Int J Biol Sci. 2015; 11 (10): 1150-1159.
Publikováno online 2015 Aug 1. dva: 10.7150 / ijbs.12044
PMCID: PMC4551751
Jin Young Kim,1 Jong-Ho Lee,1,✉ Doyun Kim,1,2 Soung-Min Kim,1 JaeHyung Koo,2 a Jeong Won Jahng1,✉
Abstraktní
Tato studie zkoumala účinky vysoce chutného jídla během dospívání na psycho-emocionální a neurální poruchy způsobené zkušenostmi se sníženou životností u samic potkanů. Ženské štěňata Sprague-Dawley byly během prvních dvou týdnů porodu (MS) odděleny od přehrady pro 3 h nebo zůstaly nerušené (NH). Polovina samic MS také získala volný přístup k čokoládovým sušenkám podle libosti chow z postnatálního dne 28. Kočky byly podrobeny testům chování během mladé dospělosti. Byla analyzována odpověď plazmatického kortikosteronu na akutní stres, hladiny ΔFosB a hladiny neurotrofního faktoru odvozené z mozku (BDNF) v oblastech mozku. Celkový příjem kalorií a přírůstek tělesné hmotnosti během celého experimentálního období se mezi experimentálními skupinami nelišily. Přístup cookie během dospívání a mládeže zlepšil chování podobné úzkostným a depresivním postojům. Exprese ΔFosB byla snížena, ale BDNF byl zvýšen v nucleus accumbens u MS samic a exprese ΔFosB byla normalizována a BDNF byla dále zvýšena po přístupu cookie. Odpověď na kortikosteron k akutnímu stresu byla záchvaty zkušeností MS a přístup ke kuchařům nezlepšil. Výsledky naznačují, že přístup cookie během dospívání zlepšuje psycho-emocionální poruchy ženské pohlaví, a exprese ΔFosB a / nebo BDNF v nucleus accumbens může hrát roli ve svých základních nervových mechanismech.
Úvod
Existuje rostoucí počet důkazů, že stejné stravovací manipulace mohou mít odlišné reakce mezi pohlavími. Na molekulární úrovni bylo prokázáno, že existují pohlavně dimorfní odezvy hipokampálního transcriptomu mezi samci a samicími potkany vystavenými stejné stravě 1. Na metabolické / neuroendokrinní úrovni samice potkanů vykazují různé hypothalamické neuropeptidové odpovědi na prodlouženou stravu s vysokým obsahem tuku 2 a vyšší kapacitu než muži k vyrovnání vysokého přílivu lipidů 3. Krátkodobé dospělé ženy s vysokým obsahem tuku mají snížené hladiny mRNA glukokortikoidového receptoru v hipokampu a jejich osa hypotalamus-hypofýza-nadledvina (HPA) reaguje odlišně od mužů na následný stres 4, 5. Na úrovni chování krátkodobá expozice dospělých krys na tukovou stravu snižuje úzkost a zvyšuje průzkum u mužů, zatímco má opačný účinek u žen 6. Puberta je zásadní vývojové období charakterizované zvýšenou endokrinní plasticitou a změnami reakce na stres 7. Studie naznačují, že stravování s vysokým obsahem tuku po odstavu může změnit základní aktivitu osy HPA a endokrinní odezvy na akutní stres tím, že ovlivní stres a metabolické mediátory sexuálně dimorfním způsobem 8, 9. Dříve jsme zjistili, že dlouhodobá konzumace vysoce chutných potravin během dospívání zvyšuje úzkostné a depresivní chování u samců potkanů, ale ne u samic potkanůs 10. Dlouhodobá konzumace dietní stravy s vysokým obsahem tuku (obsah 32% tuku) zlepšila obtíže v chování jak u samců, tak u samic potkanů, kteří podstoupili podobný protokol o oddělení matek (MS) použitý v této studii s většími příznivými účinky u mužů 11. Chování a neuroendokrinní nepříznivosti pozorované u našich ženských krys MS 12 se zdálo, že se liší od těch u samčích krys MS 13, 14.
V naší předchozí studii, prodloužený přístup k vysoce chutné jídlo, mírné tukové stravy (~ 21% tuku) 6, 15, během dospívání a mládeže zlepšily některé příznaky spojené s úzkostí a dysfunkci os HPA u potkanů samců MS 14. Studie naznačují, že modulace funkce osové zátěže je zapříčiněna pozitivním emočním chováním vysoce stravitelnou dietou. To je; bylo doporučeno vystavení vysoce preferované stravě s vysokým obsahem tuku, aby se snížila citlivost na stres 16; osoby nabízené s velmi chutným jídlem měly příjemnější emoce, jako je spokojenost, potěšení a touha 17 a konzumace chutných potravin snížila sympatické odpovědi po psychologickém a imunologickém namáhání 18, hladiny hormonu stresu po zábraně 19 a úzkostné chování během testu zvýšeného plus bludiště u potkanů 20. V této studii však průměrná tuková strava (~ 21% tuku) během dospívání a mládeže nezlepšila dysfunkci os HPA žen MS, i když zlepšila nejen úzkost - ale i depresivní chování.
Za účelem vyšetření nervových mechanismů, které jsou základem psycho-emocionálního účinku vysoce chutného přístupu k stravě u našich žen, jsme zkoumali hladiny neurotrofního faktoru (BDNF) a ΔFosB v nucleus accumbens (NAc). NAc, základní struktura předního mozku, která tvoří mezolimbickou dopaminergní dráhu, hraje roli v odměňování, motivaci a posilování 21. Vývoj anhedonie, jádrového příznaku závažné depresivní poruchy, byl připisován dysfunkci odměny, v níž NAc hraje klíčovou roli 22, 23. Neurony NAc jsou aktivovány reagující na chování stresového paradigmatu 24, 25, a jsou zahrnuty v úzkostných poruchách 26, 27. Mezolimbická dopaminergní aktivita a stresem indukovaná aktivace NAc neuronů byly v našich samčích MS krýsch, které vykazovaly úzkost a depresivní chování 13, 28. Bylo navrženo, aby se BDNF podílel na hedonickém podávání prostřednictvím modulace mezolimbického dopaminového systému 29, 30a expozice chutné stravě zvýšila hladiny BDNF a ΔFosB a vázání dopaminového receptoru D1 v NAc 16, 31, 32.
Materiály a metody
Zvířata
Krysy Sprague-Dawley byly zakoupeny (Samtako Bio, Osan, Korea) a ošetřovány v oblasti bariéry bez specifického patogenu s konstantní regulací teploty (22 ± 1 ℃), vlhkosti (55%) a 12 / 12 hr cyklu světla / tmy (rozsvítí se na 07: 00 AM). Byly k dispozici standardní laboratorní potraviny (Purina Rodent Chow, Purina Co., Soul, Korea) a membránově filtrovaná čištěná voda podle libosti. Zvířata byla pečována podle Pokynů pro pokusy na zvířatech, 2000, vydané Korejskou akademií lékařských věd, která je v souladu s NIH Pokyny pro péči a používání laboratorních zvířat, revidovaný 1996. Všechny pokusy na zvířatech byly schváleny Výborem pro péči a používání laboratorních zvířat na Soulské národní univerzitě.
Experimentální protokol
Pro chov v laboratoři zvířecího zařízení byly použity nulipární samice a osvědčené chovné samice a mláďata byla chována řízeným způsobem, aby se minimalizovala a standardizovala nežádoucí environmentální stimulace v děloze život. Dvanáct hodin po potvrzení doručení [postnatální den (PND) 1] byly štěňata manipulovány, jak jsme již dříve popsali 13, 14, 33 - 35. Každý vrh byl přidělen buď pro skupinu mateřské separace (MS), nebo pro skupinu bez manipulace (NH). Mláďata MS byla vyjmuta ze své matky a domácí klece a umístěna těsně vedle sebe do nové klece s dřevěnými štěpkami (holení Aspen, podestýlka Animal JS, Cheongyang, Korea) během 9:00 - 12:00 a poté se vrátila do svého domova klec a přehrada. Nebylo nabídnuto žádné další ošetření, které by udržovalo štěňata v teple během období odloučení. MS byla prováděna každý den od PND 1 do 14 a potom byla mláďata ponechána s matkou v klidu až do odstavení na PND 22. Skupina NH zůstala v klidu až do odstavení, kromě rutinního čištění klece prováděného dvakrát týdně. V den odstavení byly z každého vrhu NH nebo MS náhodně vybrány 2 NH a 4 MS samice a do každé klece byla umístěna 2 NH nebo 2 MS mláďata. Dvě samice štěňat MS, které byly umístěny společně, získaly kromě přístupu zdarma také vysoce chutné jídlo (Oreo cookie, Kraft Foods Global, Inc., East Hanover, NJ, USA). podle libosti chow z PND 28 (skupina MS + HPF) a ostatní mláďata MS 2 MS v každém vrhu (skupina MS) a NH štěňata (skupina NH) obdržely pouze standardní výživu. Formulace výživové kompozice standardního krmiva a Oreo cookie jsou uvedeny v tabulce Table1.1. Denní příjem potravy a přírůstek hmotnosti byly zaznamenány z PND 29. Pro hodnocení příjmu potravy 24 h bylo předem stanoveno množství krmiva a sušenek a příští den bylo zváženo množství krmiv a sušenek, které byly odečteny od hodnoty poskytnuté předchozího dne. Zvláštní péče byla věnována zahrnující rozlití. Příjem kalorií byl vypočten podle výživových složení chow a cookies. Celkové množství potravin konzumovaných mláďaty v každé kleci bylo děleno počtem mláďat v každé kleci a každá vypočtená hodnota byla považována za n = 1. Voda byla volně dostupná pro všechny experimentální skupiny a potravinářské podmínky pokračovaly v průběhu celého experimentálního období. Schematický diagram experimentálního protokolu je uveden na obrázku Obrázek11.
Ambulantní činnost
V každé skupině byly nasycené krmivo NH, MS a MS + HPF (n = 8 od různých vrhů 4, celkem mláďata 24 z různých vrhů 8) podrobena ambulantnímu testu na PND 54. Při každé studii byla krysa umístěna uprostřed aktivního prostoru (43.2 cm na délku, 42.2 cm na šířku a 30.5 cm na výšku, MED Associates, VT, USA), průhledná akrylová komora vybavená dvěma horizontálními rovinami Infračervené dvojice detektorů fotobuněk 16 umístěných v x, y rozmístěný v rozmezí 2.5 cm a ambulantní aktivita byla monitorována počítačovým systémem pro 30 min. Světelný stav zkušebny byl udržován ve stejné intenzitě se zvířecími místnostmi v denním světle. Ambulantní aktivita byla měřena jako celkový počet přerušení paprsku v horizontálním senzoru během každé po sobě následující relace 5 min. Během ambulantní testy každého potkana byla rovněž vyhodnocena aktivita defekace, hmotnost stolice. Aktivita péče byla dále analyzována; tj. předepjatí předních a horních končetin se považovalo za rostrální péči a tělo, nohy a péče o ocas / genitálie jako péřová péče 36. Aktivita komory byla po každém použití vyčištěna 70% ethanolem, aby se odstranily jakékoliv olfektivní příznaky dříve testované krysy.
Zvýšený Plus Maze
Dva dny po testu ambulantní aktivity (PND 56) byly krysy podrobeny hodnocením chování ve zvýšené plus bludišti, akrylovému bludišti se dvěma protilehlými otevřenými rameny (délka 50 cm a šířka 10 cm) a dva protilehlé uzavřené (délka 50 cm, šířka 10 cm a výšku 31 cm) vyčnívající z centrální platformy (10 cm x 10 cm). Celý přístroj byl zvýšený o 50 cm nad podlahou. Postup testu byl sledován, jak bylo popsáno výše 37. Každá krysa byla umístěna ve středu bludiště směřujícím k jedné z otevřených ramen a pak mohla zkoumat otevřené nebo uzavřené ramena bludiště pro 5 min. Čas strávený v různých zbraních byl zaznamenán. Čtyři tlapky musely být uvnitř vstupní čáry každé paže, což znamenalo začátek času stráveného v konkrétní rameni a pak byl zaznamenán konečný čas, když všechny čtyři tlapy byly mimo linku znovu. Bludiště bylo po každém testu očistěno ethanolem 70%, aby se zabránilo vlivem dříve testované krysy.
Test nuceného plavání
Tři dny po testu zvýšeného plus bludiště (PND 59) byly krysy podrobeny zkoušce nuceného plavání podle výše popsaného postupu 38. Každá krysa byla ponechána plavat ve skleněném válci (54 cm na výšku a 24 cm v průměru) naplněném vodou v 40 cm hloubce (23-25 °) po dobu 5 minut a zkušební relace byly zaznamenány videokamerou z na straně válce. Trvání imobility krysy ve vodě bylo hodnoceno z videokazet pomocí stopek. Nehybnost byla definována jako stav, ve kterém byly krysy považovány za ty, které provádějí pouze pohyby nezbytné k tomu, aby udržovaly hlavu nad hladinou vody.
Krysy byly před každým testem umístěny v testovacím prostoru nejméně 2 h, aby se minimalizovaly nežádoucí účinky na stres a všechna hodnocení chování byla provedena mezi 9: 00 AM a 12: 00 PM dne, aby se zabránilo vlivem cirkadiánních odchylek. Behaviorální skórování bylo provedeno s pozorovatelem slepého na léčbu krys.
Plazmatický kortikosteronový test
Týden po ukončení behaviorálních relací byly krysy umístěny na 2 hodiny do zadržovacího boxu, ve kterém byly krysy schopné pohybovat čtyřmi končetinami, ale neměnily orientaci těla. Ocasní krev byla odebrána v časových bodech 0, 30, 60 a 120 minut během omezovací periody a centrifugována při 2,000 20 ot./min po dobu 80 minut. Vzorky plazmy byly zmrazeny v kapalném dusíku a skladovány při teplotě - XNUMX ° C, dokud nebyly použity pro stanovení. Plazmatické hladiny kortikosteronu byly stanoveny radioimunoanalýzou za použití 125I-označené soupravy Coat-A-Count (Siemens, CA, USA). Citlivost testu byla 5.7ng / ml. Variační koeficient uvnitř testu byl 4-12.2%.
Western blot analýza
Potkani, kteří nebyli naivní z testů chování (n = 6 ze 3 různých vrhů v každé skupině; celkem 18 mláďat ze 6 různých vrhů), byli obětováni na PND 62 pro analýzu Western blot hladin ΔFosB a BDNF v oblastech mozku. V době usmrcení byly odebrány retroperitoneální tukové polštářky a mozky byly odstraněny ihned po dekapitaci. Tkáňové vzorky jádra accumbens (NAc) a hipokampu byly rychle rozřezány na ledu, zmrazeny v kapalném dusíku a skladovány při teplotě - 80 ° C, dokud nebyly použity. Disekce tkáně NAc byla provedena pomocí jemné čepele podle metody použité v našich předchozích studiích 28, 39; nicméně nelze zabránit možnému zařazení blízkého ventro-mediálního striatu. Tkáně byly homogenizovány v jediném roztoku čisticího lýzu (50 mM Tris, pH 8.0, 150 mM NaCl, 1% Triton X-100, koktejl inhibitoru proteázy a fosfatázy 0.5%) a poté centrifugovány při 13,000 g pro 20 min při 4oC. Supernatanty přenesené do nových zkumavek byly měřeny na obsah proteinu pomocí soupravy pro stanovení proteinu (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA), alikvotně v koncentraci 80 μg / 20 μl v lyzačním pufru a skladovány při -80 ° C, jinak se používá ve stejný den. Vzorky byly smíchány s nanášecím pufrem (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM dithiothreitol; 4% SDS; 20% glycerol; 0.2% bromfenolová modrá) v ředění 1: 1, vařeny 5 minut, rychle chlazeny na ledu a poté podrobeno elektroforéze na 12% SDS-polyakrylamidových tris-glycinových gelech. Proteiny přenesené na nitrocelulózové membrány (Hybond-C, Amersham, Bucks, UK) byly ošetřeny 5% netučným suchým mlékem v 1X Tris-pufrovaném fyziologickém roztoku Tween (10 mM C4H11NE3; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) přes noc u společnosti 40C. Membrány reagovaly s polyklonálním králičím anti-FosB (ředění 1: 1000; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA) nebo anti-BDNF (ředění 1: 500; Millipore, Temecula, CA, USA) a navázané protilátky byly detekovány chemiluminiscencí podle pokynů výrobce (substrát Lumi-light western blotting; Roche, Indianapolis, IN, USA) a kvantifikovány pomocí systému pro analýzu digitálního obrazu (LAS-1000, Fuji film, Tokio, Japonsko). Digitalizované hodnoty každého vzorku byly normalizovány na kontrolní kontrolu p-aktinu a poté byly všechny hodnoty převedeny na relativní hodnoty na průměrnou hodnotu skupiny NH.
Statistická analýza
Data byla analyzována jednorázovým nebo dvousměrným [data o kortikosteronu; léčby (stav manipulace nebo výživy, hladiny 2 každé), X čas (4 úrovně)] analýza rozptylu (ANOVA) a předem plánovaná srovnání mezi skupinami byla provedena post hoc V případě potřeby proveďte Fisherův test PLSD pomocí softwaru StatView (Abacus, Berkeley, CA, USA). Údaje o tělesné hmotnosti a příjmu potravy byly dále analyzovány opakovaným měřením ANOVA, následovaným Bonferroniho korekcí na P nastavení hodnoty. Úroveň významnosti byla stanovena na P <0.05 a všechny hodnoty byly uvedeny jako průměr ± SEM
výsledky
Příjem potravy a přírůstek tělesné hmotnosti
Ženské ženy vypadaly, že jsou lehčí než ženy odpovídajícími věku NH až do PND 39 a hmotnostní rozdíl nebyl pozorován poté (obrázek (Obrázek 2A) .2A). Statisticky významné rozdíly (P<0.05) mezi NH a MS ženami byly pozorovány během PND 32 - 39, s výjimkou PND 36 a 37. Chutný přístup k jídlu snížil hmotnostní rozdíl podle zkušeností MS a statistická významnost mezi NH a MS + HPF zmizela po PND 36. Opakováno opatření ANOVA odhalila, že přírůstek tělesné hmotnosti se časem liší mezi MS a MS + HPF [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], ale nikoliv mezi NH a MS. Denní přídavek krmiva ženské pohlaví se nelišil od věkových NH žen (obr (Obrázek2B) .2B). Přístup k souborům cookie potlačil denní příjem potravy žen s MS, ale denní kalorický příjem měl tendenci být zvýšen přístupem k souborům bez statistických významů. Analýza kalorického příjmu s opakovanými měřeními ANOVA neodhalila žádné účinky odloučení matek a stavu potravy. Celkový kalorický příjem během celého experimentálního období (PND 28 - 62) se mezi experimentálními skupinami nelišil (obr (Obrázek 2C) .2C). O množství 40% z celkové kalorie spotřebované samicemi MS + HPF pocházejících z cookies (3259.921 ± 211.657 kcal z chow, 2184.641 ± 186.077 kcal z cookies). Retroperitoneální tuková podložka samic MS na PND 62 se nelišila od věkových žen, které odpovídaly věku NH, a zvýšily se s přístupem cookie bez statistické významnosti (P= 0.0833, MS vs. MS + HPF) (obr (Obrázek 22D).
Behaviorální hodnocení
Ambulantní aktivity NH, MS a MS + HPF žen byly měřeny v počítačové komoře aktivity na PND 54. Ambulantní počty MS žen během první (0 - 15 min) a pozdější relace (15 - 30 min) byly významně sníženy ve srovnání s NH ženami; výrazný pokles (P<0.05) relativně k NH bylo pozorováno pouze během pozdější relace ve skupině MS + HPF (obrázek (Obrázek 3A) .3A). Celková vzdálenost ujetá během první relace 15 min byla významně snížena u MS (P<0.05), ale ne v MS + HPF, ve srovnání s NH (obrázek (Obrázek3B) .3B). Během testu ambulantní aktivity bylo zaznamenáno chování při ošetřování a defekační aktivita (obr (Obrázek3C3C & D). MS zkušenost významně zvýšila rostrální péči (P<0.05, NH vs. MS), zatímco přístup k souborům cookie to snížil (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (obrázek (Obrázek 3C) .3C). Aktivita defekace samic MS byla zvýšena relativně vzhledem k NH bez statistické významnosti a přístup k cookie významně snížil (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (obrázek (Obrázek 33D).
Za účelem dalšího posouzení chování podobného úzkosti byly krysy podrobeny zkoušce 2 s vyšším plus bludem po dni testu ambulantní aktivity (PND 56). Doba strávená v otevřených ramenách byla významně snížena u samic MS (P <0.05), ale ne v MS + HPF, ve srovnání s NH (obrázek (Obrázek 4A) .4A). Procento vstupu otevřené paže se mezi experimentálními skupinami nelišilo (obr (Obrázek4B) .4B). K posouzení chování podobného depresi byly krysy podrobeny zkoušce nuceného plavání 3 dní po testu zvýšeného plus bludiště (PND 59). Délka imobility během 5 min testu nuceného plavání byla signifikantně zvýšena u žen samčího pohlaví (P <0.05) ve srovnání s NH a skóre imobility žen MS + HPF se nelišilo od NH (obrázek (Obrázek 44C).
Plazmatické hladiny kortikosteronu
Týden po plaveckém testu krysy dostávaly omezovací stres a ocasní krve byly shromážděny v časových bodech 0, 30, 60 a 120 min během 2 h omezeného sedání a použity pro stanovení plazmatického kortikosteronu (obrázek (Obrázek5) .5). Základní hladiny kortikosteronu (časový údaj 0) se mezi skupinami nelišily; avšak stresem vyvolané zvýšení hladiny kortikosteronu byly u žen MS nižší, než u NH v časových bodech 30 a 60 min po nástupu stresu (P<0.05, NH vs. MS v každém časovém bodě). Plazmatické hladiny kortikosteronu MS + HPF se nelišily od NH 30 minut po nástupu stresu, ale byly nižší než NH v 60 minutovém časovém bodě (P <0.05; 394.29 ± 38.35 ng / ml v NH vs. 247.48 ± 24.57 ng / ml v MS + HPF). Analýza hladin kortikosteronu vyvolaných stresem pomocí 2cestné ANOVA odhalila hlavní účinky separace matek [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] a čas [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] a žádný vliv na stav jídla. Nebyly nalezeny významné interakce mezi oddělením matek a časem nebo mezi stavem jídla a časem.
Western blotů ΔFosB a BDNF
Hodnoty ΔFosB a BDNF v NAc byly vyšetřeny analýzou Western blot (obr (Obrázek6) .6). ΔFosB byl signifikantně snížen, ale BDNF byla zvýšena u žen NS (NAc) u žen (P <0.05) ve srovnání s NH (obrázek (Obrázek6A6A & B). Úroveň ΔFosB v NAc žen MS byla normalizována přístupem k cookie; tj. nebyl dále zvýšen žádný rozdíl mezi NH a MS + HPF a úrovní BDNF (P <0.05, MS vs. MS + HPF). Hladiny BDNF v hipokampu žen s MS byly výrazně sníženy ve srovnání s NH (P <0.05) a nebyl obnoven přístupem k souborům cookie (obrázek (Obrázek 66C).
Diskuse
Chutný přístup k jídlu zlepšil psycho-emocionální chování ženské pohlaví
V této studii jsou skóre chování reprezentující úzkost a depresi, jako je ambulantní aktivita, růstová péče a defekační aktivita během testu aktivity; otevřená paže zůstanou během testu zvýšeného plus bludiště; nehybnost během nuceného plaveckého testu byla zlepšena u žen s MS s volným přístupem k Oreo cookies během dospívání a mládí. Reakce kortikosteronu na akutní stres byla u žen MS hlášena tupým stavem, jak bylo hlášeno u mužů v MS 14. Zkrácená odpověď na kortikosteron se zdá být důsledkem zkušeností s MS; tj. zkušenost s opakovaným stresem, protože reakce osy HPA na akutní stresové problémy se zdály být po zákrocích chronického opakovaného stresu zatuchlé 40, 41. Studie naznačují, že vystavení vysoce preferované stravě s vysokým obsahem tuku může změnit základní aktivitu osy HPA a endokrinní odezvy na akutní stres 9, zlepšit reakce na stres 17, 19 a snížit chování podobné úzkosti 18, 20. Také volný přístup k Oreo cookies (~ 21% obsah tuku, průměrná tuková strava) během dospívání a mládeže normalizoval tupé funkce osy HPA a zlepšilo chování podobné úzkosti u samců MS krys 14. Je pravděpodobné, že přístup dospívajících "cookie" může zlepšit funkci oslabené osy HPA díky zkušenostem s MS, opakovanému stresu v raném životě a zlepšit obtíže v chování. Nicméně v této studii přístup cookie během dospívání a mládeže nezlepšil aktivitu osy HPA reagující na akutní stres u samic MS potkanů. Předpokládá se, že anxiolytická a / nebo antidepresivní účinnost přístupu dospívajících kuchařů u samic MS potkanů nemusí být spojena s funkcí osy HPA, i když to bylo u potkanů samců MS. Muži a samice potkanů se liší v mnoha neuroendokrinních a behaviorálních parametrech a zranitelnost vůči stresu závisí na pohlaví 42, 43. Předchozí studie uváděla, že denní dávka stravy s nízkým obsahem tuků v den 7 vede k selektivně přehnanému uvolňování kortikosteronu selektivně vyvolanému mužem po akutním stresu 6.
Chutný přístup k jídlu a funkce neuronů v NAc samic potkanů
Současná studie prokázala, že exprese ΔFosB je snížena a BDNF se zvyšuje v NAc samic potkanů pomocí MS zkušeností. Bylo zjištěno, že buď psychický nebo metabolický stres zvyšuje expresi ΔFosB v NAc 44-46. Studie naznačují, že transkripční faktor ΔFosB je spojen s expresí BDNF v neuronech NAc 32, 47-49. Vezmeme-li dohromady názor, že snížená hodnota ΔFosB a zvýšená exprese BDNF v NAc mohou být dlouhodobým důsledkem stresu MS v časném životě, případně modulace NAc neuronální funkce. Bylo navrženo, že NAc neuronální funkce je modulována behaviorální stresovou paradigmatem 24, 25 a jeho dysfunkce byla zapletena do deprese a úzkostných poruch 22, 23, 26, 27. Zvýšená signalizace BDNF v NAc byla skutečně hlášena u modelů deprese vyvolaných stresem 50-52, a stresem vyvolané depresivní účinky byly tupé u myší nadměrně exprimujících ΔFosB v striatu 53. Je tedy pravděpodobné, že deprese a / nebo úzkostné chování ženských krys MS může souviset se sníženou hodnotou ΔFosB a zvýšenou expresí BDNF v NAc.
V této studii přístup cookie během adolescentního období zvýšil exprese ΔFosB a BDNF u samic MS potkanů. Tento výsledek je v souladu s předchozími zprávami, které ukazují, že expozice chutné stravě vede ke zvýšení hladiny ΔFosB v NAc 31, a že výživa s vysokým obsahem tuku zvyšuje hladiny BDNF v NAc myší s nadměrnou expresí ΔFosB 32. Vzhledem k tomu, že předchozí zpráva odhalila, že zvýšená exprese ΔFosB v striatu vykazuje odolnost vůči stresem vyvolaným depresivním účinkům 53, dochází k závěru, že zvýšené ΔFosB v NAc našich žen s MS s přístupem ke kuchařům; tj. normalizovaná na bazální úroveň, mohla přispět k antidepresivní a / nebo anxiolytické účinnosti přístupu dospívajících kuchařů. Není však zřejmé, zda je zvýšená hladina BDNF u samic NAc s MS s přístupem ke kuchařům zapojena do antidepresivních a anxiolytických účinků, protože zvýšená signalizace BDNF v NAc byla hlášena většinou u depresivních modelů 50-52, ale zřídka v antidepresivních modelech. Další studie jsou oprávněné.
Účinky MS a HPF na hladiny hipokampu BDNF
Snížená hladina BDNF v hipokampu byla hlášena u samců i samic potkanů, které byly podrobeny podobnému MS protokolu použitému v této studii 54, 55. Současně byla hladina BDNF snížena v hipokampu našich ženských krys MS vzhledem k NH kontrolám v této studii. Hipokampální neurogeneze se účastnila příznaků úzkosti a deprese 56, 57, a hipokampus je dobře známo, že se podílí na regulaci zpětné vazby aktivity osy HPA. Vzhledem k tomu, že HPA aktivita byla v našich SM ženách tupá, je pravděpodobné, že snížení hladin BDNF v hipokampu může být zapříčiněno úzkostnými a / nebo depresivními poruchami pomocí MS zkušeností, možná ve vztahu k tlumené aktivitě osy HPA. Vztah mezi úrovní Hipokampu BDNF a aktivitou osy HPA u našich samic MS byl dále podpořen skutečností, že přístup cookie se v této studii nezlepšil. Předchozí studie ukázala, že prodloužená konzumace stravy s vysokým obsahem tuku (32% tuku) zvyšuje expresi BDNF v hipokampu samců krys MS, podrobených podobnému MS protokolu, který byl použit v této studii 58. Účinek přístupu cookie během dospívání (~ 21% tuku) na úrovni hipokampu BDNF samců MS krys je v současnosti zkoumán.
Behaviorální účinky obsahu tuku / cukru v Oreo cookie
V této studii volný přístup k Oreo cookies zlepšil psycho-emocionální nepříznivost u samic potkanů s raným životem stresujícím zážitkem. Oreo cookie je čokoládová cookie, a to nejen s vysokým obsahem tuku, ale také s vysokým obsahem cukru, jak je uvedeno v tabulce Table1.1. V lidské studii jíst čokoládu snížila negativní náladu ve srovnání s pitnou vodou, zatímco nebyly nalezeny žádné účinky na neutrální a pozitivní nálady 59. A účinek zlepšující náladu čokolády byl závislý na chuti čokolády (mléčná čokoláda v porovnání s čokoládou), což naznačuje, že jíst sladké chutné jídlo zlepšuje experimentálně vyvolaný negativní náladový stav. Bylo hlášeno, že pociťování žaludku se sacharózou zvyšuje u depresivních zvířat s chronickým mírným stresem a chutná mléčná čokoládová chuť se zvyšuje specificky u subjektů s depresivní náladou 60. Svobodná volba sacharózy a / nebo sádla kromě krmení všechně modulovala reakce osy stresu na akutní stres 61. Také krátkodobá expozice stravě se středním obsahem tuků (kukuřičný olej 20%, podobný obsah tuku s Oreo cookies) indukovala neuroendokrinní a behaviorální změny sexuálně dimorfním způsobem 4-6. Vezmeme-li dohromady závěr, že obsah cukru a tuku z Oreo cookies mohl přispět ke zlepšení neurálních a behaviorálních nepříznivostí u žen samčího pohlaví. Další studie jsou oprávněné zkoumat, zda stejné množství tuku nebo cukru, jakou má Oreo cookie přístup, by vedlo k podobným zlepšením u žen v MS, které byly pozorovány v této studii.
A konečně retroperitoneální depot tuků se v těchto studiích zvýšil u žen samčího pohlaví o přístup cookies. Navíc k jeho modulačnímu účinku na funkci osové napjatosti má chutný přístup k jídlu výrazně zvýšený cirkulující leptin a hladiny inzulínu se zvýšeným obsahem tuku 15, 61. Oba leptin a inzulin byly navrženy tak, aby vyvíjely regulační funkci v mezo-limbickém systému odměn a zvláště inzulín zvyšoval expresi dopaminových transportérů ve ventrální tegmentální oblasti 62, 63. Jak je popsáno výše, meso-limbický systém odměn je vysoce zapojen do psycho-emocionálních poruch ve vztahu k funkci osové zátěže 22-27. Proto se předpokládá, že pokusná modulace, pokud existuje, v meso-limbickém systému odměn zvýšeným leptinem a / nebo inzulinem se zvýšeným depotem tuků hraje roli v nárůstu nálady chutným přístupem k jídlu. Dlouhodobá konzumace stravy s vysokým obsahem tuku (obsah tuku 32%) snižuje úzkostné chování a zvýšené hladiny leptinu a inzulínu v plazmě s výrazně zvýšeným depotem tuků u samic potkanů, kteří podstoupili podobný MS protokol použitý v této studii 11. Není ovšem jasné, zda zlepšení chování, které se vyskytují u našich žen s MS s přístupem do souborů cookie (mírná tuková strava s obsahem 21% tuku), souvisí se zvýšeným depotem tuků, neboť zvýšení depozice retroperitoneálního tuku cookie access nedosáhla statistické významnosti a dále nebyl v současné studii měřen žádný cirkulující leptin ani inzulín.
Na závěr, dysfunkce v ose HPA, neurony NAc a hipokampus se zdály být zapleteny do psycho-emocionálních nepříznivostí mladých ženských krys MS zkušeností mateřské separace během prvních dvou týdnů porodu. Volný přístup k vysoce chutným jídlům, průměrné tukové stravě během dospívání a mládeže zlepšil chování v podobě úzkostného a depresivního chování u žen samčího pohlaví bez ovlivnění přírůstku tělesné hmotnosti a funkční modulace v neuronech NAc může hrát roli v základních nervových mechanismech.
Poděkování
Autoři děkuji Dr. SB Yoo za pomoc se statistickou analýzou a Dr. JY Lee s experimentálními technikami. Tato studie byla podpořena granty z Národní výzkumné nadace (2013R1A1A3A04-006580) a Centra pro výzkum Oromaxillofacial Dysfunkce pro seniory na Soulské národní univerzitě (2014050477), kterou financuje vláda Koreje (ministerstvo vědy, ICT a budoucí plánování).
Reference
;
