Int J Biol Sci. 2015; 11 (10): 1150-1159.
Публикувано онлайн 2015 Aug 1. Дой: 10.7150 / ijbs.12044
PMCID: PMC4551751
Джин Янг Ким,1 Джон-Хо Лий,1,✉ Доюн Ким,1,2 Сунг-Мин Ким,1 JaeHyung Koo,2 намлява Джеонг Уон Джанг1,✉
абстрактен
Това проучване изследва ефектите на силно вкусна храна по време на юношеството върху психо-емоционалните и нервните нарушения, причинени от ранен стрес в женски плъхове. Женските Sprague-Dawley малките бяха отделени от язовир за 3 h ежедневно през първите две седмици от раждането (MS) или оставени непроменени (NH). Половината от жените в МС получават свободен достъп до шоколадови бисквитки ad libitum храна от постнаталния ден 28. Кученцата бяха подложени на поведенчески тестове по време на млада възраст. Анализираха се плазмените кортикостеронови реакции към нивата на остър стрес, ΔFosB и нивата на невротрофичен фактор (BDNF) в мозъка. Общият калориен прием и увеличаването на телесното тегло по време на целия експериментален период не се различаваха между експерименталните групи. Достъпът до „бисквитките“ по време на юношеството и младежта подобри поведението, подобно на тревожността / депресията, чрез опит на МС. ΔFosB експресията се намалява, но BDNF се увеличава в nucleus accumbens на MS женски, и ΔFosB експресията се нормализира и BDNF допълнително се увеличава след достъп до бисквитка. Реакцията на кортикостерон при остър стрес е притъпена от опита на MS и достъпът до бисквитките не го подобрява. Резултатите показват, че достъпът на бисквитките през юношеството подобрява психо-емоционалните смущения на женските МС и ΔFosB и / или BDNF експресията в nucleus accumbens може да играе роля в нейните невронни механизми.
Въведение
Съществуват все повече доказателства, че идентичните хранителни манипулации могат да имат различни отговори между половете. На молекулно ниво е доказано, че има полово диморфни отговори на хипокампалния транскриптом между мъжки и женски плъхове, изложени на същата диета 1, На метаболитно / невроендокринно ниво, женски плъхове показват различни хипоталамусни невропептидни реакции към продължително хранене с високо съдържание на мазнини. 2 и по-висок капацитет от мъжките за компенсиране на висок липиден приток 3, Краткотрайните възрастни женски с високо съдържание на мазнини имат намалени нива на мРНК на глюкокортикоидния рецептор в хипокампуса и тяхната хипоталамо-хипофизарно-надбъбречна (HPA) ос реагира различно от мъжете на последващ стрес. 4, 5, На поведенческо ниво, краткосрочната експозиция на възрастни плъхове на мастна диета намалява тревожността и увеличава изследването при мъжете, докато при жените има обратен ефект. 6, Пубертетът е решаващ период на развитие, характеризиращ се с повишена ендокринна пластичност и промени в чувствителността към стреса 7, Проучванията показват, че диетата с високо съдържание на мазнини след отбиването може да промени активността на базалната HPA ос и ендокринните реакции към остър стрес, като повлияе както на стреса, така и на метаболичните медиатори по сексуално диморфен начин. 8, 9. По-рано открихме, че продължителната консумация на силно вкусна храна по време на юношеството увеличава поведението, подобно на тревожност и депресия при мъжки плъхове, но не и при женски плъхове.s 10, Продължителната консумация на хранене в кафенето с високо съдържание на мазнини (32% масленост) подобри поведенческите нежелани реакции както при мъжки, така и при женски плъхове, които са били подложени на подобен протокол за отделяне на майката (MS), използван в това проучване, с по-благоприятни ефекти при мъже 11, Поведенческите и невроендокринни заболявания, наблюдавани при нашите женски плъхове MS 12 изглежда, че се различават от тези при мъжки MS плъхове 13, 14.
В предишното ни проучване, продължителният достъп до силно вкусна храна, диета с умерено съдържание на мазнини (~ 21% мазнини) 6, 15, по време на юношеството и младежта са подобрили някои симптоми, свързани с тревожност и дисфункция на HPA осите при мъжки MS плъхове 14, Проучванията показват, че модулирането на функцията на оста на стреса е замесено в положителното емоционално поведение чрез силно вкусна диета. Това е; излагането на високо предпочитана диета с високо съдържание на мазнини е предложено за намаляване на чувствителността към стреса 16; индивиди, предлагани с изключително вкусна храна, имаха по-приятни емоции като удовлетворение, наслада и желание 17 и консумацията на вкусна храна намалява симпатиковите отговори след психологически и имунологични стрес 18нивата на хормоните на стреса след сдържане 19 и подобно на тревожност поведение по време на теста с повишен плюс лабиринт при плъхове 20, Въпреки това, в това проучване умерената мастна диета (~ 21% мастна тъкан) по време на юношеството и младежта не е подобрила дисфункцията на HPA ос на MS жени, въпреки че подобрява не само тревожно- но и депресивно поведение.
За да изследваме невронните механизми, лежащи в основата на психо-емоционалния ефект на достъпа до силно вкусна диета в нашите МС жени, ние изследвахме невротрофичен фактор (BDNF) и нива на ΔFosB в nucleus accumbens (NAc). NAc, базална структура на предния мозък, съставляваща мезолимбичен допаминергичен път, има роля в наградата, мотивацията и подсилването 21, Развитието на анхедония, основен симптом на голямо депресивно разстройство, се приписва на дисфункция на пътя на възнаграждение, при която NAc играе основна роля. 22, 23, NAc невроните се активират в отговор на поведенческата парадигма на поведението 24, 25и са замесени в тревожни разстройства 26, 27, Мезолимбичната допаминергична активност и стрес-индуцираната активация на NAc невроните са притъпени в нашите мъжки MS плъхове, които показват тревожно и депресивно поведение \ t 13, 28, Предполага се, че BDNF участва в хедонично хранене чрез модулиране на мезолимбичната допаминова система 29, 30и излагане на вкусна диета увеличава нивата на BDNF и ΔFosB и свързването на D1 на допаминовия рецептор в NAc 16, 31, 32.
Материали и методи
Животни
Купиха се плъхове Sprague-Dawley (Samtako Bio, Osan, Корея) и се грижеха в бариерна зона без специфични патогени с постоянен контрол на температурата (22 ± 1 ℃), влажност (55%) и 12 / 12 hr цикъл светлина / тъмнина (светва при 07: 00 AM). Налични са стандартни лабораторни храни (Purina Rodent Chow, Purina Co., Сеул, Корея) и мембранно филтрирана пречистена вода ad libitum, Животните се грижат съгласно Ръководството за експерименти с животни 2000, редактирано от Корейската академия на медицинските науки, което е в съответствие с Насоките на NIH за грижа и използване на лабораторни животни, преработен 1996. Всички опити с животни бяха одобрени от Комитета за грижа и използване на лабораторни животни в Сеулския национален университет.
Експериментален протокол
За разплод в лабораторията на животновъдния обект бяха използвани нерадоми женски и доказани селекционери, а малките бяха отглеждани по контролиран начин, за да се сведе до минимум и да се стандартизира нежеланото стимулиране на околната среда от в утробата живот. Дванадесет часа след потвърждаване на раждането [postnatal day (PND) 1], малките бяха манипулирани, както вече описахме 13, 14, 33 - 35. Всяко котило е определено или за групата по майчина раздяла (MS), или за групата, която не се обработва (NH). Малките MS бяха извадени от язовира и домашната си клетка и поставени плътно заедно в нова клетка, застлана с дървесни стърготини (бръснене на Aspen, Animal JS Bedding, Cheongyang, Корея) през 9:00 ч. - 12:00 ч. И след това върнати в дома клетка и язовир. Не е предложено допълнително лечение за поддържане на малките на топло по време на периода на разделяне. MS се извършваше ежедневно от PND 1 до 14, а след това малките бяха оставяни с язовира си необезпокоявани до отбиването на PND 22. NH групата остава необезпокоявана до отбиването, с изключение на рутинното почистване на клетката, извършвано два пъти седмично. В деня на отбиването, 2 NH и 4 MS женски малки бяха избрани на случаен принцип от всяко NH или MS постеля, съответно, и поставени 2 NH или 2 MS малки малки заедно във всяка клетка. Две жени MS, настанени заедно, получиха безплатен достъп до изключително вкусна храна (HPF) (бисквитка Oreo, Kraft Foods Global, Inc., East Hanover, NJ, USA), в допълнение към ad libitum храна от PND 28 (група MS + HPF), а останалите женски МС от 2 във всяка постеля (MS група) и NH малки (NH група) получават само стандартна храна. Формулите за хранителен състав на стандартна храна и бисквитка Oreo са показани в таблица Table1.1, Дневният прием на храна и наддаването на тегло бяха записани от PND 29. За оценката на приема на храна 24 h беше осигурено предварително измерено количество храна и бисквити, а на следващия ден, претеглено количество храна и бисквити беше претеглено и извадено от стойността, предоставена предишния ден. Специално внимание беше обърнато на разпиляването. Приемът на калории се изчислява съгласно формулите за хранителен състав на храна и бисквити. Общите количества храна, консумирана от малките във всяка клетка, се разделят на броя на малките във всяка клетка и всяка изчислена стойност се счита за n = 1. Водата беше свободно достъпна за всички експериментални групи и условията на хранене продължиха през целия експериментален период. Схемата на експерименталния протокол е представена на фигура Figure11.
Амбулаторна дейност
Женски NH, MS и MS + HPF (n = 8 от 4 различни кучила във всяка група; общо 24 кученца от различни кучила 8) бяха подложени на амбулаторния тест на PND 54. При всяко изследване плъхът се поставя в центъра на камерата за активност (43.2 cm по дължина, 42.2 cm по ширина и 30.5 cm по височина, MED Associates, VT, USA), прозрачна акрилна камера, оборудвана с две хоризонтални равнини на Инфрачервените фотоклетъчни детекторни двойки 16 са поставени x, y размер, раздалечен 2.5 cm, а неговата амбулаторна активност е наблюдавана от компютърната система за 30 min. Светлината на помещението за изпитване се поддържаше със същата интензивност с помещенията за животни при условия на дневна светлина. Амбулаторната активност се измерва като общия брой прекъсвания на лъча в хоризонталния сензор по време на всяка последователна 5 min сесия. Активността на дефекацията, теглото на фекалните боли, по време на теста за ампулиране на всеки плъх също се оценява. По-нататък беше анализирана активността на грижата; напр. предната и долната част на главата се смятаха за рострално оформяне, а тялото, краката и опашката / гениталния оформяне като опадален 36, Камерата за активност се почиства с 70% етанол след всяко използване, за да се елиминират всякакви обонятелни сигнали на предварително тествания плъх.
Повишен плюс лабиринт
Два дни след теста за амбулаторна активност (PND 56), плъховете бяха подложени на поведенческа оценка в повишен плюс лабиринт, плюс оформен акрилов лабиринт с две противоположни отворени рамена (50 cm по дължина и 10 cm по ширина) и две срещуположно затворени. ръце (50 cm дължина, 10 cm широчина и 31 cm височина), излизащи от централната платформа (10 cm x 10 cm). Цялата апаратура беше повишена 50 cm над пода. Процедурата на тестване се следва, както е описано по-горе 37, Всеки плъх се поставя в центъра на лабиринта с лице към една от отворените ръце и след това се оставя да изследва отворените или затворени ръце на лабиринта за 5 min. Беше записано времето, прекарано в различните оръжия. Четири лапи трябваше да са вътре в входната линия на всяко рамо, което сигнализира за началото на времето, прекарано в специфичната ръка, и тогава крайният час беше записан, когато всичките четири лапи бяха извън линията отново. Лабиринтът се почиства с 70% етанол след всеки тест, за да се предотвратят влияния на предварително тествания плъх.
Тест за принудително плуване
Три дни след теста с повишен плюс лабиринт (PND 59), плъховете се подлагат на тест за принудително плуване, съгласно метода, описан по-горе 38. На всеки плъх беше позволено да плува в стъклен цилиндър (54 см височина и 24 см диаметър), напълнен с вода на 40 см дълбочина (23-25 ℃) в продължение на 5 минути, а тестовите сесии бяха записани от видеокамера от страната на цилиндъра. Продължителността на неподвижността на плъховете във водата се отчита от видеокасети с помощта на хронометър. Неподвижността се определя като състояние, при което плъховете са били осъждани да извършват само движенията, необходими, за да държат главата си над повърхността на водата.
Плъховете се поставят в тестовата зала поне 2 h преди всеки тест, за да се сведе до минимум нежеланите стрес ефекти и всички поведенчески оценки се извършват между 9: 00 AM и 12: 00 PM от деня, за да се избегнат влиянията на циркадианните вариации. Поведенческото оценяване е направено със слепи наблюдатели от лечението на плъховете.
Анализ на кортикостерон в плазмата
Седмица след края на поведенческите сесии плъховете бяха поставени в ограничителна кутия за 2 часа, в която плъховете успяха да движат четирите си крайника, но не и да променят ориентацията на тялото си. Кръвта от опашката се събира при 0, 30, 60 и 120 минути времеви точки по време на периода на задържане и се центрофугира при 2,000 об / мин за 20 минути. Плазмените проби се замразяват в течен азот и се съхраняват при - 80 ° C, докато се използват за анализа. Плазмените нива на кортикостерон се определят чрез радиоимунологичен анализ 125I-маркиран комплект Coat-A-Count (Siemens, СА, САЩ). Чувствителността на анализа е 5.7ng / ml. Коефициентът на вариация за вътрешен анализ е 4-12.2%.
Western blot анализ
Плъхове, които не са наивни от поведенческите тестове (n = 6 от 3 различни котила във всяка група; общо 18 малки от 6 различни котила) бяха жертвани на PND 62 за анализ на Western blot на нивата на ΔFosB и BDNF в мозъчните региони. По време на жертвоприношението се събират ретроперитонеални мастни накладки и мозъците се отстраняват веднага след обезглавяването. Тъканни проби от nucleus accumbens (NAc) и хипокампус бързо се дисектират върху лед, замразяват се в течен азот и се съхраняват при - 80 ° C, докато се използват. Дисекцията на NAc тъкан се извършва с помощта на фино острие съгласно метода, използван в предишните ни проучвания 28, 39; въпреки това, не е възможно да се избегне евентуално включване на близкия вентро-медиален стриатум. Тъканите се хомогенизират в единичен буфер за лизис на детергент (50 mM Tris, рН 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; коктейл за инхибитор на фосфатаза 0.5%) и след това се центрофугират при 13,000 g за 20 min при 4oВ. Супернатантите, прехвърлени в нови епруветки, се измерват за съдържание на протеин, като се използва комплект за анализ на протеин (Biorad DC, Biorad, Inc., Херкулес, Калифорния), аликвотни при концентрация 80 μg / 20 μl в лизисен буфер и се съхраняват при - 80 ° C, иначе използвани същия ден. Пробите се смесват с буфер за зареждане (100 mM Tris, рН 6.8; 200 mM дитиотреитол; 4% SDS; 20% глицерол; 0.2% бромофенолово синьо) при разреждане 1: 1, варят се 5 минути, бързо се охлаждат върху лед и след това електрофоризиран върху 12% SDS-полиакриламид Трис-глицинови гелове. Протеините, прехвърлени върху нитроцелулозни мембрани (Hybond-C, Amersham, Bucks, UK), се третират с 5% обезмаслено сухо мляко в 1X Tris-буфериран физиологичен разтвор-Tween (10 mM C4H11НЕ3; 0.145 М NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) през нощта в 40В. Мембраните реагираха с поликлонални заешки анти-∆FosB (1: 1000 разреждане; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA) или анти-BDNF (1: 500 разреждане; Millipore, Temecula, CA, USA), и свързани антитела бяха открити с хемилуминесценция съгласно инструкциите на производителя (Lumi-light Western blotting substrat; Roche, Indianapolis, IN, USA) и количествено определени с помощта на система за цифров анализ на изображения (LAS-1000, Fuji film, Tokyo, Japan). Дигитализираните стойности на всяка проба се нормализират до контрола на натоварването β-актин и след това всички стойности се преобразуват в относителни стойности в средната стойност на NH групата.
Статистически анализ
Данните са анализирани по едно- или двустранно [данни за кортикостерон; лечение (обработка или храна, нива 2 всеки) X време (нива 4)] анализ на дисперсията (ANOVA) и предварително планирани сравнения между групите бяха извършени от ретроспективни PLSD тест на Fisher, когато е необходимо, като се използва софтуер StatView (Abacus, Berkeley, CA, USA). Данните за телесно тегло и прием на храна бяха допълнително анализирани чрез повтарящи се мерки ANOVA, последвани от корекция на Bonferroni за P корекция на стойността. Нивото на значимост бе определено на P <0.05 и всички стойности бяха представени като средни стойности ± SEM
Резултати
Прием на храна и увеличаване на телесното тегло
Изглежда, че женските от MS са по-леки от възрастовите съвпадения на женските животни до достигане на PND 39 и разликата в теглото не се наблюдава след това (фиг. (Figure2A) .2А). Статистически значими разлики (P<0.05) между NH и MS жени са наблюдавани по време на PND 32 - 39, с изключение на PND 36 и 37. Достъпът до вкус на храна намалява разликата в теглото от опита на MS, а статистическата значимост между NH и MS + HPF изчезва след PND 36. Повтаря се мерки ANOVA разкри, че наддаването на телесно тегло с течение на времето е различно между МС и МС + HPF [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], но не между NH и MS. Ежедневният прием на храна от жени от женски пол не се различаваше от женските, съответстващи на възрастта (фиг (Figure2B) .2Б). Достъпът до бисквитки потиска ежедневния прием на чау от жени с МС, но дневният прием на калории обикновено се увеличава чрез достъпа до бисквитки без статистическа значимост. Анализът на приема на калории с многократни мерки ANOVA не разкрива никакви ефекти от разделянето на майката и състоянието на храната. Общият прием на калории през целия експериментален период (PND 28 - 62) не се различава между експерименталните групи (Фигура (Figure2C) .2° С). Около 40% от общата калория, консумирана от женски MS + HPF, произхожда от бисквитките (3259.921 ± 211.657 kcal от храна, 2184.641 ± 186.077 kcal от бисквитки). Ретроперитонеалната мастна тъкан на женски MS на PND 62 не се различава от възрастово съвпадащите НХ женски животни и се увеличава с достъп до бисквитки без статистическа значимост (P= 0.0833, MS срещу MS + HPF) (Фигура (Figure22Д).
Поведенчески оценки
Амбулаторните дейности на жените от NH, MS и MS + HPF бяха измерени в компютъризирана камера за активност на PND 54. Амбулаторният брой на жените с MS през първата (0 - 15 минути) и по-късната сесия (15 - 30 минути) беше значително намален в сравнение с NH женски; обаче значително намаление (P<0.05) спрямо NH се наблюдава само по време на по-късната сесия в група MS + HPF (Фигура (Figure3A) .3А). Общото изминато разстояние по време на първата сесия на 15 min беше значително намалено в MS (P<0.05), но не и в MS + HPF, в сравнение с NH (Фигура (Figure3B) .3B). Поведението на оковите и активността на дефекацията се оценяват по време на теста за амбулаторна активност (Фигура (Figure3C3C & D). Опитът на МС значително е увеличил ростралното поддържане (P<0.05, NH срещу MS), докато достъпът до бисквитките го намали (P<0.05, MS срещу MS + HPF) (Фигура (Figure3C) .3° С). Активността на дефекацията на женските МС има тенденция да се увеличава спрямо NH без статистическа значимост и достъпът до бисквитките значително го намалява (P<0.05, MS срещу MS + HPF) (Фигура (Figure33Д).
За да се оцени по-нататък подобно на тревожност поведение, плъховете се подлагат на тест с повишен плюс лабиринт 2 дни след теста за амбулаторна активност (PND 56). Времето, прекарано в отворените ръце, е било значително намалено при жените в МС (P <0.05), но не в MS + HPF, в сравнение с NH (Фигура (Figure4A) .4А). Процентното отваряне с отворени ръце не се различаваше между експерименталните групи (Фиг (Figure4B) .4B). За да се оценят депресивните поведения, плъховете се подлагат на тест за принудително плуване 3 дни след повишения плюс лабиринтен тест (PND 59). Продължителността на неприкосновеността по време на 5 мин. На тест за принудително плуване е значително повишена при жените в МС (P <0.05) в сравнение с NH и оценката за неподвижност на жените с MS + HPF не се различава от NH (Фигура (Figure44C).
Плазмени нива на кортикостерон
Една седмица след теста за плуване, плъховете получават стрес за сдържане и кръвта на опашката се събира в 0, 30, 60 и 120 min времеви точки по време на 2 h на сеанса на задържане и се използва за анализ на плазмения кортикостерон (Фигура 1). (Figure5) .5). Базалните нива на кортикостерон (0 времева точка) не се различават между групите; въпреки това, предизвиканото от стреса повишение на нивото на кортикостерон е по-ниско при жените от МС, отколкото в NH в 30 и 60 min времеви точки след началото на стреса (P<0.05, NH срещу MS във всяка времева точка). Плазмените нива на кортикостерон на MS + HPF не се различават от NH на 30 минути след началото на стреса, но са по-ниски от NH на 60 минути време (P <0.05; 394.29 ± 38.35 ng / ml в NH срещу 247.48 ± 24.57 ng / ml в MS + HPF). Анализът на стрес-индуцираните нива на кортикостерон с двупосочна ANOVA разкрива основните ефекти от разделянето на майките [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] и време [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] и няма ефект от състоянието на храната. Не са открити значителни взаимодействия между отделянето от майката и времето или между състоянието на храната и времето.
ΔFosB и BDNF Western blots
Нивата ΔFosB и BDNF в NAc са изследвани с Western blot анализ (Фигура (Figure6) .6). ΔFosB е значително намален, но BDNF е увеличен в NAc на MS женски (P <0.05) в сравнение с NH (Фигура (Figure6A6A & B). Нивото ΔFosB в NAc на жени от МС се нормализира чрез достъп до бисквитки; т.е. няма разлика между NH и MS + HPF и нивото на BDNF беше допълнително увеличено (P <0.05, MS срещу MS + HPF). Нивата на BDNF в хипокампуса на жени от МС са значително намалени спрямо NH (P <0.05) и не е възстановен чрез достъп до бисквитки (Фигура (Figure66C).
Дискусия
Вкусният достъп до храна подобри психо-емоционалното поведение на жените в МС
В това изследване, поведенческите оценки представляват тревожност и депресия, като амбулаторна активност, рострална грижа и дефекация по време на тест за активност; оставане на отворени ръце по време на повишен плюс лабиринт; неподвижност по време на тест за принудително плуване, бяха подобрени в MS жени с свободен достъп до Oreo бисквитки по време на юношеството и младостта. Отговорът на кортикостерон към остър стрес е притъпен при жени от МС, както се съобщава при МС мъже 14, Притъпеният отговор на кортикостерон изглежда е следствие от опита с MS; т.е. опит от повтарящ се стрес, тъй като отговорите на HPA на острата стресова реакция изглеждат притъпени след преживявания на хроничен многократен стрес 40, 41, Проучванията показват, че излагането на високо предпочитана диета с високо съдържание на мазнини може да промени активността на базалната HPA ос и ендокринните отговори на острия стрес 9, подобряване на отговора на стреса 17, 19 и намаляване на тревожно-подобно поведение 18, 20, Също така, свободен достъп до бисквитките Oreo (~ 21% съдържание на мазнини; умерено мазнини диета) по време на юношеството и младежта нормализираха затъмнената функция на HPA ос и подобри тревожно-подобно поведение при мъжки MS плъхове 14, Тоест, вероятно е, че достъпът на юношите до бисквитката може да подобри затъмнената функция на HPA ос чрез опит на MS, повтарящ се стрес в ранния живот и да подобри поведенческите неприятности. Обаче, в това проучване, достъпът до бисквитката по време на юношеството и младежта не е подобрил активността на HPA оста, отговаряща на острия стрес в женски MS плъхове. Предполага се, че анксиолитичните и / или антидепресантните ефикасности на юношеския достъп до бисквити в женски MS плъхове може да не са свързани с функцията на HPA ос, макар че е при мъжки MS плъхове. Мъжки и женски плъхове се различават по множество невроендокринни и поведенчески параметри, а уязвимостта към стреса зависи от пола 42, 43, Предишно проучване съобщава, че 7-дневен протокол за умерено мазнини води до мъжко-селективно преувеличено освобождаване на кортикостерон след остър стрес \ t 6.
Вкусен достъп на храна и невронна функция в NAc на женски плъхове
Настоящото проучване показва, че експресията на ΔFosB е намалена и BDNF се увеличава в NAc на женски плъхове чрез MS опит. Докладвано е, че или психологичният, или метаболитният стрес увеличава експресията на ΔFosB в NAc 44-46, Проучванията показват, че транскрипционният фактор ΔFosB е свързан с BDNF експресията в NAc невроните 32, 47-49, Взети заедно, се предполага, че пониженото ΔFosB и повишената експресия на BDNF в NAc може да бъде дългосрочно следствие от стреса на МС в ранния живот, възможно е да се модулира невронната функция на NAc. Предполага се, че функцията NAc на невроните се модулира чрез поведенческа парадигма на стрес 24, 25 и неговата дисфункция е замесена в депресия и тревожни разстройства 22, 23, 26, 27, Наистина, повишеното BDNF сигнализиране в NAc е докладвано в индуцирани от стрес модели на депресия 50-52и депресивните ефекти, предизвикани от стрес, са притъпени при мишки с прекомерна експресия на ΔFosB в стриатум 53, По този начин, вероятно е депресивно-и / или подобно на тревожност поведение на женски MS плъхове да са свързани с намален ΔFosB и повишена BDNF експресия в NAc.
В това проучване достъпът на бисквитките през юношеския период повишава ΔFosB и BDNF изразите при женски MS плъхове. Този резултат съвпада с предишни доклади, показващи, че излагането на вкусна диета води до повишени нива на ΔFosB в NAc. 31и че диетата с високо съдържание на мазнини увеличава нивата на BDNF в NAc на ΔFosB свръх-експресиращи мишки 32, Като се има предвид предишния доклад, показващ, че повишената експресия на ΔFosB в стриатума упражнява устойчивост на депресивни ефекти, предизвикани от стрес 53е направено заключението, че увеличаването на ΔFosB в NAc на нашите МС жени с достъп до бисквитки; т.е. нормализирано до своето базално ниво, може да е допринесло за антидепресантната и / или анксиолитичната ефикасност на достъпа на бисквитката за юноши. Въпреки това, не е ясно дали повишеното ниво на BDNF в NAc на MS жени с достъп до бисквитки е свързано с неговите антидепресантни и анксиолитични ефекти, тъй като повишеното BDNF сигнализиране в NAc е съобщено най-вече в депресивните модели. 50-52, но рядко в антидепресантните модели. Допълнителни проучвания са обосновани.
Ефекти на MS и HPF върху нивата на хипокампалния BDNF
Наблюдавано е намалено ниво на BDNF в хипокампуса при мъжки и женски плъхове, които са били подложени на подобен MS протокол, използван в това проучване. 54, 55, В същото време нивото на BDNF се понижава в хипокампуса на нашите женски MS плъхове по отношение на NH контролите в това изследване. Хипокампалната неврогенеза е замесена в симптоми на тревожност и депресия 56, 57Известно е, че хипокампусът е включен в регулирането на обратната връзка на активността на HPA оста. Припомняйки, че активността на НРА е притъпена в нашите МС женски, вероятно е, че понижените нива на BDNF в хипокампуса могат да бъдат включени в тревожни и / или депресивни разстройства чрез MS опит, вероятно във връзка с затъмнената активност на HPA оста. Връзката между нивото на хипокампалния BDNF и активността на HPA осите в нашите женски МС беше допълнително подкрепена от факта, че достъпът на бисквитки не е подобрил и двете от тях в това проучване. Предишно проучване показа, че продължителната консумация на мазнини с високо съдържание на мазнини (32% мазнини) увеличава експресията на BDNF в хипокампуса на мъжки MS плъхове, подложени на подобен MS протокол, използван в това проучване. 58, Ефектът от достъпа на бисквитки през юношеството (~ 21% мазнини) върху нивата на хипокампалния BDNF на мъжки MS плъхове в момента се изследва.
Поведенчески ефекти от съдържанието на мазнини / захар в бисквитката Oreo
В това проучване свободният достъп до бисквитките Oreo подобри психо-емоционалните неприятности при женските плъхове със стресиращо преживяване. Oreo cookie е шоколадова бисквитка, не само с високо съдържание на мазнини, но и с високо съдържание на захар, както е показано в таблица Table1.1, В проучването при хора консумацията на шоколад намалява негативното настроение в сравнение с питейната вода, докато при неутрални и позитивни настроения не са открити никакви ефекти 59, А ефектът от подобряването на настроението на шоколада зависи от вкуса на шоколада (млечен шоколад срещу обикновен шоколад), което предполага, че яденето на сладка вкусна храна подобрява експериментално индуцираното негативно състояние на настроението. Съобщава се, че при депресирани животни с хроничен лек стрес се увеличава жажда със захароза, а апетитивното желание за млечен шоколад се увеличава специално при пациенти с депресивно настроение. 60, Свободният избор на захароза и / или свинска мас като допълнение към всички храни модулира реакциите на оста на стрес при остър стрес 61, Също така, краткотрайното излагане на диета с умерено съдържание на мазнини (20% царевично масло; сходно съдържание на мазнини с бисквитки Oreo) предизвиква невроендокринни и поведенчески промени по сексуално диморфен начин 4-6, Взети заедно, заключението е, че съдържанието на захар и мазнини в бисквитките Oreo може да е допринесло за подобряване на невронните и поведенчески неблагополучия при жените в МС. Допълнителни проучвания са оправдани, за да се провери дали същото количество мазнини или захар като Oreo бисквита би довело до подобно подобрение на МС, наблюдавано в това проучване.
И накрая, ретроперитонеалното депо на мазнини има тенденция да се увеличава при МС жени с достъп до бисквитки в това изследване. В допълнение към модулационния си ефект върху функцията на оста на стреса, вкусният достъп до храни значително увеличава нивата на циркулиращия лептин и инсулин с повишено депо на мазнини 15, 61, Предполага се, че и лептинът и инсулинът упражняват регулаторна функция в мезо-лимбичната система за възнаграждение, и по-специално инсулиновата повишена експресия на допаминови транспортери в коремната област 62, 63, Както е описано по-горе, мезо-лимбичната система за възнаграждение е силно замесена в психо-емоционалните разстройства във връзка с функцията на оста на стреса. 22-27, По този начин, предполагаема модулация, ако има такава, в мезо-лимбичната система за възнаграждение чрез повишен лептин и / или инсулин с увеличено депо на мазнини се предполага, че играе роля в повишаването на настроението чрез вкусен достъп до храна. Действително, продължителната консумация на диета с високо съдържание на мазнини (съдържание на мазнини 32%) намалява подобно на тревожност поведение и повишава плазмените нива на лептин и инсулин с подчертано увеличено депо на мазнини при женски плъхове, които са били подложени на подобен MS протокол, използван в това проучване. 11, Въпреки това, все още не е ясно дали подобренията в поведението, наблюдавани в нашите МС жени с достъп до бисквитки (умерено дебела диета с ~ 21% съдържание на мазнини) са свързани с увеличеното депо на мазнини, тъй като увеличаването на ретроперитонеалното депо от мазнини чрез достъп до бисквитки не е достигнала статистическа значимост и освен това в настоящото проучване не е измерено нито циркулиращият лептин, нито инсулин.
В заключение, дисфункции в оста HPA, NAc неврони и хипокампа се оказаха въвлечени в психо-емоционалните неблагоприятни ситуации на млади плъхове от женски пол чрез опит за отделяне на майката през първите две седмици от раждането. Свободният достъп до силно вкусна храна, диета с умерено съдържание на мазнини, по време на юношеството и младежта подобрява поведението, подобно на тревожността и депресията при жените в МС, без това да повлияе на увеличаването на телесното тегло, а функционалната модулация в нейните неврони може да играе роля в нейните невронни механизми.
Благодарности
Авторите благодарят на д-р SB Yoo за помощ със статистическия анализ и д-р JY Lee с експериментални техники. Това проучване е подкрепено от грантове от Националната изследователска фондация (2013R1A1A3A04-006580) и чрез Центъра за изследване на оромаксилофациалната дисфункция за възрастни хора в Сеулския национален университет (2014050477), финансиран от правителството на Корея (Министерство на науката, ИКТ и бъдещото планиране).
Препратки