Laboratuar Farelerinde tat yoğunluğu arttırıcı madde Güçlendirme Properties değerlendirilmesi için yeni bir yöntem: Edimsel İntraoral Self-yönetim
Summary
Intraoral öz-yönetim: Geçerli çalışma laboratuarı sıçanlarda lezzetli çözümler takviye etkilerini değerlendirmek için yeni bir yöntem değerlendirir. Bu amaçla, operant farklı konsantrasyonda tatlı çözümler ağız içi infüzyonlar için (örneğin bastırarak) yanıt takviye sürekli ve aşamalı oranları programları ile ölçülmüştür.
Abstract
Bu çalışma gıda bağımlılığı biyo-davranışsal temel incelemek için yeni bir yöntem tarif eder. Bu yöntem, ilaçların operant kendini tatbikat davranışsal yönleri ile tat reaktivite cerrahi bileşeni birleştirir. Çok kısa bir genel anestezi altında, sıçan, ağız boşluğu içinde doğrudan test çözeltileri teslim sağlayan bir ağız içi (IO) kanül implante edilir. Onlar ve test çözümleri IO aşıları almak için bir kolu basabilirsiniz sayede hayvanlar daha sonra edimsel öz-yönetim odalarına test edilir. IO kendi kendine uygulama katı topaklar ya da bir kap içinde teslim çözümler için yanıt bir ağız ya da edimsel bir çözeltisi içme içeren deneysel işlemleri üzerinde birçok avantajı vardır. Burada, IO kendi kendine uygulama, yüksek fruktoz mısır şurubu (HFC) kendi kendine yönetim incelemek için kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Fareler ilk olarak op maksimum miktarda değerlendirir progresif oranı (PR) zamanlama ilgili kendi kendine uygulama için test edilmiştirHFCS'in farklı konsantrasyonda (örneğin% 8,% 25 ve% 50) yayılan olacaktır ERANT davranışı. Bu testin ardından, takviye sürekli bir programa 10 ardışık gün boyunca (her bir kolu basın için yani bir infüzyon) (1 seans / gün, her süren 3 saat) üzerine sıçanlar kendi kendine uygulanan bu konsantrasyonlar, ve sonra PR programa yeniden test edildi . HFCS en düşük konsantrasyon (% 8) daha fazla değişken kendini idare muhafaza rağmen sürekli takviye programa sıçanlar, daha yüksek konsantrasyonlarda daha az infüzyon aldı. Ayrıca, PR testleri% 8,% 25 ve% 50 daha az takviye edici bir değere sahip olduğunu ortaya koydu. Bu sonuçlar, IO kendi kendine uygulama edinme ve tatlı çözümler için yanıt bakım incelemek için kullanılabilir olduğunu gösterir. Konsantrasyon ve takviye programına farklılıklara edimsel yanıt duyarlılığı IO öz-yönetim o gönüllü alımı nörobiyolojisini araştırmak için ideal bir prosedür yaparf tatlılar.
Introduction
Gıda bağımlılığı nörobiyolojik ve davranışsal temeli çalışmada benzer şekilde kötüye ilaçlara, lezzetli yiyeceklerin aşırı tüketimi davranışsal bağımlılık 1-4 teşvik, gözlemlere dayanır ve hem insanlarda beyin ödül devrelerinde değişikliklere neden 5-6 ve laboratuvar hayvanlar 7-8. Ancak, çeşitli protokoller ve laboratuvar sıçanlarda kötüye ilaçların bağımlılık özelliklerini inceleyerek benzersiz zorluklar sunuyor gıda kaynaklı "bağımlılık" davranışlarını değerlendirmek için bu yöntemleri adapte prosedürler varken. Bu çalışmanın amacı ağız içi (IO) infüzyon tarafından teslim tatlı çözümleri operant öz-yönetimin soruşturma edimsel intravenöz (IV) ilaç öz-yönetim ilkelerini uygulamak oldu. Tartışmalı olsa da, HFCS obezite 9-12 modern salgını ile bağlantılı olabilir kanıt yoktur, çünkü kullanılan tatlı yüksek fruktoz mısır şurubu (HFCS) idi.
Geleneksel olarak, IO infüzyon tat tepkime deneylerde 13 tat yoğunluğu arttırıcı lezzetini incelemek için teslim edilir. Kısaca, bir IO kanül cerrahi sıçanlar ve çeşitli çözümleri IO infüzyonlarının yanak içine implante edilir pasif 14 teslim edilir. Amaç, tat yoğunluğu arttırıcı madde için hayvanların tepkileri orofasyal incelemektir. Ancak, IO kanüller de doğrudan kendi ağız boşluğuna kendini infuse çözümlerine bir kolu basın öğrenmek istiyorsunuz belirlemek için sıçanların damak kronik implante edilmiş, dolayısıyla vadeli IO kendi kendine enjeksiyon 15-17. Mevcut çalışmada, biz minör cerrahi kullanır ve uzun vadeli edimsel öz-yönetim test sağlayan bir prosedür açıklanmaktadır. Bu prosedür, bir katı ağız pelet yanıt (a) ya da operant bir çözeltisi içme içeren geleneksel işlemler üzerinde çeşitli önemli avantajlara sahip olan bir hazne içinde teslim sıvı damlalar için yanıt (b) ya da operant(C).
(A) karşılaştırıldığında, IO öz-yönetim (yani kolu basarak) bir edimsel tepki içerir ve bu nedenle tepki gereksinimleri ve IO infüzyonlarının teslim arasındaki ilişkiyi düzenleyen zamanlamayı değiştirmek mümkündür. Örneğin, ardışık infüzyon için gerekli yanıtları bir oturumda 18 içinde katlanarak artar sayede bir ilerici oranı (PR) programı, kullanılarak, bir sonraki infüzyon 19 "istediği" ne kadar bir hayvan değerlendirmek mümkün. Sıvı iletimini kontrol eden ve yanıtları izler özel bir aparat 20 istihdam sürece hayvanlar, bir emzik bir çözüm içtiğinizde "arayan" davranışı bu önemli yönü değerlendirilemez. Ayrıca, IO öz-yönetim farklı takviye uyaranlarla motive davranışları karşılaştırmak için bir olanak sağlar. Yani, tatlılar ve bu tür kötüye uyuşturucu gibi diğer reinforcers tarafından yapılmaktadır cevaplamada işlerlik karşılaştırmak mümkündürbu yüzden "ikame çalışmaları." olarak adlandırılır
(B) ile karşılaştırıldığında, IO kendi kendine uygulama herhangi bir konsantrasyon test ve herhangi bir suda çözünür gıda katkı maddesi herhangi bir hacim sağlar. Bildiğimiz kadarıyla en iyi şekilde, farklı oranlarda herhangi bir ticari katı fruktoz topakları veya fruktoz-glikoz kombinasyonları vardır, çünkü bu gibi HFCS'in gibi tatlılar motive davranışlarını incelemek için kritik, bu edimsel odaları için uygun olacaktır. Ayrıca, konsantrasyon / hacim oranı, kontrol ve manipüle önemi alımı (besin özgü tokluk yol açan) bir çözeltinin kalori değeri ile ve belirli bir mesafede olan tüketilebilir ne kadar bu çözelti ile her ikisi de modüle edilebilir deneylerde zorunludur zaman (yani dolgunluk) 21 dönemi. IO kendi kendine uygulama de operant yanıt ve birinci pekiştiricinin teslim, satın alma ve bakım önemli bir rol oynayan bir faktör arasındaki süre kısaltılırEdimsel davranış 16,22-23 arasında Nance.
Son olarak, (c) 'ye kıyasla, IO kendi kendine uygulama, test çözeltisinin kontrollü miktarlarının pasif IO infüzyon edilmesini sağlar, ve bu da (örneğin, dil çıkıntılar 24 objektif tepki haz verici "sevme" of orofasyal tepkilerini ölçmek için yapar -25) ve bu yanıtlar IO öz-yönetim sırasında değiştirmek ister. Ayrıca, pasif IO infüzyon yönetmek için yeteneği yiyecek arayan için relaps çalışma için önemli bir uygulama alanı vardır. Bu yok olma dönemleri izleyen, IV ilaç öz-yönetim çalışmalarında olduğunu, ilaç asal (ilacın 26 küçük bir doz yani yönetim) 27-28 yanıt "yeniden" olabilir. Bu nedenle, hayvan kesiminde herhangi bir eylem olmadan IO enfüzyonları sunmak için yeteneği gıda ve arasında "yemek" prime iade yanı sıra potansiyel çapraz iadesini incelemek için kullanılabilirkötüye ilaçlar.
Tatlı çözümler IO kendi kendine uygulama, aynı zamanda IV ve İntragastrik kendi kendine uygulama için tercih edilir. İnsan ve hayvan hem de fruktoz IV infüzyonu ağız yolu ile tüketime 29-31 edilmesinden sonra gözlenenlere benzer bir fizyolojik sonuçlar üretmek ancak Aslında, bu şekerleme normal olarak (yani ağızdan) tüketilir kadar kötü bir modeldir. Ayrıca, çiğneme tarafından üretilen sinyaller tat mamanın lezzetinde önemli bilgiler vermek ve sindirim işlemin bu aşamasında ihmal edildiğinde, örneğin aşırı yemek yeme gibi uyumsuz davranışlar geliştirilmesi 32-33 azalır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, geleneksel olarak kötüye kullanımı (damardan operant kendi kendine uygulama) içinde ilaçlar ile motive davranışı incelemek için ve tat yoğunluğu arttırıcı madde ve lezzetini (ağız içi infüzyon yoluyla tat reaktivite) değerlendirilmesi için kullanılan yöntem birleştirerek tatlı çözümlerin takviye edici özelliklerini değerlendirmek için yeni bir yaklaşımı göstermektedir. Bu amaçla, çok kısa bir izofluran neden olmuş anestezi altında, sıçanlar doğrudan ağzına dene…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmalar AM.L. için NSERC gelen FL ve bir Kanadalı Yüksek Lisans Bursu (CGSD) Kanada'nın Doğal Bilimler ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC) hibe tarafından desteklenmiştir
Materials
| Reagents | |||
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim Canada Ltd. | From the Ontario Veterinary College pharmacy | |
| Procaine Penicillin G | Pen Aqueous, Wyeth Animal Health | From the Ontario Veterinary College pharmacy | |
| Lidocaine HCl 2% | From the Ontario Veterinary College pharmacy | ||
| Marcaine 0.5 % | From the Ontario Veterinary College pharmacy | ||
| Lubricating eye ointment | Product can be bought at any pharmacy | ||
| 2% Lidocaine Viscous Oral (Topical Anesthetic) | Pharmascience Inc. | CDMV # 14705 | 100 ml bottle |
| Isoflurane USP | Pharmaceutical Partners of Canada | CDMV # 108737 | 250 ml bottle |
| Bacti-Stat | Merck Sante Animale | CDMV # 6449 | 3.785 L bottle |
| Isopropyl alcohol (70%) | Perdu Pharma | Fisher # MPX18404 | 4 L bottle |
| Betadine 10% | McKesson Canada | CDMV # 104826 | 500 ml bottle |
| Super Germiphene | Ceva Animal Health | CDMV # 103629 | 454 ml bottle |
| Chlorhexidene(Novadent) | Zoetis | CDMV # 8908 | 236 ml bottle |
| High Fructose Corn Syrup | Natures Flavours | HFCS-55 | 1 Gallon bottle |
| Materials | |||
| PE90 tubing | Becton Dickinson and Company | VWR # CA-63019-080A | 100 ft/coil |
| PE160 tubing | Becton Dickinson and Company | VWR # CA-63018-747 | 100 ft/coil |
| Polypropylene Mesh | Small Parts Inc. | CMP-0297-D | |
| Soldering iron | Product can be bought at any hardware store | ||
| # 64 Elastic bands | Staples Office supplies | Item # 13556 | Product can be bought at any office supply store |
| 15 G thin-walled 3.5 inch needles | VWR # CABD1108 | 12 needles per pack | |
| Electric razor (1/2 in wide blade) | Product can be bought at any pet supply store | ||
| Percision Glide Needles 20 G needles (1 ½ in) | Becton Dickinson and Company | Fisher # 14-826D | |
| Percision Glide Needles 16 G needles (1 ½ in) | Becton Dickinson and Company | Fisher # 14-826-5D | |
| Operant conditioning chambers | Med Associates Inc. | ENV-008-CTC | |
| Sound attenuating chamber | Med Associates Inc. | ENV-018M | |
| MED PC IV software | Med Associates Inc. | SOF-735 | |
| Syringe Pumps | Razel Scientific Instruments | ||
| Disposable plastic swivel assembly | Med Associates Inc. | PHM-115I | |
| Tygone Microbore tubing | Saint Gobain Performance Plastics | Fisher # 1417015B | 500 ft/coil |
References
- Avena, N. M., Bocarsly, M. E., Hoebel, B. G., Gold, M. S. Overlaps in the nosology of substance abuse and overeating: the translational implications of "food addiction". Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 133-139 (2011).
- Ifland, J. R., Preuss, H. G., et al. Refined food addiction: a classic substance use disorder. Med. Hyp. 72, 518-526 (2009).
- Volkow, N., Wise, R. A. How can drug addiction help us understand obesity. Nat. Neurosci. 8 (5), 555-560 (2005).
- Gearhardt, A. N., Davis, C., Kuschner, R., Brownell, K. D. The addiction potential of hyperpalatable foods. Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 140-145 (2011).
- Gearhardt, A. N., Yokum, S., Orr, P. T., Stice, E., Corbin, W. R., Brownell, K. D. Neural correlates of food addiction. Arch. Gen. Psychiatry. 68 (8), 808-816 (2011).
- Volkow, N. D., Wang, G., Fowler, J. S., Telang, F. Overlapping neuronal circuits in addiction and obesity: evidence of systems pathology. Philos. Trans. Royal Soc. 363, 3191-3200 (2008).
- Alsiö, J., Olszewski, P. K., Levine, A. S., Schiöth, H. B. Feed-forward mechanisms: addiction-like behavioral and molecular adaptations in overeating. Front. Neuroendocrinol. 33 (2), 127-139 (2012).
- Johnson, P. M., Kenny, P. J. Dopamine D2 receptors in addiction-like reward dysfunction and compulsive eating in obese rats. Nat. Neurosci. 13 (5), 635-644 (2010).
- Bray, G. A., Nielsen, S. J., Popkin, B. M. Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of obesity. Am. J. Clin. Nutr. 79 (4), (2004).
- Forshee, R. A., Storey, M. L., et al. A critical examination of the evidence relating high fructose corn syrup and weight gain. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 47 (6), 561-582 (2007).
- Moeller, S. M., Fryhofer, S. A., Osbahr, A. J., Robinowitz, The effects of high fructose corn syrup. J. Am. Coll. Nutr. 28 (6), 619-626 (2009).
- White, J. S., Foreyt, J. P., Melanson, K. J., Angelopoulos, T. J. High fructose corn syrup: Controversies and common sense. Am. J. Lifestyle Med. 4 (6), 515-520 (2010).
- Grill, H. J., Norgren, R. The taste reactivity test. I. Mimetic responses to gustatory stimuli in neurologically normal rats. Brain Res. 143 (2), 263-279 (1978).
- Limebeer, C. L., Vemuri, V. K., et al. Inverse agonism of cannabinoid CB1 receptors potentiates LiCl-induced nausea in the conditioned gaping model in rats. Br. J. Pharmacol. 161 (2), 336-349 (2010).
- DeBold, R. C., Miller, N. E., Jensen, D. D. Effect of strength of drive determined by a new technique for appetitive classical conditioning of rats. J. Comp. Physiol.Psychol. 59 (1), 102-108 (1965).
- Panksepp, J., Trowill, J. A. Intraoral self injection: I. Effects of delay of reinforcement on resistance to extinction and implications for self-stimulation. Psychonomic Sci. 9 (7), 405-406 (1967).
- Panksepp, J., Trowill, J. A. Intraoral self injection: II. The simulation of self-stimulation phenomena with a conventional reward. Psychonomic Sci. 9 (7), 407-408 (1967).
- Richardson, N. R., Roberts, D. C. Progressive ratio schedules in drug self-administration studies in rats: a method to evaluate reinforcing efficacy. J. Neurosci. Methods. 66, 1-11 (1996).
- Berridge, K. C., Robinson, T. E. Parsing reward. Trends Neurosci. 26 (11), 507-501 (2003).
- Sclafani, A., Ackroff, K. Reinforcement value of sucrose measured by progressive ratio operant licking in the rat. Physiol. Behav. 79, 663-670 (2003).
- Houpt, K. A. Gastrointestinal factors in hunger and satiety. Neurosci. Biobehav. Rev. 6 (2), 145-164 (1982).
- Mazur, J. E. Effects of rate of reinforcement and rate of change on choice behaviour in transition. J. Exp. Psychol. 50 (2), 111-128 (1997).
- Samaha, A. N., Robinson, T. E. Why does the rapid delivery of drugs to the brain promote addiction. Trends Pharmacol. Sci. 26 (2), 82-87 (2005).
- Berridge, K. C., Kringelbach, M. L. Affective neuroscience of pleasure: reward in humans and animals. Psychopharmacology. 199 (3), 457-480 (2008).
- Kelley, A. E., Berridge, K. C. The neuroscience of natural rewards: relevance to addictive drugs. J. Neurosci. 22 (9), 3306-3311 (2002).
- Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings. Psychopharmacology. 168 (1-2), 3-20 (2003).
- de Wit, H., Stewart, J. Drug reinstatement of heroin-reinforced responding in the rat. Psychopharmacology. 79 (1), 29-31 (1983).
- Schmidt, H. D., Anderson, S. M., Famous, K. R., Kumaresan, V., Pierce, R. C. Anatomy and pharmacology of cocaine priming-induced reinstatement of drug seeking. Eur. J. Pharmacol. 526 (1-3), 65-76 (2005).
- Dunnigan, M. G., Ford, J. S. A. The insulin response to intravenous fructose in relation to blood glucose levels. J. Clin. Endocrinol. Metab. 40 (4), 629-635 (1975).
- Crapo, P. A., Kolterman, O. G., Olefsky, J. M. Effects of oral fructose in normal, diabetic, and impaired glucose tolerance subjects. Diabetes Care. 3 (5), 575-582 (1980).
- Lê, K. A., Tappy, L. Metabolic effects of fructose. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 9 (4), 469-475 (2006).
- Scheggi, M. E., Secci, G., Marchese, M. G., De Montis, C., Gambarana, Influence of palatability on motivation to operate for caloric and non-caloric food in non food-deprived and food-deprived rats. Neurosciences. 236, (2013).
- Sclafani, A., Lucas, F., Ackroff, K. The importance of taste and palatability in carbohydrate-induced overeating in rats. Am. J. Physiol. 270 (6), 1197-1202 (1996).
- Roberts, D. C. S., Loh, E. A., Vickers, G. Self-administration of cocaine on a progressive ratio schedule in rats: dose-response relationship and effect of haloperidol pretreatment. Psychopharmacology. 97 (4), 535-538 (1989).
- Reilly, S. Reinforcement value of gustatory stimuli determined by progressive ratio Performance. Pharmacol. Biochem. Behav. 63 (2), 301-311 (1999).
- Zittel-Lazarini, A., Cador, M., Ahmed, S. H. A critical transition in cocaine self-administration: Behavioral and neurobiological implications. Psychopharmacology. 192 (3), 337-146 (2007).
- Stanhope, K. L., Havel, P. J. Endocrine and metabolic effects of consuming beverages sweetened with fructose, glucose, sucrose, or high fructose corn syrup Am. J. Clin. Nutr. 88 (6), 17335-17375 (2008).
- Deroche-Gamonet, V., Belin, B., Piazza, P. V. Evidence for addiction-like behaviour in the rat. Science. 305, 1014-1017 (2004).
