Резюме

Обективен

Базираната на дейности анорексия е животински модел на анорексия, при който ограничен достъп до стандартна лаборатория, комбинирана с доброволно бягане с колела, води до хипофагия и тежка загуба на тегло. Това проучване тества дали анорексията, базирана на активност, може да бъде предотвратена или отменена с вкусни храни.

Метод

Мъжките плъхове бяха разделени на заседнали или придвижени групи и се поддържаха 1 час дневно достъп до стандартна чау плюс една от следните: захар, захарин, растителна мазнина (скъсяване) или сладка чау с високо съдържание на мазнини.

Резултати

Достъпът до сладката чау с високо съдържание на мазнини както обърна, така и предотврати загубата на тегло, типична за анорексия, базирана на активност. Растителните мазнини намаляват загубата на телесно тегло, но в по-малка степен от сладката диета с високо съдържание на мазнини. Добавянето на разтвори на захарин или захароза към стандартната диета за лабораторни чау няма ефект.

Заключение

Резултатите предполагат, че някои вкусни диети могат да повлияят развитието и възстановяването от базирана на активност анорексия.

Въведение

Anorexia nervosa е психиатрично разстройство, характеризиращо се с екстремна хипофагия, загуба на телесно тегло и хипотермия. 1 Пациентите често показват прекомерно упражнение и компулсивна активност. 2,3 Anorexia nervosa е сред най-животозастрашаващите психични разстройства, като смъртността през целия живот е между 5 и 20%, в зависимост от продължителността на продължителността на симптомите. 4 За борба с това разстройство са необходими ефективни лечения.

Базираният на активност модел на анорексия, който е описан за първи път преди повече от 40 години, 5, се използва за изследване на аноректично поведение при гризачи и служи като животински модел на някои характеристики на анорексията. Когато им бъде даден ограничен достъп до стандартна гризача за гризачи и достъп до либитум до работещо колело, плъховете показват високи нива на движение на колелата и доброволно намаляване на дневния калориен прием. Заедно тези поведенчески промени предизвикват значителна загуба на тегло, хипотермия, загуба на естроусен цикъл, язва на стомаха и, без намеса на експериментатор, смърт от глад и отслабване. 6,7 За сравнение, плъховете, които получават храна ad libitum и достъп до колела, и тези с ограничен достъп до храна, но без колело, обикновено не губят значителни количества тегло и могат да издържат нормално.

Вкусът и вкусът са ключови компоненти за предизвикване на прием на храна. 8,9 Оказва се обаче, че няма доклади, които да са фокусирани специално върху ефектите от диетичните манипулации при превенцията на анорексия, основана на активност. Известно е, че вкусните храни подсилват и активират неврохимикали, свързани с награда, като допамин (DA) и опиоидните пептиди. 10,11 Тези невротрансмитери също са замесени в поведения, свързани с базирана на дейност анорексия и нервна анорексия. 12–15 Следователно е възможно вкусните храни да имат ефекти, които потенцират мотивацията на животните да ядат. В този експеримент тестваме дали достъпът до нова, вкусна храна (захар, захарин, богата на мазнини или сладка чау с високо съдържание на мазнини) може да обърне или предотврати развитието на анорексия, основана на активност.

Метод

Предмети и материали

Плъховете от мъжки тип Sprague – Dawley са отглеждани в Принстънския университет от запас, произхождащ от Taconic Farms (Germantown, NY) (Exp. 1) или получени директно от Taconic Farms (Exps. 2–4). Преди началото на експериментите всички плъхове бяха настанени поотделно, осигурен им либитум достъп до стандартна лабораторна чау-чау (LabDiet Diet Diet № 5001, PMI Nutrition, Сейнт Луис, МО) (3.04 kcal/g, 12% мазнини, 60% въглехидрати, 28% протеини) и вода и се оставя да се аклиматизира до обратен 12-часов светлинен/12-часов тъмен цикъл за поне една седмица. Теглото на тялото е между 225 и 305 g (Exp. 1a), 320 и 350 g (Exp. 1b), 255 и 300 g (Exp. 2), 240 и 275 g (Exp. 3) и 285 и 355 g ( Пример 4) в началото на експеримента.

Експериментални процедури

За всеки експеримент имаше бягаща група и заседнала група. Животните от тичащите групи бяха настанени индивидуално в клетки за гризачи, свързани с работещо колело (16 инча в диаметър) чрез цилиндричен проход от едната страна на клетката (Lafayette Instrument, Lafayette, IN). Заседналите групи бяха настанени в клетки, идентични с тези, използвани от бягащата група, но без достъп до работещо колело. Преди началото на експериментите, всички плъхове бяха предварително изложени на ежедневен 1-часов стандартен достъп до чау, за да се приспособят към графика на хранене, през което време работещите колела оставаха затворени за работещите групи. След 3 дни по график с ограничено хранене, работещите колела бяха отворени и започнаха диетични манипулации и събиране на данни, както е посочено в таблица 1 .

МАСА 1

Обобщение на диетичните манипулации през трите фази на всеки експеримент

Експериментални групи Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3
1аРаботи (n = 6)
Заседнал (n = 6)		Стандартна чауСладка чау с високо съдържание на мазниниСтандартна чау
1бРаботи (n = 6)
Заседнал (n = 6)		Сладка чау с високо съдържание на мазниниСтандартна чауСладка чау с високо съдържание на мазнини
2Работи (n = 8)
Заседнал (n = 8)		Стандартна чауСтандартен разтвор на чау + захаринНеприложимо
3Работи (n = 6)
Заседнал (n = 8)		Стандартна чауСтандартен разтвор на чау + захарозаНеприложимо
4Работи (n = 6)
Заседнал (n = 6)		Стандартна чауСтандартна чау + растителна мазнинаСтандартна чау

Всеки експеримент беше разделен на три фази, с промяна в диетата като независима променлива. Измерванията на приема на чау и пробег от разстояние по време на часа на достъп бяха получени през всички фази, заедно с изминаването на разстоянието за 24 часа. Телесното тегло се измерва преди достъп до храна всеки ден. По време на Фаза 1 всички плъхове се хранят със стандартни гранули от гризачи за 1 час на ден (4-ти до 5-ти час на тъмно). Когато телесното тегло на бягащите групи спадна до 75% от първоначалното тегло, започна Фаза 2 и диетата беше превключена на едно от следните: Опит. 1: сладка чау с високо съдържание на мазнини (Research Diets no. 12451, New Brunswick, NJ; 4.7 kcal/g, 45% мазнини, 35% въглехидрати, 20% протеин); Опит 2: захарин, разтворен във вода от чешмата (концентрация 0,1%), заедно със стандартна чау; Опит 3: 10% разтвор на захароза и чау (0,4 kcal/mL); и опит. 4: растителна мазнина (Crisco, J.M. Smucker Co., Orrville, OH; 9.2 kcal/g) и чау. След изтичането на същия брой дни, както преди първоначалното преминаване към диета, плъховете отново бяха снабдени с първоначалната стандартна чау диета (фаза 3). Експериментът завърши във фаза 3, ако телесното тегло спадна до 75% от първоначалното тегло.

За да се контролира възможността анорексията, базирана на активност, да включва усъвършенствана вкусова неприязън, предизвикана от първоначалното сдвояване на храна с работещо колело, Exp. 1b тествани групи плъхове получиха достъп до чау и новата сладка диета с високо съдържание на мазнини в обратен ред.

Статистика

Измерванията на стандартния чау, сладък чау с високо съдържание на мазнини и растителна мазнина в грамове (g) и разтвор на захароза в милилитри (mL) се превръщат в килокалории (kcal). За анализи на разстоянието и консумираните kcal, данните са усреднени за всеки плъх в рамките на всяка диетична фаза. Сравненията в групата бяха направени с помощта на еднопосочен дисперсионен анализ на повтарящи се мерки (ANOVA). Сравненията между бягащите и заседналите групи бяха анализирани с помощта на двупосочни повтарящи се мерки ANOVA. Извършени са пост-хок тестове на Нюман – Килс, когато това е оправдано.

Резултати

Опит 1a: Достъпът до сладка диета с високо съдържание на мазнини възстановява телесното тегло, загубено поради базирана на активност анорексия, като същевременно увеличава както бягането, така и приема на калории

В Exp. 1а, телесното тегло на бягащата група непрекъснато намалява, когато се дава достъп до стандартната диета с чау (фаза 1), и след това се увеличава, когато се дава достъп до сладката диета с високо съдържание на мазнини (фаза 2), последвано от отслабване отново, когато се дава чау във фаза 3 (F (25, 155) = 6.02, p Фиг. 1А). Подобен, но по-малък ефект се наблюдава при заседналата група (F (25, 155) = 131.4, p Фиг. 1А). Средното телесно тегло на бягащата група обаче остава по-ниско от това на заседналата група през целия експеримент (F (1, 10) = 33,86, p Фиг. 2A) и заседналата група (F (2, 17) = 72,65, p Фиг. . 2А). Въпреки че се наблюдава значителна разлика в калориите от една фаза до следващата както в бягащата, така и в заседналата група като функция от диетата, няма разлика между групите по отношение на приема на калории.

диетата

Както в Exp. 1а, бягащата група тича около два пъти по-далеч през 1-часовия период на достъп до сладката диета с високо съдържание на мазнини (Фази 1 и 3, съответно 0,110 ± 0,02 км и 0,208 ± 0,09 км) спрямо дните с достъп стандартен чау (фаза 2, 0,071 ± 0,03 km), въпреки че тези разлики не са статистически значими. Също като Exp. 1а, 24-часовото бягане се увеличава стабилно с течение на времето (фаза 1 = 0,875 км, фаза 2 = 2,70 км, фаза 3 = 4,71 км; F (2, 17) = 10,25, стр. Фиг. 4А). Първоначалният план беше да се даде стандартна диета чау (без захарин) във фаза 3, но това беше изоставено, тъй като плъховете в бягащата група достигнаха критично ниското си телесно тегло (75% от първоначалното тегло), без да показват признаци за увеличаване на приема на храна или възстановяване на телесното им тегло в отговор на достъпа до захарин с тяхната чау (Фаза 2, дни 11-15). Заседналата група успешно поддържа стабилно телесно тегло до 15-ия ден.

Тегло на тялото за плъхове в Exps. 2–4. Когато бягащите плъхове са имали достъп до стандартен чау плюс (A) захарин или (B) захароза по време на Фаза 2, те продължават да губят тегло, за разлика от плъховете в Exp 1a (Фиг. 1А). Заседналите животни поддържали телесното си тегло. Когато бягащите плъхове са имали достъп до растителна мазнина (C) със стандартната си чау, те напълняват, макар и в по-малка степен от плъховете, които получават достъп до сладка чау с високо съдържание на мазнини (фиг. 1А). Когато се превръщат обратно към стандартна чау във фаза 3, бягащите плъхове отново отслабват при стандартна чау, докато заседналите плъхове поддържат стабилно телесно тегло.

Няма разлика в приема на захарин между двете групи (работеща група: 5,02 ± 1,32 ml и заседнала група: 6,30 ± 1,81 ml). Въпреки това, бягащата група е яла значително по-малко чау от заседналата група (F (1, 14) = 27,2, p Фиг. 4B). За пореден път първоначалният план за връщане към стандартната чау (без захароза) диета (фаза 3) беше изоставен, тъй като всички работещи групи достигнаха критично ниското си телесно тегло по време на фаза 2 (дни 7–13). Заседналата група успешно поддържа стабилно телесно тегло през 13-те дни.

Няма значителна разлика в приема на растителни мазнини между бягащата и заседналата група (съответно 66,7 ± 5,26 kcal и 73,97 ± 18,47 kcal), но приемът на чау е по-голям за заседналата група (F (1, 10) = 29,91, p 18 –21 Условията, необходими за възникване на отблъскване с условен вкус, са налице в експериментите с анорексия, базирани на дейност.22 Плъховете са изложени на условен стимул (CS), който е вкусът на новата храна, изядена през периода на хранене, а след това и на безусловен стимул (УС) на бягане на колела. Тези сдвоявания между храната на КС и УС на колелото се повтарят няколко пъти по време на процедура, базирана на активност при анорексия, и по този начин могат да доведат до условна неприязън на вкуса, която ще доведе до намаляване на храната прием по време на периода на хранене и по този начин може да бъде допринасящ фактор за постигане на ефект на анорексия, основан на активност. Резултатите от настоящите експерименти обаче показват, че условната неприязън на вкуса не обяснява основата на активността анорексия, когато новата храна е изключително вкусна. Калоричният прием се е увеличил драстично, когато е била предоставена нова сладка диета с високо съдържание на мазнини по време на часа на достъп до храна, дори когато високо вкусната диета е била съчетана с първото, в началото на експерименталната процедура (Exp. 1b).

Все още не са ясни биологичните основи на базирана на активност анорексия и анорексия. Изследвани са няколко невротрансмитерни системи, по-специално серотонин. 23,24 Въпреки това, DA и опиоидите също участват. Пациентите с анорексия имат намалени нива на DA метаболита, хомованилова киселина, измерено в цереброспиналната течност, 25 и показват промени в DA рецепторите и тяхната наличност. 26,27 Ограничението на храната до 80% телесно тегло при плъхове може да понижи извънклетъчната DA в ядрото на акумулацията до 50% от нормалното. 28 Храненето нормално освобождава извънклетъчен DA в ядрото на акумулацията както при нормални, така и при ограничени с храна плъхове. 29–31

Умиращите от глад животни с поднормено тегло могат да преядат или да „прелюбят“ силно вкусната храна, отчасти за да освободят DA, когато DA системата на мезоаккуменсите е депресирана и извънклетъчната DA е ниска в NAc. 30 Припиването на сладки или богати на мазнини вкусни храни увеличава извънклетъчния DA в NAc, 11,32, но прекъсващият достъп до стандартната чау гризари няма този ефект. 11 плъхове с ниско телесно тегло, които изпиват захар, показват засилено освобождаване на DA в NAc в сравнение с плъхове с нормално тегло. 33 Този „изблик“ на DA може допълнително да повлияе на други поведения, освобождаващи DA, като бягане с колела, 34 което може да обясни значителното увеличаване на поведението при бягане през часа на достъп до сладката диета с високо съдържание на мазнини, наблюдавано в Exp 1. Въпреки че е прекъснато Доказано е, че достъпът до сладки вкусове увеличава акумбените DA, 11,35 сладкият вкус сам по себе си не успява да повлияе на анорексията, базирана на активност в този експеримент. Следователно изглежда, че достъпът до мазнини или комбинация от сладко и мазнина води до неврохимични промени, които могат успешно да обърнат или да предотвратят генезата на анорексия, основана на активност.

Има няколко възможни обяснения защо диетата със сладки мазнини или диетата с обикновена мазнина може да предотврати и обърне анорексията въз основа на активността. Активирането на опиоидните системи е свързано с предпочитанията и консумацията на захари, мазнини или смеси захар/мазнини, но не и на стандартни, по-малко вкусни храни както при плъхове, така и при хора. 40–44 Следователно е възможно активирането на някаква опиоидна система чрез вкусна, мазна храна да стимулира храненето и увеличаването на теглото. Това може би е различна опиоидна система от тази, която обикновено се активира от ограничаване на храната и пускане при базирани на активност анорексични плъхове. Въпреки че приемът на захар сам по себе си може да повлияе и се повлияе от опиоидите, това не е променило развитието на базирана на активност анорексия в този експеримент. Изглежда, че комбинацията от захар и мазнини или само мазнини е необходима. Самата мазнина може да бъде критичен фактор чрез активиране на чувствителната към мазнини система за хранене, като хипоталамусния галанин, за който се смята, че подсилва поведението отчасти чрез освобождаване на DA в ядрото на акумулацията. 45

В заключение, диетата, богата на мазнини, със или без добавена захар, може успешно да обърне или предотврати базирана на активност анорексия при плъхове, въпреки че ги кара да бягат повече. Настоящите резултати също показват, че условната неприязън към вкуса не се развива при базирана на активност анорексия, когато новата диета е изключително вкусна. Тези открития могат да допринесат за по-нататъшното разбиране на механизмите, залегнали в основата на хиперактивността и самогладуването.

Благодарности

Поддържа се от MH-65024 и DA-16458 от USPHS.

Авторите благодарят на Каролайн Лий за съдействието при експериментите.