Frontiers Western Diet Chow споживання у щурів викликає активацію нейрональних стриатів при одночасному зменшенні

Навчання та пам’ять

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Вплив дієти на навчання, пам’ять та пізнання Переглянути всі 11 статей

Редаговано
Маргарет Морріс

Університет Нового Південного Уельсу, Австралія

Переглянуто
Філіп М. Бейкер

Тихоокеанський університет Сіетла, США

Роберт А. Боакс

Університет Сіднея, Австралія

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

diet

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • 1 Школа здоров'я та біомедичних наук, Університет RMIT, Бундура, Вікторія, Австралія
  • 2 Школа психології, Університет Нового Південного Уельсу, Кенсінгтон, штат Новий Південний Уельс, Австралія

Вступ

Швидке зростання рівня ожиріння пояснюється збільшенням доступності нездорової дієти (тобто надмірного споживання їжі та напоїв з високим вмістом жирів, цукру та солі) та фізичної неактивності (ВООЗ, 2015). Наявність надмірної ваги та ожиріння сприяє значним порушенням здоров’я з великим збільшенням ризику серцево-судинних захворювань, діабету 2 типу та раку (McGee, 2005; Adams et al., 2006). Частота легких когнітивних порушень (Elias et al., 2005; Jeong et al., 2005; Hassing et al., 2010), деменція (Whitmer et al., 2005; Anstey et al., 2011) та хвороба Альцгеймера ( Solfrizzi et al., 2004; Whitmer et al., 2005; Gustafson et al., 2012; Besser et al., 2014) також збільшуються із ожирінням.

У деяких дослідженнях було показано, що щури, які харчуються дієтами з високим вмістом жиру, мають когнітивні порушення порівняно з тими, хто харчується звичайною дієтою чау. Значний акцент було зроблено на поведінкових завданнях, залежних від гіпокампа (Molteni et al., 2002; Wu et al., 2003; Goldbart et al., 2006; Pathan et al., 2008; Stranahan et al., 2008; Xia et al. ., 2015). У водному лабіринті Морріса (MWM) ряд досліджень показав, що тваринам, що харчуються з високим вмістом жиру, потрібно більше часу, щоб дізнатися місце розташування зануреної платформи порівняно з їх аналогами (Wu et al., 2003; Molteni et al., 2002; Goldbart et al., 2006; Pathan et al., 2008; Stranahan et al., 2008; Xia et al., 2015). У цих дослідженнях використовувались різні рівні жиру в діапазоні від 21 до 58 ккал% та різну тривалість дієтичного харчування, з загальним консенсусом, що дієти з високим вмістом жиру, що вживаються тривалий час, можуть погіршити просторове навчання та пам’ять в ШВМ.

Модель ожиріння за західною дієтою (WD) є підтипом ожиріння, спричиненого HFD, що імітує так звану «західну» дієту, годуючи щурів чау-чаном із WD (містить 22% мас./Мас. Жиру, що еквівалентно 40 ккал.% Жиру) або контрольна дієта чау (що містить 6% загального жиру). WD був сформульований, щоб представити типовий HFD, який зазвичай споживається у розвинених "західних" країнах, і еквівалентний Харлан Теклад TD88137 або Дієти дослідження Western Diet D12079B, які раніше використовувались для прискорення та посилення гіперхолестеринемії та утворення атеросклеротичного нальоту (Febbraio et al., 2000; Ascencio et al., 2004; Yang et al., 2006). Раніше ми вже показали, що 12-тижневе годування ВД спричиняє значну зміну метаболічних показників, включаючи збільшення маси тіла, артеріального тиску та тригліцеридів у сироватці крові (Kosari et al., 2012).

Дофамін (DA) має добре визнану роль у пізнанні, включаючи мотивацію, винагороду, покарання та робочу пам’ять (Cools, 2008). Недавні дослідження виявили причетність ДА до ожиріння (Volkow et al., 2012, 2013). Існує постулат, що у осіб з гіпореактивним мезокортиколімбічним шляхом існує підвищений ризик розвитку ожиріння (Davis et al., 2004). У людей чутливість до винагороди була пов’язана з емоційним переїданням, перевагою їжі з високим вмістом жиру, непомірним харчуванням та пристрастю до їжі (Loxton and Dawe, 2001; Davis et al., 2004, 2007; Franken and Muris, 2005). У дослідженні гризунів опосередкований лентивірусом норіант стриатних DA D2-рецепторів призвів до появи компульсивно-подібної їжі у щурів з розширеним доступом до смачної їжі, а також зниження чутливості системи винагороди мозку, що складається з деяких дані від людей (Johnson and Kenny, 2010). Більше того, дієта з високим вмістом жиру в їдальні також знижує як базовий рівень вивільнення DA, так і DA у відповідь на їжу або амфетамін (Geiger et al., 2009).

Матеріали і методи

Тварини

Самці щурів з капюшоном Wistar (Університет Аделаїди, Австралія) утримувались в приміщенні для тварин університету RMIT, в контрольованому середовищі (20 ± 1 ° C) з 12-годинним циклом світло/темрява (світло світиться о 07:00 год) у групах по 4 особи., з їжею та водою ad libutum в домашній клітці. Тести поведінки проводили з 9:00 до 19:00 год у спеціальній кімнаті поведінки тварин. Усі експерименти проводились відповідно до Закону про запобігання жорстокому поводженню з тваринами 1986 р. Та за погодженням з Комітетом з етики тварин університету RMIT.

Дієтичні маніпуляції

Після пологів всім тваринам дозволялося акліматизуватися щонайменше на 1 тиждень до початку дієтичних маніпуляцій. Щурів випадковим чином розподіляли або на контрольну дієту (CON, стандартна дієта для гризунів AIN93G, 6% загальної жирності, включаючи 1,05% загальної кількості насичених жирних кислот; Speciality Feeds, Перт, Австралія) або WD (SF00-219, 21% загальної жирності, включаючи 1,80% загальних насичених жирів та 0,15% холестерину; Specialty Feeds, Перт, Австралія) і залишався на цій дієті протягом 12 тижнів.

Експеримент 1

Обмеження їжі

За тиждень до початку завдання DWSh щури ( = 10 на групу) були обмежені їжею відповідно до їх CON або WD. Вагу тіла контролювали двічі на тиждень, щоб переконатися, що щури не падають нижче 85% від ваги вільного вигодовування. Обмеження їжі зберігалося протягом усього періоду поведінкових тестів.

Відкладене завдання переходу до перемоги в радіальному лабіринті руки

Випробування проводили в радіальному лабіринті з восьмима руками (Lafayette Instrument, США), що складався з восьмикутної центральної платформи (діаметр 34 см) і восьми рівномірно розташованих радіальних плечей (87 см завдовжки, 10 см завширшки). На кінці кожної руки була харчова криниця (діаметром 2 см і глибиною 0,5 см). На початку кожної руки були прозорі двері Perspex, які контролювали доступ в і з центральної зони. Кожними дверима керував комп'ютеризований блок управління, що дозволяє експериментатору контролювати доступ до зброї. Виділені візуальні сигнали різних геометричних фігур були розміщені навколо лабіринту на стінах кімнати.

У перші 3 дні тестування щурів звикли до оперативної пам'яті протягом двох сеансів на день, що тривали по 10 хв. Після останнього дня звикання щурів повертали у свої домашні клітини і давали приблизно 20 гранул винагороди (45 мг, Bio-Serv, США). Після звикання щури пройшли загалом 12 тренувальних занять з 2 сеансами, що проводились на день. Це складалося з 5-хвилинної фази тренування, 5-хвилинного інтервалу між випробуваннями, коли щура повертали в домашню клітку, та 5-хвилинної фази тесту. До етапу тренування було псевдовипадковим чином обрано та заблоковано 4 руки з наступним правилом: не більше 2 сусідніх рук можна було закрити в будь-якому дослідженні. Решта зброї, яка не була заблокована, була прикормлена гранулами із винагородою. Тренувальний етап передбачав давання щуру 5 хв доступу і отримання винагород за зернові гранули з усіх принаджених рук. Після 5-хвилинного інтервалу між випробуваннями наступила фаза випробування, коли всі 8 озброєнь були відкриті, і раніше заблоковані озброєння приманювали гранулами з нагородження зерном. Потім щура помістили назад у лабіринт і зафіксували кількість входів рук.