Comportamente asemănătoare anxietății și nNOS hipocampic ca răspuns la obezitatea indusă de dietă combinată cu
Abstract
O dietă bogată în grăsimi (HFD) și starea supraponderală pot induce disfuncții hipocampice, ducând la depresie și anxietate. Exercițiile fizice au efecte benefice asupra comportamentelor emoționale. Am raportat anterior că antrenamentul de exerciții fizice salvează expresia excesului hipocampic neuronal de oxid nitric sintază (NNOS) indusă de HFD, care este un regulator cheie al anxietății. Aici, am investigat comportamentele asemănătoare anxietății și expresia nNOS hipocampală ca răspuns la HFD combinat cu exercițiul. Șoarecii au fost repartizați la dieta standard, HFD sau HFD cu grupuri de exerciții timp de 12 săptămâni. Am constatat că exercițiul în ultimele 6 săptămâni ale regimului HFD a îmbunătățit 12 săptămâni de defecație indusă de HFD, însoțit de salvarea expresiei nNOS în exces. Cu toate acestea, indicatorii de anxietate din labirintul ridicat plus au rămas neschimbați. Aceste efecte nu au fost evidente după doar o săptămână de exercițiu. În concluzie, 6 săptămâni de antrenament a redus anxietatea legată de HFD conform uneia dintre măsurile noastre (defecație) și a inversat modificările căii nNOS/NO a hipocampului.
Introducere
Prevalența globală a obezității, un factor important care contribuie la povara bolilor, crește rapid. Consumul excesiv de grăsime crește riscul de supraponderalitate și obezitate, care au fost asociate cu tulburări mentale [1, 2]. Studiile epidemiologice au arătat că atât consumul unei diete occidentale, cât și starea supraponderală sunt asociate cu un volum mai mic de hipocamp [3, 4] și cu tulburări mentale, cum ar fi anxietatea [2, 5]. Cu toate acestea, după cum sa afirmat de Eyres și colab., Nu există dovezi puternice ale efectului benefic al pierderii în greutate induse de dietă asupra anxietății la persoanele cu obezitate [6]. Prin urmare, se pare că sunt necesare intervenții suplimentare, nu numai pentru ameliorarea obezității, ci și a simptomelor anxietății la persoanele obeze.
Materiale și metode
Animale
Optzeci de șoareci masculi C57BL/6 J (4 săptămâni; Japonia SLC, Shizuoka, Japonia) au fost găzduiți la o temperatură (23,5 ± 0,7 ° C), umiditate (34,0 ± 5,7%) și lumină (ciclu de 12 ore lumină - întuneric) ) instalație controlată. Animalele au primit chow și apă standard ad libitum. Toate experimentele au fost aprobate de Comitetul de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea Fukuoka.
HFD și antrenament la exerciții
Protocolul HFD și de antrenament la exerciții au fost descrise anterior [21]. Pe scurt, după 2 săptămâni de aclimatizare, șoarecii au fost împărțiți în trei grupe: grupul de dietă standard (SD) ( = 24) a fost hrănită cu o dietă standard (CE-7, CLEA Japonia, Tokyo, Japonia; 62% carbohidrați, 14% grăsimi și 25% proteine), grupul HFD ( = 28) a fost hrănit cu un HFD (HFD-32, CLEA Japonia, Tokyo, Japonia; 23% carbohidrați, 57% grăsimi și 20% proteine) și HFD + Ex = 28) grupul a fost alimentat cu HFD-32 pentru perioada experimentală de 12 săptămâni și i s-a permis să se exercite voluntar într-o roată de rulare pentru ultimele 6 săptămâni ale experimentului. Atât grupurile HFD, cât și cele HFD + Ex au fost crescute în cuști cu o roată de rulare, dar numai grupului HFD + Ex i s-a permis accesul gratuit la roata de rulare în ultimele 6 săptămâni ale experimentului. Greutatea corporală și numărul de rotații ale roților au fost măsurate în fiecare a doua zi. Distanța totală de rulare a fost calculată pe baza numărului de rotații a roții. Am efectuat teste comportamentale 2 ( = 6/grup), 6 = 6-7/grup), 7 (1 săptămână de antrenament, = 6-7/grup) și 12 săptămâni (6 săptămâni de antrenament, = 6-7/grup) în sesiunea experimentală și apoi a sacrificat șoarecii prin decapitare (Fig. 1).
Vedere schematică a experimentului. Acest proiect de studiu a fost modificat față de studiul nostru anterior [21]. Șoarecii HFD au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi pe parcursul perioadei experimentale de 12 săptămâni. Șoarecii HFD + Ex au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi pe parcursul perioadei experimentale de 12 săptămâni și li s-a oferit acces voluntar la o roată de rulare de la vârsta de 12 săptămâni până la sfârșitul experimentului. Șoarecii au efectuat teste comportamentale la 2, 6, 7 și 12 săptămâni. La trei zile după testele comportamentale, șoarecii au fost uciși prin decapitare
Testarea comportamentului
Am evaluat comportamentele asemănătoare anxietății folosind labirintul crescut plus (EPM), cu 3 zile înainte de sacrificiu (Fig. 1). Toate testele au fost efectuate între 13:00 și 16:00 în perioada de lumină (80-100 lx). Înainte de fiecare test, aparatul de testare a fost curățat temeinic cu 70% (v/v) etanol și uscat pentru a reduce prezența indicilor olfactivi.
Am efectuat testul EPM conform protocolului lui Nishijima și colab. [22]. Pe scurt, labirintul consta din patru brațe (fiecare 30 cm lungime și 5 cm lățime) la 40 cm deasupra podelei. Două brațe conțineau pereți laterali și de capăt care aveau 15 cm înălțime (brațe închise), iar celelalte două brațe nu aveau pereți (brațe deschise). Am înregistrat comportamentul mouse-ului printr-o cameră video. Șoarecii au fost așezați în centrul labirintului astfel încât să se confrunte cu un braț deschis și au fost lăsați să exploreze timp de 5 minute. Următorii parametri au fost măsurați manual: (1) numărul de intrări în brațul deschis; (2) numărul total de intrări de braț (total de intrări de braț = intrări de braț deschis + intrări de braț închis, ori); (3) procentul de intrări de braț deschis (intrări de braț deschis/total de intrări de braț × 100); (4) defecație (ori).
Pregătirea țesuturilor
La trei zile după EPM, șoarecii au fost sacrificați prin decapitare după 6 ore de post. Hipocampul a fost rapid colectat și omogenizat folosind pensete pentru a evita specificitatea regiunii. Apoi, porțiuni de țesut hipocampic au fost înghețate în azot lichid pentru analiza proteinelor. Pentru analiza expresiei genice, o porțiune de țesut hipocampic a fost imersată rapid în soluție de stabilizare a ARN-ului (Ambion, Austin, TX). Toate exemplarele au fost depozitate la - 80 ° C pentru analiza biochimică ulterioară.