Int J Biol Sci. 2015; 11 (10): 1150 – 1159.
Publikované 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 a Jeong Won Jahng1,✉
abstraktné
Táto štúdia skúmala účinky vysoko chutných potravín počas dospievania na psycho-emocionálne a nervové poruchy spôsobené skúsenosťami so skorým stresom života u samíc potkanov. Samice mláďat Sprague-Dawley boli oddelené od matky pre 3 h denne počas prvých dvoch týždňov narodenia (MS) alebo boli ponechané nerušene (NH). Polovica samíc z MS dostala bezplatný prístup k čokoládovým sušenkám podľa chuti chow z postnatálneho dňa 28. Mláďatá boli podrobené testom správania počas mladej dospelosti. Analyzovala sa plazmatická odozva kortikosterónu na akútny stres, AFosB a hladiny neurotrofického faktora odvodeného od mozgu (BDNF) v oblastiach mozgu. Celkový príjem kalórií a prírastok telesnej hmotnosti počas celého experimentálneho obdobia sa medzi experimentálnymi skupinami nelíšil. Prístup k súborom cookie počas adolescencie a mládeže zlepšil správanie podobné úzkosti / depresii skúsenosťami s MS. Expresia AFosB bola znížená, ale BDNF bol zvýšený v nucleus accumbens MS samíc a expresia AFosB bola normalizovaná a BDNF bol ďalej zvýšený po prístupe k cookie. Reakcia kortikosterónu na akútny stres bola oslabená skúsenosťami s MS a prístup k súborom cookie sa nezlepšil. Výsledky naznačujú, že prístup k súborom cookie počas dospievania zlepšuje psycho-emocionálne poruchy u samíc MS a expresia AFosB a / alebo BDNF v nucleus accumbens môže hrať úlohu v jeho základných nervových mechanizmoch.
úvod
Existuje stále viac dôkazov, že identické diétne manipulácie môžu mať rozdielne reakcie medzi pohlaviami. Na molekulárnej úrovni sa preukázalo, že existujú pohlavne dimorfné odpovede hipokampálneho transkriptómu medzi samcami a samicami potkanov vystavenými rovnakej diéte. 1, Pri metabolickej / neuroendokrinnej hladine samice potkanov vykazujú rôzne hypotalamické neuropeptidové reakcie na dlhodobú diétu s vysokým obsahom tuku. 2 a vyššiu kapacitu ako muži, aby sa kompenzoval vysoký prítok lipidov 3, Krátkodobé dospelé ženy s vysokým obsahom tuku znížili hladiny mRNA glukokortikoidného receptora v hipokampuse a ich hypotalamicko-hypofyzárno-nadobličková os (HPA) reaguje odlišne od mužov na následný stres. 4, 5, Na úrovni správania krátkodobá expozícia dospelých potkanov tukovej diéte znižuje úzkosť a zvyšuje prieskum u samcov, zatiaľ čo u žien má opačný účinok. 6, Puberta je rozhodujúce vývojové obdobie charakterizované zvýšenou endokrinnou plasticitou a zmenami citlivosti na stres 7, Štúdie naznačujú, že post-odstavená diéta s vysokým obsahom tuku môže zmeniť bazálnu aktivitu HPA osi a endokrinné reakcie na akútny stres tým, že ovplyvňuje stres aj metabolické mediátory sexuálne dimorfným spôsobom 8, 9. Už skôr sme zistili, že predĺžená konzumácia vysoko chutných potravín počas dospievania zvyšuje správanie podobné úzkosti a depresii u samcov potkanov, ale nie u samíc potkanov.s 10, Predĺžená konzumácia stravy v jedálni s vysokým obsahom tuku (obsah tuku 32%) zlepšila behaviorálne nepriaznivé účinky u samcov aj samíc potkanov, ktorí boli podrobení podobnému protokolu odlúčenia matiek (MS) používanému v tejto štúdii, s väčšími priaznivými účinkami u mužov. 11, Behaviorálne a neuroendokrinné nežiaduce účinky pozorované u našich samičiek potkanov 12 zdá sa, že sa líšia od tých u samcov MS potkanov 13, 14.
V našej predchádzajúcej štúdii, predĺžený prístup k vysoko chutným jedlám, mierna diéta (~ 21% tuku) 6, 15počas dospievania a mladosti zlepšili niektoré symptómy súvisiace s úzkosťou a dysfunkciu HPA osi u samcov MS potkanov 14, Štúdie naznačujú, že modulácia funkcie stresovej osi sa podieľa na pozitívnom emocionálnom správaní vysoko chutnou stravou. To je; vystavenie vysoko uprednostňovanej strave s vysokým obsahom tuku bolo navrhnuté na zníženie citlivosti na stres 16; jedinci ponúkaní s vysoko chutné jedlo mal príjemnejšie emócie, ako je spokojnosť, radosť a túžba 17 a konzumácia chutných potravín znížila sympatické reakcie po psychologických a imunologických stresoch 18, hladiny stresového hormónu po obmedzení 19 a správanie podobné úzkosti počas testu zvýšeného plus bludiska u potkanov 20, V tejto štúdii však diéta s miernym obsahom tuku (~ 21% tuku) počas dospievania a mladosti nezlepšila dysfunkciu HPA osí u samíc MS, aj keď zlepšila nielen úzkosť, ale aj správanie podobné depresii.
Aby sme preskúmali neurálne mechanizmy, ktoré sú základom psycho-emocionálneho účinku vysoko chutného prístupu k strave u našich samíc MS, skúmali sme hladiny neurotrofického faktora odvodeného od mozgu (BDNF) a hladiny AFosB v nucleus accumbens (NAc). NAc, bazálna štruktúra predného mozgu, ktorá predstavuje mezolimbickú dopaminergnú dráhu, má úlohu v odmeňovaní, motivácii a posilňovaní. 21, Vývoj anhedónie, kľúčového symptómu veľkej depresívnej poruchy, bol pripisovaný dysfunkcii cesty odmeňovania, v ktorej hrá NAc kľúčovú úlohu 22, 23, NAc neuróny sú aktivované a reagujú na paradigmu behaviorálneho stresu 24, 25a zúčastňujú sa na úzkostných poruchách 26, 27, Mesolimbická dopaminergná aktivita a stresom indukovaná aktivácia neurónov NAc boli otupené u našich samcov potkanov MS, ktoré vykazovali úzkosť a správanie podobné depresii 13, 28, Bolo navrhnuté, aby sa BDNF podieľal na hedonickom podávaní prostredníctvom modulácie mezolimbického dopamínového systému 29, 30a vystavenie chutnej diéte zvýšilo hladiny BDNF a AFosB a väzbu dopamínového receptora D1 v NAc. 16, 31, 32.
Materiály a metódy
zver
Krysy Sprague-Dawley boli zakúpené (Samtako Bio, Osan, Kórea) a boli ošetrené v bariérovej oblasti bez špecifických patogénov s konštantnou kontrolou teploty (22 ± 1 ℃), vlhkosti (55%) a 12 / 12 hod. cyklus svetlo / tma (rozsvietenie na 07: 00 AM). K dispozícii boli štandardné laboratórne potraviny (Purina Rodent Chow, Purina Co., Soul, Kórea) a membránovo filtrovaná čistená voda podľa chuti, Zvieratá boli ošetrené podľa Usmernenia pre pokusy na zvieratách, 2000, editované Kórejskou akadémiou lekárskych vied, ktorá je v súlade s NIH smernicami pre starostlivosť a používanie laboratórnych zvierat, revidovaná 1996. Všetky pokusy na zvieratách boli schválené Výborom pre starostlivosť a používanie laboratórnych zvierat na Národnej univerzite v Soule.
Experimentálny protokol
Na chov v laboratóriu zariadenia pre chov zvierat boli použité plemenné samice a osvedčené chovné samce a mláďatá boli chované kontrolovaným spôsobom, aby sa minimalizovala a normalizovala nežiaduca environmentálna stimulácia z chovu. v maternici life. Dvanásť hodín po potvrdení pôrodov [postnatálny deň (PND) 1] sa mláďatá manipulovali tak, ako sme opísali vyššie. 13, 14, 33 - 35. Každý vrh bol pridelený buď do skupiny pre separáciu matiek (MS), alebo pre skupinu bez manipulácie (NH). Mláďatá MS boli odstránené z matkinej a domácej klietky a umiestnené tesne vedľa seba do novej klietky s drevenými štiepkami (holenie Aspen, podstielka Animal JS, Cheongyang, Kórea) počas 9:00 - 12:00 a potom sa vrátili do svojho domova klietka a priehrada. Neponúkalo sa žiadne ďalšie ošetrenie, ktoré by šteniatkam udržalo teplo počas separačného obdobia. MS sa vykonávala každý deň od PND 1 do 14 a potom sa mláďatá nechali nerušene s matkou až do odstavenia na PND 22. Skupina NH zostala nerušene až do odstavenia, s výnimkou rutinného čistenia klietky vykonávaného dvakrát týždenne. V deň odstavenia boli náhodne vybrané 2 NH a 4 MS mláďatá z každého vrhu NH alebo MS a 2 mláďatá NH alebo 2 MS boli umiestnené spolu do každej klietky. Dve samice šteniat MS, ktoré boli chované spolu, dostali okrem podľa chuti žrádlo z PND 28 (skupina MS + HPF) a zvyšok mláďat 2 samíc MS v každom vrhu (skupina MS) a mláďatá NH (skupina NH) dostali iba štandardné krmivo. Vzorce nutričného zloženia štandardného kuracieho a Oreo cookie sú uvedené v tabuľke Table1.1, Denný príjem potravy a prírastok hmotnosti boli zaznamenané z PND 29. Na vyhodnotenie príjmu potravy 24 h sa poskytol vopred stanovený objem krmiva a sušienok a nasledujúci deň sa odvážilo množstvo žrádla a sušienok a odpočítalo sa od hodnoty poskytnutej v predchádzajúci deň. Osobitná pozornosť sa venovala zaradeniu rozliatia. Príjem kalórií bol vypočítaný podľa vzorcov zloženia živín zo žrádla a sušienok. Celkové množstvo potravy konzumované mláďatami v každej klietke bolo delené počtom mláďat v každej klietke a každá vypočítaná hodnota bola považovaná za n = 1. Voda bola voľne dostupná pre všetky experimentálne skupiny a potravinové podmienky pokračovali počas celého experimentálneho obdobia. Schematický diagram experimentálneho protokolu je uvedený na obr Figure11.
Ambulantná činnosť
NH, MS a MS + HPF samice (n = 8 z 4 rôznych vrstiev v každej skupine; celkovo 24 mláďat z 8 rôznych vrhov) boli podrobené ambulantnému testu na PND 54. Pri každej skúške sa potkan umiestnil do stredu komory (43.2 cm na dĺžku, 42.2 cm na šírku a 30.5 cm na výšku, MED Associates, VT, USA), priehľadnej akrylovej komory vybavenej dvoma horizontálnymi rovinami 16 infračervené dvojice detektorov fotobuniek umiestnené v x, y rozmer, vzdialený 2.5 cm od seba a jeho ambulantná aktivita bola monitorovaná počítačovým systémom pre 30 min. Svetelný stav testovacej miestnosti sa udržiaval na rovnakej intenzite s miestnosťami pre zvieratá za podmienok denného svetla. Ambulantná aktivita bola meraná ako celkový počet prerušení lúča v horizontálnom senzore počas každej po sebe idúcej relácie 5 min. Defekačná aktivita, hmotnosť fekálií boli počas ambulačného testu každého potkana tiež vyhodnotené. Ďalej sa analyzovala činnosť starostlivosti o deti; tj starostlivosť o prednú labku a hlavu sa považovala za rastrálnu starostlivosť a starostlivosť o telo, nohy a chvost / genitálny vzhľad ako kaudálny grooming 36, Komora s aktivitou sa po každom použití vyčistila s 70% etanolom, aby sa eliminovali všetky čuchové podnety predtým testovaného potkana.
Elevated Plus Maze
Dva dni po teste ambulantnej aktivity (PND 56) sa potkany podrobili behaviorálnemu hodnoteniu vo zvýšenom plus bludisku, plus v tvare akrylového bludiska s dvoma protiľahlými otvorenými ramenami (50 cm v dĺžke a 10 cm na šírku) a dve proti sebe uzavreté. ramená (50 cm na dĺžku, 10 cm na šírku a 31 cm na výšku), vyčnievajúce z centrálnej plošiny (10 cm x 10 cm). Celé zariadenie bolo nad podlahou zvýšené o 50 cm. Postup testu sa sledoval tak, ako bolo opísané vyššie 37, Každá krysa bola umiestnená do stredu bludiska smerujúceho k jednej z otvorených ramien a potom sa nechala skúmať otvorené alebo uzavreté ramená bludiska pre 5 min. Čas strávený v rôznych ramenách bol zaznamenaný. Štyri labky museli byť vo vstupnej línii ku každému ramenu, čo signalizovalo začiatok času stráveného v konkrétnom ramene a potom bol zaznamenaný konečný čas, keď boli všetky štyri labky opäť mimo čiary. Po každom teste sa bludisko vyčistilo s 70% etanolom, aby sa zabránilo vplyvu predtým testovaného potkana.
Test núteného plávania
Tri dni po teste zvýšeného plus bludiska (PND 59) boli potkany podrobené testu núteného plávania podľa metódy opísanej vyššie. 38. Každá krysa sa nechala plávať v sklenenom valci (54 cm na výšku a 24 cm v priemere) naplnenom vodou v 40 cm hĺbke (23-25 °) po dobu 5 minút a testovacie relácie sa zaznamenávali videokamerou z strana valca. Trvanie nehybnosti potkana vo vode sa hodnotilo z videozáznamov pomocou stopiek. Nehybnosť bola definovaná ako stav, v ktorom sa u potkanov usúdilo, že vykonávajú iba pohyby potrebné na to, aby udržali hlavu nad hladinou vody.
Potkany sa umiestnili do testovacej miestnosti aspoň 2 h pred každým testom, aby sa minimalizovali nežiaduce stresové účinky, a všetky behaviorálne hodnotenia sa uskutočňovali medzi 9: 00 AM a 12: 00 PM dňa, aby sa zabránilo vplyvom cirkadiánnych odchýlok. Behaviorálne skóre bolo vykonané s pozorovateľom slepým na liečbu potkanov.
Plazmatický kortikosterónový test
Týždeň po ukončení behaviorálnych sedení sa potkany umiestnili na 2 hodiny do zadržiavacej skrinky, v ktorej boli potkany schopné pohybovať štyrmi končatinami, ale nezmenili orientáciu tela. Chvostová krv sa odobrala v časových bodoch 0, 30, 60 a 120 minút počas doby obmedzenia a potom sa centrifugovala pri 2,000 20 ot./min. Počas 80 minút. Vzorky plazmy sa zmrazili v kvapalnom dusíku a skladovali sa pri -XNUMX ° C, kým sa nepoužili na test. Plazmatické hladiny kortikosterónu sa stanovili rádioimunotestom s použitím 125I-značená súprava Coat-A-Count (Siemens, CA, USA). Citlivosť testu bola 5.7ng / ml. Variačný variačný koeficient bol 4-12.2%.
Western blot analýza
Potkany, ktoré z testov správania neboli naivné (n = 6 z 3 rôznych vrhov v každej skupine; celkom 18 mláďat zo 6 rôznych vrhov), boli usmrtené na PND 62 pre analýzu blotmi ΔFosB a BDNF v mozgových oblastiach metódou western blot. Retroperitoneálne tukové vankúšiky sa zhromaždili v čase usmrtenia a mozgy sa vybrali ihneď po dekapitácii. Tkanivové vzorky nukleus accumbens (NAc) a hipokampu sa rýchlo rozrezali na ľade, zmrazili sa v kvapalnom dusíku a až do použitia sa skladovali pri -80 ° C. Disekcia tkaniva NAc sa uskutočňovala pomocou tenkej čepele podľa metódy použitej v našich predchádzajúcich štúdiách 28, 39; nedá sa však vyhnúť možnému začleneniu blízkeho ventri-mediálneho striata. Tkanivá sa homogenizovali v jedinom detergentnom lýzovom pufri (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; kokteil inhibítora proteázy a fosfatázy 0.5%) a potom sa centrifugovali pri 13,000 g pre 20 min.oC. Supernatanty prenesené do nových skúmaviek boli zmerané na obsah proteínu pomocou súpravy na stanovenie proteínov (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA), rozdelené na podiely v koncentrácii 80 μg / 20 μl v lyzačnom pufri a skladované pri -80 ° C, inak použité v ten istý deň. Vzorky sa zmiešali s nanášacím pufrom (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM ditiotreitol; 4% SDS; 20% glycerol; 0.2% brómfenolová modrá) v zriedení 1: 1, varili sa 5 minút, rýchlo sa ochladili na ľade a potom podrobené elektroforéze na 12% SDS-polyakrylamidových tris-glycínových géloch. Proteíny prenesené na nitrocelulózové membrány (Hybond-C, Amersham, Bucks, UK) boli ošetrené 5% nemastným suchým mliekom v 1X tris-pufrovanom soľnom roztoku Tween (10 mM C4H11NO3; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) cez noc v 40C. Membrány reagovali s polyklonálnym králičím anti-FosB (zriedenie 1: 1000; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA) alebo anti-BDNF (zriedenie 1: 500; Millipore, Temecula, CA, USA) a naviazané protilátky sa detegovali chemiluminiscenciou podľa pokynov výrobcu (substrát Lumi-light western blotting; Roche, Indianapolis, IN, USA) a kvantifikovali sa pomocou systému na digitálnu analýzu obrazu (LAS-1000, Fuji film, Tokio, Japonsko). Digitalizované hodnoty každej vzorky sa normalizovali na kontrolu plnenia p-aktínu a potom sa všetky hodnoty previedli na relatívne hodnoty na priemernú hodnotu skupiny NH.
Štatistická analýza
Dáta boli analyzované jednosmerným alebo dvojcestným [kortikosterónovými údajmi; liečba (stav manipulácie alebo potravy, hladiny 2 každý) X čas (4 úrovne)] analýza rozptylu (ANOVA) a prednastavené porovnania medzi skupinami sa vykonali post hoc Ak je to potrebné, vykonajte Fisherov test PLSD pomocou softvéru StatView (Abacus, Berkeley, CA, USA). Údaje o telesnej hmotnosti a príjme potravy sa ďalej analyzovali opakovanými meraniami ANOVA, po ktorých nasledovala Bonferroniho korekcia na P úpravy hodnoty. Úroveň významnosti bola stanovená na P <0.05 a všetky hodnoty boli uvedené ako priemer ± SEM
výsledky
Príjem potravy a prírastok telesnej hmotnosti
Zdá sa, že MS samičky sú ľahšie ako samice NH zodpovedajúce veku, až kým PND 39 a hmotnostný rozdiel neboli pozorované potom (obrázok č. (Figure2A) .2A). Štatisticky významné rozdiely (P<0.05) medzi NH a MS ženami boli pozorované počas PND 32 - 39, s výnimkou PND 36 a 37. Chutný prístup k jedlu znížil hmotnostný rozdiel podľa skúseností MS a štatistická významnosť medzi NH a MS + HPF zmizla po PND 36. Opakované opatrenia ANOVA odhalila, že prírastok telesnej hmotnosti sa časom líši medzi MS a MS + HPF [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], ale nie medzi NH a MS. Denný príjem žraločích samíc sa nelíšil od žien vo veku zodpovedajúcich veku NH (obrázok č (Figure2B) .2B). Prístup k súborom cookie potlačil denný príjem potravy u MS žien, ale denný kalorický príjem mal tendenciu sa zvyšovať prístupom k súborom bez štatistických významov. Analýza kalorického príjmu opakovanými meraniami ANOVA neodhalila žiadne účinky na oddelenie matiek a stav potravy. Celkový kalorický príjem počas celého experimentálneho obdobia (PND 28 - 62) sa medzi experimentálnymi skupinami nelíšil (obrázok (Figure2C) .2C). Približne 40% celkových kalórií spotrebovaných samicami MS + HPF pochádza z cookies (3259.921 ± 211.657 kcal z chow, 2184.641 ± 186.077 kcal z cookies). Retroperitoneálne tukové vankúšiky samíc MS na PND 62 sa nelišili od ženských žien v súlade s vekom a mali tendenciu byť zvýšené s prístupom k súborom cookie bez štatistickej významnosti (P= 0.0833, MS vs. MS + HPF) (obrázok č (Figure22D).
Hodnotenie správania
Ambulantné aktivity NH, MS a MS + HPF žien sa merali v počítačovej komore aktivity na PND 54. Ambulantné počty MS žien počas prvého (0 - 15 min) a neskoršieho sedenia (15 - 30 min) sa významne znížili v porovnaní s NH ženami; výrazný pokles (P<0.05) relatívne k NH bolo pozorované iba počas neskoršej relácie v skupine MS + HPF (obrázok (Figure3A) .3A). Celková vzdialenosť prejdená počas prvej relácie 15 min bola významne znížená v MS (P<0.05), ale nie v MS + HPF, v porovnaní s NH (obrázok (Figure3B) .3B). Správanie a správanie pri defekácii boli hodnotené počas testu ambulantnej aktivity (obrázok č (Figure3C3C a D). Skúsenosti s MS významne zvýšili rostrálnu starostlivosť (P<0.05, NH vs. MS), zatiaľ čo prístup k súborom cookie to znížil (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (obrázok (Figure3C) .3C). Defekačná aktivita samíc MS mala tendenciu byť zvýšená v porovnaní s NH bez štatistickej významnosti a prístup k súborom cookie ho výrazne znížil (P<0.05, MS vs. MS + HPF) (obrázok (Figure33D).
Aby sa ďalej vyhodnotilo správanie podobné úzkosti, potkany sa podrobili zvýšenému plus bludovému testu 2 dní po teste ambulantnej aktivity (PND 56). Čas strávený v otvorených ramenách bol významne znížený u samíc MS (P <0.05), ale nie v MS + HPF, v porovnaní s NH (obrázok (Figure4A) .4A). Percentuálny vstup do otvoreného ramena sa medzi experimentálnymi skupinami nelíšil (obrázok č (Figure4B) .4B). Na vyhodnotenie správania podobného depresii boli potkany podrobené testu núteného plávania 3 dní po zvýšenom teste plus bludisko (PND 59). Trvanie imobility počas 5 min.P <0.05) v porovnaní s NH a skóre imobility žien MS + HPF sa nelíšilo od NH (obrázok (Figure44C).
Hladiny kortikosterónu v plazme
Týždeň po teste plávania dostávali potkany obmedzujúci stres a chvostové krv boli odoberané v časových bodoch 0, 30, 60 a 120 min počas 2 h zadržiavacieho sedenia a boli použité na stanovenie kortikosterónu v plazme (obrázok (Figure5) .5). Hladiny bazálneho kortikosterónu (0 časový bod) sa medzi skupinami nelíšili; Zvýšenie hladiny kortikosterónu vyvolané stresom však bolo nižšie u samíc MS ako u NH pri 30 a časových bodoch 60 min po nástupe stresu (P<0.05, NH vs. MS v každom časovom bode). Plazmatické hladiny kortikosterónu MS + HPF sa nelíšili od NH po 30 minútach od nástupu stresu, ale boli nižšie ako NH po 60 minútach (P <0.05; 394.29 ± 38.35 ng / ml v NH vs. 247.48 ± 24.57 ng / ml v MS + HPF). Analýza hladín kortikosterónu vyvolaných stresom pomocou 2-cestnej ANOVA odhalila hlavné účinky separácie matiek [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] a čas [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] a žiadny vplyv na stav potravy. Významné interakcie medzi separáciou matiek a časom alebo medzi stavom potravy a časom sa nenašli.
AFosB a BDNF western bloty
Hladiny AFosB a BDNF v NAc sa skúmali pomocou Western blot analýzy (obrázok č (Figure6) .6). AFosB bol významne znížený, ale BDNF bol zvýšený v NAc MS žien (P <0.05) v porovnaní s NH (obrázok (Figure6A6A a B). Úroveň ΔFosB v NAc žien s MS sa normalizovala prístupom k súboru cookie; tj ďalej sa nezvýšil žiadny rozdiel medzi NH a MS + HPF a úrovňou BDNF (P <0.05, MS vs. MS + HPF). Hladiny BDNF v hipokampe žien s MS sa výrazne znížili v porovnaní s NH (P <0.05) a nebol obnovený prístupom k súborom cookie (obrázok (Figure66C).
Diskusia
Chudobný prístup k potravinám zlepšil psycho-emocionálne správanie samíc MS
V tejto štúdii skóre správania predstavujúce úzkosť a depresiu, ako je ambulantná aktivita, rostral grooming a defekačná aktivita počas testu aktivity; otvorené zbrane počas zvýšeného plus bludiskového testu; Imobilita pri teste núteného plávania sa zlepšila u samíc MS s voľným prístupom k Oreo cookies počas dospievania a mladosti. Odozva kortikosterónu na akútny stres bola otupená u samíc MS, ako bolo uvedené u samcov MS 14, Zdá sa, že otupená reakcia kortikosterónu je dôsledkom skúseností s RS; tj skúsenosti s opakovaným stresom, pretože reakcie HPA osi na akútnu stresovú výzvu sa zdali byť otupené po skúsenostiach s chronickým opakovaným stresom 40, 41, Štúdie naznačujú, že vystavenie vysoko uprednostňovanej strave s vysokým obsahom tuku môže modifikovať bazálnu aktivitu HPA osi a endokrinné reakcie na akútny stres. 9, zlepšiť reakcie na stres 17, 19 a znížiť správanie podobné úzkosti 18, 20, Tiež voľný prístup k Oreo cookies (~ 21% obsah tuku; diéta s miernym obsahom tuku) počas dospievania a mládeže normalizoval otupenú funkciu HPA osi a zlepšil správanie podobné úzkosti u samcov potkanov MS 14, To znamená, že je pravdepodobné, že adolescentný prístup k súborom cookie môže zlepšiť otupenú funkciu HPA osi pomocou skúseností s MS, opakovaného stresu v ranom veku a zlepšiť behaviorálne nepriaznivé účinky. V tejto štúdii však prístup k cookie počas dospievania a mladosti nezlepšil aktivitu HPA osi reagujúcu na akútny stres u samíc MS potkanov. Navrhuje sa, aby anxiolytické a / alebo antidepresívne účinky adolescencie cookie prístupu u samíc potkanov MS nemuseli súvisieť s funkciou HPA osi, hoci to bolo u samcov MS potkanov. Samce a samice potkanov sa líšia v mnohých neuroendokrinných a behaviorálnych parametroch a zraniteľnosť voči stresu závisí od pohlavia 42, 43, Predchádzajúca štúdia uviedla, že protokol 7 dennej diéty so stredne veľkým obsahom tuku vedie k zvýšenému uvoľňovaniu kortikosterónu mužom po akútnom strese. 6.
Chudobný prístup k potravinám a neuronálna funkcia v NAc samíc potkanov
Predkladaná štúdia ukázala, že expresia AFosB je znížená a BDNF sa zvyšuje v NAc samíc potkanov na základe skúseností MS. Bolo publikované, že psychologický alebo metabolický stres zvyšuje expresiu AFosB v NAc 44-46, Štúdie naznačujú, že transkripčný faktor AFosB súvisí s expresiou BDNF v NAc neurónoch 32, 47-49, Celkovo sa predpokladá, že znížený AFosB a zvýšená expresia BDNF v NAc môže byť dlhodobým dôsledkom stresu MS v ranom veku, čo pravdepodobne moduluje neurálnu funkciu NAc. Predpokladalo sa, že NAc neuronálna funkcia je modulovaná paradigmou behaviorálneho stresu 24, 25 a jeho dysfunkcia sa podieľa na depresii a úzkostných poruchách 22, 23, 26, 27, Zvýšená signalizácia BDNF v NAc bola zaznamenaná v strese indukovaných modeloch depresie 50-52a stresom indukované depresívne účinky boli otupené u myší nadexprimujúcich AFosB v striate 53, Je teda pravdepodobné, že depresívne a / alebo úzkostné správanie samíc MS potkanov môže súvisieť so zníženým AFosB a zvýšenou expresiou BDNF v NAc.
V tejto štúdii prístup k cookie počas adolescentného obdobia zvýšil expresiu AFosB a BDNF u samíc potkanov MS. Tento výsledok je v súlade s predchádzajúcimi správami, ktoré ukazujú, že vystavenie chutnej strave vedie k zvýšeným hladinám AFosB v NAc. 31a že diéta s vysokým obsahom tuku zvýšila hladiny BDNF v NAc myší s nadmernou expresiou AFosB 32, Berúc do úvahy predchádzajúcu správu, ktorá ukazuje, že zvýšená expresia AFosB v striatum vykazuje odolnosť voči stresom vyvolaným depresívnym účinkom 53sa dospelo k záveru, že zvýšený AFosB v NAc našich MS samíc s prístupom k cookie; tj normalizované na svoju bazálnu úroveň, mohli prispieť k antidepresívnemu a / alebo anxiolytickému účinku prístupu k cookie adolescencie. Nie je však jasné, či sa zvýšená hladina BDNF v NAc samíc MS s prístupom k súborom cookie podieľa na jeho antidepresívnych a anxiolytických účinkoch, pretože zvýšená signalizácia BDNF v NAc bola hlásená väčšinou u depresívnych modelov. 50-52, ale zriedkavo v antidepresívnych modeloch. Ďalšie štúdie sú oprávnené.
Účinky MS a HPF na hladiny hipokampálneho BDNF
Znížená hladina BDNF v hipokampuse bola zaznamenaná u samcov aj samíc potkanov, ktoré boli podrobené podobnému protokolu MS použitému v tejto štúdii. 54, 55, Súčasne sa hladina BDNF v tejto štúdii znížila v hipokampe našich samíc MS potkanov v porovnaní s kontrolami NH. Hippokampálna neurogenéza sa podieľa na symptómoch úzkosti a depresie 56, 57Je známe, že hipokampus je zapojený do spätnoväzbovej regulácie aktivity HPA osi. Pripomínajúc, že aktivita HPA bola otupená u našich samíc MS, je pravdepodobné, že znížené hladiny BDNF v hipokampuse môžu byť zahrnuté do porúch úzkosti a / alebo depresie pri skúsenostiach s MS, prípadne vo vzťahu k otupenej aktivite osi HPA. Vzťah medzi hladinou hipokampálneho BDNF a aktivitou HPA osí u našich samíc MS bol ďalej podporený skutočnosťou, že prístup k súborom cookie sa v tejto štúdii nezlepšil. Predchádzajúca štúdia ukázala, že predĺžená konzumácia diéty s vysokým obsahom tuku (32% tuku) zvyšuje expresiu BDNF v hipokampe samcov potkanov MS podrobených podobnému protokolu MS, ktorý sa použil v tejto štúdii. 58, Vplyv prístupu cookie počas adolescencie (~ 21% tuku) na hladiny hipokampálnych BDNF samcov potkanov MS sa v súčasnosti skúma.
Behaviorálne účinky obsahu tuku / cukru v cookie Oreo
V tejto štúdii, voľný prístup k Oreo cookies zlepšil psycho-emocionálne ťažkosti u samíc potkanov so skorým životným stresom. Oreo cookie je čokoládové sušienky, nielen s vysokým obsahom tuku, ale aj s vysokým obsahom cukru, ako je uvedené v tabuľke Table1.1, V štúdii u ľudí konzumácia čokolády znížila negatívnu náladu v porovnaní s pitnou vodou, zatiaľ čo žiadne účinky sa nezistili na neutrálnych a pozitívnych náladách 59, A nálada zlepšujúca účinok čokolády bola závislá na chuti čokolády (mliečna čokoláda vs. obyčajná čokoláda), čo naznačuje, že jesť sladké chutné jedlo zlepšuje experimentálne vyvolaný negatívny stav nálady. Uviedlo sa, že u pacientov s depresiou s chronickým miernym stresom sa zvýši chuť na sacharózu a u pacientov s depresívnou náladou sa zvýši chuť chutnej mliečnej čokolády. 60, Voľná voľba sacharózy a / alebo bravčovej masti spolu s krmivom všetkých modulovali odozvu stresovej osi na akútny stres 61, Taktiež krátkodobé vystavenie stredne silnej diéte (20% kukuričný olej; podobný obsah tuku s Oreo cookies) vyvolalo neuroendokrinné a behaviorálne zmeny sexuálne dimorfným spôsobom 4-6, Celkovo možno konštatovať, že obsah cukru a tuku v Oreo cookies mohol prispieť k zlepšeniu nervových a behaviorálnych nepriaznivých účinkov u samíc MS. Ďalšie štúdie sú oprávnené na preskúmanie, či by rovnaké množstvo tuku alebo cukru, ako je prístup k Oreo cookie, prinieslo podobné zlepšenie u samíc pozorovaných v tejto štúdii.
Nakoniec, retroperitoneálne depotné tukové tkanivo v tejto štúdii inklinovalo k zvýšeniu u samíc MS podľa prístupu k cookie. Okrem jeho modulačného účinku na funkciu stresovej osi, chutný prístup k potravinám výrazne zvýšil hladiny cirkulujúceho leptínu a inzulínu so zvýšeným depotom tuku. 15, 61, Leptín aj inzulín majú regulačnú funkciu v mezo-limbickom systéme odmeňovania a najmä inzulín zvýšenú expresiu dopamínových transportérov vo ventrálnej tegmentálnej oblasti 62, 63, Ako je opísané vyššie, mezo-limbický systém odmeňovania je vysoko zapojený do psycho-emocionálnych porúch vo vzťahu k funkcii stresovej osi 22-27, Predpokladá sa teda, že predbežná modulácia, ak nejaká existuje, v mezo-limbickom systéme odmeňovania zvýšeným leptínom a / alebo inzulínom so zvýšeným depotom tuku zohráva úlohu v nálade nálady chutným prístupom k potravinám. Dlhodobá konzumácia diéty s vysokým obsahom tuku (obsah tuku 32%) skutočne znížila správanie podobné úzkosti a zvýšené hladiny leptínu a inzulínu v plazme s výrazne zvýšeným depotom tuku u samíc potkanov, ktoré boli podrobené podobnému protokolu MS používanému v tejto štúdii. 11, Zatiaľ však nie je jasné, či zlepšenia správania pozorované u našich samíc s prístupom k súborom cookie (mierna diéta s obsahom tuku 21%) súvisia so zvýšeným depotom tukov, alebo nie. nedosiahli štatistickú významnosť a ďalej, ani cirkulujúci leptín ani inzulín neboli v súčasnej štúdii merané.
Na záver, dysfunkcie v osi HPA, NAc neuróny a hipokampus sa zdali byť zapletené do psycho-emocionálnych nepriaznivých účinkov mladých samíc potkanov MS skúsenosťou s materskou separáciou počas prvých dvoch týždňov narodenia. Voľný prístup k vysoko chutným potravinám, diéte s miernym tukom, v období dospievania a mladosti zlepšil správanie podobné úzkosti a depresii u samíc MS bez ovplyvnenia prírastku telesnej hmotnosti a funkčná modulácia v neurónoch NAc môže hrať úlohu v jeho základných nervových mechanizmoch.
Poďakovanie
Autori ďakujú Dr. SB Yooovi za pomoc so štatistickou analýzou a Dr. JY Lee s experimentálnymi technikami. Táto štúdia bola podporená grantmi od Národnej výskumnej nadácie (2013R1A1A3A04-006580) a prostredníctvom Výskumného centra pre Oromaxilofaciálnu dysfunkciu pre seniorov na Národnej univerzite v Soule (2014050477) financovanej vládou Kórey (ministerstvo vedy, IKT a budúce plánovanie).
Referencie
;
