Int J Biol Sci. 2015; 11(10): 1150–1159.
Publicat online 2015 Aug 1. doi: 10.7150/ijbs.12044
PMCID: PMC4551751
Jin Young Kim,1 Jong-Ho Lee,1,✉ Doyun Kim,1,2 Song-Min Kim,1 JaeHyung Koo,2 și Jeong Won Jahng1,✉
Abstract
Acest studiu a examinat efectele alimentelor foarte gustoase în timpul adolescenței asupra tulburărilor psiho-emoționale și neuronale cauzate de experiența timpurie a stresului în viață la șobolanii femele. Puii femele Sprague-Dawley au fost separați de mamă timp de 3 ore zilnic în primele două săptămâni de naștere (MS) sau lăsați netulburați (NH). Jumătate dintre femelele cu SM au primit acces gratuit la prăjituri de ciocolată în plus ad libitum mâncare din ziua postnatală 28. Puii au fost supuși la teste comportamentale în timpul vârstei adulte tinere. S-a analizat răspunsul corticosteronului plasmatic la stresul acut, ΔFosB și nivelurile de factor neurotrofic derivat din creier (BDNF) în regiunile creierului. Aportul caloric total și creșterea în greutate corporală pe parcursul întregii perioade experimentale nu au fost diferite între grupurile experimentale. Accesul la cookie-uri în timpul adolescenței și tinereții a îmbunătățit comportamentele asemănătoare anxietății/depresiei prin experiența cu SM. Expresia ΔFosB a fost scăzută, dar BDNF a crescut în nucleul accumbens al femelelor cu SM, iar expresia ΔFosB a fost normalizată și BDNF a fost crescut în continuare după accesul la cookie. Răspunsul corticosteronului la stresul acut a fost atenuat de experiența cu SM, iar accesul la cookie-uri nu l-a îmbunătățit. Rezultatele sugerează că accesul la cookie-uri în timpul adolescenței îmbunătățește tulburările psiho-emoționale ale femeilor cu SM, iar expresia ΔFosB și/sau BDNF în nucleul accumbens poate juca un rol în mecanismele neuronale subiacente.
Introducere
Există un număr tot mai mare de dovezi că manipulările alimentare identice pot avea răspunsuri divergente între sexe. La nivel molecular, s-a demonstrat că există răspunsuri dimorfice sexual ale transcriptomului hipocampal între șobolanii masculi și femele expuși la aceeași dietă. 1. La nivel metabolic/neuroendocrin, femelele de șobolan prezintă răspunsuri neuropeptidice hipotalamice diferite la o dietă prelungită bogată în grăsimi 2 și o capacitate mai mare decât bărbații de a compensa un aflux mare de lipide 3. Femelele adulte hrănite cu grăsimi pe termen scurt au niveluri scăzute de ARNm a receptorului de glucocorticoizi în hipocamp, iar axa lor hipotalamo-hipofizo-suprarenală (HPA) răspunde diferit față de bărbați la un stres ulterior. 4, 5. La nivel comportamental, expunerea pe termen scurt a șobolanilor adulți la dieta cu grăsimi reduce anxietatea și crește explorarea la masculi, în timp ce are efectul opus la femele. 6. Pubertatea este o perioadă crucială de dezvoltare, caracterizată prin plasticitate endocrină crescută și modificări ale răspunsului la stres. 7. Studiile au sugerat că dieta bogată în grăsimi după înțărcare poate modifica activitatea bazală a axei HPA și răspunsurile endocrine la un stres acut, afectând atât stresul, cât și mediatorii metabolici într-o manieră dimorfă sexual. 8, 9. Am descoperit anterior că consumul prelungit de alimente foarte gustoase în timpul adolescenței crește comportamentele asemănătoare anxietății și depresiei la șobolanii masculi, dar nu și la femelele de șobolan.s 10. Consumul prelungit al unei diete bogate în grăsimi (32% conținut de grăsimi) a îmbunătățit adversitățile comportamentale atât la șobolanii masculi, cât și la femelele care au fost supuși unui protocol similar de separare a mamei (SM) utilizat în acest studiu, cu efecte benefice mai mari la masculi. 11. Adversitățile comportamentale și neuroendocrine observate la femelele noastre de șobolan MS 12 părea să difere de cele la șobolanii masculi MS 13, 14.
În studiul nostru anterior, acces prelungit la alimente foarte gustoase, o dietă moderată cu grăsimi (~21% grăsimi) 6, 15, în timpul adolescenței și tinereții a îmbunătățit unele simptome legate de anxietate și disfuncția axei HPA la șobolanii masculi cu SM 14. Studiile au sugerat că modularea funcției axei stresului este implicată în comportamentele emoționale pozitive prin dieta foarte gustoasă. Acesta este; Expunerea la o dietă foarte preferată, bogată în grăsimi, a fost sugerată pentru a reduce sensibilitatea la stres 16; indivizii cărora li sa oferit mâncare foarte gustoasă aveau emoții mai plăcute, cum ar fi satisfacția, plăcerea și dorința 17 iar consumul de alimente gustoase a scăzut răspunsurile simpatice în urma stresului psihologic și imunologic 18, nivelurile hormonilor de stres după reținere 19 și comportamente asemănătoare anxietății în timpul testului labirint la șobolani 20. Cu toate acestea, în acest studiu, dieta moderată cu grăsimi (~21% grăsimi) în timpul adolescenței și tinereții nu a îmbunătățit disfuncția axei HPA la femeile cu SM, deși a îmbunătățit nu numai comportamentele de anxietate, ci și depresie.
Pentru a investiga mecanismele neuronale care stau la baza efectului psiho-emoțional al accesului la o dietă foarte gustoasă la femelele noastre cu SM, am examinat factorul neurotrofic derivat din creier (BDNF) și nivelurile ΔFosB din nucleul accumbens (NAc). NAc, o structură bazală a creierului anterior care constituie o cale dopaminergică mezolimbică, are un rol în recompensă, motivație și întărire. 21. Dezvoltarea anhedoniei, un simptom de bază al tulburării depresive majore, a fost atribuită disfuncției căii recompensei, în care NAc joacă un rol esențial. 22, 23. Neuronii NAc sunt activați ca răspuns la paradigma stresului comportamental 24, 25și au fost implicate în tulburările de anxietate 26, 27. Activitatea dopaminergică mezolimbică și activarea indusă de stres a neuronilor NAc au fost tocite la șobolanii noștri masculi MS care au prezentat comportamente asemănătoare anxietății și depresiei. 13, 28. S-a sugerat că BDNF este implicat în hrănirea hedonică prin modularea sistemului dopaminergic mezolimbic 29, 30și expunerea la o dietă gustoasă a crescut nivelurile de BDNF și ΔFosB și legarea receptorului dopaminergic D1 în NAc 16, 31, 32.
Materiale și metode
animale
Au fost achiziționați șobolani Sprague-Dawley (Samtako Bio, Osan, Coreea) și îngrijiți într-o zonă de barieră fără agenți patogeni, cu control constant al temperaturii (22 ± 1℃), umidității (55%) și o perioadă de 12/12 ore. ciclu lumină/întuneric (lumini-aprins la ora 07:00). Au fost disponibile alimente standard de laborator (Purina Rodent Chow, Purina Co., Seul, Coreea) și apă purificată filtrată cu membrană. ad libitum. Animalele au fost îngrijite conform Ghidului pentru experimente pe animale, 2000, editat de Academia Coreeană de Științe Medicale, care este în concordanță cu Ghidul NIH pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator, revizuit în 1996. Toate experimentele pe animale au fost aprobate de Comitetul pentru Îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator la Universitatea Națională din Seul.
Protocol experimental
Femelele nulipare și masculii crescători dovediți au fost utilizați pentru reproducere în laboratorul unității de animale, iar puii au fost crescuți într-o manieră controlată pentru a minimiza și standardiza stimularea nedorită a mediului de la in utero viaţă. La douăsprezece ore după confirmarea nașterii [ziua postnatală (PND) 1], puii au fost manipulați așa cum am descris anterior 13, 14, 33 - 35. Fiecare așternut a fost repartizat fie pentru grupul de separare maternă (MS), fie pentru grupul nemanipulat (NH). Puii cu MS au fost scoși din mamă și din cușca lor de acasă și așezați strâns împreună într-o cușcă nouă acoperită cu așchii de lemn (ras Aspen, Animal JS Bedding, Cheongyang, Coreea) în intervalul 9:00 – 12:00 și apoi s-au întors la casa lor. cușcă și baraj. Nu a fost oferit niciun tratament suplimentar pentru a menține puii de cald în perioada de separare. MS a fost efectuată zilnic de la PND 1 până la 14, iar apoi puii au fost lăsați cu matul netulburat până la înțărcare pe PND 22. Grupul NH a rămas netulburat până la înțărcare, cu excepția curățării de rutină a cuștilor efectuate de două ori pe săptămână. În ziua înțărcării, 2 pui NH și 4 femele MS au fost selectați aleatoriu din fiecare pui NH sau MS, respectiv, și au fost plasați împreună 2 pui NH sau 2 MS în fiecare cușcă. Două femele SM găzduite împreună au primit acces gratuit la hrană foarte gustoasă (HPF) (biscuit Oreo, Kraft Foods Global, Inc., East Hanover, NJ, SUA), pe lângă ad libitum mâncare de la PND 28 (grupul MS+HPF), iar restul 2 pui MS femele din fiecare pui (grup MS) și pui NH (grup NH) au primit doar mâncare standard. Formulele de compoziție nutrițională ale alimentelor standard și ale prăjiturii Oreo sunt prezentate în tabel Table1.1. Aportul zilnic de alimente și creșterea în greutate au fost înregistrate din PND 29. Pentru evaluarea aportului alimentar pe 24 de ore, a fost furnizată o cantitate premăsurată de mâncare și prăjituri, iar a doua zi, cantitatea rămasă de mâncare și prăjituri a fost cântărită și scăzută din valoarea furnizată. în ziua precedentă. S-a acordat o atenție deosebită includerii scurgerilor. Aportul caloric a fost calculat în funcție de formulele de compoziție nutritivă a alimentelor și prăjiților. Cantitățile totale de hrană consumate de pui în fiecare cușcă au fost împărțite la numărul de pui din fiecare cușcă și fiecare valoare calculată a fost considerată n=1. Apa a fost disponibilă gratuit pentru toate grupurile experimentale, iar condițiile de hrană au fost continuate pe toată perioada experimentală. Diagrama schematică a protocolului experimental este prezentată în figura Figure11.
Activitate ambulatorie
Femelele NH, MS și MS+HPF (n=8 din 4 pui diferite în fiecare grup; în total 24 pui din 8 pui diferite) au fost supuse testului ambulatoriu pe PND 54. În fiecare studiu, șobolanul a fost plasat în centrul camera de activitate (43.2 cm lungime, 42.2 cm lățime și 30.5 cm înălțime, MED Associates, VT, SUA), o cameră din acril transparent echipată cu două planuri orizontale de 16 perechi fotocelulă-detector în infraroșu plasate în x, y dimensiunea, distanțată la 2.5 cm, iar activitatea sa ambulatorie a fost monitorizată de sistemul computerizat timp de 30 min. Condiția de lumină a camerei de testare a fost menținută la aceeași intensitate cu încăperile pentru animale în condiții de lumină de zi. Activitatea ambulatorie a fost măsurată ca număr total de întreruperi ale fasciculului în senzorul orizontal în timpul fiecărei sesiuni consecutive de 5 minute. Activitatea de defecare, greutatea bolilor fecale, în timpul testului de deplasare a fiecărui șobolan a fost de asemenea notată. Activitatea de îngrijire a fost analizată în continuare; adică, îngrijirea labei anterioare și a capului a fost considerată îngrijire rostrală, iar îngrijirea corpului, picioarelor și coadă/genitală ca îngrijire caudală 36. Camera de activitate a fost curățată cu etanol 70% după fiecare utilizare pentru a elimina orice semne olfactive ale șobolanului testat anterior.
Elevated Plus Maze
La două zile după testul de activitate ambulatorie (PND 56), șobolanii au fost supuși evaluării comportamentale într-un labirint ridicat plus, un labirint acrilic în formă de plus cu două brațe opuse deschise (50 cm lungime și 10 cm lățime) și două opuse închise. brațele (50 cm lungime, 10 cm lățime și 31 cm înălțime), care se extind de pe o platformă centrală (10 cm x 10 cm). Întregul aparat a fost ridicat la 50 cm deasupra podelei. Procedura de testare a fost urmată așa cum a fost descris anterior 37. Fiecare șobolan a fost plasat în centrul labirintului cu fața la unul dintre brațele deschise și apoi a fost lăsat să exploreze brațele deschise sau închise ale labirintului timp de 5 minute. Timpul petrecut în diferitele brațe a fost înregistrat. Patru labe trebuiau să fie în interiorul liniei de intrare pentru fiecare braț, ceea ce semnala începutul timpului petrecut în brațul specific, iar apoi timpul de sfârșit a fost înregistrat când toate cele patru labe erau din nou în afara liniei. Labirintul a fost curățat cu etanol 70% după fiecare test pentru a preveni influențele șobolanului testat anterior.
Test de înot forțat
La trei zile după testul de labirint plus ridicat (PND 59), șobolanii au fost supuși testului de înot forțat, conform metodei descrise anterior 38. Fiecare șobolan a fost lăsat să înoate într-un cilindru de sticlă (54 cm înălțime și 24 cm în diametru) umplut cu apă la 40 cm adâncime (23-25 ℃) timp de 5 minute, iar sesiunile de testare au fost înregistrate de o cameră video de la partea laterală a cilindrului. Durata imobilității șobolanului în apă a fost marcată din casetele video folosind un cronometru. Imobilitatea a fost definită ca starea în care șobolanii au fost considerați că fac doar mișcările necesare pentru a-și menține capul deasupra suprafeței apei.
Șobolanii au fost plasați în camera de testare cu cel puțin 2 ore înainte de fiecare test pentru a minimiza efectele nedorite ale stresului, iar toate evaluările comportamentale au fost efectuate între orele 9:00 și 12:00 ale zilei pentru a evita influențele variațiilor circadiene. Scorul comportamental a fost realizat cu observatorul orb al tratamentului la șobolani.
Testul de corticosteron plasmatic
La o săptămână după încheierea sesiunilor de comportament, șobolanii au fost plasați într-o cutie de reținere timp de 2 ore, în care șobolanii au putut să-și miște cele patru membre, dar nu să-și schimbe orientarea corpului. Sângele din coadă a fost colectat la 0, 30, 60 și 120 de minute în timpul perioadei de reținere și centrifugat la 2,000 rpm timp de 20 de minute. Probele de plasmă au fost congelate în azot lichid și păstrate la -80 °C până când sunt utilizate pentru analiză. Nivelurile plasmatice de corticosteron au fost determinate prin radioimunotest folosind 125Kit Coat-A-Count etichetat I (Siemens, CA, SUA). Sensibilitatea testului a fost de 5.7 ng/ml. Coeficientul de variație intra-test a fost 4-12.2 %.
Analiza Western blot
Șobolanii care sunt naivi de la testele comportamentale (n = 6 din 3 pui diferite în fiecare grup; în total 18 pui din 6 pui diferite) au fost sacrificați pe PND 62 pentru analiza Western blot a nivelurilor ΔFosB și BDNF în regiunile creierului. Tampoanele de grăsime retroperitoneale au fost colectate în momentul sacrificiului și creierul a fost îndepărtat imediat după decapitare. Probele de țesut de nucleus accumbens (NAc) și hipocampus au fost disecate rapid pe gheață, congelate în azot lichid și depozitate la - 80 ° C până la utilizare. Disecția țesutului NAc a fost efectuată folosind o lamă fină, conform metodei utilizate în studiile noastre anterioare 28, 39; cu toate acestea, o posibilă includere a striatului ventro-medial din apropiere nu poate fi evitată. Țesuturile au fost omogenizate într-un singur tampon de liză detergent (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; cocktail inhibitor de protează și fosfatază 0.5%) și apoi centrifugate la 13,000 g timp de 20 min la 4 °C.oC. Supernatanții transferați în tuburi noi au fost măsurați pentru conținutul de proteine folosind un kit de testare a proteinelor (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA), alicoți la o concentrație de 80 μg/20 μl în tampon de liză și depozitați la – 80 °C, altfel folosit în aceeași zi. Probele au fost amestecate cu tampon de încărcare (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM ditiotreitol; 4% SDS; 20% glicerol; 0.2% albastru de bromofenol) la diluție 1:1, fierte timp de 5 minute, răcite rapid pe gheață și apoi electroforază pe geluri 12% SDS-poliacrilamidă Tris-glicină. Proteinele transferate pe membranele de nitroceluloză (Hybond-C, Amersham, Bucks, Marea Britanie) au fost tratate cu lapte uscat fără grăsimi 5% în soluție salină Tween tamponată cu Tris 1X (10 mM C4H11NU3; 0.145 M NaCI; 0.2 % SDS; 0.1 % Tween 20) peste noapte la 40C. Membranele au reacţionat cu iepure policlonal anti-∆FosB (diluţie 1:1000; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, SUA) sau anti-BDNF (diluţie 1:500; Millipore, Temecula, CA, SUA) şi anticorpii legați au fost detectați cu chemiluminiscență conform instrucțiunilor producătorului (substrat Lumi-light western blot; Roche, Indianapolis, IN, SUA) și cuantificați folosind un sistem digital de analiză a imaginii (LAS-1000, Fuji film, Tokyo, Japonia). Valorile digitizate ale fiecărei probe au fost normalizate la controlul de încărcare β-actină și apoi toate valorile au fost convertite în valori relative la valoarea medie a grupului NH.
analize statistice
Datele au fost analizate printr-un singur sau bidirecţional [date de corticosteron; tratament (manipulare sau starea alimentelor, câte 2 niveluri fiecare) X timp (4 nivele)] analiza varianței (ANOVA) și comparațiile preplanificate între grupuri au fost efectuate de către post hoc Testul Fisher PLSD atunci când este necesar, folosind software-ul StatView (Abacus, Berkeley, CA, SUA). Datele privind greutatea corporală și consumul de alimente au fost analizate în continuare prin măsuri repetate ANOVA, urmate de corecția Bonferroni pentru P ajustarea valorii. Nivelul de semnificație a fost stabilit la P < 0.05 și toate valorile au fost prezentate ca medii ± SEM
REZULTATE
Aportul de alimente și creșterea în greutate corporală
Femelele cu SM păreau a fi mai ușoare decât femelele NH de potrivire de vârstă până la PND 39 și diferența de greutate nu a fost observată ulterior (Figura (Figure2A) .2A). Diferențe semnificative statistic (P<0.05) între femelele NH și MS au fost observate în perioada PND 32 – 39, cu excepția PND 36 și 37. Accesul la hrană gustoasă a diminuat diferența de greutate prin experiența cu MS, iar semnificația statistică între NH și MS+HPF a dispărut după PND 36. Repetă măsurile ANOVA a arătat că creșterea în greutate corporală în timp este diferită între SM și MS+HPF [F(1,780) = 2.146; P=0.0008], dar nu între NH și MS. Consumul zilnic de mâncare al femelelor cu SM nu a fost diferit de femelele NH care se potrivesc cu vârsta (Figura (Figure2B) .2B). Accesul la cookie-uri a suprimat consumul zilnic de mâncare al femeilor cu SM, dar aportul caloric zilnic a avut tendința de a fi crescut de accesul la cookie-uri fără semnificații statistice. Analiza aportului caloric cu măsuri repetate ANOVA nu a evidențiat niciun efect al separării materne și al stării alimentare. Aportul caloric total pe toată perioada experimentală (PND 28 – 62) nu a diferit între grupurile experimentale (Figura (Figure2C) .2C). Aproximativ 40% din totalul caloric consumat de femelele MS+HPF provine din prăjituri (3259.921 ± 211.657 kcal din mâncare, 2184.641 ± 186.077 kcal din prăjituri). Padul de grăsime retroperitoneal al femelelor cu SM pe PND 62 nu diferă de femelele NH de potrivire cu vârsta și tindea să fie crescut cu accesul la cookie fără semnificație statistică (P= 0.0833, MS vs. MS+HPF) (Figura (Figure22D).
Evaluări comportamentale
Activitățile ambulatorii ale femelelor NH, MS și MS+HPF au fost măsurate într-o cameră de activitate computerizată pe PND 54. Numărările ambulatorii ale femelelor cu MS în timpul primei (0 – 15 min) și celei ulterioare sesiuni (15 – 30 min) au fost scăzute semnificativ în comparație. cu femele NH; cu toate acestea, o scădere semnificativă (P<0.05) în raport cu NH a fost observat numai în timpul sesiunii ulterioare în grupul MS+HPF (Figura (Figure3A) .3A). Distanța totală parcursă în primele 15 minute de sesiune a fost semnificativ scăzută în SM (P<0.05), dar nu în MS+HPF, comparativ cu NH (Figura (Figure3B) .3B). Comportamentul de îngrijire și activitatea de defecare au fost notate în timpul testului de activitate ambulatorie (Figura (Figura 3C3C & D). SM experimentează o îngrijire rostrală semnificativ crescută (P<0.05, NH vs. MS), în timp ce accesul cookie-urilor l-a redus (P<0.05, MS vs. MS+HPF) (Figura (Figure3C) .3C). Activitatea de defecare a femelelor cu SM a avut tendința de a fi crescută în comparație cu NH fără semnificație statistică, iar accesul la cookie a redus-o semnificativ (P<0.05, MS vs. MS+HPF) (Figura (Figure33D).
Pentru a evalua în continuare comportamentele asemănătoare anxietății, șobolanii au fost supuși unui test de labirint la 2 zile după testul de activitate ambulatorie (PND 56). Timpul petrecut cu brațele deschise a fost semnificativ redus la femeile cu SM (P < 0.05), dar nu în MS+HPF, în comparație cu NH (Figura (Figure4A) .4A). Procentul de intrare cu brațul deschis nu a diferit între grupurile experimentale (Figura (Figure4B) .4B). Pentru a evalua comportamentele asemănătoare depresiei, șobolanii au fost supuși testului de înot forțat la 3 zile după testul de labirint plus crescut (PND 59). Durata imobilității în timpul celor 5 minute de sesiune de test de înot forțat a fost semnificativ crescută la femelele cu SM (P < 0.05) în comparație cu NH, iar scorul de imobilitate al femelelor MS+HPF nu a diferit de NH (Figura (Figure44C).
Nivelurile plasmatice de corticosteron
La o săptămână după testul de înot, șobolanii au primit stres de reținere, iar sângele din coadă a fost colectat la 0, 30, 60 și 120 de minute în timpul a 2 ore de sesiune de reținere și a fost utilizat pentru analiza corticosteronului în plasmă (Figura (Figure5) .5). Nivelurile bazale de corticosteron (0 punct de timp) nu au fost diferite între grupuri; cu toate acestea, creșterile induse de stres ale nivelului de corticosteron au fost mai mici la femeile cu SM decât la NH la 30 și 60 de minute după debutul stresului (P<0.05, NH vs. MS la fiecare punct de timp). Nivelurile plasmatice de corticosteron ale MS+HPF nu au fost diferite de NH la 30 de minute după debutul stresului, dar au fost mai mici decât NH la 60 de minute (P < 0.05; 394.29 ± 38.35 ng/ml în NH vs. 247.48 ± 24.57 ng/ml în MS+HPF). Analiza nivelurilor de corticosteron induse de stres cu ANOVA pe 2 căi a dezvăluit principalele efecte ale separării materne.F(1,56) = 8.814, P=0.0045] și timp [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] și nici un efect al stării alimentelor. Interacțiuni semnificative între separarea maternă și timp sau între starea alimentară și timp nu au fost găsite.
ΔFosB și BDNF Western blot
Nivelurile ΔFosB și BDNF din NAc au fost examinate cu analiză Western blot (Figura (Figure6) .6). ΔFosB a fost redus semnificativ, dar BDNF a fost crescut în NAc al femelelor cu SM (P < 0.05) în comparație cu NH (Figura (Figura 6A6A & B). Nivelul ΔFosB în NAc al femelelor cu SM a fost normalizat prin accesul la cookie-uri; adică nicio diferență între NH și MS+HPF, iar nivelul BDNF a fost crescut în continuare (P < 0.05, MS vs. MS+HPF). Nivelurile de BDNF din hipocampul femelelor cu SM au scăzut semnificativ în comparație cu NH (P < 0.05) și nu a fost recuperat prin accesarea cookie-urilor (Figura (Figure66C).
Discuție
Accesul la alimente gustoase a îmbunătățit comportamentele psiho-emoționale ale femeilor cu SM
În acest studiu, scorurile comportamentale reprezentând anxietatea și depresia, cum ar fi activitatea ambulatorie, îngrijirea rostrală și activitatea de defecare în timpul testului de activitate; brațele deschise stau în timpul testului de labirint plus ridicat; imobilitatea în timpul testului de înot forțat, au fost îmbunătățite la femelele cu SM cu acces gratuit la prăjiturile Oreo în timpul adolescenței și tinereții. Răspunsul corticosteronului la stresul acut a fost redus la femelele cu SM, așa cum sa raportat la bărbații cu SM 14. Răspunsul tocit al corticosteronului pare a fi o consecință a experienței cu SM; adică experiența de stres repetat, deoarece răspunsurile axei HPA la provocarea stresului acut păreau a fi tocite în urma experiențelor de stres cronic repetat 40, 41. Studiile au sugerat că expunerea la o dietă preferată bogată în grăsimi poate modifica activitatea bazală a axei HPA și răspunsurile endocrine la un stres acut. 9, îmbunătățește răspunsurile la stres 17, 19 și scad comportamentele asemănătoare anxietății 18, 20. De asemenea, accesul gratuit la cookie-uri Oreo (~21% conținut de grăsimi; o dietă moderată de grăsimi) în timpul adolescenței și tinereții a normalizat funcția tocită a axei HPA și a îmbunătățit comportamentele asemănătoare anxietății la șobolanii MS masculi. 14. Adică, este posibil ca accesul la cookie-uri pentru adolescenți să îmbunătățească funcția tocită a axei HPA prin experiența cu SM, stresul repetat la începutul vieții și să amelioreze adversitățile comportamentale. Cu toate acestea, în acest studiu, accesul la cookie-uri în timpul adolescenței și tinereții nu a îmbunătățit activitatea axei HPA care răspunde la stresul acut la femelele șobolani cu SM. Se sugerează că eficacitățile anxiolitice și/sau antidepresive ale accesului la prăjituri la adolescență la femelele de șobolan MS ar putea să nu fie legate de funcția axei HPA, deși a fost la șobolanii masculi MS. Șobolanii masculi și femele diferă în numeroși parametri neuroendocrini și comportamentali, iar vulnerabilitatea la stres depinde de sex. 42, 43. Studiul anterior a raportat că un protocol de dietă moderată de grăsimi de 7 zile duce la o eliberare exagerată selectivă de corticosteron la bărbați în urma unui stres acut. 6.
Accesul la hrană plăcută și funcția neuronală în NAc al șobolanilor femele
Prezentul studiu a demonstrat că expresia ΔFosB este scăzută și BDNF a crescut în NAc al șobolanilor femele prin experiența cu MS. S-a raportat că stresul psihologic sau metabolic crește expresia ΔFosB în NAc 44-46. Studiile au sugerat că factorul de transcripție ΔFosB este legat de expresia BDNF în neuronii NAc 32, 47-49. Luate împreună, se sugerează că scăderea ΔFosB și creșterea expresiei BDNF în NAc pot fi o consecință pe termen lung a stresului MS la începutul vieții, posibil modulând funcția neuronală NAc. S-a sugerat că funcția neuronală NAc este modulată de paradigma stresului comportamental 24, 25 iar disfuncția sa a fost implicată în depresie și tulburări de anxietate 22, 23, 26, 27. Într-adevăr, semnalizarea BDNF crescută în NAc a fost raportată în modelele de depresie induse de stres 50-52, iar efectele depresive induse de stres au fost tocite la șoarecii care supraexprimă ΔFosB în striat 53. Astfel, este probabil ca comportamentele asemănătoare depresiei și/sau anxietății ale femelelor de șobolan MS să fie legate de scăderea ΔFosB și creșterea expresiei BDNF în NAc.
În acest studiu, accesul la cookie-uri în perioada adolescenței a crescut expresiile ΔFosB și BDNF la femelele de șobolan MS. Acest rezultat concordă cu rapoartele anterioare care arată că expunerea la o dietă plăcută are ca rezultat creșterea nivelului de ΔFosB în NAc 31și acea dietă bogată în grăsimi a crescut nivelurile de BDNF în NAc al șoarecilor care supraexprimă ΔFosB 32. Având în vedere raportul anterior care dezvăluie că expresia crescută a ΔFosB în striat exercită rezistență la efectele depresive induse de stres 53, se concluzionează că ΔFosB a crescut în NAc al femelelor noastre MS cu acces la cookie-uri; adică normalizat la nivelul său bazal, ar fi putut contribui la eficacitatea antidepresivă și/sau anxiolitică a accesului la cookie-uri în adolescență. Cu toate acestea, nu este clar dacă nivelul crescut de BDNF în NAc al femeilor cu SM cu acces la biscuiți este implicat în efectele sale antidepresive și anxiolitice, deoarece semnalizarea crescută a BDNF în NAc a fost raportată mai ales în modelele depresive. 50-52, dar rar la modelele antidepresive. Sunt justificate studii suplimentare.
Efectele MS și HPF asupra nivelurilor de BDNF din hipocamp
Scăderea nivelului BDNF în hipocamp a fost raportată atât la șobolani masculi, cât și femele care au fost supuși unui protocol MS similar utilizat în acest studiu. 54, 55. În același timp, nivelul BDNF a fost scăzut în hipocampul femelelor noastre de șobolan MS în comparație cu martorii NH din acest studiu. Nrogeneza hipocampului a fost implicată în simptomele de anxietate și depresie 56, 57, iar hipocampul este bine cunoscut ca fiind implicat în reglarea feedback-ului activității axei HPA. Reamintind că activitatea HPA a fost tocită la femelele noastre cu SM, este probabil ca nivelurile scăzute de BDNF în hipocamp să fie implicate în tulburările de anxietate și/sau depresie prin experiența cu SM, posibil în legătură cu activitatea tocită a axei HPA. Relația dintre nivelul BDNF din hipocamp și activitatea axei HPA la femelele noastre cu SM a fost susținută în continuare de faptul că accesul la cookie-uri nu le-a îmbunătățit pe ambele în acest studiu. Studiul anterior a arătat că consumul prelungit de dietă bogată în grăsimi (32% grăsime) crește expresia BDNF în hipocampul șobolanilor masculi cu MS supuși unui protocol MS similar care a fost utilizat în acest studiu. 58. Efectul accesului la cookie-uri în timpul adolescenței (~ 21% grăsime) asupra nivelurilor de BDNF din hipocamp la șobolanii masculi MS este în prezent în curs de investigare.
Efectele comportamentale ale conținutului de grăsimi/zahăr din cookie-ul Oreo
În acest studiu, accesul gratuit la cookie-urile Oreo a îmbunătățit adversitățile psiho-emoționale la femelele de șobolan cu experiență stresantă timpurie. Biscuitul Oreo este un fursec de ciocolată, nu numai bogat în grăsimi, ci și bogat în zahăr, așa cum se arată în tabel Table1.1. Într-un studiu uman, consumul de ciocolată a redus starea de spirit negativă în comparație cu apa potabilă, în timp ce nu s-au găsit efecte asupra stărilor de spirit neutre și pozitive. 59. Iar efectul de îmbunătățire a stării de spirit al ciocolatei a fost dependent de palatabilitatea ciocolatei (ciocolată cu lapte versus ciocolată simplă), sugerând că consumul de alimente dulci gustoase îmbunătățește o stare de dispoziție negativă indusă experimental. S-a raportat că pofta de zaharoză este crescută la animalele deprimate cu stres cronic ușor, iar pofta de ciocolată cu lapte este crescută în special la subiecții cu dispoziție depresivă. 60. Alegerea liberă a zaharozei și/sau a unturii, în plus față de mâncare, a modulat răspunsurile axei stresului la stresul acut 61. De asemenea, expunerea pe termen scurt la o dietă moderată cu grăsimi (20 % ulei de porumb; conținut similar de grăsimi cu prăjiturile Oreo) a indus modificări neuroendocrine și comportamentale într-o manieră dimorfă sexual. 4-6. Luate împreună, se ajunge la concluzia că conținutul de zahăr și grăsimi din prăjiturile Oreo ar fi putut contribui la îmbunătățirea adversităților neuronale și comportamentale la femelele cu SM. Sunt necesare studii suplimentare pentru a examina dacă aceeași cantitate de grăsime sau zahăr ca și accesul la cookie-uri Oreo ar produce îmbunătățiri similare la femelele cu SM observate în acest studiu.
În cele din urmă, depozitul de grăsime retroperitoneal a avut tendința de a crește la femelele cu SM prin accesul la cookie-uri în acest studiu. În plus față de efectul său de modulare asupra funcției axei stresului, accesul la alimente gustoase a crescut semnificativ nivelul circulant de leptine și insulină, cu un depozit de grăsime crescut. 15, 61. S-a sugerat că atât leptina, cât și insulina exercită o funcție de reglare în sistemul de recompensă mezo-limbic și, în special, a crescut expresia insulinei a transportatorilor de dopamină în zona tegmentală ventrală. 62, 63. După cum este descris mai sus, sistemul de recompensă mezo-limbic este foarte implicat în tulburările psiho-emoționale în relație cu funcția axei stresului. 22-27. Astfel, o modulare tentativă, dacă există, în sistemul de recompensă mezo-limbic prin creșterea leptinei și/sau a insulinei cu depozit de grăsime crescut este sugerată să joace un rol în creșterea stării de spirit prin accesul la hrană plăcută. Într-adevăr, consumul prelungit al unei diete bogate în grăsimi (32% conținut de grăsimi) a redus comportamentele asemănătoare anxietății și a crescut nivelurile plasmatice de leptină și insulină, cu o creștere semnificativă a depozitului de grăsime la femelele de șobolan care au fost supuse unui protocol MS similar utilizat în acest studiu. 11. Cu toate acestea, nu este încă clar dacă îmbunătățirile comportamentale observate la femelele noastre cu SM cu acces la biscuiți (o dietă moderată de grăsimi cu ~21% conținut de grăsimi) sunt legate sau nu de creșterea depozitului de grăsime, deoarece creșterea depozitului de grăsime retroperitoneal prin accesul la cookie-uri. nu a atins o semnificație statistică și, în continuare, nici leptina circulantă și nici insulina nu au fost măsurate în studiul curent.
În concluzie, disfuncțiile axei HPA, neuronii NAc și hipocampul par să fie implicate în adversitățile psiho-emoționale ale șobolanilor tinere femele MS prin experiența separării materne în timpul primelor două săptămâni de naștere. Accesul liber la alimente foarte gustoase, o dietă moderată cu grăsimi, în timpul adolescenței și tinereții a îmbunătățit comportamentele asemănătoare anxietății și depresiei la femeile cu SM, fără a afecta creșterea în greutate corporală, iar modularea funcțională a neuronilor NAc poate juca un rol în mecanismele neuronale subiacente.
recunoasteri
Autorii îi mulțumesc Dr. SB Yoo pentru ajutorul cu analiza statistică și Dr. JY Lee cu tehnici experimentale. Acest studiu a fost susținut de granturi de la Fundația Națională de Cercetare (2013R1A1A3A04-006580) și prin Centrul de Cercetare a Disfuncției Oromaxilofaciale pentru Vârstnici de la Universitatea Națională din Seul (2014050477) finanțat de Guvernul Coreei (Ministerul Științei, TIC și Planificării Viitoare).
Referinte
;