चूहों में गतिविधि आधारित आहार का आकलन
Summary
चूहों को व्यक्तिगत रूप से एक चल रहे व्हील के साथ रखा, जबकि भोजन के लिए सीमित पहुंच का विकास भोजन की खपत में कटौती और रनिंग व्हील पर गतिविधि में वृद्धि दी । इस प्रायोगिक घटना गतिविधि आधारित आहार कहा जाता है । इस प्रतिमान तंत्रिका जीव विज्ञान और व्यवहार आहार क्रिया विकार के अंतर्निहित पहलुओं का अध्ययन करने के लिए एक प्रायोगिक उपकरण प्रदान करता है ।
Abstract
कुतर गतिविधि आधारित आहार का विकास (आबा) जब एक प्रतिबंधित खिला अनुसूची को उजागर और एक दौड़ पहिया करने के लिए स्वतंत्र पहुँच की अनुमति दी । इन स्थितियों में एक जीवन के लिए नेतृत्व शरीर के वजन में कमी की धमकी । हालांकि, कुतर केवल इन स्थितियों में से एक को उजागर अंततः फिर से सामांय शरीर के वजन को स्थापित करने के लिए अनुकूल । हालांकि बढ़ स्वैच्छिक भोजन के सेवन में कमी के साथ मिलकर चल आबा की स्थिति के तहत उलटा दिखाई, आबा व्यवहार कई स्तनधारी प्रजातियों में मनाया जाता है ।
आबा प्रतिमान आहार क्रिया विकार के लिए एक पशु मॉडल (एक), भूख-व्यवहार के गंभीर dysregulation के साथ एक भोजन विकार प्रदान करता है । विषयों अकेले चल रहे एक पहिया के लिए स्वतंत्र पहुँच के साथ घर कर रहे हैं । प्रत्येक दिन, विषय समय की एक सीमित राशि के लिए भोजन की पेशकश की है । प्रयोग के दौरान, एक विषय के शरीर का वजन उच्च गतिविधि और कम गरमी सेवन से कम हो जाती है । अध्ययन की अवधि कितनी देर भोजन की पेशकश की दैनिक, भोजन के प्रकार की पेशकश की है के आधार पर बदलता है, माउस का तनाव, अगर दवाओं का परीक्षण किया जा रहा है, और पर्यावरणीय कारकों ।
एक रोगियों के लिए प्रभावी औषधीय उपचार की कमी, उनके जीवन की कम गुणवत्ता, उपचार की उच्च लागत, और उनकी उच्च मृत्यु दर आगे अनुसंधान करने के लिए तात्कालिकता से संकेत मिलता है । हम चूहों के साथ आबा प्रयोगों के प्रदर्शन के लिए एक बुनियादी रूपरेखा प्रदान करते हैं, एक तरह के व्यवहार की जांच करने के लिए उपंयास चिकित्सा विकसित करने के लिए एक विधि की पेशकश की । इस प्रोटोकॉल बालब/मुख्य ंयायाधीश चूहों में उपयोग के लिए अनुकूलित है, लेकिन आसानी से अंय उपभेदों के लिए हेरफेर किया जा सकता है, विभिंन प्रश्नों के साथ काम करने में महान लचीलापन प्रदान करने, विशेष रूप से आबा के आनुवंशिक कारकों से संबंधित है ।
Introduction
१९५३ के बाद से, कुतर पहियों चलाने पर एक उलटा सक्रियता दिखाने की सूचना दी गई है जब वे पहियों के लिए मुफ्त का उपयोग दिया जाता है जबकि स्वैच्छिक hypophagia जब भोजन की उपलब्धता1प्रतिबंधित है के दौर से गुजर । इसके विपरीत, कुतर शरीर के वजन में तेजी से ड्रॉप नहीं जब पहियों चलाने के बिना एक अनुसूची पर भोजन की पेशकश की या जब पहियों चल रहा है और खाद्य विज्ञापन libitum1,2,3की पेशकश की। आबा मॉडल मज़बूती से शरीर के वजन में नाटकीय गिरावट में परिणाम, hypophagia, हाइपोथर्मिया, मद की हानि, और HPA अक्ष की वृद्धि हुई उत्तेजना4. अंततः, मौत में आबा परिणाम, जब तक विषय के प्रतिमान से हटा दिया जाता है5। आबा प्रतिमान एक के एक पशु मॉडल के साथ शोधकर्ताओं प्रदान करता है, एक जटिल खाने विकार जो भूख के गंभीर dysregulation-व्यवहार, प्रभावित लगभग १०० महिलाओं में 1 और पुरुषों के एक छोटे प्रतिशत6। एक बार प्रदर्शित सक्रियता से पीड़ित रोगियों, व्यायाम की चरम मात्रा से मिलकर, और/या सामांय बेचैनी7,8। लगभग 10% की मृत्यु दर के साथ, एक सभी मनोरोग विकारों के बीच सबसे अधिक मृत्यु दर है9. एक के लिए वर्तमान उपचार संज्ञानात्मक चिकित्सा के लिए सीमित है, के रूप में वहां एक10,11से पीड़ित लोगों के लिए कोई अनुमोदित औषधीय उपचार कर रहे हैं ।
एक आम तौर पर एक मुख्य रूप से महिलाओं को प्रभावित विकार के रूप में माना गया है । एक निदान है कि पुरुषों की तुलना में महिलाओं में 10 गुना अधिक होने की संभावना है के रूप में, महिला विषयों पारंपरिक रूप से एक12में ध्यान केंद्रित कर रहे हैं । हालांकि, विशेष विचार अध्ययन से पुरुषों को छोड़कर में लिया जाना चाहिए । जबकि एक के निदान पुरुषों में कम रहता है, मांसपेशी dysmorphia (एमडी) एक शर्त है कि एक के लिए कई समानताएं है, कि शरीर की छवि में विकृत है और आहार अक्सर परिक्रमा है । वहां धारणा है कि एमडी और एक समान तरीके से13,14,15में वर्गीकृत किया जा सकता है के लिए समर्थन है । यह सुझाव है कि प्रबंध निदेशक के कुछ मामलों के “पुरुष संस्करण” एक का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं । पशु मॉडल के संदर्भ में, कुछ रिपोर्टों का सुझाव दिया है कि नर आबा प्रतिमान के लिए महिलाओं की तुलना में अधिक अतिसंवेदनशील होते हैं । उदाहरण के लिए, एक ताजा अध्ययन एक उच्च मृत्यु दर दिखाया और C57Bl/6 चूहों में महिलाओं की तुलना में भोजन का सेवन कम16. आबा के लिए संवेदनशीलता का एक कारक सहज शारीरिक गतिविधि (स्पा) है । उच्च या कम स्पा के साथ चूहों को और अधिक आबा प्रतिमान में वजन कम होने की संभावना है, पुरुष17महिलाओं की तुलना में एक मजबूत प्रभाव दिखा चूहों के साथ । इसके विपरीत, आबा18के प्रतिबंध चरण के दौरान पुरुषों की तुलना में अधिक व्यायाम करने के लिए मादा कुतर मनाया गया है । साथ ही, बालब/मुख्य न्यायाधीश चूहों के साथ अध्ययन C57Bl/6 चूहों के विपरीत प्रभाव दिखाई दिया है, जहां महिला चूहों एक उच्च मृत्यु दर है और पुरुषों की तुलना में भोजन का सेवन कम (चित्रा 1)6. साथ आबा प्रतिमान में लिंगों और पुरुषों के प्रति जागरूकता बढ़ाने के बीच परिणाम बदलती खाने के पैटर्न के साथ, दोनों पुरुष और महिला विषयों का परीक्षण किया जाना चाहिए ।
आबा प्रतिमान, उंर और तनाव में सेक्स मतभेदों के अलावा जब विषयों को चुनने पर विचार किया जाना चाहिए । किशोर चूहों और अधिक सही एक मॉडल हो सकता है, के बाद से एक आम तौर पर किशोरावस्था में उभर, चूहों और चूहों के साथ मनाया के रूप में19,20,21,22। उपभेदों है कि एक आधारभूत स्तर पर दूसरों की तुलना में अधिक सक्रिय है और आबा23की संवेदनशीलता की गंभीरता का एक उच्च दर है । DBA/2 के रूप में चिंता का उच्च स्तर है, ज्ञात उपभेदों, पहिया चल गतिविधि है, जो आबा प्रतिमान24में एक तेजी से dropout दर का संकेत होगा बढ़ गया है । प्रायोगिक डिजाइन पर निर्भर करता है, चुनाव के तनाव आबा की अवधि को अधिकतम करने के लिए सिलवाया जा सकता है ।
आबा विरोधाभास चूहों के लिए अद्वितीय नहीं है । चूहों, हंसटर, gerbils, सूअर, chipmunks, और गिनी सूअरों सहित अंय स्तनधारियों इस घटना को6का प्रदर्शन किया है । स्तनधारी प्रजातियों में आबा घटना के संरक्षण पता चलता है कि आबा प्रतिमान एक शोधों के लिए मानव में व्यवहार की तरह आहार अंतर्निहित तंत्र की जांच उपकरण प्रदान कर सकते हैं । विशेष रूप से चूहों अंतर्निहित आबा तंत्र के अध्ययन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं । चूहे घनी ईमारत हो सकते हैं और पीढ़ी का समय अपेक्षाकृत कम होता है. चूहों एक पूरी तरह से अनुक्रम जीनोम है, और कई नस्ल, नस्ल, और विशेष उपभेदों, जैसे congenics, उपलब्ध हैं । आनुवंशिक रूप से हेरफेर लाइनों की एक विशाल संख्या उत्पंन किया गया है, उंहें ऐसे एक के रूप में विकारों पर आनुवंशिक प्रभावों का आकलन अध्ययन के लिए आदर्श बना । हाथ में सवाल पर निर्भर करता है, शोधकर्ताओं जटिल तंत्रिका सर्किट में हेरफेर कर सकते है और/ के लिए आबा प्रतिमान में व्यवहार का आकलन, संभावित आनुवंशिक प्रभाव है कि संभव है जब मनुष्य का अध्ययन नहीं कर रहे है के बारे में सवालों का जवाब ।
एक वर्तमान में मौजूद पशु मॉडलों की एक सीमित संख्या । तनाव मॉडल पूंछ चुटकी, नवीनता प्रेरित hypophagia, ठंड तैराकी, और मस्तिष्क उत्तेजना का उपयोग कर कुतर में hypophagia प्रेरित । तनाव उत्प्रेरण द्वारा, HPA में परिवर्तन-अक्ष कम शरीर के वजन में जिसके परिणामस्वरूप भूख कम25। हालांकि, HPA-अक्ष भी है, जो भी एक ऐसी सक्रियता के रूप में एक की अतिरिक्त सुविधाओं को शामिल आबा द्वारा शक्तिशाली प्रेरित । एक अंय मॉडल का अध्ययन करने में विचार करने के लिए एक पुरानी खाद्य प्रतिबंध मॉडल है । ४० से एक सीमा तक भोजन को सीमित विज्ञापन libitum के ६०% से, एक शारीरिक प्रतिक्रिया की नकल कर सकते है malnourishment26। हालांकि इस विधि अपर्याप्त खिला के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए प्रभावी है, यह एक है, जो स्वैच्छिक खाद्य प्रतिबंध है की एक कोर मुद्दे को पुन: पेश नहीं करता है । आबा प्रतिमान में, पशु दिन के भाग के लिए भोजन का उपयोग से वंचित हैं, लेकिन यह भी स्वेच्छा से भोजन का सेवन कम अगर एक पहिया भी मौजूद है । जेनेटिक मॉडल्स का इस्तेमाल एटियलजि की जांच के लिए भी किया गया है । शोधकर्ताओं ने पाया है neurochemical और आनुवंशिक कारकों एक में फंसा, जैसे जीन बीडीएनएफ और न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन और सेरोटोनिन27. आनुवंशिक मॉडल का उपयोग एक के पीछे तंत्रिका तंत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण है । हालांकि, एक के लिए जीनोम वाइड एसोसिएशन अध्ययन अभी तक महत्वपूर्ण हिट नहीं झुकेंगे, और एक में कोई दुर्लभ वेरिएंट की पहचान की गई है । भविष्य के अध्ययन के लिए एक-संबंधित phenotypes की समझ बढ़ाने के लिए आबा मॉडल के साथ एक आनुवंशिक दृष्टिकोण गठबंधन करना चाहिए ।
पूरे मनोरोग विकारों के लिए पशु मॉडलों का विकास वस्तुतः मानवीय विकारों की जटिलता और विविधता के कारण असंभव है. हालांकि, एक मनोरोग विकार, अंतर्निहित तंत्रिका जीव विज्ञान या pathophysiology में अद्वितीय अंतर्दृष्टि के विशिष्ट, अच्छी तरह से परिभाषित घटकों मॉडलिंग से प्राप्त किया जा सकता है । ऐसे जैविक अंतर्दृष्टि तो उपंयास उपचार की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । कुतर आबा प्रतिमान इसलिए अंतर्निहित तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक नैदानिक उपकरण प्रदान करता है एक तरह का व्यवहार है कि नैतिकता की दृष्टि से मानव में अध्ययन नहीं किया जा सकता है, जैसे आनुवंशिक जोड़तोड़ के प्रभाव के रूप में, तंत्रिका सर्किट के लिए perturbations, और कुछ पर्यावरणीय कारकों के परिणाम ।
Protocol
Representative Results
Discussion
आबा प्रयोग प्रयोगकर्ता द्वारा संशोधित किया जा सकता है अलग उपभेदों, उंर, ड्रग्स, और विभिंन अंय चर का परीक्षण करने के लिए मन में आनुवंशिक परिवर्तनशीलता, चल रहे व्हील या खाद्य पहुंच अवधि के समायोजन में वृद…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम एक NARSAD स्वतंत्र अंवेषक पुरस्कार और जॉर्ज Largay की स्मृति में एक IMHRO राइजिंग स्टार अवसाद अनुसंधान पुरस्कार द्वारा वित्त पोषित किया गया SCD ।
Materials
| Wireless Low Profile Running Wheels, Hubs, Software | Med Associates | ENV-047 | |
| Standard Teklad Rodent Chow | Envigo | 8604 | |
| 8 Week Old Mice | Jackson Laboratories | Balb/cJ | Strain used in our study – Can use other strains to assess ABA |
| Scout Pro Scale 200 g | Ohaus | SPE202 | Used to weigh mice |
| Scout Pro Scale 400 g | Ohaus | SPE402 | Used to weight food |
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