Cogniția spațială la șoarecii adulți și vârstnici expuși la o dietă bogată în grăsimi

Departamentul de afiliere pentru psihiatrie, Facultatea de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru pediatrie, Facultatea de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere Radiologie, Facultatea de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru medicină de familie și sănătate publică și medicină internă, Facultatea de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii

Departamentul de psihiatrie al afilierilor, Facultatea de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii, Institutul de cercetare privind îmbătrânirea Sam și Rose Stein, Școala de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru psihiatrie, Facultatea de Medicină, Universitatea din California San Diego, La Jolla, California, Statele Unite ale Americii

James P. Kesby,
Jane J. Kim,
Miriam Scadeng,
Gina Woods,
Deborah M. Kado,
Jerrold M. Olefsky,
Dilip V. Da,
Cristian L. Achim,
Svetlana Semenova

Cifre

Abstract

Citare: Kesby JP, Kim JJ, Scadeng M, Woods G, Kado DM, Olefsky JM și colab. (2015) Cogniția spațială la șoarecii adulți și vârstnici expuși la o dietă bogată în grăsimi. PLOS ONE 10 (10): e0140034. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0140034

Editor: Brenton G. Cooper, Texas Christian University, STATELE UNITE

Primit: 7 iulie 2015; Admis: 21 septembrie 2015; Publicat: 8 octombrie 2015

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se găsesc în lucrare.

Finanțarea: Această lucrare a fost susținută de subvenții NIMH (R01 MH094151 și T32 MH019934 către DVJ), Institutul Sam și Rose Stein pentru Cercetări privind Îmbătrânirea (toți autorii), Centrul de Cercetare SIDA Transfață Metamfetamină NIDA (TMARC P50 DA26306 către SS și CLA), Subvenții NIH (DK075479 și DK97412 către JJK; DK063491, DK074868 și DK054441 către JMO) și de către Bursa de cercetare interdisciplinară în NeuroAIDS (IRFN, R25MH081482 la JPK). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului. JPK, JJK, MS, GW, DMK, JMO, DVJ, CLA și SS nu au nimic de dezvăluit.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

O consecință obișnuită, dar nu inevitabilă a îmbătrânirii este o scădere treptată a abilităților cognitive. Deficiențele cognitive legate de vârstă depind de domenii cognitive specifice, unele scăzând, în timp ce altele rămân stabile [1]. Având în vedere că nu toți adulții în vârstă au deficite cognitive, determinarea factorilor care pot facilita cel mai bine menținerea abilităților cognitive cu vârsta este de interes și considerată printre cele mai importante aspecte ale îmbătrânirii cu succes [2,3]. Cogniția spațială este deosebit de sensibilă la declinul cognitiv legat de vârstă [4], cu deficite legate de vârstă raportate în învățarea spațială și în memorie și învățarea inversă [5,6].

Expunerea la factorii de stres de mediu poate fi un factor determinant în sensibilitatea diferențială la declinul cognitiv legat de vârstă [7]. În plus, prevalența crescândă a obezității poate exacerba declinul cognitiv legat de vârstă. O revizuire sistematică a studiilor longitudinale bazate pe populație sugerează că obezitatea la vârsta mijlocie este asociată cu o funcționare cognitivă scăzută în viața ulterioară [7]. Cu toate acestea, asocierea dintre obezitate la sfârșitul vieții și abilitățile cognitive rămâne neconcludentă [8]. În mod similar, studiile folosind modele de rozătoare indică faptul că vârsta animalelor atunci când este expusă la o dietă bogată în grăsimi (HFD) este importantă pentru dezvoltarea tulburărilor cognitive. De exemplu, șoarecii juvenili [9,10] și șoarecii în vârstă [11,12] par mai sensibili la deficiențele induse de HFD în învățare și memorie, comparativ cu șoarecii adulți.

Efectele sistemice ale expunerii la HFD, precum creșterea masei grase, rezistența la insulină și disfuncția metabolică generală au fost identificate ca factori care pot duce la afectarea funcției cognitive [13]. De exemplu, niveluri mai mari de grăsime viscerală au fost asociate cu afectări ale funcționării executive a adolescenților [14]. Mai mult decât atât, persoanele cu niveluri mai ridicate de insulină la post prezintă un risc mai mare de a dezvolta boala Alzheimer [15]. Studiile la animale sugerează că afectările funcției cognitive după expunerea la HFD sunt asociate cu creșterea inflamației cerebrale [16] și a stresului oxidativ [11] care pot fi consecințe indirecte ale disfuncției metabolice sistemice. Important, creierul îmbătrânit este considerat a fi deosebit de sensibil la aceste aspecte ale expunerii la HFD [11,13].

Scopul prezentului studiu a fost de a caracteriza deficiențele legate de vârstă în cogniția spațială și impactul expunerii la un factor de stres al mediului, HFD. Am emis ipoteza că funcția cognitivă spațială ar fi afectată la șoarecii în vârstă în comparație cu șoarecii adulți mai tineri. Mai mult, expunerea la HFD ar induce disfuncții metabolice sistemice și ar agrava sau accelera tulburările cognitive spațiale la șoarecii în vârstă și, respectiv, la șoareci adulți. Pentru a determina efectele sistemice ale expunerii la HFD am examinat consumul de alimente, conținutul de masă grasă și nivelurile de insulină/glucoză în repaus alimentar. Testarea comportamentală a inclus activitate locomotorie, comportament asemănător anxietății în testul cutiei de lumină-întuneric, discriminarea obiectelor și a locurilor în sarcinile noi de recunoaștere a obiectului/locului și învățarea spațială, memoria și învățarea inversă în testul labirintului Barnes. Rezultatele studiilor prezente au demonstrat că, deși expunerea la HFD a indus disfuncții metabolice sistemice clare și îmbătrânirea a dus la afectarea cogniției spațiale, expunerea la HFD nu a afectat în continuare funcția cognitivă spațială la șoareci adulți sau vârstnici.