Тривожна поведінка та nNOS гіпокампа у відповідь на ожиріння, спричинене дієтою, у поєднанні з
Анотація
Дієта з високим вмістом жиру (HFD) і стан із зайвою вагою можуть спричинити дисфункцію гіпокампа, що призводить до депресії та тривоги. Вправи сприятливо впливають на емоційну поведінку. Раніше ми повідомляли, що тренувальні вправи рятують від надмірної експресії гіпокампа нейрональної оксиду азоту синтази (nNOS), яка є ключовим регулятором тривожності. Тут ми досліджували поведінку, подібну до тривожності, та експресію nNOS у гіпокампалі у відповідь на HFD у поєднанні з фізичними вправами. Мишей призначали до стандартної дієти, HFD або HFD з групами фізичних вправ протягом 12 тижнів. Ми виявили, що фізичні вправи протягом останніх 6 тижнів режиму HFD покращили 12 тижнів індукованої HFD дефекації, супроводжуваної врятуванням надлишкової експресії nNOS. Однак показники тривожності в підвищеному плюс-лабіринті не змінились. Ці ефекти не були очевидними лише через 1 тиждень фізичних вправ. На закінчення, 6 тижнів фізичних вправ зменшили тривожність, пов’язану з ВЧС, згідно з одним із наших заходів (дефекація), і змінили зміни в шляху nNOS/NO в гіпокампах.
Вступ
Світова поширеність ожиріння, яке є важливим фактором тягаря хвороб, швидко зростає. Надмірне споживання жиру збільшує ризик надмірної ваги та ожиріння, які були пов’язані з психічними розладами [1, 2]. Епідеміологічні дослідження показали, що споживання західної дієти та стан надмірної ваги пов’язані з меншим об’ємом гіпокампа [3, 4] та психічними розладами, такими як тривога [2, 5]. Однак, як стверджують Eyres та співавт., Відсутні вагомі докази сприятливого впливу втрати ваги, спричиненого дієтою, на тривожність у осіб із ожирінням [6]. Тому, схоже, необхідні додаткові втручання не тільки для поліпшення ожиріння, але й симптомів тривоги у людей із ожирінням.
Матеріали і методи
Тварини
Вісімдесят самців мишей C57BL/6 J (віком 4 тижні; Японія SLC, Сідзуока, Японія) утримувались при температурі (23,5 ± 0,7 ° C), вологості (34,0 ± 5,7%) та світлі (12-годинний цикл світло-темрява ) контрольований об'єкт. Тварини отримували стандартну чау та воду за бажанням. Усі експерименти були схвалені Комітетом з догляду та використання тварин Університету Фукуока.
HFD та тренування
Протокол HFD та тренувань щодо фізичних вправ відповідав попереднім описанням [21]. Коротко кажучи, через 2 тижні акліматизації мишей розділили на три групи: група зі стандартною дієтою (SD) ( = 24) годували стандартною дієтою (CE-7, CLEA Японія, Токіо, Японія; 62% вуглеводів, 14% жирів і 25% білка), група HFD ( = 28) годували HFD (HFD-32, CLEA Японія, Токіо, Японія; 23% вуглеводів, 57% жиру та 20% білка) та HFD + Ex ( = 28) групу годували HFD-32 протягом 12-тижневого експериментального періоду, і їй дозволяли добровільно займатися на робочому колесі протягом останніх 6 тижнів експерименту. Як групи HFD, так і HFD + Ex вирощувались у клітках з робочим колесом, але лише група HFD + Ex мала право вільного доступу до робочого колеса протягом останніх 6 тижнів експерименту. Вага тіла та кількість обертань колеса вимірювали кожну другу добу. Загальна відстань пробігу розраховувалася на основі підрахунку обертання колеса. Ми провели поведінкові тести 2 ( = 6/група), 6 ( = 6–7/група), 7 (1 тиждень фізичних вправ, = 6–7/група) та 12 тижнів (6 тижнів фізичних вправ, = 6–7/група) в експериментальну сесію, а потім жертвували мишами шляхом обезголовлення (рис. 1).
Схематичний вигляд експерименту. Цей дизайн дослідження був змінений на основі попереднього дослідження [21]. Мишей з HFD годували дієтою з високим вмістом жиру протягом 12-тижневого експериментального періоду. Мишей HFD + Ex годували дієтою з високим вмістом жиру протягом 12-тижневого експериментального періоду і надавали добровільний доступ до бігового колеса з 12-тижневого віку до кінця експерименту. Миші проводили поведінкові тести через 2, 6, 7 та 12 тижнів. Через три дні після поведінкових тестів мишей вбивали шляхом обезголовлення
Тестування поведінки
Ми оцінили поведінку, схожу на тривогу, за допомогою підвищеного плюсового лабіринту (EPM), за 3 дні до жертви (рис. 1). Всі випробування проводили між 13:00 та 16:00 під час світлового періоду (80–100 lx). Перед кожним випробуванням випробувальний прилад ретельно очищали 70% (об./Об.) Етанолом і сушили для зменшення присутності нюхових сигналів.
Ми провели тест EPM відповідно до протоколу Nishijima et al. [22]. Коротко кажучи, лабіринт складався з чотирьох рук (кожна 30 см завдовжки і 5 см завширшки) на 40 см над підлогою. Дві раки містили бічні та торцеві стінки висотою 15 см (закриті рамена), а інші дві рами не мали стін (розкриті рамена). Ми зафіксували поведінку миші за допомогою відеокамери. Мишей розміщували в центрі лабіринту таким чином, що вони стикалися з розкритою рукою, і дозволяли їм досліджувати протягом 5 хв. Наступні параметри вимірювались вручну: (1) кількість входів у відкрите плече; (2) загальна кількість входів у руки (загальна кількість входів у руку = входи у відкриту руку + записи у закриту руку, раз); (3) відсоток входів з відкритим озброєнням (вхід з відкритим озброєнням/загальний об'єм входів × 100); (4) дефекація (разів).
Підготовка тканин
Через три дні після ЕРМ мишей забивали декапітацією після 6 год голодування. Гіпокампу швидко збирали та гомогенізували за допомогою пінцета, щоб уникнути специфічності регіону. Потім частини тканини гіпокампа заморожували в рідкому азоті для аналізу білка. Для аналізу експресії генів частину тканини гіпокампа швидко занурювали у розчин для стабілізації РНК (Ambion, Austin, TX). Всі зразки зберігали при - 80 ° C для подальшого біохімічного аналізу.