Int J Biol Sci. 2015; 11 (10): 1150 – 1159.
Objavljeno na spletu 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 in Jeong Won Jahng1,✉
Minimalizem
Ta študija je proučevala učinke zelo prijetne hrane v mladostništvu na psiho-čustvene in nevronske motnje, ki jih povzročajo izkušnje zgodnjega življenjskega stresa pri samicah podgan. Mladiči Sprague-Dawley so bili ločeni od jezu za 3 h dnevno v prvih dveh tednih rojstva (MS) ali so bili moteni (NH). Polovica žensk MS je poleg brezplačnega dostopa do čokoladnih piškotkov prejela tudi brezplačen dostop ad libitum chow od poporodnega dne 28. Mladiči so bili v mladosti podvrženi vedenjskim testom. Analizirali smo odziv na kortikosteron v plazmi na akutni stres, ΔFosB in možganske nevrotrofične faktorje (BDNF) v možganskih regijah. Skupni vnos kalorij in povečanje telesne teže v celotnem poskusnem obdobju se med eksperimentalnimi skupinami niso razlikovali. Dostop do piškotkov v mladostniških in mladostnih obdobjih je izboljšal vedenje, podobno anksioznosti / depresiji. Ekspresija ΔFosB se je zmanjšala, vendar se je BDNF povečal v jedru jedra samic MS, izražanje ΔFosB pa se je normaliziralo in BDNF se je po dostopu do piškotkov še povečalo. Odziv na kortikosteron na akutni stres je bil izpuščen z izkušnjami MS, dostop do piškotkov pa ga ni izboljšal. Rezultati kažejo, da dostop do piškotkov med adolescenco izboljša psiho-čustvene motnje samic MS, izražanje ΔFosB in / ali BDNF v jedru jedra pa ima lahko vlogo v njenih osnovnih nevronskih mehanizmih.
Predstavitev
Vse več je dokazov, da imajo lahko enake prehranske manipulacije med spoloma različne odzive. Na molekularni ravni je bilo dokazano, da obstajajo spolno dimorfne reakcije hipokampalnega transkripta med samci in samicami podgan, izpostavljenih isti prehrani 1. Na presnovni / nevroendokrini ravni podgane kažejo različne hipotalamične nevropeptidne odzive na dolgotrajno dieto z veliko maščobami 2 in večja sposobnost kot moški za kompenzacijo visokega priliva lipidov 3. Kratkoročno odrasle ženske, ki so bile hranjene z maščobami, so zmanjšale raven mRNA glukokortikoidnega receptorja v hipokampusu, njihova hipotalamično-hipofizno-nadledvična (HPA) os se odziva drugače kot pri moških na naslednji stres 4, 5. Na vedenjski ravni kratkotrajna izpostavljenost odraslih podgan maščobni prehrani zmanjša anksioznost in poveča raziskovanje pri samcih, medtem ko ima pri ženskah nasproten učinek 6. Puberteta je ključno razvojno obdobje, za katero je značilna povečana endokrina plastičnost in spremembe odzivnosti na stres 7. Študije kažejo, da lahko prehrana po odvajanju z veliko maščobami spremeni bazalno aktivnost osi HPA in endokrine odzive na akutni stres, tako da vpliva na stres in presnovne mediatorje na spolno dimorfni način 8, 9. Prej smo ugotovili, da dolgotrajno uživanje zelo prijetne hrane med adolescenco povečuje anksiozno in depresivno vedenje pri samcih podgan, ne pa pri ženskih podganahs 10. Dolgotrajno uživanje kafeterijske diete z veliko maščob (vsebnost maščobe 32%) je izboljšalo vedenjske neželene učinke pri samcih in samicah podgan, ki so bile podvržene podobnemu protokolu ločitve mater (MS), uporabljenem v tej študiji, z večjimi koristnimi učinki pri samcih 11. Vedenjski in nevroendokrini neželeni učinki, opaženi pri naših ženskah MS podganah 12 se je zdelo, da se razlikujejo od moških podgan MS 13, 14.
V naši prejšnji študiji je podaljšan dostop do zelo prijetne hrane, zmerno maščobna prehrana (~ 21% maščobe) 6, 15, so med adolescenco in mladostjo izboljšali nekatere simptome, povezane z anksioznostjo, in disfunkcijo osi HPA pri moških podganah MS 14. Študije kažejo, da modulacija funkcije stresne osi vključuje pozitivno čustveno vedenje z zelo okusno prehrano. To je; Za zmanjšanje občutljivosti na stres so predlagali izpostavljenost zelo zaželeni prehrani z veliko maščob 16; posamezniki, ponujeni z zelo okusno hrano, so imeli prijetnejša čustva, kot so zadovoljstvo, uživanje in želja 17 in uživanje okusne hrane je zmanjšalo naklonjenost po psiholoških in imunoloških stresih 18, ravni stresnega hormona po zadrževanju 19 anksioznemu vedenju med testom povišanih plus labirint pri podganah 20. Vendar pa v tej raziskavi dieta z zmernimi maščobami (~ 21% maščobe) med mladostjo in mladostnostjo ni izboljšala disfunkcije osi HPA pri ženskah z MS, čeprav je izboljšala ne samo vedenje, kot tudi depresijo.
Da bi raziskali nevronske mehanizme, na katerih temelji psihoemocionalni učinek zelo prijetnega dostopa do prehrane pri naših ženskah MS, smo pregledali možganske nevrotrofične faktorje (BDNF) in ΔFosB ravni v jedru jedra (NAc). NAc, bazalna struktura prednjih možganov, ki sestavlja mezolimbično dopaminergično pot, ima vlogo pri nagrajevanju, motivaciji in okrepitvi. 21. Razvoj anhedonije, ki je glavni simptom velike depresivne motnje, je bil pripisan disfunkciji nagradne poti, pri kateri NAc igra ključno vlogo 22, 23. NAc nevroni se aktivirajo kot odziv na paradigmo vedenjskega stresa 24, 25in so bili vpleteni v anksiozne motnje 26, 27. Mezolimbična dopaminergična aktivnost in stres povzročena aktivacija NAc nevronov sta bila zakrčena pri naših moških podganah, ki so pokazale anksioznost in depresijo kot vedenje 13, 28. Predlagano je bilo, da se BDNF vključi v hedonsko hranjenje z modulacijo mezolimbičnega dopaminskega sistema 29, 30in izpostavljenost okusni prehrani povečala raven BDNF in ΔFosB ter vezavo D1 receptorja dopamina v NAc 16, 31, 32.
Materiali in metode
živali
Podgane Sprague-Dawley so kupili (Samtako Bio, Osan, Koreja) in jih negovali na območju s specifičnimi patogeni, ki nimajo stalnega nadzora temperature (22 ± 1 UM), vlažnosti (55%) in 12 / 12 hr cikel svetlobe / temne (prižge lučke v 07: 00 AM). Na voljo je bila standardna laboratorijska hrana (Purina Rodent Chow, Purina Co., Seul, Koreja) in membransko filtrirana prečiščena voda ad libitum. Živali so bile oskrbljene v skladu s smernico za poskuse na živalih (2000), ki jo je uredila Korejska akademija medicinskih znanosti in je skladna s smernicami NIH za nego in uporabo laboratorijskih živali, revidirano s 1996. Vse poskuse na živalih je odobril Odbor za nego in uporabo laboratorijskih živali na Nacionalni univerzi v Seulu.
Eksperimentalni protokol
Žlahtne samice in preizkušeni moški plemenjakov so bili uporabljeni za razplod v laboratoriju živalskega obrata, mladiče pa so kontrolirano vzrejali, da bi zmanjšali in standardizirali neželeno spodbudo iz okolja zaradi v maternici življenje. Dvanajst ur po potrditvi poroda [postnatalni dan (PND) 1]) so mladiči manipulirali, kot smo že opisali 13, 14, 33 - 35. Vsako leglo je bilo dodeljeno bodisi za skupino za ločitev mater (MS) bodisi za skupino, za katero se ne uporablja (NH). Mladiči MS so bili odstranjeni iz jezu in domače kletke ter postavljeni tesno skupaj v novo kletko, obloženo z sekancem (britje Aspen, Animal JS Bedding, Cheongyang, Koreja), med 9:00 in 12:00 uro, nato pa so se vrnili domov. kletko in jez. Za ločevanje mladičev ni bilo na voljo nobenega dodatnega zdravljenja. MS so izvajali vsak dan od PND 1 do 14, nato pa so mladiče pustili nemotenega jeza do odstavitve na PND 22. Skupina NH je ostala motena do odstavitve, razen za rutinsko čiščenje kletk, ki se izvaja dvakrat na teden. Na dan odstavitve so bili iz vsakega legla NH oziroma MS naključno izbrani 2 NH in 4 MS samice ter v vsako kletko postavljeni po 2 NH ali 2 MS mladiča. Dve samici mladičkov MS, nastanjeni skupaj, sta poleg brezplačnega dostopa do zelo okusne hrane (HPF) (piškotek Oreo, Kraft Foods Global, Inc., East Hanover, NJ, ZDA). ad libitum črevesje iz PND 28 (skupina MS + HPF), preostale ženske mladiče MS 2 v vsakem leglu (skupina MS) in NH mladiči (skupina NH) pa so prejele samo standardni čow. Formule hranilnih sestavkov za standardni piškotek chow in Oreo so prikazane v preglednici Tabela1.1. Dnevni vnos hrane in povečanje telesne mase so zabeležili s pomočjo PND 29. Za oceno vnosa hrane 24 h je bila zagotovljena predhodno izmerjena količina chow-ja in piškotkov, naslednji dan pa je bila odtehtana in odšteta vrednost, zagotovljena prejšnji dan. Posebna pozornost je bila namenjena vključitvi razlitja. Kalorični vnos je bil izračunan glede na formule sestavin hranilne kisline in piškotov. Skupne količine hrane, ki jih mladiči zaužijejo v vsaki kletki, so bili razdeljeni s številom mladičev v vsaki kletki in vsaka izračunana vrednost se je štela kot n = 1. Voda je bila prosto dostopna vsem poskusnim skupinam, razmere s hrano pa so se nadaljevale skozi celotno poskusno obdobje. Shematski diagram eksperimentalnega protokola je prikazan na sliki Slika11.
Ambulantna dejavnost
Samice NH, MS in MS + HPF (n = 8 iz 4 različnih legla v vsaki skupini; skupno 24 mladičev iz različnih leglov 8) smo opravili ambulantni test na PND 54. V vsakem preskusu so podgano postavili na sredino komore za delovanje (dolžina 43.2 cm, širina 42.2 cm in višina 30.5 cm, MED Associates, VT, ZDA), prozorna akrilna komora, opremljena z dvema vodoravnima ravninama Pari detektorjev 16 infrardečih fotocelic, nameščeni v x, y dimenzije, razmaknjene 2.5 cm narazen in njegovo ambulantno aktivnost je računalniško spremljal sistem 30 min. Svetlobno stanje preskusne sobe se je ohranjalo pri enaki intenzivnosti kot v prostorih za dnevno svetlobo. Ambulantno aktivnost smo merili kot skupno število prekinitev snopa v vodoravnem senzorju med vsako zaporedno minuto sejo 5. Med ambulantnim testom vsake podgane je bila ocenjena tudi aktivnost defekacije, teža fekalnega bolija. Dodatno so analizirali negovalno dejavnost; t.j. negovanje sprednjih nogah in glave je veljalo za rostralno nego, telo, noge in rep / genitalno nego kot kaudalno negovanje 36. Po vsaki uporabi smo čistilno komoro očistili z 70% etanolom, da smo odstranili morebitne vonjave predhodno testirane podgane.
Povišan Plus Maze
Dva dni po preizkusu ambulantne aktivnosti (PND 56) so podgane podvrgli oceni vedenja v povišanem plusu labirinta, akrilnem labirintu v obliki črke z dvema nasprotno odkritima ročicama (dolžina 50 cm in širina 10 cm) in dvema nasproti zaprta ročice (dolžina 50 cm, širina 10 cm in višina 31 cm), ki segajo od osrednje ploščadi (10 cm x 10 cm). Celoten aparat je bil dvignjen 50 cm nad tlemi. Postopek preskusa je potekal, kot je opisano prej 37. Vsakega podgana smo postavili v sredino labirinta, ki je obrnjen proti eni od odprtih rok, nato pa so mu omogočili raziskovanje odprtih ali zaprtih rok labirinta 5 min. Zapisan je bil čas, porabljen v različnih rokah. Štiri tace so morale biti znotraj vhodne črte do vsake roke, kar je nakazovalo začetek časa, preživetega v določeni roki, nato pa je bil končen čas, ko so bile vse štiri šape spet zunaj črte. Labirint smo po vsakem preskusu očistili z 70% etanolom, da smo preprečili vplive predhodno testirane podgane.
Test prisilnega plavanja
Tri dni po testu zvišanega plusa labirinta (PND 59) so bile podgane podvržene preskusu prisilnega plavanja po predhodno opisani metodi 38. Vsaka podgana je smela 54 minut plavati v steklenem valju (24 cm v višino in 40 cm v premeru), napolnjenem z vodo v globini 23 cm (25-5 ℃), preskusne posnetke pa je snemala video kamera iz strani valja. Trajanje nepremičnosti podgan v vodi je bilo izračunano na videokasetah s štoparico. Nepremičnost je bila opredeljena kot stanje, v katerem so ocenjevali, da podgane izvajajo le gibe, ki so potrebni, da držijo glavo nad gladino vode.
Podgane so postavili v preskusno sobo vsaj 2 h pred vsakim testom, da bi zmanjšali neželene učinke stresa, in vse vedenjske ocene so bile opravljene med dnevom 9: 00 AM in 12: 00 PM dneva, da bi se izognili vplivom cirkadianih odstopanj. Vedenjsko ocenjevanje je bilo opravljeno z opazovalcem, ki je obravnaval podgane.
Analiza plazemskega kortikosterona
Teden dni po koncu vedenjskih sej so bile podgane za 2 uri postavljene v zadrževalno škatlo, v kateri so podgane lahko premikale štiri okončine, ne pa tudi spreminjale orientacije telesa. V zadrževalnem obdobju so v zadnjem času zbirali kri iz repa 0, 30, 60 in 120 minut in jo 2,000 minut centrifugirali pri 20 vrt./min. Vzorci plazme so bili zamrznjeni v tekočem dušiku in shranjeni pri - 80 ° C, dokler niso bili uporabljeni za test. Raven kortikosterona v plazmi je bila določena z radioimunskim testom 125Komplet plašč A-Count z oznako I (Siemens, CA, ZDA). Občutljivost testa je bila 5.7ng / ml. Koeficient variacije znotraj preizkusa je bil 4-12.2%.
Western blot analiza
Podgane, ki so bile naive iz vedenjskih testov (n = 6 iz 3 različnih legel v vsaki skupini; skupaj 18 mladičev iz 6 različnih legel), so žrtvovali na PND 62 za Western blot analizo ravni ΔFosB in BDNF v možganskih regijah. Retroperitonealne maščobne blazinice so bile zbrane v času žrtvovanja in možgani odstranjeni takoj po odseku glave. Vzorce tkiv nucleus accumbens (NAc) in hipokampus smo na hitro razkosali na ledu, zamrznili v tekočem dušiku in do uporabe shranili pri - 80 ° C. Seciranje tkiva NAc smo izvedli s finim rezilom v skladu z metodo, uporabljeno v naših prejšnjih študijah 28, 39; vendar pa ni mogoče preprečiti morebitne vključitve bližnjega ventro-medialnega striatuma. Tkiva smo homogenizirali v enem samem pufru za liziranje detergenta (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl; 1% triton X-100; proteazni in zaviralec koktajla fosfataze 0.5%) in nato centrifugirali pri 13,000 g za 20 min za 4 minoC. Supernatanti, preneseni v nove epruvete, so bili izmerjeni glede vsebnosti beljakovin z uporabo kompleta za testiranje beljakovin (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA), razdeljeni v koncentraciji 80 μg / 20 μl v liznem pufru in shranjeni pri - 80 ° C, sicer uporabljen isti dan. Vzorce smo zmešali z nakladalnim pufrom (100 mM Tris, pH 6.8; 200 mM ditiotreitola; 4% SDS; 20% glicerola; 0.2% bromofenolsko modrega) pri redčenju 1: 1, 5 minut kuhali, hitro ohladili na ledu in nato elektroforazirana na 12% SDS-poliakrilamidnih Tris-glicinskih gelih. Beljakovine, prenesene na nitrocelulozne membrane (Hybond-C, Amersham, Bucks, Velika Britanija), smo obdelali s 5% nemastnega suhega mleka v 1X Tris-puferirani fiziološki raztopini Tween (10 mM C4H11NE3; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) čez noč pri 40C. Membrane so reagirale s poliklonskim zajčjim anti--FosB (razredčitev 1: 1000; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, ZDA) ali anti-BDNF (redčenje 1: 500; Millipore, Temecula, CA, ZDA) in vezana protitelesa smo odkrili s kemiluminiscenco v skladu z navodili proizvajalca (Lumi-light zahodni blot-substrat; Roche, Indianapolis, IN, ZDA) in kvantificirali z uporabo sistema za digitalno analizo slike (LAS-1000, Fuji film, Tokio, Japonska). Digitalizirane vrednosti vsakega vzorca so bile normalizirane na β-aktin pri nadzoru obremenitve, nato pa so bile vse vrednosti pretvorjene v relativne vrednosti na povprečno vrednost skupine NH.
Statistična analiza
Podatki so bili analizirani z enosmerno ali dvotirno [podatki o kortikosteronu; zdravljenje (ravnanje ali stanje hrane, vsaka raven 2) X-krat (ravni 4)] analizo variance (ANOVA) in predhodno načrtovane primerjave med skupinami naknadnega Fisherjev test PLSD, kadar je to potrebno, z uporabo programske opreme StatView (Abacus, Berkeley, CA, ZDA). Podatki o telesni teži in vnosu hrane so bili nadalje analizirani s ponavljajočimi se meritvami ANOVA, čemur je sledila Bonferronijeva korekcija za P prilagoditev vrednosti. Stopnja pomembnosti je bila določena na P <0.05, vse vrednosti pa so bile predstavljene kot povprečje ± SEM
Rezultati
Vnos hrane in povečanje telesne teže
Zdi se, da so ženske MS lažje od starostnih NH samic, dokler PND 39 in razlike v teži niso bile opažene (slika (Figure2A) .2A). Statistično pomembne razlike (PMed ženskami NH in MS so opazili <0.05) med ženskami NH in MS, razen pri PND 32 in 39. Okusni dostop do hrane je zmanjšal razliko v teži zaradi izkušenj z MS, statistična značilnost med NH in MS + HPF pa je izginila po PND 36. Ponovljeno ukrepi ANOVA so pokazali, da se povečanje telesne mase skozi čas med MS in MS + HPF razlikuje [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], vendar ne med NH in MS. Dnevni vnos mačk samic MS se ni razlikoval od starostnih NH samic (slika (Figure2B) .2B). Dostop do piškotov je zaviral vsakodnevni vnos žensk z MS, vendar se je dnevni vnos kalorij povečeval z dostopom do piškotkov brez statističnih značilnosti. Analiza vnosa kalorij s ponavljajočimi se meritvami ANOVA ni pokazala učinkov ločevanja mater in stanja hrane. Skupni vnos kalorij v celotnem poskusnem obdobju (PND 28 - 62) se med eksperimentalnimi skupinami ni razlikoval (slika (Figure2C) .2C). Približno 40% celotne kalorije, ki jo porabijo ženske MS + HPF, izvira iz piškotkov (3259.921 ± 211.657 kcal iz črevesa, 2184.641 ± 186.077 kcal iz piškotkov). Retroperitonealna maščobna ženska pri ženskah MS na PND 62 se ni razlikovala od starostnih NH samic in se je povečala z dostopom do piškotkov brez statističnega pomena (P= 0.0833, MS v primerjavi z MS + HPF) (slika (Figure22D).
Ocene vedenja
Ambulantne aktivnosti samic NH, MS in MS + HPF so bile izmerjene v računalniško vodeni komori na PND 54. Število ambulantnih samic MS med prvo (0 - 15 min) in poznejšo sejo (15 - 30 min) se je znatno zmanjšalo v primerjavi z z ženskami NH; vendar pa znatno zmanjšanje (P<0.05) glede na NH so opazili le med poznejšim zasedanjem v skupini MS + HPF (slika (Figure3A) .3A). Skupna prevožena razdalja med prvo min sejo 15 se je v MS bistveno zmanjšala (P<0.05), vendar ne v MS + HPF v primerjavi z NH (slika (Figure3B) .3B). Med preizkusom ambulantne aktivnosti so bili ocenjeni vedenje in defekacijska aktivnost (slika (Slika3C3C & D). Izkušnje z državami članicami so znatno povečale rostralno nego (P<0.05, NH v primerjavi z MS), medtem ko ga je dostop do piškotkov zmanjšal (P<0.05, MS v primerjavi z MS + HPF) (slika (Figure3C) .3C). Defekcijska aktivnost žensk MS se je povečala glede na NH brez statističnega pomena, dostop do piškotov pa je znatno zmanjšal (P<0.05, MS v primerjavi z MS + HPF) (slika (Figure33D).
Za nadaljnjo oceno anksioznega vedenja so podgane podvrgli preizkusu zvišanega plusa labirinta 2 dni po testu ambulantne aktivnosti (PND 56). Čas, preživet na prostem, se je pri ženskah MS znatno zmanjšal (P <0.05), vendar ne v MS + HPF v primerjavi z NH (slika (Figure4A) .4A). Odstotek odprtega roka se med eksperimentalnimi skupinami ni razlikoval (slika (Figure4B) .4B). Za oceno vedenja, ki je podobno depresiji, so bile podgane podvržene prisilnemu plavalnemu testu 3 dni po testu zvišan plus labirint (PND 59). Trajanje nepremičnosti med minami 5 min prisilnega plavalnega testa se je pri ženskah MS znatno povečalo (P <0.05) v primerjavi z NH in ocena nepremičnosti samic MS + HPF se ni razlikovala od NH (slika (Figure44C).
Ravni kortikosterona v plazmi
Teden dni po plavalnem testu so podgane prejemale omejitveni stres in repne krvi so bile odstranjene na najmanjših časovnih točkah 0, 30, 60 in 120 med 2 h omejitvene seje in so bile uporabljene za preskus kortikosterona v plazmi (slika (Figure5) .5). Ravni bazalnega kortikosterona (časovna točka 0) se med skupinami niso razlikovale; vendar so bile povišane ravni kortikosterona, ki jih povzroča stres, pri ženskah MS nižje kot pri NH v času 30 in 60 min, po začetku stresa (P<0.05, NH proti MS v vsaki časovni točki). Raven kortikosterona v plazmi MS + HPF se ni razlikovala od NH po 30 minutah po nastopu stresa, bila pa je nižja od NH ob 60 minutni točki (P <0.05; 394.29 ± 38.35 ng / ml v NH proti 247.48 ± 24.57 ng / ml v MS + HPF). Analiza stresno povzročenih ravni kortikosterona z dvosmerno ANOVA je pokazala glavne učinke ločitve mater [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] in čas [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] in ne vpliva na stanje hrane. Pomembne interakcije med ločitvijo mater in časom ali med stanjem hrane in časom niso bile ugotovljene.
ΔFosB in BDNF western blots
Ravni ΔFosB in BDNF v NAc smo pregledali z analizo western blota (slika (Figure6) .6). ΔFosB se je znatno zmanjšal, BDNF pa se je povečal pri NAc samic MS (P <0.05) v primerjavi z NH (slika (Slika6A6A & B). Raven ΔFosB v NAc žensk MS je bila normalizirana z dostopom do piškotkov; tj. brez razlike med NH in MS + HPF, raven BDNF pa se je še povečala (P <0.05, MS v primerjavi z MS + HPF). Ravni BDNF v hipokampusu samic MS so se znatno zmanjšale glede na NH (P <0.05) in z dostopom do piškotkov ni bil obnovljen (slika (Figure66C).
Razprava
Dostop do hrane z okusom je izboljšal psiho-čustveno vedenje žensk MS
V tej študiji so bili rezultati vedenja, ki predstavljajo anksioznost in depresijo, kot so ambulantna aktivnost, rostralna nega in defekacijska aktivnost med testom aktivnosti; bivanje odprtih rok med povišanim plusom labirintom; nepokretnost med testom prisilnega plavanja, so izboljšali pri ženskah MS, ki imajo v mladostniških in mladostnih letih prost dostop do piškotov Oreo. Odziv kortikosterona na akutni stres je bil pri ženskah MS izpuščen, kot so poročali pri moških MS 14. Zdi se, da je bil odpor na kortikosteron posledica izkušenj z MS; tj. izkušnje s ponavljajočim se stresom, saj se je odzivnost osi HPA na akutni izziv za stres izmuznil po izkušnjah s kroničnim ponavljajočim se stresom 40, 41. Študije kažejo, da izpostavljenost zelo zaželeni prehrani z veliko maščob lahko spremeni bazalno aktivnost osi HPA in endokrine odzive na akutni stres 9, izboljšati stresne odzive 17, 19 zmanjšati anksiozno vedenje 18, 20. Prav tako je prost dostop do piškotov Oreo (~ 21% vsebnosti maščob; zmerna maščobna dieta) med adolescenco in mladostjo normaliziral funkcijo osi HPA in izboljšal vedenje, podobno anksioznosti, pri moških podganah MS 14. To pomeni, da je verjetno, da lahko mladostniški dostop do piškotov izboljša izkušnjo osi HPA zaradi izkušenj z MS, ponavljajoč se stres v zgodnjem življenju in izboljša vedenja. Vendar pa v tej študiji dostop do piškotkov med mladostjo in mladostnostjo ni izboljšal aktivnosti osi HPA kot odziva na akutni stres pri ženskah z MS MS. Predlagamo, da anksiolitična in / ali antidepresivna učinkovitost dostopa do piškotov v mladostništvu pri samicah podgan MS ne more biti povezana s funkcijo osi HPA, čeprav je bila pri podganah samcev MS. Podgane samcev in samic se razlikujejo v številnih nevroendokrinih in vedenjskih parametrih, ranljivost za stres pa je odvisna od spola 42, 43. Prejšnja študija je poročala, da protokol prehrane z zmerno maščobo na dan 7 privede do moškega, selektivnega pretiranega sproščanja kortikosterona po akutnem stresu 6.
Palabilni dostop do hrane in delovanje nevronov pri NAc samic podgan
Ta raziskava je pokazala, da se izražanje ΔFosB v izkušnjah z MS poveča pri NAc samic podgan. Poročali so, da psihološki ali metabolični stres poveča izražanje ΔFosB v NAc 44-46. Študije kažejo, da je transkripcijski faktor ΔFosB povezan z izražanjem BDNF v nevronih NAc 32, 47-49. Skupaj se domneva, da sta lahko zmanjšan ΔFosB in povečana ekspresija BDNF v NAc dolgotrajna posledica stresa pri MS v zgodnjem življenju, kar morda modulira delovanje nevronov NAc. Predlagali smo, da bi funkcijo nevronov NAc modulirali s paradigmo vedenjskega stresa 24, 25 njegova disfunkcija je bila vpletena v depresijo in anksiozne motnje 22, 23, 26, 27. Pri modelih depresije, ki jih povzročajo stres, so poročali o povečani signalizaciji BDNF v NAc 50-52in depresije, ki jih povzročajo stres, so bile pri miših preveč ekspresionirane ΔFosB v striatumu 53. Tako je verjetno, da je pri ženskah podganjih MS podganj, ki so podobni depresiji in / ali anksioznosti, lahko povezano z zmanjšanim ΔFosB in povečano izražanjem BDNF v NAc.
V tej raziskavi je dostop do piškotkov v mladostniškem obdobju povečal izraze ΔFosB in BDNF pri samicah podgan MS. Ta rezultat se ujema s prejšnjimi poročili, ki kažejo, da izpostavljenost okusni prehrani povzroči zvišanje ravni ΔFosB v NAc 31in da je dieta z veliko maščob zvišala raven BDNF v NAc miši, ki je preveč ekspresirana ΔFosB 32. Ob upoštevanju prejšnjega poročila, ki razkriva, da povečana izraženost ΔFosB v striatumu deluje odpornost na depresivne učinke, ki jih povzročajo stres 53sklepamo, da je zvišanje ΔFosB v NAc pri ženskah MS z dostopom do piškotkov; tj. normalizirano na osnovno raven, bi lahko prispevalo k antidepresivu in / ali anksiolitični učinkovitosti dostopa do piškotov v mladostništvu. Vendar ni jasno, ali je povečana raven BDNF pri NAc žensk MS z dostopom do piškotkov vpletena v njegove antidepresive in anksiolitične učinke, saj so o povečani signalizaciji BDNF v NAc poročali večinoma pri depresivnih modelih 50-52, vendar redko pri modelih z antidepresivi. Nadaljnje študije so upravičene.
Učinki MS in HPF na ravni BDNF v hipokampu
Poročali so o znižani ravni BDNF v hipokampusu pri samcih in samicah podgan, za katere je bil podan podoben protokol MS, uporabljen v tej študiji 54, 55. V tej študiji je bila raven BDNF v hipokampusu naših podgan MS MS znižana glede na kontrolne skupine NH. Hipokampalna nevrogeneza je bila vpletena v simptome tesnobe in depresije 56, 57in hipokampus je dobro znan, da je vključen v regulacijo povratnih informacij o aktivnosti osi HPA. Če se spomnimo, da je bila aktivnost HPA pri naših ženskah MS potuhnjena, je verjetno, da bi lahko znižane ravni BDNF v hipokampusu povzročile anksioznostne motnje in / ali depresivne motnje z izkušnjami MS, morda v povezavi z aktivnostjo ostrele osi HPA. Razmerje med stopnjo BDNF v hipokampu in aktivnostjo osi HPA pri naših ženskah MS je še dodatno podprlo dejstvo, da dostop do piškotkov v tej študiji ni izboljšal obeh. Prejšnja študija je pokazala, da dolgotrajno uživanje diete z veliko maščobe (32% maščobe) poveča izražanje BDNF v hipokampusu samic podgan MS, ki so bile podvržene podobnemu protokolu MS, ki je bil uporabljen v tej študiji 58. Vpliv dostopa do piškotkov med adolescenco (~ 21% maščobe) na ravne BDNF v hipokampu pri samcih podgan MS je trenutno v preiskavi.
Vedenjski učinki vsebnosti maščob / sladkorja v piškotu Oreo
V tej študiji je prost dostop do piškotov Oreo izboljšal psiho-čustvene neprijetnosti pri samih podganah z zgodnjo življenjsko stresno izkušnjo. Oreo piškotek je čokoladni piškotek, ki ne vsebuje le veliko maščob, ampak tudi veliko sladkorja, kot je prikazano v preglednici Tabela1.1. V študiji na ljudeh je uživanje čokolade zmanjšalo negativno razpoloženje v primerjavi s pitno vodo, medtem ko na nevtralno in pozitivno razpoloženje ni bilo ugotovljenih učinkov 59. In učinek čokolade na izboljšanje razpoloženja je bil odvisen od okusnosti čokolade (mlečna čokolada proti navadni čokoladi), kar kaže na to, da uživanje sladke okusne hrane izboljša eksperimentalno povzročeno negativno razpoloženje. Poročalo se je, da je hrepenenje po saharozi povečano pri depresivnih živalih s kroničnim blagim stresom, privlačno hrepenenje po mlečni čokoladi pa še posebej pri osebah z depresivnim razpoloženjem 60. Prosta izbira saharoze in / ali maščobe, poleg tega, da sesekamo vse modulirane odzive stresne osi na akutni stres 61. Tudi kratkotrajna izpostavljenost dieti z zmerno maščobo (koruzno olje 20%; podobna vsebnost maščobe s piškoti Oreo) je na spolno dimorfen način povzročila nevroendokrine in vedenjske spremembe. 4-6. Skupaj je sklenjeno, da bi lahko vsebnost sladkorja in maščobe v piškotih Oreo prispevala k izboljšanju nevronskih in vedenjskih neželenosti pri ženskah MS. Nadaljnje študije so upravičene, da bi preverili, ali bi enaka količina maščob ali sladkorja kot dostop do piškotov Oreo povzročila podobne izboljšave pri ženskah MS, opaženih v tej študiji.
Nazadnje se je pri dostopu do piškotkov pri ženskah MS povečalo retroperitonealno maščobno skladišče pri ženskah MS. Poleg modulacijskega učinka na funkcijo stresne osi je prijeten dostop do hrane znatno povečal obtočni leptin in inzulin s povečanim deležem maščob 15, 61. Za leptin in inzulin je bilo predlagano, da izvajata regulativno funkcijo v mezo limbičnem sistemu nagrajevanja, še posebej pa inzulinski povečani izraz prenašalcev dopamina v ventralnem tegmentalnem območju 62, 63. Kot je opisano zgoraj, je sistem mezo limbičnega nagrajevanja zelo vpleten v psihoemocionalne motnje v povezavi s funkcijo osi stresa 22-27. Tako se predlaga, da bi v mezo limbičnem sistemu nagrajevanja povišani leptin in / ali inzulin s povečanim deležem maščob predhodno modulacijo igrali pomembno vlogo pri dvigovanju razpoloženja zaradi prijetnega dostopa do hrane. Dejansko je dolgotrajno uživanje diete z veliko maščobami (vsebnost maščob 32%) zmanjšalo anksiozno vedenje in zvišalo raven leptina v plazmi in insulina z izrazito povečanim odlaganjem maščob pri samicah podgan, ki so bile podvržene podobnemu protokolu MS, ki je bil uporabljen v tej raziskavi 11. Vendar še ni jasno, ali so izboljšave vedenja pri naših ženskah MS z dostopom do piškotkov (zmerna maščobna dieta z vsebnostjo maščob ~ 21%) povezane s povečanim odlaganjem maščob, ker povečanje retroperitonealnega skladišča maščob z dostopom do piškotkov niso dosegli statističnega pomena, nadalje pa v trenutni študiji niso merili niti krožečega leptina niti inzulina.
V zaključkuZdi se, da so bile disfunkcije na osi HPA, nevroni NAc in hipokampus vpletene v psiho-čustvene težave mladih podgan MS z izkušnjami ločitve mater v prvih dveh tednih rojstva. Prost dostop do zelo prijetne hrane, zmerna maščobna prehrana je v obdobju mladostništva in mladosti izboljšala anksiozno in depresivno vedenje pri ženskah z MS, ne da bi to vplivalo na povečanje telesne teže, in funkcionalna modulacija nevronov NAc lahko igra vlogo v njegovih osnovnih nevronskih mehanizmih.
Priznanja
Avtorji se zahvalijo dr SB Yoo za pomoč pri statističnih analizah in dr. JY Leeju pri eksperimentalnih tehnikah. Študijo so podprli štipendije Nacionalne raziskovalne fundacije (2013R1A1A3A04-006580) in prek Raziskovalnega centra za starostnike starostnikov na Nacionalni univerzi v Seulu (2014050477), ki ga financira korejska vlada (Ministrstvo za znanost, IKT in načrtovanje prihodnosti).
Reference
;
