Поведінкова та фармакологічна характеристика смачного чергування дієти у мишей

Кетрін Ф. Мур

лабораторія наркологічних розладів, кафедри фармакології та експериментальної терапії та психіатрії, Медична школа Бостонського університету, Бостон, Массачусетс, США

b Вища програма з нейронауки, Медичний факультет Бостонського університету, Бостон, Массачусетс, США

Габріель С. Шлейн

Саманта Манчіно

Валентина Сабіно

П'єтро Бавовна

Анотація

1. Вступ

Дезадаптивна харчова поведінка зазвичай спостерігається при деяких формах ожиріння та деяких харчових розладах, таких як розлад переїдання (BED), а також нещодавно запропонована харчова залежність (American Psychiatric Association, 2013; Davis, 2013; de Zwaan, 2001; Gearhardt et al., 2009; Moore et al., 2017c; Schulte et al., 2015). Основним припущенням, що сприяє зростанню ожиріння та розладів харчової поведінки, є висока підсилююча ефективність смачної їжі (тобто їжі, багатої цукром та/або жирами), яка відповідає за збільшення споживання (Avena and Gold, 2011; Berthoud, 2012; Gearhardt et al., 2011; Moore et al., 2017b; Morris et al., 2015). Крім того, люди часто вдаються до дієт або обмежують дієтичне харчування низькокалорійною, «безпечною» їжею, яка в основному менш смачна, ніж висококалорійна їжа, і утримуються від «забороненої» їжі з високим вмістом калорій та високою смаковістю (Хофманн та ін., 2014; Mela, 2001). Зрештою, ті, хто діє або утримується від смачної їжі, повернеться до їжі з високим смаком (Pankevich et al., 2010). Як результат, історія дієт включає повторювані, дискретні чергування споживання «безпечної» їжі з дуже смачними продуктами, багатими жиром та/або цукром (Laessle et al., 1989; Mela, 2001; Polivy and Herman, 1985) . Таким чином, історія дієт визнана основним фактором ризику розвитку ожиріння, а також розладів харчування (Dulloo and Montani, 2015; Lowe et al., 2013).

Раніше наша лабораторія використовувала експериментальну парадигму для імітації як надмірного споживання, так і дієти, шляхом почергового доступу до дуже смачної дієти у щурів (Blasio et al., 2014a; Dore et al., 2014). У цій моделі протягом 3-денних циклів тварини отримують поперемінний доступ до контрольної дієти чау (2 дні) та дієти з високим вмістом сахарози (1 день) (Blasio et al., 2014a; Dore et al., 2014 ). Ця та інші моделі смачного дієтичного катання на щурах призвели до декількох зрушень у розумінні психо-поведінкових та нейрофармакологічних механізмів невпорядкованого харчування. Однак у мишей перевірка поведінкових моделей чергування дієт менш розвинена. Охарактеризовані, клінічно значущі поведінкові парадигми можуть поєднуватися з численними та легкодоступними генетичними технологіями, доступними для мишей (наприклад, нокаут-моделі, лінії Cre-рекомбінази, трансгенні лінії). Таким чином, першою метою цього дослідження було перевірити достовірність моделі моделі переривчастого доступу на велосипеді до смачної їжі у мишей.

Кілька нейромедіаторних систем були визначені як фармакотерапевтичні мішені для ожиріння та порушення харчування, включаючи опіоїдні, канабіноїдні-1 (CB1) та сигма-1 (Sig-1) рецепторні системи. У моделях невпорядкованого харчування у щурів антагонізм вищезазначених рецепторів здатний зменшити надмірне споживання їжі (Blasio et al., 2014b; Cottone et al., 2012; Dore et al., 2014). Таким чином, другорядною метою цього дослідження була оцінка конвергентної валідності моделі чергування дієти у мишей шляхом оцінки ефектів попередньої обробки налтрексоном, антагоністом опіоїдних рецепторів, SR141716A, антагоністом/зворотним агоністом рецептора CB1 та BD-1063, антагоніст рецептора Sig-1 при вживанні смачної їжі.

2. Матеріали та методи

2.1 Предмети

Самці мишей C57Bl/6J (N = 73) (віком 7 тижнів після прибуття, лабораторія Джексона) вагою 22–29 г, одиноко розміщувались у пластикових клітинах із дротовим покриттям (16,76 см × 27,94 см × 12 32 см) на 12-годинний цикл зворотного світла (вимкнення о 10:00), у затвердженому AAALAC вологості (60%) та помірному контролі (22 ° C). Миші постійно мали доступ до їжі та води, якщо не вказано інше. Усі експериментальні протоколи, використані в цьому дослідженні, відповідали Керівництву Національного інституту охорони здоров’я щодо догляду та використання лабораторних тварин та Принципам лабораторного догляду за тваринами та були схвалені Інституційним комітетом з догляду та використання тварин Бостонського університету.

2.2 Харчування

Чау-чау на основі кукурудзи (Teklad Global Diet 2918 (44,2% вуглеводів, 6,2% жиру, 18,6% білка, енергія, що піддається метаболізму 3,1 кал/г; Харлан, штат Індіанаполіс, Індонезія) використовували як контрольну дієту. Високо смачний і повноцінний шоколад, шоколад -ароматизована дієта на основі AIN-76A з високим вмістом сахарози, порівнянна за макроелементами та щільністю енергії з дієтою чау (Формула 5TUL: 66,7% вуглеводів, 12,7% жиру, 20,6% білка, енергія, що піддається метаболізму 3,44 кал/г; TestDiet, Річмонд, IN), використовували як експериментальну дієту.

2.3 Смачний дієтичний велосипед

2.4 Наркотики

Антагоніст опіоїдних рецепторів налтрексон [(5a) -17- (циклопропілметил) -4,5-епокси-3,14-дигідроксиморфінан-6-он гідрохлорид] був солюбілізований безпосередньо перед обробкою в ізотонічному сольовому розчині (0,9%) (Cole et al., 2000) та вводять внутрішньочеревно (0,1 мг/кг, 10 мг/кг, 30 хв попередньої обробки). Обрані дози та час попередньої обробки базувалися на попередній літературі (Escher and Mittleman, 2006; Moslehi et al., 2014; Stafford et al., 2015).

Антагоніст/зворотний агоніст рецептора CB1 SR141716A [римонабант або 5- (4-хлорфеніл) -1- (2,4-дихлор-феніл) -4-метил-N- (піперидин-1-іл) -1Н-піразол-3 -карбоксамід гідрохлорид] розчиняли безпосередньо перед лікуванням у суміші фізіологічного розчину: етанол: кремофор 18: 1: 1, як було визначено раніше (Dore et al., 2014), і вводили внутрішньочеревно (0, 3 мг/кг, 10 мг/кг, 30 хв попередньої обробки). Обрані дози та час попередньої обробки базувалися на попередній літературі (Dol-Gleizes et al., 2009; Duarte et al., 2004; Ward et al., 2007; Wiley et al., 2005).