Background: Compulsive overeating, also known as paroxysmal overeating, differs from other eating disorders such as bulimia or anorexia nervosa because it is not associated with compensatory behaviors. Vital psychogenic stress has been demonstrated to be a contributing factor to the development of post-traumatic stress disorders. Despite the available data on the involvement of mediator and cell signaling systems in the effects of post-traumatic stress disorders, there has been a paucity of studies investigating changes in the gene expression following vital stress. This phenomenon is particularly evident in the genes of the NTRK2/PI3K signaling pathway, which is induced by Bdnf and is a component of the neurotrophic mechanism.
Aim: To assess the effect of stress on the brain expression of Ntrk2 and Pi3k genes in response to predator presentation.
Methods: The experimental study comprised of 86 male Wistar rats, weighing between 200 and 250 g. A high-carbohydrate diet was made available to the experimental groups for one hour, in addition to the standard food granules. Male Wistar rats that exhibited compulsive overeating received a high-carbohydrate diet (a chocolate spread mix) for one hour every third day. Fifteen minutes prior to feeding, the animal was placed at a 5-cm distance from the food, with visual contact maintained throughout the experiment. After becoming food addicted, the rats were placed in a terrarium with an Indian python, where one of them was consumed by the predator. The animals that remained alive after the death of their fellow were subsequently confined within a terrarium, with a transparent partition separating them from the python.
Results: Polymerase chain reaction demonstrated the hypothalamic gene expression in the Ntrk2/Pi3k signaling pathway. The gene expression levels were elevated in the group of rats following the predator presentation. However, the Ntrk2 expression demonstrated a 1.5-fold decrease following stress exposure. However, the Ntrk2 and Pi3k expression was found to be reduced by 2.8 and 5 times, respectively, as compared to non-stressed rats that received chocolate. The Pi3k expression increased twofold in stressed rats that did not receive chocolate.
Conclusion: The findings from this study offer new insights into the synthesis of pharmacological peptides, which have the potential to address food addiction caused by psychogenic stresses during ontogenesis.
Обоснование. Расстройство компульсивного (приступообразного) переедания, в отличие от булимии или нервной анорексии, не сопровождается компенсаторным поведением. Витальные психогенные стрессы приводят к посттравматическим стрессовым расстройствам. Несмотря на имеющиеся данные об участии медиаторных систем и систем клеточного сигналинга в эффектах посттравматических стрессовых расстройств, проведено мало исследований по изменению экспрессии генов после витального стресса. В частности, это касается генов сигнального каскада NTRK2/PI3K, индуцируемого Bdnf и являющегося частью нейротрофического механизма.
Цель — исследовали влияние стресса при предъявлении хищника на экспрессию генов Ntrkr2 и Pi3k в структурах мозга.
Материалы и методы. Эксперименты проведены на 86 самцах Вистар массой 200–250 г, экспериментальные группы получали в течение 1 ч доступ к диете с высоким содержанием углеводов в дополнение к стандартному гранулированному корму. При выработке компульсивного переедания крысы самцы Вистар получали в течение 1 ч диету с высоким содержанием углеводов (смесь на основе шоколадной пасты) каждый третий день. За 15 мин до кормления животное помещали в 5-см досягаемости от пищи при визуальном контакте. После выработки пищевой зависимости крыс помещали в террариум к тигровому питону, где одно из них становилось жертвой пищевых потребностей хищника. Пережившие гибель партнера животные далее находились в террариуме за прозрачной перегородкой.
Результаты. Анализ полимеразной цепной реакции показал наличие в гипоталамусе экспрессии генов в сигнальном каскаде Ntrk2/Pi3k. Экспрессия генов при этом была выше у группы крыс после предъявления хищника. У крыс после стрессирования уровень экспрессии Ntrkr2 понижался в 1,5 раза. Ntrkr2 понижался в 2,8 раза, а уровень экспрессии Pi3k в 5 раз по сравнению с нестрессированными крысами, получавшими шоколад. Уровень экспрессии Pi3k у стрессированных крыс, не получавших шоколад, повышался в 2 раза.
Заключение. Полученные данные предполагают новые пути синтеза фармакологических средств пептидной природы для коррекции пищевой зависимости, вызванной психогенными стрессами в онтогенезе.