Influence of high-calorie diet on level of selected endocannabinoids in the brain structures of female rats

Jedną z przyczyn powszechnie występującej otyłości jest nadmierna konsumpcja, która dotyczy głównie wysoko przetworzonych, bogatych w cukry proste i tłuszcze produktów. Nadmiar dostarczanych tłuszczy lub cukrów prowadzi do zmian adaptacyjnych w tkance nerwowej ważnych struktur mózgu. Układ endokannabinoidowy jest jednym z systemów regulujących pobieranie pokarmu, stąd zmiany w jego elementach mogą skutkować ograniczoną kontrolą nad głodem i prowadzić do przyrostu masy ciała.Praca miała na celu zbadanie wpływu diety wysokocukrowej i wysokotłuszczowej na poziom anandamidu i 2-arachidonyloglicerolu w głównych strukturach mózgu m.in związanych z układem nagrody: jądrze półleżącym, hipokampie, podwzgórzu, prążkowiu i korze przedczołowej, wyizolowanych z mózgu samic szczura rasy Wistar. 9-tygodniowy eksperyment obejmował grupę kontrolną otrzymującą dietę standardową oraz dwie grupy badane, karmione odpowiednio dietą wysokocukrową lub wysokotłuszczową. W trzecim tygodniu badania zwierzęta zostały poddane rozmnażaniu, czego wynikiem była 3-tygodniowa ciąża. Poziom EC został zmierzony z wykorzystaniem metody LC-MS po zakończeniu okresu karmienia młodych. Otrzymane wyniki wykazały zmiany w układzie endokannabinoidowym w badanych strukturach pod wpływem diety wysokoenergetycznej. Wzrost stężenia endokannabinoidów w jądrze półleżącym, prążkowiu, korze przedczołowej oraz hipokampie badanych szczurów po stosowaniu diety zmodyfikowanej może świadczyć o wpływie łatwo przyswajalnych cukrów lub tłuszczów na udział w nie-homeostatycznej regulacji zachowań żywieniowych. Największy przyrost wartości jest widoczny w przypadku diety wysokocukrowej, stąd wniosek o szczególnie dużym potencjale nagradzającym pożywienia bogatego w węglowodany. Pobudzanie struktur układu nagrody za pośrednictwem układu endokannabinoidowego przez wysokoenergetyczne pożywienie może prowadzić do przejadania się i rozwoju otyłości, stąd jego składowe mogą stanowić ważny punkt uchwytu w walce z nadmierną masą ciała.

Overconsumption of highly processed, rich in monosaccharides and fats food, is one of the reasons of commonly occurring obesity. The high-fat and high sugar diets leads to adaptive changes in important brain structures. Endocannabinoid system is one of the regulating systems in food uptake, hence these modifications may result in limited control over hunger and lead to weight gain.The aim of the study was to define influence of high-sugar and high-fat diet on the anandamide and 2-arachidonoyglycerol levels in hypothalamus, and also in structures connected to reward system: nucleus, hippocampus, striatum and prefrontal cortex, isolated from female Wistar rats brains after 9 weeks of experiment. The control group was fed with standard diet, and two of study groups were receiving high-fat and high-sugar diet respectively. Animals were subject to reproduction which resulted with three weeks lasting pregnancy. The level of endocannabinoids was measured using the LC-MS method after the period of feeding the offspring.The results of the study showed changes in examined structures. Endocannabinoids level in nucleus accumbens, striatum, prefrontal cortex and hippocampus was increased, which indicates influence that rich in monosaccharides and fats food have on non-homeostatic regulation of nutritional behaviors. The most significant changes apply to high-sugar diet suggest particularly relevant rewarding potential regarding to carbohydrates. The stimulation of reward system structures by the endocannabinoid system in related to high-energy diet, can cause overeating and leads to obesity, hence, there is a prospect of receiving fine weapon against excessive body weight, by using this connection.