التقدمي نسبة الاستجابة لاستساغة الغذاء عالي الدهون ونسبة عالية من السكر في الفئران
Summary
في هذا التقرير تفاصيل عن البروتوكول المستخدمة لقياس آثار مكافأة عالية من الدهون الغذائية في الفئران باستخدام تقدمية مهمة نسبة تكييف هواء فعال.
Abstract
الأطعمة التي هي غنية في الدهون والسكر تساهم بشكل ملحوظ في معدلات الإفراط في الأكل والمتصاعد من السمنة. لا يمكن للاستهلاك الأغذية قبولا إحداث أثر مكافأة يعزز عمل، نتيجة جمعيات ويعزز السلوك في المستقبل تستهدف الحصول على هذه الأطعمة. أدلة متزايدة على أن آثار مكافأة للطاقة الكثيفة الأطعمة تلعب دورا عميقة في الإفراط في تناول الطعام ووضع السمنة وزيادة الاهتمام في دراسة الجينات والجزيئات والدوائر العصبية التي تعدل المواد الغذائية 1،2 الثواب. يمكن دراسة تأثير مكافأة من المحفزات المختلفة عن طريق قياس الرغبة في العمل للحصول عليها، كما هو الحال في المهام تكييف هواء فعال 3. اكتسبت نماذج استثابي القياس مكافأة الغذائية والاستجابات السلوكية الطوعية التي وجهت في الحصول على الغذاء. مقياس استخداما للقوة المكافأة هو إجراء استثابي المعروفة باسم نسبة تقدمية (PR) الجدول الزمني لتعزيز موقفها. 4،5 طن في العلاقات العامةنسأل، ويلزم هذا الموضوع لجعل عددا متزايدا من ردود استثابي لكل مكافأة متتالية. أظهرت دراسة رائدة من Hodos (1961) أن عدد الاجابات للحصول على مكافأة الماضي، ووصف نقطة الإيقاف، بمثابة مؤشر على قوة مكافأة 4. في حين أن الإجراءات استثابي قياس التغييرات في معدل الاستجابة وحدها لا يمكن الفصل بين التغيرات في قوة مكافأة من إحداث تغييرات في قدرة الأداء، ونقطة توقف المستمدة من الجدول الزمني للعلاقات العامة هو مقياس جيد التحقق من آثار مكافأة من المواد الغذائية. وقد استخدمت هذه المهمة العلاقات العامة على نطاق واسع لتقييم تأثير مكافأة تعاطيها والغذاء في الفئران (على سبيل المثال، 6-8)، ولكن إلى حد أقل في الفئران 9. وقد زاد من الاستخدام المتزايد للفئران معدلة وراثيا والنظام الغذائي الناجم عن نماذج الماوس السمنة مطالب باتخاذ تدابير سلوكية من مكافأة الغذاء في الفئران. في هذه المادة ونحن بالتفصيل المواد والإجراءات التي تستخدم لتدريب الفئران على الاستجابة (رافعة الصحافة) للحصول على الدهون عاليةوكريات الغذائية عالية من السكر على جدول زمني للعلاقات العامة لتعزيز موقفها. نظهر أن عتبات استجابة نقطة بعد زيادة الحرمان من الطعام وانخفاض حاد مع إدارة هامشية من هرمون اللبتين قهمي والتحقق من صحتها وبالتالي استخدام هذا النموذج الغذائي استثابي في الفئران.
Protocol
Discussion
المهام تكييف هواء فعال توفر وسيلة فعالة لتقييم التغييرات في خصائص تحفيزية من المواد الغذائية. الإجراءات التجريبية تفصيلا في الوقت الحاضر الفئران مادة التدريب تصريح إلى الصحافة رافعة للحصول على مكافآت الغذاء وستابلي الرد على جدول زمني للعلاقات العامة لتعزيز موقفها.
قياس كمية الغذاء المستهلكة لا يوفر قراءات نفس تدابير الاستجابة جهد المستندة منذ ليست كل العوامل التي تؤثر على الاستهلاك الغذائي تعدل الآثار مكافأة من المواد الغذائية. على سبيل المثال، استنزاف للاستعمال الجلوكوز من قبل الإدارة 2-deoxyglucose الطرفية في الفئران يزيد من كمية الطعام المستهلكة متاحة بحرية ولكن فشل في تغيير نقاط لكسر الارسال في مهمة العلاقات العامة للغذاء 12. ويمكن للعلاقات العامة نقطة توقف عن الاستجابة تعكس أيضا التغييرات في نوعية المكافآت الغذاء. على سبيل المثال، ترتبط بشكل إيجابي نقاط لكسر الارسال مع تركيز السكروز مما يدل على أن الدافع وراء الزيادة السكروز بطريقة يلي الطعم الحلو 8 </sيصل>. هنا علينا أن نبرهن على 24H الحرمان من الغذاء يزيد إلى حد كبير نقاط التوقف العلاقات العامة للغذاء HFHS في الفئران. في المقابل، وجدنا أن إدارة هامشية من هرمون اللبتين قهمي انخفاضات كبيرة في نقاط التوقف عن الطعام HFHS في الفئران. هذه النتائج تتفق مع الإجراءات المبلغ عنها سابقا من الحرمان من الطعام واللبتين على عتبات مكافأة في الفئران 12-14.
عند استخدام هذا البروتوكول من المهم أن نأخذ في الاعتبار أن الحصول على الغذاء حافظت تتعزز بشكل كبير استثابي الاستجابة من قبل تدريبية منتظمة (كل أيام 1-2)، وزيادة حالة تحفيزية من الفأرة عن طريق تطبيق نظام تقييد المواد الغذائية. وبالإضافة إلى ذلك، وضمان أن الفئران تبدي مستقرة نسبيا عن الاستجابة على الجدول الزمني لتعزيز واحد قبل الانتقال الى جداول أكثر تعقيدا (على سبيل المثال، إلى FR1 FR5) هو المفتاح لتقليل أداء متغير خلال الاختبار. على الرغم من تطبيق هذه الخطوات، ليس من غير المألوف للحصول على بعض التباينخصوصا بين الفئران مختلفة. لهذا السبب، ينصح بشدة لاستخدام داخل المواضيع (التدابير المتكررة) تصميم عندما يكون ذلك ممكنا لإزالة التباين عبر الموضوع. ويمكن على الرغم من داخل موضوع الاختبار ليس من الممكن للتحقيق في التعديلات الجينية مستقر (أي خروج المغلوب في مقابل السيطرة على الفئران) يمكن استخدامها لدراسة تأثير المخدرات، أو آفات حاد التلاعب الجيني (على سبيل المثال، optogenetic).
السمنة والبدانة والأمراض ذات الصلة مشكلة متنامية والتي زادت على الحاجة الملحة لتحديد الجزيئات والممرات العصبية المعنية. تراكم الأدلة يسلط الضوء على الدور الهام الذي تؤديه دائرة الإثابة في الدماغ في شغف الغذائي، وزيادة السعرات الحرارية وزيادة الوزن. مهمة العلاقات العامة هي أداة قيمة لقياس أثر التلاعب العصبية أو وراثية أو الدوائية على آثار مكافأة من المواد الغذائية.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد أيد هذا المشروع من المنح المقدمة من العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا (355881)، ومؤسسة الكندي للابتكار.
Materials
| Item | Catalogue Number | Company | Comments |
| Mouse operant chambers | ENV-009A | Med Associates, Inc. | Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Phone: (802) 527-2343 |
| 8 inputs/16 inputs Smart Control Connection Panel |
SG-716B | Med Associates, Inc. | |
| Ultra-light retractable mouse lever |
ENV-312 | Med Associates, Inc. | |
| Pellet Dispenser | ENV-203 | Med Associates, Inc. | |
| House Light | ENV-215 | Med Associates, Inc. | |
| Stimulus Light | ENV-221 | Med Associates, Inc. | |
| Dust-free Precision 20 mg high-fat & high-sugar pellets |
F-06649 | Bio-Serv | Bio-Serv One 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Phone: (800)-996-9908 |
Table 1. Specific equipment and material.
References
- Fulton, S. Appetite and reward. Front. Neuroendocrinol. 31, 85-103 (2010).
- Zheng, H., Lenard, N. R., Shin, A. C., Berthoud, H. R. Appetite control and energy balance regulation in the modern world: reward-driven brain overrides repletion signals. International journal of Obesity. 33, S8-S13 (2009).
- Skinner, B. F. . The Behavior of Organisms: An Experimental Analysis. , (1938).
- Hodos, W. Progressive ratio as a measure of reward strength. Science. 134, 943-944 (1961).
- Hodos, W., Kalman, G. Effects of increment size and reinforcer volume on progressive ratio performance. J. Exp. Anal. Behav. 6, 387-392 (1963).
- Stafford, D., LeSage, M. G., Glowa, J. R. Progressive-ratio schedules of drug delivery in the analysis of drug self-administration: a review. Psychopharmacology. , 139-169 (1998).
- Glass, M. J., O’Hare, E., Cleary, J. P., Billington, C. J., Levine, A. S. The effect of naloxone on food-motivated behavior in the obese Zucker rat. Psychopharmacology (Berl). 141, 378-384 (1999).
- Brennan, K., Roberts, D. C., Anisman, H., Merali, Z. Individual differences in sucrose consumption in the rat: motivational and neurochemical correlates of hedonia. Psychopharmacology (Berl). 157, 269-276 (2001).
- Vaughan, C., Moore, M., Haskell-Luevano, C., Rowland, N. E. Food motivated behavior of melanocortin-4 receptor knockout mice under a progressive ratio schedule. Peptides. 27, 2829-2835 (2006).
- Haluk, D. M., Wickman, K. Evaluation of study design variables and their impact on food-maintained operant responding in mice. Behav. Brain Res. 207, 394-401 (2010).
- 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).
- Jewett, D. C., Cleary, J., Levine, A. S., Schaal, D. W., Thompson, T. Effects of neuropeptide Y, insulin, 2-deoxyglucose, and food deprivation on food-motivated behavior. Psychopharmacology (Berl). 120, 267-271 (1995).
- Fulton, S., Woodside, B., Shizgal, P. Modulation of brain reward circuitry by leptin. Science. 287, 125-128 (2000).
- Figlewicz, D. P., Bennett, J. L., Naleid, A. M., Davis, C., Grimm, J. W. Intraventricular insulin and leptin decrease sucrose self-administration in rats. Physiol. Behav. 89, 611-616 (2006).
