Continuarea exercițiului este necesară pentru a inhiba depunerea β-amiloidă indusă de dietă bogată în grăsimi și

Școala de afiliere a științelor sănătății umane, Universitatea din Kyoto Școala de Medicină, Kyoto, Japonia

Departamentul de Neurologie, Facultatea de Medicină a Universității din Kyoto, Kyoto, Japonia, Spitalul Ishiki, Kagoshima, Japonia

Școala de afiliere a științelor sănătății umane, Universitatea din Kyoto Școala de Medicină, Kyoto, Japonia

Departamentul de Neurologie pentru Afiliere, Școala de Medicină a Universității din Kyoto, Kyoto, Japonia

Școala de afiliere a științelor sănătății umane, Universitatea din Kyoto Școala de Medicină, Kyoto, Japonia

Departamentul de Neurologie pentru Afiliere, Școala de Medicină a Universității din Kyoto, Kyoto, Japonia

Departamentul de afiliere pentru neurologie, Universitatea de Medicină Sapporo, Sapporo, Japonia

Școala de afiliere a științelor sănătății umane, Universitatea din Kyoto Școala de Medicină, Kyoto, Japonia

Masato Maesako,
Kengo Uemura,
Ayana Iwata,
Masakazu Kubota,
Kiwamu Watanabe,
Maiko Uemura,
Yasuha Noda,
Megumi Asada-Utsugi,
Takeshi Kihara,
Ryosuke Takahashi

Cifre

Abstract

Citare: Maesako M, Uemura K, Iwata A, Kubota M, Watanabe K, Uemura M, și colab. (2013) Continuarea exercițiului este necesară pentru a inhiba depunerea β-amiloidă indusă de dietă bogată în grăsimi și deficitul de memorie la șoarecii transgenici ai proteinei precursoare amiloide. PLoS ONE 8 (9): e72796. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072796

Editor: Mark P. Mattson, Institutul Național pentru îmbătrânirea programului de cercetare intramurală, Statele Unite ale Americii

Primit: 29 mai 2013; Admis: 12 iulie 2013; Publicat: 4 septembrie 2013

Finanțarea: Lucrarea a fost susținută financiar de Grant-in-Aid de la Ministerul Educației, Culturii, Sportului, Științei și Tehnologiei (24111524 (AK), 23591243 (KU)) și Grantul de cercetare de la Takeda Science Foundation (KU). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

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

Introducere

Boala Alzheimer (AD), a cărei apariție este în mare parte sporadică, se caracterizează prin deficite de memorie și alte funcții cognitive. Placa amiloidă este una dintre caracteristicile patologice ale AD și este compusă din β-amiloid (Aβ). Aβ este derivat din proteina precursor amiloid (APP) prin clivaje proteolitice de β- și γ-secretaze. La rândul său, Aβ este degradat de mai multe enzime care degradează Aβ, inclusiv neprilysin sau enzime care degradează insulina. O ipoteză larg acceptată despre patogeneza AD este ipoteza cascadei amiloide, în care Aβ joacă un rol crucial ca moleculă din amonte în neurodegenerare [1]. Având în vedere că acumularea de Aβ este observată în mod clar cu aproape un deceniu înainte ca afectarea cognitivă să fie observată la pacienții cu AD [2], [3], există un consens din ce în ce mai mare că prevenirea AD în stadiul incipient este de dorit.

Având în vedere că starea metabolică este o problemă în creștere la nivel mondial, ne-am întrebat dacă continuarea tratamentului cu HFD după exercițiu ar elimina efectul benefic al exercițiului asupra funcției de memorie. În studiul de față, am demonstrat că efectul exercițiului asupra funcției de memorie nu a fost abolit la șoarecii WT, chiar dacă au continuat să aibă HFD după terminarea exercițiului. Cu toate acestea, îmbunătățirea memoriei indusă de efort a fost întreruptă în mod clar la șoarecii transgenici APP. Am arătat că consumul de HFD după exerciții a crescut nivelul oligomerului Aβ la șoarecii transgenici APP. În plus, am speculat că dezvoltarea apatologiei ar putea fi cauzată de o creștere a producției de ap datorată HFD. Rezultatele au indicat faptul că HFD după terminarea exercițiului ar putea agrava imediat patologia AD și, mai târziu, poate perturba efectul exercițiului asupra funcției de memorie. Prin urmare, continuarea exercițiului este necesară pentru a inhiba afectarea cognitivă indusă de HFD în cadrul patologic al AD.

Metode

Declarație de etică

Toate experimentele pe animale din acest studiu au fost efectuate cu aprobarea Comitetelor de experimentare a animalelor de la Universitatea Kyoto, Școala de Medicină Absolventă (Număr permis: 09597). Toate experimentele au fost realizate cu respectarea strictă a orientărilor internaționale relevante. S-au făcut toate eforturile pentru a reduce la minimum suferința animalelor.

Animale, condiții alimentare și de exerciții fizice

n (numărul de rotații ale roții de rulare) × 12 (cm/diametru) × 3,14.

După manipulări dietetice și mobile, au fost analizate modificările metabolice la acești șoareci, care a fost urmată de evaluarea funcției memoriei prin testul labirintului de apă Morris, așa cum este descris mai jos. După analiza funcției de memorie, creierele au fost extrase și tăiate sagital în emisfere stânga și dreaptă. Tribromoetanolul a fost utilizat pentru anestezie în procedurile chirurgicale. Emisfera stângă a fost fixată în paraformaldehidă 4% pentru analiză histologică. După îndepărtarea lobului olfactiv și a cerebelului, emisfera dreaptă a fost rapid înghețată în azot lichid pentru analiză biochimică.

Evaluarea modificărilor metabolice

Sângele a fost colectat din vena cozii. Pentru a evalua intoleranța la glucoză la acești șoareci, am efectuat un test de toleranță intra-peritoneală la glucoză (IGTT). Șoarecilor li s-a administrat o singură injecție intra-peritoneală de glucoză (2 g/kg greutate corporală) după 14 ore de post, iar sângele a fost colectat periodic timp de 2 ore (post, 30 min, 60 min și 120 min). Conținutul de glucoză plasmatică a fost măsurat utilizând Glucoza LabAssay (Wako, Japonia). Concentrația de insulină plasmatică a fost măsurată prin setul de test imunosorbent legat de enzime (ELISA) specific insulinei (Morinaga Seikagaku, Japonia).

Testul labirintului de apă Morris

Pentru a evalua învățarea navigației spațiale și păstrarea memoriei, testul labirintului de apă Morris a fost efectuat folosind un bazin de apă (diametru 120 cm, înălțime 25 cm, temperatură 21 ± 1 ° C).

Faza vizuală.

Instruirea vizibilă a platformei a fost efectuată pentru a măsura motivația și viteza de înot a șoarecilor pentru a găsi o platformă. Indicii distali au fost îndepărtați din jurul piscinei, iar platforma a fost etichetată cu un steag și plasată la 1 cm deasupra suprafeței apei în centrul unui cadran. Șoarecii au fost plasați în labirint și li s-a permis să exploreze labirintul timp de 60 sec; dacă au ajuns la platforma vizibilă, li s-a permis să rămână acolo timp de 20 de secunde înainte de a fi readuși în cuști. Dacă nu au găsit platforma în 60 de secunde, experimentatorul i-a condus la platformă și i-a lăsat să rămână acolo timp de 20 de secunde. Antrenamentul a fost finalizat odată ce fiecare animal a primit șase studii. Acest antrenament a fost efectuat timp de 1 zi.