Summary
Die aktuelle Studie untersucht ein neues Verfahren für die Beurteilung der verstärkenden Effekte von schmackhaften Lösungen im Laborratten: intraorale Selbstverwaltung. Zu diesem Zweck operante reagiert (also Hebelpressen) für die intraorale Infusionen von süß-Lösungen in unterschiedlichen Konzentrationen wurde die kontinuierliche und progressive Verhältnisse Verstärkungspläne gemessen.
Abstract
Dieser Artikel beschreibt ein neues Verfahren zur Untersuchung der biologischen Verhaltens aufgrund der Abhängigkeit von Lebensmitteln. Diese Methode kombiniert die chirurgische Komponente des Geschmacks Reaktivität mit den Verhaltensaspekte der operanten Selbstverwaltung von Drogen. Bei sehr kurzen Vollnarkose werden Ratten mit einem intraoralen (IO) Kanüle, die die Lieferung von Testlösungen in der Mundhöhle ermöglicht direkt implantiert. Tiere werden dann in der operanten Selbstverwaltung Kammern getestet wodurch sie einen Hebel zu drücken, um IO-Infusionen von Testlösungen erhalten. IO Selbstverwaltung hat mehrere Vorteile gegenüber experimentellen Verfahren, trinken eine Lösung aus einer Tülle oder operante Reaktion für feste Pellets oder in einem Behälter geliefert Lösungen beinhalten. Hier zeigen wir, dass IO Selbstverwaltung eingesetzt werden, um die Selbstverwaltung von High Fructose Corn Syrup (HFCS) zu studieren. Die Ratten wurden zunächst für die Selbstverwaltung auf einer progressiven Ratio (PR) Zeitplan, der die maximale Menge an op beurteilt getestettemittel Verhalten, das für verschiedene Konzentrationen von HFCS (dh 8%, 25% und 50%) emittiert wird. Nach diesem Test, Ratten selbst verwaltet diese Konzentrationen auf einer kontinuierlichen Verstärkungsplan (dh eine Infusion für jede Hebelpresse) für 10 aufeinanderfolgenden Tagen (1 Sitzung / Tag; von jeweils 3 Stunden), und dann sind sie auf der PR-Zeitplan erneut getestet wurden . Auf der kontinuierlichen Verstärkung Zeitplan, nahm Ratten weniger Infusionen von höheren Konzentrationen, obwohl die niedrigste Konzentration an HFCS (8%) gehalten variabler Selbstverwaltung. Darüber hinaus zeigten die Tests, dass PR 8% hatten unteren Verstärkungswert als 25% und 50%. Diese Ergebnisse zeigen, dass IO Selbstverwaltung eingesetzt werden, um Erwerb und Wartung der Reaktion für süße Lösungen zu untersuchen. Die Empfindlichkeit des operanten Reaktion auf die Unterschiede in der Konzentration und Verstärkungsplan macht IO Selbstverwaltung eine ideale Verfahren, um die Neurobiologie der freiwillige Aufnahme o untersuchenf Süßigkeiten.
Introduction
Die Untersuchung der neurobiologischen und verhaltens Grundlage der Sucht nach Essen stützt sich auf die Beobachtungen, die, ähnlich wie bei Drogen, fördert übermäßige Verzehr von Lebensmitteln schmackhaft Verhaltensabhängigkeit 1-4 und induziert Veränderungen im Gehirn Belohnungsschaltkreise bei Mensch 6.5 und Labor Tiere 7-8. Aber, während es mehrere Protokolle und Verfahren für die Untersuchung der süchtig machenden Eigenschaften von Drogen bei Laborratten, die Anpassung dieser Methoden, um "süchtig" Verhaltensweisen, die von Lebensmittel induzierte präsentiert einzigartige Herausforderungen zu beurteilen. Das Ziel der aktuellen Studie war es, Prinzipien der operanten intravenöse (IV) Drogenselbstverwaltung auf die Untersuchung der operante Selbstverwaltung durch intraorale (IO) Infusion verabreicht süß Lösungen. Der süße beschäftigt war High Fructose Corn Syrup (HFCS), weil, obwohl umstritten, es gibt Hinweise, dass HFCS kann zur modernen Epidemie der Fettleibigkeit 9-12 verknüpft werden.
Traditionell werden die IO-Infusionen geliefert, um die Schmackhaftigkeit der Geschmacksstoffe im Geschmack Reaktivität 13 Experimente zu studieren. Kurz gesagt, wird ein IO Kanüle chirurgisch in der Wange und Ratten IO Infusionen verschiedener Lösungen implantiert werden passiv 14 geliefert. Ziel ist es, orofacial Reaktionen der Tiere auf die Geschmacksstoffe zu untersuchen. Allerdings IO Kanülen wurden auch chronisch im Gaumen von Ratten implantiert worden, um festzustellen, ob sie lernen würde, einen Hebel zur Selbst infuse Lösungen direkt in ihre Mundhöhle drücken, daher der Begriff IO Selbstinjektion 15-17. In der aktuellen Studie beschreiben wir ein Verfahren, das kleine Chirurgie nutzt und ermöglicht langfristig operante Selbstverwaltungsprüfung. Dieses Verfahren hat mehrere signifikante Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, die trinken eine Lösung aus einer Tülle (a) oder operante Reaktion für feste Pellets enthalten (b) oder operante Reaktion für Tropfen der Flüssigkeit in einem Behälter geliefert(C).
Im Vergleich zu (a), IO Selbstverwaltung beinhaltet eine operante Reaktion (dh Drücken eines Hebels), und daher ist es möglich, den Zeitplan Regulieren der Beziehung zwischen Reaktionsanforderungen und Lieferung von IO Infusionen ändern. Zum Beispiel durch den Einsatz einer fortschrittlichen Verhältnis (PR) Zeitplan, wobei Antworten für aufeinanderfolgende Infusionen erforderlich innerhalb einer Sitzung 18 exponentiell erhöhen, ist es möglich zu beurteilen, wie viel ein Tier "will" die nächste Infusion 19. Dieser wichtige Aspekt der "Suche"-Verhalten kann nicht beurteilt werden, wenn die Tiere trinken eine Lösung aus einem Auslauf, es sei denn, eine spezielle Vorrichtung, die Flüssigkeitsabgabe steuert und überwacht Reaktionen eingesetzt 20. Darüber hinaus bietet IO Selbstverwaltung eine mittlere Verhaltensweisen motiviert durch verschiedene Reize verstärken vergleichen. Das heißt, ist es möglich, operante vergleichen reagieren mit Süßigkeiten und andere Verstärker wie Drogen in haltensogenannte "Substitutionsstudien."
Im Vergleich zu (b), ermöglicht IO Selbstverabreichung Testen jeder Konzentration und jedes Volumen von jeder wasserlöslichen Zusatzstoffes. Dies ist entscheidend, um das Verhalten motiviert durch Süßigkeiten wie HFCS studieren, weil nach bestem Wissen unseren Erkenntnissen gibt es keine handelsüblichen festen Pellets von Fructose, Glucose oder Fructose-Kombinationen in unterschiedlichen Verhältnissen, das wäre geeignet für operante Kammern. Auch ist die Bedeutung der Steuerung und Manipulation Konzentration / Volumen-Verhältnisse in Experimenten, bei denen Zufuhr kann sowohl durch den kalorischen Wert der Lösung (die zur Nährstoffspezifischen Sattheit) und um wie viel von dieser Lösung kann innerhalb eines gegebenen verbraucht moduliert werden zwingend Zeitraum (dh Fülle) 21. IO Selbstverwaltung verkürzt auch die Verzögerung zwischen der operante Reaktion und der Lieferung des primären Verstärker, ein Faktor, der eine wichtige Rolle bei der Übernahme und Wartung spielttung der operanten Verhalten 16,22-23.
Schließlich, im Vergleich zu (c), ermöglicht IO Selbstverwaltung die Lieferung von passiven IO Infusionen von kontrollierten Mengen der Testlösung, und dies macht es möglich, orofacial Antworten der "Geschmack" zu messen (Ziel hedonische Reaktion wie Zunge Vorsprünge 24 -25) und ob diese Reaktionen während IO Selbstverwaltung zu ändern. Ferner die Fähigkeit, passive IO-Infusionen zu verabreichen hat bedeutende Anwendungen für das Studium der Rückfall in Lebensmittelsuche. Das heißt, dass in den Studien der IV Drogenselbstverwaltung folgende Zeiträume vom Aussterben bedroht, kann Drogen Primzahlen (dh die Verabreichung einer kleinen Dosis des Medikaments 26) "wieder herzustellen" reagiert 27-28. Daher kann die Fähigkeit, IO-Infusionen ohne jede Wirkung auf den Teil des Tieres liefern verwendet werden, um "Nahrung" grundiert Wiedereinstellung, sowie mögliche Querwieder zwischen Nahrung und studierenDrogen.
IO Selbstverwaltung der süßen Lösungen ist auch bevorzugt, IV und intra-Magen-Selbstverwaltung. In der Tat, obwohl IV-Infusionen von Fruktose bei Menschen und Versuchstieren erzeugen physiologischen Konsequenzen nach oraler Verbrauch 29-31 vergleichbar, die sich, das ist ein schlechtes Beispiel dafür, wie Süßigkeiten konsumiert werden in der Regel (dh oral). Darüber hinaus kann durch Kauen produziert gustatorische Signale übertragen wichtige Informationen über die Schmackhaftigkeit der Nahrung, und wenn diese Stufe der Verdauung weggelassen wird, wird die Entwicklung von maladaptive Verhaltensweisen wie übermäßiges Essen 32-33 reduziert.
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Protocol
1. Tierpflege-und Wohnungswesen
Alle Experimente werden von der Tierpflege-Ausschuss der Universität von Guelph zugelassen und werden in Übereinstimmung mit den Empfehlungen des Canadian Council on Animal Care durchgeführt. Die vorliegende Studie umfasst 22 erwachsene männliche Sprague-Dawley-Ratten (Charles River, QC) mit einem Gewicht von 200-225 g zu Beginn des Experiments.
- Einfamilienhaus Ratten und halten sie auf einer umgekehrten Licht / Dunkel-Zyklus (07.00 OFF - 19.00 ON) mit ad libitum Zugang zu Futter und Wasser, außer wenn anders angegeben, oder bei Verhaltenstests, die während der aktiven Zyklus auftritt.
- Gewöhnen Ratten, die Kolonieraum und menschliche Handhabung durch Wiegen täglich für eine Woche vor der Operation.
2. Intraorale Kanülierung Chirurgie: Werkstoffe und Verfahren
Die intraorale (IO-) Chirurgie und Materialien werden in Limebeer et al. 14 beschrieben
- Zum Baut der IO-Kanüle, schneiden Sie ein Stück aus Polyethylen Kunststoffschlauch mit ca. 130 mm in der Länge (Innendurchmesser von 0,86 mm und Außendurchmesser von 1,27 mm).
- Das Rohr in der Mundhöhle befestigt werden benötigt Flanschende (~ 5 mm im Durchmesser). Erstellen Sie diese angeflanscht Ende durch Erhitzen der Ende des Rohres mit einem Lötkolben für 2-5 Sekunden und dann sofort glätten die erwärmte Rand des Rohres gegen eine ebene Fläche. Schnitt ein chirurgisches Netz Scheibe (ca. 6-7 mm Durchmesser auf den Durchmesser des geflanschten Ende der Kanüle zu passen um) und Gewinde es auf die Länge der Röhre, bis die Platte liegt an der Rückseite des geflanschten Ende des IO-Kanüle.
- Für jede IO Kanüle geschnitten eine weitere chirurgische Netz Scheibe (8 mm Durchmesser) und drei Quadrate aus einem elastischen Band (6 mm x 6 mm, siehe Fig. 1).
- Sterilisieren der IO Kanüle, chirurgische Maschenscheiben und elastischen Quadrate in einer antibakteriellen Lösung für mindestens 24 Stunden vor der Operation.
- Vor der Operation wird einutoclave alle chirurgischen Instrumente und Desinfektion des Operationsfeldes. Zwischen Operationen, verwenden Sie ein Glasperlen Sterilisator, um Werkzeuge zu sterilisieren und Haarnetz tragen, Nitril-Handschuhe und OP-Masken zu aseptischen Bedingungen aufrecht zu erhalten.
Analgesie und Anästhesie
- Ca. 30 min vor der Operation zu verabreichen eine subkutane (SC) Injektion des Antibiotikums Depocillin (0,33 mg / kg) und die analgetische Meloxicam (5 mg / kg SC).
- Induzieren Vollnarkose mit Isofluran (4% und 3% Induktion Wartung).
- Sobald Ratten reagieren nicht auf Zehen Prise, und vor irgendwelche Schnitte, verwenden Sie ein Baumwolltupfer, ein Lokalanästhetikum entlang der inneren linken Wange von Ratten, wo die Kanüle implantiert werden soll zu verwalten, und injizieren ein Lokalanästhetikum wie Lidocain HCl bei der Einschnittstelle für die Biopsienadel (Halsansatz) und Kopfkappe (Kopfhaut).
- Gelten Schmieraugensalbe für beide Augen vor Beginn der Stoßry.
Operationsverfahren
- Shave a 10 mm x 10 mm-Patch von Haaren an der Basis des Halses. Verwenden sterilen Gazen zu schrubben und reinigen den rasierten Bereich in der folgenden Reihenfolge: antibakterielle Seife, Isopropyl-Alkohol 70%, und Betadine.
- Legen Sie eine 15 G Nadel aus Edelstahl an der Basis des Halses und verschieben Sie sie subkutan um das Ohr auf der linken Wange. Positionieren Sie die Nadelspitze und führt es durch die Wange hinter der ersten Molaren innerhalb der Mundhöhle.
- Übergeben Sie die IO-Kanüle durch die Spitze der Nadel aus der Mundhöhle herausragt und entfernen Sie die Nadel so dass nur die IO-Kanüle dann.
- Thema ein chirurgisches Netz Scheibe, gefolgt von drei Quadrat elastischen Scheiben auf den äußeren Teil der IO-Kanüle und ziehen sie auf die freiliegende Haut an der Rückseite des Halses, um es zu stabilisieren.
- Spülen Sie die IO-Kanüle mit einer antibakteriellen Mundspülung
- Vor Beginn der Operation, ändern Sie eine Nylon Schraube(Länge 28 mm, 4 mm Punkt; 8 mm Kopf), den Kopf zu entfernen und schnitzen einen 2 mm Nut entlang der Länge des Gewindes (siehe Abbildung 2).
- Shave a 10 mm x 20 mm Streifen Haare entlang der Mittellinie des Kopfes. Verwenden sterilen Gazen zu schrubben und reinigen den rasierten Bereich in der folgenden Reihenfolge: antibakterielle Seife, Isopropyl-Alkohol 70%, und Betadine.
- Verwenden Sie einen chirurgischen Skalpell, um einen 20 mm langen Schnitt entlang der Pfeilnaht zu machen. Verwenden Sie einen Handbohrer bis 4 Löchern (2 auf jeder Seite der Naht) machen und mit einem Handschraubendreher zu vier Juweliere Schrauben an den Schädel zu sichern.
- Setzen Sie die Schraube in der Mitte der vier Schrauben Juweliere mit der Nut auf dem hinteren Teil des Tieres positioniert. Montieren Sie die Schraube mit dem Schädel der Ratte durch den Bau einer Kopfhaube mit Zahnzement (verwenden Sie ausreichend Zahnzement, um die Oberfläche der Juweliere Schrauben abdecken). Lassen Sie den Zahnzement vor dem Ausbau des Tieres aus dem OP-Feld zu trocknen und zu beenden Anästhesie.
- Individuell Haus Ratten in Käfigen bett unmittelbar nach der Operation und 24 Stunden lang genau beobachten.
- Verwalten einer zweiten Injektion des Schmerzmittels Meloxicam 24 Stunden nach der Operation und spülen Sie die IO-Kanüle mit einer antibakteriellen Mundspülung einmal / Tag für drei Tage.
Geben Ratten 3-5 Tage, um sich von der Operation vor Beginn des Experiments zu erholen.
3. IO Selbstverwaltung Verfahren
Gerät
Für die Selbstverwaltung, sind Plexiglas operante Konditionierung Kammern verwendet werden, und jede Kammer in einen größeren schalldämpfenden Sperrholzkiste eingeschlossen. Jeder operante Konditionierung Kammer hat ein Haus Licht (28 V) und zwei versenkbare Hebel (aktive und inaktive) auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer, 8 cm über dem Boden befindet. Die aktive Hebel in eine Infusionspumpe positioniert outs verbundenide die Schallschutzkammer und ein weißes Licht (28 W) liegt 3 cm über sie als Anregung Licht gepaart mit der Lieferung von IO-Infusionen zu dienen. Die inaktive Hebel dient für die Baseline, unverstärkten operantes Verhalten steuern; Drücken dieser Hebel hat keine Konsequenz, aber alle Maschinen erfasst werden.
Lebensmittel
- Geben Ratten, die mit einem Standard-Rattenfutter (3,1 kcal / g) in ihrem Heimkäfig.
- Verdünnen High Fructose Corn Syrup (55%-Formel) zu drei verschiedenen Konzentrationen (8% = 0.026 kcal/80 ul Infusion, 25% = 0,08 kcal/80 ul Infusion, 50% = 0,17 kcal/80 ul Infusion) mit Umkehrosmose Wasser. Diese Konzentrationen sind so gewählt, weil jeder produziert eine Viskosität, die angemessen, schnell (2,5 s) IO-Infusionen die Versuchsapparatur (dh Durchmesser von Spritzen und Schläuche) zu liefern.
Nahrungsentzug
Um die Übernahme der ErleichterungIO-Selbstverwaltung, aber das normale Wachstum fördern werden Ratten durch Perioden von Nahrungsentzug und freien Zugang zu Standard-Rattenfutter radelte.
- Wiegen Ratten täglich um 07.00 Uhr und Chow entfernen aus dem Futtertrog des Käfigs.
- Der folgende Tag, wiegen Ratten um 12:00 Uhr (ca. 18 Stunden später) und beginnen IO Selbstverwaltung von 01.00.
- Zurück Ratten, die ihre Käfige um 4:00 Uhr und bieten freien Zugang zu 3 aufeinanderfolgenden Stunden Chow-Chow. Dann notieren das Gewicht der Ratten und der Gesamtbetrag der Chow über die drei Stunden aufgebraucht. Fortsetzen Nahrungsentzug, wie beschrieben.
Allgemeine IO Selbstverwaltungsverfahren
Operante Reaktion für IO-Infusionen von HFCS ist auf PR und kontinuierliche Verstärkungspläne ausgewertet. Ratten werden in IO Selbstverabreichung getestet, bis Zufuhr stabil wie folgt definiert: 1) ein signifikanter Unterschied in der Reaktion zwischen aktiver und inaktivertive Hebel für mindestens 2 aufeinander folgenden Sitzungen und 2) weniger als 20% Veränderung der Anzahl der Infusionen an 2 aufeinander folgenden Sitzungen verdient pro Sitzung. Jede Sitzung beginnt 6 h in die Dunkel-Zyklus und dauert 3 Stunden. Die Akquisitionsphase besteht aus 10 aufeinander folgenden IO Selbstverwaltung Sitzungen auf einem kontinuierlichen Verstärkungsplan und Ratten erhalten eine einzige PR-Test 24 Stunden vor Beginn des Erwerbs (PR-Test I) und 24 Stunden nach der letzten Sitzung Erwerb (PR-Test II). Für PR-Tests, wird der Haltepunkt (BP) als letzte vor der Einstellung der Reaktion auf die aktive Hebel für mindestens 1 h 18 empfangen Infusion definiert.
- Ausgleichs Ratten auf der Basis der Gewichte für drei Tage vor Beginn des Experiments entnommen, und weisen Ratten eine Selbstverabreichung von drei Konzentrationen von HFCS: 8%, 25% oder 50%.
- Wiegen Ratten um 12:00 Uhr und übertragen Sie sie von der Kolonie Raum, um den Testraum in ihre Käfige. Um Nahrung oder Beddi entfernenng dass im IO Kanüle ansammeln kann, die Pumpe Luft durch die Kanüle unter Verwendung einer mit einer 16 G Nadel mit 50 mm Polyethylen-Schlauch (Innendurchmesser von 1,14 mm und einem Außendurchmesser von 1,57 mm) an dem Ende befestigt festen 12 ml-Spritze.
- In der operante Kammer, schließen Sie das IO-Kanüle Tygon-Schlauch (Innendurchmesser von 0,02 mm und Außendurchmesser von 1,53 mm) von einer Welle aus einem modifizierten 20 G-Nadel (entfernen Sie die Kunststofffelge und abgeschrägte Spitze) errichtet. Positionieren Sie den unteren Teil der Rohrleitung (dh näher an das Tier) im Hain des Bolzens. Der höhere Teil des Schlauches ist mit einem Schwenk verbunden und durch eine Feder geschützt. Schließen Sie die Basis der Feder mit dem Gewinde der auf den Kopf der Ratte Bolzen montiert.
- Geben Ratten fünf Minuten, um in die operante Kammer akklimatisieren und dann den IO Selbstverwaltung Sitzung. Der IO-Selbstverwaltung Sitzung beginnt mit der Aktivierung des Hauses Licht, Eintrag der beiden versenkbaren Hebel, und die Beleuchtung derLichtreiz über der aktiven Hebel für 30 Sekunden.
- Für PR-Test I, verwenden Sie die von Richardson und Roberts18 beschrieben PR Zeitplan (Antwortquote Eskalation = (5 e (Einspritzanzahl x 0,2)) - 5).
- Für Erwerb Sitzungen 1-10, verwenden Sie einen kontinuierlichen Verstärkungsplan, wobei jeder Druck auf den aktiven Hebel Ergebnisse in der Auslieferung von 80 ul Infusion der Testlösung über 2,5 Sekunden.
- Um ausreichend Zeit für die Nahrungsaufnahme zu ermöglichen, verhängen eine Zeitlimit von 27,5 Sekunden, während der die Wirkhebel zurückgezogen wird und der Reiz Licht aktiviert (dh Ratten kann ein IO-Infusion alle 30 Sekunden) zu erhalten. Eine Obergrenze für die Anzahl der Infusionen, erhältlich in jedem IO Selbstverwaltung Sitzung verhängen Sie nicht.
- Wenn die Ratte keine Antwort zu machen auf der aktiven Hebel für 20 aufeinanderfolgenden Minuten prime die Ratte (öffnen Sie die operante Kammer und erleichtern die Ratte einmal Druck auf den Hebel aktiv). Prime die Tiere alle 20 min bis du 5x/sessionklingeln die ersten drei Tage nur Erfassung.
- Verabreichen Sie die zweite PR-Test unter Verwendung der in Schritt 3.10 beschriebenen Parameter.
- Nach IO Selbstverwaltung Sitzungen, entfernen Ratten aus den operante Kammern, spülen Sie die IO-Kanüle mit 2,0 ml Wasser mit 3.7 in die gleichen Materialien, Ratten und zurück in ihre Heimat Käfig in der Kolonie Raum.
- Nach drei Stunden freien Zugang zu Rattenfutter, Gewicht Ratten um 7:00 Uhr, zu entfernen Speisen aus dem Futtertrog, und wieder Nahrungsentzug.
Selbstverwaltung Daten werden mit Zwei-Faktor-Maßnahmen wiederholt Varianzanalysen (ANOVA) analysiert. Multiple Vergleiche mit dem Student-Newman-Keuls-Methode (α = 0,05) wurden eingesetzt, um signifikante Wechselwirkungen oder Haupteffekte zu erkunden.
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Representative Results
Erwerb von IO Selbstverwaltung
Abbildung 3 stellt operante Reaktion auf die aktiven und inaktiven Hebel während der Selbstverwaltung von 8%, 25% oder 50% HFCS 10 aufeinanderfolgenden Sitzungen. Ratten IO Selbstverwaltung der HFCS erwerben innerhalb der ersten drei Sitzungen und Erhaltung stabiler Wirkhebel reagiert (wie oben beschrieben) für den Rest des Erwerbs. Konzentrationsabhängige Unterschiede in der Wirkhebel Antworten sind auch auf der Hand: im Vergleich zu 25%, reagiert deutlich niedriger bei Ratten Selbstverwaltungs 50% HFCS. Die niedrigsten getesteten Konzentration (8%) unterhält eine Zwischenebene der operanten Reagieren durch höhere individuelle Unterschiede in der Aufnahme.
Progressive Quotienten-Tests
Wirkhebel Antworten und BP auf den PR-Tests sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind. Am Test I gibt es bescheiden Antworten für alle Konzentrationen von HFCS. Allerdings ergeben sich Unterschiede zwischen den Gruppen auf Test II mit höheren Konzentrationen Engendering mehr reagiert und höher BPs.
Abbildung 1. Komplette IO-Kanüle mit Flansch-Ende, Mesh-Disc (links) mit den zusätzlichen Scheiben elastisch und Mesh erforderlich, um die Kanüle nach der Implantation (rechts) zu sichern.
Abbildung 2. Nylon Schraube vor (links). Nylon Schraube (rechts) nach der Entfernung des Kopfes und der Zugabe einer 2 mm Nut entlang der Länge des Fadens Modifikation.
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3. Mittelwerts (SEM) Anzahl der aktiven und inaktiven Hebel-Antworten von Ratten reagieren auf kontinuierlicher Verstärkungsplan zu 8% (n = 6), 25% (n = 8) oder 50% (n = 8) mit hohem Fructosegehalt hergestellt Maissirup. Die Einzel-und Doppel Sternchen steht für signifikante Gruppenunterschiede in Wirkhebel Antworten zwischen Ratten Selbstverwaltungs 25% und 50% und 25% und 8% (p <0,05).
. Abbildung 4 Mittelwerts (SEM) Anzahl der aktiven Hebel Reaktionen, die durch Ratten reagiert auf einem PR-Zeitplan für 8%, 25%, oder 50% HFCS Ratten wurden zweimal auf der PR Zeitplan getestet;. Vor (PR Test I) und nach ( PR Test II) reagiert für die gleiche Zusammenarbeitncentration von HFCS für 10 Tage von IO-Selbstverwaltung auf einer kontinuierlichen Verstärkungsplan. Die einzelnen Stern zeigt einen signifikanten Unterschied in der Wirkhebel Antworten zwischen PR und PR-Test I Test II. Die Doppel-Stern zeigt signifikante Gruppenunterschiede in Wirkhebel Antworten im Vergleich zu den 8%-Gruppe (p <0,05).
Abbildung 5. Werts (SEM) Haltepunkt von Ratten reagieren auf PR für 8%, 25% oder 50% HFCS erreicht. Die einzelnen Stern zeigt einen signifikanten Unterschied in der Wirkhebel Antworten zwischen PR und PR-Test I Test II. Die Doppel-Stern zeigt signifikante Gruppenunterschiede in Wirkhebel Antworten im Vergleich zu den 8%-Gruppe (p <0,05).
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Discussion
Die aktuelle Studie zeigt einen neuen Ansatz für die Bewertung der verstärkenden Eigenschaften von süßen Lösungen durch die Kombination von traditionell eingesetzt, um das Verhalten motiviert durch Drogen (intravenös operante Selbstverwaltung) zu studieren und die Schmackhaftigkeit der Geschmacksstoffe (Geschmack Reaktivität durch intraorale Infusionen) beurteilen Methoden. Zu diesem Zweck ist in sehr kurzen Isofluran-Anästhesie induziert, Ratten werden mit einem IO-Kanüle, die zur Lieferung von Testlösungen direkt in den Mund ermöglicht implantiert. Nach der Erholung von der Operation werden die Tiere in der operanten Selbstverwaltung Kammern getestet wodurch sie einen Hebel zu drücken, um IO-Infusionen von Testlösungen erhalten.
Mit der IO-Selbstverwaltung Verfahren, das wir festgestellt, dass: 1) Ratten erwerben und IO-Selbstverwaltung von verschiedenen Konzentrationen von HFCS halten, 2) Ratten passen ihre Selbstverwaltung Verhalten nach verschiedenen Konzentrationen von HFCS und 3) höher concentratio ns von HFCS erzeugen höhere reagiert auf einem PR-Zeitplan der Selbstverwaltung.
Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass IO Selbstverwaltung Verhalten wird durch die post-ingestional Folgen HFCS geregelt. In der Tat, auf einer kontinuierlichen Verstärkungsplan, Ratten nehmen weniger Infusionen, wenn die Konzentration höher ist (vgl. 25% und 50% in Abbildung 3). Weiterhin ist eine niedrige Konzentration von HFCS (8%) hält variable Selbstverwaltung auf einer kontinuierlichen Zeitplan und die PR-Test zeigt, dass 8% hat untere Verstärkungswert im Verhältnis zu 25% und 50%. Diese Verhaltensmuster spiegeln genau die, die beobachtet werden, wenn Ratten selbst verabreichen verschiedenen Dosen von Drogen 34-36. Dies ist die erste Studie, die intraorale operante Selbstverwaltung von High Fructose Corn Syrup bei Laborratten zu zeigen, und um sicherzustellen, dass die Selbstverwaltung Verhalten wird durch die Nahrungs Folgen dieser insbesondere Zucker gesteuert.
ove_content "> Bei der Verwendung von IO-Selbstverwaltung, ist es wichtig zu berücksichtigen, eine Verfahrensfrage. Wenn das Tier in die operante Kammer und seine IO-Kanüle ist mit dem Tygon-Schlauch befestigt war, gibt es die Möglichkeit der Trennung während der Sitzung nehmen . Um zu verhindern, und dieses Problem zu beheben, ist es wichtig, die Tiere häufig zu beobachten auf Dichtheit (dh überprüfen Flüssigkeitsansammlung, die offensichtlich auf der Kopfkappe). Zusätzlich ca. 50-70 mm der IO-Kanüle tritt aus der Rücken der Tiere, und folglich kann der IO-Kanüle gekaut werden, wenn die Ratten in ihrem Käfig. Um dieses Problem zu beheben, kann ein Stecker von einem 20-G-Nadel, um den fehlenden Teil des IO-Kanüle ersetzen aufgebaut werden. Im Extremfall kann die gesamte Kanüle durch Wiederholen der Operation ersetzt werden.Der IO-Selbstverwaltung Verfahren bietet eine neuartige und innovative Ansatz, um wichtige Fragen der neurobiolo Adressegische und Verhaltens Grundlage der Esssucht. Zunächst ist es klar, dass ein Faktor für Übergewicht und Fettleibigkeit ist bei übermäßigem Verzehr von Lebensmitteln, die mit Zusatzstoffen wie Süßungsmitteln verfeinert werden, um die Schmackhaftigkeit 1-4 erhöhen. Es gibt mehrere Süßungsmittel, die häufig in Lebensmitteln verwendet werden, die sich in Struktur und damit Kaloriengehalt und Geschmack 37. Die Rolle dieser Unterschiede in der Förderung von übermäßigem Verzehr kann systematisch mit IO Selbstverwaltung erkundet werden. Zweitens können die Verfügbarkeit von Sucht Lebensmittel die einzige Determinante für übermäßige Selbstverwaltung nicht sein, wie im Fall von Drogenmissbrauch muss die individuellen Unterschiede / Schwachstellen auch eine Rolle spielen, 38-39. IO-Selbstverwaltung, wegen seiner aktiven und messbaren Verhaltenskomponente, können anfällig Phänotypen zu identifizieren und damit erlauben Untersuchung der zugrunde liegenden genetischen und epigenetischen Unterschiede. Drittens kann IO Selbstverabreichung für einen längeren Zeitraum beibehalten werden, damit alloFlügel die Untersuchung der neurobiologischen Korrelaten der freiwillige Aufnahme von Sucht Lebensmittel-und ernährungsbedingte Fettleibigkeit. Viertens kann IV und IO-Selbstverwaltung Studien parallel zur gemeinsamen neurobiologischen Faktoren, die bei der Regulation der Aufnahme und der Rückfall in zwang Belohnung Sucht beteiligt sind, zu identifizieren durchgeführt werden. Endlich mal wieder wegen seiner aktiven und messbaren Verhaltenskomponente lässt sich IO Selbstverwaltung eingesetzt werden, um neue pharmakologische Ansätze zu testen, um übermäßige Verzehr von sehr schmackhaften Lebensmitteln zu reduzieren.
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Disclosures
Die Autoren, die nichts zu offenbaren.
Acknowledgments
Diese Studien wurden durch Zuschüsse aus dem Council of Canada (NSERC) Natural Sciences and Engineering Research In den FL und einer kanadischen Graduate Scholarship (CGSD) von NSERC zu AM.L. unterstützt
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 gal 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 in needles | VWR # CABD1108 | 12 needles/pack | |
| Electric razor (1/2 in wide blade) | Product can be bought at any pet supply store | ||
| Precision Glide Needles 20 G needles (1½ in) | Becton Dickinson and Company | Fisher # 14-826D | |
| Precision Glide Needles 16 G needles (1½ 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
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