Неврофармакология

Редактиран от
Тод Е. Кипин

Калифорнийски университет, Санта Барбара, САЩ

Прегледан от
Ерик Б. Олесън

Университет на Колорадо Денвър, САЩ

Джаред Р. Бегли

Университет Бингхамтън, САЩ

Принадлежностите на редактора и рецензенти са най-новите, предоставени в техните профили за проучване на Loop и може да не отразяват тяхното положение по време на прегледа.

кокаина

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Оригинални изследвания СТАТИЯ

  • 1 Департамент по биология, Колеж по изкуства и науки, Държавен университет на Джорджия, Атланта, Джорджия, САЩ
  • 2 Институт по неврология, Колеж по изкуства и науки, Държавен университет в Джорджия, Атланта, Джорджия, САЩ

Затлъстяването е значителен проблем и се смята, че увеличеният прием на храна лежи в основата на повишаването на нивата на затлъстяване. Напоследък има много дискусии и дебати за ролята на отделните макронутриенти, въглехидрати, мазнини и протеини за повишаването на нивата на затлъстяване и свързаните с тях съпътстващи заболявания, но като цяло има малко проучвания за това как различните лечения и стимули, които влияят храненето влияе на приема на отделни макронутриенти. В тези проучвания тествахме дали две лечения, водещи до променено хранене, остра инжекция на кокаин и остра бърза диференциално влияят върху приема на отделни макронутриенти, използвайки парадигма за избор на три диети. Кокаинът силно инхибира приема на всяка отделна тестова диета (въглехидрати, мазнини и протеини), но няма разлики между ефектите му върху приема на всяка отделна диета. За разлика от това, остър пост имаше малък ефект върху приема на която и да е от диетите и не повлия диференцирано приема на трите диети. По този начин тези проучвания показват, че кокаинът може ефективно да инхибира приема на хранене, независимо от съдържанието му на макроелементи, и значително да подобри нашето разбиране за нервната регулация на индивидуалния прием на макроелементи.

Въведение

Затлъстяването се превърна в значителен проблем в САЩ и нараства в световен мащаб. Приблизително 70% от възрастното население може да се счита за наднормено тегло или затлъстяване (Flegal et al., 2010, 2016) с прогнозни разходи над 2 милиарда долара годишно (Finkelstein et al., 2009; Cawley and Meyerhoefer, 2012). Въпреки че промените в активността вероятно са допринесли за увеличаването на нивата на затлъстяване, смята се, че това покачване се дължи главно на увеличаване на приема на храна. Понастоящем има няколко ефективни лечения за намаляване на приема на храна. По този начин се нуждаем от по-добро разбиране на механизмите, контролиращи храненето, за да могат да бъдат идентифицирани нови подходи за борба със затлъстяването.

Въпреки доказателствата, които показват, че отделните макронутриенти могат значително да повлияят на храненето и могат да допринесат за развитието на затлъстяване, има малко проучвания за това как различните лечения, които променят храненето, влияят върху приема на отделни макронутриенти. В тези проучвания тествахме дали две лечения, които променят остро храненето, краткотрайно гладуване или остро инжектиране на кокаин, диференциално променят приема на отделни макронутриенти, като се използва краткосрочен (24 часа) тест за избор на три диети.

Материали и методи

Реактиви

Стерилен бактериостатичен физиологичен разтвор е от Patterson Veterinary Supply, Inc., (Sterling, MA, САЩ). Кокаинът HCl е от Sigma. Всички други реактиви са от обичайни търговски източници.

Животни

За тези експерименти са използвани млади възрастни мъжки плъхове Sprague Dawley (Harlan Laboratories, Madison, WI, САЩ). Плъховете са тежали между 220–250 g при пристигане (∼7–8 седмици) и са били ∼16–19 седмици при тестване. Плъховете са настанени индивидуално във вентилирани клетки от поликарбонатна система за грижа за животните в контролирана от температура и влажност стая в обратен цикъл 12:12 светлина/тъмнина с ad libitum храна и вода, с изключение на аклиматизацията и тестовите дни, когато плъховете са имали достъп до индивидуалните диети за избор на макронутриенти. Всички протоколи и процедури са одобрени от Институционалния комитет по грижа и употреба на животните в Държавния университет в Джорджия и са съобразени с Националния съвет за научни изследвания на националните академии Ръководство за грижа и употреба на лабораторни животни.

Тестови диети и измерване на приема на храна

Плъховете имаха ad libitum достъп до вода и стандартна лабораторна чау (диета за гризачи Purina # 5001, PMI Nutrition International; 3.36 kcal/g) в домашната им клетка, с изключение на всички дни за аклиматизация и тестове. За да се тества приемът на всеки отделен макронутриент (въглехидрати, мазнини или протеини), бяха приготвени три различни диети (наричани по-долу тестови диети), които съдържаха само един макронутриент, комбиниран с основни витамини и минерали. Съставът на диетите е адаптиран от Smith et al. (1996) и са показани в Таблица 1. Преди началото на експеримента, плъховете се аклиматизират към тестовите диети в продължение на 24 часа в множество опити, раздалени с интервал най-малко 3 дни, докато приемът на всяка диета е стабилен. Стабилният прием беше определен като * стр ∗∗ стр * стр = 0,007.

Дискусия

В тези проучвания тествахме дали острото гладуване или инжектирането на кокаин различно променя приема на отделни макронутриенти, използвайки парадигма за избор на три диети. Кокаинът, който е психостимулант, за който е широко доказано, че рязко намалява храненето, намалява приема на трите диети (въглехидрати, мазнини, протеини) до сходно ниво. Имаше силни намаления в храненето през 1-ви час след лечението с кокаин и почти пълно връщане към контролните нива на прием на 24 h след лечението (Фигура 1). Наблюдава се тенденция кокаинът да инхибира приема на въглехидрати в по-голяма степен през първия час след лечението (относително състоянието на контрол на физиологичния разтвор) в сравнение с приема на мазнини и протеини, но това не достига статистическа значимост (Фигура 2). По този начин изглежда, че кокаинът намалява приема на всеки отделен макронутриент до сходни нива като цяло.

Въпреки че точният механизъм, чрез който кокаинът намалява приема на храна, не е идентифициран, вероятно той намалява храненето чрез действията си върху допамина. Доказано е, че амфетаминът, който е друг психостимулант, който намалява храненето, намалява храненето предимно чрез действията си върху допаминовите вериги (Cannon et al., 2004). По този начин изглежда вероятно кокаинът също да инхибира храненето чрез действия върху допаминовите вериги. В светлината на тази възможност е донякъде изненадващо, че кокаинът инхибира приема на трите диети с макроелементи до сходни количества. Плъховете очевидно консумират по-голямата част от калориите си от диетата с мазнини (вж. Общия калориен прием на всяка диета на фигура 1), а диетите, съдържащи мазнини и захар, са силно възнаграждаващи и подсилващи. Следователно може да се очаква, че диетите с мазнини и/или въглехидрати (с високо съдържание на захар) ще бъдат повлияни в по-голяма степен от протеиновата диета поради повишаването на извънклетъчния допамин в кокаина. Това обаче не беше така. По този начин изглежда, че всяка от отделните тестови диети, използвани тук, има еднакви възнаграждаващи и подсилващи качества, или анорексигенните ефекти на кокаина, медиирани от повишен допамин, не се дължат на промени в възнаграждаващите или подсилващи качества на диетите.

В обобщение, ние показахме, че кокаинът силно инхибира приема на всеки макронутриент в подобна степен, докато при остър пост се наблюдава само незначително увеличение на приема на всяка диета, без разлики между приема на всеки отделен макронутриент. По този начин тези проучвания значително разшириха разбирането ни за централните механизми, контролиращи храненето.

Наличност на данни

Суровите данни, подкрепящи заключенията на този ръкопис, ще бъдат предоставени от автора, без ненужна резервация, на всеки квалифициран изследовател при поискване.

Декларация за етика

Проучването върху животни е прегледано и одобрено от институционалния комитет за грижа и употреба на животните от държавния университет в Джорджия.