Int. J. Biol. 2015; 11 (10): 1150 – 1159.
Julkaistu verkossa 2015 Aug 1. doi: 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 ja Jeong Won Jahng1,✉
Abstrakti
Tässä tutkimuksessa tutkittiin erittäin maukkaan ruoan vaikutuksia nuoruuden aikana psyko-emotionaalisiin ja hermostuneisiin häiriöihin, jotka johtuvat varhaisesta stressielämyksestä naisrotilla. Naiset Sprague-Dawley-pennut erotettiin patosta 3 h: lle päivittäin kahden ensimmäisen viikon aikana (MS) tai jätettiin häiritsemättä (NH). Puolet jäsenvaltioiden naisista sai vapaasti pääsyn suklaakekseihin ad libitum jälkeläispäivänä 28. Pennut joutuivat käyttäytymistesteihin nuorten aikuisten aikana. Analysoitiin kortikosteronin plasman vaste akuutille stressille, AFosB: lle ja aivosta johdetuille neurotrofisille tekijöille (BDNF) aivojen alueilla. Kokonaiskalorimäärät ja kehon painonnousu koko koeajan aikana eivät eroa koeryhmissä. Evästeiden käyttö nuoruuden ja nuorten aikana paransi ahdistusta / masennusta kuin MS-kokemus. AFosB: n ekspressio väheni, mutta BDNF: ää lisättiin MS-naaraiden ytimessä, ja AFosB-ekspressio normalisoitiin ja BDNF: ää lisättiin edelleen evästeen käytön jälkeen. Kortikosteronin vaste akuutille stressille oli MS: n kokemuksen takia ja evästeiden käyttö ei parantanut sitä. Tulokset viittaavat siihen, että evästeiden käyttö nuorten aikana parantaa MS-naisten psyko-emotionaalisia häiriöitä, ja AFosB: n ja / tai BDNF: n ilmentyminen ytimen accumbensissa voi olla merkityksellinen sen taustalla oleviin hermosysteemeihin.
esittely
On yhä enemmän todisteita siitä, että samanlaisilla ruokavalio-manipulaatioilla voi olla erilaiset vastaukset sukupuolten välillä. Molekyylitasolla on osoitettu, että samaan ruokavalioon joutuneiden uros- ja naaraspuolisten rottien välillä on hippokampus-transkriptiinista seksuaalisesti dimorfisia vasteita 1. Metabolisessa / neuroendokriinitasossa naaraspuolisilla rotilla on erilaiset hypotalamuksen neuropeptidivasteet pitkittyneeseen, runsaasti rasvaa sisältävään ruokavalioon 2 ja suurempi kapasiteetti kuin miehillä korkean lipidivirtauksen kompensoimiseksi 3. Lyhyellä aikavälillä runsaasti rasvaa sisältävillä aikuisilla naisilla on vähentynyt glukokortikoidireseptorin mRNA-tasot hippokampuksessa ja niiden hypotalamuksen ja aivolisäkkeen-lisämunuaisen (HPA) akseli reagoi eri tavalla kuin miehillä seuraavaan stressiin 4, 5. Käyttäytymistasolla aikuisten rottien lyhytaikainen altistuminen rasva-ruokavalioon vähentää ahdistusta ja lisää tutkimusta miehillä, kun taas naisilla on päinvastainen vaikutus. 6. Pubertraatio on ratkaiseva kehitysjakso, jolle on ominaista lisääntynyt endokriininen plastisuus ja stressireaktion muutokset 7. Tutkimukset ovat viitanneet siihen, että vieroituksen jälkeen suuri rasvainen ruokavalio voi muuttaa HPA-akselin aktiivisuutta ja hormonaalisia vasteita akuuttiin stressiin vaikuttamalla sekä stressiin että metabolisiin välittäjiin seksuaalisesti dimorfisella tavalla 8, 9. Olemme aikaisemmin havainneet, että pitkään nautittavan erittäin maukkaan ruoan kulutus nuoruuden aikana suurentaa ahdistusta ja masennusta muistuttavaa käyttäytymistä urosrotissa, mutta ei naarasrotissas 10. Kahvilan ruokavaliota, joka sisältää runsaasti rasvaa (32% rasvapitoisuus), paransi käyttäytymisvaikeuksia sekä urospuolisilla että naaraspuolisilla rotilla, joille tehtiin samanlainen äidinerotusprotokolla, jota paremmilla vaikutuksilla oli miehillä. 11. Naisten MS-rotissa havaitut käyttäytymis- ja neuroendokriiniset haitat 12 näyttäisi olevan erilainen kuin urospuolisten MS-rottien 13, 14.
Edellisessä tutkimuksessamme pitkäaikainen pääsy erittäin maukkaaseen ruokaan, kohtalainen rasva-ruokavalio (~ 21% rasvaa) 6, 15nuorten ja nuorten aikana parannettiin joitakin ahdistukseen liittyviä oireita ja HPA-akselin toimintahäiriöitä urospuolisissa MS-rotissa 14. Tutkimukset ovat osoittaneet, että stressiakselitoiminnon modulointi liittyy erittäin tunnelmalliseen ruokavalioon positiiviseen emotionaaliseen käyttäytymiseen. Tuo on; altistumista erittäin edulliselle ruokavalioon, jossa on paljon rasvaa, ehdotettiin stressin herkkyyden vähentämiseksi 16; yksilöillä, joilla oli erittäin maukkaita ruokia, oli miellyttävämpiä tunteita, kuten tyytyväisyys, nautinto ja halu 17 ja maukkaiden elintarvikkeiden kulutus vähensi sympaattisia vasteita psykologisten ja immunologisten rasitusten seurauksena 18, stressihormonitasot hillitsemisen jälkeen 19 ja ahdistuneita käyttäytymismalleja kohonneen plus sokkelotestin aikana rotilla 20. Tässä tutkimuksessa maltillinen rasva-ruokavalio (~ 21% rasvaa) nuoruuden ja nuorten aikana ei parantanut MS-naisten HPA-akselin toimintahäiriötä, vaikka se paransi paitsi ahdistusta, myös masennusta muistuttavaa käyttäytymistä.
Jotta voitaisiin tutkia hermostomekanismeja, jotka perustuvat erittäin maukkaan ruokavalion psyko-emotionaaliseen vaikutukseen MS-naisissamme, olemme tutkineet aivosta peräisin olevaa neurotrofista tekijää (BDNF) ja AFosB-tasoja ydinasemassa (NAc). NAc: llä, joka on basaalinen aivorakenne, joka muodostaa mesolimbisen dopaminergisen reitin, on rooli palkinnossa, motivaatiossa ja vahvistamisessa. 21. Anhedonian, joka on keskeisen masennuksen häiriön ydinoire, kehittyminen on osoitettu palkitsemisreitin toimintahäiriöön, jossa NAc: llä on keskeinen rooli 22, 23. NAc-neuronit aktivoituvat käyttäytymiseen kohdistuvan stressin paradigmaan 24, 25ja ovat olleet mukana ahdistuneisuushäiriöissä 26, 27. Mesolimbinen dopaminerginen aktiivisuus ja NAc-hermosolujen stressin aiheuttama aktivointi blunted meidän urospuolisissa MS-rotissa, jotka osoittivat ahdistusta ja masennusta muistuttavaa käyttäytymistä 13, 28. BDNF: n ehdotettiin osallistuvan hedoniseen ruokintaan mesolimbisen dopamiinijärjestelmän moduloinnin kautta 29, 30ja altistuminen maukkaalle ruokavalioon lisäsi BDNF- ja ΔFosB-tasoja ja dopamiinireseptorin D1 sitoutumista NAc: hen 16, 31, 32.
Materiaalit ja menetelmät
Eläimet
Sprague-Dawley-rotat ostettiin (Samtako Bio, Osan, Korea) ja niitä hoidettiin spesifisellä patogeenivapaalla estealueella, jossa lämpötila (22 ± 1), kosteus (55%) ja 12 / 12 hr. valo / pimeä sykli (valot palavat 07: 00 AM). Saatavana oli vakiolaboratorion ruokaa (Purina Rodent Chow, Purina Co., Seoul, Korea) ja kalvon suodatettua puhdistettua vettä ad libitum. Eläimiä hoidettiin eläinkokeita koskevan ohjeen mukaisesti, 2000, jota on muokannut Korean lääketieteen akatemia, joka on sopusoinnussa laboratorioeläinten hoitoa ja käyttöä koskevien NIH: n ohjeiden kanssa, tarkistettu 1996. Kaikki eläinkokeet hyväksyttiin laboratorioeläinten hoidon ja käytön komiteassa Soulin kansallisessa yliopistossa.
Kokeellinen protokolla
Eläinlaitoksen laboratoriossa käytettiin jalostukseen naaraspuolisia naisia ja todistettuja kasvattajia, ja pennut kasvatettiin valvotulla tavalla minimoimaan ja standardoimaan ei-toivottuja ympäristövahinkoja. kohdussa elämään. Kaksitoista tuntia toimituksen vahvistamisen jälkeen [postnataalipäivä (PND) 1], pentuja käsiteltiin kuten aiemmin kuvattiin 13, 14, 33 - 35. Jokainen pentue osoitettiin joko äidin erotusryhmälle (MS) tai käsittelemättömälle (NH) ryhmälle. MS-pennut poistettiin emoiltaan ja kotihäkistään ja sijoitettiin tiiviisti yhteen uuteen häkkiin (Aspen shaving, Animal JS Bedding, Cheongyang, Korea) 9:00 h - 12:00 h, ja palasivat sitten kotiinsa. häkki ja pato. Ylimääräistä hoitoa pentujen pitämiseksi lämpimänä erotusjakson aikana ei tarjottu. MS suoritettiin päivittäin PND 1: stä 14: een, ja sitten pennut jätettiin emonsa häiriintymättömään vieroitukseen PND 22: lla. NH-ryhmä pysyi häiriintymättömänä vieroitukseen lukuun ottamatta rutiinihäkin puhdistusta, joka suoritettiin kahdesti viikossa. Vieroituspäivänä 2 NH- ja 4 MS-naaraspoikaa valittiin satunnaisesti kustakin NH- tai MS-pentueesta, vastaavasti, ja sijoitettiin 2 NH- tai 2 MS-pentua yhteen kuhunkin häkkiin. Kaksi yhdessä naaraspuolista naaraspuolista MS-pentua sai ilmaisen pääsyn erittäin maittavaan ruokaan (Oreo-eväste, Kraft Foods Global, Inc., Itä-Hannover, NJ, USA). ad libitum PND 28: n (MS + HPF-ryhmä) chow ja loput 2-naaraspuoliset MS-pennut kussakin pentueessa (MS-ryhmä) ja NH-poikaset (NH-ryhmä) saivat vain standardirehua. Normaalin chow- ja Oreo-evästeen ravinnekoostumuksen kaavat esitetään taulukossa Table1.1. Päivittäinen ruoan saanti ja painonnousu kirjattiin PND 29ilta. 24 h: n arvioimiseksi annettiin ruoan saanti, ennalta määrätty määrä chowia ja evästeitä, ja seuraavana päivänä punnittiin ja vähennettiin edellisen päivän arvosta vasen määrä chowia ja evästeitä. Erityistä varovaisuutta oli otettu mukaan vuotamiseen. Kalorien saanti laskettiin chow- ja evästeiden ravintoainekoostumuksen kaavojen mukaisesti. Pentujen kuluttamat elintarvikkeiden määrät kussakin häkissä jaettiin kussakin häkissä olevien pentujen lukumäärällä ja kukin laskettu arvo katsottiin n = 1. Vesi oli vapaasti käytettävissä kaikille koeryhmille, ja elintarvikkeiden olosuhteet jatkettiin koko koeajan ajan. Kuvio 3 esittää kokeellisen protokollan kaavion Figure11.
Ambulatorinen toiminta
NH, MS ja MS + HPF-naaraat (n = 8 4: sta eri pentueista kussakin ryhmässä; 24: n eri pentuja yhteensä 8-pentueista) altistettiin ambulatoriselle testille PND 54: lla. Jokaisessa tutkimuksessa rotta asetettiin aktiivikammion keskelle (43.2 cm, 42.2 cm leveä ja 30.5 cm korkeus, MED Associates, VT, USA), läpinäkyvä akryylikammio, jossa oli kaksi vaakasuoraa tasoa. 16-infrapuna-valokenno-ilmaisuparit asetetaan sisään x, y ulottuvuus 2.5 cm: n etäisyydellä toisistaan ja sen ambulatorinen aktiivisuus seurattiin tietokonepohjaisen järjestelmän avulla 30 min. Testitilan kevyt kunto pidettiin yhtä voimakkaana, kun eläinhuoneet olivat päivänvalossa. Ambulatorinen aktiivisuus mitattiin vaaka-anturin säteen keskeytysten kokonaislukuna kunkin peräkkäisen 5 min -istunnon aikana. Samoin arvioitiin myös jokaisen rotan uloshengitystesti, ulosteen boli-paino. Grooming-toimintaa analysoitiin edelleen; Esiintyminen ja pään hoito katsottiin rostraalisiksi hoitoiksi, vartalo, jalat ja hännän / sukuelinten hoito caudal groomingina 36. Aktiivisuuskammio puhdistettiin 70% etanolilla jokaisen käytön jälkeen aikaisemmin testatun rotan hajujen poistamiseksi.
Korkea Plus-labyrintti
Kaksi päivää ambulatorisen aktiivisuuskokeen (PND 56) jälkeen rotille suoritettiin käyttäytymisarviointi kohotetussa plus-sokkelossa, plusmuotoisessa akryyliruojassa, jossa oli kaksi vastakkaista avosylää (50 cm pitkä ja 10 cm leveä) ja kaksi vastakkaista suljettua varret (50 cm, 10 cm leveä ja 31 cm), jotka ulottuvat keskimmäisestä alustasta (10 cm x 10 cm). Koko laite kohotettiin 50 cm: n korkeuteen lattian yläpuolelle. Testausmenettelyä seurattiin edellä kuvatulla tavalla 37. Kukin rotta sijoitettiin sokkelon keskelle yhden avoimen varren kohdalta ja annettiin sitten tutkia sokkelon avoimia tai suljettuja käsiä 5 min. Eri aseissa vietetty aika kirjattiin. Neljän käpälän täytyi olla sisäänmenolinjan sisällä kullekin varrelle, mikä merkitsi tietyssä varassa vietetyn ajan alkamista ja sitten lopetusaika kirjattiin, kun kaikki neljä käpälää olivat jälleen linjan ulkopuolella. Sokkelo puhdistettiin 70% etanolilla jokaisen testin jälkeen, jotta estettäisiin aiemmin testatun rotan vaikutukset.
Pakotettu uintitesti
Kolme päivää kohotetun plus sokkelotestin (PND 59) jälkeen rotille suoritettiin pakotettu uintitesti edellä kuvatun menetelmän mukaisesti. 38. Jokaisen rotan annettiin uida lasisylinterissä (korkeus 54 cm ja halkaisija 24 cm), joka oli täytetty vedellä 40 cm: n syvyydessä (23-25 ℃) 5 minuutin ajan, ja testiistunnot nauhoitettiin videokameralla sylinterin sivulle. Rotan liikkumattomuuden kesto vedessä pisteytettiin videonauhoista sekuntikelloa käyttäen. Liikkumattomuus määriteltiin tilaksi, jossa rottien katsottiin tekevän vain tarvittavia liikkeitä pitääkseen päänsä veden pinnan yläpuolella.
Rotat sijoitettiin koehuoneeseen vähintään 2 h ennen kutakin testiä ei-toivottujen stressivaikutusten minimoimiseksi, ja kaikki käyttäytymisarvioinnit suoritettiin 9: 00 AM: n ja 12: 00 PM: n välillä, jotta vältettäisiin vuorokausivaihtelujen vaikutukset. Käyttäytyminen pisteytettiin tarkkailijan sokean kanssa rottien hoidosta.
Plasman kortikosteronimääritys
Viikko käyttäytymisistuntojen päättymisen jälkeen rotat pantiin pidätyslaatikkoon 2 tunniksi, jossa rotat pystyivät liikuttamaan neljää raajaansa, mutta eivät muuttaneet kehon suuntaa. Häntäveri kerättiin 0, 30, 60 ja 120 minuutin ajankohdissa pidätysjakson aikana ja sentrifugoitiin 2,000 20 r / min 80 minuutin ajan. Plasmanäytteet pakastettiin nestetypessä ja varastoitiin -XNUMX ° C: seen määritykseen saakka. Kortikosteronin pitoisuudet plasmassa määritettiin radioimmunomäärityksellä käyttäen 125I-leimattu Coat-A-Count-pakki (Siemens, CA, USA). Määrityksen herkkyys oli 5.7ng / ml. Määrityksen sisäinen kerroin oli 4-12.2%.
Western blot -analyysi
Rotat, jotka eivät ole olleet käyttäytymistesteissä (n = 6 3 eri pentueesta kussakin ryhmässä; yhteensä 18 pentua 6 eri pentueesta), teurastettiin PND 62: lle ΔFosB- ja BDNF-tasojen Western blot -analyysiin aivojen alueilla. Retroperitoneaaliset rasvatyynyt kerättiin uhraamisen aikana ja aivot poistettiin välittömästi päähänoton jälkeen. Kudosnäytteet ytimen accumbensista (NAc) ja hippokampuksesta leikattiin nopeasti jäillä, jäädytettiin nestetypessä ja varastoitiin -80 ° C: seen, kunnes niitä käytettiin. NAc-kudosleikkaus suoritettiin käyttämällä hienoa terää edellisissä tutkimuksissamme käytetyn menetelmän mukaisesti 28, 39; ei kuitenkaan voida välttää läheisen ventro-mediaalisen striatumin mahdollinen sisällyttäminen. Kudokset homogenisoitiin yhdellä pesuainelyysipuskurilla (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; proteaasi- ja fosfataasi-inhibiittori-cocktail 0.5%) ja sentrifugoitiin sitten 13,000 g: ssä 20 min.oC. Uusiin putkiin siirrettyjen supernatanttien proteiinipitoisuus mitattiin käyttämällä proteiinimäärityspakkausta (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA), jaoteltuna alikvootteina 80 μg / 20 μl pitoisuutena lyysipuskurissa ja varastoituna -80 ° C: seen. ° C, käytetään muuten samana päivänä. Näytteet sekoitettiin latauspuskuriin (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM ditiotreitoli; 4% SDS; 20% glyserolia; 0.2% bromifenolisinistä) laimennettuna 1: 1, keitettiin 5 minuuttia, jäähdytettiin nopeasti jäillä ja sitten elektroforaasi 12% SDS-polyakryyliamidi-Tris-glysiini-geeleillä. Nitroselluloosakalvoille (Hybond-C, Amersham, Bucks, UK) siirrettyjä proteiineja käsiteltiin 5-prosenttisella rasvattomalla kuivalla maidolla 1X Tris-puskuroidussa suolaliuoksessa-Tween (10 mM C4H11EI3; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) yön yli 4: ssa0C. Membraanit saatettiin reagoimaan polyklonaalisen kanin anti-∆FosB: n (laimennus 1: 1000; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA) tai anti-BDNF: n (1: 500 laimennus; Millipore, Temecula, CA, USA) kanssa. sitoutuneet vasta-aineet havaittiin kemiluminesenssillä valmistajan ohjeiden mukaisesti (Lumi-light western blotting substraatti; Roche, Indianapolis, IN, USA) ja kvantifioitiin käyttämällä digitaalista kuvananalyysijärjestelmää (LAS-1000, Fuji film, Tokio, Japani). Kunkin näytteen digitalisoidut arvot normalisoitiin latauskontrolli-p-aktiinille ja sitten kaikki arvot muunnettiin suhteellisiksi arvoiksi NH-ryhmän keskimääräiseksi arvoksi.
Tilastollinen analyysi
Tiedot analysoitiin yksisuuntaisilla tai kaksisuuntaisilla [kortikosteronitiedot; hoito (hoito- tai ravitsemustila, 2-tasot kukin) X-aika (4-tasot)] varianssianalyysi (ANOVA) ja ryhmien väliset ennalta suunnitellut vertailut suoritettiin post hoc Fisherin PLSD-testi tarvittaessa StatView-ohjelmistoa käyttämällä (Abacus, Berkeley, CA, USA). Ruumiinpainoa ja ruoan saantia koskevia tietoja analysoitiin edelleen toistetuilla ANOVA-mittauksilla, joita seurasi Bonferroni-korjaus P arvo. Merkitysaste asetettiin arvoon P <0.05, ja kaikki arvot esitettiin keskiarvoina ± SEM
tulokset
Elintarvikkeiden nauttiminen ja kehon painonnousu
MS-naaraat näyttivät olevan kevyempiä kuin ikääntyvät NH-naaraat, kunnes PND 39 ja painoero ei havaittu sen jälkeen (kuvio (Figure2A) .2A). Tilastollisesti merkittävät erot (P<0.05) NH- ja MS-naisten välillä havaittiin PND 32-39: n aikana lukuun ottamatta PND 36: ta ja 37. Maukasta ruokaa saatavuutta vähennettiin painoeroa MS-kokemusten perusteella, ja tilastollinen merkitsevyys NH: n ja MS + HPF: n välillä katosi PND 36: n jälkeen. toimenpiteet ANOVA paljasti, että ruumiinpainon nousu ajan mittaan on erilainen MS: n ja MS + HPF: n välillä [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], mutta ei NH: n ja MS: n välillä. Päivittäinen MS-naaraspuolinen nauttiminen ei eronnut ikäryhmää vastaavista NH-naisista (kuvio 1) (Figure2B) .2B). Evästeiden käyttö tukahdutti MS-naisten päivittäisen chow-saannin, mutta päivittäinen kalorien saanti lisääntyi yleensä evästeiden saatavuudella ilman tilastollisia merkityksiä. Kalorien saannin analysointi toistetuilla toimenpiteillä ANOVA ei paljastanut mitään vaikutuksia äitien erottamiseen ja ruokavalioon. Kokonaiskalorien saanti koko koejakson aikana (PND 28-62) ei eronnut koeryhmissä (kuva XNUMX) (Figure2C) .2C). Noin 40% MS + HPF: n käyttämästä kalorimäärästä HPF-naaraat ovat peräisin evästeistä (3259.921 ± 211.657 kcal chowista, 2184.641 ± 186.077 kcal evästeistä). PND 62: n MS-naaraspuolisten naisten retroperitoneaalinen rasvapatruuna ei eronnut ikäryhmää vastaavista NH-naisista, ja niitä pyrittiin lisäämään evästeiden käyttö ilman tilastollista merkitystä (P= 0.0833, MS vs. MS + HPF) (kuva (Figure22D).
Käyttäytymisen arviointi
NH-, MS- ja MS + HPF-naaraiden ambulatoriset aktiivisuudet mitattiin tietokoneistetussa aktiivisuuskammiossa PND 54: llä. MS-naisten ambulatoriset määrät ensimmäisen (0-15 min) ja myöhemmän istunnon (15-30 min) aikana pienenivät merkittävästi verrattuna NH-naaraiden kanssa; merkittävä lasku (P<0.05) suhteessa NH: hen havaittiin vasta myöhemmässä istunnossa MS + HPF -ryhmässä (kuvio XNUMX) (Figure3A) .3A). Ensimmäisen 15 min -istunnon aikana kulunut kokonaismatka väheni merkittävästi MS: ssä (P<0.05), mutta ei MS + HPF: ssä, verrattuna NH: hen (kuva (Figure3B) .3B). Hoitomiskäyttäytyminen ja uloshengitysaktiivisuus mitattiin ambulatorisen aktiivisuuden testin aikana (kuva 6) (Figure3C3C ja D). MS: n kokemus lisääntyi huomattavastiP<0.05, NH vs. MS), kun taas evästeiden käyttö vähensi sitä (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (kuva (Figure3C) .3C). MS-naaraspuolisten naisten poistumisaktiivisuus, jota oli yleensä lisätty suhteessa NH: aan ilman tilastollista merkitystä, ja evästeiden käyttö väheni merkittävästi sitä (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (kuva (Figure33D).
Ahdistusta muistuttavan käyttäytymisen arvioimiseksi rotat altistettiin kohonneelle plus sokkelotestille 2 päivää ambulatorisen aktiivisuustestin (PND 56) jälkeen. Avosylissä käytetty aika väheni merkittävästi MS-naisilla (P <0.05), mutta ei MS + HPF: ssä, verrattuna NH: hen (kuva (Figure4A) .4A). Avointen käsivarsien prosenttiosuus ei eronnut koeryhmissä (kuvio 1) (Figure4B) .4B). Masennusta muistuttavan käyttäytymisen arvioimiseksi rotat altistettiin uimakokeille 3 päivinä kohotetun plus sokkelotestin (PND 59) jälkeen. Pakotetun uintitestin 5 min aikana liikkumattomuuden kesto kasvoi merkittävästi MS-naisilla (P <0.05) verrattuna NH: hen, ja MS + HPF-naisten liikkumattomuuspisteet eivät eronneet NH: stä (kuva (Figure44C).
Plasman kortikosteronitasot
Viikon kuluttua uintitestistä rotat saivat turvajärjestelmän stressiä ja hännän verit kerättiin 0-, 30-, 60- ja 120 min -aikapisteissä turvajärjestelyn 2 h aikana, ja sitä käytettiin plasman kortikosteronimääritykseen (kuvio (Figure5) .5). Peruskortikosteronitasot (0-ajankohta) eivät eronneet ryhmissä; stressi-indusoitu kortikosteronitason nousu oli kuitenkin matalampi MS-naisilla kuin NH: ssa 30: ssä ja 60 min -aikapisteissä stressin alkamisen jälkeen.P<0.05, NH vs. MS kussakin ajankohdassa). MS + HPF: n plasman kortikosteronipitoisuudet eivät eronneet NH: stä 30 minuutissa stressin alkamisen jälkeen, mutta olivat alle NH: n 60 minuutin ajankohtana (P <0.05; NH (394.29 ± 38.35 ng / ml NH: ssä vs. 247.48 ± 24.57 ng / ml MS + HPF: ssä). Stressi-indusoitujen kortikosteronitasojen analyysi kaksisuuntaisella ANOVA: lla paljasti äitien erottamisen päävaikutukset [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] ja aika [F(3,56) = 9.335, P<0.0001], eikä sillä ole vaikutusta ruokaolosuhteisiin. Merkittäviä vuorovaikutuksia äitien erottamisen ja ajan välillä tai ruoan kunnon ja ajan välillä ei havaittu.
AFosB ja BDNF western blotit
AFosB- ja BDNF-tasot NAc: ssä tutkittiin Western blot -analyysillä (kuvio 1) (Figure6) .6). ΔFosB väheni merkittävästi, mutta BDNF: ää kasvatettiin MS-naaraspuolisen naaraspuolisen naaraan (NAc) alueella.P <0.05) verrattuna NH: hen (kuva (Figure6A6A ja B). A-FosB-taso MS-naisten NAc: ssä normalisoitiin evästeiden avulla; ts. ei eroa NH: n ja MS + HPF: n välillä, ja BDNF-taso nousi edelleen (P <0.05, MS vs. MS + HPF). BDNF-tasot MS-naisten hippokampuksessa laskivat huomattavasti suhteessa NH: hen (P <0.05), eikä sitä voitu palauttaa evästeiden avulla (kuva (Figure66C).
Keskustelu
Runsas ruoan saatavuus paransi MS-naisten psyko-emotionaalista käyttäytymistä
Tässä tutkimuksessa käyttäytymispisteet edustavat ahdistusta ja masennusta, kuten ambulatorinen aktiivisuus, rostraalinen hoito ja ulostyövoimatoiminta aktiivisuuskokeen aikana; avoimet kädet pysyvät korkealla ja sokkeloiskokeella; liikkumattomuus pakotetun uintitestin aikana parani MS-naisilla, joilla oli vapaa pääsy Oreon evästeisiin nuoruuden ja nuoruuden aikana. Kortikosteronivaste akuuttiin stressiin oli blunted MS-naisilla, kuten MS-miehillä on raportoitu 14. Kortikosteronin vastenmuotoinen vaste näyttää olevan seurausta MS-kokemuksesta; toisin sanoen kokemus toistuvasta stressistä, koska HPA-akselin vaste akuuttiin stressikysymykseen näytti olevan räikeä toistuvan stressin kokemusten jälkeen 40, 41. Tutkimukset osoittivat, että altistuminen erittäin edulliselle ruokavalioon, jossa on runsaasti rasvaa, voi muuttaa HPA-akselin aktiivisuutta ja hormonaalisia vasteita akuuttiin stressiin. 9, parantaa stressireaktioita 17, 19 ja vähentää ahdistusta muistuttavaa käyttäytymistä 18, 20. Myös vapaa pääsy Oreo-evästeisiin (~ 21% rasvapitoisuus, kohtalainen rasva-ruokavalio) nuoruuden ja nuorten aikana normalisoi HPA-akselitoiminnot ja paransi ahdistusta muistuttavia käyttäytymisiä uros MS-rotissa 14. Toisin sanoen, on todennäköistä, että nuorten evästeiden käyttö saattaa parantaa MS-kokemuksen, alkuvaiheen toistuvan stressin ja käyttäytymisvaikeuksien parantamista. Tässä tutkimuksessa evästeiden käyttö nuoruuden ja nuorten aikana ei kuitenkaan parantanut HPA-akselin aktiivisuutta, joka reagoi akuuttiin stressiin naispuolisissa MS-rotissa. On ehdotettu, että nuorten evästeiden pääsyn anksiolyyttinen ja / tai masennuslääke-teho naaras MS-rotissa ei välttämättä liity HPA-akselin toimintaan, vaikka se oli urospuolisissa MS-rotissa. Uros- ja naaraspuoliset rotat eroavat lukuisista neuroendokriini- ja käyttäytymisparametreista, ja haavoittuvuus stressiä kohtaan on riippuvainen sukupuolesta 42, 43. Aikaisempi tutkimus kertoi, että 7-päivän kohtalaisen rasva-ruokavalion protokolla johtaa uros-selektiiviseen liioiteltuun kortikosteronin vapautumiseen akuutin stressin jälkeen 6.
Naaraspuolisten rottien NAc: n ruokajuomapitoisuus ja neuronaalinen toiminta
Esillä oleva tutkimus osoitti, että AFosB-ekspressio väheni ja BDNF lisääntyi naarasrottien NAc: ssä MS-kokemuksella. On raportoitu, että joko psykologinen tai metabolinen stressi lisää AFosB: n ilmentymistä NAc: ssä 44-46. Tutkimukset ovat osoittaneet, että transkriptiotekijä AFosB liittyy BDNF: n ilmentymiseen NAc-neuroneissa 32, 47-49. Yhteenvetona on ehdotettu, että pienentynyt AFosB ja lisääntynyt BDNF-ekspressio NAc: ssä voivat olla pitkäaikaisia seurauksia MS: n stressistä varhaisessa elämässä, mahdollisesti moduloimalla NAc-neuronitoimintoa. NAc-neuronaalisen funktion ehdotettiin moduloivan käyttäytymisstressi- paradigma 24, 25 ja sen toimintahäiriö on liittynyt masennukseen ja ahdistuneisuushäiriöihin 22, 23, 26, 27. Todellakin lisääntynyt BDNF-signalointi NAc: ssä on raportoitu stressin aiheuttamissa masennusmalleissa 50-52ja stressiä aiheuttavat depressiiviset vaikutukset blunted hiirissä, jotka ekspressoivat ΔFosB: tä striatumissa 53. Täten on todennäköistä, että naaras MS-rottien masennus- ja / tai ahdistuneisuuskäyttäytyminen voi liittyä vähenevään AFosB: hen ja lisääntyneeseen BDNF-ilmentymiseen NAc: ssä.
Tässä tutkimuksessa evästeiden käyttö nuorten aikana lisäsi FosB- ja BDNF-ilmentymiä naaras MS-rotissa. Tämä tulos yhtyy aiempiin raportteihin, jotka osoittavat, että altistuminen maukkaalle ruokavalioon johtaa lisääntyneisiin ΔFosB-tasoihin NAc: ssä 31ja että suuri rasvainen ruokavalio lisäsi BDNF-tasoja AFosB: n yli-ilmentävien hiirien NAc: ssä 32. Kun otetaan huomioon edellinen raportti, joka osoittaa, että ΔFosB: n lisääntynyt ekspressio striatumissa vaikuttaa joustavasti stressin aiheuttamiin masennusvaikutuksiin 53päätellään, että kasvanut ΔFosB MS-naisemme NAc: ssä, jossa on evästeiden käyttö; se on normalisoitu perusasentoonsa, olisi voinut edistää nuorten evästeiden käytön masennuslääkettä ja / tai anksiolyyttistä tehoa. Ei ole kuitenkaan selvää, onko kasvanut BDNF-taso MS-naisilla, joilla on evästeen käyttö, osallisena sen masennuslääkkeissä ja anksiolyyttisissä vaikutuksissa, koska lisääntynyt BDNF-signalointi NAc: ssä ilmoitettiin pääasiassa masennusmalleissa 50-52, mutta harvoin masennuslääkkeiden malleissa. Lisätutkimukset ovat perusteltuja.
MS: n ja HPF: n vaikutukset hippokampuksen BDNF-tasoihin
BDNF-tason vähenemistä hippokampuksessa on raportoitu sekä uros- että naaraspuolisilla rotilla, joille tehtiin samanlainen MS-protokolla, jota tässä tutkimuksessa käytettiin 54, 55. Samanaikaisesti BDNF-taso pieneni meidän MS-rotumme hippokampuksessa suhteessa NH-kontrolleihin tässä tutkimuksessa. Hippokampaalinen neurogeneesi on liittynyt ahdistuksen ja masennuksen oireisiin 56, 57ja hippokampus tunnetaan olevan osallisena HPA-akselin aktiivisuuden palautesäätöön. Muistuttaen, että HPA-aktiivisuus oli blunted MS-naisissamme, on todennäköistä, että hippokampuksen BDNF-tasojen aleneminen voi liittyä ahdistuneisuus- ja / tai masennushäiriöihin MS-kokemuksella, mahdollisesti suhteessa blunted HPA-akselin aktiivisuuteen. Hippokampuksen BDNF-tason ja HPA-akselin aktiivisuuden suhdetta MS-naisissamme tukivat edelleen se, että evästeiden käyttö ei parantanut kumpaakaan tässä tutkimuksessa. Aikaisempi tutkimus osoitti, että pitkään rasvaisen ruokavalion kulutus (32% rasva) lisää BDNF: n ilmentymistä urospuolisten MS-rottien hippokampuksessa vastaavan MS-protokollan mukaisesti, jota käytettiin tässä tutkimuksessa 58. Evästeiden käytön vaikutusta nuoruuden aikana (~ 21% rasvaa) urospuolisten MS-rottien hippokampus-BDNF-tasoihin tutkitaan parhaillaan.
Rasvan ja sokerin sisällön käyttäytymisvaikutukset Oreon evästeessä
Tässä tutkimuksessa vapaa pääsy Oreo-evästeisiin paransi psyko-emotionaalisia vastoinkäymisiä naaraspuolisilla rotilla varhaisen elämän stressaavalla kokemuksella. Oreo-eväste on suklaa-eväste, joka sisältää paitsi rasvaa myös sokeria, kuten taulukossa on esitetty Table1.1. Ihmisen tutkimuksessa suklaan syöminen vähensi negatiivista tunnelmaa verrattuna juomaveteen, kun taas neutraaleilla ja positiivisilla tunnelmilla ei havaittu vaikutuksia 59. Ja suklaan mielialan parantava vaikutus riippui suklaan maustavuudesta (maitosuklaa vs. tavallinen suklaa), mikä viittaa siihen, että makean maustavan ruoan syöminen parantaa kokeellisesti aiheuttamaa negatiivista mielialaa. On raportoitu, että sakkaroosihalu lisääntyy masentuneissa eläimissä, joilla on krooninen lievä stressi ja maukas maitosuklaanhimo lisääntyy nimenomaan masentuneilla mielialoilla. 60. Sakkaroosin ja / tai sianlihan vapaa valinta vapaasti chow-modulaation mukaan moduloi stressiakselivasteita akuuttiin stressiin 61. Myös lyhytaikainen altistuminen kohtalaisen rasvan ruokavalioon (20% maissiöljy; samankaltainen rasvapitoisuus Oreo-evästeillä) aiheutti neuroendokriinisiä ja käyttäytymismuutoksia seksuaalisesti dimorfisella tavalla 4-6. Yhteenvetona voidaan todeta, että Oreo-evästeiden sokeri- ja rasvapitoisuus on voinut osaltaan parantaa hermo- ja käyttäytymisvaikeuksia MS-naisilla. Lisätutkimukset ovat oikeutettuja tutkimaan, tuottavatko saman määrän rasvaa tai sokeria kuin Oreo-evästeiden käyttö samankaltaisia parannuksia tässä tutkimuksessa havaituissa MS-naisissa.
Lopuksi, retroperitoneaalisen rasvan varasto oli yleensä lisääntynyt MS-naisilla evästeen avulla tässä tutkimuksessa. Jännittävän akselin toimintaan vaikuttavan modulointivaikutuksen lisäksi maukas ruoan saatavuus lisäsi huomattavasti verenkierron leptiini- ja insuliinitasoja lisääntyneellä rasvapitoisuudella 15, 61. Sekä leptiinin että insuliinin on ehdotettu vaikuttavan säätelevään toimintaan meso-limbiseen palkitsemisjärjestelmään, ja erityisesti insuliini lisäsi dopamiini-kuljettajien ilmentymistä ventral tegmental -alueella 62, 63. Kuten edellä on kuvattu, meso-limbinen palkitsemisjärjestelmä liittyy voimakkaasti psyko-emotionaalisiin häiriöihin suhteessa jännitysakselin toimintaan 22-27. Täten ehdotettu modulaatio, jos sellainen on, lisääntyneen leptiinin ja / tai insuliinin ja lisääntyneen rasva-depotin välisellä meso-limbisessä palkitsemisjärjestelmässä ehdottaa, että sillä on rooli mielialan kohoamisessa maukkaan ruoan saannin avulla. Pitkäaikaisen rasvaisen ruokavalion (32% rasvapitoisuus) pitkäaikainen kulutus vähensi ahdistuneita käyttäytymismalleja ja lisäsi plasman leptiini- ja insuliinitasoa, kun naaraspuolisilla rotilla oli merkittävästi lisääntynyt rasvapitoisuus, joille tehtiin samanlainen MS-protokolla tässä tutkimuksessa. 11. Ei kuitenkaan ole vielä selvää, onko MS-naisissamme havaittuja evästeiden käyttömahdollisuuksia (kohtalainen rasva-ruokavalio, jonka rasvapitoisuus on ~ 21%) vai ei, vai onko se yhteydessä lisääntyneeseen rasvanpoistoon, koska retroperitoneaalisen rasvan varaston kasvu evästeen avulla ei saavuttanut tilastollista merkitsevyyttä ja lisäksi ei verenkierrossa olevaa leptiiniä eikä insuliinia mitattu tässä tutkimuksessa.
LopuksiHPA-akselin, NAc-neuronien ja hippokampuksen häiriöt näyttivät vaikuttaneen nuorten naisten MS-rottien psyko-emotionaaliseen vastoinkäymiseen kokemuksella äidin erottumisesta kahden ensimmäisen syntymäviikon aikana. Vapaa pääsy erittäin maukkaaseen ruokaan, kohtalainen rasva-ruokavalio, nuorten ja nuorten aikana parantanut ahdistusta ja masennusta muistuttavaa käyttäytymistä MS-naisilla vaikuttamatta kehon painonnousuun, ja NAc-neuronien toiminnallinen modulaatio voi vaikuttaa sen taustalla oleviin hermosysteemeihin.
Kiitokset
Kirjoittajat kiittävät Dr. SB Yoo: ta tilastollisen analyysin avustamisesta ja tohtori JY Lee kokeellisista tekniikoista. Tätä tutkimusta tukivat kansallisen tutkimussäätiön (2013R1A1A3A04-006580) avustukset ja se, että Oromaxillofacial Dysfunction -tutkimuskeskus vanhuksille Soulin kansalliseen yliopistoon (2014050477), jota rahoitti Korean hallitus (tiede-, ICT- ja tulevaisuuden suunnittelu).
Viitteet