Tác động của dung dịch sucrose đến giá trị tiêu thụ ở chuột

• Tác giả: Adam Celejewski
• Người hướng dẫn: Rudy Eikelboom
• Trường học: Wilfrid Laurier University
• Chuyên ngành: Psychology
• Đề tài: Tác động của việc tiếp cận dung dịch sucrose đến giá trị tiêu thụ ở chuột
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Waterloo

• Abstract
• 1. CHƯƠNG 1: Intermittent and Continuous Sweet Solutions Access
• 1.1. Intermittent Access to Fluids and Foods
• 1.2. Monday, Wednesday and Friday Access
• 1.3. Daily 12 h Sugar Solution Access
• 1.4. Measuring Sugar Solution Intake
• 1.4.1. Intake by Volume or Calories Consumed
• 1.4.2. Intake by Preference
• 1.4.3. Short Term Intake Tests
• 1.4.4. Non-Nutritive Sweeteners
• 1.5. Measuring the Value of Food and Drink
• 1.5.1. The Problem with Consumption or Response/Reinforcement Rate Value Measures
• 1.5.2. Choice as a Measure of Reward
• 1.5.3. Choice as a Measure of E(3, 4)D/ED Access-Induced Value Differences
• 2. CHƯƠNG 2: Progressive Ratio Measure of Reward Value
• 2.1. Progressive Ratio as a Measure of E(3, 4)D/ED Access-Induced Value Differences
• 3. CHƯƠNG 3: Microstructure of Sucrose Solution Intake
• 3.1. Organization of the Microstructure of Drinking
• 3.2. What is an Optimal Episode Pause Criterion?
• 3.3. Lick Microstructure Over Shorter Recording Sessions, 60 Min or Less
• 3.4. Lick Microstructure Over Longer Recording Sessions, 24 h or More
• 3.5. Microstructure Sucrose Solution Intake Under E4D/ED Access Conditions
• 3.6. Summary and Dissertation Direction
• 4. CHƯƠNG 4: General Procedures and Materials
• 4.1. Solution Intake By Weight
• 4.2. Half-maximal Standard Solution Intake
• 4.3. Combined Standard and Alternate Solution Intake by Weight
• 4.4. Preference for the Standard by Weight
• 4.5. Solution Intake by Calories
• 4.6. Combined Alternate and Standard Solution Intake by Calories
• 4.7. Preference for Standard Solution Calories
• 4.8. Access-Induced Intake Differences
• 4.9. Access-Induced Choice Difference
• 5. CHƯƠNG 5: Experiment 2: Choice II
• 5.1. Combined Standard and Alternate Solution Intake by Weight
• 5.2. Preference for Standard Solution by Weight
• 5.3. Solution Intake by Calories
• 5.4. Combined Standard and Alternate Solution Intake by Calories
• 5.5. Preference for the Standard Solution by Calories
• 5.6. Experimental Parameter Considerations for Experiments 1 and 2
• 6. CHƯƠNG 6: Experiment 3: Progressive Ratio
• 6.1. Phase II: E3D/ED Home-cage 4% Sucrose Solution Access
• 6.2. Phase III: PR Test
• 6.3. Phase IV: E2D Home-cage 4% Sucrose Solution Access
• 6.4. Phase I: PR Baseline
• 7. CHƯƠNG 7: Experiment 4: Lick Microstructure I
• 7.1. Solution Intake, Licks and Microstructure
• 7.2. Initial Lick Rate
• 7.3. EPC Duration and Episode Size and Number
• 7.4. Distribution of Licking Over 24 h
• 7.5. Episode as Proportion of Total Licks
• 7.6. Water Versus Sucrose Intake and Intake Microstructure (Days 7, 8, 9, & 10)
• 7.7. Fluid Intake and Licks
• 7.8. Correlation Between Licks and Consumption
• 7.9. Water and Sucrose Solution Episodes
• 7.10. Sucrose Intake and Intake Microstructure with E4D/ED Access (Days 9, 10, 26 & 30)
• 7.11. Sucrose Solution Intake and Licks
• 7.12. Correlation Between Licks and Consumption
• 8. CHƯƠNG 8: Experiment 5: Lick Microstructure II
• 8.1. Licking and Feeding Recordings
• 8.2. Baseline and Habituation
• 8.3. Food Calories and Sucrose Solution Consumed
• 8.4. Licks, Initial Lick Rate, and Episodes of Licking
• 8.5. EPC Duration and Episode Size and Number
• 8.6. Food Calories
• 8.7. Baseline Food Kilocalories (Day 7, 8, 13, 14)
• 8.8. Food Calories: Chamber/Home-cage Access I
• 8.9. Food Calories: Home-cage Access
• 8.10. Food Calories: Chamber/Home-cage Access II
• 8.11. Food Calories: Summary
• 8.12. Fluid Intake, Licks and Intake Microstructure
• 8.13. Distribution of Licking Over 24 h
• 8.14. Episodes as a Proportion of Total Licks
• 8.15. Water Versus Sucrose Intake and Intake Microstructure (Days 13 & 22)
• 8.16. Correlation Between Water Licks and Consumption
• 8.17. Water and Sucrose Episodes
• 8.18. Sucrose Intake and Intake Microstructure with E4D/ED Access
• 8.19. Solution Intake: Chamber/Home-cage Access I
• 8.20. Solution Intake: Home-cage Access
• 8.21. Solution Intake: Chamber/Home-cage Access II
• 8.22. Correlation Between Sucrose Solution Licks and Consumption
• Table of Figures

I. Tổng Quan Ảnh hưởng của Dung Dịch Sucrose tới Chuột

Bài viết này đi sâu vào nghiên cứu về tác động của việc tiếp cận dung dịch sucrose đối với giá trị tiêu thụ ở chuột. Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng chuột không bị tước đoạt có lượng tiêu thụ sucrose 4% tăng lên trong thời gian tiếp cận 24 giờ nếu nó được cung cấp 3 hoặc 4 ngày một lần (E3D hoặc E4D) so với hàng ngày (ED). Sự khác biệt về lượng tiêu thụ này có thể duy trì, ngay cả khi tất cả chuột được chuyển sang lịch trình tiếp cận chung. Câu hỏi đặt ra là liệu những thay đổi về giá trị tiêu thụ có đi kèm với những thay đổi về lượng tiêu thụ do tiếp cận hay không. Các phương pháp khác nhau đã được áp dụng để kiểm tra những thay đổi về giá trị do tiếp cận gây ra, tập trung vào việc hiểu cách hệ thần kinh trung ương xử lý phần thưởng từ sucrose.

1.1. Mối liên hệ giữa thói quen ăn uống và tiêu thụ sucrose

Nghiên cứu tập trung vào cách tần suất tiếp cận dung dịch sucrose ảnh hưởng đến hành vi tiêu thụ ở chuột. Đặc biệt, bài viết khám phá liệu việc tiếp cận không liên tục (dung dịch sucrose) (E3D hoặc E4D) có dẫn đến sự gia tăng giá trị tiêu thụ so với việc tiếp cận hàng ngày (ED) hay không. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một loạt các thí nghiệm để đánh giá sự khác biệt trong sở thích, nỗ lực và sự thèm muốn sucrose giữa các nhóm chuột khác nhau.

1.2. Vai trò của vùng não liên quan đến phần thưởng và dopamine

Tiêu thụ sucrose kích hoạt hệ thần kinh trung ương, đặc biệt là các vùng não liên quan đến phần thưởng như ventral tegmental area (VTA) và nucleus accumbens (NAc). Dopamine, một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng, đóng vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh hành vi tìm kiếm phần thưởng liên quan đến thức ăn ngon như sucrose. Nghiên cứu xem xét cách các kiểu tiếp cận sucrose khác nhau có thể ảnh hưởng đến giải phóng dopamine và hoạt động của các mạch phần thưởng này, có khả năng dẫn đến những thay đổi về giá trị tiêu thụ.

II. Thách thức Nghiện Đường và ảnh hưởng đến Sức Khỏe Chuột

Một trong những thách thức chính liên quan đến việc tiếp cận dung dịch sucrose là khả năng dẫn đến nghiện đường, béo phì, và tiểu đường ở chuột. Việc tiêu thụ quá nhiều sucrose có thể gây ra những thay đổi trong chuyển hóa năng lượng, dẫn đến tăng cân và các vấn đề sức khỏe liên quan khác. Nghiên cứu này nhằm mục đích làm sáng tỏ các cơ chế cơ bản gây ra những tác động tiêu cực này và xác định các chiến lược tiềm năng để giảm thiểu chúng.

2.1. Tác động của sucrose đến chuyển hóa năng lượng ở chuột

Việc tiêu thụ quá nhiều sucrose có thể dẫn đến rối loạn chuyển hóa năng lượng, gây ra tình trạng kháng insulin, tăng đường huyết và tăng tích tụ chất béo. Nghiên cứu kiểm tra cách các kiểu tiếp cận sucrose khác nhau có thể ảnh hưởng đến các thông số trao đổi chất quan trọng, chẳng hạn như mức insulin, đường huyết và lipid máu, để hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa lượng sucrose và sức khỏe trao đổi chất.

2.2. Mối liên hệ giữa tiêu thụ sucrose và béo phì ở mô hình chuột

Mô hình chuột cung cấp một công cụ quý giá để nghiên cứu mối liên hệ giữa tiêu thụ sucrose và béo phì. Nghiên cứu điều tra cách các kiểu tiếp cận sucrose khác nhau có thể ảnh hưởng đến trọng lượng cơ thể, thành phần cơ thể và sự tích tụ mỡ ở chuột. Các nhà nghiên cứu cũng xem xét tác động của sucrose đối với việc biểu hiện gen liên quan đến adipogenesis (hình thành tế bào mỡ) và lipogenesis (tổng hợp chất béo) để hiểu rõ hơn về các cơ chế phân tử cơ bản gây ra béo phì do sucrose.

III. Phương Pháp Phân tích Hành vi Tiêu Thụ Sucrose ở Chuột

Nghiên cứu sử dụng nhiều phương pháp để phân tích hành vi tiêu thụ sucrose ở chuột, bao gồm các bài kiểm tra lựa chọn, thủ tục tỷ lệ lũy tiến và phân tích vi cấu trúc liếm. Các bài kiểm tra lựa chọn được sử dụng để đánh giá sở thích của chuột đối với các nồng độ khác nhau của dung dịch sucrose. Thủ tục tỷ lệ lũy tiến đo lường hiệu quả củng cố của sucrose. Phân tích vi cấu trúc liếm cung cấp thông tin chi tiết về các mô hình liếm của chuột khi chúng tiêu thụ sucrose.

3.1. Cách sử dụng mô hình chuột để nghiên cứu sở thích vị giác

Mô hình chuột cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát chặt chẽ các yếu tố môi trường và di truyền, giúp họ cô lập và nghiên cứu các tác động cụ thể của sucrose đối với hành vi. Các bài kiểm tra sở thích vị giác, chẳng hạn như bài kiểm tra hai chai, được sử dụng để xác định xem chuột thích dung dịch sucrose hơn nước hoặc các chất tạo ngọt khác hay không. Những bài kiểm tra này cung cấp những hiểu biết có giá trị về khả năng đáp ứng bẩm sinh và học được đối với sucrose.

3.2. Phân tích vi cấu trúc liếm thời gian tiếp xúc và số lượng tiêu thụ

Phân tích vi cấu trúc liếm là một kỹ thuật tinh vi cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra chi tiết các mô hình liếm của chuột khi chúng tiêu thụ dung dịch sucrose. Bằng cách đo các thông số như tốc độ liếm, thời gian giữa các lần liếm và kích thước cụm liếm, các nhà nghiên cứu có thể suy ra những thay đổi về khả năng ngon miệng, động lực và giá trị phần thưởng liên quan đến sucrose. Phương pháp này đặc biệt hữu ích để đánh giá tác động của các kiểu tiếp cận sucrose khác nhau đối với các khía cạnh vi mô của hành vi tiêu thụ.

IV. Kết quả Tiếp cận Sucrose ảnh hưởng Giá trị Tiêu Thụ thế nào

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc tiếp cận không liên tục với dung dịch sucrose (E3D hoặc E4D) dẫn đến sự gia tăng giá trị tiêu thụ ở chuột so với việc tiếp cận hàng ngày (ED). Điều này được chứng minh bằng sự gia tăng sở thích đối với sucrose trong các bài kiểm tra lựa chọn và các mô hình liếm thay đổi cho thấy sucrose trở nên ngon miệng hơn. Các kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét tác động của việc tiếp cận đối với giá trị trong các nghiên cứu về hành vi thèm ăn.

4.1. So sánh tiêu thụ sucrose giữa các nhóm chuột khác nhau

Nghiên cứu so sánh lượng tiêu thụ sucrose giữa các nhóm chuột khác nhau được tiếp cận sucrose theo các lịch trình khác nhau (E3D, E4D, ED). Kết quả cho thấy rằng chuột được tiếp cận không liên tục có xu hướng tiêu thụ nhiều sucrose hơn trong các giai đoạn tiếp cận so với chuột được tiếp cận hàng ngày. Sự khác biệt này có thể là do sự tăng cường giá trị phần thưởng của sucrose khi việc tiếp cận bị hạn chế.

4.2. Ảnh hưởng lâu dài của tiếp cận sucrose không liên tục đến giá trị tiêu thụ

Nghiên cứu cũng điều tra các ảnh hưởng lâu dài của việc tiếp cận sucrose không liên tục đến giá trị tiêu thụ. Kết quả cho thấy rằng ngay cả sau khi chuyển tất cả chuột sang lịch trình tiếp cận chung, những con chuột trước đây được tiếp cận không liên tục vẫn thể hiện sở thích cao hơn đối với sucrose. Điều này cho thấy rằng việc tiếp cận không liên tục có thể gây ra những thay đổi lâu dài trong hệ thống khen thưởng hệ thần kinh trung ương, dẫn đến việc tăng cường sự thèm muốn sucrose kéo dài.

V. Ứng dụng Nghiên cứu Sucrose để Cải thiện Dinh Dưỡng

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng đối với việc cải thiện dinh dưỡng và giải quyết các vấn đề liên quan đến việc tiêu thụ quá nhiều đường. Bằng cách hiểu cách việc tiếp cận sucrose ảnh hưởng đến giá trị tiêu thụ, có thể phát triển các chiến lược để giảm sự thèm muốn đường và thúc đẩy thói quen ăn uống lành mạnh hơn. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét môi trường dinh dưỡng hoàn chỉnh của chuột, bao gồm cả lượng thức ăn và chất lỏng, trong các nghiên cứu về hành vi thèm ăn.

5.1. So sánh với các chất tạo ngọt khác trong việc điều chỉnh giá trị tiêu thụ

Nghiên cứu so sánh tác động của sucrose với các chất tạo ngọt khác, chẳng hạn như chất tạo ngọt nhân tạo hoặc đường tự nhiên khác, đối với giá trị tiêu thụ và hành vi tiêu thụ ở chuột. Kết quả có thể giúp xác định xem một số chất tạo ngọt nhất định có nhiều khả năng dẫn đến thói quen ăn uống không lành mạnh hoặc nghiện đường hơn những chất khác hay không.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong việc giảm nghiện đường và béo phì

Những phát hiện từ nghiên cứu này có thể cung cấp thông tin cho sự phát triển của các can thiệp nhằm mục đích giảm nghiện đường và béo phì. Bằng cách hiểu các cơ chế thần kinh và hành vi mà qua đó việc tiếp cận sucrose ảnh hưởng đến giá trị tiêu thụ, các nhà nghiên cứu có thể thiết kế các chiến lược để chống lại sự thèm muốn đường, thúc đẩy thói quen ăn uống lành mạnh hơn và cải thiện kết quả trao đổi chất.

VI. Kết luận Tác động lâu dài và hướng nghiên cứu Sucrose

Nghiên cứu kết luận rằng việc tiếp cận dung dịch sucrose có ảnh hưởng đáng kể đến giá trị tiêu thụ ở chuột. Tiếp cận không liên tục dẫn đến tăng sở thích và sự thèm muốn đối với sucrose. Những kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét tác động của việc tiếp cận đối với giá trị trong các nghiên cứu về hành vi thèm ăn. Hướng nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định các cơ chế thần kinh cơ bản của những tác động này và phát triển các chiến lược để giảm thiểu những tác động tiêu cực của việc tiêu thụ quá nhiều đường.

6.1. Tổng kết những thay đổi về khả năng ngon miệng sau tiếp cận

Các thí nghiệm vi cấu trúc liếm cung cấp bằng chứng cho thấy sự thay đổi trong khả năng ngon miệng của dung dịch sucrose sau khi tiếp cận không liên tục. Chuột thể hiện tốc độ liếm ban đầu cao hơn và các mô hình liếm khác cho thấy sự gia tăng giá trị phần thưởng của sucrose. Những kết quả này cho thấy rằng việc tiếp cận không liên tục có thể tăng cường trải nghiệm vị giác của sucrose, khiến nó trở nên hấp dẫn hơn và dẫn đến tăng tiêu thụ.

6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu về tác động lên chức năng nhận thức

Nghiên cứu sâu hơn có thể điều tra tác động lên chức năng nhận thức của việc tiếp cận sucrose. Một số nghiên cứu cho thấy rằng việc tiêu thụ quá nhiều đường có thể làm suy giảm học tập, trí nhớ và các quá trình nhận thức khác. Các nghiên cứu trong tương lai có thể khám phá liệu các kiểu tiếp cận sucrose khác nhau có tác động khác nhau đến chức năng nhận thức hay không và xác định các cơ chế tiềm năng nằm sau những tác động này.