El consumo de la dieta occidental perinatal conduce a cambios profundos en la plasticidad y el fenotipo GABAérgico dentro del hipotálamo y la vía de recompensa desde el nacimiento hasta la madurez sexual en ratas (2017)

. 2017; 8: 216.

Publicado en línea 2017 Ago 29. doi  10.3389 / fendo.2017.00216

PMCID: PMC5581815

Resumen

El consumo materno perinatal de alimentos densos en energía aumenta el riesgo de obesidad en los niños. Esto se asocia con un consumo excesivo de alimentos sabrosos que se consumen por su propiedad hedónica. El mecanismo subyacente que vincula la dieta materna perinatal y la preferencia de los hijos por la grasa aún no se conoce bien. En este estudio, nuestro objetivo es estudiar la influencia de la alimentación materna con alto contenido de grasa / alto contenido de azúcar [dieta occidental (WD)] durante la gestación y la lactancia en las vías de recompensa que controlan la alimentación de las crías de rata desde el nacimiento hasta la madurez sexual. Realizamos un seguimiento longitudinal de las crías WD y Control en tres períodos críticos (infancia, adolescencia y edad adulta) y nos centramos en investigar la influencia de la exposición perinatal a una dieta aceptable en (i) preferencia de grasa, (ii) perfil de expresión génica y (iii) cambios neuroanatómicos / arquitectónicos de las redes dopaminérgicas mesolímbicas. Demostramos que la alimentación de WD restringida al período perinatal tiene una clara influencia duradera en la organización de los circuitos cerebrales homeostáticos y hedónicos, pero no en la preferencia de grasa. Demostramos un período específico de evolución de la preferencia por la grasa que correlacionamos con firmas moleculares cerebrales específicas. En la descendencia de las madres alimentadas con WD, observamos durante la infancia la existencia de una preferencia de grasa asociada con una expresión más alta del gen clave involucrado en los sistemas de dopamina (DA); en la adolescencia, una preferencia alta en grasa para ambos grupos, que se redujo progresivamente durante la prueba de días 3 para el grupo WD y se asoció con una expresión reducida del gen clave involucrado en los sistemas DA para el grupo WD que podría sugerir un mecanismo compensatorio para protegerlos de una mayor exposición alta en grasa; y, finalmente, en la edad adulta, una preferencia por la grasa que era idéntica a las ratas de control, pero asociada con una modificación profunda en los genes clave involucrados en la red de ácido γ-aminobutírico, los receptores de serotonina y la remodelación del hipotálamo dependiente de NCAM del ácido polisíaco. En conjunto, estos datos revelan que la WD materna, restringida al período perinatal, no tiene un impacto sostenido en la homeostasis energética y la preferencia de grasa más adelante en la vida, a pesar de que se produjo una fuerte remodelación de la vía homeostática hipotalámica y de recompensa involucrada en el comportamiento alimentario. Serían necesarios más experimentos funcionales para comprender la relevancia de la remodelación de estos circuitos.

Palabras clave: recompensa, DOHaD, preferencias alimentarias, nutrición, ácido γ-aminobutírico, matriz de baja densidad TaqMan

Introducción

El entorno y los eventos de la vida temprana ahora son bien reconocidos para contribuir a la salud y la predisposición a la enfermedad más adelante–). El concepto de impronta metabólica se ha propuesto para describir cómo los cambios en el entorno hormonal y nutricional durante el período perinatal pueden predisponer a la descendencia a la obesidad y sus patologías asociadas más adelante. Un problema importante de nuestro modo de vida occidental es la sobrenutrición como consecuencia del consumo de alimentos densos en energía. De hecho, las personas que están expuestas a la ingesta materna de este tipo de alimentos tienen un mayor riesgo de desarrollar obesidad y síndrome metabólico (, ). Muchos estudios han demostrado que la dieta materna alta en grasa (DFH) durante la gestación y la lactancia tiene un efecto a largo plazo en el metabolismo de la descendencia (–). Además de las vías implicadas en la regulación metabólica, los sistemas de recompensa cerebral también desempeñan un papel importante en la conducta de alimentación (, ). La neurotransmisión de dopamina mesolímbica (DA), estudiada intensivamente en el contexto de la recompensa y la adicción, se ve alterada en la obesidad inducida por la dieta en ambos humanos (–) y animales (–). Las proyecciones de DA se desarrollan, en gran parte, postnatalmente (), y por lo tanto su desarrollo puede verse afectado por la dieta temprana. En los últimos años, los experimentos con roedores evidenciaron que la ingesta materna de HFD mejora la alimentación hedónica en la descendencia (, ). A pesar de que esta observación implicó algunos cambios en la función del sistema DA (–), se dispone de datos limitados sobre la ontogenia y la remodelación de las vías de recompensa durante la vida temprana (). Además, no está documentado si la parte del sistema de recompensa, como el GABA (ácido γ-aminobutírico) podría verse afectada por el estrés nutricional perinatal y de qué manera. De hecho, las neuronas GABA parecen jugar un papel clave en la recompensa y la aversión. Las neuronas GABA del área tegmental ventral (VTA) reciben un patrón similar de información de diferentes áreas del cerebro (), y los recientes estudios de comportamiento basados ​​en optogenética resaltan el papel principal de VTA GABA en la aversión al lugar condicionada () y en recompensa por el comportamiento consumatorio (). Nucleus accumbens (NAc) está constituido principalmente por la proyección de las neuronas espinosas del medio GABAergic y actúa como una interfaz límbico-motor que integra las señales que surgen del sistema límbico y las convierte en acción. vía Salida al pálido ventral (VP) y otros efectores de motor (). Y finalmente, el hipotálamo que está constituido por numerosas conexiones GABA en LH () y núcleo arqueado, integra señales de hambre y saciedad ().

Este estudio tiene como objetivo identificar la influencia de la ingesta de la dieta occidental (WD) en la descendencia de ratas desde el nacimiento hasta la madurez sexual (i) en la preferencia de grasa (ii) en el perfil de expresión génica del sistema DA, el sistema GABAergic y la plasticidad del hipotálamo. y (iii) sobre los cambios neuroanatómicos / arquitectónicos de las redes dopaminérgicas mesolímbicas para el mismo período. Por lo tanto, evaluamos, en un estudio longitudinal (desde el destete, P25, hasta la madurez sexual, P45 y la edad adulta, P95), el efecto de la WD materna en el crecimiento del peso corporal y el desarrollo del tejido adiposo de la descendencia mantenida bajo chow regular después del destete. Concomitantemente, realizamos una prueba de preferencia de grasa seguida de un análisis transcriptómico dedicado y el posterior análisis de componentes principales (PCA) de una selección de marcadores para los sistemas reguladores de la ingesta, selección y motivación de alimentos. Nuestros resultados enriquecieron significativamente los resultados recientes centrados en la programación nutricional del sistema DA.

Materiales y Métodos

Declaración de Ética

Todos los experimentos se realizaron de acuerdo con las directrices del comité local de bienestar animal, la UE (directiva 2010 / 63 / UE), el Instituto Nacional de Investigación Agrícola (París, Francia) y el Departamento Veterinario Francés (A44276). El protocolo experimental fue aprobado por el comité de ética institucional y registrado bajo la referencia APAFIS 8666. Se tomaron todas las precauciones para minimizar el estrés y la cantidad de animales utilizados en cada serie de experimentos.

Animales y dietas

Los animales se mantuvieron en un ciclo 12 h / 12 h luz / oscuridad en un 22 ± 2 ° C con alimentos y agua ad libitum. Treinta y dos ratas Sprague-Dawley (peso corporal: 240 – 290 g) en el día de gestación 1 (G1) se compraron directamente de Janvier (Le Genest Saint Isle, Francia). Se alojaron individualmente y se alimentaron con una dieta de control (CD) (5% de grasa de res y 0% de sacarosa) para 16 de ellos o una WD (21% de grasa de res y 30% de sacarosa) para 16 durante los períodos de gestación y lactancia. (ver tabla Table1: 1: composición de la dieta en porcentaje kcal de ABdiet Woerden, Países Bajos). Al nacer, el tamaño de la camada se ajustó a ocho crías por camada con una proporción de 1: 1 macho a hembra. Mantuvimos 12 fuera de las represas 16 con una camada compuesta por machos 4 y hembras 4 para cada grupo. Al destete (P21), las crías nacidas de CD y WD se mantuvieron en chow estándar hasta el final del experimento (Figuras (Figuras 1A, B) .1A, B). El peso corporal del cachorro se registró al nacer y, posteriormente, todos los días en 10: 00 am hasta P21 (destete). Después del destete y hasta el final del experimento, las ratas se pesaron cada día 3. Presentamos datos solo de descendencia masculina. Se utilizaron ratas hembras para otro estudio (Figura (Figura 11).

Tabla 1 

Composición de la dieta en porcentaje kcal de cada componente de las dietas maternas administradas durante la gestación y la lactancia y la dieta estándar para la descendencia.
Figura 1 y XNUMX 

Diseño experimental. (A) Diagrama esquemático del diseño del estudio. Treinta y dos ratas SPD hembras en el día de gestación 1 (G1) se alimentaron con una dieta de control para 16 de ellas o con una dieta occidental para las demás durante el período de gestación y lactancia. Al destete, la descendencia. ...

Comportamiento (prueba de elección de dos botellas)

Se estudiaron tres períodos críticos de desarrollo (P21 a P25: juvenil, P41 a P45: adolescencia y P91 a P95: adulto joven). Cachorros machos 24 (n = 12 por grupo) fueron seleccionados al azar y colocados en una jaula individual para realizar una prueba libre de elección de dos botellas (Figuras (Figuras 1A, B) 1A, B) (–). Esta prueba se usó para estudiar específicamente el atractivo del sabor de la grasa al disociarlo del sabor dulce y, en la medida de lo posible, del efecto metabólico de la ingesta de calorías. De hecho, el consumo de solución de aceite de maíz 1% está asociado con una ingesta de 0.09 kcal / ml únicamente. Después de un día de habituación a la presencia de dos botellas, la prueba se llevó a cabo durante los días 2 en P25 y durante los días 4 en P41 y P91 (Figura (Figura 1A) .1UNA). En detalles, al destete (P21), las crías 24 se alojaron individualmente durante los días 2 (Figura (Figura 1A): 1A): día 1, fase de habituación, día 2, las ratas recibieron una elección libre de dos botellas entre una emulsión de 1% de aceite de maíz en 0.3% de goma de xantano (Sigma Aldrich, St. Quentin Fallavier, Francia) y solución de goma de xantano ( 0.3%). En P41 y P91, se utilizaron crías 24 y se propuso la elección libre de dos botellas durante tres días consecutivos. El consumo de solución de goma de xantano y solución de sabor (aceite de maíz 1%) se registró diariamente en 11: 00 am durante los días de 3 (P45 y P95). La posición de las dos botellas se invirtió diariamente para evitar el sesgo de preferencia de posición. La puntuación de preferencia de grasa se calculó como la relación entre el volumen de "solución grasa" consumido y el volumen total consumido en 24 h. Todas las ratas se mantuvieron bajo la dieta de chow estándar durante toda la prueba de comportamiento.

Recolección de tejidos y toma de muestras de sangre.

El día después del último día de la prueba de libre elección de dos botellas, la mitad de las ratas (n = 6 por grupo) fueron sacrificados rápidamente entre las 09:00 y las 12:00 am por CO2 inhalación. La sangre se recogió en tubos con EDTA (Laboratoires Léo SA, St Quentin en Yvelines, Francia) y se centrifugó a 2,500 g para 15 min a 4 ° C. El plasma se congeló a -20 ° C. Los órganos y el depósito de grasa retroperitoneal individual se diseccionaron y pesaron. El cerebro se extrajo rápidamente y se colocó en una matriz cerebral (WPI, Sarasota, FL, EE. UU., Rata 300 – 600 g). Primero se diseccionó el hipotálamo [de acuerdo con las coordenadas del atlas de Paxinos: −1.0 a −4.5 mm desde Bregma ()] luego, para cada rata, se obtuvieron dos cortes coronales de 2 mm de grosor al nivel de NAc y otro al nivel del VTA. Las muestras de la derecha e izquierda NAc y la derecha y la izquierda VTA (cuatro muestras en total por animal) se obtuvieron rápidamente usando dos punzones de biopsia diferentes (Stiefel Laboratories, Nanterre, Francia) (diámetro de 4 mm para la NAc y 3 mm) para el cerebro medio ventral). Las muestras se congelaron rápidamente en nitrógeno líquido y se almacenaron a -80 ° C para la determinación posterior de la expresión génica por medio de una matriz de baja densidad TaqMan (TLDA).

Las otras ratas (n = 6 por grupo) se anestesiaron profundamente con pentobarbital (150 mg / kg ip) y se perfundieron con una perfusión salina fisiológica transcardial seguida de paraformaldehído al 4% helado en tampón fosfato (PB), pH 7.4. Los cerebros se extrajeron rápidamente, se sumergieron en el mismo fijador durante 1 ha 4 ° C y finalmente se almacenaron en sacarosa PB al 25% durante 24 a 48 h. Luego, los cerebros se congelaron en isopentano a -60 ° C y finalmente se almacenaron a -80 ° C hasta su uso. El NAc, el hipotálamo y el VTA se cortaron en secciones coronales seriadas de 20 µm con un criostato (Microm, Microtech, Francheville, Francia). Se realizaron dos o tres series de 10 portaobjetos de vidrio que contenían 4-6 secciones para cada área del cerebro. Para cada portaobjetos de vidrio, las secciones seriadas están espaciadas a 200 µm (Figura (Figura 66).

Figura 6 y XNUMX 

Cuantificación de neuronas positivas para TH / NeuN en el área tegmental ventral (VTA) y fibras de densidad TH en el núcleo accumbens (NAc) desde el destete hasta la edad adulta en descendientes de dietas occidentales (WD) o dieta de control (CD) alimentadas por presas. (A) Esquema de Paxinos y Watson. ...

Análisis bioquímicos de plasma

Se usó plasma de EDTA recogido en ratas P25, P45 y P95 para medir la glucosa en plasma, NEFA (ácidos grasos no esterificados), insulina y leptina. La glucosa y NEFA se midieron utilizando reacciones enzimáticas colorimétricas con kits específicos (kits de glucosa y NEFA PAP 150, BioMérieux, Marcy-l'Etoile, Francia). Las hormonas se analizaron con kits ELISA específicos siguiendo las instrucciones del fabricante para la insulina y la leptina (kit ELISA de insulina de rata / ratón, kit ELISA de leptina de rata, Linco Research, St. Charles, MO, EE. UU.).

Inmunohistoquímica

Los portaobjetos de vidrio que contenían secciones seriales de VTA y NAc se bloquearon primero para 3-4 hy luego se incubaron durante la noche a 4 ° C con una mezcla de los siguientes anticuerpos: ratón anti-NeuN (1: 500; IgM; Millipore Bioscience Research Reagents, Merk, EE.UU.) y anti-TH de conejo (1: 1,000; Millipore Bioscience Research Reagents, Merk, EE. UU.). Después de la incubación con anticuerpos primarios y posterior lavado con PB, las secciones se incubaron en una mezcla de anticuerpos secundarios: IgM anti-ratón conjugada con Alexa 488 y IgG anti-conejo de burro conjugada con Alexa 568 (1: 500; Invitrogen, ThermoFisher Scientific, Waltham , MA, USA) para 2 h. Las secciones se montaron en portaobjetos Superfrost plus gold (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.), Se secaron al aire y se cubrieron con reactivo antifade ProLong ™ Gold (Invitrogen, ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.).

Las neuronas TH cuentan en VTA

Para cada rata, las células positivas para TH se contaron como se describió anteriormente () a tres niveles rostrocaudales diferentes del VTA: al nivel de la salida del tercer nervio (distancia relativa a Bregma: −5.3 mm), 200 µm rostral y 200 µm caudal a este nivel (Figuras (Figuras 6A) .6UNA). Para el lado izquierdo y derecho, se obtuvo una imagen digitalizada que comprende todo el VTA desde el tracto del terminal accesorio hasta el borde lateral del mesencéfalo utilizando el aumento de × 40 de un escáner de diapositivas digital NanoZoomer-XR C12000 (Hamamatsu, Japón). Se dibujó una línea alrededor del perímetro del VTA para cada sección. Los límites se eligieron al examinar la forma de las células y al referirse al atlas de Paxinos y Watson. Una neurona dopaminérgica se definió como un cuerpo de células inmunorreactivas NeuN (+) / TH (+) con un núcleo claramente visible. Usando el software NIH Image J (complemento de contador de células), las células NeuN (+) / TH (+) fueron contadas por dos personas diferentes sin conocimiento de los grupos de animales. Los errores de conteo de células divididas se corrigieron usando la fórmula de Abercrombie (), dónde N = n[t/(t + d)] (N = número total de celdas; n = número de células contadas; t = espesor de la sección; y d = diámetro de la celda), y este factor de corrección fue 0.65. Los datos se expresan como media [NeuN (+) / TH (+) en VTA izquierdo y derecho] ± SEM.

Densidad de fibra TH en NAc

El contenido de proteína TH en los terminales nerviosos dopaminérgicos de la NAc se estimó mediante un análisis anatómico densitométrico de las secciones inmunomarcadas con TH. La densidad de las fibras de TH se cuantificó en tres niveles arbitrarios a lo largo del eje rostrocaudal de NAc (Bregma 2.20, 1.70 y 1.20 mm) (Figura (Figura 6B) .6SEGUNDO). Brevemente, la imagen digitalizada que comprende todo el cuerpo estriado y NAc obtenida con el aumento de × 40 de un escáner de diapositivas digital NanoZoomer-XR C12000 (Hamamatsu, Japón) se obtuvieron. Para una NAc dada, se dibujó una línea alrededor de todo el núcleo para definir el área de medición de densidad óptica (OD) (Figura (Figura 6B) .6SEGUNDO). El valor obtenido se normalizó con el valor de OD medido a partir de una zona circular dibujada en el cuerpo calloso (una región no teñida para inmunoquímica de TH) de la misma sección utilizando el software NIH Image J. Los datos se expresan como una media de la relación OD (valor OD en valor NAc / OD en el cuerpo calloso de las tres secciones) ± SEM.

Expresión génica por TLDA y TaqMan

El ARN se aisló de NAc congelado a presión, muestras enriquecidas con VTA e hipotálamo, utilizando el kit de proteína / ARN NucleoSpin (Macherey-Nagel, Hoerdt, Francia). El ARN total se sometió a digestión con ADNasa siguiendo las instrucciones del fabricante, la cantidad se estimó mediante la absorbancia UV 260 / 280 nm, y la calidad se evaluó utilizando el sistema de bioanalizador 2100 de Agilent, luego se calculó el número de integridad del ARN (RIN). Las muestras con un RIN por debajo de 8 se descartaron. Un microgramo de ARN total se transcribió de forma inversa en ADNc utilizando el kit de alta capacidad RT (Applied Biosystems, Foster City, CA, EE. UU.) En un volumen total de 10 µl.

Como se describió previamente (), la TLDA es una tarjeta de microfluido 384 en la que se pueden realizar PCR simultáneas en tiempo real de 384 (Applied Biosystems, Foster City, CA, EE. UU.). Utilizamos un TLDA diseñado específicamente para cubrir diferentes familias de genes relevantes para la plasticidad y la regulación de la ingesta de alimentos. Cada tarjeta personalizada se configuró como líneas de carga de muestras 2 × 4 que contienen cámaras de reacción 2 × 48 (referencia: 96a). Un conjunto de genes 92 (Tabla S1 en Material suplementario) y se estudiaron cuatro genes de mantenimiento (18S, Gapdh, Polr2a y Ppia). La PCR en tiempo real se llevó a cabo con los reactivos TaqMan de Life Technologies y se ejecutó en el sistema de detección de secuencias ABI Prism 7900HT (Applied Biosystems, Foster City, CA, EE. UU.). Los datos de fluorescencia sin procesar se recolectaron a través de la PCR utilizando el software SDS 2.3 (Applied Biosystems, Foster City, CA, EE. UU.), Que generó además ciclos de umbral Ct con determinación automática tanto de la línea de base como del umbral. Después de filtrar utilizando la aplicación en la nube ThermoFisher (ThermoFisher, EE. UU.) Para discriminar las ejecuciones de PCR anómalas, los ensayos por muestra fueron n = 6 (n = 5 para el grupo WD en P25). A continuación, los datos se analizaron con la aplicación ThermoFisher Cloud (ThermoFisher, EE. UU.) Para cuantificación relativa. La cuantificación relativa de la expresión génica (RQ) se basó en el método comparativo Ct utilizando la ecuación RQ = 2−ΔΔCt, donde ΔΔCt para una diana del gen fue su propia variación de Ct, que se resta de una muestra de calibrador y se normaliza con un control endógeno. Precisamente, determinamos el gen de mantenimiento más estable utilizando el algoritmo geNorm (ThermoFisher Cloud App RQ, ThermoFisher, EE. UU.). Entre los cuatro genes de mantenimiento, Gapdh se definió como el control endógeno para NAc e hipotálamo, y Ppia para VTA y esto fue cierto para todas las muestras de los tres períodos de tiempo analizados. La representación gráfica de la expresión de los genes se diseñó manualmente para asignar un color a un incremento de 10% de la expresión de genes en relación con el grupo de CD. Una variación significativa, utilizando la prueba no paramétrica de Wilcoxon con rango de signos, se observó con un asterisco.

Análisis estadístico

Los resultados se expresan como media ± SEM en tablas y figuras. La prueba no paramétrica de Mann-Whitney se utilizó para el análisis del peso corporal en diferentes puntos temporales, las preferencias de grasa y la proporción de DO obtenida de la inmunohistoquímica.

Para evaluar el significado de las preferencias de grasa de los días 3, se realizó un análisis estadístico de columna para cada día. Para cada grupo, el consumo de solución grasa y la solución de control se probaron utilizando la prueba de rango con signo de Wilcoxon no paramétrico. Comparamos el valor medio de preferencia con el valor hipotético de 50% (línea roja punteada). Se observó una variación significativa con un asterisco rojo. Utilizamos la misma prueba para el análisis de valor de qPCR RQ; Comparamos el valor medio de RQ con el valor hipotético de 1. Se observó una variación significativa con un asterisco (Figura (Figura 44).

Figura 4 y XNUMX 

Expresión génica relativa en el núcleo accumbens (NAc), área tegmental ventral (VTA) e hipotálamo de ratas alimentadas con dieta occidental perinatal y ratas alimentadas con dieta de control perinatal en tres períodos de tiempo. Cuantificación simultánea de la expresión de genes en ...

Para el análisis de la muestra de plasma, se realizó una prueba no paramétrica de Mann y Whitney. El número de células TH-positivas se analizó con un ANOVA de dos vías y el p se calculó el valor. Debido a la multiplicidad de las pruebas implementadas, un Bonferroni post hoc La corrección se aplicó solo después de esta prueba. El análisis estadístico se realizó utilizando el software Prism 6.0 (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, EE. UU.).

Una PCA no supervisada se realizó por primera vez en los parámetros 130 (TLDA, comportamiento y datos de plasma) en diferentes momentos para cada punción de biopsia cerebral (VTA, NAc e hipotálamo) para visualizar la estructura general del conjunto de datos (es decir, tres PCA globales por punto de tiempo). La PCA se puede definir como la proyección ortogonal de los datos en un espacio lineal de dimensión inferior, de manera que la varianza de los datos proyectados se maximiza en el subespacio. Primero filtramos los genes que no están expresados ​​o ligeramente expresados ​​(Figura (Figura 5) .5). Los valores para la descendencia de las represas alimentadas con CD y de las represas alimentadas con WD aparecieron en diferentes colores en las gráficas de PCA individuales para visualizar si estos dos grupos experimentales están bien separados por los componentes de PCA no supervisados. Este análisis segrega los grupos de genes que se expresan diferencialmente entre los dos grupos de descendientes. Posteriormente, se realizaron PCA enfocados en diferentes agrupaciones de marcadores de ARNm: plasticidad (adhesión celular, citoesqueleto, factor neurotrófico, sinaptogénesis y regulador de la transcripción), vía DA, vía GABAérgica, moduladores epigenéticos (histona desacetilasa e histona acetil transferasa). Estos PCA enfocados permiten visualizar simultáneamente la correlación entre las dietas maternas y algunos marcadores y correlaciones entre genes familiares específicos. Se utilizó una escala cualitativa para el análisis de la PCA y la PCA enfocada: +++: muy buena separación; ++: buena separación con una rata en el lado incorrecto de la separación PCA; +: separación bastante buena con dos ratas (una de cada grupo) en el lado equivocado, -: no hay separación clara.

Figura 5 y XNUMX 

Análisis de componentes principales (PCA). Diagrama de dispersión de puntuación de PCA (A, B). (A) PCA global a partir de muestras de núcleos accumbens (NAc) de machos de rata P95. Los triángulos negros corresponden a los descendientes de las dietas de control (CD) alimentadas con presas y los triángulos rojos corresponden a los descendientes ...

Resultados

Peso corporal y crecimiento

La ingesta materna de WD durante la gestación (de G1 a G21) no afectó el peso corporal de las crías al nacer (Figura (Figura 2) 2) (CD: 6.55 ± 0.07 g vs WD: 6.54 ± 0.05 g p = 0.9232) (cifras (Figuras 2A, B) .2A, B). El aumento de peso corporal desde el nacimiento hasta el destete fue 21% más alto en las crías nacidas de madres de WD que en las crías de CD con un peso corporal significativamente mayor al destete en las crías nacidas de madres de WD (36.19 ± 0.90 g vs 47.32 ± 1.48 g p <0.001) (Figura (Figura 2C) .2DO). Desde el destete hasta el final del experimento (P95), las ratas fueron alimentadas con una dieta estándar y el peso corporal se mantuvo más alto para la descendencia de las madres de WD que para las madres de las madres de CD. En detalle: durante la adolescencia (P39) (Figuras (Figuras 2A, D), 2A, D), CD: 176.8 ± 3.3 g vs WD: 192.2 ± 3.3 g p = 0.0016 y en P93 (adulto joven) (Figuras (Figuras 2A, E) 2A, E) CD: 478 ± 9.9 g vs WD: 508.6 ± 10.3 g p = 0.0452.

Figura 2 y XNUMX 

Evolución del peso corporal de los hijos desde el nacimiento hasta la edad adulta. (A) Peso corporal del día 0 al día 100. Período de lactancia en rojo y posdestilación (c) infancia, (d) adolescencia y (e) adultos jóvenes en gris. En curva de crecimiento, descendencia masculina de la dieta control. ...

Hormonas y marcadores metabólicos en diferentes períodos de tiempo

Las concentraciones de leptina, insulina, glucosa y NEFA en plasma se midieron en P25, P45 y P95. En todas las edades, los niveles de glucosa en plasma, NEFA y leptina de la descendencia de WD no fueron estadísticamente diferentes de la descendencia de CD (Tabla (Table2,2, n = 6 por grupo). Observamos un aumento significativo en la deposición de grasa (proporción de masa grasa retroperitoneal) en la descendencia de madres alimentadas con WD en P25 solamente (p = 0.0327, prueba de Mann y Whitney).

Tabla 2 

Proporción de masa grasa retroperitoneal y dosis en plasma: glucosa; insulina, NEFA, y leptina.

Impacto de la DM perinatal en la preferencia de grasa desde el destete hasta la edad adulta

Para explorar el impacto de WD en la preferencia de grasa, utilizamos un paradigma de elección de dos botellas en tres puntos de tiempo diferentes durante el crecimiento. Esta prueba se usó para estudiar específicamente la preferencia por el sabor graso, evitando en la medida de lo posible el efecto metabólico de su ingestión. Demostramos que las diferencias en la ingesta de calorías "extra" de la botella (en P25, P45 y P95) no son estadísticamente significativas entre grupos (Figuras S1A – C en Material Complementario). Además, la diferencia en el consumo de 1% de solución de aceite de maíz da como resultado un aumento de calorías por 1% para ratas WD en P25 (WD: 4.9% vs CD: 3.9% de calorías ingeridas) y 0.5% para ratas CD en P45 (WD: 2% vs CD: 2.5% de calorías ingeridas) (Figuras S1D – F en Material Complementario). En P25, las crías de CD Dams no tienen preferencia por la grasa (44.87 ± 9.8%, p = 0.339); en el contrario WD, las ratas presentan una preferencia por la grasa (75.12 ± 8.04%, p = 0.039 siguiendo la prueba de rango con signo de Wilcoxon, asterisco rojo). Además, existe una diferencia estadística entre los dos grupos con p = 0.0347 (prueba de Mann y Whitney, etiqueta hash negra) (Figura (Figura 33LA).

Figura 3 y XNUMX 

Evolución evolutiva de la preferencia grasa desde el destete hasta la edad adulta. (A) Preferencia de grasa en el primer día en P25, P45 y P95. Se utilizaron diferentes grupos de animales en cada punto de tiempo (n = 6 / grupo / punto de tiempo). (B) Tres días consecutivos de grasa. ...

En P45 y P95, los dos grupos tienen una preferencia significativa por la grasa, es decir, significativamente diferente del valor teórico de 50% (en P45, CD: 80.68 ± 2.2% p = 0.0005 y WD: 78.07 ± 3.25% p = 0.0005; en P95, CD: 74.84 ± 8.4% p = 0.0425 y WD: 69.42 ± 8.9% p = 0.109 siguiendo la prueba de rango con signo de Wilcoxon, asterisco rojo) (Figura (Figura 3A) .3UNA). Los valores para los dos grupos no fueron distinguibles después de un día de presentación de sabor (en P45 p = 0.7857 y en P95 p = 0.9171 prueba de Mann-Whitney) (Figura (Figura 33LA).

Para saber cómo las ratas regulan su consumo de grasa a lo largo del tiempo, repetimos la presentación de la grasa durante tres días consecutivos en P45 y P95 (Figuras (Figuras 3B, C) .3ANTES DE CRISTO). Curiosamente, en P45, solo los machos de las represas WD perdieron progresivamente la preferencia por la solución de grasa (Figura (Figura 3B) 3B) (tercer día: 53.12 ± 8.36% p = 0.851 siguiendo la prueba de rango con signo de Wilcoxon). Sin embargo, a P95 (edad adulta) todos los animales prefirieron la grasa sin evolución durante la prueba de 3 días (Figura (Figura 33C).

En resumen, en este modelo, observamos, en una etapa temprana (niñez), una preferencia por la grasa en ratas alimentadas por presas WD con un desinterés progresivo a lo largo del tiempo durante la adolescencia. No observamos diferencias entre los dos grupos de ratas en la edad adulta.

Firma molecular de la plasticidad cerebral y la remodelación de los circuitos de GABA en el hipotálamo y las vías de recompensa

Para determinar si la ingesta materna de WD durante la gestación y la lactancia tiene un impacto en el hipotálamo y recompensa las vías de la descendencia, medimos la expresión relativa de varios factores clave de la plasticidad cerebral, el modelado cerebral y los marcadores de circuitos neuronales implicados en la ingesta de alimentos y la epigenética. reguladores Utilizamos TLDA para analizar su abundancia en diferentes áreas del cerebro (es decir, hipotálamo, VTA y NAc) (Tabla S1 en Material suplementario) en los tres períodos de tiempo. La selección se realizó después de las pruebas de elección de dos botellas en P25, P45 y P95 (Figura (Figura 1) 1) en seis machos nacidos de las presas alimentadas con WD y seis varones nacidos de las presas alimentadas con CD.

En P25 en hipotálamo, cinco genes de trece categorías diferentes mostraron un nivel de expresión de ARNm significativamente más bajo, principalmente en marcadores de plasticidad y marcadores GABA que oscilaron entre −20% (Gfap) y −40% (Gabra5) en crías de presas alimentadas con WD en comparación con ratas de Presas alimentadas con CD. En las biopsias de la vía de recompensa (VTA y NAc), dos genes mostraron niveles de expresión de mRNA estadísticamente más altos (D2R y Gabra1), es decir, receptores de señalización DA y GABA y un gen una expresión más baja (Hcrtr2) (es decir, receptor 2 de orexina) en NAc , mientras que cuatro genes mostraron un nivel de expresión de ARNm significativamente más alto (Map2, Gabara1, Hcrtr1 y Hcrtr2) (es decir, marcadores de plasticidad, receptores GABA y receptores serotoninérgicos) en VTA (Figura (Figura 44).

En P45 en el hipotálamo, cinco genes de trece categorías diferentes mostraron un nivel de expresión de ARNm más bajo que varía entre −20% (Fos) y −50% (FosB) en crías de presas alimentadas con WD en comparación con ratas de presas alimentadas con CD. En P45 en biopsias de la vía de recompensa, cuatro genes mostraron un nivel de expresión de ARNm más alto (Gfap, Dat, Cck2r y Kat5) y dos genes una expresión más baja (Fos y FosB) en NAc mientras que tres genes mostraron un nivel de expresión de ARNm más bajo (Arc, FosB y Th) y un gen de un nivel superior (Gabrg2) en VTA.

En P95 en el hipotálamo, los genes 20 de trece categorías diferentes mostraron un nivel de expresión de ARNm más alto que oscila entre + 20 y + 40% (Syt4 a Gjd2) y los genes 3 mostraron una expresión de ARNm inferior (FosB, D1r y Gabarb1) en una muestra de mRNA más pequeña. presas alimentadas en comparación con ratas de presas alimentadas con CD. En P95 en las biopsias de la vía de recompensa, los genes 12 mostraron un nivel de expresión de ARNm más alto que varía entre + 20 y + 40% (Syn1 a Hcrt1) y el gen 1 una expresión más baja (Th) en los genes NAc, 6 mostró un nivel de expresión más alto (Ncam1) , Gja1, Gjd2, Gabra5, Htr1a, y Htr1b), y los genes 6 mostraron un nivel de expresión de ARNm más bajo (Cntf, Igf1, Fos, Socs3, Gabrb2 y Hdac3, en VLC).

Luego realizamos tres PCA no supervisadas correspondientes a las tres biopsias cerebrales utilizando todos los parámetros cuantificados (es decir, dosis de plasma, datos de comportamiento y variaciones de expresión de ARNm). Se obtuvo una clara separación de los dos grupos solo en P95 para NAc y VTA (Tabla (Table33).

Tabla 3 

Síntesis del análisis de componentes principales (PCA): análisis cualitativo de la separación del grupo de PCA para PCA global y PCA focalizado.

De acuerdo con el círculo de correlación de PCA y los datos de TLDA (que representan la mayoría de las variables incluidas en este PCA), definimos las familias de genes que podrían ser responsables de la segregación y realizamos un PCA centrado (Figuras (Figuras 5A, B, 5A, B, por ejemplo). El PCA enfocado reveló que en P25 los marcadores DA en NAc y los marcadores de plasticidad en hipotálamo podrían separar los dos grupos de descendientes (Tabla (Table33 para el resumen). No se obtuvo tal discriminación en P45. Sin embargo, el mismo análisis en P95 reveló que los diferentes marcadores del sistema GABA en NAc e hipotálamo, más los marcadores de plasticidad (en hipotálamo, NAc y VTA) y los reguladores epigenéticos (solo en NAc) contribuyen a separar los dos grupos de animales ( Figura (Figura 5; 5; Mesa Table33).

Este análisis revela la influencia duradera de la dieta perinatal en los marcadores GABAérgicos, así como la plasticidad y los marcadores epigenéticos tanto en la ruta homeostática como en la de recompensa implicada en el comportamiento alimentario.

Inmunohistoquímica De Células TH Confirmado Análisis De La Transcripción

Debido a que observamos alguna variación en el ARNm de TH en NAc y VTA en los distintos períodos de desarrollo, nuestro objetivo fue correlacionar estos resultados con la inmunotinción de TH. El número de células TH / NeuN positivas se analizó en el VTA, donde se localizan los cuerpos de las células dopaminérgicas y se cuantificó la DO de la inmolabilación de TH en las terminaciones nerviosas ubicadas en la NAc. Las células TH (+) fueron menos abundantes en el VTA de WD en comparación con las ratas CD en P45 solamente (Figuras (Figuras 6A, C, E; 6AS; Figura S2A en Material Complementario). No hubo interacción significativa entre el nivel de sección y la cuantificación de TH / NeuN en los tres períodos (P25 p = 0.9991, P45 p = 0.9026 y P95 p = 0.9170). Solo en P45, se obtuvo una diferencia estadística entre los dos grupos de descendientes (p = 0.0002) (Figura (Figura 6E) .6MI). Además, no observamos diferencias en la DO de inmunotinción TH en el NAc en P25 y P45 entre los dos grupos (valores de la relación OD en P25: 1.314 ± 0.022 en CD vs 1.351 ± 0.026 en WD, p = 0.2681; Valores de la relación de DO en P45: 1.589 ± 0.033 en CD vs 1.651 ± 0.027 en WD, p = 0.1542). Sin embargo, se encontró una disminución significativa de la DO de las terminaciones nerviosas TH en NAc del grupo WD en P95 (valores de la razón DO en p95: 1.752 ± 0.041 en CD vs 1.550 ± 0.046 en WD, p = 0.0037) (cifras (Figuras 6B, D, F; 6B, D, F; Figura S2B en Material Complementario).

Discusión

En este estudio, planteamos la hipótesis de que la sobrenutrición materna perinatal influirá en el programa de desarrollo de vías de recompensa relacionadas con la homeostasis energética, la elección de alimentos y la ingesta de alimentos de los descendientes. Examinamos exhaustivamente el impacto de la ingesta materna de WD desde el nacimiento hasta el destete en las vías GABA, serotonina y DA de áreas específicas del cerebro (VTA, NAc e hipotálamo) en la descendencia, desde la infancia hasta la edad adulta. Nuestros resultados sugieren que el uso de una dieta rica en grasa y dulce, estrictamente restringida al período perinatal tiene un impacto en la preferencia de grasa temprana (niñez) en la descendencia correlacionada con el cambio en el perfil de expresión génica y los cambios neuroanatómicos / arquitectónicos del mesolímbico Redes dopaminérgicas. Sin embargo, cuando los descendientes se mantuvieron bajo la dieta de chow, observamos en ratas alimentadas con WD adolescentes una pérdida progresiva de atractivo hacia la grasa que se correlacionaba con una expresión reducida de los genes del sistema DA y una ligera reducción de las neuronas TH-positivas en el VTA . Más adelante en la vida, la preferencia de grasa no fue diferente entre los grupos, aunque se identificó una importante plasticidad de las redes GABAérgicas y de la red de homeostasis energética del hipotálamo en ratas de presas alimentadas con WD (Figura (Figura 77).

Figura 7 y XNUMX 

Gráficamente abstracto. NAc, núcleo accumbens; VTA, área tegmental ventral.

El primer impacto de la ingesta de WD perinatal que observamos en este estudio es un aumento del peso corporal de los hijos al destete, pero no hay diferencias al nacer. De hecho, los animales del grupo WD ganan 21% más de peso que CD al final del período de succión. Estudios previos han proporcionado resultados contradictorios con respecto al cambio en el peso al nacer para los hijos de las madres alimentadas con WD: un mayor peso corporal (, ), un peso corporal inferior (, , ) o ninguna diferencia (, ). Nuestros datos están en línea con un reciente análisis de meta-regresión () realizado en publicaciones experimentales de 171 que concluyeron que la exposición materna a la HFD no afectó el peso al nacer de los hijos, pero indujo un aumento del peso corporal al final del período de lactancia. El mayor peso corporal de las crías WD probablemente refleja un cambio en la composición de la leche y / o la producción de leche que se ha ilustrado en publicaciones anteriores (, ). De acuerdo con su mayor peso corporal, la proporción de grasa retroperitoneal de la descendencia de WD fue significativamente más alta que la de la descendencia de CD al final del período de lactancia (P25, Tabla Table2), 2), que también es consistente con estudios previos (, ). Sin embargo, la adiposidad más alta no persistió en P45 y P95, y otros parámetros metabólicos como la insulina, NEFA y glucosa en plasma no fueron diferentes entre los grupos. Nuestros resultados demostraron que sin una clara obesidad materna durante la gestación y la lactancia, la dieta por sí sola no es suficiente para inducir efectos metabólicos duraderos en la descendencia (, , ).

Se ha informado que la ingesta perinatal de HFD se correlaciona positivamente con la preferencia de la descendencia por alimentos sabrosos). En nuestro estudio, realizamos un estudio longitudinal con el objetivo de evaluar la preferencia de grasa en las crías que se destetan en chow regular.

Impacto de la DM perinatal en la infancia (después del destete)

Los cachorros de roedores comen alimentos sólidos 19 – 20 días después del nacimiento () cuando sus vías de recompensa cerebral aún no están maduras (). Por lo tanto, fue muy interesante estudiar su muy temprana preferencia por la grasa y correlacionar esta preferencia temprana con el análisis de transcripciones cerebrales. Justo después del destete, observamos una preferencia por la grasa en los descendientes de WD que no se evidenció en las ratas con CD. Esto está en línea con otros informes que muestran un vínculo entre la desnutrición perinatal y la preferencia de alimentos sabrosos y una baja preferencia por la grasa a edades tempranas para las ratas de control ().

El PCA global no permitía discriminar al grupo de cachorros con respecto a la dieta materna a esa edad. Sin embargo, cuando se realizó una PCA dirigida, restringida a marcadores DA, obtuvimos una buena segregación de los grupos. De hecho, hay un marcado aumento en la expresión de los ARNm del receptor D2 en la NAc en crías WD. Esta sobreexpresión postsináptica de D2 en la NAc podría estar parcialmente involucrada en una mayor motivación para la grasa (). Pocas otras transcripciones se modifican en cachorros WD en comparación con cachorros con CD, como un aumento de la subunidad alfa 1 GABAA en NAc y VTA y una disminución de la subunidad alfa 5 GABAA en el hipotálamo que sugiere una reorganización de los receptores GABAA en estos núcleos.

Impacto de la DM perinatal en la adolescencia

En P45, observamos una preferencia similar alta en grasa para ambos grupos en el primer día de presentación pero, curiosamente, las ratas WD perdieron progresivamente su interés por la grasa después de la presentación repetida. La adolescencia es un período crítico de reorganización neuroconductual necesaria para el procesamiento cognitivo de por vida (), y varios estudios mostraron una marcada vulnerabilidad al efecto cognitivo perjudicial de una dieta rica en grasas (–). Este resultado está en aparente contradicción con el trabajo anterior del grupo de Muhlhausler (, ) en el que las ratas juveniles (6 semanas) mostraron una clara preferencia por la comida chatarra. Sin embargo, en sus publicaciones, el paradigma experimental era diferente, ya que las ratas tenían acceso libre a comida estándar y comida chatarra desde el destete hasta el sacrificio (semanas 6).

Concomitantemente, medimos un aumento del ARNm de Dat en el NAc y una disminución del ARNm de Th en el VTA que se confirmó por la inmunohistoquímica que mostró un número reducido de células TH (+) en el VTA de ratas WD. Después de una actividad transcriptómica elevada para el sistema DA al destete, la actividad reducida en P45 puede explicar el bajo interés por los alimentos sabrosos observados en nuestras ratas WD. También debe señalarse que la disminución sistemática de la expresión del ARNm de Fos y FosB en los diversos núcleos que analizamos podría ser una marca de una actividad cerebral reducida después de la exposición materna a la WD.

Las ratas WD adolescentes mostraron un desinterés más rápido por la grasa que es opuesto a su comportamiento anterior. El uso de una dieta “normal” durante la infancia parece “protegerlos” hacia una preferencia de grasa exagerada en la adolescencia. Por el contrario, cuando las ratas tienen acceso gratuito a comida chatarra después del destete, como en la referencia. (, ), demuestran en la adolescencia una fuerte preferencia por la grasa. Este resultado sugiere que 3 semanas dieta chow después del destete podría haber reprogramado los circuitos y hacer que la descendencia adolescente menos sensible a un desafío agudo de grasa.

Impacto de la DM perinatal en adultos

Las ratas adultas ya no mostraron diferencia de preferencia por la grasa, incluso después de la presentación repetida de grasa como ya se describió (, ). Concomitantemente, observamos una disminución en el ARNm de Th y la proteína en la NAc, y una tendencia a una expresión reducida del ARNm de Dat en el VTA. Naef y compañero de trabajo () ya informaron una baja actividad del sistema DA en ratas adultas alimentadas en el período perinatal con una DFH, con una respuesta DA embotada a la anfetamina medida con microdiálisis y una mayor motivación para la recompensa de grasa (consulte la tabla que resume los datos recientes de qPCR en este modelo, Mesa S2 en Material Complementario). Una limitación de la cuantificación de TH (mRNA e inmunohistoquímica) en NAc proviene del hecho de que las células NAc también podrían expresar el mRNA y la proteína Th y luego podrían sesgar la cuantificación de las fibras DA (, ). Sin embargo, el uso de la inmunotinción de TH en NAc reveló principalmente los terminales densos de axones procedentes de las neuronas DA del cerebro medio (VTA y SNc). Por lo general, las neuronas que expresan TH en el cuerpo estriado y NAc solo se pueden discernir en animales con lesiones muy DA () y, por tanto, difícilmente detectable en nuestras inmuno-secciones. En este estudio, también observamos un fuerte aumento en el receptor opioide mu en NAc cuando otros grupos, con diferentes modelos, mostraron una disminución en la expresión del estriado ventral de ratas expuestas tempranamente a HFD (durante la lactancia y la gestación) (, ) o ningún cambio (). Estas modificaciones, medidas solo a nivel de ARNm, podrían reflejar una ligera actividad hipo de los circuitos de DA asociados con una mayor sensibilidad a los opioides () que probablemente no sean suficientes para tener un impacto en la prueba de comportamiento que llevamos a cabo. Estas suposiciones deben ser confirmadas utilizando enfoques funcionales. En un artículo reciente, con un modelo similar, Romani-Perez et al., No pudieron observar un aumento significativo de la motivación en las cajas de condicionamiento operante para las crías con HFD, pero observaron una latencia más corta para alcanzar una caja de metas en un paradigma de prueba de pista (). A pesar de la ausencia de preferencia de grasa de larga duración en nuestras condiciones experimentales, encontramos que la ingesta materna de WD perinatal tiene un efecto de larga duración en otros circuitos cerebrales, principalmente mediados por la remodelación de GABA en NAc y en hipotálamo. NAc es considerado como un "centinela sensorial" para el comportamiento consumatorio (). Estudios recientes han demostrado que la ingesta de alimentos fue suprimida por la inhibición de las neuronas LH que liberan GABA (). O'Connor et al. mostró que las neuronas NAc D1R (neuronas proyectoras GABAergic) inhiben selectivamente las neuronas LH VGAT para detener la ingesta de alimentos (). Estos experimentos revelan un circuito GABA (NAc / Hypothalamus) que puede ser responsable de controlar la respuesta de comportamiento. Este sistema ventral estriado-hipotalámico complementa otro circuito que involucra al núcleo del lecho stria terminalis VGAT liberador de GABA que proyecta a la neurona al glutamato que libera las neuronas LH de Vglut y la inhibición directa de LH vglut2 elicita la alimentación (). Otro componente importante del circuito regulador del apetito que involucra la cubierta NAc es una proyección inhibitoria de liberación de GABA al VP (). Estos datos resaltan el papel crucial de la señalización GABA en la interacción entre el hipotálamo y NAc para promover la alimentación. En nuestro estudio, no pudimos discriminar la población de neuronas involucradas en la remodelación de GABA y cómo estas modificaciones podrían alterar las redes. Sin embargo, el papel central de los circuitos GABA merece más interés. En particular, sería muy interesante realizar experimentos funcionales adicionales de estos circuitos GABA utilizando enfoques electrofisiológicos (). También observamos una regulación al alza global del transcrito de ARNm para los receptores 5HT1a y 5HT1b en los tres núcleos estudiados. La mayoría de las fibras de serotonina que se proyectan provienen del núcleo dorsal de rafe (DRN) y del núcleo mediano de rafe (MRN). Datos recientes de in vivo Las grabaciones y los estudios de imagen mostraron un papel positivo de 5HT en la recompensa (). Las fibras 5HT de DRN están involucradas en el control de impulsividad (). El aumento de 5HT1a en VTA y NAc podría ser un mecanismo compensatorio que podría controlar la impulsividad. En el hipotálamo, los estudios farmacológicos sugieren que los subtipos de receptores 5HT1a pueden suprimir el comportamiento de alimentación inducido por la estimulación con serotonina (, ). El aumento de los receptores 5HT1a yb en el hipotálamo podría potenciar la acción supresora de la alimentación de la serotonina y, por lo tanto, podría constituir un mecanismo compensatorio. Estas suposiciones deben verificarse realizando experimentos funcionales adecuados.

Estos cambios de redes están asociados con modificaciones de marcadores de plasticidad como ARNm de Ncam. En el hipotálamo de ratas adultas, observamos un aumento en los transcritos de Ncam1 y St8sia4, lo que sugiere un aumento en la señalización del ácido polisialico (PSA). El PSA es un glicano de la superficie celular que modula las interacciones célula a célula. La polialización de proteínas de adhesión celular está involucrada en varios procesos dependientes de la plasticidad sináptica en el sistema nervioso central y se ha informado que se requiere para la plasticidad sináptica adaptativa de los circuitos de alimentación durante el balance energético positivo agudo (, ). Además, otros reguladores de la interacción celular y la sinaptogénesis podrían estar involucrados en esta plasticidad hipotalámica.

En conclusión (Figura (Figura 7), 7), la ingesta materna de WD tiene una influencia duradera en la organización de los circuitos homeostáticos y hedónicos que regulan el comportamiento alimentario en la descendencia. Mediante el análisis de tres períodos de tiempo críticos, pudimos mostrar una clara evolución de la preferencia de grasa correlacionada con firmas moleculares cerebrales específicas. Durante la infancia, la preferencia por la grasa podría estar relacionada con una mayor actividad del sistema DA. La adolescencia, caracterizada por una inversión de la preferencia de grasa, se asoció con una menor expresión de los marcadores del sistema DA, lo que sugiere un mecanismo compensatorio. Un punto muy interesante para notificar es que, en este modelo, una dieta balanceada después del destete podría proteger a las ratas adolescentes de los hábitos alimenticios perjudiciales al reducir su deseo de grasa. Aunque en la edad adulta los dos grupos tienen una alta preferencia por la grasa, las ratas de las presas alimentadas con WD mostraron una profunda remodelación de los circuitos de GABA. ¿Cuáles son las consecuencias de esta plasticidad duradera? ¿Una ingesta de dieta obesógena exagerada durante la adolescencia reactivará este sistema de recompensa embotada? Tales preguntas podrían ser relevantes en el seguimiento nutricional de los recién nacidos y los niños criados en los países occidentalizados.

Declaración de Ética

Todos los experimentos se realizaron de acuerdo con las directrices del comité local de bienestar animal, la UE (directiva 2010 / 63 / UE), el Instituto Nacional de Investigación Agrícola (París, Francia) y el Departamento Veterinario Francés (A44276). El protocolo experimental fue aprobado por el comité de ética institucional y registrado bajo la referencia APAFIS 8666. Se tomaron todas las precauciones para minimizar el estrés y la cantidad de animales utilizados en cada serie de experimentos.

Contribuciones de autor

JP y PB realizaron el experimento y participaron en la discusión y redacción. TM realizó el PCA y participó en la discusión y redacción. SN contribuyó al diseño del experimento y participó en la discusión. PP contribuyó al diseño del experimento, participó en las discusiones y escribió el manuscrito. VP diseñó y realizó los experimentos, analizó los datos y escribió el manuscrito.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

AGRADECIMIENTOS

Los autores desean agradecer a Guillaume Poupeau y Blandine Castellano por el cuidado de los animales durante todo el estudio, Anthony Pagniez por su ayuda en la extracción de ARNm y TLDA, Isabelle Grit por su ayuda en el análisis de muestras de plasma, y ​​Alexandre Benani y Marie-Chantal Canivenc por su útil discusión y diseño de TLDA.

Notas a pie de página

 

Fondos. Esta investigación fue apoyada por la subvención PARIMAD (VP), la subvención de la fundación LCL (VP y PP), la fundación SanteDige (VP) y el metaprograma DIDIT del INRA (SN, VP, PP).

 

 

Material suplementario

El Material complementario para este artículo se puede encontrar en línea en http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fendo.2017.00216/full#supplementary-material.

Figura S1

Ingesta total de energía del aceite de maíz que contiene la botella. (A) El consumo de calorías de la botella de aceite de maíz para 24 h en P25 en crías de dieta occidental (WD) alimentó a presas y crías de dieta control (CD) alimentó presas. (B) Ingesta de calorías de la botella de aceite de maíz para 24 h en P45 (el tercer día de la prueba de la botella). (C) Ingesta de calorías de la botella de aceite de maíz para 24 h en P95 (el tercer día de la prueba de la botella). Para paneles (C.A), los datos se expresan como media ± SEM, sin diferencia estadística (p > 0.05), siguiendo la prueba no paramétrica de Mann y Whitney, en todas las edades. (D) El porcentaje de la ingesta de calorías de la botella de aceite de maíz se compara con la ingesta total de calorías (botella de aceite de maíz + dieta de chow estándar) para 24 h en P25 en cachorros WD y CD. (E) El porcentaje de la ingesta de calorías de la botella de aceite de maíz se compara con la ingesta total de calorías (botella de aceite de maíz + dieta de chow estándar) para 24 h en P45 (el tercer día de la prueba de la botella) en cachorros WD y cachorros CD. (F) El porcentaje de ingesta de calorías de la botella de aceite de maíz se compara con la ingesta total de calorías (botella de aceite de maíz + dieta de chow estándar) para 24 h en P95 (el tercer día de la prueba de la botella) en cachorros WD y cachorros de CD. Para paneles (DELAWARE), los datos se expresan en porcentaje de la ingesta total de calorías sin diferencia estadística (p > 0.05), luego de chi-cuadrado con corrección de Yates, en todas las edades.

Figura S2

Fotomicrografías representativas de la inmunotinción de TH en el núcleo accumbens (NAc) y el área tegmental ventral (VTA) en tres puntos temporales diferentes. (A) Fotomicrografía de inmunotinción TH / NeuN a nivel de VTA, −5.30 mm de Bregma. El etiquetado rojo es para NeuN y el verde para TH. La flecha blanca muestra la salida del tercer nervio. (B) Fotomicrografía de inmunotinción de TH a nivel de la NAc, + 1.70 mm de Bregma. El etiquetado verde es para TH. La flecha blanca muestra la comisura anterior.

Tabla S1

Lista de genes de matriz de baja densidad de TaqMan con los correspondientes códigos inventariados de tecnologías de vida.

Tabla S2

Resumen de los datos publicados sobre la expresión de transcripciones de la vía de dopamina. Los caracteres rojos corresponden al período de la infancia, los azules a la adolescencia y los negros a adultos. =: corresponde a una expresión de transcripción similar entre grupos, +: corresponde a una expresión de transcripción más alta en crías de las madres alimentadas con dieta rica en calorías [comida chatarra, dieta occidental (WD) o dieta rica en grasas (HFD)], y -: corresponde a una expresión de transcripción inferior en crías de presas alimentadas con dieta rica en calorías (comida chatarra, WD o HFD).

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