Blagotvorni efekti visoko ukusne hrane na poremećaje u ponašanju i neuronske probleme izazvane ranim stresnim iskustvom u ženskim pacovima (2015)

Jin Young Kim,¹ Jong-Ho Lee,^1,✉ Doyun Kim,^1,2 Sung-Min Kim,¹ JaeHyung Koo,² i Jeong Won Jahng^1,✉

Informacije o autoru ► Napomene o članku ► Informacije o autorskim pravima i licenci ►

Ova studija je ispitivala efekte vrlo ukusne hrane tokom adolescencije na psiho-emocionalne i neuronske poremećaje uzrokovane ranim stresnim iskustvom kod ženki pacova. Ženke Sprague-Dawley su odvojene od brane za 3 h dnevno tokom prve dvije sedmice rođenja (MS) ili ostavljene neometane (NH). Polovica MS žena je dobila besplatan pristup kolačićima čokolade ad libitum chow iz postnatalnog dana 28. Mladunci su bili podvrgnuti testovima ponašanja tokom mladosti. Analiziran je odgovor kortikosterona u plazmi na akutni stres, ΔFosB i nivo neurotrofnog faktora (BDNF) iz mozga u regionima mozga. Ukupni unos kalorija i povećanje telesne težine tokom čitavog eksperimentalnog perioda nisu se razlikovali u eksperimentalnim grupama. Pristup kolačićima tokom adolescencije i mladih poboljšao je ponašanje slično anksioznosti / depresiji pomoću MS iskustva. Ekspresija ΔFosB je smanjena, ali je BDNF povećan u nukleusu akumbensa MS ženki, a ekspresija ΔFosB je normalizirana i BDNF je dodatno povećan nakon pristupa kolačićima. Kortikosteronski odgovor na akutni stres bio je otupljen iskustvom MS-a i pristup kolačićima ga nije poboljšao. Rezultati ukazuju na to da pristup kolačićima tokom adolescencije poboljšava psiho-emocionalne poremećaje MS ženki, a ekspresija ΔFosB i / ili BDNF u nucleus accumbens može igrati ulogu u njenim neuralnim mehanizmima.

Životinje

Kupljeni su Sprague-Dawley štakori (Samtako Bio, Osan, Koreja), i zbrinuti se u barijeri bez specifičnih patogena sa stalnom kontrolom temperature (22 ± 1 ℃), vlažnosti (55%) i 12 / 12 hr ciklus svetlo / tamno (uključeno svetlo u 07: 00 AM). Dostupna je standardna laboratorijska hrana (Purina Rodent Chow, Purina Co., Seoul, Koreja) i filtrirana pročišćena voda ad libitum. Životinje su zbrinute u skladu sa Smjernicama za pokuse na životinjama, 2000, koje je uredila Korejska akademija medicinskih znanosti, što je u skladu sa NIH Smjernicama za njegu i upotrebu laboratorijskih životinja, revidirani 1996. Sve pokuse na životinjama odobrio je Odbor za brigu i upotrebu laboratorijskih životinja na Nacionalnom univerzitetu u Seulu.

Eksperimentalni protokol

Nelikopati ženke i dokazani mužjaci za uzgoj su korišteni za uzgoj u laboratoriji objekta za životinje, a mladunci su uzgajani na kontroliran način kako bi se minimiziralo i standardiziralo neželjeno stimuliranje okoliša iz u maternici život. Dvanaest sati nakon potvrđivanja porođaja [postnatalni dan (PND) 1], štenadi su manipulirani kao što smo ranije opisali ^{13, 14, 33 - 35}. Svako leglo bilo je dodijeljeno ili grupi za majčino odvajanje (MS) ili grupi za rukovanje (NH). Mladunci MS-a uklonjeni su iz brane i kućnog kaveza i tijesno smješteni u novi kavez prekriven drvnim sjeckama (brijanje Aspen, Animal JS Bedding, Cheongyang, Koreja) tokom 9:00 h - 12:00 h, a zatim su se vratili svojoj kući kavez i brana. Nije ponuđen nikakav dodatni tretman kako bi mladunci bili topli tokom perioda razdvajanja. MS se izvodio svakodnevno od PND 1 do 14, a zatim su mladunci bili neometani do brade do odbića od PND 22. NH grupa je ostala neometana do odbića, osim za rutinsko čišćenje kaveza koje se izvodi dva puta tjedno. Na dan odbića nasumično su odabrana 2 NH i 4 MS ženska mladunca iz svakog NH ili MS legla, te su smještena 2 NH ili 2 MS mladunca zajedno u svaki kavez. Dvije ženske MS mladunci smještene zajedno dobile su besplatan pristup izuzetno ukusnoj hrani (HPF) (Oreo cookie, Kraft Foods Global, Inc., East Hanover, NJ, USA). ad libitum chow iz PND 28 (MS + HPF grupa), a ostatak 2 ženki MS pups u svakom leglu (MS grupa) i NH pups (NH grupa) dobile su samo standardnu ​​hranu. Formula sastava hranjivih sastojaka standardne čorbe i Oreo kolačića prikazana je u tabeli Table1.1. Dnevni unos hrane i povećanje težine zabilježeni su iz PND 29. Za procjenu unosa hrane 24 h, obezbijeđena je unaprijed izmjerena količina chow-a i kolačića, a sljedećeg dana je izvagana i oduzeta lijeva količina chow-a i kolačića od vrijednosti koja je dana prethodnog dana. Posebna pažnja posvećena je prolijevanju. Unos kalorija izračunat je prema formulacijama hranjivih sastojaka za hleb i keks. Ukupna količina hrane koju su štenadi konzumirali u svakom kavezu podijeljena je s brojem štenaca u svakom kavezu, a svaka izračunata vrijednost smatrana je n = 1. Voda je bila slobodno dostupna svim eksperimentalnim grupama, a uslovi hrane su nastavljeni tokom cijelog eksperimentalnog perioda. Shematski dijagram eksperimentalnog protokola dat je na slici Figure11.

 

Slika 1

Eksperimentalni protokol.

 

Tabela 1

Sadržaj hranjivih sastojaka (%) u standardnoj hrani za pečenje i Oreo

Ambulantna aktivnost

Ženke NH, MS i MS + HPF (n = 8 iz 4 različitih legala u svakoj grupi; ukupno 24 štenaca iz različitih legala 8) su bile podvrgnute ambulantnom testu na PND 54. Na svakom ispitivanju, pacov je smješten u središte komore za aktivnost (dužina 43.2 cm, širina 42.2 cm i visina 30.5 cm, MED Associates, VT, USA), prozirna akrilna komora opremljena s dvije horizontalne ravnine 16 infracrveni fotocelični detektorski parovi x, y dimenzija, razmaknuta 2.5 cm, i njena ambulantna aktivnost praćena je kompjuterizovanim sistemom za 30 min. Svetlosno stanje prostorije za testiranje održavano je na istom intenzitetu sa sobama za životinje pod uslovima dnevnog osvetljenja. Ambulantna aktivnost je mjerena kao ukupan broj prekida u snopu vodoravnog senzora tijekom svake uzastopne 5 min sesije. Takođe je zabeležena aktivnost defekacije, težina fekalnih bolija, tokom testa ambulacije svakog pacova. Dalje je analizirana aktivnost njege; tj. foreaw i head grooming se smatralo kao rostralno dotjerivanje, a tijelo, noge i rep / genitalni grooming kao kaudalni grooming ³⁶. Komora za aktivnost je očišćena sa 70% etanolom nakon svake upotrebe kako bi se uklonili svi mirisni znaci prethodno testiranog pacova.

Povišen Plus labirint

Dva dana nakon testa ambulantne aktivnosti (PND 56), štakori su bili podvrgnuti procjeni ponašanja u povišenom plus labirintu, plus akrilnim labirintom s dvije suprotne otvorene ruke (50 cm u duljinu i 10 cm u širinu) i dva nasuprot zatvorena ruke (50 cm u dužinu, 10 cm u širinu i 31 cm u visinu), koje se pružaju iz centralne platforme (10 cm x 10 cm). Cijeli aparat je bio podignut 50 cm iznad poda. Postupak ispitivanja je slijedio kako je prethodno opisano ³⁷. Svaki pacov je stavljen u centar labirinta okrenut prema jednom od otvorenih ruku, a zatim je ostavljen da istraži otvorene ili zatvorene krakove labirinta za 5 min. Zabilježeno je vrijeme provedeno u različitim oružjima. Četiri šape su morale biti unutar ulazne linije na svakoj ruci, što je signaliziralo početak vremena provedenog u određenoj ruci, a zatim je završno vrijeme zabilježeno kada su sve četiri šape bile izvan linije ponovo. Labirint je nakon svakog testa očišćen 70% etanolom kako bi se spriječili utjecaji prethodno testiranog štakora.

Test prisilnog plivanja

Tri dana nakon povišenog plus labirint testa (PND 59), pacovi su podvrgnuti testu prinudnog plivanja, prema prethodno opisanoj metodi. ³⁸. Svakom je pacovu dozvoljeno da pliva u staklenom cilindru (visine 54 cm i promjera 24 cm) napunjenog vodom u dubini od 40 cm (23-25 ​​℃) tokom 5 minuta, a test sesije snimljene su video kamerom iz bočna strana cilindra. Trajanje nepokretnosti pacova u vodi zabilježeno je na videokasetama pomoću štoperice. Nepokretnost je definirana kao stanje u kojem se procjenjuje da pacovi čine samo pokrete potrebne da bi glavu držali iznad površine vode.

Štakori su smješteni u prostoriju za testiranje najmanje 2 h prije svakog testa kako bi se smanjili neželjeni efekti stresa, a sve bihevioralne procjene su provedene između 9: 00 AM i 12: 00 PM dana kako bi se izbjegli utjecaji cirkadijanskih varijacija. Bihevioralno ocenjivanje je urađeno sa posmatračkom slepim tretmanom pacova.

Test plazma kortikosterona

Tjedan dana nakon završetka bihevioralnih sesija, pacovi su stavljeni u sigurnosnu kutiju na 2 sata, u kojoj su pacovi mogli pomicati svoja četiri udova, ali ne i mijenjati orijentaciju tijela. Krv iz repa sakupljana je na vremenskim tačkama od 0, 30, 60 i 120 minuta tokom perioda vezivanja i centrifugirana na 2,000 o / min tokom 20 minuta. Uzorci plazme su zamrznuti u tečnom azotu i čuvani na - 80 ° C dok se ne koriste za ispitivanje. Nivoi kortikosterona u plazmi određeni su radioimunološkim testom ¹²⁵I-označena Coat-A-Count kit (Siemens, CA, USA). Osetljivost testa je bila 5.7ng / ml. Koeficijent varijacije unutar testa je bio 4-12.2%.

Western blot analiza

Pacovi koji su naivni iz testova ponašanja (n = 6 iz 3 različita legla u svakoj grupi; ukupno 18 mladunaca iz 6 različitih legla) žrtvovani su na PND 62 za Western blot analizu nivoa ΔFosB i BDNF u regijama mozga. Retroperitonealni jastučići masti sakupljani su u trenutku žrtvovanja i mozak je odstranjen odmah nakon odrubljivanja glave. Uzorci tkiva nucleus accumbens (NAc) i hipokampa brzo su secirani na ledu, smrznuti u tečnom azotu i čuvani na - 80 ° C do upotrebe. Disekcija tkiva NAc izvedena je finom oštricom prema metodi korištenoj u našim prethodnim studijama ^{28, 39}; međutim, moguće uključivanje obližnjeg ventro-medijalnog striatuma ne može se izbjeći. Tkiva su homogenizovana u jednom puferu za lizu detergenta (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; koktel 0.5% inhibitora fosfataze i X-NUMX) i zatim centrifugiran na 13,000 g za 20 min na 4^oC. Supernatanti prebačeni u nove epruvete izmjereni su za sadržaj proteina pomoću kompleta za analizu proteina (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA), alikvotirani u koncentraciji od 80 μg / 20 μl u puferu za lizu i čuvani na - 80 ° C, inače korišćena istog dana. Uzorci su pomešani sa puferom za punjenje (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM ditiotreitol; 4% SDS; 20% glicerol; 0.2% bromofenol plavo) u razblaženju 1: 1, kuvano 5 minuta, brzo ohlađeno na ledu, a zatim elektroforazirano na 12% SDS-poliakrilamidnim Tris-glicin gelovima. Proteini preneseni na nitrocelulozne membrane (Hybond-C, Amersham, Bucks, UK) tretirani su sa 5% nemasnog suvog mlijeka u 1X Tris puferirane fiziološke otopine (10 mM C).₄H₁₁NE₃; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) preko noći u 4⁰C. Membrane su reagirale s poliklonalnim zečjim anti-∆FosB (razrjeđenje 1: 1000; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, SAD) ili anti-BDNF (razrjeđenje 1: 500; Millipore, Temecula, CA, USA) i vezana antitijela otkrivena su hemiluminescencijom prema uputama proizvođača (Lumi-light Western blot supstrat; Roche, Indianapolis, IN, SAD) i kvantificirana pomoću sistema za digitalnu analizu slike (LAS-1000, Fuji film, Tokio, Japan). Digitalizirane vrijednosti svakog uzorka normalizirane su na kontrolu učitavanja β-aktina, a zatim su sve vrijednosti pretvorene u relativne vrijednosti u prosječnu vrijednost NH grupe.

Statistička analiza

Podaci su analizirani na jedan ili dva načina [podaci o kortikosteronu; tretman (rukovanje ili stanje hrane, svaka 2 razina) X vrijeme (4 razine)] analiza varijance (ANOVA), a unaprijed planirana poređenja između grupa izvršena je post hoc Fisher-ov PLSD test po potrebi, koristeći softver StatView (Abacus, Berkeley, CA, SAD). Podaci o tjelesnoj težini i unosu hrane dalje su analizirani ponovljenim mjerama ANOVA, nakon čega je slijedila Bonferroni korekcija za P podešavanje vrednosti. Nivo značaja je određen P <0.05, a sve vrijednosti su predstavljene kao srednje vrijednosti ± SEM

Unos hrane i povećanje telesne težine

Čini se da su MS ženke lakše od NH ženki koje odgovaraju starosti, dok se PND 39 i težina razlika nije primijetila nakon toga (Figure2A) .2A). Statistički značajne razlike (P<0.05) između NH i MS ženki zabilježeno je tijekom PND 32 - 39, osim na PND 36 i 37. Prilagodljiv pristup hrani smanjio je razliku u težini prema iskustvu MS-a, a statistička značajnost između NH i MS + HPF nestala je nakon PND 36. Ponovljeno mjere ANOVA otkrile su da se prirast tjelesne težine tokom vremena razlikuje od MS do MS + HPF [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], ali ne i između NH i MS. Dnevni unos krava u MS ženama nije se razlikovao od starosnih NH ženki (Slika (Figure2B) .2B). Pristup kolačićima potiskivao je svakodnevni unos chow-a ženama MS-a, ali dnevni unos kalorija obično se povećavao pristupom kolačića bez statističkih značajnosti. Analiza unosa kalorija ponovljenim mjerama ANOVA nije otkrila efekte odvojenosti majke i stanja hrane. Ukupni unos kalorija tijekom cijelog eksperimentalnog razdoblja (PND 28 - 62) nije se razlikovao među eksperimentalnim skupinama (slika (Figure2C) .2C). Oko 40% ukupne kalorije potrošene od MS + HPF ženki potječe od kolačića (3259.921 ± 211.657 kcal od chow, 2184.641 ± 186.077 kcal od kolačića). Retroperitonealna masna podloga MS ženki na PND 62 se nije razlikovala od NH ženki koje su odgovarale starenju, te se povećavala sa pristupom kolačićima bez statističke značajnosti (P= 0.0833, MS vs. MS + HPF) (Slika (Figure22D).

 

Slika 2

Povećanje telesne težine (A), dnevni unos hrane i kalorija (B), ukupni unos kalorija (C) i težina retroperitonealne masne podloge (D). NH; neobrađeno hranjeno samo sa hranom, MS; razdvajanje majke hranjeno samo sa hranom, MS + HPF; razdvajanje majki koje se hrani hranom ...

Procjene ponašanja

Ambulantne aktivnosti žena NH, MS i MS + HPF izmjerene su u računarskoj komori aktivnosti na PND 54. Broj ambulantnih brojeva žena MS tokom prve (0 - 15 min) i kasnije sesije (15 - 30 min) značajno je smanjen u poređenju sa sa NH ženkama; međutim, značajno smanjenje (P<0.05) u odnosu na NH uočeno je samo tokom kasnije sesije u MS + HPF grupi (slika (Figure3A) .3A). Ukupna pređena razdaljina tokom prvog 15 min sesije je značajno smanjena u MS (P<0.05), ali ne u MS + HPF, u odnosu na NH (slika (Figure3B) .3B). Ponašanje u vezi sa grudnjakom i aktivnost defekacije su ocenjivani tokom testa ambulantne aktivnosti (Slika (Figure3C3C & D). MS iskustvo je značajno povećalo rostralnu njegu (P<0.05, NH u odnosu na MS) dok ga je pristup kolačićima smanjio (P<0.05, MS nasuprot MS + HPF) (slika (Figure3C) .3C). Defekaciona aktivnost MS ženki je bila povećana u odnosu na NH bez statističke značajnosti, a pristup kolačićima ga je značajno smanjio (P<0.05, MS nasuprot MS + HPF) (slika (Figure33D).

 

Slika 3

Test ambulantne aktivnosti obavljen na PND 54. Ambulantni broj bodova je postignut uzastopno na svakoj 5 min sesiji. Ocenjivano je ponašanje u ponašanju i aktivnost defekacije tokom 30 min testa ambulantne aktivnosti. Ukupno ambulantno brojanje (A) i putovanje ...

Kako bi se dalje procjenjivalo ponašanje slično anksioznosti, štakori su bili podvrgnuti povišenom testu labirinta 2 dana nakon testa ambulantne aktivnosti (PND 56). Vrijeme provedeno u otvorenim rukama značajno je smanjeno u MS ženki (P <0.05), ali ne u MS + HPF, u poređenju sa NH (slika (Figure4A) .4A). Postotak otvorenih ruku nije se razlikovao među eksperimentalnim grupama (Slika (Figure4B) .4B). Za procenu ponašanja sličnog depresiji, pacovi su podvrgnuti testu prinudnog plivanja 3 dana nakon povišenog plus labirint testa (PND 59). Trajanje nepokretnosti tokom 5 min. Sesije testa prinudnog plivanja bilo je značajno povećano kod MS žena (P <0.05) u usporedbi s NH, a ocjena nepokretnosti MS + HPF ženki nije se razlikovala od NH (slika (Figure44C)

 

Slika 4

Vrijeme provedeno u i na ulazu u otvorene ruke tijekom povišenog plus labirint testa (A, B) i nepokretnosti tijekom testa prisilnog plivanja (C). Štakori su bili podvrgnuti povišenom plus labirint testu na PND 56 i testu prisilnog plivanja na PND 59. NH; ne rukuje se samo hranom, ...

Nivoi kortikosterona u plazmi

Nedelju dana nakon testa za plivanje, pacovi su primili stres vezanog za sputavanje, a krv u repu je sakupljana u 0, 30, 60 i 120 min vremenskim tačkama tokom 2 h sesije vezivanja, i korišćena je za test plazma kortikosterona (slika (Figure5) .5). Bazalni nivoi kortikosterona (0 vremenska točka) nisu se razlikovali među grupama; međutim, povećanje stresa izazvano stresom kortikosterona bilo je niže u MS ženki nego u NH u 30 i 60 min vremenskim točkama nakon početka stresa (P<0.05, NH protiv MS u svakoj vremenskoj tački). Nivoi kortikosterona u plazmi MS + HPF nisu se razlikovali od NH u 30 minuta nakon početka stresa, ali su bili niži od NH u 60 minuta vremenske točke (P <0.05; 394.29 ± 38.35 ng / ml u NH u odnosu na 247.48 ± 24.57 ng / ml u MS + HPF). Analiza nivoa kortikosterona izazvanog stresom sa dvosmjernom ANOVA-om otkrila je glavne efekte odvajanja majke [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] i vrijeme [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] i nema utjecaja na stanje hrane. Nisu pronađene značajne interakcije između razdvajanja majke i vremena ili između stanja hrane i vremena.

 

Slika 5

Nivoi kortikosterona u plazmi tokom sesije 2 h. Štakori su podvrgnuti stresu nakon tjedan dana oporavka od testa prisilnog plivanja. Stanje hranjenja se nastavilo tokom perioda oporavka. Pacovi su stavljeni u kutiju za zadržavanje ...

ΔFosB i BDNF western blots

Nivoi ΔFosB i BDNF u NAc ispitani su pomoću Western blot analize (Slika (Figure6) .6). ΔFosB je značajno smanjen, ali je BDNF povećan u NAc MS žena (P <0.05) u poređenju sa NH (slika (Figure6A6A i B). Razina ΔFosB u NAc žena MS je normalizirana pristupom kolačićima; tj. bez razlike između NH i MS + HPF, a nivo BDNF je dodatno povećan (P <0.05, MS nasuprot MS + HPF). Razine BDNF u hipokampusu MS žena su bile znatno smanjene u odnosu na NH (P <0.05) i nije vraćen pristupom kolačićima (slika (Figure66C)

 

Slika 6

Western blot analiza ΔFosB i BDNF nivoa u NAc (A, B) i BDNF nivou u hipokampusu (C). Pacovi koji su naivni iz testova ponašanja žrtvovani su na PND 62 da bi prikupili uzorke tkiva za Western blot analizu. NH; ...

Prekrasan pristup hrani poboljšao je psiho-emocionalno ponašanje MS žena

U ovoj studiji, rezultati ponašanja koji predstavljaju anksioznost i depresiju, kao što su ambulantna aktivnost, rostralna nega i aktivnost defekacije tokom testa aktivnosti; boravak otvorenih ruku tokom povišenog plus labirint testa; nepokretnost tokom testa prinudnog plivanja, poboljšana je kod MS žena sa slobodnim pristupom Oreo kolačićima tokom adolescencije i mladosti. Kortikosteronski odgovor na akutni stres bio je zatupljen u MS ženki, kako je prijavljeno kod MS muškaraca ¹⁴. Čini se da je otupljeni odgovor kortikosterona posljedica iskustva MS-a; tj. iskustvo ponovljenog stresa, budući da se reakcije na HPA osi na izazov akutnog stresa činilo zatupljenim nakon iskustva hroničnog ponovljenog stresa ^{40, 41}. Studije su pokazale da izloženost visoko preporučenoj ishrani sa visokim sadržajem masti može modificirati bazalnu aktivnost HPA osi i endokrini odgovor na akutni stres ⁹, poboljšanje odgovora na stres ^{17, 19} i smanjenje ponašanja nalik anksioznosti ^{18, 20}. Takođe, besplatan pristup Oreo kolačićima (~ 21% sadržaja masti; umerena mast ishrana) tokom adolescencije i mladosti normalizovala je funkciju oslabljene HPA osovine i poboljšala ponašanje slično anksioznosti kod muških MS štakora ¹⁴. To jest, verovatno je da pristup adolescentskim kolačićima može da poboljša funkciju oslabljene HPA osovine pomoću MS iskustva, ponovljenog stresa u ranom životnom dobu, i da ublaži poremećaje u ponašanju. Međutim, u ovoj studiji, pristup kolačićima tokom adolescencije i mladosti nije poboljšao aktivnost HPA osi koja odgovara na akutni stres kod ženskih MS pacova. Predlaže se da anksiolitički i / ili antidepresivni efekti adolescentskog pristupa kolačićima u ženskih MS pacova ne moraju biti povezani sa funkcijom HPA osi, iako je to kod muških MS pacova. Muški i ženski štakori razlikuju se po brojnim neuroendokrinim i ponašajnim parametrima, a osjetljivost na stres ovisi o spolu ^{42, 43}. Prethodna studija je izvijestila da 7-dnevni protutijelo umjerenih masnih naslaga dovodi do muškog selektivnog prekomjernog oslobađanja kortikosterona nakon akutnog stresa ⁶.

Ukusan pristup hrane i neuronska funkcija u NAc ženki pacova

Ova studija je pokazala da je ekspresija ΔFosB smanjena, a BDNF povećan u NAc ženki štakora s MS iskustvom. Prijavljeno je da ili psihološki ili metabolički stres povećava ekspresiju ΔFosB u NAc ^44-46. Istraživanja su pokazala da je transkripcijski faktor ΔFosB povezan sa ekspresijom BDNF u NAc neuronima ^{32, 47-49}. Uzeto zajedno, predlaže se da smanjenje ΔFosB i povećana ekspresija BDNF u NAc može biti dugoročna posljedica MS stresa u ranom životu, moguće moduliranje neuronske funkcije NAc. Predloženo je da se neuronska funkcija NAc modulira pomoću paradigme ponašajnog stresa ^{24, 25} i njegova disfunkcija je uključena u depresiju i anksiozne poremećaje ^{22, 23, 26, 27}. Zaista, povećana BDNF signalizacija u NAc-u je prijavljena u modelima depresije izazvanim stresom ^50-52, i depresivni efekti izazvani stresom su otupljeni kod miševa koji prekomjerno eksprimiraju ΔFosB u striatumu ⁵³. Prema tome, verovatno je da bi ponašanje depresije i / ili anksioznosti kod ženskih MS pacova moglo biti povezano sa smanjenjem ΔFosB i povećanom ekspresijom BDNF u NAc.

U ovoj studiji, pristup kolačićima tokom adolescentskog perioda povećao je ΔFosB i BDNF izražaj kod ženskih MS pacova. Ovaj rezultat se slaže sa prethodnim izvještajima koji pokazuju da izloženost ukusnoj ishrani rezultira povećanim nivoima ΔFosB u NAc ³¹i da ishrana sa visokim sadržajem masti povećava nivo BDNF u NAc miševa koji prekomjerno eksprimiraju ΔFosB ³². S obzirom na prethodni izvještaj koji otkriva da povećana ekspresija ΔFosB u striatumu pokazuje otpornost na depresivne efekte izazvane stresom ⁵³, zaključeno je da je povećan ΔFosB u NAc-u naših MS žena sa pristupom kolačićima; tj. normalizovani na bazalni nivo, mogli su doprineti antidepresivnoj i / ili anksiolitičkoj efikasnosti pristupa kolačićima adolescencije. Međutim, nije jasno da li je povećan nivo BDNF-a u NAc-u MS žena s pristupom kolačićima impliciran u njegovim antidepresivnim i anksiolitičkim efektima, jer je povećana BDNF signalizacija u NAc-u bila prijavljena uglavnom u depresivnim modelima. ^50-52, ali rijetko u antidepresivnim modelima. Daljnje studije su opravdane.

Uticaj MS i HPF na nivoe BDNF hipokampa

Smanjen nivo BDNF-a u hipokampusu je prijavljen i kod muških i ženskih štakora koji su bili podvrgnuti sličnom MS protokolu koji se koristi u ovoj studiji. ^{54, 55}. Istovremeno, nivo BDNF je smanjen u hipokampusu naših ženki MS pacova u odnosu na NH kontrole u ovoj studiji. Hipokampalna neurogeneza je uključena u simptome anksioznosti i depresije ^{56, 57}i poznato je da je hipokampus uključen u povratnu regulaciju aktivnosti HPA osi. Podsjećajući da je HPA aktivnost otupljena u našim ženkama u MS-u, vjerovatno je da smanjene razine BDNF-a u hipokampusu mogu biti uključene u anksiozne i / ili depresivne poremećaje pomoću MS iskustva, možda u odnosu na otpuštenu aktivnost HPA osi. Odnos između nivoa BDNF hipokampa i aktivnosti HPA osa u našim ženama u MS-u dodatno je potkrijepljen činjenicom da pristup kolačićima nije poboljšao oboje u ovoj studiji. Prethodna studija je pokazala da produžena konzumacija ishrane sa visokim udjelom masti (32% masti) povećava ekspresiju BDNF u hipokampusu mužjaka MS štakora podvrgnutih sličnom MS protokolu koji je korišten u ovoj studiji. ⁵⁸. Efekat pristupa kolačića tokom adolescencije (~ 21% masti) na nivoe BDNF hipokampusa muških MS pacova je trenutno pod istragom.

Bihevioralni efekti sadržaja masti / šećera u Oreo keksu

U ovoj studiji, slobodan pristup Oreo kolačićima poboljšao je psiho-emocionalne nedaće kod ženki štakora sa ranim stresnim iskustvom. Oreo kolačić je čokoladni kolačić, ne samo visok u masnoći, već i visok šećer, kao što je prikazano u tabeli Table1.1. U ljudskoj studiji, konzumiranje čokolade smanjilo je negativno raspoloženje u odnosu na vodu za piće, dok nije bilo efekata na neutralna i pozitivna raspoloženja ⁵⁹. A učinak čokolade na poboljšanje raspoloženja zavisio je od ukusa čokolade (mliječna čokolada u odnosu na običnu čokoladu), sugerirajući da konzumiranje slatke ukusne hrane poboljšava eksperimentalno izazvano negativno stanje raspoloženja. Prijavljeno je da se žudnja za saharozom povećava kod depresivnih životinja sa hroničnim blagim stresom i da je povećana želja za ukusnom mlečnom čokoladom posebno povećana kod osoba sa depresivnim raspoloženjem. ⁶⁰. Slobodan izbor saharoze i / ili masti uz sve dodatke koji su modulirali odgovore osi stresa na akutni stres ⁶¹. Takođe, kratkotrajno izlaganje umereno mastnoj ishrani (20% kukuruzno ulje; sličan sadržaj masti sa Oreo kolačićima) izazvalo je neuroendokrine i promene u ponašanju na seksualno dimorfan način. ^4-6. Uzeto zajedno, zaključeno je da su sadržaj šećera i masti u Oreo kolačima možda doprinijeli poboljšanju neuroloških i bihevioralnih nedaća u MS ženki. Daljnje studije su opravdane da bi se ispitalo da li ista količina masti ili šećera kao i Oreo pristup kolačićima proizvodi slična poboljšanja kod ženki MS koje su uočene u ovoj studiji.

Na kraju, retroperitonealni depo masti je u ovoj studiji bio povećan u MS ženki. Pored efekta modulacije na funkciju osi stresa, ukusan pristup hrane značajno povećava nivo leptina i insulina u cirkulaciji sa povećanim depoom masti. ^{15, 61}. I leptin i insulin su pokazali da imaju regulatornu funkciju u sistemu mezo-limbičke nadoknade, a posebno insulinu povećanu ekspresiju transportera dopamina u ventralnoj tegmentalnoj oblasti. ^{62, 63}. Kao što je gore opisano, sistem mezo-limbičke nagrade je visoko uključen u psiho-emocionalne poremećaje u vezi sa funkcijom osi stresa ^22-27. Prema tome, predlaže se provizorna modulacija, ako postoji, u sistemu mezo-limbičke nagrade povećanim leptinom i / ili insulinom sa povećanim depoom masti da igra ulogu u povećanju raspoloženja zahvaljujući pristupačnom pristupu hrani. Zaista, produžena konzumacija ishrane sa visokim sadržajem masti (32% masti) smanjila je ponašanje slično anksioznosti i povećalo nivo leptina i insulina u plazmi sa izrazito povećanim skladištem masti kod ženki štakora koje su podvrgnute sličnom MS protokolu koji se koristi u ovoj studiji. ¹¹. Međutim, još nije jasno da li je poboljšanje u ponašanju koje smo primijetili u našim ženama sa pristupačnim kolačićima (umjereno masna dijeta sa ~ 21% sadržaja masti) povezano s povećanim skladištenjem masti, zbog povećanja retroperitonealnog depoa masnoća putem pristupa kolačićima nije dostigla statističku značajnost i dalje, ni trenutni leptin ni insulin nisu cirkulisali u ovoj studiji.

U zakljucku, disfunkcije na HPA osi, NAc neuroni i hipokampus su se pokazale impliciranim u psiho-emocionalnim nedaćama mladih ženki MS pacova iskustvom majčinog razdvajanja tokom prve dvije sedmice rođenja. Slobodan pristup veoma ukusnoj hrani, umerena mast u ishrani, tokom adolescencije i mladosti, poboljšala je ponašanje slično anksioznosti i depresiji kod MS ženki, bez uticaja na povećanje telesne težine, a funkcionalna modulacija u NAc neuronima može igrati ulogu u njenim neuralnim mehanizmima.

Autori se zahvaljuju dr. Yoo Yoo-u za pomoć u statističkoj analizi i dr JY Lee-u sa eksperimentalnim tehnikama. Ova studija je podržana grantovima Nacionalne istraživačke fondacije (2013R1A1A3A04-006580) i istraživačkim centrom za starije osobe oromaksilofacijalne disfunkcije u Seulskom nacionalnom univerzitetu (2014050477) koji finansira Vlada Koreje (Ministarstvo za nauku, IKT i buduće planiranje).