Просторове пізнання у дорослих та літніх мишей, підданих дієті з високим вмістом жиру

Партнерський відділ психіатрії, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Сан-Дієго, Ла-Холла, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Відділення педіатрії Медичного факультету Каліфорнійського університету Сан-Дієго, Ла-Холла, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ радіології, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Сан-Дієго, Ла-Холла, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ сімейної медицини та громадського здоров'я та внутрішньої медицини Медичного факультету Каліфорнійського університету Сан-Дієго, Ла-Холла, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Відділення психіатрії, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Сан-Дієго, Ла-Холла, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки, Інститут досліджень старіння Сем і Роуз Стейн, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Сан-Дієго, Ла-Холла, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки

Джеймс П. Кесбі,
Джейн Дж. Кім,
Міріам Скаденг,
Джина Вудс,
Дебора М. Кадо,
Джеррольд М. Олефський,
Діліп В. Джест,
Крістіан Л. Ахім,
Світлана Семенова

Цифри

Анотація

Цитування: Kesby JP, Kim JJ, Scadeng M, Woods G, Kado DM, Olefsky JM, et al. (2015) Просторове пізнання у дорослих та літніх мишей, які піддаються дієті з високим вмістом жиру. PLoS ONE 10 (10): e0140034. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0140034

Редактор: Брентон Г. Купер, Техаський християнський університет, США

Отримано: 7 липня 2015 р .; Прийнято: 21 вересня 2015 р .; Опубліковано: 8 жовтня 2015 р

Наявність даних: Усі відповідні дані містяться в роботі.

Фінансування: Ця робота була підтримана грантами NIMH (R01 MH094151 і T32 MH019934 для DVJ), Інститутом досліджень старіння Сем і Роуз Штейн (усі автори), грантом Translational Metamfetamine AIDS Research Center NIDA (TMARC P50 DA26306 для SS та CLA), Гранти NIH (DK075479 та DK97412 для JJK; DK063491, DK074868 та DK054441 для JMO), а також міждисциплінарною дослідницькою стипендією з NeuroAIDS (IRFN, R25MH081482 до JPK). Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису. JPK, JJK, MS, GW, DMK, JMO, DVJ, CLA та SS не мають про що розголошувати.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Поширеним, але не неминучим наслідком старіння є поступове зниження когнітивних можливостей. Вікові когнітивні дефіцити залежать від конкретних когнітивних областей, причому деякі зменшуються, а інші залишаються стабільними [1]. Враховуючи, що не у всіх літніх людей спостерігається когнітивний дефіцит, визначення факторів, які можуть найкращим чином сприяти підтримці когнітивних здібностей з віком, представляє інтерес і вважається одним з найважливіших аспектів успішного старіння [2,3]. Просторове пізнання особливо чутливе до вікового занепаду когнітивних функцій [4] з віковими дефіцитами, про які повідомляється в просторовому навчанні та пам’яті, та зворотного навчання [5,6].

Вплив стресових факторів навколишнього середовища може бути рушійним фактором диференціальної сприйнятливості до вікового зниження когнітивних здібностей [7]. Крім того, ескалація поширеності ожиріння може посилити віковий спад когнітивних функцій. Систематичний огляд лонгітюдних популяційних досліджень свідчить про те, що ожиріння середнього віку асоціюється з нижчим когнітивним функціонуванням у подальшому житті [7]. Однак зв'язок між ожирінням у пізньому віці та когнітивними здібностями залишається невизначеною [8]. Подібним чином дослідження з використанням моделей гризунів вказують на те, що вік тварин під впливом дієти з високим вмістом жиру (HFD) є важливим для розвитку когнітивних порушень. Наприклад, неповнолітні миші [9,10] та миші у віці [11,12] виявляються більш сприйнятливими до HFD-індукованих порушень у навчанні та пам’яті порівняно з дорослими мишами.

Системні ефекти впливу HFD, такі як збільшення маси жиру, резистентність до інсуліну та загальна метаболічна дисфункція, були визначені як фактори, які можуть призвести до порушення когнітивної функції [13]. Наприклад, більший рівень вісцерального жиру був пов’язаний з порушеннями виконавчої діяльності підлітків [14]. Крім того, особи з вищим рівнем інсуліну натще мають більший ризик розвитку хвороби Альцгеймера [15]. Дослідження на тваринах показують, що порушення когнітивної функції після впливу HFD пов’язані з посиленням запалення мозку [16] та окислювальним стресом [11], що може бути непрямими наслідками системної метаболічної дисфункції. Важливо, що старіння мозку вважається особливо чутливим до цих аспектів впливу ВЧЧ [11,13].

Метою цього дослідження було охарактеризувати вікові порушення просторового пізнання та вплив впливу екологічного стресору, HFD. Ми припустили, що просторова когнітивна функція буде порушена у вікових мишей порівняно з молодими дорослими мишами. Крім того, вплив HFD може спричинити системну метаболічну дисфункцію та погіршити або прискорити просторові когнітивні порушення у вікових та дорослих мишей відповідно. Для визначення системних ефектів впливу HFD ми досліджували споживання їжі, вміст жиру та рівень інсуліну/глюкози натще. Тестування поведінки включало рухову активність, поведінку, схожу на тривогу, у тесті на світло-темний ящик, дискримінацію об'єктів та місць у нових завданнях з розпізнавання об'єктів/місць та просторове навчання, навчання пам'яті та розвороту в тесті на лабіринт Барнса. Результати цих досліджень продемонстрували, що хоча вплив HFD, спричинений чіткою системною метаболічною дисфункцією та старінням, призводив до порушення просторового пізнання, вплив HFD не погіршувало просторову когнітивну функцію у дорослих або літніх мишей.