Deficiența de acid gras N-3 indusă de o metodă de creștere artificială modificată duce la slăbire

Abstract

Acidul docosahexaenoic (DHA) este o componentă structurală majoră a sistemului nervos, iar epuizarea poate duce la pierderi ale funcției neuronale. Obiectivul nostru a fost de a demonstra un deficit de performanță a sarcinii spațiale la șobolani cu DHA creier scăzut datorită unui aport scăzut de acizi grași n-3 folosind o tehnică de creștere artificială de prima generație. Puii de șobolan nou-născuți au fost separați pe d 2 și repartizați la două grupuri de creștere artificială sau la un grup de control crescut cu baraj. Puii au fost hrăniți manual cu lapte artificial prin intermediul sticle de îngrijire personalizate care conțin fie 0,02% (n-3 Def), fie 3,1% (n-3 Adq) din totalul acizilor grași ca LNA. La data de 21, șobolanii au fost înțărcați cu diete cu granule n-3 Def sau n-3 Adq și mai multe sarcini comportamentale au fost evaluate la vârsta de 9 săptămâni. DHA pentru creier a fost mai mic (58% și 61%,

Multe studii au demonstrat acum că consumul prelungit de o dietă cu deficit de acid gras n-3 a dus la pierderea DHA creierului și a retinei, ducând la pierderi ale funcției neuronale (1-5). De exemplu, scăderea DHA cerebrală a fost asociată cu o performanță mai slabă la sarcinile simple de învățare asociativă (6-8), modificări ale electroretinogramelor (9-13) și performanța sarcinii spațiale la rozătoare (14-16). Munca noastră anterioară a arătat că șobolanii pe o dietă cu deficit de acizi grași n-3 de-a lungul a două generații au avut un defect în sarcinile de discriminare olfactivă cu două mirosuri (17,18) și în învățarea setului olfactiv (19). În aceste studii, DHA creierului a scăzut cu 83%, cu compensarea cu o creștere a creșterii DPAn-6 a creierului. Sugarii cu maimuță Rhesus hrăniți cu acizi grași n-3 - dietele deficitare au avut o durată crescută a aspectului (20), în timp ce maimuțele suplimentate cu 1% DHA și 1% AA în timpul dezvoltării timpurii au prezentat abilități motorii și de orientare mai puternice.

O limitare a abordării deficienței în două generații este că aceasta imită prost situația umană. Deși aportul acizilor grași n-3 cu lanț mai lung, EPA și DHA sunt destul de scăzute în lumea occidentală, în special în America de Nord (27), unde există un aport mediu al precursorului L-n-3 de aproximativ 1,5 g/d (28-30). Acest lucru se reflectă în grupurile circulante de acizi grași n-3, deoarece, de exemplu, procentul de acizi grași n-3 serici total la americani a fost de doar 2,5%, în timp ce procentul în japoneză a fost de 9-11,8% (31). Aceste niveluri scăzute sunt rezultatul aportului scăzut de EPA și DHA preformate împreună cu rata scăzută de conversie metabolică a LNA în EPA și DHA in vivo (32). Cu toate acestea, un nivel moderat al aportului de acizi grași n-3 este capabil să susțină, într-o oarecare măsură, creierul și retina DHA (33,34), deoarece pare să fie acumulat împotriva unui gradient de concentrație. Acest lucru nu înseamnă că nivelurile creierului în cazul aportului scăzut de acizi grași n-3 sunt aceleași cu cele cu niveluri mai ridicate de aport de DHA preformat (33,35,36), o observație care poate avea relevanță pentru creșterea literatura psihiatrică care asociază aportul de acizi grași n-3 cu tendința către dezvoltarea diferitelor afecțiuni psihiatrice (37-39).

Pentru multe studii pe animale, este necesară o scădere semnificativă a DHA creierului pentru a produce o scădere măsurabilă a funcției organului sau a organismului (22). Mai precis, se pare că poate fi necesară o pierdere cu 50% sau mai mare de DHA pentru a observa astfel de diferențe (22,40). Astfel, un model de deficit de acizi grași n-3 care imită mai bine situația umană, dar care produce în continuare un declin substanțial al DHA al creierului și al retinei, ar fi foarte valoros pentru dezvoltarea acestui câmp.

Recent, s-au făcut eforturi în laboratorul nostru (41,42) pentru a dezvolta un model din prima generație a deficitului de acizi grași n-3 utilizând o abordare de creștere artificială inițiată de Hoshiba (43,44). Această metodă folosește un raft de alimentare care conține șase mameloane din siliciu din care animalele pot fi învățate să se hrănească. Cu toate acestea, în mâinile noastre, supraviețuirea puilor a fost slabă din cauza dificultăților cu ajustarea rezistenței mamelonului, care a fost esențială pentru o rată de curgere adecvată la alăptarea puilor. Hoshiba a îmbunătățit această metodă prin introducerea unui nou tip de biberon pentru hrănirea manuală, care duce la o supraviețuire mult mai bună a puilor (45). Aceste metode sunt unice prin faptul că permit creșterea artificială (AR) a puilor de șobolani din prima zi de viață. Tehnica de hrănire manuală cu sticlele nou dezvoltate a fost astfel utilizată pentru lucrarea de față.

În acest experiment, barajele au fost hrănite cu o dietă conținând 3% în greutate LNA, o dietă „n-3 adecvată”. Puii lor au fost hrăniți cu lapte artificial de șobolan începând cu a doua zi de viață. În acest mod, s-a obținut controlul total al aportului de nutrienți și de acizi grași esențiali, în special. Dietele artificiale cu lapte de șobolan au fost formulate după metoda Kanno și colab. (46), dar au fost modificate astfel încât să ofere niveluri foarte scăzute de acizi grași n-3 sau o dietă care conține 3% în greutate LNA. Au fost caracterizate pierderea de DHA cerebrală asociată cu o dietă cu deficit de acid gras n-3 și performanța puilor în mai multe sarcini comportamentale. Măsurătorile activității locomotorii și ale activității pe labirintul ridicat plus au fost făcute ca controale pentru punctul final cheie al performanței sarcinii spațiale în labirintul de apă Morris. Performanța sarcinii spațiale a constat în măsurarea latenței de evadare pe o perioadă de 4 zile, așa cum sa stabilit anterior pentru un model de două generații de deficit de acizi grași n-3, precum și un test de probă în care platforma a fost îndepărtată în testul de înot ( 16.22). Ipoteza noastră a fost că hrănirea dietei cu deficit de acizi grași n-3 de la scurt timp după naștere până la vârsta adultă ar duce la o scădere semnificativă a DHA creierului și că acest lucru ar duce la pierderi ale performanței sarcinii spațiale.

MATERIALE ȘI METODE

Animale și design de studiu.

Sistem de creștere artificială.

deficiența

Aparate de alimentare dezvoltate de Hoshiba (45).

Laptele artificial de șobolan.

Dietele peletate.

Cele trei diete cu granule utilizate s-au bazat pe formularea AIN-93 (47) cu mai multe modificări pentru a obține nivelul de acid gras n-3 extrem de scăzut necesar în acest studiu (Tabelul 1). Dietele cu granule personalizate au fost obținute comercial și au fost utilizate un proces de granulare la rece pentru a conserva grăsimile nesaturate (Dyets, Bethlehem, PA). Dietele au fost concepute pentru a conține un profil de acizi grași foarte similar cu cel din laptele artificial de șobolan (sau laptele de baraj) pentru fiecare grupă. Variabila dependentă în cele două grupuri crescute artificial a fost înlocuirea esterului etilic al-linolenat cu o porțiune a esterului etilic oleatic în dieta Ad-n-3. Dieta maternă conținea o compoziție acilă grasă similară celei din dieta n-3 Adq, dar a fost alcătuită dintr-un amestec de șofrănel și uleiuri de in (mai degrabă decât esteri etilici purificați) datorită cantității mai mari de dietă care trebuie consumată. Toate cele trei diete conțineau 10% în greutate ca grăsime și aveau un conținut similar de LA. Șobolanii au fost menținuți pe dieta adecvată peletată după înțărcare până când au fost uciși.

Test de activitate motorie.

Activitatea motorie a animalelor a fost înregistrată folosind un analizor de imagine video (Videomax V, Columbus Instruments, Columbus, OH). Fiecare șobolan a fost plasat individual la 0930-1300 h într-o cușcă (25 cm × 45 cm × 20 cm) și timpul de mișcare și distanța de mișcare au fost măsurate timp de 30 de minute.

Plus-labirint ridicat.

Pentru a măsura comportamentul legat de anxietate, a fost utilizat plus-labirintul crescut (48,49). Labirintul plus a fost ridicat la 70 cm deasupra podelei și a constat din două brațe deschise opuse (45 cm × 15 cm) și două brațe închise opuse. Traseul fiecărui animal a fost observat timp de 5 minute după o perioadă de odihnă de 2 minute în pătratul central al labirintului. Aceste măsurători au fost repetate timp de 2 zile. Au fost înregistrate numărul de intrări în brațele deschise și timpul de vizitare a brațelor deschise.