J Nutr。 2009 March; 139(3)：623 628。 DOI： 10.3945 / jn.108.097584
抽象
摄入不同的营养素，如脂肪和糖，通常会对生理，大脑和行为产生不同的影响。 然而，它们确实共享某些神经通路以增强行为，包括中脑边缘多巴胺（DA）系统。 当这些营养素以暴食的形式消耗时，这可以释放过量的DA，从而导致补偿性变化，与滥用药物的效果相当.
在本文中，我们回顾了用脂肪和糖暴食动物模型获得的数据。 从临床和实验室动物的角度描述和回顾“食物成瘾”的概念。 比较成瘾行为的行为表现以及DA和阿片类药物系统的伴随改变，比较糖和脂肪的暴饮暴食。 最后，关于饮食失调和肥胖，我们讨论脂肪可能是导致体重过重的常量营养素，而没有脂肪的甜味可能是造成成瘾性行为的主要原因，包括戒断综合征.
介绍
虽然暴食行为传统上与饮食失调有关，但它在美国通过其在各种临床和非临床人群中的出现而变得更加普遍。 暴饮暴食与肥胖有关，目前肥胖占美国成年人口的33％（1,2并且也可能是儿童体脂增加的预测因子（3）。 暴饮暴食还与体重波动，抑郁，焦虑和药物滥用的频率增加有关（4–6）。 在几种不同的饮食失调以及非临床人群中存在暴食行为，使得从公共卫生角度进行研究变得非常重要。
精神疾病诊断与统计手册 （编辑4）将暴食定义为一系列反复发作的狂欢事件，其中每一集被定义为在短时间内（通常在任何2-h期间内）吃比正常情况更多的食物（7）。 暴食剧集与3或更多以下内容相关： 1吃东西直到感觉不舒服， 2）在不饿的时候吃大量的食物， 3）比正常吃得快得多， 4）单独吃饭是因为一个人因为吃多少而感到尴尬， 5在暴饮暴食后感到厌恶，沮丧或内疚，或 6对暴饮暴食有明显的痛苦或焦虑。
除了被诊断出的患者之外，还有更多的人经常在食物上狂欢，但可能不够规律，无法进行临床诊断。 人们并不总是很清楚只需吃大餐和病态狂欢之间的界线。 然而，暴饮暴食的生理后果可能是相似的，无论是因为饥饿而自然地参与，是为了社交或享乐原因随意进行，还是经常足以保证诊断。
什么是常见的狂欢食物？
简而言之，人们通常会在高度可口的富含能量的食物上狂欢。 这些食物通常富含脂肪，糖类或两者（8,9）。 暴食事件通常涉及食用面包或面食，其次是甜食，高脂肪食物或咸味零食（10）。 喜欢在甜食上酗酒的人倾向于更频繁地狂欢。
人们为什么不在西兰花上狂欢？ 必须有一些可口的“甜点”和“零食”食物，富含糖和/或脂肪，促进暴饮暴食。 众所周知，糖和脂肪对生理学和大脑化学有不同的影响（11），这可能与他们对行为的不同影响有关。 为了理解特定常量营养素暴食的行为和神经化学基础，我们转向暴食的实验动物模型。
暴饮暴食的动物模型
暴食是一种多方面的行为，情感和文化成分很难用动物模型重现。 尽管如此，暴食的动物模型对于理解这种行为的生理和神经化学基础是至关重要的。
糖暴食的模型
一些实验室使用有限的糖溶液来模拟暴食（12–15）。 研究结果均表明，当间歇性地提供动物时，动物会在甜食上进行暴饮型食物。 我们的实验室开发了一种糖暴食模型（16）其中大鼠维持每日12-h食物限制，然后获得25％葡萄糖或10％蔗糖溶液（类似于软饮料的糖浓度）和非纯化啮齿动物饮食。 按照这个时间表几天后，这些老鼠每天摄入的糖量增加（图。 1 A并且开始狂欢，如在进入的第一个小时期间糖溶液的摄入量增加所表明的。 能够随意获得糖溶液和非纯化饮食的大鼠每天消耗的总量与暴食大鼠消耗的量相似，但它们很少参与离散的暴食事件。 在糖暴食的大鼠体重和每日总热量摄入量与正常值没有差异（图。 1 C），表明大鼠能够通过少吃啮齿动物的非纯化饮食来调节能量摄入并补偿多余的能量（图。 1 B).
在糖暴食的大鼠模型中，在28-d进入期间摄入糖和非纯化饮食（食物）。 间歇性糖+非纯化饮食的大鼠随着时间的推移逐渐增加其每日总糖摄入量（A）。 与间歇性非纯化饮食组和非免疫饮食随意对照组相比，间歇性糖+非纯化饮食的大鼠吃非纯化饮食较少（B）; 然而，这些组的每日总能量摄入量没有差异（1 kcal = 4.184 kJ）（C）。 值是平均值±SEM， n = 9-10 / group。 经Avena等人许可转载。 （23).
肥胖暴食的模型
动物也会在纯脂肪上狂欢，这表明狂饮不仅仅是甜味。 Corwin等人。 （17）已经表明，当每天提供2 h时，随意获得啮齿动物非纯化饮食的大鼠将会在植物脂肪（起酥油）上狂欢，并且当每周仅提供3次时，这种效果会增强。 据报道，一种类似的发现是缩短了反式脂肪（18）。 与未经纯化的饮食喂养对照相比，限制获取植物脂肪的大鼠体重或体脂增加没有显示出变化（17,19）; 然而，它们确实显示血浆瘦素水平升高（19).
在甜脂混合物上肆虐的模型
甜味和脂肪的组合激活多种味觉受体，后消化信号和神经肽系统。 Boggiano和其他人使用饼干或糖脂混合物形式的糖 - 脂组合在实验室模型中诱导暴食（20,21）。 我们开发了一种在非限制食物的大鼠中使用营养完全的甜脂肪饮食进行狂饮的模型（22）。 2-h每天获得甜脂肪食物的大鼠[研究饮食#12451颗粒，45％脂肪，20％蛋白质，35％碳水化合物，4.7 kcal / g（20 kJ / g）]暴饮暴食，即使它们对于其他22 h / d，可以随意获得标准的啮齿动物非纯化饮食。 通过获取3，暴食行为最为明显，并且这些大鼠在58-h获取甜脂食物期间平均消耗其每日能量摄入的2％（图。 2 A）。 这些大鼠自我限制他们摄入标准的非纯化饮食，类似于我们用糖报告的效果（23）和其他人报告了脂肪（17,19）或富含糖的饮食（14）。 循环暴食和自我强加的食物限制导致每日体重波动，其特征在于狂欢之间的体重减轻（图。 2 B）。 然而，即使我们考虑到标准啮齿动物非纯化饮食在暴饮暴食之间的自我限制，与仅喂食标准啮齿动物非纯化饮食或进入的对照组相比，在对甜脂颗粒进行暴饮暴食时，体重总体上增加。自由采食相同的甜脂颗粒（图。 2 C）。 因此，该模型表示暴食可导致体重增加。
肥胖暴食大鼠模型的能量摄入和体重变化。 在访问的3期间每日总能量摄入表示为来自标准非纯化饮食（食物）的能量（白色）与甜脂非纯化饮食（黑色）（A）。 每天2小时的甜脂肪组和仅在星期一，星期三和星期五接受2小时的甜脂肪饮食的组（2-h MWF甜脂肪）都消耗甜食超过50％的日常能量高脂饮食（如果有）。 每天2小时的甜食组出现锯齿状，每天他们的体重减少，而体重增加（B）。 然而，尽管全天体重波动，2-h每日甜脂肪大鼠的总体重明显高于随意喂食标准非纯化饮食的大鼠（1 kcal = 4.184 kJ）（C）。 值是平均值±SEM， n = 10 /组。 *与标准食物自由采食组不同， P <0.05。 改编自Berner等人的许可。 （22).
食物成瘾
许多科学家推测，肥胖和饮食失调，如贪食症和厌食症，可能具有“成瘾”的特征（24–30）。 此外，还有几本关于“糖瘾”主题的流行自助书籍（31–34，仅举几例）。 临床和实验动物研究揭示了暴饮暴食和吸毒成瘾之间的相似之处。
对食物成瘾理论的临床支持
最近的一项临床研究表明，碳水化合物可能具有“碳水化合物危险”的滥用潜力（35）。 同样地，已经使用脑成像技术鉴定了与可口食物相关的渴望变化，并且这些变化类似于在药物渴望期间看到的变化（36,37）。 多巴胺（DA）4 有人建议在药物滥用和肥胖方面发挥共同作用（28）。 正电子发射断层扫描显示，肥胖受试者显示纹状体D减少2 受体可用性与受试者的体重相关（38）与药物成瘾受试者报告的减少幅度相近（39）。 阿片类药物也是临床研究的重点（25）。 暴食或自我饥饿形式的食欲功能障碍可影响内源性阿片类药物活性（40）。 总的来说，这些临床研究支持这样的观点，即暴饮暴食会以类似于成瘾方面的方式影响行为和大脑系统。
实验动物糖依赖的行为证据
药物滥用特征的许多行为和神经化学变化在我们上面描述的糖暴食动物模型中也很明显，并在 表1。 该模型在其他地方更详细地审查并与药物滥用文献相关（16).
简而言之，每天间歇性获取糖溶液和非纯化饮食的老鼠会在每日进食的第一个小时内逐渐增加糖摄入量并增加摄入量，我们将其定义为“暴饮暴食”（15）。 当给予相对高剂量的阿片类拮抗剂纳洛酮（3 mg / kg，皮下）时，糖暴食大鼠显示出阿片类似戒断的迹象。 观察到退缩的体征，例如牙齿颤动，前爪震颤和头部震动，以及焦虑的行为表现（41）。 当24 h取出所有食物时，阿片类药物戒断的类似体征在不使用阿片拮抗剂的情况下自发出现（23,41）。 在没有糖的23之后的测试中，糖暴食大鼠在2％糖的压力下比以前更多（42），暗示糖的动机影响的变化在整个禁欲期间持续存在并且增加。 我们还表明，对糖进行狂暴的大鼠会对低剂量的安非他明（0.5 mg / kg，腹腔注射）发生运动交叉致敏，对幼稚大鼠几乎没有影响（43）。 当大鼠在糖上肆虐然后被迫戒酒时，他们随后表现出增加摄入的9％酒精（44），建议间歇性获取糖可以成为饮酒的门户。
其他研究人员使用类似的糖暴食模型获得了支持性的行为发现。 据报道，高蔗糖饮食有限的老鼠有焦虑迹象（14）。 据报道，仅仅去除糖会降低体温（45）。 此外，在去除涉及间歇性糖进入的饮食期间，已观察到攻击性行为（46）。 使用操作性条件反射，Grimm等。 （47）发现在间歇性糖进入的大鼠禁食期间，蔗糖寻求增加。 间歇性蔗糖进入不仅与苯丙胺交叉敏感（43）还有可卡因（48）并促进DA激动剂喹吡罗致敏（49）。 这些结果支持了DA系统通过间歇性糖通路敏感的理论; 这很重要，因为增强的中脑边缘多巴胺能神经传递在致敏和交叉致敏的行为影响中起作用（50）并可能导致成瘾（51,52).
糖依赖的神经化学证据
上述证据表明糖暴食可以产生类似于药物依赖性大鼠中观察到的行为。 伴随的神经化学变化可能导致或延续这些行为。 这些迹象也总结在 表1 并在之前的文章中有更详细的解释（16).
我们发现糖暴食大鼠的DA，乙酰胆碱（ACh）和阿片系统的变化与一些滥用药物的观察结果相似。 放射自显影显示D增加1 伏隔核（NAc）中受体结合并降低D.2 相对于未经纯化的饮食喂养的大鼠，纹状体中的受体结合（15）。 间歇性糖和非纯化饮食获取的大鼠也减少了D.2 受体mRNA在NAc中，并且增加D.3 与非纯化饮食喂养对照相比，NAc和背侧纹状体中的受体mRNA（53）。 糖暴食大鼠的脑啡肽mRNA显着减少（53），而 μ-cioid受体结合在NAc壳，扣带回，海马和蓝斑中显着增强（15).
糖暴食和滥用药物之间最强烈的神经化学共性之一是它们对细胞外DA的影响。 滥用药物的标志是细胞外DA重复增加，而在正常喂养期间，DA反应在反复接触食物后逐渐消失（54）。 当大鼠在糖上肆虐时，DA的释放是反复发作的，这可能使大脑适应滥用药物。 正在d 1，2和21上进行测量，在糖上暴食的大鼠显然每天释放DA（55）。 对照组大鼠随意喂食糖或非纯化饮食，间歇性接触非纯化饮食的大鼠，或只吃2次糖的大鼠，会产生钝化的DA反应，这是典型的失去其新奇性的食物。
戒断吗啡，尼古丁和酒精等药物通常伴随着NAc中DA / ACh平衡的改变：具体而言，DA降低而ACh升高（56–58）。 对糖进行狂暴的大鼠也表明在戒断期间DA / ACh的这种神经化学不平衡。 当给予大鼠纳洛酮以沉淀鸦片样撤药时，会出现这种结果（41）或36 h食物匮乏后（23).
其他人报告了支持性调查结果。 D减少了2 与间歇性非纯化饮食大鼠相比，间歇性获取蔗糖和非纯化饮食的大鼠NAc中的受体结合（59伏隔核DA转换和DA转运蛋白结合的改变发生在间歇性给糖计划中（12,60).
是否存在依赖脂肪或甜脂组合的证据？
文献表明，与糖一样，类似上瘾的状态可能会出现脂肪。 Le Magnen（29）注意到纳洛酮可以在自给自足食物的大鼠中随意取出，包含各种富含脂肪和糖的食物（如奶酪，饼干，巧克力片）。 最近，Teegarden和Bale（61）表明，小鼠可以随意获取高脂肪或碳水化合物饮食的4，然后被迫放弃忍受厌恶环境以获得他们喜欢的食物。 他们得出结论，戒断这种饮食可以提高压力状态，从而导致饮食复发。 此外，Corwin及其同事已经证明，在对脂肪进行暴饮暴食的大鼠中，进行性比率的增加有所增加（62).
在神经化学方面，似乎暴食性脂肪对伏隔核DA和脑啡肽系统有影响，这与用糖暴食观察到的相似。 有限的脂肪（玉米油）暴露会在NAc中反复释放DA，这种效果是由油的味道引起的（63）。 每日获得甜脂肪饮食有限的大鼠显示NAc中脑啡肽mRNA的显着减少（64），类似于上面报道的含糖的发现（53）。 使用狂欢模型研究了阿片类药物在下丘脑室旁核中的作用（65），调查结果表明 d-翼2，NMe-Phe4，Gly-ol5 - 脑啡肽增加脂肪偏好大鼠的脂肪摄入量，但对蔗糖偏好的大鼠没有影响。 这些结果表明室旁核阿片类药物在食物摄入中的复杂作用，优选和营养类型影响这些化合物改变行为的能力。
基于这种神经化学和上述行为，脂肪暴食也可能产生类似成瘾的行为似乎是合乎逻辑的。 但是，数据不清楚。 虽然据报道随意提供的脂肪会产生一些类似成瘾的行为（29,61），狂欢可能会增强这些效果。 我们研究了当动物使用各种不同的高脂肪饮食和甜脂组合进行狂欢时是否会出现依赖行为的迹象。 我们测试了有限（12-h或2-h）获得甜脂肪饮食的大鼠（研究饮食#12451，45％脂肪，20％蛋白质，35％碳水化合物），12-h获得甜脂肪混合物（35.7％植物脂肪，64.3％蔗糖）或12-h获得植物脂肪（100％Crisco植物起酥油），均可同时提供非纯化饮食。 对照组随意喂食这些饮食或随意给予标准的非纯化饮食。 在饮食上21-25 d后，给大鼠施用3 mg / kg皮下纳洛酮，然后在高架十字迷宫中观察窘迫和焦虑的体征。 在任何这些富含脂肪的饮食方案中，无论是暴食组还是随意给予食物，都没有发现阿片类药物戒断的重要证据，尽管这些程序在我们之前的糖暴食报告中给出了积极的结果（41）。 在其他研究中，我们尝试通过食物引发自发性阿片类药物戒断的迹象，剥夺大鼠维持富含脂肪的饮食中的24-36 h。 同样，尽管我们报告了糖暴食大鼠禁食后焦虑和躯体适应症的迹象（23），在饮食中用高脂肪源进行暴食的大鼠中没有观察到这种情况。
虽然我们没有注意到脂肪暴食大鼠中阿片类药物戒断的迹象，但这并不意味着过量的脂肪摄入不会产生类似成瘾的行为。 退出不是药物渴望的必要标准，正如食物匮乏对食物渴望不是必需的（37）。 此外，不同类别的药物（例如，DA激动剂，鸦片制剂）导致特定的行为和生理戒断症状。 因此，可能不同的常量营养素也可能产生不同的戒断症状。 尚未确定对脂肪的暴食是否会引起其他类似成瘾行为，包括交叉致敏和禁欲引起的异常动机。
为什么阿片类药物戒断的迹象出现糖而不是脂肪暴饮暴食？
脂肪暴食后相对缺乏阿片类药物的戒断症状强调了阿片类药物系统在区分糖和脂肪及其后续行为影响方面的重要性。 神经肽甘丙肽（GAL）及其结合位点在对药物和食物奖励都很重要的脑区表达（11）。 GAL被认为是一种脂肪刺激的肽，因为它在高脂肪餐中对这些大脑区域的表达增加（66）。 此外，在某些情况下，下丘脑注射GAL可促进脂肪的摄入而不是碳水化合物（67,68）。 有趣的是，外周注射galnon，一种合成的GAL激动剂，可减少吗啡依赖小鼠的阿片戒断症状（69）。 在GAL敲除小鼠中单次全身注射galnon足以逆转吗啡给药带来的一些生化变化（70）。 因此，通过减弱阿片类药物的一些行为和神经化学作用，GAL可能是鸦片剂奖赏的内源性负调节剂。 基于这些数据，脂肪暴食大鼠中缺乏鸦片样戒断症状可能是由脂肪诱导的内源性GAL激活引起的，其可以抑制相关的阿片类药物作用。
脚注
↵1 作为补充发布 营养杂志。 作为在2008实验生物学会议上发表的“食物成瘾：事实或虚构”研讨会的一部分，4月8，2008在加利福尼亚州圣地亚哥举行。 该研讨会由美国营养学会赞助，并得到国家药物滥用研究所，国家酒精滥用和酒精中毒研究所以及国家乳业委员会的教育资助。 该研讨会由Rebecca L. Corwin和Patricia S. Grigson主持。
↵2 由USPHS资助，授予DK-79793（NMA）和AA-12882（BGH）。
↵3 作者披露：N。Avena，P。Rada和B. Hoebel，没有利益冲突。
↵4 使用的缩写：ACh，乙酰胆碱; DA，多巴胺; GAL，甘丙肽; NAc，伏隔核。
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