Chế độ ăn nhiều chất béo kéo dài làm giảm tái hấp thu Dopamine mà không làm thay đổi biểu hiện gen Gene (2013)

Jackson J. Nón,
Elena H. Biểu đồ,
David N. Potter,
Stephanie R. Ebner,
Mitchell F. Roitman

Tóm tắt

Sự phát triển của bệnh béo phì do chế độ ăn kiêng (DIO) có thể làm thay đổi mạnh mẽ nhiều khía cạnh của tín hiệu dopamine, bao gồm biểu hiện vận chuyển dopamine (DAT) và tái hấp thu dopamine. Tuy nhiên, quá trình thay đổi do chế độ ăn kiêng trong biểu hiện và chức năng của DAT và liệu những thay đổi đó có phụ thuộc vào sự phát triển của DIO hay không vẫn chưa được giải quyết. Ở đây, chúng tôi đã cho chuột ăn chế độ ăn nhiều chất béo (HFD) hoặc thấp (LFD) trong các tuần 2 hoặc 6. Sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng, chuột được gây mê bằng urethane và chức năng DAT xuất hiện được đánh giá bằng cách kích thích điện các cơ quan tế bào dopamine ở vùng não thất (VTA) và ghi lại những thay đổi kết quả về nồng độ dopamine trong màng bụng bằng cách sử dụng vôn kế quét nhanh. Chúng tôi cũng đã định lượng ảnh hưởng của HFD lên màng tế bào liên quan đến các phân số tế bào trong một nhóm chuột riêng biệt sau khi tiếp xúc với cùng một chế độ ăn kiêng. Đáng chú ý, không có nhóm điều trị nào của chúng tôi khác nhau về trọng lượng cơ thể. Chúng tôi đã tìm thấy sự thâm hụt trong tỷ lệ tái hấp thu dopamine ở chuột HFD so với chuột LFD sau 6 nhưng không phải là tuần tiếp xúc với chế độ ăn kiêng. Ngoài ra, sự gia tăng dopamine gợi lên sau một thách thức dược lý của cocaine đã bị suy giảm đáng kể ở HFD so với chuột LFD. Phân tích Western blot cho thấy rằng không có ảnh hưởng của chế độ ăn uống đối với tổng số protein DAT. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với HFD trong vài tuần HFD đã làm giảm đáng kể đồng phân 2 kDa DAT trong một phần liên quan đến màng synap, nhưng không phải là một phần liên quan đến các endosome tái chế. Dữ liệu của chúng tôi cung cấp thêm bằng chứng cho sự thay đổi do chế độ ăn kiêng trong tái hấp thu dopamine độc lập với những thay đổi trong sản xuất DAT và chứng minh rằng những thay đổi đó có thể biểu hiện mà không có sự phát triển của DIO.

Trích dẫn: Cone JJ, Chartoff EH, Potter DN, Ebner SR, Roitman MF (2013) Chế độ ăn nhiều chất béo kéo dài làm giảm tái hấp thu Dopamine mà không làm thay đổi biểu hiện gen Gene. PLoS MỘT 8 (3): e58251. doi: 10.1371 / tạp chí.pone.0058251

Editor: Sidney Arthur Simon, Trung tâm Y tế Đại học Duke, Hoa Kỳ

Nhận: Tháng 10 26, 2012; Đã chấp nhận: Tháng 2 5, 2013; Published: 13 Tháng ba, 2013

Bản quyền: © 2013 Nón et al. Đây là một bài viết truy cập mở được phân phối theo các điều khoản của Giấy phép ghi nhận tác giả Creative Commons, cho phép sử dụng, phân phối và tái sản xuất không hạn chế trong bất kỳ phương tiện nào, miễn là tác giả và nguồn gốc được ghi có.

Kinh phí: Dự án được mô tả được hỗ trợ bởi Viện Y tế Quốc gia (NIH) cấp DA025634 (MFR) và T32-MH067631 từ Chương trình đào tạo khoa học thần kinh y sinh (JJC). Hỗ trợ bổ sung được cung cấp bởi Trung tâm tài nguyên nghiên cứu quốc gia và Trung tâm tiến bộ khoa học dịch thuật quốc gia, NIH, thông qua việc cấp cho UL1RR029877 (JJC) và Hiệp hội y sinh Chicago với sự hỗ trợ từ Quỹ Searle tại Quỹ cộng đồng Chicago (JJC). Nội dung hoàn toàn là trách nhiệm của các tác giả và không nhất thiết phải thể hiện quan điểm chính thức của NIH hoặc Hiệp hội Y sinh Chicago. Các nhà tài trợ không có vai trò trong thiết kế nghiên cứu, thu thập và phân tích dữ liệu, quyết định xuất bản hoặc chuẩn bị bản thảo.

Lợi ích cạnh tranh: Các tác giả đã tuyên bố rằng không có lợi ích cạnh tranh tồn tại.

Giới thiệu

Thừa cân và béo phì chiếm tỷ lệ ngày càng lớn của Hoa Kỳ và dân số trên toàn thế giới [1], [2]. Mặc dù có nhiều con đường dẫn đến béo phì, nhưng có lẽ một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với trọng lượng cơ thể khỏe mạnh là sự phổ biến và tiêu thụ các loại thực phẩm có hàm lượng calo cao, ngon miệng [3]. Thật vậy, mật độ năng lượng (kcal / g) của thực phẩm góp phần gây ra thừa cân và béo phì ở người lớn [4], [5]. Các loại thực phẩm có thể ăn được gợi lên sự giải phóng dopamine ở vùng thượng thận của cả người và động vật không phải người [6], [7], [8], [9] và đánh giá chủ quan của chất béo trong thực phẩm có mối tương quan tích cực với sức mạnh của các phản ứng thần kinh trong khối vây bụng [10]. Do đó, dopamine và striatum dường như đóng góp vào sở thích cho thực phẩm đậm đặc năng lượng. Gần đây, nó đã chỉ ra rằng sự khác biệt trong chế độ ăn uống có thể gây ra những thay đổi đồng thời trong mạch máu và hành vi hướng đến thực phẩm [11]. Tuy nhiên, có lẽ ít được đánh giá cao là bằng chứng ngày càng tăng cho thấy sự khác biệt trong thực phẩm ăn vào, đặc biệt là đối với chất béo, có thể phản hồi và thay đổi tín hiệu dopamine trong giai đoạn đầu.

Tín hiệu dopamine tiền đình được điều chỉnh bởi một số yếu tố bao gồm sản xuất dopamine bởi enzyme tyrosine hydroxylase, thụ thể dopamine trước và sau synap, và các chất vận chuyển dopamine tiền ung thư (DATs), tất cả đều có liên quan đến béo phì [12], [13]. Việc thay đổi số lượng hoặc chức năng của DAT có thể làm thay đổi phạm vi ảnh hưởng của dopamine được giải phóng và do đó có chức năng xuất hiện [14], [15]. Insulin, được phát hành để đáp ứng với thức ăn ăn vào, đã được chứng minh là có ảnh hưởng đến chức năng DAT [16], [17]. Do đó, ĐẠT là một trong những ứng cử viên có khả năng cho những ảnh hưởng của chế độ ăn uống.

Gần đây, mối tương quan giữa béo phì và tính sẵn có của DAT cũng như sự thay đổi do chế độ ăn kiêng của chức năng DAT đã được khám phá. Chỉ số khối cơ thể (BMI) có mối tương quan ngược chiều với sự sẵn có của ĐẠT trong cơ thể người [18]. Liên kết với ĐẠT, và do đó có sẵn, được giảm trong chế độ ăn nhiều chất béo (HFD) [19]. Béo phì do HFD (DIO) có liên quan đến việc giảm tỷ lệ tái hấp thu dopamine của ĐẠT ở chuột [20]. Kết hợp lại với nhau, những nghiên cứu này cho thấy rằng béo phì được thiết lập bởi mức tiêu thụ HFD có thể ảnh hưởng mạnh đến các cơ quan điều tiết tiền sản sinh quan trọng của tín hiệu dopamine - đặc biệt là ĐẠT. Tuy nhiên, quá trình thay đổi chế độ ăn kiêng trong tín hiệu dopamine và liệu sự phát triển của DIO có cần thiết cho những thay đổi đối với biểu hiện hay không vẫn chưa được biết. Chúng tôi đã thử nghiệm chức năng DAT bằng cách gợi lên sự giải phóng dopamine trong khối vây bụng và định lượng tốc độ tái hấp thu của nó ở chuột bằng cách sử dụng vôn kế tuần hoàn quét nhanh. Để xác định xem sự tái hấp thu dopamine có phải là do giảm biểu hiện gen DAT hay không, chúng tôi đã đo DAT mRNA ở vùng não thất và vùng da đen bằng cách sử dụng qRT-PCR thời gian thực. Ngoài ra, chúng tôi đã sử dụng một quy trình phân đoạn sinh hóa và phân tích Western blot để kiểm tra mức độ ĐẠT xuất hiện trong màng synaposomal và endosomal thô. Chuột có chế độ ăn nhiều chất béo hoặc ít ăn 2 hoặc 6, nhưng tất cả các phép đo đều được thực hiện khi không có DIO. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc tiêu thụ HFD kéo dài, không phụ thuộc vào DIO, làm giảm tốc độ tái hấp thu dopamine trong khối vây bụng mà không làm giảm biểu hiện ĐẠT.

Vật liệu và phương pháp

Chuẩn mực đạo đức

Nghiên cứu này được thực hiện theo các khuyến nghị trong Hướng dẫn chăm sóc và sử dụng động vật thí nghiệm của Viện sức khỏe quốc gia. Giao thức đã được phê duyệt bởi Ủy ban Chăm sóc Động vật tại Đại học Illinois, Chicago. Tất cả các phẫu thuật được thực hiện dưới gây mê urethane, và tất cả các nỗ lực đã được thực hiện để giảm thiểu đau khổ.

Đối tượng

Chuột đực Sprague Daw Dawley tiêu chuẩn (n = 67), khoảng 2 tháng tuổi và có trọng lượng 225 lên 275 g khi đến nơi đã được sử dụng. Động vật được nhốt riêng trong các lồng nhựa (26.5 × 50 × 20 cm) trong môi trường kiểm soát nhiệt độ- (22 ° C) và độ ẩm- (30%) trên ánh sáng 12∶12 h: chu kỳ tối (đèn sáng ở 07∶XNUM h). Chuột thích nghi với cơ sở trong một tuần với quảng cáo tự do truy cập vào phòng thí nghiệm tiêu chuẩn chow và nước.

Lượng thức ăn và trọng lượng cơ thể

Sau khi thích nghi, chuột được cân và được gán ngẫu nhiên vào 1 của các nhóm 4 được đối trọng với trọng lượng cơ thể ban đầu. Hai nhóm được duy trì chế độ ăn ít chất béo (LFD; Research Diets, New Brunswick, NJ; D12450B; 10% kilocalories từ chất béo (3.85 kcal / g)). Các nhóm 2 khác được duy trì trên HFD (Chế độ ăn uống nghiên cứu; D12492; 60% kilocalories từ chất béo (5.24 kcal / g)). Đối với mỗi chế độ ăn, chuột được duy trì trong cả tuần 2 hoặc 6 (wks). Do đó, các nhóm 4 là: LFD-2 wk (n = 18), HFD-2 wk (n = 16), LFD-6 wk (n = 16) và HFD-6 wk (n = 17). Tất cả các nhóm đã có quảng cáo tự do tiếp cận với nước. Lượng thức ăn và đo trọng lượng cơ thể được thực hiện ba lần / tuần và dữ liệu được báo cáo riêng cho những con chuột trải qua các bản ghi voltammetric hoặc phân tích thông điệp / protein của DAT.

Thủ tục phẫu thuật và đo Dopamine

Sau khi tiếp xúc với chế độ ăn uống, một nhóm nhỏ những con chuột không khác nhau về trọng lượng cơ thể được chuẩn bị để ghi âm đo điện tích (LFD-2 tuần (n = 8), HFD-2 tuần (n = 6), LFD-6 tuần (n = 6) , và HFD-6 tuần (n = 7)) trong điều kiện gây mê urethane (1.5 g / kg) [như trong 9,21]. Một ống thông dẫn hướng (Hệ thống phân tích sinh học, West Lafayette, IL) được đặt trên thể vân bụng (phía trước 1.3 mm, phía sau 1.5 mm từ bregma), một điện cực so sánh dây bạc clo (Ag / AgCl) được cấy vào vỏ não bên và cả hai đều được được cố định vào hộp sọ bằng vít thép không gỉ và xi măng nha khoa. Một bộ xử lý vi mô có chứa một điện cực sợi carbon (CFE) được đưa vào ống dẫn hướng và điện cực được hạ xuống thể vân bụng. CFE và điện cực so sánh được kết nối với một tầng và điện thế của CFE được quét từ −0.4 đến +1.3 V (so với Ag / AgCl) và trở lại (400 V / s; 10 Hz). Sau đó, một điện cực kích thích lưỡng cực (Plastics One, Roanoke, VA) dần dần được hạ thấp xuống khu vực tegmental của bụng / lớp nền (VTA / SNpc; 5.2 mm sau, 1.0 mm bên và ban đầu là 7.0 mm bụng từ bregma) với gia số 0.2 mm . Tại mỗi mức tăng, một nhóm xung dòng điện (60 xung, 4 ms mỗi xung, 60 Hz, 400 µA) đã được phân phối. Khi điện cực kích thích được định vị trong VTA / SNpc và CFE ở trong thể vân, sự kích thích gợi lên một cách đáng tin cậy sự giải phóng dopamine - được trích xuất từ dữ liệu đo điện tử bằng cách sử dụng phân tích thành phần chính [9], [22]; và chuyển thành nồng độ sau mỗi CFE được hiệu chuẩn trong hệ thống phun dòng chảy sau mỗi thí nghiệm [23]. Vị trí của điện cực kích thích được tối ưu hóa để giải phóng tối đa. CFE sau đó được phép cân bằng cho 10 phút trước khi bắt đầu thử nghiệm. Sự giải phóng Dopamine được gợi lên bằng cách kích thích điện của VTA / SNpc (cùng thông số như trên) và sự thay đổi kết quả về nồng độ dopamine được tính từ −5 s đến 10 so với kích thích. Ngay sau khi kích thích, chuột được tiêm cocaine hydrochloride hòa tan trong nước muối 0.9% (10 mg / kg ip) và, 10 phút sau, kích thích được lặp lại. Điện áp ứng dụng, thu thập dữ liệu và phân tích được thực hiện bằng phần mềm được viết bằng LabVIEW (National Cụt, Austin, TX, Hoa Kỳ) [22].

Tái hấp thu Dopamine

Tái hấp thu Dopamine được mô hình hóa bằng Phần mềm phân tích Demon Voltammetry (24; Đại học Wake Forest, Winston-Salem NC). Ở đây chúng tôi báo cáo hằng số phân rã tau là thước đo tỷ lệ tái hấp thu dopamine của chúng tôi. Tau có nguồn gốc từ sự phù hợp với đường cong hàm mũ bao gồm phần lớn đường cong thanh thải dopamine và có mối tương quan cao (r = .9899) với K_m, ái lực rõ ràng của dopamine đối với ĐẠT [24]. Để xác định tác dụng của cocaine đối với nồng độ dopamine cao nhất, chúng tôi đã so sánh các giá trị thu được trước và sau khi dùng (% thay đổi).

Mô học

Sau mỗi lần ghi, một điện cực bằng thép không gỉ (AM Systems #571500, Sequim, WA) đã được hạ xuống cùng độ sâu với CFE và một tổn thương (10ơiA, 4) được tạo ra để đánh dấu vị trí ghi. Não được loại bỏ và được lưu trữ trong 10% chính thức. Kính hiển vi ánh sáng đã được sử dụng để xác định vị trí tổn thương trên các phần vành (50 Pham) thông qua đường vân. Tất cả các bản ghi được báo cáo ở đây đã được thực hiện trong văn phòng [25].

Phân số dưới da của mô tiền sản

Chuột (LFD-2 wk, HFD-2 wk, LFD-6 wk và HFD-6 wk; n = 10 / nhóm; không có sự khác biệt về trọng lượng cơ thể) đã bị giết bằng cách chặt đầu. Phân đoạn sinh hóa được thực hiện bằng cách sử dụng giao thức được mô tả trong [26], với những sửa đổi nhỏ. Não được loại bỏ nhanh chóng, đông lạnh trong isopentane và được cắt trên máy lạnh (HM505E, Microm, Walldorf, Đức, −20 ° C) cho đến khi đạt đến đỉnh. 1-mm song phương³ các cú đấm xuyên qua vây bụng (trọng lượng mô trung bình: 15.2 mg) đã được đồng nhất hóa cho 20 trong TEVP lạnh băng 0.8 (cơ sở 10 mM Tris, 5 mM NaF, 1 mM Na₃VO₄, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, pH 7.4) + đệm sucrose 320 mM. Một phần độc quyền 100 của tổng homogenate (H) đã được lưu. Phần còn lại của H được ly tâm ở 800 × g trong 10 phút ở 4 ° C. Các viên (P1, hạt nhân và các mảnh vụn lớn) đã được nối lại trong bộ đệm TEVP 0.2 và được lưu lại. Chất nổi trên mặt (S1) đã được gỡ bỏ và đặt trong một ống sạch trên băng. S1 được ly tâm ở 9200 × g trong 15 phút ở 4 ° C để tạo ra một viên (P2, màng synap thô) và chất siêu lọc (S2). P2 đã được súc rửa một lần trong bộ đệm sucrose TEVP + 35.6 mM và sau đó được nối lại trong 0.25 ml dung dịch đệm TEVP + 35.6 mM, xoáy nhẹ nhàng cho 3 s và khử trùng thẩm thấu bằng cách giữ mẫu trên băng. Supernatant (S30) đã được thu thập và quay ở 2 × g cho 165,000 h để tạo ra một viên (P2, màng ánh sáng, endosome tái chế) được lưu lại trong TEVP (3 ml) và được lưu lại. Tất cả các mẫu được giữ ở 0.1 ° C cho đến khi điện di trên gel polyacrylamide.

Điện di gel và Western Blarks

Hàm lượng protein được xác định bằng bộ kit Bio-Rad DC Protein Assay (Hercules, CA) và nồng độ của mỗi mẫu được điều chỉnh thành 0.3 mg / ml protein. Dung dịch đệm mẫu NuPAGE LDS (lithium dodecyl sulfate) (Invitrogen, Carlsbad, CA) và 50 mM dithiothreitol được thêm vào mỗi mẫu trước khi gia nhiệt ở 70 ° C trong 10 phút. Để nạp lượng protein tương đương cho mỗi phần, 3 µg của mỗi mẫu được nạp vào NuPAGE Novex 4–12% Bis-Tris gels (Invitrogen) để tách bằng điện di trên gel. Sau đó, protein được chuyển sang màng polyvinylidene fluoride (PVDF) (PerkinElmer Life Sciences, Boston, MA). Các vị trí liên kết không đặc hiệu bị chặn trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng trong đệm chặn (5% sữa khô không béo trong PBS và 0.02% Tween 20 [PBS-T]). Sau đó, các khối này được ủ trong kháng thể chính (1∶3000 chuột đơn dòng kháng NR2B [# 05–920, Millipore], 1∶5000 thỏ kháng DAT [# AB2231, Millipore] và 1∶1000 thụ thể đơn dòng kháng transferrin ở chuột ( TfR) [# 13–6800, Invitrogen]. Các khối được cắt thành 3 phần: trọng lượng cao (> 97 kDa), trung bình (46–97 kDa) và thấp (<46 kDa) và mỗi phần được thăm dò bằng một kháng thể được công nhận một protein trong phạm vi trọng lượng đó. Trọng lượng phân tử biểu kiến cho các kháng thể được sử dụng là: NR2B, 180 kDa; DAT, 75, 64 và 50 kDa; TrfR, 95 kDa. Sau khi khảo sát các đốm màu có trọng lượng trung bình cho DAT, kháng thể bị loại bỏ bằng cách ủ với đệm tước (62.5 mM Tris, 2% SDS, 100 mM β-mercaptoethanol, pH 6.8) trong 15 phút ở 50 ° C. Các khối sau đó được chặn lại và được thăm dò bằng anti-TfR. SeeBlue Plus 2 (Invitrogen) trước Tiêu chuẩn nhuộm màu được chạy để ước tính trọng lượng phân tử.

Các immunoblots protein được phân tích bằng phần mềm hình ảnh phân tử Carestream 5.0. Cường độ ròng (tổng số pixel trong dải quan tâm trừ tổng số pixel nền) được xác định cho mỗi dải. Để cho phép so sánh giữa các blots, dữ liệu đã được chuẩn hóa thành các điều khiển LFD tại các bảng 2 và 6. Dữ liệu được biểu thị dưới dạng cảm ứng gấp trung bình so với LFD ± SEM.

Phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược thời gian thực (qRT-PCR)

Sau bộ sưu tập các cú đấm nổi bật để phân tích blot Western, bộ não đông lạnh được cắt vành trên microtome cho đến khi đạt VTA / SN. 1-mm song phương³ cú đấm của mô VTA và SN (trọng lượng mô trung bình = 15.0 mg) đã được tạo ra và RNA được chiết xuất bằng PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen). Chất lượng và số lượng RNA được đánh giá bằng cách sử dụng Chip Nano 6000 (Agilent, Santa Clara, CA) trên Agilent Bioanalyzer 2100. Số nguyên vẹn RNA (RIN) vượt quá 7 cho tất cả các mẫu, cho thấy chất lượng cao. Một microgam tổng RNA được sử dụng để tổng hợp cDNA bằng cách sử dụng Bộ tổng hợp iScript cDNA (BioRad) trong một iCycler ThermoHybaid (Thermo khoa học). Mồi đặc biệt dành cho ĐẠT (Slc6a3; Mồi chuyển tiếp: : Các gen GCTCCTGTGCACACCATTTTCCC) (số gia nhập Genbank NM_012694, NM_031144 và NM_001004198) được thiết kế bằng NCBI Primer-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/) và mua từ Công nghệ DNA tích hợp (Coralville, Iowa). Phân tích đường cong nóng chảy và điện di gel polyacrylamide đã xác nhận tính đặc hiệu của mồi. Các bộ khuếch đại DAT,-actin và Tbp lần lượt là các cặp cơ sở 266, 182 và 136.

Một bộ Q-PCR (iQ SybrGreen Supermix, BioRad) đã được sử dụng. Phản ứng đã được thực hiện trên Hệ thống phát hiện PCR thời gian thực đơn màu MyiQ (BioRad) trong một khối lượng 20, với 2 mậtL của 3 mậtM về phía trước và các đoạn mồi ngược và mẫu 4xLDD đã pha loãng 1∶10. Điều kiện chu trình PCR là 95 ° C trong 5 phút; Các chu trình 40 ở 94 ° C đối với 15 s, 60 ° đối với 15 s, 72 ° C đối với 15 s. Dữ liệu được thu thập ở nhiệt độ đọc là 84 ° C đối với 15 dựa trên nhiệt độ nóng chảy khuếch đại. Các đường cong pha loãng tiêu chuẩn được tạo ra cho mỗi mồi được thiết lập bằng cách pha loãng huyết thanh (1.00, 0.2, 0.04 và 0.008-gấp) một cổ phiếu cDNA chính bao gồm một hỗn hợp cDNA bằng nhau từ tất cả các nhóm điều trị. Nhật ký₁₀ của các giá trị pha loãng được vẽ dựa trên các giá trị chu kỳ ngưỡng cho các đường cong tiêu chuẩn. Phần mềm hệ thống quang học MyiQ (BioRad) đã được sử dụng để phân tích dữ liệu. Các mẫu không chứa mẫu cDNA và mẫu từ các phản ứng cDNA không chứa phiên mã ngược được chạy như các biện pháp kiểm soát ô nhiễm và khuếch đại DNA genomic, tương ứng. Các giá trị được báo cáo đã được chuẩn hóa thành các giá trị trung bình của các tiêu chuẩn nội bộ ß-actin và Tbp cho mỗi mẫu. Dữ liệu được biểu thị dưới dạng mức trung bình tương đối của DAT / tiêu chuẩn nội bộ mRNA ± SEM.

Phân tích thống kê

Biểu hiện ĐẠT thay đổi linh hoạt trong suốt vòng đời ở cả hai người [27] và chuột [28], [29]. Ngoài ra, dopamine và phản ứng hành vi với cocaine cũng thay đổi khi chuột non trưởng thành [30]. Do đó, các phép đo của DAT có thể thay đổi theo tuổi và cấm so sánh có ý nghĩa giữa các nhóm wk 2 và 6. Do đó, nhóm có nghĩa là lượng thức ăn, trọng lượng cơ thể, nồng độ dopamine cao nhất, tau,% thay đổi và biểu hiện gen tương đối được so sánh riêng cho các nhóm wk 2 và 6 bằng cách sử dụng thử nghiệm t không ghép cặp của Học sinh. Đối với các phân tích blot Western, sự khác biệt nhóm về cường độ băng tần được chuẩn hóa được so sánh riêng biệt với các nhóm wk 2 và 6 sử dụng các biện pháp lặp lại hai chiều ANOVA (dietXfraction). Tất cả các phân tích thống kê đã được thực hiện trong Graph Pad 5 (Prism Inc.).

Kết quả

HFD thúc đẩy tiêu thụ chất béo tăng

Trước khi bắt đầu tiếp xúc với chế độ ăn kiêng, không có sự khác biệt về trọng lượng cơ thể ban đầu trong 2 wk (LFD: 275.22 +/− 4.1 g; HFD: 280.87 +/− 4.8 g; p = 0.37), hoặc 6 tuần (LFD: 287.31 +/− 4.9 g; HFD: 289.44 +/− 5.1 g; 6 tuần p = 0.97) nhóm. Mặc dù tiêu thụ các chế độ ăn kiêng có thành phần khác nhau đáng kể, chúng tôi không tìm thấy sự khác biệt về trọng lượng cơ thể giữa các nhóm ăn kiêng sau 2 hoặc 6 tuần (Hình. 1a Kiếm b; cả ns). Cũng không có sự khác biệt trong tổng số kcals được tiêu thụ giữa các nhóm sau cả hai chế độ ăn uống 2 và 6 (Hình. 1cọt d; ns). Tuy nhiên, chuột HFD tiêu thụ nhiều kcals hơn từ chất béo (Hình. 1eọt f; Các loại 2: t (32) = 25.59; Các loại 6: t (31) = 27.54; p<0.0001 cho cả hai thời lượng ăn kiêng).

Tải về:

PPT

Slide PowerPoint

PNG

hình ảnh lớn hơn

TIFF

Hình 1. Lượng thức ăn và đo trọng lượng cơ thể.

Không có sự khác biệt giữa HFD và LFD về trọng lượng cơ thể cuối cùng (a b) hoặc tổng số kilocalories tiêu thụ (CD) sau khi tiếp xúc với 2 hoặc 6 tuần. (e f f) Chuột HFD tiêu thụ nhiều kilocalories từ chất béo hơn so với chuột LFD trong cả điều kiện tuần 2 và tuần 6 (***p

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g001

HFD kéo dài làm giảm tỷ lệ tái hấp thu DA

Ghi âm Voltammetric đã được thực hiện trong các vây bụng (Hình 2). Hình 3 cho thấy những thay đổi mang tính đại diện về nồng độ dopamine thu được từ những con chuột sau chế độ ăn uống 6. Lúc ban đầu, cường độ của dopamine gợi lên không khác nhau giữa các nhóm ăn kiêng và giữa các chế độ ăn kiêng (Hình. 4a Kiếm b, cả ns). Tuy nhiên, việc kiểm tra các ví dụ riêng lẻ cho thấy tốc độ sâu răng sau nồng độ dopamine cao nhất khác nhau giữa các nhóm chế độ ăn sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 6 (Hình 3 ví dụ như một b. Tốc độ sâu răng chủ yếu là do sự thanh thải dopamine của ĐẠT [31], mà chúng tôi mô hình hóa theo cấp số nhân một pha để xác định tau. Không có sự khác biệt giữa các nhóm chế độ ăn uống sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 2 (Hình. 4c). Tuy nhiên, sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 6, tau đã lớn hơn đáng kể ở chuột HFD-6 so với LFD-6 wk (Hình. 4d; t (11) = 2.668; p<0.05). Do đó, 6 tuần HFD làm giảm tốc độ thanh thải dopamine trong thể vân bụng so với những động vật tiêu thụ LFD.

Tải về:

PPT

Slide PowerPoint

PNG

hình ảnh lớn hơn

TIFF

Hình 2. Xác minh mô học của các trang web ghi âm để phân tích reup.

Các trang web ghi lại cho chuột được cho ăn của LFD được mã hóa bởi các hình tam giác màu xám và cho chuột HFD bằng các vòng tròn màu đen. Các con số chỉ khoảng cách tính bằng mm trước Bregma. Hình được điều chỉnh từ Paxinos và Watson 2006.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g002

Tải về:

PPT

Slide PowerPoint

PNG

hình ảnh lớn hơn

TIFF

Hình 3. Kích thích điện của VTA / SNc gợi lên sự tăng đột biến về nồng độ dopamine.

Ví dụ đại diện của dữ liệu thu được sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng. a) Biểu đồ màu trừ nền cho thấy những thay đổi hiện tại ở các điện thế khác nhau của điện cực trước (−5 so với 0 so với khởi phát) và sau (0.1 so với 10 so với khởi phát) kích thích điện (STIM) của VTA / SNc. Thời gian là abscissa, thế điện cực là tọa độ và những thay đổi hiện tại được mã hóa bằng màu sai. Dopamine [được xác định bởi quá trình oxy hóa của nó (+ 0.6 V; màu xanh lá cây) và tính năng (0.2 V; màu xanh)] tăng tạm thời để đáp ứng với sự kích thích ở chuột wk LFD-6 này. b) Tương tự như trong a), ngoại trừ từ chuột wk HFD-6. c) Nồng độ Dopamine như là một hàm của thời gian được chiết xuất từ ô màu trong a) và tau được xác định thông qua sự phù hợp với đường cong. Hai chấm đỏ đánh dấu đỉnh và nồng độ dopamine tại thời điểm đạt được tau. Tau được chỉ định ở bên phải. d) Tương tự như trong c) nhưng dữ liệu được trích xuất từ b).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g003

Tải về:

PPT

Slide PowerPoint

PNG

hình ảnh lớn hơn

TIFF

Hình 4. Sáu tuần ăn kiêng chất béo cao làm giảm tỷ lệ tái hấp thu dopamine và làm giảm phản ứng dopamine với cocaine.

Nồng độ dopamine đỉnh trung bình được gợi lên bởi sự kích thích VTA / SNpc sau khi 2 (a) hoặc tuần 6 (b) tiếp xúc với chế độ ăn kiêng trước khi tiêm cocaine. CD) Tàu trung bình sau 2 (c) wks hoặc 6 wks (d) tiếp xúc với chế độ ăn uống. Tau lớn hơn đáng kể đối với chuột wk HFD-6 so với chuột wk LFD-6 (*p e f f) Phần trăm thay đổi nồng độ dopamine gợi lên sau khi tiêm cocaine cho 2 (e) và 6 (f) tuần tiếp xúc với chế độ ăn kiêng. Phần trăm thay đổi nhỏ hơn đáng kể trong HFD-6 wk so với chuột wk LFD-6 (**p

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g004

HFD kéo dài làm giảm phản ứng DA với Cocaine

Để tiếp tục thăm dò các thay đổi do chế độ ăn kiêng gây ra ở DAT, chúng tôi đã tiêm cho chuột bằng thuốc chẹn cocaine. Nồng độ dopamine cao nhất sau khi kích thích điện là do giải phóng dopamine nhưng cũng bị hạn chế do loại bỏ đồng thời dopamine bởi DAT [21]. Chúng tôi đã mô tả tác dụng của cocaine đối với việc truyền dopamine bằng cách tính toán sự thay đổi cường độ của dopamine gợi lên so với giá trị trước khi dùng thuốc (% thay đổi). Hai tuần của HFD không ảnh hưởng đến% thay đổi so với LFD (Hình. 4e; ns). Tuy nhiên, sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 6,% thay đổi đã bị giảm đáng kể ở HFD so với LFD (Hình. 4f; t (10) = 4.014; p<0.01). Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng 6 tuần chứ không phải 2 tuần tiếp xúc với HFD làm giảm phản ứng dopamine với cocaine.

Phơi nhiễm HFD kéo dài làm giảm biểu hiện protein DAT trong màng tế bào synap

Để xác định xem ảnh hưởng của HFD kéo dài có phải là do thay đổi số lượng ĐẠT hay không, nồng độ protein ĐẠT đã được định lượng trong tổng số homogenates mô (phần H), màng synap (phần P2) và nội nhũ tái chế nội bào (phần P3). ĐẠT là một Nglycoprotein được liên kết với trọng lượng phân tử rõ ràng nằm giữa 50 và 80 kDa do mức độ glycosyl hóa ngày càng tăng khi protein trưởng thành [32]. Phân số được xác nhận bằng biểu hiện phong phú của tiểu đơn vị NR2B của thụ thể NMDA ở phần màng synap và của thụ thể transferrin trong phần nội nhũ (ví dụ như blot xem Hình. 5b). Chúng tôi không tìm thấy sự khác biệt nào về tổng số protein ĐẠT sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 2 và 6 (dữ liệu không được hiển thị). Để kiểm tra sự khác biệt về phân số cụ thể của protein DAT, chúng tôi đã sử dụng biện pháp lặp lại hai chiều ANOVA (dietXfraction). Phù hợp với các thí nghiệm vôn kế, các phần tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 2 không đủ để thay đổi mức độ của bất kỳ đồng phân DAT nào trong các phân số P2 hoặc P3 (Sung. 5. c, e, g; tất cả ns). Tuy nhiên, sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 6, đã có một tương tác giảm cân đáng kể (F_(1,18) = 8.361, p<0.01); Hình. 5d) cho đồng dạng 50 kD của ĐẠT. Do đó, HFD kéo dài đã làm giảm đáng kể đồng vị 50 kD của DAT trong phân số P2 và gây ra xu hướng tăng phân số P3. Chúng tôi không tìm thấy ảnh hưởng của chế độ ăn uống hoặc phân số đối với 64 kD (Hình. 5f; ns) hoặc 70 kD (Hình. 5h; ns) ĐẠT đồng phân.

Tải về:

PPT

Slide PowerPoint

PNG

hình ảnh lớn hơn

TIFF

Hình 5. Tiêu thụ chế độ ăn nhiều chất béo làm giảm màng liên quan đến protein ĐẠT trong màng bụng.

a) Hình ảnh đại diện cho thấy các cú đấm mô (2) 1 × 1 mm được lấy từ các vây bụng được kết hợp để phân tích protein DAT. VStr = Vượt qua bụng; DStr = Dorsal Striatum; cc = corpus callosum; ac = ủy ban trước. b) Các đại diện phía tây của dữ liệu được trình bày trong c kèm h. L = LFD; H = HFD; TfR = thụ thể transferrin; NR2B = tiểu đơn vị NR2B của thụ thể NMDA. c) Không có sự khác biệt về protein 50 kD DAT cho các phân số P2 hoặc P3 sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng trong vài tuần. d) Protein DAT 50 kD bị giảm đáng kể trong P2 (* = p<05), nhưng không phải là phần P3 của mô vân bụng ở chuột HFD-6 tuần so với chuột LFD-6 tuần. Không có sự khác biệt nào về protein DAT 64 kD sau cả 2 (e) hoặc tuần 6 (f) tiếp xúc với chế độ ăn uống. Không có sự khác biệt về protein 70 kD DAT sau 2 (g) hoặc tuần 6 (h) tiếp xúc với chế độ ăn uống.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g005

Để xác định xem mức độ protein ĐẠT giảm trong phân đoạn P2 có phải là do sự giảm phiên mã của ĐẠT hay không, mức độ mRNA của VTA / SNc đã được đo trong cùng một con chuột như trên (Hình. 6a ví dụ). Chúng tôi đã quan sát thấy không có sự khác biệt giữa các nhóm chế độ ăn uống ở midbrain DAT mRNA sau khi tiếp xúc với chế độ ăn kiêng 2 hoặc 6 (Hình. 6bb c c; cả ns). Do đó, sự khác biệt về nồng độ protein của ĐẠT trong vùng vây bụng dường như không phải là do thâm hụt trong sản xuất ĐẠT.

Tải về:

PPT

Slide PowerPoint

PNG

hình ảnh lớn hơn

TIFF

Hình 6. Tiêu thụ chế độ ăn nhiều chất béo không làm thay đổi mức độ mRNA của DAT. a)

Hình ảnh đại diện cho thấy các cú đấm mô 1 × 1 mm được lấy từ VTA / SN và kết hợp để phân tích DAT mRNA. cp = quả lắc não; pc = ủy ban sau; MM = nhân trung gian của động vật có vú. Không có sự khác biệt về mức độ mRNA tương đối sau mỗi tuần 2 (b) hoặc 6 tuần tiếp xúc với chế độ ăn kiêng (c).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g006

Thảo luận

Tiêu thụ HFD kéo dài có thể dẫn đến DIO và độ dẻo trong hệ thống thần kinh trung ương. Các tế bào thần kinh Dopamine và các thụ thể dopamine xuất hiện dường như là một bộ các mục tiêu CNS bị ảnh hưởng bởi HFD và ở những người béo phì [11], [13], [33]. Ở đây chúng tôi báo cáo rằng một HFD đã làm giảm tỷ lệ tái hấp thu dopamine trong khối vây bụng và hiệu ứng này phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc. Điều quan trọng là ảnh hưởng của HFD đến chức năng DAT xảy ra khi không có DIO. Mặc dù chúng tôi không trực tiếp đo các dấu hiệu của bệnh mỡ cơ thể trong nghiên cứu này, nhưng động vật được phân loại theo truyền thống là DIO hoặc kháng chế độ ăn kiêng chỉ dựa trên mức tăng trọng lượng cơ thể sau khi tiếp xúc với HFD [34]. HFD kéo dài làm suy giảm đáng kể khả năng của cocaine, gây cản trở cho ĐẠT, để tăng cường độ phóng thích của dopamine. Chúng tôi đã định lượng nồng độ protein ĐẠT trong khối vây bụng bằng phân tích Western blot - phân biệt giữa ĐẠT được định vị trong các phân số dưới tế bào được làm giàu cho màng plasma hoặc tái chế nội nhũ. Chúng tôi đã tìm thấy một sự giảm đáng kể trong một đồng dạng chưa trưởng thành của DAT liên quan đến màng plasma. Do đó, HFD kéo dài dường như làm giảm tốc độ tái hấp thu dopamine thông qua ĐẠT có thể bằng cách can thiệp vào buôn bán ĐẠT hoặc có lẽ là trưởng thành nhưng không phải bằng cách giảm biểu hiện gen DAT hoặc ổn định mRNA của DAT. Hơn nữa, khoảng thời gian từ hai đến sáu tuần tiếp xúc với HFD dường như là điểm bùng phát sớm nhất đối với độ dẻo do chế độ ăn kiêng đối với ĐẠT.

Béo phì có tương quan với nhiều khía cạnh của tín hiệu dopamine trong giai đoạn đầu, bao gồm cả sự sẵn có của ĐẠT ở cả hai người [18] và chuột [19]. Tuy nhiên, chỉ mới gần đây cho thấy sự phát triển của DIO làm thay đổi tỷ lệ tái hấp thu dopamine ở chuột [20]. Trong khi nghiên cứu này đã chứng minh sự tái hấp thu dopamine bị suy yếu sau khi sử dụng dopamine ngoại sinh chỉ sau vài tuần HFD của HFD, những động vật được duy trì trên HFD đã được chọn dựa trên mức tăng cân ban đầu và do đó có thể đại diện cho một quần thể duy nhất. Phù hợp với quan điểm này, động vật HFD tiếp tục ăn nhiều calo hơn và tăng cân hơn so với kiểm soát của LFD. Một nghiên cứu gần đây đã báo cáo việc tái hấp thu dopamine bị suy yếu sau tuần HFD của HFD ở chuột được lai tạo [35]. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể về trọng lượng cơ thể giữa các động vật được cho ăn HFD so với chế độ ăn chow trong phòng thí nghiệm tiêu chuẩn khi thực hiện các phép đo tái hấp thu. Do đó, vẫn chưa rõ liệu sự suy yếu trong tái hấp thu dopamine có xuất hiện do kết quả trực tiếp của sự phát triển DIO hay không. Ngược lại với các báo cáo gần đây, chúng tôi thấy không có sự khác biệt về trọng lượng cơ thể hoặc tổng mức tiêu thụ kcal giữa các nhóm chế độ ăn uống của chúng tôi khi thực hiện các phép đo tái hấp thu. Rằng chúng tôi đã tìm thấy sự khác biệt trong tái hấp thu dopamine sau 6, nhưng không phải là 2, tuần HFD cho thấy những thay đổi do chế độ ăn kiêng trong tái hấp thu dopamine là một phản ứng với những thay đổi mãn tính, nhưng không cấp tính, trong thành phần chế độ ăn uống. Ngoài ra, kết quả của chúng tôi cho thấy thay vì là kết quả của bệnh béo phì, những thay đổi do chế độ ăn kiêng gây ra ở ĐẠT có thể góp phần vào sự phát triển của bệnh. Các nghiên cứu trong tương lai sẽ cần phải giải quyết liệu quần thể động vật có nhạy cảm với DIO hay không [34] có sự khác biệt từ trước trong biểu hiện / chức năng của ĐẠT hoặc đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi do chế độ ăn kiêng trong ĐẠT.

Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh rằng HFD làm giảm phản ứng dopamine với cocaine. Với vai trò của dopamine trong phần thưởng thuốc, kết quả của chúng tôi phù hợp với công việc trước đây chứng minh rằng chuột được cho ăn HFD trong khoảng tuần 6 chậm hơn để tự uống cocaine so với động vật được cho ăn chế độ kiểm soát [36]. Điều quan trọng, hiệu ứng này cũng độc lập với sự phát triển của DIO. Ngoài ra, chuột được chọn lọc để nhạy cảm với DIO cho thấy sự ưa thích nơi cocaine giảm, cho thấy rằng các đặc tính bổ ích của cocaine bị cùn ở những động vật này [37]. Phản ứng giảm với cocaine mà chúng tôi quan sát thấy ở chuột wk HFD-6 có thể là do giảm khả năng sẵn có của ĐẠT. Tuy nhiên, cocaine cũng làm tăng tín hiệu dopamine thông qua các cơ chế không phụ thuộc vào ĐẠT. Cụ thể, HFD có thể đã làm suy yếu việc huy động cocaine của các túi dopamine dự trữ [38]. Cocaine cũng làm suy yếu việc truyền GABA lên các tế bào thần kinh dopamine trong VTA [39] và gây ra dao động trong tốc độ bắn của các tế bào dopamine [40]. Bất kỳ hoặc tất cả các quá trình này cũng có thể đã bị ảnh hưởng bởi HFD. Nghiên cứu trong tương lai sẽ cần phải giải quyết các cơ chế làm thế nào một HFD sửa đổi các khía cạnh bổ ích của cocaine và / hoặc khả năng thích ứng thần kinh do thuốc gây ra [18]. Tiêu thụ của một HFD làm suy giảm cả hành vi [41] và đáp ứng với dopamine [20], [42] đến amphetamine, chất này cũng can thiệp vào ĐẠT. Điều quan trọng là, những con chuột ăn HFD phù hợp với nhiệt độ của chuột được cho ăn chế độ ăn kiểm soát không phát triển DIO nhưng vẫn không phát triển được ưu tiên nơi điều hòa amphetamine [41]. Cùng với dữ liệu được trình bày ở đây, có vẻ như việc tiêu thụ một HFD làm giảm phản ứng đối với các chất kích thích tâm thần. Tất cả các loại thuốc lạm dụng đều ảnh hưởng đến hệ thống dopamine và việc tăng cường tín hiệu dopamine do thuốc gây ra được cho là rất quan trọng đối với sự phát triển của nghiện [43]. Do đó, việc giảm đáp ứng với cocaine ở chuột HFD phù hợp với các báo cáo rằng người béo phì có nguy cơ mắc bệnh rối loạn lạm dụng chất thấp hơn đáng kể [44]. Công việc trong tương lai sẽ cần phải giải quyết xem đánh giá chủ quan của phần thưởng cocaine có khác ở những người béo phì so với kiểm soát cân nặng bình thường hay không.

Phân tích blot Western của chúng tôi cho thấy rằng việc tiêu thụ HFD kéo dài không ảnh hưởng đến tổng số protein ĐẠT, nhưng thay vào đó làm giảm sự tích hợp của 50 kDa DAT không glycosyl hóa vào màng synap. Trong khi quá trình glycosyl hóa cải thiện tốc độ vận chuyển dopamine và tăng tính ổn định bề mặt màng [45], [46], [47], không bị glycosyl hóa từ con người [45], [46] cũng như chuột [47] dễ dàng vận chuyển dopamine. Ngoài ra, các thí nghiệm dán nhãn miễn dịch cho thấy mức độ không bị glycosyl hóa ở bụng cao hơn so với vây lưng ở cả khỉ và người [47]. Kết hợp lại với nhau, những nghiên cứu này cho thấy rằng mức độ giảm của 50 kDa DAT có thể góp phần vào sự thâm hụt tái hấp thu mà chúng tôi quan sát thấy ở những con chuột HFD của 6. Dữ liệu của chúng tôi phù hợp với một nghiên cứu trước đây cho thấy mức tiêu thụ HFD làm giảm tính khả dụng của ĐẠT trong vùng vây bụng của chuột [19]. Tuy nhiên, nghiên cứu này không đo lường nội địa hóa ĐẠT trong các khoang nội bào khác nhau. Ngoài ra, những phát hiện của chúng tôi phù hợp với một nghiên cứu cho thấy việc giảm bề mặt tế bào ĐẠT trong nhóm chuột DIO [20]. Nghiên cứu này cũng báo cáo rằng tổng lượng protein DAT không bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống trong mô hình DIO. Chúng tôi mở rộng phát hiện này để cho thấy rằng tổng số protein DAT cũng không bị ảnh hưởng bởi HFD ở chuột ngoài. Do đó, việc tiêu thụ HFD kéo dài không làm thay đổi biểu thức DAT, nhưng có thể gây trở ngại cho việc buôn bán hoặc trưởng thành của DAT.

Việc thiếu sự khác biệt về mức độ mRNA của VTA / SNpc sau khi tiếp xúc với 2 hoặc 6 tiếp xúc với HFD tiếp tục ủng hộ quan niệm rằng mức độ tổng thể của DAT không bị ảnh hưởng bởi các thao tác ăn kiêng của chúng tôi. Kết quả này trái ngược với một báo cáo trước đó cho thấy giảm mRNA của DAT trong chuột VTA sau khi tiêu thụ HFD trong vài tuần HFD [12]. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, nồng độ mRNA của DAT được đo sau khi các nhóm chế độ ăn uống khác nhau về trọng lượng cơ thể trong các tuần 12. Do đó, kết quả của họ có thể đại diện cho sự thích nghi ở giai đoạn muộn với DIO. Tóm lại, dữ liệu của chúng tôi cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy việc tiếp xúc với HFD dẫn đến những thay đổi chức năng trong tái hấp thu dopamine trong giai đoạn đầu bằng cách giảm các DAT liên quan đến màng mà không làm thay đổi tổng biểu hiện của DAT. Điều quan trọng, chúng tôi báo cáo rằng sự gián đoạn do chế độ ăn kiêng trong ĐẠT có thể xảy ra trước khi bắt đầu DIO, cho thấy những thay đổi này có thể góp phần vào sự phát triển của béo phì.

Dữ liệu của chúng tôi bổ sung vào một tài liệu ngày càng tăng liên quan đến chế độ ăn uống trong việc điều chỉnh chức năng dopamine và cung cấp thêm bằng chứng cho thấy chế độ ăn uống gây ra những thay đổi trong biểu hiện dẫn đến những thay đổi liên quan đến chức năng trong tín hiệu dopamine. Những thay đổi do chế độ ăn kiêng trong động lực của tín hiệu dopamine xuất hiện thông qua ĐẠT có thể có hậu quả đối với hành vi cho ăn. Các kích thích liên quan đến thực phẩm gợi lên sự gia tăng phasic trong dopamine trong giai đoạn đầu [9], [48], [49], có khả năng củng cố và tăng cường các hành động hướng đến thực phẩm [50]. Ở đây chúng tôi chỉ ra rằng tiêu thụ HFD trong vài tuần HFD kéo dài thời gian giải phóng dopamine phasic bằng cách giảm màng liên quan đến các ĐẠT trong một vùng của vân, nơi chức năng dopamine là cần thiết cho lượng thức ăn [51]. Sự thay đổi phụ thuộc vào chế độ ăn uống trong DAT có thể thúc đẩy cơ chế chuyển tiếp thức ăn, theo đó các tín hiệu dopamine kéo dài được gợi lên bởi các kích thích thực phẩm làm tăng kích hoạt các thụ thể D1 có ái lực thấp, rất quan trọng đối với các hành vi tiếp cận [52], [53], [54]. Theo thời gian, việc tăng dopamine kéo dài có thể thúc đẩy sự thích nghi, chẳng hạn như điều hòa thụ thể dopamine D2 (D2R), đã được chứng minh ở cả mô hình béo phì ở người và động vật gặm nhấm [11], [33]. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng sự phát triển của béo phì không phải là điều kiện tiên quyết để thay đổi tái hấp thu dopamine. Do đó, việc giảm liên quan đến chế độ ăn uống trong màng ĐẠT có thể xảy ra trước và góp phần vào sự khởi đầu của điều hòa giảm D2R, béo phì và hành vi ăn uống bắt buộc phát triển trong quá trình tiêu thụ HFD [11].

Lời cảm ơn

Chúng tôi muốn cảm ơn các Tiến sĩ. Jamie D. Roitman và James E. McCutcheon cho ý kiến hữu ích về các phiên bản trước của bản thảo. Nội dung của bài viết này hoàn toàn là trách nhiệm của các tác giả và không nhất thiết phải thể hiện quan điểm chính thức của NIH hoặc Hiệp hội Y sinh Chicago.

Sự đóng góp của tác giả

Được hình thành và thiết kế các thí nghiệm: JJC EHC MFR. Thực hiện các thí nghiệm: JJC DNP SRE. Đã phân tích dữ liệu: JJC EHC SRE MFR. Đã viết bài: JJC EHC MFR.

dự án

KHAI THÁC. Flegal KM, Carroll MD, Kit BK, Ogden CL (1) Tỷ lệ béo phì và xu hướng trong phân phối chỉ số khối cơ thể ở người trưởng thành Hoa Kỳ, 2012 ĐẦU 1999. JAMA 2010: 307 XN 491.
- Xem bài viết
- PubMed / NCBI
- Google Scholar
KHAI THÁC. Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR, McDowell MA, Tabak CJ, et al. (2) Tỷ lệ thừa cân và béo phì ở Hoa Kỳ, 2006 ĐẦU 1999. JAMA 2004: 295 XN 1549.
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
KHAI THÁC. Drewnowski A, Almiron-Roig E (3) Nhận thức và sở thích của con người đối với thực phẩm giàu chất béo. Trong: Montmayeur JP, le Coutre J, biên tập viên. Phát hiện chất béo: Hương vị, Kết cấu và Hiệu ứng sau khi tiêu hóa, Chương 11. Boca Raton, FL: Báo chí CRC.
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
4. Rolls BJ (2009) Mối quan hệ giữa mật độ năng lượng khẩu phần và năng lượng ăn vào. Sinh lý học & Hành vi 97: 609–15.
KHAI THÁC. Ledikwe JH, Blanck HM, Kettel Khan L, Serdula MK, Seymour JD, et al. (5) Mật độ năng lượng trong chế độ ăn uống có liên quan đến lượng năng lượng và tình trạng cân nặng ở người trưởng thành ở Mỹ. Tạp chí Dinh dưỡng lâm sàng Hoa Kỳ 2006: 83 tầm 1362.
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
Xem bài viết
PubMed / NCBI
Google Scholar
KHAI THÁC. DM nhỏ, Jones-Gotman M, Dagher A (6) Giải phóng dopamine do ăn trong vây lưng tương quan với xếp hạng độ dễ chịu của bữa ăn ở những người tình nguyện khỏe mạnh. NeuroImage 2003: 19 tầm 1709.
KHAI THÁC. Bassero V, Di Chiara G (7) Khả năng đáp ứng khác biệt của việc truyền dopamine đối với các kích thích thực phẩm trong các ngăn chứa vỏ / lõi của hạt nhân. Khoa học thần kinh 1999: 89 tầm 637.
KHAI THÁC. Roitman MF, Wheeler RA, Wightman RM, Carelli RM (8) Các phản ứng hóa học thời gian thực trong nhân được tích tụ phân biệt các kích thích bổ ích và gây khó chịu. Khoa học thần kinh tự nhiên 2008: 11 tầm 1376.
KHAI THÁC. Brown HD, McCutcheon JE, Cone JJ, Ragozzino ME, Roitman MF (9) Phần thưởng thực phẩm chính và các kích thích dự đoán gợi lên các mô hình khác nhau của tín hiệu dopamine phasic trong suốt giai đoạn. Tạp chí khoa học thần kinh châu Âu 2011: 34 XN 1997.
KHAI THÁC. Grabenhorst F, Rolls ET, Parris BA, d 'Souza AA (10) Làm thế nào bộ não đại diện cho giá trị phần thưởng của chất béo trong miệng. Não Cortex 2010: 20 tầm 1082.
KHAI THÁC. Johnson PM, Kenny PJ (11) Các thụ thể Dopamine D2010 trong rối loạn chức năng thưởng giống như nghiện và ăn uống bắt buộc ở chuột béo phì. Khoa học thần kinh tự nhiên 2: 13 tầm 635.
KHAI THÁC. Vucetic Z, Carlin JL, Totoki K, Reyes TM (12) Rối loạn biểu sinh của hệ thống dopamine trong bệnh béo phì do chế độ ăn kiêng. Tạp chí hóa học thần kinh 2012: 120 tầm 891.
KHAI THÁC. Stice E, Spoor S, Bohon C, DM nhỏ (13) Mối liên quan giữa béo phì và phản ứng tiền đình bị cùn đối với thực phẩm được kiểm duyệt bởi alen TaqIA A2008. Khoa học 1: 322 lên 449.
KHAI THÁC. Cragg SJ, Rice ME (14) Nhảy qua ĐẠT tại một khớp thần kinh DA. Xu hướng trong khoa học thần kinh 2004: 27 tầm 270.
KHAI THÁC. Dreyer JK, Herrik KF, Berg RW, Hounsgaard JD (15) Ảnh hưởng của việc giải phóng dopamine phasic và thuốc bổ khi kích hoạt thụ thể. Tạp chí khoa học thần kinh 2010: 30 tầm 14273.
KHAI THÁC. Figlewicz DP, Szot P, Chavez M, Woods SC, Veith RC (16) Insulin tiêm tĩnh mạch làm tăng mRNA vận chuyển dopamine trong VTA / provia nigra của chuột. Nghiên cứu về não 1994: 644 XN 331.
KHAI THÁC. Mebel DM, Wong JC, Dong YJ, Borgland SL (17) Insulin ở vùng não bụng làm giảm việc ăn uống khoái cảm và ức chế nồng độ dopamine thông qua tăng tái hấp thu. Tạp chí khoa học thần kinh châu Âu 2012: 36 XN 2336.
KHAI THÁC. Chen PS, Yang YK, Yeh TL, Lee IH, Yao WJ, et al. (18) Mối tương quan giữa chỉ số khối cơ thể và khả năng vận chuyển dopamine trong giai đoạn đầu ở những tình nguyện viên khỏe mạnh, một nghiên cứu SPECT. NeuroImage 2008: 40 tầm 275.
KHAI THÁC. Nam T, Huang XF (19) Phơi nhiễm chế độ ăn nhiều chất béo làm tăng thụ thể dopamine D2008 và giảm mật độ liên kết với thụ thể dopamine trong nhân accumbens và caudate putamen của chuột. Nghiên cứu hóa học thần kinh 2: 33 tầm 598.
KHAI THÁC. Tốc độ N, Saunders C, Davis AR, Owens WA, Matthies HJG, et al. (20) Tín hiệu Akt xuất hiện bị suy yếu làm gián đoạn cân bằng nội môi dopamine và tăng cho ăn. PloS một 2011: e6.
KHAI THÁC. Roitman MF, Wescott S, Cone JJ, McLane MP, Wolfe HR (21) MSI-2010 giảm lượng thức ăn cấp tính mà không ảnh hưởng đến hoạt động vận chuyển dopamine. Dược lý hóa sinh và hành vi 1436: 97 XN 138.
KHAI THÁC. Heien MLAV, Johnson MA, Wightman RM (22) Giải quyết các chất dẫn truyền thần kinh được phát hiện bằng phương pháp vôn kế quét nhanh. Hóa phân tích 2004: 76 tầm 5697.
KHAI THÁC. Sinkala E, McCutcheon JE, Schuck MJ, Schmidt E, Roitman MF, et al. (23) Hiệu chuẩn điện cực với một tế bào dòng chảy vi lỏng để quét vôn kế tuần hoàn nhanh. Phòng thí nghiệm trên Chip 2012: 12 tầm 2403.
KHAI THÁC. Phần mềm phân tích và phân tích ma quỷ Yorgason JT, España RA, Jones SR (24): phân tích các thay đổi do cocaine gây ra trong tín hiệu dopamine bằng nhiều biện pháp động học. Tạp chí phương pháp khoa học thần kinh 2011: 202 tầm 158.
KHAI THÁC. Paxinos G và Franklin KBJ (25) Bộ não chuột ở tọa độ lập thể. San Diego, CA: Nhà xuất bản học thuật.
KHAI THÁC. Hallett PJ, Collins TL, Standaert DG, Dunah AW (26) Phân đoạn sinh hóa của mô não để nghiên cứu phân phối thụ thể và buôn bán. Các giao thức hiện tại trong khoa học thần kinh / ban biên tập, Jacqueline N. Crawley 59 [et al.] Chương 1: Đơn vị 1.16.
KHAI THÁC. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S (27) Những thay đổi liên quan đến phát triển và tuổi tác trong chất vận chuyển dopamine, và thụ thể dopamine D1999 và D1 trong hạch nền của con người. Nghiên cứu não 2: 843 XN XNX.
KHAI THÁC. Moll GH, Mehnert C, Wicker M, Bock N, Rothenberger A, et al. (28) Những thay đổi liên quan đến tuổi trong mật độ của các chất vận chuyển monoamin trước tuổi ở các vùng khác nhau của não chuột từ giai đoạn đầu tuổi vị thành niên đến tuổi trưởng thành muộn. Nghiên cứu phát triển não bộ 2000: 119 tầm 251.
KHAI THÁC. Cruz-Muros I, Afonso-Oramas D, Abreu P, Perez-Delgado MM, Rodriguez M, et al. (29) Ảnh hưởng lão hóa đến biểu hiện vận chuyển dopamine và cơ chế bù. Sinh học thần kinh của lão hóa 2009: 30 tầm 973.
KHAI THÁC. Badanich KA, Adler KJ, Kirstein CL (30) Thanh thiếu niên khác với người trưởng thành về sở thích nơi điều hòa cocaine và dopamine gây ra bởi cocaine trong nhân accumbens septi. Tạp chí Dược học Châu Âu 2006: 550 tầm 95.
KHAI THÁC. Jones SR, Garris PA, Kilts CD, Wightman RM (31) So sánh sự hấp thu dopamine trong nhân amygdaloid cơ bản, caudate-putamen và hạt nhân của chuột. Tạp chí hóa học thần kinh 1995: 64 tầm 2581.
KHAI THÁC. Rao A, Simmons D, Sorkin A (32) Phân bố dưới tế bào khác biệt của khoang nội sinh và chất vận chuyển dopamine trong tế bào thần kinh dopaminergic. Khoa học thần kinh phân tử và tế bào 2011: 46 XN 148.
KHAI THÁC. Wang GJ, ROLow ND, Thanos PK, Fowler JS (33) Hình ảnh của các con đường dopamine não: hàm ý để hiểu về bệnh béo phì. Tạp chí thuốc gây nghiện 2009: 3 tầm 8.
KHAI THÁC. Levin BE, Dunn-Meynell AA, Balkan B, Keesey RE (34) Nhân giống chọn lọc cho bệnh béo phì và kháng thuốc gây ra ở chuột Sprague-Dawley. Tạp chí Sinh lý học Mỹ 1997: R273 tầm 725.
KHAI THÁC. Morris JK, Bomhoff GL, Gorres BK, Davis VA, Kim J, et al. (35) Kháng insulin làm suy yếu chức năng dopamine nigrostriborn. Thần kinh thực nghiệm 2011: 231 tầm 171.
KHAI THÁC. Wellman PJ, Nation JR, Davis KW (36) Suy giảm việc mua cocaine tự quản ở chuột duy trì chế độ ăn nhiều chất béo. Dược lý, hóa sinh và hành vi 2007: 88 XN 89.
37. Thanos PK, Kim R, Cho J, Michaelides M, Anderson BJ, et al. (2010) Những con chuột S5B kháng béo phì cho thấy sự ưa thích nơi điều hòa cocaine hơn những con chuột OM dễ bị béo phì. Sinh lý và hành vi 101: 713–8.
KHAI THÁC. Venton BJ, Seipel AT, Phillips PEM, Wetsel WC, Gitler D, et al. (38) Cocaine làm tăng giải phóng dopamine bằng cách huy động một nhóm dự trữ phụ thuộc synapsin. Tạp chí khoa học thần kinh 2006: 26 tầm 4901.
KHAI THÁC. Steffenson SC, Taylor SR, Horton ML, Barber EN, Lyte LT (39) Cocaine disinhibits các tế bào thần kinh dopamine trong vùng não thất thông qua việc phong tỏa các kênh natri nhạy cảm với điện áp GABA. Tạp chí khoa học thần kinh châu Âu 2008: 28 tầm 2028.
KHAI THÁC. Shi WX, Pun CL, Zhou Y (40) Các chất kích thích tâm thần gây ra dao động tần số thấp trong hoạt động bắn của các tế bào thần kinh dopamine. Thần kinh thực vật 2004: 29 XN 2160.
KHAI THÁC. Davis JF, Tracy AL, Schurdak JD, Tschop MH, Lipton JW, et al. (41) Phơi nhiễm với mức độ cao của chất béo trong chế độ ăn uống làm suy giảm phần thưởng chất kích thích tâm thần và doanh thu dopamine mesolimbic ở chuột. Khoa học thần kinh hành vi 2008: 122 XN 1257.
KHAI THÁC. Geiger BM, Haburcak M, Avena NM, MC Moyer, Hoebel BG, et al. (42) Thiếu hụt dẫn truyền thần kinh dopamine mesolimbic trong bệnh béo phì ở chuột. Khoa học thần kinh 2009: 159 tầm 1193.
KHAI THÁC. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ (43) Cơ chế gây nghiện thần kinh: Vai trò của học tập và trí nhớ liên quan đến phần thưởng. Nghiện 2006: 29 XN 565.
KHAI THÁC. Simon GE, Von Korff M, Saunders K, Miglioretti DL, Crane PK, et al. (44) Hiệp hội giữa béo phì và rối loạn tâm thần trong dân số trưởng thành ở Hoa Kỳ. Tài liệu lưu trữ về tâm thần học đại cương 2006: 63 tầm 824.
KHAI THÁC. Torres GE, Carneiro A, Seamans K, Fiorentini C, Sweeney A, et al. (45) Oligome hóa và buôn bán chất vận chuyển dopamine của con người. Tạp chí hóa học sinh học 2003: 278 tầm 2731.
KHAI THÁC. Li LB, Chen N, Ramamoorthy S, Chi L, Cui XN, et al. (46) Vai trò của N-glycosyl hóa trong chức năng và buôn bán bề mặt của chất vận chuyển dopamine ở người. Tạp chí hóa học sinh học 2004: 279 tầm 21012.
KHAI THÁC. Afonso-Oramas D, Cruz-Muros I, de la Rosa DA, Abreu P, Girusdez T, et al. (47) Quá trình glycosyl hóa vận chuyển Dopamine tương quan với tính dễ bị tổn thương của các tế bào dopaminergic midbrain trong bệnh parkinson. Sinh học thần kinh bệnh 2009: 36 tầm 494.
KHAI THÁC. Roitman MF, Stuber GD, Phillips PEM, Wightman RM, Carelli RM (48) Dopamine hoạt động như một bộ điều biến thứ hai của tìm kiếm thực phẩm. Tạp chí khoa học thần kinh 2004: 24 tầm 1265.
KHAI THÁC. McCutcheon JE, Beeler JA, Roitman MF (49) Các dấu hiệu tiên đoán Sucrose gợi lên sự giải phóng dopamine phasic lớn hơn so với các tín hiệu dự đoán saccharin. Synapse 2012: 66 XN 346.
KHAI THÁC. Flagel SB, Clark JJ, Robinson TE, Mayo L, Czuj A, et al. (50) Vai trò chọn lọc của dopamine trong học tập kích thích kinh tế. Bản chất 2011: p469 tầm 53d.
KHAI THÁC. Szczypka MS, Mandel RJ, Donahue BA, Snyder RO, Leff SE, et al. (51) Cung cấp gen virut phục hồi có chọn lọc việc cho ăn và ngăn ngừa tử vong của chuột bị thiếu dopamine. Neuron 1999: 22 tầm 167.
KHAI THÁC. Di Ciano P, Hồng y RN, Cowell RA, Little SJ, Everitt Bj Tạp chí khoa học thần kinh 52: 2001 tầm 21.
KHAI THÁC. Kravitz AV, đóng băng BS, Parker PRL, Kay K, Thwin MT, et al. (53) Điều chỉnh hành vi vận động của parkins bằng cách kiểm soát quang học của mạch hạch nền. Thiên nhiên 2010: 466 lên 622.
KHAI THÁC. Kravitz AV, Tye LD, Kreitzer AC (54) Vai trò khác biệt đối với các tế bào thần kinh ngoại vi trực tiếp và gián tiếp trong quá trình củng cố. Khoa học thần kinh tự nhiên 2012: 15 tầm 816.