Detección simultánea de c-Fos activación de sitios de recompensa dopaminérgico mesolímbico y mesocortical Siguiendo Naive La ingestión de azúcar y grasa en ratas
Summary
El objetivo de este estudio es identificar las redes cerebrales relacionadas con la recompensa distribuidos por delinear una técnica fiable inmunohistoquímico mediante la activación celular de c-fos para medir los cambios simultáneos en las vías de la dopamina y sitios de terminal después de la novela de la ingestión de grasa y azúcar en ratas.
Abstract
Este estudio utiliza la activación celular de c-fos para evaluar los efectos de la novela de la ingestión de grasa y azúcar en las vías de la dopamina del cerebro (DA) en ratas. La ingesta de azúcares y grasas están mediadas por sus atracciones innatas, así como las preferencias aprendidas. dopamina en el cerebro, especialmente meso-límbico y proyecciones meso-cortical desde el área tegmental ventral (ATV), ha sido implicado en estas dos respuestas sin letras y aprendido. El concepto de las redes cerebrales distribuidas, en la que varios sitios y sistemas emisor / péptidos interaccionan, se ha propuesto para mediar en la ingesta de alimentos sabrosos, pero no hay evidencia limitada que demuestra empíricamente este tipo de acciones. Por lo tanto, el consumo de azúcar provoca inmunorreactividad DA de liberación y aumenta c-fos-como (FLI) de las zonas individuales de proyección VTA DA incluyendo el núcleo accumbens (NAC), la amígdala (AMY) y la corteza prefrontal medial (mPFC), así como el cuerpo estriado dorsal. Además, la administración central de antagonistas de los receptores DA selectivos en estos sitioss diferencialmente reducir la adquisición y expresión de las preferencias de sabor acondicionado provocados por azúcares o grasas. Un método por el cual, para determinar si estos sitios interactuaron como una red cerebral distribuida en respuesta a la ingesta de azúcar o grasa sería simultánea evaluar si el VTA y sus principales zonas de proyección mesotelencefálica DA (prelimbic y infralímbica córtex prefrontal medial, núcleo y la cubierta de la NAC, basolateral y centro-cortico-medial AMY), así como el cuerpo estriado dorsal mostraría coordinado y la activación FLI simultánea después de la ingesta oral, no condicionado de aceite de maíz (3,5%), glucosa (8%), fructosa (8%) y sacarina (0,2 %) soluciones. Este enfoque es un exitoso primer paso para identificar la viabilidad de utilizar la activación celular c-fos simultáneamente a través de los sitios relevantes del cerebro para estudiar el aprendizaje relacionado con la recompensa en la ingestión de alimentos palatable en roedores.
Introduction
Dopamina en el cerebro (DA) se ha implicado en respuestas centrales a la ingesta de azúcares de sabor agradable a través propuesto hedónica de 1,2, esfuerzo-relacionadas 3 y el hábito de base 4,5 mecanismos de acción. La vía DA primaria implicados en estos efectos se origina en el área tegmental ventral (ATV), y proyectos a la accumbens (NAC) núcleo y la cubierta, la amígdala basolateral y centro-cortico-medial (AMY), núcleo y el prelimbic y medial infralímbica corteza prefrontal (córtex prefrontal medial) (ver comentarios 6,7). El VTA ha sido implicada en la ingesta de sacarosa 8,9, y la liberación de DA es observado después de la ingesta de azúcar en el NAC 10-15, AMY 16,17 y mPFC 18-20. El consumo de grasas también estimula la liberación de DA NAC 21, y otro DA-rica zona de proyección con el cuerpo estriado dorsal (caudado-putamen) también se ha asociado con la alimentación mediada por DA 22,23. Kelley 24-27 propuso que estos proyectos múltipleszonas de iones de este sistema mediada por DA formaron una red cerebral distribuido integrado e interactivo a través de amplias e íntimas interconexiones 28-34.
Además de la capacidad de los antagonistas de los receptores DA D1 y D2 para reducir la ingesta de azúcares y grasas 35-37 38-40, la señalización de DA también se ha implicado en la mediación de la capacidad de los azúcares y las grasas para producir las preferencias de sabor acondicionado (PPC) 41- 46. La microinyección de un antagonista de los receptores D1 DA en el NAC, AMY o mPFC 47-49 eliminan adquisición de PPC provocada por la glucosa intragástrico. Mientras que microinyecciones de antagonistas de los receptores DA ya sea D1 o D2 en el córtex prefrontal medial elimina la adquisición de la fructosa-PPC 50, la adquisición y expresión de la fructosa-PPC están diferencialmente bloqueados por los antagonistas de DA en el NAC y AMY 51,52.
La técnica 53,54 c-fos se ha empleado para investigar activatio neuraln inducida por la ingesta de palatable y la activación neural. El término "activación de c-fos" se utiliza en todo el manuscrito, y se define operacionalmente por el aumento de la transcripción de c-Fos durante la despolarización neuronal. La ingesta de sacarosa aumentó fos-como inmunoreactividad (FLI) en el núcleo central AMY, el VTA, así como la cáscara, pero no del núcleo, de la NAC 55-57. Mientras que la ingesta de sacarosa en ratas sham-alimentación aumentado significativamente FLI en el AMY y la NAC, pero no el VTA 58, intragástrica de sacarosa o glucosa infusiones aumentaron significativamente FLI en el NAC y núcleos centrales y basolateral de la AMY 59,60. Además repetida de sacarosa para el acceso Chow programada aumentó FLI en el córtex prefrontal medial, así como la cáscara NAC y el núcleo 61. Un paradigma de reducción de marcha concentración de sacarosa reveló que los mayores incrementos FLI se produjeron en el AMY basolateral y NAC, pero no el VTA 62. Después del acondicionamiento, la extinción de rewa naturales relacionadas con el azúcarcomportamientos rd aumentaron FLI en el AMY basolateral y la NAC 63. Por otra parte, el emparejamiento de la disponibilidad de azúcar a un tono resultó en el tono, posteriormente, aumentar los niveles de FLI en el AMY basolateral 64. Ingesta alta en grasas también aumentó FLI en el NAC y mPFC sitios 65-67.
La mayoría de los estudios anteriormente citados examinaron los efectos de azúcar y grasa en la activación de c-fos en sitios individuales que no proporcionan información sobre la identificación de las redes cerebrales relacionadas con la recompensa distribuidos 24-27. Además, muchos de los estudios tampoco delinear las contribuciones relativas de las sub-áreas de la NAC (núcleo y la cubierta), AMY (basolateral y cortico-medial central) y el córtex prefrontal medial (prelimbic y infralímbica) que potencialmente podrían ser examinado por el ventaja de excelente, la resolución de una sola célula espacial en c-Fos mapeo 68. Nuestro laboratorio 69 utilizado recientemente la activación de c-fos y alteraciones medidos simultáneamente en la vía VTA DA y su prozonas Jection (NAC, Amy y mPFC) después de la novela de la ingestión de grasas y azúcares en ratas. El presente estudio describe los pasos procedimentales y metodológicos para analizar simultáneamente si la exposición aguda a seis soluciones diferentes (el aceite de maíz, glucosa, fructosa, sacarina, agua y un control de la emulsión de grasa) se diferencialmente activar FLI en sub-áreas de la NAC, AMY, mPFC así como el cuerpo estriado dorsal. Esta detección simultánea de diferencias permite la confirmación de efectos significativos en FLI en cada sitio y determinación en cuanto a si los cambios en un sitio particular, correlacionados con los cambios en los sitios relacionados, proporcionando de ese modo soporte para una red cerebral distribuido 24-27. Estos procedimientos probados si el VTA, el prelimbic y infralímbica córtex prefrontal medial, el núcleo y la cubierta de la NAC y el AMY basolateral y centro-cortico-medial), así como el cuerpo estriado dorsal exhibiría coordinada y activación FLI simultánea después de la ingesta oral, no condicionado de glucosa (8%), fructosa (8%), aceite de maíz (3,5%) y las soluciones de sacarina (0,2%).
Protocol
Representative Results
Discussion
El objetivo del estudio fue determinar si la fuente (VTA) y los objetivos de proyección del cerebro anterior (NAC, Amy, córtex prefrontal medial) de DA neuronas relacionadas con la recompensa se activan simultáneamente después de la novela de la ingestión de grasa y azúcar en ratas mediante la técnica celular de c-fos . El presente estudio es una descripción detallada de los protocolos de un estudio publicado previamente 69. Se planteó la hipótesis de que el VTA, sus principales zonas de proyección…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gracias a Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson y Theologia Karagiorgis por su arduo trabajo en este proyecto.
Materials
| Equipment | |||
| Sprague-Dawley rats | Charles River Laboratories | CD-1 | |
| Wire Mesh Cages | Lab Products, Seaford, DE | 30-Cage rack | |
| Rat Chow | PMI Nutrition International | 5001 | |
| Taut Metal Spring | Lab Products, Seaford, DE | n/a | |
| Rat Weighing Scale | Fisher Scientific Company | n/a | |
| Nalgene Centrifuge Tubes | Lab Products, Seaford, DE | 10-0501 | |
| Rubber Stopper | Lab Products, Seaford, DE | n/a | |
| Metal Sippers | Lab Products, Seaford, DE | n/a | |
| Saccharin | Sigma Chemical Co | 82385-42-0 | |
| Kool-Aid, Cherry | Kool-Aid | Commerical | |
| Kool-Aid, Grape | Kool-Aid | Commercial | |
| Fructose | Sigma Chemical Co | F0127 | |
| Glucose | Sigma Chemical Co | G8270 | |
| Corn Oil | Mazzola | Commerical | |
| Xanthan Gum | Sigma Chemical Co | 11138-66-2 | |
| Sliding Microtome | Microm International | n/a | |
| Neurolucida Camera | MBF Bioscience | Software application | |
| Gelatin-coated Slides | Fisher Scientific Company | 12-550-343 | |
| Cover glass | Fisher Scientific Company | 12-545-M | |
| Golden Nylon Brushes | Loew-Cornell | 2037 | |
| Natural Hair Sable | Loew-Cornell | 2022 | |
| 24 Well Plates | Fisher Scientific | 3527 | |
| 6 Well Plates | Fisher Scientific | 3506 | |
| 1L Pyrex bottles | Fisher Scientific | 1395-1L | |
| Tissue insert (tissue strainer) | Fisher Scientific | 7200214 | |
| Eagle pipettes | World Precision Instruments | E10 for 1-10ul | |
| Eagle pipettes | World Precision Instruments | E100 for 20-100ul | |
| Eagle pipettes | World Precision Instruments | E200 for 50-200ul | |
| Eagle pipettes | World Precision Instruments | E1000 for 100-1000ul | |
| Eagle pipettes | World Precision Instruments | E5000 for 1000-5000ul | |
| Universal Tips .1-10ul | World Precision Instruments | 500192 | |
| Universal Tips 5-200ul | World Precision Instruments | 500194 | |
| Universal Tips 500-5000ul | World Precision Instruments | 500198 | |
| Blade Vibroslice 100 | World Precision Instruments | BLADE | |
| DPX Mounting Medium | Electron Microscopy | 13510 | |
| 15mL centrifuge tubes | Biologix Research Co. | 10-0501 | |
| Slide Boxes | Biologix Research Co. | 41-6100 | |
| Orbital Shaker | Madell Corporation | ZD-9556 | |
| weigh boats | Fisher Scientific | 02-202-100 | |
| 5mL disposable pipettes | Fisher Scientific | 13-711-5AM | |
| Stereo Investigator Software | Micro Bright Field | Software application | |
| Name | Company | Catalog number | Comments |
| Reagents | |||
| Paraformaldehyde Granular | Fisher Scientific | 19210 | |
| NaCl | Fisher Scientific | S271-1 | |
| Sodium Phophate Monobasic | Fisher Scientific | S468-500 | |
| Sodium Phosphate Diphasic | Fisher Scientific | BP332-500 | |
| Hydrogen Peroxide | Fisher Scientific | H324-500 | |
| SafeClear II | Fisher Scientific | 23-044-192 | |
| Methanol | Fisher Scientific | A412-1 | |
| Normal Goat Serum | Vector | S-1000 | |
| Biotinylated Anti-Rabbit IgG (H+L) | Vector | BA-1000 | |
| ABC Kit Peroxidase Standard | Vector | PK-4000 | |
| Anti-cFos (Ab-5) Rabbit | EMD chem/Cal Biochem | PC38 | |
| Triton X 100 | SigmaAldrich | X-100 | |
| 3,3' diaminobenzidine tetra hydrochloride | SigmaAldrich | D5905 | |
| Sodium Hydroxide | SigmaAldrich | 5881 | |
| Primary TH anti body | EMD Millipore | AB152 | |
| Euthosol | Virbac AH | ||
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