Int. J. Biol. Sci. 2015; 11 (10): 1150 – 1159.
Megjelent online 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 és a Jeong Won Jahng1,✉
Absztrakt
Ez a tanulmány megvizsgálta a nagyon ízletes ételek hatását a serdülőkorban a női patkányok korai életkori stressz tapasztalatából adódó pszicho-érzelmi és idegi zavarokra. A Sprague-Dawley nőstény kölykök az első két héttel (MS) az 3 h órától naponta elválasztásra kerültek az XNUMX héttől, vagy zavartalanul (NH). A tagállamok feleinek fele ingyenesen jutott hozzá a csokoládé cookie-khoz ad libitum 28 posztnatális naptól. A kölyköket fiatal felnőttkorban viselkedési teszteknek vetették alá. Elemeztük az agyrégiók akut stresszre, AFosB-re és agyi eredetű neurotróf faktor (BDNF) szintjére adott plazma kortikoszteron választ. A teljes kalóriabevitel és a testtömeg-növekedés a kísérleti időszakban nem különbözött a kísérleti csoportok között. A cookie-k hozzáférése a serdülőkor és a fiatalok körében javította a szorongás / depresszió jellegű viselkedést a tagállamok tapasztalatai alapján. Az AFosB expressziója csökkent, de a BDNF nőtt az MS nőstények sejtmagjaiban, és az AFosB expresszió normalizálódott, és a BDNF tovább nőtt a cookie hozzáférés után. Az akut stresszre adott kortikoszteron-reakciót az MS tapasztalatai megdöntötték, és a cookie-hozzáférés nem javította azt. Az eredmények azt sugallják, hogy a serdülőkorban a cookie-k hozzáférése javítja az MS nőstények pszicho-érzelmi zavarát, és az AFosB és / vagy a BDNF expresszió a magban található akumberekben szerepet játszhat a mögöttes neurális mechanizmusokban.
Bevezetés
Egyre több bizonyíték áll rendelkezésre arra nézve, hogy az azonos étrend-manipulációk eltérően reagálhatnak a nemek között. Molekuláris szinten kimutatták, hogy a hippokampális transzkriptom szexuálisan dimorfikus válaszai vannak a hím és nőstény patkányok között, akik ugyanannak az étrendnek vannak kitéve 1. A metabolikus / neuroendokrin szintnél a nőstény patkányok különböző hipotalamuszos neuropeptid válaszokat mutatnak a tartósan magas zsírtartalmú étrendre. 2 és a férfiaknál nagyobb kapacitás, hogy kompenzálja a magas lipid beáramlást 3. A rövidtávú, magas zsírtartalmú felnőtt nők csökkentett glükokortikoid receptor mRNS-szintet mutatnak a hippocampusban, és hipotalamusz-hipofízis-mellékvese (HPA) tengelyük eltérően reagál a férfiaktól a következő stresszig. 4, 5. A viselkedési szinten a felnőtt patkányok zsírsav-étrendre történő rövid távú expozíciója csökkenti a szorongást és növeli a férfiak feltárását, míg a nőknél ellentétes hatása van 6. A pubertás kulcsfontosságú fejlődési időszak, amelyet a fokozott endokrin plaszticitás és a stresszérzékenység változása jellemez 7. A vizsgálatok arra utaltak, hogy a nagy zsírtartalmú étrend-elválasztás módosíthatja a bazális HPA-tengely aktivitását és az akut stresszre adott endokrin válaszokat, mind a stressz, mind az anyagcsere-mediátorok szexuálisan dimorfikus módon történő befolyásolásával 8, 9. Korábban megállapítottuk, hogy a serdülőkorban a hosszan tartó, nagyon ízletes ételek fogyasztása növeli a szorongás- és depressziószerű viselkedést a hím patkányokban, de nem női patkányokban.s 10. A magas zsírtartalmú (32% -os zsírtartalmú) kávézó étrend-fogyasztása javította a viselkedésbeli hátrányokat mind a hím és nőstény patkányok esetében, akiknek hasonló anyai szeparációs (MS) protokollt alkalmaztak ebben a vizsgálatban, nagyobb kedvező hatással a férfiakra 11. A női MS patkányokon megfigyelt viselkedési és neuroendokrin hatások 12 különbözött a hím MS patkányoktól 13, 14.
Korábbi tanulmányunkban a rendkívül ízletes ételek, a mérsékelt zsírtartalmú étrend (~ 21% zsír) 6, 15A serdülőkor és a fiatalok körében a férfiak MS patkányai javítottak néhány szorongással kapcsolatos tünetet és a HPA tengely diszfunkcióját 14. A tanulmányok arra utaltak, hogy a stressz-tengely funkció modulációját a pozitív érzelmi viselkedés befolyásolja a nagyon ízletes diéta. Ez az; a stresszérzékenység csökkentése érdekében nagy zsírtartalmú étrendnek való kitettséget javasolták 16; A nagyon ízletes ételeket kínáló egyéneknek kellemesebb érzelmek voltak, mint az elégedettség, az élvezet és a vágy 17 és az ízletes ételek fogyasztása csökkentette a pszichológiai és immunológiai stressz utáni szimpatikus válaszokat 18, stresszhormonszintek a korlátozás után 19 és a szorongásszerű viselkedés a patkányokon végzett emelt plusz labirintus teszt során 20. Ebben a tanulmányban azonban a serdülőkorban és a fiataloknál a mérsékelt zsírtartalmú étrend (~ 21% zsír) nem javította a HPA-tengelyek diszfunkcióját, bár nemcsak a szorongás, hanem a depresszióhoz hasonló viselkedés is javult.
Annak érdekében, hogy megvizsgálhassuk a nagyon ízletes étrend-hozzáférés pszicho-érzelmi hatásának hátterében álló neurális mechanizmusokat, az agyi eredetű neurotróf faktort (BDNF) és az AFosB szinteket vizsgáltuk a nucleus accumbensben (NAc). A NAc, egy bazális elülső struktúra, amely mesolimbikus dopaminerg útvonalat képez, szerepet játszik a jutalomban, a motivációban és a megerősítésben. 21. Az anhedonia, a súlyos depressziós rendellenesség egyik központi tünete, kialakulásának tulajdonítható a jutalomút diszfunkciójának, amelyben a NAc döntő szerepet játszik. 22, 23. Az NAc neuronok aktiválódnak, reagálva a viselkedési stressz paradigmára 24, 25és szorongásos rendellenességekben szenvednek 26, 27. A mesolimbikus dopaminerg aktivitást és a NAc neuronok stressz által kiváltott aktiválását hím MS patkányainkban tompítottuk, amelyek szorongást és depressziószerű viselkedést mutattak 13, 28. A BDNF-nek azt javasolta, hogy részt vegyen a hedonikus táplálásban a mesolimbikus dopamin rendszer modulálásával 29, 30és az ízletes étrendnek való kitettség növelte a BDNF és ΔFosB szinteket és a dopamin receptor D1 kötődését a NAc-ben 16, 31, 32.
Anyagok és módszerek
Állatok
A Sprague-Dawley patkányokat megvásároltuk (Samtako Bio, Osan, Korea), és egy specifikus-patogénmentes gátterületen gondoltuk, állandó hőmérséklet-szabályozással (22 ± 1 ℃), páratartalommal (55%) és 12 / 12 hr fény / sötét ciklus (világít 07: 00 AM). Szabványos laboratóriumi ételek (Purina Rodent Chow, Purina Co., Seoul, Korea) és membránszűrt tisztított víz álltak rendelkezésre ad libitum. Az állatokat az Koreai Orvostudományi Akadémia által szerkesztett állatkísérletekre vonatkozó 2000 iránymutatásnak megfelelően kezelik, amely összhangban van a laboratóriumi állatok gondozására és használatára vonatkozó NIH iránymutatásokkal, felülvizsgált 1996. Valamennyi állatkísérletet a Szöuli Nemzeti Egyetem Laboratóriumi Állatápolási és Használati Bizottsága hagyott jóvá.
Kísérleti protokoll
Az állatállomány laboratóriumában tenyésztésre szánt nőstény nőstényeket és bizonyított tenyésztő férfiakat használtak, és a kölyköket szabályozott módon tenyésztették a nem kívánt környezeti stimuláció minimalizálása és szabványosítása érdekében. méhen belüli élet. Tizenkét órával a kézbesítés megerősítése után [postnatalis nap (PND) 1], a kölyköket a korábban leírtak szerint manipuláltuk 13, 14, 33 - 35. Minden almot vagy az anyai elválasztási (MS), vagy a nem kezelt (NH) csoportba soroltunk. Az MS kölykeit eltávolították gátjáról és otthoni ketrecükből, és szorosan egymás mellé helyezték egy új, faforgácsot tartalmazó ketrecben (Aspen shaving, Animal JS Bedding, Cheongyang, Korea) 9:00 és 12:00 óra között, majd visszatértek az otthonukba. ketrec és gát. Nem ajánlottak további kezelést a kölykök melegen tartására az elválasztási időszak alatt. Az MS-t naponta végeztük PND 1-től 14-ig, majd a kölyköket gátjuk zavartalanul hagytuk a 22-es PND-től való elválasztásig. Az NH-csoport elválasztásig zavartalan maradt, kivéve a heti két alkalommal végzett rutinszerű ketrec-tisztítást. Az elválasztás napján 2 NH és 4 MS nőstény kölyköt választottak véletlenszerűen az egyes NH vagy MS almokból, és mindegyik ketrecbe 2 NH vagy 2 MS kölyköt helyeztek el. Két, együtt elhelyezett nőstény MS kölyök ingyenes hozzáférést kapott nagyon ízletes ételekhez (HPF) (Oreo süti, Kraft Foods Global, Inc., Kelet-Hannover, NJ, USA), valamint ad libitum A PND 28 (MS + HPF csoport) chow-t és a többi 2 női MS-kölyköt minden alomban (MS-csoport) és az NH-kölykökben (NH-csoport) csak standard chow-t kaptak. A standard chow és Oreo cookie tápanyagösszetételének képleteit a 2. táblázat mutatja Table1.1. A napi táplálékfelvételt és a súlygyarapodást a PND 29-ből vettük fel. Az 24 h értékeléséhez az élelmiszer-bevitel, a becsült mennyiségű chow és a cookie-k biztosítottak, és a következő napon a chow és a cookie-k maradék mennyiségét mérlegelték és levonták az előző napon megadott értékből. Különös figyelmet fordítottak a kiömlésre. A kalóriatartalmat a chow és a cookie-k tápanyag-összetételének képletei alapján számítottuk ki. Az egyes ketrecekben a kölykök által elfogyasztott élelmiszerek teljes mennyiségét megosztották az egyes ketrecek kölykeinek számával, és az egyes számított értékeket n = 1 értéknek tekintettük. A víz szabadon hozzáférhető volt minden kísérleti csoport számára, és az étkezési körülményeket az egész kísérleti időszak alatt folytattuk. A kísérleti protokoll vázlatos rajza az 1. ábrán látható Figure11.
Ambuláns tevékenység
NH, MS és MS + HPF nőstények (n = 8 az 4 különböző almokból minden csoportban; az 24 különböző kölykökből származó összes 8 kölyköt különféle almokból) a PND 54 ambuláns vizsgálatnak vetettük alá. Mindegyik vizsgálatban a patkányt az aktivitási kamra közepére helyezzük (43.2 cm hosszú, 42.2 cm széles és 30.5 cm magasságban, MED Associates, VT, USA), egy átlátszó akril kamrát, amely két vízszintes síkkal van ellátva. 16 infravörös fotocella-detektor párok helyezkednek el x, y dimenzió, egymástól 2.5 cm távolságra, és ambuláns aktivitását a számítógépes rendszer 30 min. A vizsgálati helyiség könnyű állapota ugyanolyan intenzitású volt, mint a nappali helyiségben, napfényes körülmények között. Az ambuláns aktivitást úgy mértük, mint a vízszintes érzékelő sugárzási megszakításainak összesített számát minden egyes egymást követő 5 perc munkamenet során. Az egyes patkányok ambulációs tesztje során szintén meghatároztuk a kiürülési aktivitást, a székletboli tömegét. Továbbá elemeztük a ápolás aktivitását; vagyis a korbácsolás és a fej ápolását rostrális ápolásnak, a test, a lábak és a farok / nemi szervek ápolásának tekintették, mint caudal ápolás 36. A hatáskamrát minden egyes használat után 70% etanollal tisztítottuk, hogy megszüntessük az előzőleg vizsgált patkányok szaglási jeleit.
Emelt plusz labirintus
Két nappal az ambuláns aktivitásvizsgálat után (PND 56) a patkányokat megnövekedett plusz labirintusban, egy plusz alakú akril labirintusban végeztük el, két ellentétes nyitott karral (50 cm hosszú és 10 cm széles), és két ellentétes zárt karok (50 cm hosszú, 10 cm szélességű és 31 cm magasságban), amely egy központi platformból (10 cm x 10 cm) nyúlik ki. Az egész készüléket 50 cm-rel emeltük a padló felett. A vizsgálati eljárást az előzőekben leírtak szerint követtük 37. Mindegyik patkányt a labirintus közepére helyeztük az egyik nyitott karral szemben, majd megengedett, hogy felfedezzék a labirintus nyílt vagy zárt karjait az 5 min. A különböző karokon töltött időt rögzítették. Négy mancsnak kellett lennie a bejárati vonalon belül mindegyik karhoz, ami jelezte az adott karban eltöltött idő kezdetét, majd a végidő rögzítésre került, amikor mind a négy mancs ismét a soron kívül volt. A labirintust minden teszt után megtisztítottuk 70% etanollal, hogy megakadályozzuk a korábban vizsgált patkány hatásait.
Kényszerített úszás teszt
Három nappal a megnövelt plusz labirintus teszt (PND 59) után a patkányokat kényszerített úszás vizsgálatnak vetettük alá a korábban leírt módszer szerint. 38. Minden patkányt vízzel töltött, 54 cm mélységben (24-40 ℃) 23 percig vízzel töltött üveghengerben (25 cm magas és 5 cm átmérőjű) úszhattak, és a tesztszakaszokat egy videokamera rögzítette. a henger oldala. A patkány vízben való mozdulatlanságának időtartama stoppert használó videokazettákból lett meghatározva. A mozdulatlanságot olyan állapotként definiálták, amelyben a patkányokról úgy ítélték meg, hogy csak azokat a mozgásokat hajtják végre, amelyek szükségesek ahhoz, hogy fejüket a víz felszínén tartsák.
A patkányokat minden teszt előtt legalább 2 h-ra helyeztük a vizsgálati helyiségbe a nemkívánatos stresszhatások minimalizálása érdekében, és a viselkedési értékeket 9: 00 AM és 12: 00 PM között végeztük, hogy elkerüljük a cirkadián variációk hatásait. A patkányok kezelésének megfigyelő vakával viselkedési pontozást végeztünk.
A plazma kortikoszteron vizsgálata
Egy héttel a viselkedési foglalkozások vége után a patkányokat 2 órán át egy biztonsági dobozba helyezték, amelyben a patkányok meg tudták mozgatni a négy végtagjukat, de nem változtatták meg a test tájolását. A farok vért 0, 30, 60 és 120 perces időpontokban gyűjtöttük a visszatartás alatt, és 2,000 fordulat / perc sebességgel 20 percig centrifugáltuk. A plazmamintákat folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, és -80 ° C-on tároltuk, amíg a vizsgálathoz fel nem használtuk. A kortikoszteron plazmaszintjét radioimmun vizsgálattal határoztuk meg 125I-jelölt Coat-A-Count készlet (Siemens, CA, USA). A vizsgálat érzékenysége 5.7ng / ml volt. A vizsgálaton belüli variációs koefficiens 4-12.2% volt.
Western blot analízis
A viselkedési tesztekben naiv patkányokat (n = 6 minden csoport 3 különböző almából; összesen 18 kölyök 6 különböző alomból) feláldoztunk a PND 62-n az agyi régiók ΔFosB és BDNF szintjének Western blot elemzéséhez. A retoperitonealis zsírpárnákat az áldozatkészítéskor összegyűjtöttük, és az agyakat a lefejezés után azonnal eltávolítottuk. A nucleus accumbens (NAc) és a hippocampus szövetmintáit gyorsan jégen boncoltuk, folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, és felhasználásukig -80 ° C-on tároltuk. Az NAc szöveti boncolást finom pengével végeztük, a korábbi vizsgálatainkban alkalmazott módszer szerint 28, 39; azonban a közeli ventro-mediális striatum lehetséges kizárása nem lehetséges. A szöveteket egyetlen detergens lízis pufferben homogenizáltuk (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; proteáz és foszfatáz inhibitor koktél 0.5%), majd 13,000 g-n 20 percen át centrifugáltuk 4-onoC. Az új csövekbe átvitt felülúszók fehérjetartalmát fehérjeteszt-készlettel (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA) mértük, 80 μg / 20 μl koncentrációban aliquotizáltuk lízispufferben, és - 80 ° C-on tároltuk. ° C, egyébként ugyanazon a napon használják. A mintákat töltőpufferrel (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM ditiotreitol; 4% SDS; 20% glicerin; 0.2% bróm-fenol kék) kevertük 1: 1 hígítás mellett, 5 percig főztük, gyorsan jégen lehűtöttük, majd elektroforáz 12% SDS-poliakrilamid-trisz-glicin géleken. A nitrocellulóz membránokra (Hybond-C, Amersham, Bucks, Egyesült Királyság) átvitt fehérjéket 5% zsírmentes száraz tejjel kezeltük 1x Tris-pufferolt sóoldat-Tween-ben (10 mM C4H11NEM3; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) egy éjszakán át 4-en0C. A membránokat poliklonális nyúl anti-∆FosB (1: 1000 hígítás; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA) vagy anti-BDNF (1: 500 hígítás; Millipore, Temecula, CA, USA) reakcióval reagáltattuk. a kötött antitesteket kemilumineszcenciával detektáltuk a gyártó utasításai szerint (Lumi-light western blot szubsztrát; Roche, Indianapolis, IN, USA), és digitális képelemző rendszerrel (LAS-1000, Fuji film, Tokió, Japán) számszerűsítettük. Az egyes minták digitalizált értékeit normalizáltuk a terhelő kontroll β-aktinra, majd az összes értéket relatív értékekké alakítottuk át az NH csoport átlagolt értékére.
Statisztikai analízis
Az adatokat egy- vagy kétirányú [kortikoszteronadatok; a kezelés (kezelési vagy élelmiszerállapot, 2 szintek) X idő (4 szintek)] varianciaanalízis (ANOVA) és a csoportok közötti előre tervezett összehasonlításokat a post hoc Fisher PLSD tesztje, ha szükséges, StatView szoftverrel (Abacus, Berkeley, CA, USA). A testtömeg és a táplálékfelvétel adatait tovább elemeztük ismételt ANOVA-mérésekkel, majd Bonferroni-korrekcióval P értékbeállítás. A szignifikancia szintje a következő volt: P <0.05, és az összes értéket átlagként ± SEM adtuk meg
Eredmények
Élelmiszerbevitel és testtömeg-növekedés
Az MS nőstények könnyebbnek tűntek, mint az NH-nál nagyobb korú nők, míg a PND 39 és a súlykülönbség nem volt megfigyelhető ezután (ábra). (Figure2A) .2A). Statisztikai szempontból jelentős különbségek (P<0.05) NH és MS nőstények között a PND 32–39 során figyeltek meg, a PND 36 és 37 kivételével. A jó ételhez való hozzáférés csökkentette a súlykülönbséget az MS tapasztalatai alapján, és az NH és az MS + HPF közötti statisztikai szignifikancia eltűnt a PND 36 után. Az ANOVA intézkedései azt mutatták, hogy a testtömeg-növekedés az MS és az MS + HPF között idővel eltér.F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], de nem NH és MS között. Az MS nőstények napi chow-bevitele nem különbözött az NH-korúaktól függő nőktől (Figure2B) .2B). A cookie-khoz való hozzáférés elnyomta az MS nőstények napi chow-bevitelét, de a napi kalóriabevitelt inkább a statisztikai jelentőségű cookie-hozzáférés növelte. A kalóriabevitel elemzése ismételt mérésekkel Az ANOVA nem mutatta ki az anyák szétválasztásának és az étkezési feltételeknek a hatását. A teljes kalóriabevitel az egész kísérleti időszakban (PND 28-62) nem különbözött a kísérleti csoportok között (XNUMX. Ábra) (Figure2C) .2C). Az MS + HPF által fogyasztott összes kalória 40% -a A HPF nőstények a sütikből származnak (3259.921 ± 211.657 kcal a chow-ból, 2184.641 ± 186.077 kcal a cookie-kból). A PND 62-en lévő MS nőstények retrofitonealis zsírpárnája nem különbözött az NH-korúaktól, és statisztikailag szignifikánsan nagyobb mennyiségű cookie-hozzáféréssel bővült (P= 0.0833, MS vs. MS + HPF) (Figure22D).
Viselkedési értékelések
Az NH, MS és MS + HPF nőstények ambuláns aktivitását számítógépes aktivitáskamrában mértük a PND 54-en. Az MS nőstények ambuláns száma az első (0 - 15 perc) és a későbbi (15 - 30 perc) ülésen szignifikánsan csökkent NH nőstényekkel; jelentős csökkenés (P<0.05) az NH-hez viszonyítva csak a későbbi munkamenet során figyeltek meg MS + HPF csoportban (XNUMX. ábra) (Figure3A) .3A). Az első 15 min. Ülés során megtett teljes távolság jelentősen csökkent az MS-ben (P<0.05), de nem MS + HPF-ben, összehasonlítva az NH-vel (XNUMX. ábra) (Figure3B) .3B). Az ápolási viselkedést és a székletürítési aktivitást az ambuláns aktivitás teszt során értékeltük (ábra. \ T (Figure3C3C és D). Az MS tapasztalatai jelentősen megnövelték a rostral groomingot (P<0.05, NH vs. MS), míg a cookie hozzáférés csökkentette (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (XNUMX. ábra) (Figure3C) .3C). Az MS nőstényeknek az NH-hoz viszonyított növekedése statisztikailag szignifikáns, és a cookie-hozzáférés jelentősen csökkentette azt (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (XNUMX. ábra) (Figure33D).
Annak érdekében, hogy a szorongásszerű viselkedést tovább vizsgáljuk, a patkányokat az ambuláns aktivitás teszt (PND 2) után megemelt plusz labirintus tesztnek vetettük alá. A nyílt karokon töltött idő jelentősen csökkent az MS nőknél (P <0.05), de nem MS + HPF-ben, összehasonlítva az NH-vel (XNUMX. Ábra) (Figure4A) .4A). A nyílt karok százalékos aránya nem különbözött a kísérleti csoportok között (Figure4B) .4B). A depresszió-szerű viselkedés felméréséhez patkányokat kényszerített úszásvizsgálatnak vetettük alá 3 nappal a megnövelt plusz labirintus teszt után (PND 59). Az erőteljes úszás vizsgálati ülés 5 percében a mozgékonyság időtartama jelentősen nőtt az MS nőknél (P <0.05) az NH-vel összehasonlítva, és az MS + HPF nőstények immobilitási pontszáma nem különbözött az NH-től (ábra (Figure44C).
A plazma kortikoszteron szintje
Egy héttel az úszásvizsgálat után a patkányok visszafogási stresszt kaptak, és a farokvéreket 0, 30, 60 és 120 min időpontokban gyűjtöttük össze a 2 h periódus alatt, és a plazma kortikoszteron vizsgálatához használtuk. (Figure5) .5). A bazális kortikoszteron szintek (0 időpont) nem különböztek a csoportok között; azonban a stressz által kiváltott kortikoszteronszint emelkedés alacsonyabb volt az MS nőknél, mint az NH-ban 30 és 60 min.P<0.05, NH vs MS minden időpontban). Az MS + HPF plazma kortikoszteron szintje nem különbözött az NH-tól a stressz kezdete után 30 perccel, de alacsonyabb volt, mint az NH 60 perc múlva (P <0.05; NH-ben 394.29 ± 38.35 ng / ml, MS-ben + HPF 247.48 ± 24.57 ng / ml). A stressz okozta kortikoszteronszint elemzése 2-utas ANOVA-val feltárta az anyai elválasztás fő hatásait [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] és az idő [F(3,56) = 9.335, P<0.0001], és az élelmiszer-állapotnak nincs hatása. Nem találtunk szignifikáns kölcsönhatásokat az anya elválasztása és az idő, illetve az étkezés állapota és az idő között.
ΔFosB és BDNF nyugati blotok
A NAc-ben lévő FosB és BDNF szinteket Western blot analízissel vizsgáltuk (1. ábra) (Figure6) .6). Az AFosB-t szignifikánsan csökkentették, de a BDNF-et nőtt az MS nőstények NAc-jében (P <0.05) az NH-hez képest (XNUMX. ábra) (Figure6A6A és B). Az MS nőstények NAc-jeiben a ΔFosB-szintet cookie-hozzáféréssel normalizálták; azaz nincs különbség az NH és az MS + HPF között, és a BDNF szint tovább nőtt (P <0.05, MS vs. MS + HPF). Az MS nőstények hippocampusában a BDNF szintje jelentősen csökkent az NH-hez képest (P <0.05), és cookie-hozzáféréssel nem sikerült helyreállítani (XNUMX. Ábra) (Figure66C).
Megbeszélés
Az ízletes élelmiszer-hozzáférés javította az MS nőstények pszicho-érzelmi viselkedését
Ebben a tanulmányban a szorongást és a depressziót képviselő viselkedési pontszámok, mint ambuláns aktivitás, rostrális ápolás és a székletürítés aktivitásvizsgálat során; nyílt karok maradnak megemelt plusz labirintus teszt alatt; az erőszakos úszás teszt során tapasztalt mozdulatlanságot javították az MS nőstényekben, akik szabadon hozzáférhettek az Oreo sütikhez serdülőkorban és fiataloknál. Az akut stresszre adott kortikoszteron-reakciót MS-nál nőttek, mint az MS-férfiaknál 14. Úgy tűnik, hogy a tompított kortikoszteron válasz az MS tapasztalatának következménye; vagyis az ismételt stressz tapasztalata, mivel a HPA tengely válaszai az akut stressz kihívásaira a krónikus ismétlődő stressz tapasztalatait követik 40, 41. A tanulmányok azt mutatták, hogy a magas zsírtartalmú étrendnek való kitettség befolyásolhatja a bazális HPA tengely aktivitását és az akut stresszre adott endokrin válaszokat. 9, javítsa a stresszválaszokat 17, 19 és csökkenti a szorongásszerű viselkedést 18, 20. Az Oreo cookie-k szabad hozzáférése (~ 21% zsírtartalom, mérsékelt zsírtartalmú étrend) serdülőkorban és fiatalokban normalizálta a blunted HPA tengely funkciót és javult a szorongásszerű viselkedést a hím MS patkányokban 14. Vagyis valószínű, hogy a serdülők cookie-hozzáférése javíthatja a blunted HPA tengely funkcióját MS tapasztalatokkal, a korai élet ismételt stresszével és a viselkedési hibák javításával. Ebben a tanulmányban azonban a serdülőkorban és a fiataloknál a cookie-khoz való hozzáférés nem javította a HPA tengely aktivitását, amely reagál az akut stresszre a női MS patkányokban. Javasolták, hogy a serdülőkorú cookie-k hozzáférésének anxiolitikus és / vagy antidepresszáns hatásai a női MS patkányokban nem kapcsolódnak a HPA tengely funkciójához, bár hím MS patkányokban. A hím és nőstény patkányok számos neuroendokrin és viselkedési paraméterben különböznek, és a stresszre való sebezhetőség a nemi függőség 42, 43. Korábbi tanulmányok szerint az 7-napi mérsékelt zsírtartalmú étrend-protokoll hím szelektív túlzott kortikoszteron felszabadulást eredményez akut stressz után 6.
A nőstény patkányok NAc-jében ízletes élelmiszer-hozzáférés és neuronális funkció
A jelen tanulmány kimutatta, hogy az AFosB expressziója csökkent, és a BDNF nőtt a női patkányok NAc-ben MS tapasztalattal. Azt jelentették, hogy a pszichológiai vagy metabolikus stressz növeli az ΔFosB expressziót a NAc-ben 44-46. A tanulmányok arra utaltak, hogy az AFosB transzkripciós faktor összefügg a BDNF expresszióval a NAc neuronokban 32, 47-49. Összességében azt javasoljuk, hogy a csökkentett AFosB és a megnövekedett BDNF expresszió a NAc-ben hosszú távú következménye lehet az MS stressznek a korai életben, esetleg az NAc neuronális funkcióját módosítva. A NAc neuronális funkcióját a viselkedési stressz-paradigma modulálja 24, 25 és diszfunkciója a depresszióban és a szorongásos zavarokban szenved 22, 23, 26, 27. Valóban, a depresszió stressz által kiváltott modelljeiben a NAc-ben megnövekedett BDNF-jelátvitelt jelentették 50-52és a stressz által kiváltott depresszív hatásokat az AFosB-t túlzottan expresszáló egerekben tompítottuk. 53. Tehát valószínű, hogy a női MS patkányok depresszió- és / vagy szorongásszerű viselkedése összefüggésben állhat a csökkentett AFosB-vel és megnövekedett BDNF-expresszióval a NAc-ben.
Ebben a vizsgálatban a serdülőkorban a cookie-hozzáférés a nőstény MS patkányokban növelte az AFosB és BDNF kifejezéseket. Ez az eredmény összhangban van a korábbi jelentésekkel, amelyek szerint az ízletes étrendnek való kitettség növeli az ΔFosB szintjét a NAc-ben. 31és a magas zsírtartalmú étrend növelte a BDNF szinteket az AFosB túl expresszáló egerek NAc-ben 32. A korábbi jelentés alapján kiderült, hogy a striatumban a megnövekedett ΔFosB expresszió ellenáll a stressz által kiváltott depressziós hatásoknak 53arra a következtetésre jutottak, hogy a nőstények NAc-jében a cookie-hozzáféréssel megnövekedett ΔFosB; vagyis a bazális szintjéhez igazodva, hozzájárulhatott a serdülőkorú cookie-k hozzáférésének antidepresszáns és / vagy szorongásgátló hatásához. Ugyanakkor nem világos, hogy a cookie-hozzáféréssel rendelkező nőstények NAc-jében a növekvő BDNF-szint az antidepresszáns és az anxiolitikus hatásaihoz kapcsolódik-e, mivel a NAC-ben a megnövekedett BDNF-jelátvitelt elsősorban depressziós modellekben jelentették 50-52, de ritkán antidepresszáns modellekben. További tanulmányok indokoltak.
Az MS és a HPF hatása a hippokampális BDNF szintekre
A hippocampusban a csökkent BDNF-szintet mind a hím, mind a nőstény patkányoknál jelentették, akiket a vizsgálathoz hasonló MS-protokollnak vetettek alá. 54, 55. Ezzel párhuzamosan a BDNF szintje nőtt a mi MS patkányok hippocampusában az NH kontrollokhoz képest ebben a vizsgálatban. A hippocampális neurogenezist a szorongás és a depresszió tünetei követték 56, 57és a hippocampus jól ismert, hogy részt vesz a HPA tengely aktivitásának visszacsatolás szabályozásában. Emlékeztetve arra, hogy a HPA-ban a HPA-aktivitás elfojtott, valószínű, hogy a hippocampusban a csökkent BDNF-szintek szorongásos és / vagy depressziós rendellenességekbe ütköznek MS tapasztalattal, esetleg a blunted HPA tengely aktivitással összefüggésben. A hippocampus BDNF szint és a HPA tengely aktivitás közötti összefüggést MS nőseinkben tovább erősítette az a tény, hogy a cookie-hozzáférés nem javította mindkettőt ebben a tanulmányban. A korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a magas zsírtartalmú étrend (32% zsír) hosszabb fogyasztása növeli a BDNF expresszióját a hím MS patkányok hippocampusában, melyeket hasonló MS protokollnak vetettek alá, amelyet ebben a vizsgálatban alkalmaztak. 58. A férfiak MS patkányok hippocampális BDNF szintjére gyakorolt cookie-hozzáférés hatása a serdülőkorban (~ 21% zsír) jelenleg vizsgálat alatt áll.
A zsír / cukor tartalmának viselkedési hatása az Oreo cookie-ban
Ebben a tanulmányban az Oreo cookie-k szabad hozzáférése javította a női patkányok pszicho-érzelmi károsodását a korai élet stresszes élményével. Az Oreo cookie egy csokoládé cookie, amely nemcsak magas zsírtartalmú, hanem magas cukortartalmú is Table1.1. Az emberi tanulmányokban a csokoládé fogyasztása csökkentette az ivóvízhez képest a negatív hangulatot, míg semleges és pozitív hangulatokon nem volt hatás 59. És a csokoládé hangulatot javító hatása függött a csokoládé ízlésétől (tejcsokoládé vs. sima csokoládé), ami arra utal, hogy az édes ízletes ételek fogyasztása javítja a kísérletileg indukált negatív hangulatállapotot. Azt jelentették, hogy a depressziós állatok krónikus enyhe stressz esetén szacharóz vágyat emelnek, és az ízletes tejcsokoládé vágyat kifejezetten depressziós hangulatú személyeknél fokozzák 60. A szacharóz és / vagy zsír szabad megválasztása a chow mellett az összes akut stresszre adott stressz-tengelyre adott válaszokat modulálta 61. Rövid idejű expozíció mérsékelt zsírtartalmú étrendre (20% kukoricaolaj, hasonló zsírtartalom Oreo cookie-kkal) neuroendokrin és viselkedési változásokat váltott ki szexuálisan dimorfikus módon 4-6. Összességében arra a következtetésre jutottak, hogy az Oreo cookie-k cukor- és zsírtartalma hozzájárult az ideg- és viselkedési károsodások javításához az MS nőstényekben. További tanulmányok szükségesek annak megvizsgálására, hogy az Oreo cookie-hozzáféréssel azonos mennyiségű zsír- vagy cukorellátottság hasonló javulást eredményez-e az ebben a vizsgálatban megfigyelt MS nőstényeknél.
Végül, a retroperitonealis zsírraktár a vizsgálat során a MS-nál nőtt a cookie-hozzáféréssel. A stressz-tengely működésére gyakorolt modulációs hatása mellett az ízletes élelmiszer-hozzáférés jelentősen megnövelte a keringő leptin és az inzulinszintet a fokozott zsírtartalommal. 15, 61. Mind a leptin, mind az inzulin szabályozási funkciót javasol a meso-limbikus jutalmazási rendszerben, és különösen az inzulin fokozta a dopamin transzporterek expresszióját a ventrális tegmentalis területen 62, 63. Amint a fentiekben leírtuk, a mezo-limbikus jutalomrendszer nagymértékben kapcsolódik a stressz-tengely funkcióhoz kapcsolódó pszicho-érzelmi zavarokhoz 22-27. Tehát a meso-limbikus jutalomrendszerben a megnövekedett leptin és / vagy inzulin fokozott zsírraktározással történő előzetes modulációja, ha van ilyen, szerepet játszik a hangulatos táplálkozás elérésében. Valójában a magas zsírtartalmú étrend tartós fogyasztása (32% -os zsírtartalom) csökkentette a szorongásszerű viselkedést és a plazma leptin és az inzulin szintjének emelkedését, a nőstény patkányokban jelentősen megnövekedett zsírraktárral, amelyek hasonló MS protokollt alkalmaztak ebben a vizsgálatban 11. Ugyanakkor még nem világos, hogy a MS-nél a cookie-khoz (mérsékelt zsírtartalmú ~ 21% -os zsírtartalmú étrend) megfigyelt magatartásbeli javulás a fokozott zsírraktárhoz kapcsolódik-e, mert a retroperitoneális zsírraktár növekedése a cookie-khoz statisztikai szignifikanciát nem értek el, és a jelenlegi vizsgálatban sem a keringő leptint, sem az inzulint nem mértük.
Összefoglalvaúgy tűnt, hogy a HPA-tengely, a NAc-neuronok és a hippocampus diszfunkciói szerepet játszanak a fiatal női MS-patkányok pszicho-érzelmi károsodásában az anyai szétválasztás tapasztalatával a születés első két hetében. Szabadon hozzáférhető a nagyon ízletes ételekhez, a mérsékelt zsírtartalmú étrendhez, a serdülőkorban és a fiataloknál javult a szorongás- és depressziószerű viselkedés az MS nőkben, anélkül, hogy befolyásolná a testtömeggyarapodást, és a NAc neuronokban a funkcionális moduláció szerepet játszhat a mögöttes neurális mechanizmusokban.
Köszönetnyilvánítás
A szerzők köszönetet mondanak Dr. SB Yoo-nak a statisztikai elemzéssel kapcsolatos segítségért és Dr. JY Lee kísérleti technikákkal. Ezt a tanulmányt a Nemzeti Kutatási Alapítvány (2013R1A1A3A04-006580) és az idősek Oromaxillofacial diszfunkció kutatóközpontjának támogatásával támogatták a Koreai Kormány által finanszírozott kutatási központ (2014050477) (Tudományos Minisztérium, IKT és jövőbeli tervezés).
Referenciák