Int J Biol Sci. 2015; 11 (10): 1150 – 1159.
Опубліковано онлайн 2015 серпня 1. doi: 10.7150 / ijbs.12044
PMCID: PMC4551751
Джин Янг Кім,1 Чон-Хо Лі,1,✉ Доюн Кім,1,2 Сунг-Мін Кім,1 JaeHyung Koo,2 та Чонг Вон Джанг1,✉
абстрактний
У цьому дослідженні досліджено вплив високоприйнятної їжі під час підліткового віку на психоемоційні та нервові порушення, викликані раннім життєвим стресовим досвідом у щурів. Самки щенят Sprague-Dawley відокремлювалися від греблі за 3 h щодня протягом перших двох тижнів народження (MS) або залишалися непорушеними (NH). Половина жінок-членів МС отримала вільний доступ до шоколадного печива ad libitum Чау з постнатального дня 28. Щенята піддавалися поведінковим тестам під час молодого дорослого віку. Проаналізовано відповідь кортикостерону плазми на гострий стрес, рівні ΔFosB та нейротрофічного фактора (BDNF) у мозковому відділі. Загальний калорійний прийом і збільшення маси тіла протягом усього експериментального періоду не відрізнялися між експериментальними групами. Доступ до печива під час підліткового віку та молоді поліпшив поведінку, подібну до тривоги / депресії, за допомогою досвіду MS. Експресія ΔFosB зменшувалася, але BDNF збільшувався в ядрі accumbens MS-жінок, і експресія ΔFosB нормалізувалася, і BDNF додатково збільшувався після доступу до cookie. Реакція кортикостерону на гострий стрес була затупленою досвідом MS і доступ до печива не поліпшив її. Результати показують, що доступ до печива в підлітковому віці покращує психо-емоційні порушення у жінок-самців, і ΔFosB та / або експресія BDNF у nucleus accumbens можуть відігравати певну роль у його нейронних механізмах.
Вступ
Існує зростаючий обсяг свідчень про те, що ідентичні дієтичні маніпуляції можуть мати різні відповіді між статями. На молекулярному рівні було продемонстровано, що існують сексуально-диморфні відповіді транскриптома гіпокампа між самцями і самками щурів, які піддаються одній дієті 1. На метаболічному / нейроендокринному рівні у щурів-жінок спостерігаються різні відповіді на гіпоталамусні нейропептиди на тривалу дієту з високим вмістом жирів. 2 і більш високу здатність, ніж самці, щоб компенсувати високий приплив ліпідів 3. Короткотермінові дорослі самки з високим вмістом жирів мають знижений рівень мРНК глюкокортикоидного рецептора в гіпокампі, а їх вісь гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової (ГПА) по-різному відповідає чоловікам до подальшого стресу 4, 5. На поведінковому рівні короткочасна експозиція дорослих щурів до жирової дієти знижує тривожність і збільшує розвідку у чоловіків, а у жінок має протилежний ефект 6. Статеве дозрівання є важливим періодом розвитку, що характеризується підвищеною пластичністю ендокринної системи та змінами в стресовій реакції 7. Дослідження показали, що післявільна дієта з високим вмістом жирів може змінювати активність осі базальної ГПК та ендокринні відповіді на гострий стрес, впливаючи як на стрес, так і на метаболічні медіатори статевим шляхом. 8, 9. Раніше ми виявили, що тривале споживання смачної їжі в підлітковому віці збільшує тривожну та депресивну поведінку у самців щурів, але не у жіночих щурів.s 10. Тривале споживання їжі з високим вмістом жиру (вміст жиру 32%) покращило поведінкові негаразди як у самців, так і у жінок, які піддавалися подібному протоколу розлучення матері (MS), використовуваному в цьому дослідженні, з більшим сприятливим ефектом у чоловіків 11. Поведінкові та нейроендокринні негаразди, що спостерігаються у наших щурів MS 12 виявилося, що вони відрізняються від тих у самців щурів MS 13, 14.
У нашому попередньому дослідженні тривалий доступ до смачної їжі, помірної жирної дієти (~ 21% жиру) 6, 15, в підлітковому та молодіжному віці покращили деякі симптоми, пов'язані з тривожністю, і дисфункцію осі ГПА у самців щурів 14. Дослідження показали, що модуляція функції осі стресу втягується в позитивну емоційну поведінку завдяки дуже приємній дієті. Це; Для зниження чутливості до стресу було запропоновано піддаватись дієті з високим вмістом жирів 16; Особи, які пропонували їжу з дуже смачною їжею, мали більш приємні емоції, такі як задоволення, задоволення і бажання 17 і споживання смачної їжі знижувало симпатичні реакції після психологічних і імунологічних стресів 18, рівні гормонів стресу після стримування 19 і тривожної поведінки під час підвищеного тесту лабіринту у щурів 20. Однак у цьому дослідженні помірне жирне харчування (~ 21% жир) підліткового віку та молоді не покращило дисфункцію осі HPA у жінок-самців, хоча вона покращила не тільки тривожну, але й депресивну поведінку.
Для того, щоб дослідити нейронні механізми, що лежать в основі психоемоційного ефекту дуже приємного доступу до дієти в наших самок MS, ми досліджували нейротрофічний фактор мозку (BDNF) і ΔFosB в ядрі accumbens (NAc). NAc, базальна структура переднього мозку, що представляє мезолімбічний допамінергічний шлях, відіграє роль у винагороді, мотивації та підкріпленні 21. Розвиток анедонії, основний симптом великого депресивного розладу, пояснюється дисфункцією шляху винагороди, в якій NAc відіграє ключову роль 22, 23. NEc нейрони активуються, реагуючи на поведінкову парадигму напруги 24, 25і були причетні до тривожних розладів 26, 27. Мезолімбічна допамінергічна активність і стрес-індукована активація нейронів NAc були притуплені у наших щурів MS, які виявляли тривожну поведінку, подібну до депресії. 13, 28. Передбачалося, що BDNF бере участь у гедонічному годуванні за допомогою модуляції мезолімбічної системи дофаміну 29, 30і вплив на смачну дієту збільшили рівні BDNF і ΔFosB і зв'язування D1 рецептора дофаміну в NAc 16, 31, 32.
Матеріали та методи
Звірята
Закуповували щурів Sprague-Dawley (Samtako Bio, Osan, Корея) і піклувалися в зоні бар'єру без специфічного патогену з постійним контролем температури (22 ± 1 ℃), вологості (55%) і 12 / 12 hr цикл світла / темряви (підсвічування в 07: 00 AM). Стандартні лабораторні продукти (Purina Rodent Chow, Purina Co., Сеул, Корея) і мембранно фільтровану очищену воду були доступні ad libitum. Тварин доглядали згідно з Керівництвом для експериментів на тваринах 2000, під редакцією Корейської академії медичних наук, що відповідає Керівництву NIH для догляду та використання лабораторних тварин, переглянутого 1996. Всі експерименти на тваринах були схвалені Комітетом з догляду та використання лабораторних тварин у Сеульському національному університеті.
Експериментальний протокол
Для вирощування в лабораторії тваринного закладу використовували нерослих самок і перевірених самців-селекціонерів. в утробі матері життя. Дванадцять годин після підтвердження доставки [постнатальний день (ПНД) 1], щенят маніпулювали, як описано раніше 13, 14, 33 - 35. Кожен підстилка призначався або для групи, що відокремлюється від матері (МС), або для групи, що не обробляється (NH). Цуценята MS були вилучені зі своєї дамби та домашньої клітки та поміщені тісно разом у нову клітку, застелену дерев’яними стружками (стружка осики, Animal JS Bedding, Чхоньян, Корея) протягом 9:00 год - 12:00 год., А потім повернуті додому клітка та дамба. Ніякого додаткового лікування, щоб зберегти цуценят у теплі протягом періоду розлучення, не пропонувалося. MS проводили щодня з 1 по 14 PND, а потім цуценят залишали не порушеними до дамби до відлучення від PND 22. Група NH залишалася безперешкодною до відлучення, за винятком планового очищення клітки, яке проводилося двічі на тиждень. У день відлучення 2 NH та 4 MS самки були випадковим чином відібрані з кожного посліду NH або MS відповідно і розміщені 2 NH або 2 MS цуценят разом у кожній клітці. Дві самки МС, які утримувались разом, отримали безкоштовний доступ до дуже смачної їжі (HPF) (печиво Oreo, Kraft Foods Global, Inc., Іст-Ганновер, Нью-Джерсі, США), крім ad libitum Чау з ПНД 28 (група MS + HPF), а решта щурів MS 2 у кожному посліді (групі МС) і NH щенята (група NH) отримували стандартну чау-чау. Формули поживного складу стандартного чау та Oreo cookie наведено в табл Таблиця1.1. Щоденне споживання їжі та збільшення маси тіла були записані з PND 29. Для оцінки прийому їжі 24 h було надано попередньо виміряну кількість чау та печива, і на наступний день залишили кількість чау та печива зважували і віднімали від величини, наданої в попередній день. Особливу увагу було приділено включенню розливу. Споживання калорій обчислювалося відповідно до формул композиції поживної їжі і печива. Загальна кількість їжі, яку споживали цуценята в кожній клітці, ділилися на кількість цуценят у кожній клітці, і кожне розрахункове значення вважалося n = 1. Вода була вільно доступна для всіх експериментальних груп, а умови харчування продовжувалися протягом усього експериментального періоду. Схематична схема експериментального протоколу наведена на рисунку Малюнок11.
Амбулаторна діяльність
Самці NH, MS і MS + HPF (n = 8 з 4 різних розмірів у кожній групі; загальні щури 24 з різних розмірів 8) піддавалися амбулаторному тесту на PND 54. На кожному випробуванні щур поміщали в центр камери активності (довжина 43.2 см, ширина 42.2 см, висота 30.5 см, MED Associates, VT, США), прозору акрилову камеру, обладнану двома горизонтальними площинами Інфрачервоні фотоелементно-детекторні пари 16 поміщені в x, y розмірність, розташована на відстані 2.5 cm, а її амбулаторна активність контролювалася комп'ютеризованою системою для 30 min. Світловий стан приміщення для випробувань підтримувався з однаковою інтенсивністю з приміщеннями для тварин під денним світлом. Амбулаторну активність вимірювали як загальний підрахунок переривань променя в горизонтальному датчику під час кожного послідовного сеансу 5 min. Оцінювали також активність дефекації, масу фекальних болі під час амбіційного тесту кожної щури. Досліджувалася активність догляду; тобто, передня лапа і догляд за головою вважалися ростральним доглядом, а тіло, ноги і хвостик / генітальний догляд як каудальний догляд 36. Камера активності була очищена етанолом 70% після кожного використання для усунення будь-яких нюхових сигналів раніше випробуваної щури.
Підвищений лабіринт плюс
Через два дні після амбулаторного тесту на активність (PND 56) щурів піддавали поведінковій оцінці в підвищеному лабіринті плюс акриловий лабіринт з двома протилежними відкритими руками (50 см в довжину і 10 в ширину) і два навпроти закритих лабіринту. рукоятки (50 см в довжину, 10 см в ширину і 31 см у висоту), що виходять з центральної платформи (10 см x 10 см). Весь апарат був піднятий 50 см над підлогою. Процедуру випробування дотримували, як описано раніше 37. Кожен щур поміщали в центр лабіринту, зверненого до однієї з розкритих рук, а потім дозволяли досліджувати відкриті або закриті руки лабіринту за 5 хв. Зафіксовано час, проведений у різних озброєннях. Чотири лапи повинні були знаходитися всередині вхідної лінії до кожної руки, що сигналізувало про початок часу, проведеного в конкретній руці, і тоді час закінчення записувався, коли всі чотири лапи були знову поза лінією. Лабіринт очищали етанолом 70% після кожного випробування, щоб запобігти впливу раніше випробуваної щури.
Випробування примусового плавання
Через три дні після підвищеного тесту лабіринту (PND 59) щурів піддавали випробуванню примусового плавання, згідно з описаним раніше способом. 38. Кожному щуру дозволялося плавати у скляному циліндрі (54 см у висоту і 24 см у діаметрі), наповненому водою на глибині 40 см (23-25 ℃), протягом 5 хв, а сеанси тестів записували відеокамерою з сторона циліндра. Тривалість нерухомості щурів у воді визначали на відеокасетах за допомогою секундоміра. Нерухомість визначалася як стан, при якому щури оцінювали лише ті рухи, які необхідні для утримання голови над поверхнею води.
Щурів поміщали в приміщення для випробувань принаймні 2 год до кожного тесту для мінімізації небажаних ефектів стресу, і всі поведінкові оцінки виконували між 9: 00 AM і 12: 00 ПМ дня, щоб уникнути впливу циркадних відхилень. Поведінкове оцінювання проводилося за допомогою сліпого спостерігача щодо лікування щурів.
Аналіз плазми кортикостерону
Через тиждень після закінчення поведінкових сеансів щурів поміщали в обмежувальну коробку на 2 години, в якій щури могли рухати чотирма кінцівками, але не змінювати орієнтацію тіла. Кров хвоста відбирали через 0, 30, 60 та 120 хв. Протягом періоду стримування та центрифугували при 2,000 об / хв протягом 20 хв. Зразки плазми заморожували у рідкому азоті та зберігали при - 80 ° C до використання для аналізу. Рівні кортикостерону в плазмі крові визначали методом радіоімунологічного аналізу 125I-мічений комплект Coat-A-Count (Siemens, CA, США). Чутливість аналізу була 5.7ng / мл. Коефіцієнт варіації внутрішнього аналізу був 4-12.2%.
Вестерн-блот-аналіз
Щури, які не піддавались поведінковим тестам (n = 6 з 3 різних послідів у кожній групі; всього 18 цуценят з 6 різних послідів), були принесені в жертву на PND 62 для вестерн-блот-аналізу рівнів ΔFosB та BDNF в областях мозку. Ретроперитонеальні жирові прокладки збирали під час жертвоприношення, а мозок видаляли відразу після обезголовлення. Зразки тканин nucleus accumbens (NAc) та гіпокампу швидко розсікали на льоду, заморожували у рідкому азоті та зберігали при - 80 ° C до використання. Розсічення тканин NAc проводили за допомогою тонкого леза згідно з методом, який використовувався в наших попередніх дослідженнях 28, 39; однак можливе включення сусіднього вентро-медіального смугастого тіла не можна уникнути. Ткани гомогенизировали в одному буфері для лізису детергенту (50 mM Tris, рН 8.0; 150 mM NaCl; 1% Triton X-100; коктейль 0.5% інгібітора фосфатази) і потім центрифугували на 13,000 g протягом 20 хв при 4oC. Супернатанти, перенесені в нові пробірки, вимірювали вміст білка за допомогою набору для аналізу білка (Biorad DC, Biorad, Inc., Геркулес, Каліфорнія), розподіленого за концентрацією 80 мкг / 20 мкл у буфері для лізису, і зберігали при - 80 ° C, інакше застосовується в той же день. Зразки змішували з завантажувальним буфером (100 мМ Трис, рН 6.8; 200 мМ дитиотрейтолу; 4% SDS; 20% гліцерину; 0.2% бромофенолового синього) при розведенні 1: 1, кип'ятіли протягом 5 хв, швидко охолоджували на льоду, а потім електрофоразують на 12% SDS-поліакриламідних трис-гліцинових гелях. Білки, перенесені на мембрани нітроцелюлози (Hybond-C, Amersham, Bucks, Великобританія), обробляли 5% знежиреним сухим молоком у 1X буферному сольовому розчині Твін (10 мМ C)4H11НЕМАЄ3; 0.145 M NaCl; 0.2% SDS; 0.1% Tween 20) протягом ночі в 40C. Мембрани реагували з поліклональним кроликом проти ∆FosB (розведення 1: 1000; Санта Круз Біотехнологія, Даллас, Техас, США) або проти BDNF (розведення 1: 500; Millipore, Temecula, CA, USA) і зв’язані антитіла виявляли за допомогою хемілюмінесценції відповідно до інструкцій виробника (Lumi-light вестерн-блот-субстрат; Рош, Індіанаполіс, США, США) та кількісно визначали за допомогою цифрової системи аналізу зображень (LAS-1000, Fuji film, Токіо, Японія). Оцифровані значення кожного зразка нормалізували на контроль завантаження β-актину, а потім усі значення перетворювали у відносні значення до усередненого значення групи NH.
Статистичний аналіз
Дані аналізували одно- або двостороннім [дані кортикостерону; дисперсійне (обробку або харчування, рівень 2 кожен) X раз (рівні 4)] дисперсійний аналіз (ANOVA), а заплановані порівняння між групами виконували Постфактум Тест PLSD Фішера за необхідності за допомогою програмного забезпечення StatView (Abacus, Берклі, Каліфорнія, США). Дані про масу тіла та споживання їжі додатково аналізували шляхом повторних вимірювань ANOVA з подальшою корекцією Бонферроні на P коригування вартості. Рівень значимості був встановлений на P <0.05, і всі значення були представлені як середні значення ± SEM
результати
Споживання їжі та збільшення маси тіла
Самки MS виявилися світлішими, ніж вік, відповідний віком NH, до тих пір, поки PND 39 і різниця ваги не спостерігалася після цього (ілюстрація (Figure2A) .2А). Статистично значущі відмінності (P<0.05) між жінками NH і MS спостерігали під час 32 - 39 PND, за винятком PND 36 та 37. Доступний їжі смак зменшив різницю ваги за досвідом MS, а статистична значимість між NH та MS + HPF зникла після PND 36. Повторне заходи ANOVA показали, що збільшення маси тіла з часом різниться між МС та МС + HPF [F(1,780) = 2.146; P= 0.0008], але не між NH і MS. Щоденний прийом чау-чау у жінок-самців не відрізнявся від віку, відповідного для самок (див. Рис (Малюнок2B) .2Б). Доступ до печива пригнічував щоденне споживання чау-маток самок РС, але щоденне споживання калорій, як правило, збільшувалось за рахунок доступу до печива без статистичних значень. Аналіз споживання калорій при повторних вимірах ANOVA не виявив жодних наслідків розлуки матері та стану їжі. Загальне споживання калорій протягом усього експериментального періоду (PND 28 - 62) не відрізнялося серед експериментальних груп (рис (Figure2C) .2В). Приблизно 40% від загальної калорійності, споживаної жінками MS + HPF, походить з печива (3259.921 ± 211.657 ккал з чау, 2184.641 ± 186.077 ккал від печива). Ретроперитонеальна подушечка жиру МС самки на ПНД 62 не відрізнялася від вікових узгоджених самок і, як правило, збільшувалася з доступом до печива без статистичної значущості (P= 0.0833, MS vs MS + HPF) (Фіг (Малюнок22D).
Поведінкові оцінки
Амбулаторну активність жінок NH, MS та MS + HPF вимірювали в комп'ютеризованій камері активності на PND 54. Амбулаторна кількість жінок MS протягом першого (0 - 15 хв) та наступного сеансу (15 - 30 хв) значно зменшувалась у порівнянні з жінками NH; однак значне зменшення (P<0.05) щодо NH спостерігався лише під час наступного сеансу в групі MS + HPF (рис (Figure3A) .3А). Загальна відстань, пройдена протягом першого сеансу 15 min, була значно знижена в MS (P<0.05), але не в MS + HPF, порівняно з NH (рис (Малюнок3B) .3B). Поведінка догляду та активність дефекації оцінювали під час тесту амбулаторної активності (мал (Малюнок3C3C & D). Досвід РС значно збільшив ростральний догляд (P<0.05, NH проти MS), тоді як доступ до файлів cookie зменшив (P<0.05, MS проти MS + HPF) (рис (Figure3C) .3В). Дефекаційна активність самок MS, як правило, збільшувалася відносно NH без статистичної значущості, і доступ до печива значно зменшував її (P<0.05, MS проти MS + HPF) (рис (Малюнок33D).
З метою подальшої оцінки поведінки, подібної до тривожності, щурів піддавали підвищеному тесту на лабіринт 2 днів після тесту амбулаторної активності (PND 56). Час, проведений у відкритих руках, значно знижувався у жінок самок (P <0.05), але не в MS + HPF, порівняно з NH (рис (Figure4A) .4А). Відсоток відкритого відкриття рук не відрізнявся між експериментальними групами (рис (Малюнок4B) .4B). Для оцінки депресивно-подібної поведінки щурів піддавали випробуванню з примусовим плаванням 3 днів після підвищення лабіринтового тесту (PND 59). Тривалість немобільності протягом 5 хв примусового тестування на плавання значно збільшилася у жінок-жінок (P <0.05) порівняно з NH, а показник нерухомості жінок MS + HPF не відрізнявся від NH (рис. (Малюнок44С).
Рівні кортикостерону в плазмі
Через тиждень після тестування на плавання щури отримували напругу стримування, а хвостову кров збирали в точках 0, 30, 60 і 120 min протягом сеансу 2 h обмеження і використовували для аналізу плазми кортикостерону (ілюстрація (Figure5) .5). Базові рівні кортикостерону (час 0) не відрізнялися між групами; проте стрес-індуковане підвищення рівня кортикостерону було меншим у жінок-MS, ніж у NH в 30 та 60 min моменти часу після початку стресу (P<0.05, NH проти MS у кожен момент часу). Рівень кортикостерону в плазмі крові MS + HPF не відрізнявся від NH через 30 хв після початку стресу, але був нижчим за NH протягом 60 хв (P <0.05; 394.29 ± 38.35 нг / мл в NH проти 247.48 ± 24.57 нг / мл у MS + HPF). Аналіз рівня стресу-індукованого кортикостерону за допомогою двосторонньої ANOVA виявив основні ефекти материнської розлуки [F(1,56) = 8.814, P= 0.0045] і час [F(3,56) = 9.335, P<0.0001], і відсутність впливу на стан їжі. Значних взаємодій між материнською розлукою та часом або між станом їжі та часом не виявлено.
ΔFosB і BDNF вестерн-блоти
Рівні ΔFosB і BDNF в NAc були досліджені за допомогою вестерн-блот-аналізу (рис (Figure6) .6). ΔFosB значно знижувався, але BDNF збільшувався в NAc MS жінок (P <0.05) порівняно з NH (рис (Figure6A6A & B). Рівень ΔFosB у NAc жінок із РС нормалізувався за допомогою доступу до файлів cookie; тобто ніякої різниці між NH та MS + HPF, а рівень BDNF був додатково збільшений (P <0.05, MS проти MS + HPF). Рівні BDNF в гіпокампі жінок з РС помітно знижувались відносно NH (P <0.05), і він не був відновлений за допомогою доступу до файлів cookie (рис (Малюнок66С).
Обговорення
Чудовий доступ до їжі поліпшив психоемоційну поведінку жінок-жінок
У цьому дослідженні показники поведінки, що представляють занепокоєння і депресію, такі як амбулаторна активність, ростральна догляд і активність дефекації під час тесту на активність; утримання відкритих рук під час випробування піднятими лабіринтами; нерухомість під час вимушеного плавання тесту, були поліпшені в MS жінок з вільним доступом до печива Oreo в підлітковому віці і молоді. Реакція кортикостерону на гострий стрес була затуплена у самок MS, як повідомлялося у чоловіків-MS 14. Затуплена відповідь кортикостерону здається наслідком досвіду MS; тобто досвід повторного стресу, оскільки відповіді на вісь ГПА на гострий виклик стресу виявилися затупленими після переживань хронічного повторного стресу 40, 41. Дослідження показали, що вплив на високоефективну дієту з високим вмістом жиру може змінювати активність осі базальної ГПК і ендокринні відповіді на гострий стрес 9поліпшити реакції на стреси 17, 19 зменшення тривожної поведінки 18, 20. Крім того, вільний доступ до печива Oreo (~ 21% жирності; помірне жирне харчування) підліткового віку та молоді нормалізували затуплену функцію осі HPA і поліпшили поведінку, подібну до тривожності у чоловіків, щурів MS 14. Тобто, цілком імовірно, що доступ до печива підлітків може поліпшити функцію затупленої осі ГПА за допомогою досвіду МС, повторного стресу в ранньому віці і поліпшити поведінкові негаразди. Однак у цьому дослідженні доступ до печива в підлітковому віці та молоді не поліпшив активності осі ГПА, що відповідає гострому стресу у щурів-жінок. Передбачається, що анксіолітична та / або антидепресантна ефективність доступу до печива підлітків у щурів жіночої MS не може бути пов'язана з функцією осі HPA, хоча вона була у самців щурів MS. Чоловічі і жіночі щури відрізняються численними нейроендокринними і поведінковими параметрами, а вразливість до стресу - гендерна залежність 42, 43. Попередні дослідження повідомляли, що протокол 7-денного дня з помірним вмістом жирів призводить до селективного чоловічого вивільнення кортикостерону після гострого стресу. 6.
Приємний доступ до їжі і функція нейронів у NAc жіночих щурів
Дане дослідження показало, що експресія ΔFosB зменшується, а BDNF збільшується в NAc жіночих щурів за допомогою MS. Повідомлялося, що або психологічний, або метаболічний стрес збільшує експресію ΔFosB в NAc 44-46. Дослідження показали, що фактор транскрипції ΔFosB пов'язаний з експресією BDNF у нейронах NAc 32, 47-49. Взяті разом, передбачається, що зниження ΔFosB і підвищена експресія BDNF в NAc можуть бути довгостроковими наслідками стресу МС у ранньому віці, можливо, модулюючи нейронну функцію NAc. Функцію нейронів NAc було запропоновано модулювати за допомогою поведінкової парадигми стресу 24, 25 і його дисфункція була причетна до депресії і тривожних розладів 22, 23, 26, 27. Дійсно, підвищена BDNF сигналізація в NAc була повідомлена в стрес-індукованих моделях депресії 50-52і депресивні ефекти, спричинені стресом, були затуплені у мишей, які надмірно експресують ΔFosB в стриатуме 53. Таким чином, ймовірно, що депресивна та / або тривожна поведінка щурів MS у жінок може бути пов'язана зі зменшенням ΔFosB і підвищеною експресією BDNF у NAc.
У цьому дослідженні доступ до печива під час підліткового періоду збільшував вираження ΔFosB і BDNF у щурів MS. Цей результат узгоджується з попередніми повідомленнями, які показують, що вплив смачної дієти призводить до підвищення рівня ΔFosB в NAc 31і що дієта з високим вмістом жирів збільшила рівні BDNF у NAc ΔFosB надмірно експресують мишей 32. Враховуючи попередній звіт, який показує, що підвищена експресія ΔFosB в стриатумі надає стійкість до депресивних ефектів, викликаних стресом 53, робиться висновок, що збільшення ΔFosB в NAc нашої MS жінок з доступом до cookie; тобто нормалізувалися до його базального рівня, можливо, сприяли антидепресантної та / або анксіолітичної ефективності доступу до печива підлітків. Проте, не зрозуміло, чи підвищений рівень BDNF у NAc жінок-жінок з доступом до печива пов'язаний з його антидепресантними та анксиолитическими ефектами, оскільки підвищена сигналізація BDNF в NAc була повідомлена в основному в депресивних моделях. 50-52, але рідко в моделях антидепресантів. Подальші дослідження є обґрунтованими.
Вплив МС і ФВЧ на рівні гіпокампу BDNF
Зниження рівня BDNF у гіпокампі було зареєстровано як у щурів-самців, так і у самок щурів, які піддавалися аналогічному протоколу МС, що використовується в цьому дослідженні. 54, 55. Одночасно рівень BDNF знижувався в гіпокампі наших щурів MS, що відносяться до контролю NH в даному дослідженні. Гіпокампальний нейрогенез був причетний до симптомів тривоги і депресії 56, 57і, як відомо, гіпокамп бере участь у регуляції зворотного зв'язку активності осі HPA. Нагадуючи, що активність HPA була затупленою у наших самок MS, цілком імовірно, що зниження рівня BDNF у гіпокампі може бути причетно до порушень тривоги та / або депресії за допомогою MS, можливо, у зв'язку з затупленою активністю осі HPA. Взаємозв'язок між рівнем BDNF гіпокампу та активністю осі HPA у наших жінок-дівчат додатково підтверджувався тим фактом, що доступ до печива в даному дослідженні не покращив їх обох. Попереднє дослідження показало, що тривале споживання жирів з високим вмістом жирів (32% жирів) підвищує експресію BDNF у гіпокампі чоловічих щурів MS, які піддаються аналогічному протоколу МС, який використовувався в цьому дослідженні. 58. В даний час досліджується вплив доступу до печива під час підліткового віку (~ 21% жиру) на рівні гіпокампу BDNF у самців щурів MS.
Поведінкові ефекти вмісту жиру / цукру в печиво Oreo
У цьому дослідженні вільний доступ до печива «Орео» поліпшив психоемоційні негаразди у щурів-самців з раннім життєвим стресовим досвідом. Печиво Oreo - це шоколадне печиво, не тільки з високим вмістом жиру, але і з високим вмістом цукру, як показано в табл Таблиця1.1. У людському дослідженні вживання шоколаду знижувало негативний настрій у порівнянні з питною водою, тоді як ніяких ефектів не було виявлено на нейтральних і позитивних настроях 59. А ефект покращення настрою шоколаду залежав від смаку шоколаду (молочного шоколаду проти звичайного шоколаду), що свідчить про те, що вживання солодкої смачної їжі покращує експериментально викликаний негативний стан настрою. Повідомлялося, що потяг сахарози збільшується у депресивних тварин з хронічною легкою напругою, причому апетитний смак молочного шоколаду підвищується спеціально у осіб з депресивним настроєм 60. Вільний вибір сахарози та / або сала на додаток до чау-чау модулював відповіді на вісь стресу на гострий стрес 61. Крім того, короткочасне опромінення помірною жировою дієтою (20% кукурудзяна олія; подібний вміст жиру з печивом Oreo) викликало нейроендокринні та поведінкові зміни в сексуальному диморфному способі 4-6. У сукупності зроблено висновок, що вміст цукру і жиру печива «Орео» може сприяти поліпшенню нейронних та поведінкових негараздів у жінок-жінок. Необхідно провести подальші дослідження для вивчення того, чи таке ж кількість жиру або цукру, як доступ до печива Oreo, призведе до подібних поліпшень у жінок, які спостерігаються в цьому дослідженні.
Нарешті, ретроперитонеальний депо жиру, як правило, збільшувався в MS жінок за допомогою доступу до печива в цьому дослідженні. На додаток до ефекту модуляції на функцію осі стресу, приємний доступ до їжі помітно збільшив рівень циркулюючого лептину та інсуліну з підвищеним депотом жиру. 15, 61. Запропоновано, що як лептин, так і інсулін мають регуляторну функцію в мезо-лімбічної системі винагороди, і особливо підвищена експресія інсуліну транспортерів допаміну в вентральній області 62, 63. Як описано вище, мезо-лімбічна система винагороди дуже втягується в психоемоційні розлади у зв'язку з функцією осі стресу 22-27. Таким чином, передбачувана модуляція, якщо така є, в мезо-лімбічної системі винагороди за рахунок збільшення лептину та / або інсуліну з підвищеним депотом жиру, відіграє роль у підвищенні настрою за допомогою смачного доступу до їжі. Дійсно, тривале споживання жирів з високим вмістом жирів (вміст жиру 32%) зменшило тривожну поведінку і підвищило рівень лептину і інсуліну в плазмі з помітно збільшеним депо жирів у жіночих щурів, які піддавалися аналогічному протоколу МС, що використовується в цьому дослідженні. 11. Проте, поки не ясно, чи є поліпшення поведінки, яке спостерігається у наших жінок з доступом до печива (помірної жирової дієти з вмістом жиру ~ 21% жиру), пов'язане з збільшенням жирового депо, тому що збільшення ретроперитонеального жирового депо через доступ до печива не досягали статистичної значущості, і далі в поточному дослідженні не вимірювали ні циркулюючий лептин, ні інсулін.
На закінченняДисфункції осі HPA, нейронів NAc і гіпокампу виявилися залученими до психоемоційних негараздів у молодих щурів MS, які мали досвід матерної розлуки протягом перших двох тижнів народження. Вільний доступ до дуже смачної їжі, помірної жирової дієти, підліткового віку та молоді поліпшив поведінку, подібну до тривоги та депресії у жінок-MS, не впливаючи на збільшення маси тіла, і функціональна модуляція нейронів NAc може відігравати певну роль у її нейронних механізмах.
Подяки
Автори висловлюють подяку д-ру SB Yoo за допомогу у статистичному аналізі та доктор JY Lee з експериментальними методами. Це дослідження було підтримано грантами Національного дослідницького фонду (2013R1A1A3A04-006580) та дослідницьким центром для літніх людей з оромаксиллофациальною дисфункцією у Сеульському національному університеті (2014050477), що фінансується урядом Кореї (Міністерство науки, ІКТ та майбутнє планування).
посилання