nazorat qilish punkti ham 1ga o'rnatiladi va aniqlik uchun faqat HFD uchun nazorat grafada tasvirlangan). HFD ta'sirida COMT, DAT va TH mRNA qiymatlari sezilarli darajada kamaygan erkak VTA-da aniqlangan talabalar t-testi (n = 5 / group)Fig 2A) va parhezdan qutqarish davri tugashi bilan (HF + tiklanish) nazorat darajalariga qaytdi yoki oshdi.
PFC va NACda dopamin signalizatsiyasi va dopamin aylanishi uchun muhim bo'lgan genlar (n = 5 / guruh) tekshirildi: COMT; protein fosfataz 1 tartibga soluvchi subunit 1B (DARPP-32), retseptorlari stimulyatsiyasi bilan boshqariladigan past oqimli signalizatsiya oqimi; dopamin retseptorlari D1 (DRD1), adenilil siklazni ogohlantiruvchi postsinaptik G-proteinli biriktirilgan retseptor; va dopamin retseptorlari D2 (DRD2), adenilil siklaza inhibe qiluvchi postsinaptik G-proteinli biriktirilgan retseptor. Erkaklar uchun PFC (Shakl 2B), DARPP-32, DD1 va DRD2 esa HFD ta'siridan keyin kamaydi va bu o'zgarishlar HFDni olib tashlangandan keyin davom etdi (DARPP-32 mRNA o'sishining statistik jihatdan ishonchli bo'lmasa-da). Erkaklarda NAC (Shakl 2C), COMT, DRD1 va DRD2 HFD ta'sirida kamayganligi va HFD'nin olib tashlanganidan keyin nazorat darajasining ostida qolgan. DARPP-32 darajalari HFD bilan oshirildi, ammo 4 haftadan keyin HFD dan ajralib chiqdi.
Xuddi shu miya hududlari va genlar ayol sichqonlarda tekshirildi (n = 5 / guruh). Ko'rsatilganidek 2 stol, HFDga javoban gen ekspressioni modelida va shuningdek, parhezni tiklashda sezilarli farqlar kuzatildi. Erkaklarda bo'lgani kabi, VTAda ham COMT va mRNA darajalari HFD ta'siridan keyin sezilarli darajada kamaydi (Fig 2D). Biroq, erkaklardan farqli o'laroq, bu o'zgarishlar HFDni olib tashlangandan so'ng davom etdi. Bundan tashqari, erkaklarda kuzatilgan naqshga to'g'ridan-to'g'ri qarshilik ko'rsatishda HFD ta'sir qilish ayollarda VTA ichidagi DAT mRNA ifodasini oshirdi va HFD darajasining chiqarilishi yoshga mos keladigan nazoratdan ham past bo'lgan. PFKda faqat DARPP-32 surunkali HFD bilan ta'sirlangan, mRNA darajasida 12 haftadan keyingi HFD dan keyin va HFDni yo'qotishdan keyin nazorat darajalariga qaytgan. Ikkala COMT va D1R mRNA ham 4 haftasidan keyin HFD dan sezilarli darajada kamaydi. HFD ta'siridan so'ng, NAC, COMT, DRD1 va DRD2 ayollarda hammasi kamaydi (Shakl 2F). DRD1 va DRD2 parhezni ajratishdan keyingi nazorat darajalariga erishildi, ammo COMT darajasining qolganligi 4wk qutqaruvidan keyin sezilarli darajada kamaydi.
VTAda dopaminni boshqaruvchi genlar uchun gen ekspluatatsiyasining izchil kamaytirilishini hisobga olgan holda, dopamin va dopamin metabolitlari VTA, PFC va NAC dan prognozlarni olgan hududlarda aniqlandi. Shakl 3 erkaklarda PFK va NAC dan dopamin (DA) va dopamin metabolitini (DOPAC) ko'rsatadi (Shakl 3A, 3C) va ayollar (Shakl 3B, 3D). Erkaklarda XFDga ta'sir qilish PFKda dopamin darajasining pasayishiga olib keldi (Shakl 3A) va NAC (Fig 3C) (F (2,13) = 3.95; F (2,18) = 3.536, p <.05), bu HFD chiqarilgandan so'ng faqat NACda tiklandi. Dopamin aylanishi (DOPAC: DA nisbati) erkak PFC (F (2,12) = 3.85, p <.05) va NAC (F (2,17) = 4.69, p <.05) da oshdi. Aksincha, ayollarda HFD ning DA va DOPACga ta'siri erkaklarga qaraganda sifat jihatidan boshqacha edi. PFKda HFD DA yoki DOPAC darajalariga ta'sir ko'rsatmadi. NAc da DA darajasi HFD bilan oziqlanadigan hayvonlarda pasaygan va HFD chiqarilgandan keyin ham pasaygan (Shakl 3D, F (2,23) = 4.79, p <.05). DOPAC darajasi ayollarning NAc-da o'zgarmadi, natijada DA aylanmasi oshdi (DOPAC: DA nisbati) (F (2,23) = 7.00, p <.01).
DAT transkripsiyasi differentsial DNK metilatsiyasi bilan tartibga solinishi va VTAda DAT ifodasida sezilarli jinsiy farqni kuzatish mumkinligini hisobga olib, DATning promoter qismida DNK metilasyonu tekshirildi. In Shakl 4A, 4C VTAdagi DAT genining ifodasi yana aniqlik uchun taqdim etiladi ( Fig 2A va 2D). DAT promoteri metilasyonu erkaklarda sezilarli darajada oshdi (Shakl 4B) HFD dan keyin va HFD + tiklanish erkaklaridagi nazorat darajalariga qaytdi (F (2,11) = 23.64, p <.01). Ayollarda DAT promouter metilatsiyasi HFD hayvonlari (D) ning pasayishiga to'g'ri keldi va HFD + tiklanadigan ayollarda sezilarli darajada kamaydi (5D-rasm, F (2,12) = 5.70, p <.05).
HFDning tiklanish davrida olib tashlanishi stresor bo'lgan-bo'lmaganligini baholash uchun, boshlang'ich plazma kortikosteron miqdori (ug / dl), HFD (12 hafta), HFD + 1wk tiklanish va HFD + 4wk tiklash guruhlari (n = 5 / Guruh, Qo'shimcha 2 shakl). Bir tomonlama ANOVA erkak hayvonlarning guruhlari orasida farq yo'qligini aniqladi (F (3,16) = 3.21, ns).
muhokama
Erta hayotdan boshlangan yuqori yog'li xunning (HFD) surunkali iste'moli sichqonlarda dietaga bog'liq semizlikni o'rnatish uchun ishlatilgan. Sichqoncha sakkarozni afzal ko'rdi va miyaning hududlarida mukofotlangan dopaminerjik ohangni isbotladi. 4 haftasidan keyin HFD dan ajratilganida sukrozning afzalligi erkaklarda ham, ayollarda ham normallashgan bo'lsa-da, ayrim dopamin genining ekspressioni o'zgarishi saqlanib qoldi. Ushbu tajribalar surunkali HFD ning miya mukofot tizimiga ta'sirini ta'riflovchi muhim ma'lumotlar bilan ta'minlanadi, bu esa tiklanish uchun salohiyatni va erkak va urg'ochi sichqon o'rtasidagi asosiy farqlarni ko'rsatadi.
HFD oziqlangan hayvonlarda, sog'ayishning kamayishi kuzatildi, bu esa tiklanish davridan keyin teskari bo'lib qoldi. Ushbu topilmalar, HFD iste'moli oldingi hisobotini, sükrozun kamaytirish23), bu XFD ta'sir qilishining davomiyligi (12 haftada 22 haftasiga nisbatan) bilan sodir bo'lishi mumkinligini ko'rsatishi va eng muhimi, HFD bo'lmasa, javobning tiklanishi mumkinligini ko'rsatib beradi. Ayol sichqonlari erkaklar bilan bir xil javob ko'rinishini ko'rsatdi. Ushbu topilmalar adabiyotda boshqa kishilarga mos keladi, ular surunkali HFD bo'lgan juft oziqlangan guruhni qo'shib, semiz emas, operativ vazifada sukroz uchun javobni kamaytiradi (24). Xuddi shunday, ushbu tadqiqotda sukrozning afzalligi 4 haftadan keyin HFD dan ajratilgan, tana og'irligi sezilarli darajada yuqoriligicha qolib, sukrozni afzal ko'rilishining HFD maruziyetiyle emas, balki unga tegishli bo'lgan tana vaznini emas, degan xulosani qo'llab-quvvatladi. Ayniqsa, sakarin tanlovida hech qanday o'zgarish bo'lmaganligi qiziq. Bu surunkali HFD kaloriya va kalorisiz shirin mukofotlarga ta'sirga ta'sir qiladi. So'ngra ingichka ta'sirlar chanqoqlikdan qat'i nazar preferentsiyani ta'sir qiladi, chunki sukrozni qabul qilish "shirin-ko'r" ta'mi retseptorlari nokaut sichqonlarida dopamin salınımını25), sovg'a va mustahkamlash uchun ovqatlanish qiymati (26) va drosofilda ta'mi-mustaqil metabolik sezgirlik yo'llari aniqlangan (27). Sakarin sukrozdan sezilarli darajada shirindir, shuning uchun shirinlikda tenglikni o'rnatish uchun harakat (odatda 4-10x sukrozning yuqori konsentratsiyasi (26), ammo sakarinning umumiy afzalligi ushbu hayvonlarda sukrozga nisbatan pastroq edi. Shu sababli, muqobil tushuntirishlar SFKning sukroz parametrlarini turli xil tarzda ta'sir qilgan bo'lishi mumkin, chunki u hayvonlar sakarinni kuchli tanlashni afzal ko'rgan bo'lsa-da (sakarinning qiymati yuqori va pastroq qiymatli mukofotga nisbatan yuqoriroqdir) (saksar uchun 75-80% prefens sukroz uchun ~ 85-90% holatiga).
Umuman, surunkali HFD so'ng erkak sichqonchani VTA, NAc va PFC ichidagi dopaminerjik gen ekspresyonu kamaydi. Ushbu topilmalar, HFD'ye javob sifatida dopamin bilan bog'liq genlarda kamayishini kuzatgan boshqa ishlar bilan mos keladi (12,13,15). Dopamin D2 retseptorlari ifodasi va funktsiyalari pasayishi inson qiyofasini o'rganishda (5, 28) va kemiruvchi semizlik modellari (14, 29). Dopamin signallarining kamayishi tabiiy samaralarga nisbatan sezgirlikni pasaytiradi va shuning uchun xushbo'y ovqatlarning ortiqcha iste'mol qilinishini davom ettirishga yordam beradi30,31). Bundan tashqari, kamaytirilgan DAT sirtini ifodalovchi dopamin gomostazasi buzilganligi yuqori yog 'dietasini (masalan,32). Ushbu naqsh uchun istisno DARPP-32, dopamin va tsikli AMP bilan boshqariladigan fosfoprotein bilan kuzatilgan, bu esa NAF va PFKda HFD dan keyin ortgan. DARPP-32 dopamin bilan boshqariladigan turli xil biokimyoviy va qiziqishlarga javoblarni birlashtirishda muhim rol o'ynaydi. D32R ning surunkali pastga regulyatsiyasiga javoban DARPP-1 upregulyatsiyasi kompensatsiyaga olib kelishi mumkin. Xuddi shunday modelda (12 wk HFD ning sichqonchasida), D1R pastga regulyatsiyasi NAC (DARPP-32) ning fosforillanishini NAc33).
Ko'pgina tadqiqotlar, bu o'zgarishlarni HFDni olib tashlaganidan keyin qayta tiklash imkoniyatlarini o'rganib chiqdi. Shu bilan birga, ikkita yangi hisobotda gen protsedurasining o'zgarishi va mukofot tizimining kamchiliklari qisqa vaqt ichida (14-18d) (13, 14). Aksincha, gastrik bypass operatsiyasidan oldin va keyin obez bemorlarda olib borilgan tadkikotlar, uzoq vaqt kilogramm halok so'ng (dopaminerjik o'zgarishlar)34). Erkaklarda, tiklanish naqshlari miya mintaqasi bilan farqlanadi. VTAda COMT, DAT va THdagi kuzatilgan pasayishlar HFDning chiqarilishi bilan normallashdi. Aksincha, NAc'de kuzatilgan barcha gen ekspresyon o'zgarishlar va PFC normalleştirilmemiştir. Hozirgi tadqiqotda surunkali HFD og'irligining sezilarli darajada oshishiga olib keldi va 4 haftasidan keyin parhezdan ajraldi. Shu sababli semirish bilan birga keladigan keyingi metabolik va gormonal o'zgarishlar (masalan, leptin, yuqori adipokinlar) xamda 4 hafta davomida mavjud bo'lgan. Shuning uchun, normalangan (masalan, VTA) gen ekspozitsiyasi asosan HFD tomonidan boshqariladigan bo'lishi mumkin, ammo saqlanib qolganlar (NAc va PFC da) semizlikka nisbatan ko'proq bog'liq bo'lishi mumkin. Diyetle kilogramm halok saqlash xarakterli darajada past bo'ladi (67% (35) 80% ga (36) Yo'qotilgan vazni qayta tiklagan bemorlar). Mukofot hududlarida gen ekspozitsiyasida bu o'zgarishlarning o'zgarishi bu umumiy holatni qisman tushuntirib berishda muhim ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. XFDda yoki 1wk yoki 4wk qutqaruvidan so'ng bazal plazma kortikosteron darajasida sezilarli o'zgarishlar bo'lmaganligi sababli, kuzatiladigan xulq-atvorli va gen ekspozitsiyasining o'zgarishi o'zgaruvchan parhezlar bilan bog'liq bo'lgan stress tufayli yuzaga kelmaydi.
Surunkali HFDga javoban, shuningdek, parhezni olib tashlash uchun qiziqarli jinsiy farqlar aniqlandi. Ayollarga dopamin bilan bog'liq genlarni kamaytirishda erkaklar bilan o'xshashlik mavjud edi, bu esa DA faoliyatida, ayniqsa, VTA va NAc dagi pasayishni taxmin qiladi. Jinsiy farqni e'tiborga oladigan bo'lsak, HFD dan keyin ayol VTA da DAT mRNA ekspresyonunun o'sishidir. Ikkala jinsdagi TH genining shunga o'xshash pasayishi bilan birga genin ifodalanishidagi bu farq, NSF ichida dopamin nörotransmisyonunda ham, HFD maruziyetinin oxirida va tiklanish davridan keyin sezilarli farq qiladi. Ushbu farqlarning funktsional ahamiyati uchun ko'proq minnatdorlik kelajakda olib boriladigan tadqiqotlarning muhim yo'nalishidir.
Bundan tashqari, erkak va ayollarda VTTda sog'ayishning kamayishi bilan birga 4-haftadan keyin HFD dan tushgan ayollarda bu kamaydi. Shunga qaramay, bu farqlar dietadan uzoqroq vaqt bilan farq qiladimi yoki yo'qligini aniqlab olish kerak, ammo bu ayollarning tiklanadigan bo'lsa, hech bo'lmaganda sekinroq tiklanishi kerak degan xulosani qo'llab-quvvatlaydi. Bundan tashqari, NAc va PFC'de D1R va D2R'nin gen ekspresyon o'zgarishlar erkak va ayol o'rtasida juda farq qiladi. Erkaklarda, har ikkala mintaqada ham genlarni ifodalashda umumiy pasayish kuzatildi, bu esa parhezni yo'qotishdan so'ng ancha davom etdi. Ayollarda D1R va D2R NAc ichida kamaydi va keyin qutqarildi, ammo PFD dopamin retseptorlari ustida HFD ta'siri yo'q edi. Joriy tadqiqotlar davomida, ayol hayvonlarni estrus bosqichi hisobga olinmasdan qurbon qilishgan. Kuzatilgan so'nggi nuqtalarning ba'zilari estrus siklida farqlanishi ma'lum bo'lsa-da, bu ishda ayol hayvonlar, ayniqsa, diet manipulyatsiyasi ta'siriga nisbatan, so'nggi nuqtalar bo'ylab ko'payganligini ko'rsatmadi.
Gen ekspresyon bulgularını to'ldirish uchun, dopamin VTA'nın asosiy projektorini hududlarida, ya'ni PFC va NAc sifatida o'lchanardi. Dopamin darajalari VTAdagi TH mRNAda parallel o'zgarishlarga olib keldi. Har ikkala erkak va urg'ochi ayolda NAA darajasi HFD xitiga javoban kamaydi; erkaklarda tiklanadigan javob, lekin ayol emas. PFKda dopamin darajalari HFD tomonidan kamaydi, biroq PFKda parhezdan qutulish yo'q edi. Bundan tashqari, ayollarda prefrontal korteksda erkaklarga qaraganda dopamin past darajada bo'lgan. DAT ifodasi va funktsiyalarida jinsiy farqlar adabiyotda yaxshi ma'lum va ayollarda DAT ifodasi (37) va funktsiya (38) va bu farqlar erkaklar va ayollar o'rtasida turli xil dopamin darajalariga yordam berishi mumkin. DOPAC: DA nisbati tekshirilgandir. Ushbu nisbatning ortishi, DA ning pasayishi bilan bartaraf etilgan javobni aks ettirishi mumkin. Dopamin almashinuvidagi bu o'zgarishlarning uzoq muddatli funktsional ahamiyati shundaki, dopamin eritmasida ning Vivo jonli mikrodializ.
Bundan tashqari, bu ma'lumotlar DAT genining promoteri ichida, ayniqsa erkaklarda, DNK metilasyonunun dinamik tartibga solinishini belgilaydi. So'nggi paytlarda, DAT ekspresyonunun HFD'ye javob sifatida Diafragmaning metilasyonu bilan dinamik ravishda ayarlanabildiğini ko'rsatdik (12) va DAT promoterining metillanishining ortishi genin ifodasini kamayishi bilan bog'liq. Bu reaktsiyaning plastisitesini aniqlaymiz, chunki erkaklarda ko'rinadigan DNKning metillanishi (va mRNA ning kamayishi) HFDni olib tashlangandan keyin farq qiladi. Epigenet genini tartibga solish, masalan, DNK metilatsiyasidagi o'zgarishlar orqali, organizmlar ekologik muammolarga osonlik bilan moslasha oladigan yo'lni taqdim etadi. Epigenetik belgilar umr bo'yi davom etishi mumkin (39) va madaniy embrion ildiz hujayralarida o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitlariga javoban farqli DNK metilasyonunun qaytalanuvchi va qat'iy namunalari kuzatildi (40). Bu ma'lumotlar birinchi bo'lib ko'rsatiladi ning Vivo jonli ekologik muammolar mavjudligi yoki yo'qligi bilan o'zgarib turadigan dinamik metilasyon naqshini. Shunisi e'tiborga loyiqki, bu naqsh ayollarda kuzatilmagan. HFDga dastlabki javob oldindan taxmin qilingan (DNK metilatsiyasi haydashni kamaytirgan gen ekspresyoni kamayganligi) bo'lsa-da, bu naqsh tiklanish davrida saqlanmadi. Bu DNK metilasyonu va gen ekspresyonunun to'rt hafta davomida HFD'nin yopiq bo'lishi mumkin yoki DAT mRNA'nın ayollarda boshqa yo'llar bilan tartibga solinishi mumkinligini ko'rsatadi.
Erkaklarda, sukroz afzalliklari, VTAdagi DA bilan bog'liq genlarning ifodasi va NAcdagi dopamin, dietani olib tashlaganidan keyin tiklanadigan surunkali HFDga javoban, bostirishni izchil davom ettiradi. Qizig'i shundaki, sukrozga nisbatan xatti-harakatlar ayollarda o'xshash bo'lsa-da, gen protsedurasi va NAc dopamin darajasi HFDni yo'qotishdan keyin tiklanish yo'qligini ko'rsatadi. Mukofot bilan bog'liq xatti-harakatlar opioidlar kabi qo'shimcha neyrotransmiter tizimlaridan aniq ta'sir qiladi va ehtimol urg'ochi ayollarda sukrozga qiziqish bilan javob berish opioidlardagi o'zgarishlar bilan bog'liq. Umuman olganda, hozirgi ma'lumotlarga ko'ra, HFDga bo'lgan dastlabki javobda hamda HFDni olib tashlashdan keyin dopamin bilan bog'liq genin ifodasi bilan bog'liq jinsiy farqlar kelajakda surunkali iste'mol qilish uchun yo'naltirilgan tadqiqot uchun muhim yo'nalishni ifodalaydi. HFD miya mukofot tizimiga ta'sir qiladi. Eng muhimi, bu ma'lumotlar, HFD'ye dopaminerjik javobda muhim plastikiteyi belgilaydi va surunkali HFD iste'moli va / yoki obezitenin salbiy oqibatlari ahamiyatga ega bo'lsa-da, tiklanish mumkin.
Bu mavzu haqida allaqachon ma'lum bo'lgan
- Obez bemorlarda dopamin retseptorlari ifodasi va funktsiyasi kamayadi
- Yuqori yog'li xunning surunkali ta'siri dopamin bilan bog'liq genlarda o'zgarishlarga olib keladi va mukofotni ushlab turadi
- Dopamin nörotransmisyonu, obez kemirgenlerde o'zgartiriladi.
Ushbu qo'lyozma mavzuga qo'shib qo'ygan
- Yuqori yog 'dietasiga CNS javobidagi jinsiy farqlarni aniqlash.
- Yuqori yog'li parhezni olib tashlashda dopaminergik o'zgarishlarning plastisitikasini baholash.
- Yuqori yog'li parhezga javoban dinamik DNKning metilasyon o'zgarishini aniqlash
rahmat
Ushbu ish quyidagi grantlar yordamida qo'llab-quvvatlandi: MH087978 (TMR), MH86599 (IL) va T32 GM008076 (JLC).
Manbalar