Int J Biol Sci. 2015; 11 (10): 1150 – 1159.
Çevrimiçi yayınlanan 2015 Ağustos 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 ve Jeong Jahng Kazandı1,✉
Özet
Bu çalışma, ergenlik döneminde oldukça lezzetli olan yiyeceklerin, dişi ratlarda erken yaşam stres deneyiminin neden olduğu psiko-duygusal ve sinirsel rahatsızlıklar üzerindeki etkilerini incelemiştir. Kadın Sprague-Dawley yavruları, doğumun ilk iki haftasında (MS) günlük olarak 3 saat boyunca barajdan ayrıldı veya rahatsız edilmeden bırakıldı (NH). MS kadınlarının yarısı, çikolatalı çerezlere ek olarak ücretsiz erişime sahipti. ad libitum postnatal günden itibaren chow 28. Yavrular genç yetişkinlik döneminde davranış testlerine tabi tutuldu. Beyin bölgelerinde akut strese corFosB ve beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF) düzeylerine plazma kortikosteron yanıtı analiz edildi. Deney süresi boyunca toplam kalori alımı ve vücut ağırlığı artışı deney grupları arasında farklılık göstermedi. Ergenlik ve gençlik sırasındaki çerez erişimi, MS deneyimi ile anksiyete / depresyon benzeri davranışları geliştirmiştir. OsFosB ekspresyonu azaldı, ancak MS kadınlarının çekirdeğinde bulunan BDNF artmış ve ΔFosB ekspresyonu normalize edilmiş ve çerez erişiminin ardından BDNF daha da artmıştır. Akut strese kortikosteron yanıtı, MS deneyimi tarafından körelendi ve çerez erişimi, bunu iyileştirmedi. Sonuçlar, ergenlik döneminde çerez erişiminin, MS kadınlarının psiko-duygusal rahatsızlıklarını iyileştirdiğini ve çekirdek akumbenlerde ΔFosB ve / veya BDNF ifadesinin, altta yatan sinir mekanizmalarında rol oynayabileceğini göstermektedir.
Giriş
Aynı diyet manipülasyonlarının cinsiyetler arasında farklı tepkiler alabileceğine dair gittikçe artan sayıda kanıt vardır. Moleküler düzeyde, aynı diyete maruz kalan erkek ve dişi fareler arasında hipokampal transkriptomun cinsel olarak dimorfik tepkilerinin olduğu gösterilmiştir. 1. Metabolik / nöroendokrin düzeyinde, dişi sıçanlar uzun süreli yüksek yağ diyetine farklı hipotalamik nöropeptit tepkileri sergilerler 2 ve yüksek bir lipit akışını telafi etmek için erkeklerden daha yüksek kapasite 3. Kısa süreli yüksek yağlı beslenen yetişkin dişiler, hipokampustaki glukokortikoid reseptörü mRNA seviyelerini düşürmüş ve hipotalamik-hipofiz-adrenal (HPA) ekseni, erkeklerden bir sonraki strese farklı tepkiler vermektedir. 4, 5. Davranış düzeyinde, yetişkin sıçanların yağ diyetine kısa süreli maruz kalmaları kaygıyı azaltır ve erkeklerde araştırmayı arttırırken, kadınlarda ters etki yaratır. 6. Ergenlik, endokrin plastisitesinin artması ve stres duyarlılığındaki değişikliklerle karakterize önemli bir gelişim dönemidir. 7. Çalışmalar, sütten kesim sonrası yüksek diyetin, hem stres hem de metabolik mediatörleri cinsel olarak dimorfik bir şekilde etkileyerek bazal HPA ekseni aktivitesini ve akut strese endokrin tepkilerini değiştirebileceğini göstermiştir. 8, 9. Daha önce ergenlik döneminde yüksek oranda lezzetli yiyecek tüketiminin, erkek sıçanlarda anksiyete ve depresyon benzeri davranışları artırdığını ancak dişi sıçanlarda olmadığını bulduk.s 10. Yağ oranı yüksek kafeterya diyetinin uzun süreli tüketimi (32% yağ içeriği), bu çalışmada kullanılan benzer bir maternal ayırma (MS) protokolüne tabi tutulan erkek ve dişi sıçanlarda, erkeklerde daha fazla faydalı etkileri olan davranışsal olumsuzlukları iyileştirmiştir. 11. Dişi MS sıçanlarımızda görülen davranışsal ve nöroendokrin sıkıntılar 12 Erkek MS sıçanlarındakinden farklı olduğu ortaya çıktı 13, 14.
Önceki çalışmamızda, makul derecede lezzetli yiyeceklere uzun süreli erişim, ılımlı bir yağ diyeti (~ 21% yağ) 6, 15ergenlik ve gençlik döneminde erkek MS sıçanlarında bazı kaygı ile ilişkili semptomları ve HPA ekseni fonksiyon bozukluğunu iyileştirdi 14. Çalışmalar, stres ekseni işlevinin modülasyonunun, çok lezzetli bir diyet ile pozitif duygusal davranışlara dahil olduğunu göstermiştir. Yani; stres duyarlılığını azaltmak için yağda yüksek oranda tercih edilen bir diyete maruz kalmanın önerildiği 16; son derece lezzetli yemekler sunan bireylerin memnuniyet, keyif ve arzu gibi daha hoş duyguları vardı 17 ve lezzetli yiyecek tüketimi, psikolojik ve immünolojik streslerin ardından sempatik tepkileri azalttı 18Kısıtlama sonrası stres hormonu seviyeleri 19 ve sıçanlarda artmış labirent testi sırasındaki anksiyete benzeri davranışlar 20. Ancak, bu çalışmada ergenlik ve gençlik sırasındaki ılımlı yağ diyeti (~ 21% yağ) MS kadınlarının HPA ekseni işlev bozukluğunu iyileştirmedi, ancak sadece kaygı değil, aynı zamanda depresyona benzer davranışları da geliştirdi.
MS kadınlarımızda oldukça lezzetli diyet erişiminin psiko-duygusal etkisinin altında yatan sinir mekanizmalarını araştırmak için, çekirdek kaynaklı akumbens (NAc) 'de beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF) ve ΔFosB düzeylerini inceledik. Mesolimbic dopaminerjik yolu oluşturan bazal ön beyin yapısı olan NAc, ödül, motivasyon ve pekiştirmede rol oynamaktadır. 21. Majör depresif bozukluğun temel bir belirtisi olan anhedonia'nın gelişimi, NAc'nin çok önemli bir rol oynadığı ödül yolunun işlevsizliğine atfedilmiştir. 22, 23. NAc nöronları davranışsal stres paradigmasına cevap vererek harekete geçirilir. 24, 25ve anksiyete bozuklukları ile ilişkilendirilmiştir 26, 27. Mesolimbik dopaminerjik aktivite ve NAc nöronlarının strese bağlı aktivasyonu, kaygı ve depresyona benzer davranışlar gösteren erkek MS sıçanlarımızda köreldi. 13, 28. BDNF'nin, mesolimbic dopamine sisteminin modülasyonu yoluyla hedonik beslenmeye katıldığı ileri sürüldü. 29, 30ve lezzetli bir diyete maruz kalma BccF ve ΔFosB düzeylerini ve NAc'de dopamin reseptörü D1 bağlanmasını arttırdı 16, 31, 32.
Malzemeler ve yöntemler
Hayvanlar
Sprague-Dawley sıçanları satın alındı (Samtako Bio, Osan, Kore) ve sabit sıcaklık kontrolü (22 ± 1 ℃), nem (% 55%) ve bir 12 / 12 hr ile spesifik patojensiz bir bariyer alanında yapıldı. aydınlık / karanlık çevrimi (07: 00 AM konumunda yanar). Standart laboratuar yemekleri (Purina Rodent Chow, Purina Co., Seul, Kore) ve membran filtreli arıtılmış su mevcuttu ad libitum. Hayvanlar, Laboratuar Hayvanlarının Bakım ve Kullanımı ile İlgili NIH Kılavuzlarıyla uyumlu olan Kore Tıp Bilimleri Akademisi tarafından düzenlenen 2000 Hayvan Deneyleri Kılavuzuna göre 1996 revize edildi. Tüm hayvan deneyleri, Seul Ulusal Üniversitesi'ndeki Laboratuar Hayvanlarının Bakım ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı.
Deney protokolü
Nulliparöz dişiler ve kanıtlanmış damızlık erkekler, hayvan tesisinin laboratuarında üremek için kullanıldı ve yavru köpekler, istenmeyen çevresel uyarımı en aza indirmek ve standart hale getirmek için kontrollü bir şekilde yetiştirildi. rahimde hayat. Teslimatın onaylanmasından on iki saat sonra [doğum sonrası gün (PND) 1], yavrular daha önce tanımladığımız gibi manipüle edildi 13, 14, 33 - 35. Her bir çöp, anne ayırma (MS) grubu veya işlem görmeyen (NH) grup için atandı. MS yavruları, barajlarından ve ev kafeslerinden çıkarıldı ve 9:00 - 12:00 saatleri arasında, ağaç yongaları (Aspen tıraş, Animal JS Bedding, Cheongyang, Kore) ile yerleştirilmiş yeni bir kafese yakın bir şekilde yerleştirildi ve sonra evlerine döndüler. kafes ve baraj. Ayrılık döneminde yavruları sıcak tutmak için ek bir tedavi önerilmedi. MS, PND 1'den 14'e kadar günlük olarak gerçekleştirildi ve ardından yavrular, PND 22'de sütten kesilinceye kadar barajları rahatsız edilmeden bırakıldı. NH grubu, haftada iki kez gerçekleştirilen rutin kafes temizliği dışında sütten kesilinceye kadar rahatsız edilmedi. Sütten kesilme gününde, 2 NH ve 4 MS dişi yavru sırasıyla her NH veya MS yavrularından rastgele seçildi ve her kafese 2 NH veya 2 MS yavru yerleştirildi. Birlikte barındırılan iki dişi MS yavrusu, son derece lezzetli yiyeceklere (HPF) (Oreo kurabiyesi, Kraft Foods Global, Inc., East Hanover, NJ, ABD) ücretsiz erişim sağladı. ad libitum PND 28'ten (MS + HPF grubu) ve her çöpün (MS grubu) ve NH yavrularının (NH grubu) geri kalan 2 dişi MS yavruları sadece standart pirzola aldı. Standart chow ve Oreo çerezinin besin bileşimi formülleri Tabloda gösterilmektedir. Table1.1. Günlük yiyecek alımı ve ağırlık artışı PND 29'ten kaydedildi. 24 saat gıda alımının değerlendirilmesinde, önceden temin edilmiş miktarda çiğneme ve çerezler sağlandı ve ertesi gün, solda çiğneme ve çerezlerin miktarı tartıldı ve önceki gün verilen değerden çıkarıldı. Dökülmeyi de içermek için özel dikkat gösterildi. Kalori alımı, yemek ve çerezlerin besin bileşimi formüllerine göre hesaplandı. Her kafeste yavrular tarafından tüketilen toplam gıda miktarı, her kafeste yavru sayısına bölünmüş ve hesaplanan her değer n = 1 olarak kabul edilmiştir. Tüm deney grupları için su serbest olarak mevcuttu ve tüm deney periyodu boyunca yiyecek koşulları devam etti. Deney protokolünün şematik diyagramı Şekil 4'te verilmiştir. Figure11.
Gezici Etkinlik
NH, MS ve MS + HPF dişileri (her gruptaki 8 farklı litrelerden n = 4; her gruptaki farklı 24 yavruları; 8 farklı litrelerdeki toplam 54 yavruları), PND 43.2 üzerinde ambulatuvar testine tabi tutuldu. Her bir denemede, sıçan, iki yatay düzlemiyle donatılmış saydam bir akrilik oda olan (42.2 cm uzunluğunda, 30.5 cm genişliğinde ve 16 cm yüksekliğinde, MED Associates, VT, ABD) merkezine yerleştirildi. XNUMX kızılötesi fotosel-dedektör çiftleri yerleştirildi x, y Boyut, aralıklı 2.5 cm aralıklı ve ambulatuvar aktivitesi 30 dakika boyunca bilgisayarlı sistem tarafından izlendi. Test odasının ışık durumu, gün ışığı koşulundaki hayvan odaları ile aynı yoğunlukta tutuldu. Ambulatuvar aktivite, arka arkaya her 5 dk oturumu sırasında yatay sensördeki ışın demetlerinin toplam sayısı olarak ölçülmüştür. Dışkılama aktivitesi, her bir sıçanın ambulasyon testi sırasında dışkı boli ağırlığı da skorlandı. Bakım etkinliği ayrıca analiz edildi; yani, ön sevişme ve baş tıraşı rostral tımar, vücut, bacaklar ve kuyruk / genital tımar olarak kaudal tımar olarak kabul edildi. 36. Aktivite odası, daha önce test edilen sıçanın koku alma ipuçlarını elimine etmek için her kullanımdan sonra% 70 etanol ile temizlendi.
Yükseltilmiş Artı Labirent
Ambulatuvar aktivite testinden iki gün sonra (PND 56), sıçanlar, yükseltilmiş artı bir labirent, iki zıt açık kollu (50 cm uzunluğunda ve 10 cm genişliğinde) artı iki biçimli bir akrilik labirentte davranış değerlendirmesine tabi tutuldu. merkezi bir platformdan (50 cm x 10 cm) uzayan kollar (31 cm uzunluğunda, 10 cm genişliğinde ve 10 cm yüksekliğinde). Cihazın tamamı zeminden 50 cm yüksekliğe yükseltildi. Test prosedürü daha önce tarif edildiği gibi takip edildi 37. Her sıçan, labirentin merkezine açık kollardan birine bakacak şekilde yerleştirildi ve daha sonra, labirentin açık veya kapalı kollarını 5 dakika boyunca keşfetmeye bırakıldı. Farklı kollarda harcanan zaman kaydedildi. Her bir kol için giriş çizgisinin içinde dört pençe olması gerekiyordu, bu da özel kolda geçirilen zamanın başlangıcını işaret ediyordu ve ardından dört pençenin tamamı çizginin dışındayken bitiş zamanı kaydedildi. Labirent, daha önce test edilen sıçanın etkilerini önlemek için her testten sonra% 70 etanol ile temizlendi.
Zorla Yüzme Testi
Yükseltilmiş artı labirent testinden (PND 59) üç gün sonra, sıçanlar daha önce tarif edilen yönteme göre zorunlu yüzme testine tabi tutuldu. 38. Her sıçanın 54 cm derinliğinde (24-40 ℃) su ile doldurulmuş bir cam silindir (23 cm yüksekliğinde ve 25 cm çapında) içinde 5 dakika boyunca yüzmesine izin verildi ve test seansları bir video kamera ile kaydedildi. silindirin yan tarafı. Sıçanın sudaki hareketsizliğinin süresi, bir kronometre kullanılarak video kasetlerden puanlandı. Hareketsizlik, sıçanların yalnızca başlarını su yüzeyinin üzerinde tutmak için gerekli hareketleri yaptıklarına karar verildiği durum olarak tanımlandı.
İstenmeyen stres etkilerini en aza indirmek için her testten en az 2 saat önce test odasına sıçanlar yerleştirildi ve sirkadiyen varyanslarının etkilerinden kaçınmak için tüm davranış değerlendirmeleri 9: 00 AM ve 12: 00 PM arasında yapıldı. Davranış puanlaması, gözlemcinin farelerin tedavisindeki körlüğü ile yapıldı.
Plazma kortikosteron tahlili
Davranış seanslarının bitiminden bir hafta sonra, fareler, farelerin dört uzuvlarını hareket ettirebildiği ancak vücut yönlerini değiştiremediği 2 saat boyunca bir kısıtlama kutusuna yerleştirildi. Kısıtlama periyodu sırasında 0, 30, 60 ve 120 dakikalık zaman noktalarında kuyruk kanı toplandı ve 2,000 dakika süreyle 20 rpm'de santrifüjlendi. Plazma örnekleri sıvı nitrojen içinde dondurulmuş ve test için kullanılana kadar - 80 ° C'de saklanmıştır. Plazma kortikosteron seviyeleri radyoimmunoassay kullanılarak belirlendi. 125I etiketli Coat-A-Count kiti (Siemens, CA, ABD). Testin hassasiyeti, 5.7ng / ml idi. Analiz içi varyasyon katsayısı% 4-12.2 idi.
Western blot analizi
Beyin bölgelerindeki FosB ve BDNF düzeylerinin western blot analizi için davranış testlerinden (her gruptaki 6 farklı litreden n = 3; 18 farklı litreden toplam 6 yavru) saf olmayan sıçanlar PND 62'de kurban edildi. Retroperitoneal yağ pedleri, kurban etme sırasında toplandı ve beyinler, dekapitasyondan hemen sonra çıkarıldı. Nukleus accumbens (NAc) ve hipokampus doku örnekleri hızla buz üzerinde kesildi, sıvı nitrojen içinde donduruldu ve kullanılana kadar - 80 ° C'de saklandı. NAc doku diseksiyonu, daha önceki çalışmalarımızda kullanılan yönteme göre ince bir bıçak kullanılarak yapıldı. 28, 39; ancak, yakındaki ventro-medial striatumun olası bir şekilde dahil edilmesi önlenemez. Dokular, tek bir deterjan lizis tamponunda (50 mM Tris, pH 8.0; 150 mM NaCl;% 1% Triton X-100; proteaz ve fosfataz inhibitör kokteyli% 0.5) 13,000 için 20 g'de santrifüjlendi ve sonra 4'te XNUMXoC. Yeni tüplere aktarılan süpernatanlar, bir protein tahlil kiti (Biorad DC, Biorad, Inc., Hercules, CA) kullanılarak protein içeriği açısından ölçüldü, liziz tamponunda 80 μg / 20 μl konsantrasyonda bölündü ve - 80 ° C'de saklandı ° C, aksi takdirde aynı gün içinde kullanılır. Örnekler 100: 6.8 seyreltide yükleme tamponu (200 mM Tris, pH 4; 20 mM ditiyotreitol;% 0.2 SDS;% 1 gliserol;% 1 bromofenol mavisi) ile karıştırıldı, 5 dakika kaynatıldı, buz üzerinde hızla soğutuldu ve sonra % 12 SDS-poliakrilamid Tris-glisin jelleri üzerinde elektroforeze tabi tutulmuştur. Nitroselüloz membranlara (Hybond-C, Amersham, Bucks, UK) aktarılan proteinler, 5X Tris tamponlu salin-Tween (1 mM C) içinde% 10 yağsız kuru süt ile işlendi.4H11YOK HAYIR3; 0.145 M NaCl; % 0.2 SDS; 0.1% Tween 20) gece boyunca 4'te0C. Membranlar, poliklonal tavşan anti-∆FosB (1: 1000 seyreltme; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, ABD) veya anti-BDNF (1: 500 seyreltme; Millipore, Temecula, CA, ABD) ile reaksiyona sokuldu ve bağlı antikorlar, üreticinin talimatlarına (Lumi-light western blot substratı; Roche, Indianapolis, IN, ABD) göre kemilüminesans ile tespit edildi ve bir dijital görüntü analiz sistemi (LAS-1000, Fuji film, Tokyo, Japonya) kullanılarak ölçüldü. Her numunenin sayısallaştırılmış değerleri, yükleme kontrol β-aktine normalize edildi ve daha sonra tüm değerler, nispi değerlere NH grubunun ortalama değerine dönüştürüldü.
istatistiksel analiz
Veriler bir veya iki yönlü analiz edildi [kortikosteron verileri; tedavi (kullanım veya yemek durumu, her biri 2 seviyesi) X zamanı (4 seviyesi)] varyans analizi (ANOVA) ve gruplar arasında önceden planlanmış karşılaştırmalar yapıldı. Post hoc StatView yazılımı (Abacus, Berkeley, CA, ABD) kullanılarak gerektiğinde Fisher'ın PLSD testi. Vücut ağırlığı ve gıda alımı verileri, tekrarlanan ANOVA ölçümleri ve ardından Bonferroni düzeltmesi ile analiz edildi. P değer ayarı. Önem düzeyi P <0.05 ve tüm değerler ortalama ± SEM olarak sunuldu
Sonuçlar
Yiyecek alımı ve vücut ağırlığı artışı
MS kadınları, PND 39'e kadar yaşla eşleşen NH kadınlarından daha hafif görünüyordu ve bundan sonra ağırlık farkı gözlenmedi (Şekil). (Figure2A) .2A). İstatistiksel olarak anlamlı farklar (PNH ve MS dişiler arasında <0.05), PND 32 ve 39 dışında PND 36 - 37 sırasında gözlemlendi. Lezzetli yiyecek erişimi MS deneyimine göre ağırlık farkını azalttı ve NH ile MS + HPF arasındaki istatistiksel anlamlılık PND 36'dan sonra kayboldu. ANOVA ölçümleri, vücut ağırlığı artışının MS ve MS + HPF arasında farklı olduğunu ortaya koydu [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], ancak NH ve MS arasında değildir. MS kadınlarının günlük yem alımı, yaşları eşleştiren NH kadınlarından farklı değildi (Şekil 1). (Figure2B) .2B). Çerez erişimi, MS kadınlarının günlük yiyecek alımını bastırdı, ancak günlük kalori alımı, istatistiksel anlamlılık olmaksızın çerez erişimiyle artma eğilimindeydi. Tekrarlanan ölçümler ANOVA ile kalori alımının analizi, annenin ayrılması ve gıda durumunun hiçbir etkisini ortaya koymadı. Deneysel süre boyunca toplam kalori alımı (PND 28 - 62) deney grupları arasında farklılık göstermedi (Şekil (Figure2C) .2C). MS + HPF kadınları tarafından tüketilen toplam kalorinin% 40'i çerezlerden kaynaklanmaktadır (chow'dan 3259.921 ± 211.657 kcal, çerezlerden 2184.641 ± 186.077 kcal). PND 62'teki MS kadınlarının retroperitoneal yağ yastığı, yaşları eşleştiren NH kadınlarından farklı değildi ve istatistiksel olarak anlamlı olmayan çerez erişimiyle arttırılma eğilimindeydi (P= 0.0833, MS ve MS + HPF) (Şekil (Figure22D).
Davranış değerlendirmeleri
NH, MS ve MS + HPF dişilerinin ambulatuvar aktiviteleri PND 54'te bilgisayarlı bir aktivite odasında ölçüldü. İlk (0-15 dakika) ve sonraki seansta (15-30 dakika) MS kadınlarının ambulatuvar sayıları karşılaştırıldığında önemli ölçüde azaldı NH kadınlarla; ancak önemli bir düşüş (PNH'ye göre <0.05) sadece MS + HPF grubunda sonraki seansta gözlemlendi (Şekil (Figure3A) .3A). İlk 15 dk. Seansı boyunca kat edilen toplam mesafe MS'de anlamlı derecede azaldı (P<0.05), ancak NH ile karşılaştırıldığında MS + HPF'de değil (Şekil (Figure3B) .3B). Ambulatuar aktivite testi sırasında tımar davranışı ve dışkılama faaliyeti skorlandı (Şekil (Figure3C3C & D). MS deneyimi rostral tımarı önemli ölçüde artırdı (P<0.05, NH'ye karşı MS) çerez erişimi azaltılırken (P<0.05, MS - MS + HPF) (Şekil (Figure3C) .3C). MS kadınlarının dışkılama aktivitesi, istatistiksel olarak önemsiz kalmadan NH'ye göre artma eğilimindedir ve çerez erişimi, bunu önemli ölçüde azaltmıştır (P<0.05, MS - MS + HPF) (Şekil (Figure33D).
Anksiyete benzeri davranışları daha fazla değerlendirmek için, sıçanlar ambulatuvar aktivite testinden (PND 2) gün sonra yükseltilmiş artı labirent testi 56'e tabi tutuldu. Açık kollarda harcanan zaman, MS kadınlarda önemli ölçüde azaldı (P <0.05), ancak MS + HPF'de değil, NH ile karşılaştırıldığında (Şekil (Figure4A) .4A). Açık kol giriş yüzdesi deney grupları arasında farklılık göstermedi (Şekil (Figure4B) .4B). Depresyona benzer davranışları değerlendirmek için, sıçanlar, yükseltilmiş artı labirent testinden (PND 3) sonraki günlerde zorunlu yüzme testine tabi tutuldu. MS dişilerinde 59 dk. Zorla yüzme testi seansındaki hareketsizlik süresi önemli ölçüde artmıştır (P <0.05) NH ile karşılaştırıldığında ve MS + HPF dişilerinin hareketsizlik skoru NH'den farklı değildi (Şekil (Figure44C).
Plazma kortikosteron düzeyleri
Yüzme testinden bir hafta sonra, sıçanlar kısıtlama stresini aldı ve 0, 30, 60 ve 120 dakika süresinde 2 saat süresinde kuyruk kanları toplandı ve plazma kortikosteron tahlili için kullanıldı (Şekil) (Figure5) .5). Bazal kortikosteron düzeyleri (0 zaman noktası) gruplar arasında farklılık göstermedi; Bununla birlikte, strese bağlı kortikosteron seviyesindeki artış, MS kadınlarda, 30 ve 60'taki stresin başlamasından sonraki minimum zaman noktalarında NH'de NH'den düşüktü (P<0.05, NH'ye karşı MS her zaman noktasında). MS + HPF'nin plazma kortikosteron seviyeleri stresin başlamasından 30 dakika sonra NH'den farklı değildi, ancak 60 dakikalık zaman noktasında NH'den daha düşüktü (P <0.05; NH'de 394.29 ± 38.35 ng / ml'ye karşılık MS + HPF'de 247.48 ± 24.57 ng / ml). Strese bağlı kortikosteron seviyelerinin 2-yollu ANOVA ile analizi, maternal ayrılmanın ana etkilerini ortaya çıkardı [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] ve saat [F(3,56) = 9.335, P<0.0001] ve gıda durumunun etkisi yok. Annenin ayrılması ile zaman arasında veya yemek durumu ile zaman arasında önemli etkileşimler bulunmadı.
OsFosB ve BDNF western blot
NAc'de BFosB ve BDNF seviyeleri western blot analizi ile incelendi (Şekil 1). (Figure6) .6). OsFosB anlamlı derecede azaldı, ancak MS kadınlarda NAc'de BDNF arttı (P <0.05) NH ile karşılaştırıldığında (Şekil (Figure6A6A ve B). MS kadınlarının NAc'sindeki ΔFosB seviyesi çerez erişimi ile normalize edildi; yani NH ile MS + HPF arasında hiçbir fark yoktur ve BDNF seviyesi daha da artmıştır (P <0.05, MS - MS + HPF). MS kadınlarının hipokampusundaki BDNF seviyeleri NH'ye göre belirgin şekilde azalmıştır (P <0.05) ve çerez erişimi ile kurtarılamadı (Şekil (Figure66C).
Tartışma
Leziz yiyecek erişimi, MS kadınlarının psiko-duygusal davranışlarını iyileştirdi
Bu çalışmada, aktivite testi sırasında ambulatuvar aktivite, rostral tımar ve dışkılama aktivitesi gibi anksiyete ve depresyonu temsil eden davranış puanları; açık kollar yükseltilmiş artı labirent testi sırasında kalır; Zorunlu yüzme testi sırasındaki hareketsizlik, MS kadınlarda ergenlik ve gençlik döneminde Oreo çerezlerine serbest erişim ile iyileştirildi. MS erkeklerde bildirildiği gibi, akut strese kortikosteron yanıtı, MS kadınlarda körelmiştir. 14. Künt kortikosteron yanıtı, MS deneyiminin bir sonucu gibi görünüyor; yani, tekrarlanan stres deneyimi, çünkü HPA ekseni, akut stres mücadelesine verilen tepkiler, kronik tekrarlanan stres deneyimlerinden sonra körelmiş gibi göründü. 40, 41. Araştırmalar, yüksek oranda yağ tercih edilen diyete maruz kalmanın, bazal HPA ekseni aktivitesini ve akut strese endokrin tepkilerini değiştirebileceğini öne sürdü. 9, stres yanıtlarını iyileştirin 17, 19 ve kaygı benzeri davranışları azaltmak 18, 20. Ayrıca, ergenlik ve gençlik döneminde Oreo çerezlerine (~ 21% yağ içeriği; orta derecede bir yağ diyeti) serbest erişim, künt HPA ekseni işlevini normalleştirdi ve erkek MS sıçanlarında anksiyete benzeri davranışları geliştirdi 14. Yani, ergen çerez erişiminin, MS deneyimi tarafından körlenmiş HPA ekseni işlevini iyileştirmesi, erken yaşamda tekrarlanan stres ve davranışsal olumsuzlukları iyileştirmesi muhtemeldir. Bununla birlikte, bu çalışmada ergenlik ve gençlik sırasındaki çerez erişimi, dişi MS sıçanlarında akut strese cevap veren HPA ekseni aktivitesini iyileştirmedi. Dişi MS sıçanlarında ergen çerezi erişiminin anksiyolitik ve / veya antidepresan etkilerinin, erkek MS sıçanlarında olmasına rağmen HPA ekseni işleviyle ilişkili olmayabileceği önerilmektedir. Erkek ve dişi sıçanlar çok sayıda nöroendokrin ve davranışsal parametrelerde farklılık gösterir ve strese karşı kırılganlık cinsiyete bağlıdır 42, 43. Önceki çalışma, bir 7 günlük orta dereceli yağ diyet protokolünün, akut bir stresin ardından erkek seçici bir abartılı kortikosteron salınımına yol açtığını bildirmiştir. 6.
Dişi sıçanlarda NAc'da lezzetli yiyecek erişimi ve nöronal fonksiyon
Bu çalışma, ΔFosB ekspresyonunun azaldığını ve dişi sıçanlarda NA deneyiminde BDNF'nin arttığını göstermiştir. Psikolojik veya metabolik stresin NAc'de ΔFosB ekspresyonunu arttırdığı bildirilmiştir. 44-46. Çalışmalar, transkripsiyon faktörü ΔFosB'nin NAc nöronlarında BDNF ekspresyonu ile ilişkili olduğunu göstermiştir 32, 47-49. Birlikte ele alındığında, NAc'de azalmış ΔFosB ve artmış BDNF ekspresyonunun, erken yaşamda muhtemelen MSc nöronal fonksiyonunu modüle eden MS stresinin uzun vadeli bir sonucu olabileceği önerilmektedir. NAc nöronal fonksiyonunun davranışsal stres paradigması ile modüle edildiği öne sürülmüştür. 24, 25 ve disfonksiyonu depresyon ve anksiyete bozuklukları ile ilişkilendirilmiştir. 22, 23, 26, 27. Gerçekten de, NAc'de artmış BDNF sinyalleri stresin indüklediği depresyon modellerinde bildirilmiştir. 50-52Stres kaynaklı depresif etkiler, striatumda ΔFosB'yi aşırı eksprese eden farelerde köreldi. 53. Dolayısıyla, dişi MS sıçanlarının depresyon ve / veya anksiyete benzeri davranışlarının NAc'de azalmış ΔFosB ve artmış BDNF ifadesi ile ilişkili olabileceği muhtemeldir.
Bu çalışmada, ergenlik döneminde çerez erişim, dişi MS sıçanlarda ΔFosB ve BDNF ifadelerini arttırmıştır. Bu sonuç, lezzetli bir diyete maruz kalmanın NAc'de ΔFosB düzeylerinde artışa yol açtığını gösteren önceki raporlarla örtüşmektedir. 31ve yüksek yağ diyetinin cFosB aşırı eksprese eden farelerin NAc'sinde BDNF seviyelerini arttırdığı 32. Önceki rapor dikkate alındığında, striatumdaki ΔFosB ekspresyonunun stresin indüklediği depresif etkilere direnç gösterdiğini ortaya koymaktadır. 53Çerez erişimine sahip olan MS kadınlarımızın NAc'larında FOSB'nin arttığı sonucuna varılmıştır; yani bazal seviyesine normalize, ergenlik çerezi erişiminin antidepresan ve / veya anksiyolitik etkinliğine katkıda bulunmuş olabilir. Bununla birlikte, Çerez erişimine sahip MS kadınlarının NAc'sinde BDNF seviyesinin artmasının, antidepresan ve anksiyolitik etkilerine neden olup olmadığı açık değildir, çünkü NAc'de artmış BDNF sinyallerinin çoğunlukla depresif modellerde bildirildiği 50-52, ancak nadiren antidepresan modellerde. Daha fazla çalışma garanti edilir.
MS ve HPF'nin hipokampal BDNF düzeyleri üzerine etkileri
Bu çalışmada kullanılan benzer bir MS protokolüne tabi tutulan hem erkek hem de dişi sıçanlarda hipokampusta azalmış BDNF düzeyi bildirilmiştir 54, 55. Aynı zamanda, dişi MS sıçanlarımızın hipokampüsünde bu çalışmada NH kontrollerine göre BDNF düzeyi düşmüştür. Hipokampal nörojenez, anksiyete ve depresyon belirtilerine neden olmuştur. 56, 57ve hipokampüsün, HPA ekseni aktivitesinin geri bildirim düzenlemesinde yer aldığı iyi bilinmektedir. MSA aktivitesinin MS kadınlarımızda köreldiğini hatırlatarak, hipokampustaki BDNF seviyelerinin düşmesinin, muhtemelen künt HPA ekseni aktivitesiyle ilişkili olarak, MS deneyimi nedeniyle, anksiyete ve / veya depresyon bozukluklarına neden olabileceği muhtemeldir. Hipokampal BDNF düzeyi ile MS kadınlarımızdaki HPA ekseni aktivitesi arasındaki ilişki, çerez erişiminin bu çalışmada ikisini de iyileştirmediği gerçeğiyle daha da desteklenmiştir. Önceki çalışma, uzun süreli yüksek yağ diyetinin (% 32 yağ) tüketiminin, bu çalışmada kullanılan benzer bir MS protokolüne tabi tutulan erkek MS sıçanlarının hipokampüsünde BDNF ekspresyonunu arttırdığını göstermiştir. 58. Ergenlik döneminde çerez erişiminin (~ 21% yağ) erkek MS sıçanlarının hipokampal BDNF seviyeleri üzerindeki etkisi halen araştırılmaktadır.
Oreo çerezinde yağ / şeker içeriğinin davranışsal etkileri
Bu çalışmada, Oreo çerezlerine ücretsiz erişim, erken yaşta stresli deneyime sahip dişi sıçanlarda psiko-duygusal sıkıntıları iyileştirmiştir. Oreo çerezleri, Tablo 9’da gösterildiği gibi sadece yağ oranı yüksek değil aynı zamanda şeker oranı yüksek olan bir çikolatalı çerezdir. Table1.1. İnsan çalışmasında, çikolata yemek, içme suyuna kıyasla olumsuz bir ruh hali düşürürken, nötr ve olumlu ruh halleri üzerinde hiçbir etki bulunmadı 59. Çikolatanın ruh halini iyileştirici etkisi, çikolatanın lezzetine dayanıyordu (sütlü çikolata ile sade çikolata), tatlı tatlı yiyecek yemenin deneysel olarak indüklenmiş bir olumsuz ruh hali durumunu iyileştirdiğini öne sürüyordu. Kronik hafif stresli depresyonlu hayvanlarda sukroz özlemesinin arttığı, özellikle depresif ruh hali olan bireylerde lezzetli sütlü çikolata özlemesinin arttığı bildirilmiştir. 60. Stres ekseninin akut strese verdiği tepkileri modüle etmenin yanı sıra serbestçe sükroz ve / veya domuz yağı seçimi 61. Ayrıca, ılımlı bir yağ diyetine kısa süreli maruz kalma (% 20 mısır yağı; Oreo çerezleriyle aynı yağ içeriği), cinsel olarak dimorfik bir şekilde nöroendokrin ve davranış değişikliklerine neden oldu. 4-6. Birlikte ele alındığında, Oreo çerezlerinin şeker ve yağ içeriğinin, MS kadınlarındaki sinirsel ve davranışsal olumsuzlukların iyileştirilmesine katkıda bulunabileceği sonucuna varılmıştır. Oreo cookie erişimi ile aynı miktarda yağ veya şeker tedariğinin, bu çalışmada gözlemlenen MS kadınlarında benzer iyileşmeler sağlayıp sağlamadığını incelemek için ileri çalışmalar garanti edilir.
Son olarak, retroperitoneal yağ deposu, MS araştırmalarında bu çalışmada çerez erişimiyle artma eğilimindedir. Stres ekseni işlevi üzerindeki modülasyon etkisine ek olarak, lezzetli yiyecek erişimi dolaşımdaki leptin ve artan yağ deposu ile insülin seviyelerini belirgin şekilde arttırdı 15, 61. Hem leptin hem de insülinin meso-limbik ödül sisteminde düzenleyici bir işlev gösterdiği ve özellikle insülinin ventral tegmental alanda dopamin taşıyıcılarının ekspresyonunu arttırdığı öne sürülmüştür. 62, 63. Yukarıda tarif edildiği gibi, mezo-limbik ödül sistemi, stres ekseni işlevi ile ilişkili olarak psiko-duygusal bozukluklara büyük ölçüde katılmaktadır. 22-27. Bu nedenle, eğer varsa, lüzo-limbik ödül sisteminde artmış leptin ve / veya artmış yağ deposu olan insülin ile geçici bir modülasyonun, lezzetli yiyecek erişimiyle ruh halinin yükseltilmesinde bir rol oynadığı önerilmektedir. Gerçekten de, uzun süreli yüksek yağlı diyet tüketimi (% 32 yağ içeriği), bu çalışmada kullanılan benzer bir MS protokolüne tabi tutulan dişi sıçanlarda belirgin bir şekilde artan yağ deposu ile belirgin leptin ve insülin seviyelerini arttırmıştır. 11. Bununla birlikte, kurabiye erişimli MS kadınlarımızda gözlemlenen davranışsal gelişmelerin (~% 21% yağ içeriğine sahip ılımlı bir yağ diyeti), kurabiye erişimiyle retroperitoneal yağ deposundaki artışın, çünkü yağ deposuyla ilişkili olup olmadığı henüz açık değildir. İstatistiki bir öneme sahip değildi ve ayrıca, bu çalışmada ne dolaşımdaki leptin ne de insülin ölçülmedi.
Sonuç olarak;HPA ekseni, NAc nöronları ve hipokampustaki işlev bozuklukları, doğumdan sonraki ilk iki hafta boyunca maternal ayrılma deneyimi ile genç dişi MS sıçanlarının psiko-duygusal sıkıntılarına neden olduğu ortaya çıktı. Ergenlik ve gençlik döneminde yüksek oranda lezzetli yiyeceklere, orta derecede yağ diyetine serbest erişim, genç kadınların MS kilolarında vücut ağırlığı artışını etkilemeden anksiyete ve depresyona benzer davranışları geliştirdiğini ve NAc nöronlarındaki fonksiyonel modülasyonun altta yatan sinir mekanizmalarında rol oynayabilir.
Teşekkürler
Yazarlar istatistiksel analiz konusunda yardımcı olduğu için Dr. SB Yoo'ya ve deneysel tekniklerle Dr. JY Lee'ye teşekkür ederler. Bu çalışma, Ulusal Araştırma Vakfı'ndan (2013R1A1A3A04-006580) ve Kore Hükümeti (ICT ve Geleceğin Planlama Bakanlığı) tarafından finanse edilen Seul Ulusal Üniversitesi'ndeki Oromaxillofacial Disfonksiyon Araştırma Merkezi (2014050477) tarafından verilen bağışlarla desteklenmiştir.
Referanslar