Das Ziel dieser Studie ist Belohnung bezogenen verteilten Gehirnnetzwerken zu identifizieren, indem eine zuverlässige immunhistologische Technik zelluläre c-fos-Aktivierung begrenze gleichzeitige Änderungen in Dopaminbahnen und Anschlußstellen nach neuartigen Aufnahme von Fett und Zucker in Ratten zu messen.
In dieser Studie wird zelluläre c-fos-Aktivierung Effekte neuartiger Einnahme von Fett und Zucker auf Gehirn Dopamin (DA) Wege bei Ratten zu bewerten. Die Aufnahme von Zucker und Fette sind durch ihre angeborene Attraktionen sowie gelernt Vorlieben vermittelt. Gehirn Dopamin, insbesondere Meso-limbischen und Meso-kortikalen Projektionen aus dem ventralen Tegmentum (VTA), wurde in beiden dieser ungelernten und gelernt Antworten gebracht. Das Konzept der verteilten Netzwerken im Gehirn, wobei mehrere Standorte und Sender / Peptid-Systemen interagieren, wurde schmackhafter Nahrungsaufnahme vermitteln vorgeschlagen, aber es gibt Hinweise empirisch demonstriert solche Aktionen. So entlockt Zuckeraufnahme DA Freisetzung und erhöht c-fos-like Immunreaktivität (FLI) aus einzelnen VTA DA Projektionszonen einschließlich der Nucleus accumbens (NAC), der Amygdala (AMY) und medialen präfrontalen Kortex (mPFC) sowie die dorsale Striatum. Ferner sind diese Website zentrale Verwaltung von selektiven DA-Rezeptor-Antagonisten ins differentiell Erwerb und die Expression von konditionierten Geschmacksvorlieben von Zucker oder Fette hervorgerufen reduzieren. Ein Ansatz, mit dem zu bestimmen, ob diese Seiten als ein verteiltes Netzwerk Gehirn als Reaktion auf Zucker oder Fettaufnahme in Wechselwirkung wäre gleichzeitige beurteilen, ob die VTA und seine wichtigsten mesotelencephalic DA Projektionszonen (prälimbischen und infralimbischen mPFC, Kern und Schale der NAK, basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY) würde sowie die dorsale Striatum koordinierte Display und gleichzeitiger FLI Aktivierung nach oraler, unkonditionierten Aufnahme von Maisöl (3,5%), Glukose (8%), Fructose (8%) und Saccharin (0,2 %) Lösungen. Dieser Ansatz ist ein erfolgreicher erster Schritt bei der Ermittlung der Machbarkeit der zellulären c-fos-Aktivierung gleichzeitig in allen relevanten Gehirn Sites mit Belohnung bezogenes Lernen in der Einnahme von schmackhafte Nahrung bei Nagetieren zu studieren.
Gehirn Dopamin (DA) hat in zentralen Antworten auf die Aufnahme von Zucker schmackhaft durch vorgeschlagen hedonischen 1,2, Aufwand im Zusammenhang mit 3 und Gewohnheit-basierte 4,5 Wirkungsmechanismen in Verbindung gebracht. Der primäre DA Weg in diese Effekte verwickelt ihren Ursprung im ventralen Tegmentum (VTA) und Projekte auf den Nucleus accumbens (NAC) Kern und Schale, die basolaterale und zentral-cortico-medialen Amygdala (AMY) und der prälimbischen und infralimbischen medial präfrontalen Kortex (mPFC) (siehe Bewertungen 6,7). Die VTA wurde in Saccharose Aufnahme 8,9 und DA Freisetzung beobachtet folgende Aufnahme von Zucker in der NAC 10-15, AMY 16,17 und mPFC 18-20 gebracht. Fettaufnahme stimuliert auch DA NAC 21 freigeben, und eine andere DA-reiche Projektionszone der dorsalen Striatum (Nucleus caudatus-Putamen) wurde auch im Zusammenhang mit DA-vermittelten 22,23 Fütterung. Kelley 24-27 vorgeschlagen , dass diese mehrere ProjektIonenzonen dieser DA-vermittelten System gebildet , um eine integrierte und interaktive verteilte Netzwerk Gehirn durch umfangreiche und intime Verbindungen 28-34.
Zusätzlich zu der Fähigkeit der DA D1 und D2 – Rezeptor – Antagonisten Aufnahme von Zucker zu reduzieren 35-37 und Fette 38-40 hat DA Signalisierung auch in der Vermittlung der Fähigkeit von Zuckern und Fetten herzustellen konditionierten Geschmackspräferenzen (CFP) in Verbindung gebracht 41- 46. Mikroinjektionen eines DA D1 – Rezeptor – Antagonist in das NAC, AMY oder mPFC 47-49 Erwerb von GFP durch intragastric Glukose ausgelöst beseitigen. Während Mikroinjektionen von entweder DA D1 oder D2 – Rezeptor – Antagonisten in die mPFC Erwerb von Fructose-GFP 50 eliminiert werden der Erwerb und die Expression von Fructose-CFP differentiell von DA – Antagonisten in der NAC und AMY 51,52 blockiert.
Die c-fos – Technik 53,54 wurde verwendet neuronale activatio zu untersuchenn durch schmackhaft Aufnahme und neuronale Aktivierung induziert. Der Begriff "c-fos-Aktivierung" wird im gesamten Manuskript verwendet werden und wird operativ durch eine erhöhte Transkription von c-Fos während der neuronalen Depolarisation definiert. Sucrose Aufnahme erhöht fos-like Immunreaktivität (FLI) in der zentralen AMY Kern, der VTA sowie die Schale, aber nicht Kern, der NAC 55-57. Während Saccharose Aufnahme in der Sham-Fütterung Ratten signifikant erhöht FLI im AMY und der NAC, aber nicht die VTA 58, intragastric Saccharose oder Glukose – Infusionen FLI deutlich in der NAC erhöht und Mittel- und basolateralen Kernen des AMY 59,60. Wiederholte Zugabe von Saccharose zu geplanten Chow Zugang erhöht FLI im mPFC sowie der NAC Schale und Kern 61. Eine Saccharosekonzentration Herunterschalten Paradigma ergab , dass die größten FLI Erhöhungen der basolateralen AMY und NAC aufgetreten ist , aber nicht die VTA 62. Nach Anlage, Aussterben von zuckerbedingten Natur reward Verhalten erhöht FLI in der basolateralen AMY und der NAC 63. Darüber hinaus führte die Paarung Zucker Verfügbarkeit zu einem Ton in Ton anschließend 64 FLI Ebenen in der basolateralen AMY erhöht. Hochfettaufnahme erhöht auch FLI in NAC und mPFC Websites 65-67.
Die meisten der zuvor zitierten Studien untersuchten Zucker und Fett Auswirkungen auf c-fos – Aktivierung in einzelne Websites , die 24-27 Informationen über Identifikation von verteilten Gehirnnetzwerken Belohnungsbezogene nicht bieten. Des Weiteren auch viele der Studien beschreiben nicht die relativen Beiträge von Teilbereichen des NAC (Kern und Schale), AMY (basolateralen und Zentral-cortico-medial) und mPFC (prälimbischen und infralimbischen), die möglicherweise durch die geprüft werden könnten Vorteil der ausgezeichneten räumlichen, 68 Einzelzellen – Auflösung in c-Fos – Mapping. Unser Labor 69 kürzlich verwendete c-fos – Aktivierung und gleichzeitig gemessenen Veränderungen in der VTA DA – Weg und seine ProSpritz- Zonen (NAC, AMY und mPFC) nach neuen Einnahme von Fetten und Zucker in Ratten. Die vorliegende Studie, die Verfahrens und methodischen Schritte beschreibt, ob eine akute Exposition bei sechs verschiedenen Lösungen (Maisöl, Glucose, Fructose, Saccharin, Wasser und eine Fettemulsion Steuerung), differentiell FLI aktivieren in Teilbereichen des NAC, AMY würde gleichzeitig zu analysieren mPFC sowie die dorsale Striatum. Diese gleichzeitige Detektion von Unterschieden Bestätigung signifikante Auswirkungen auf FLI in jeder Site und Bestimmung, ob Änderungen in einem bestimmten Standort korrelierte mit Veränderungen in verwandten Seiten erlaubt, wodurch Unterstützung für ein verteiltes Netzwerk Gehirn 24-27. Diese geprüften Verfahren, ob der VTA, die prälimbischen und infralimbischen mPFC, Kern und Schale des NAC und der basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY) sowie der dorsalen Striatum würde Display koordiniert und gleichzeitige FLI Aktivierung nach oraler, unbedingten Aufnahme von Glucose (8%), Fructose (8%), Maisöl (3,5%) und Saccharin (0,2%) Lösungen.
Das Ziel der Studie war es zu bestimmen, ob die Quelle (VTA) und Vorderhirns Projektionsziele (NAC, AMY, mPFC) von DA Belohnungsbezogenen Neuronen gleichzeitig nach neuen Einnahme von Fett und Zucker in Ratten aktiviert wurden, die zelluläre c-fos-Technik . Die vorliegende Studie ist eine detaillierte Beschreibung der Protokolle einer Studie bisher 69 veröffentlicht. Es wurde vermutet , dass die VTA, seine großen Projektionszonen zum prälimbischen und infralimbischen mPFC, Kern und Schale des NAC und der …
The authors have nothing to disclose.
Dank Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson und Theologia Karagiorgis für ihre harte Arbeit an diesem Projekt.
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 |