Body composition modulates the effect of a high-fat diet on the learned eating behaviour in male rats

• Main Author: Rubinfeld, Alissa
• Other Authors: Louise Thibault (Internal/Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2014
• Subjects: Health Sciences - Nutrition
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=121405

Meal pattern and eating behaviour in animals and humans are learned over time and involve both innate/biological and environmental factors. It has been shown that animals can learn to anticipate certain outcomes following a behaviour (instrumental conditioning), i.e. anticipatory hunger/satiety. First reported by Jacques le Magnen in 1957, rats learn to eat a smaller amount of food that is followed by a short period of food deprivation than of a food followed specifically by a long fast. High-fat diet (HFD) and obesity directly affect the hippocampus and hence learning and memory processes. Mechanisms are elusive, but key mechanisms proposed are those involving insulin resistance, glucose intolerance and impaired neuronal plasticity. Other crucial factors involved in the relationship between HFD and learning are hormones such as ghrelin and leptin, which both have roles in food intake and energy homeostasis but also in mechanisms of learning and memory because of their ability to cross the blood brain barrier. Anticipatory eating is a hunger-reinforced instrumental behavior that is attenuated by the ingestion of HFD as a maintenance diet. The purpose of the present work was to investigate the results of an experiment investigating the effect of high-fat maintenance diet on food intake, learning of anticipatory eating, and body weight and composition in adult male rats. Thirty Sprague Dawley rats were randomly assigned to either a high-fat maintenance diet or Purina chow and were subjected to an anticipatory learning experimental paradigm for 10 cycles of 2 days including one deprivation period (8 h). HFD rats were grouped based on body weight and fat gain. Results indicated that pre-training and post-training, total body fat and abdominal fat did not differ in high body-weight gainers and low weight gainers, but were significantly greater compared to controls. Because weight gain did not correlate with fat gain, HFD rats were grouped into high weight/high fat gainers, high weight/low fat gainers, low weight/high fat gainers, and low weight/low fat gainers. Learning of anticipatory eating was evident in all rats as but the proportion of first peaks in the earlier cycles was greater in the group maintained on the HFD as a whole, indicating greater speed of learning. However, within the HFD group, those who gained the most amount of fat (g) showed slower learning. Significant diet and cycle effects indicated numerical evidence of reward, with highest reliability in the low-weight, low-fat gainer group. This indicates that a specific type of body composition developed through HFD may influence certain learning processes. The idea that cognitive processes contribute to the control of food intake in rats is also present in human eating behaviour. Anticipatory eating reflects a capacity for managing hunger: that is, humans may learn subconsciously to eat more food before a period of hunger before the conventional time to eat. Impairments in this capacity may contribute to the development of obesity, as an issue primarily of the mental mechanisms organizing eating behaviour. === Les modèles de repas et de comportement alimentaire chez les animaux et les humains sont appris au fil du temps et impliquent des facteurs environnementaux et biologiques/innés. On a montré que les animaux peuvent apprendre à anticiper certains résultats suite à un comportement (conditionnement instrumental), telle la faim/satiété anticipée. Signalé pour la première fois en 1957 par Jacques le Magnen, des rats apprennent à manger une petite quantité de nourriture suivie d'une courte période de privation de nourriture plutôt que d'un aliment suivi d'un long jeûne. Un régime riche en gras (RRG) et l'obésité influent directement l'hippocampe et donc l'apprentissage et les processus de mémoire. Les mécanismes sont insaisissables, mais les principaux mécanismes proposés comprennent l'insulino-résistance, l'intolérance au glucose et la plasticité neuronale réduite. D'autres facteurs essentiels dans le lien entre le RRG et l'apprentissage sont les hormones telles que la ghréline et la leptine, qui jouent un rôle dans l'ingestion alimentaire et l'homéostasie énergétique et aussi dans les mécanismes d'apprentissage et la mémoire compte tenu de leur capacité à traverser la barrière hémato-encéphalique. L'ingestion anticipatoire est un comportement instrumental renforcé par la faim qui est atténué par l'ingestion d'un régime de maintien RRG.. Le but de ce travail était d'analyser les résultats d'une expérience sur les effets d'un régime alimentaire de maintien RRG sur la prise alimentaire, l'apprentissage de l'ingestion alimentaire anticipatoire et le poids et la composition corporelle de rats mâles adultes. Trente rats Sprague Dawley ont été assignés au hasard à un régime de maintien RRG ou au Purina chow et ont été soumis à un modèle expérimental de l'apprentissage anticipée pendant 10 cycles de 2 jours, y compris une période de privation de nourriture (8 h). Les rats nourris avec le RRG on été groupés selon leur gain de poids et de gras corporel. Chez les animaux qui ont gagné beaucoup ou peu de poids corporel, le gras corporal total ainsi que le gras abdominal avant et après l'entraînement de l'apprentissage anticipé n'étaient pas différents; cependant le gain de gras corporel total et le gras abdominal étaient significativement plus élevés que chez les animaux témoins. Comme le gain de poids n'était pas corrélé avec le gain de gras corporel, les animaux nourris avec le RRG ont été subdivisés en quatre sous-catégories comprenant ceux qui : avaient gagné beaucoup de poids mais peu de gras corporel, avaient gagné beaucoup de poids et de gras corporel, ainsi que les rats qui avaient gagné peu de poids mais beaucoup de gras corporel et ceux qui avaient gagné peu de poids et peu de gras corporel. L'apprentissage de l'ingestion anticipatoire a été observé chez tous les animaux, mais la proportion des premiers pics d'ingestion au cours des premiers cycles d'entraînement était plus élevée chez les rats nourris avec le RRG, indiquant un apprentissage plus rapide. Cependant, chez les animaux nourris avec le RRG, ceux qui avaient gagné le plus de gras corporel (g) avaient un apprentissage plus lent. Les effets significatifs du régime alimentaire et du cycle indiquaient une évidence de récompense, avec un effet plus robuste chez les animaux qui avaient gagné le moins de poids et de gras corporel. Cela indique qu'un type spécifique de composition corporelle développé par RRG peut influencer certains processus d'apprentissage. L'idée que les processus cognitifs contribuent au contrôle de la prise alimentaire chez le rat est aussi importante chez l'homme. L'ingestion alimentaire anticipatoire reflète une capacité de gestion de la faim : autrement dit, les humains peuvent apprendre inconsciemment à manger plus de nourriture avant une période de faim, précédant l'heure conventionnelle à manger. Une déficience de cette capacité pourrait contribuer au développement de l'obésité, relevant de mécanismes mentaux organisant le comportement alimentaire.