Frontiere Dieta occidentală Consumul de șobolani la șobolani induce activarea neuronală striatală în timp ce se reduce

Învățare și memorie

Acest articol face parte din subiectul de cercetare

Impactul dietei asupra învățării, memoriei și cunoașterii Vizualizați toate cele 11 articole

Editat de
Margaret Morris

Universitatea din New South Wales, Australia

Revizuite de
Phillip M. Baker

Seattle Pacific University, Statele Unite ale AmericiiΑ

Robert A. Boakes

Universitatea din Sydney, Australia

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

frontiere

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Școală de sănătate și științe biomedicale, Universitatea RMIT, Bundoora, VIC, Australia
  • 2 Școala de psihologie, Universitatea din New South Wales, Kensington, NSW, Australia

Introducere

Creșterea rapidă a ratelor de obezitate a fost atribuită disponibilității crescânde a dietelor nesănătoase (adică consumul excesiv de alimente și băuturi cu un conținut ridicat de grăsimi, zaharuri și sare) și inactivității fizice (OMS, 2015). Prezența supraponderalității și a obezității contribuie la afectări semnificative ale sănătății, cu creșteri mari ale riscului de boli cardiovasculare, diabet de tip 2 și cancer (McGee, 2005; Adams și colab., 2006). Incidențele afectării cognitive ușoare (Elias și colab., 2005; Jeong și colab., 2005; Hassing și colab., 2010), demență (Whitmer și colab., 2005; Anstey și colab., 2011) și boala Alzheimer ( Solfrizzi și colab., 2004; Whitmer și colab., 2005; Gustafson și colab., 2012; Besser și colab., 2014) sunt crescute în mod similar cu obezitatea.

Șobolanii hrăniți cu diete bogate în grăsimi s-au arătat în unele studii că sunt afectați cognitiv în comparație cu cei hrăniți cu o dietă normală de chow. S-a pus mult accent pe sarcinile comportamentale dependente de hipocamp (Molteni și colab., 2002; Wu și colab., 2003; Goldbart și colab., 2006; Pathan și colab., 2008; Stranahan și colab., 2008; Xia și colab. ., 2015). În labirintul de apă Morris (MWM), o serie de studii au arătat că animalele hrănite cu conținut ridicat de grăsimi au durat mai mult timp pentru a afla locația unei platforme scufundate în raport cu omologii lor de control (Wu și colab., 2003; Molteni și colab., 2002; Goldbart și colab., 2006; Pathan și colab., 2008; Stranahan și colab., 2008; Xia și colab., 2015). Aceste studii au utilizat niveluri variate de grăsimi variind de la 21 la 58 kcal% și diferite durate ale consumului de dietă, cu consensul general că dietele bogate în grăsimi consumate pe termen lung pot afecta învățarea spațială și memoria în MWM.

Modelul de obezitate al dietei occidentale (WD) este un subtip de obezitate indusă de HFD care imită așa-numita dietă „occidentală” prin hrănirea șobolanilor cu un chow WD (conținând 22% greutate/greutate echivalentă cu 40 kcal% grăsime) sau dieta de control chow (conținând 6% grăsime totală). WD a fost formulat pentru a reprezenta un HFD tipic consumat de obicei în țările „occidentale” dezvoltate și este echivalent cu Harlan Teklad TD88137 sau Dietele de cercetare Western Diet D12079B care au fost utilizate anterior pentru a accelera și a spori hipercolesterolemia și formarea plăcii aterosclerotice (Febbraio și colab., 2000; Ascencio și colab., 2004; Yang și colab., 2006). Am arătat anterior că hrănirea cu 12 săptămâni WD determină o schimbare semnificativă a măsurilor metabolice, inclusiv creșterea greutății corporale, a tensiunii arteriale și a trigliceridelor serice (Kosari și colab., 2012).

Dopamina (DA) are un rol bine recunoscut în cunoaștere, inclusiv motivația, recompensa, pedeapsa și memoria de lucru (Cools, 2008). Cercetări recente au descoperit implicarea DA cu obezitatea (Volkow și colab., 2012, 2013). S-a postulat că la indivizii cu o cale mesocorticolimbică hipo-receptivă există un risc crescut de dezvoltare a obezității (Davis și colab., 2004). La om, sensibilitatea la recompensă a fost asociată cu mâncarea excesivă emoțională, preferința pentru alimentele bogate în grăsimi, consumul excesiv și pofta de alimente (Loxton și Dawe, 2001; Davis și colab., 2004, 2007; Franken și Muris, 2005). Într-un studiu efectuat pe rozători, reducerea mediată de lentivirus a receptorilor DA D2 striatali a dus la apariția căutării de alimente de tip compulsiv la șobolani cu acces extins la alimente gustoase cu conținut ridicat de grăsimi și, de asemenea, la scăderea capacității de reacție a sistemului de recompensare a creierului, constând din unele dovezi de la oameni (Johnson și Kenny, 2010). Mai mult, o dietă bogată în grăsimi în stil cafenea scade, de asemenea, ambele niveluri bazale de DA și eliberare de DA ca răspuns la alimente sau amfetamină (Geiger și colab., 2009).

Materiale și metode

Animale

Șobolani cu glugă masculi Wistar (Universitatea din Adelaide, Australia) au fost găzduiți la unitatea de animale a Universității RMIT, un mediu controlat (20 ± 1 ° C) cu ciclu de lumină/întuneric de 12 ore (luminile aprinse la 07:00 h) în grupuri de 4, cu alimente și apă la libutum în cușca de acasă. Testele comportamentale au fost efectuate între orele 9:00 - 19:00 într-o cameră dedicată comportamentului animalelor. Toate experimentele au fost efectuate în conformitate cu Legea din 1986 privind prevenirea cruzimii față de animale și cu aprobarea Comitetului de etică animală a Universității RMIT.

Manipulare dietetică

La livrare, tuturor animalelor li s-a permis să se aclimatizeze timp de cel puțin o săptămână înainte de începerea manipulării dietetice. Șobolanii au fost repartizați aleatoriu fie unei diete de control (CON, regim standard AIN93G pentru rozătoare, 6% grăsimi totale, inclusiv 1,05% acizi grași saturați total; hrană specială, Perth, Australia) sau WD (SF00-219, 21% grăsimi totale, inclusiv 1,80% grăsimi saturate totale și 0,15% colesterol; hrană specială, Perth, Australia) și a rămas în această dietă timp de 12 săptămâni.

Experimentul 1

Restricția alimentelor

Cu o săptămână înainte de începerea sarcinii DWSh, șobolanii ( = 10 per grup) au fost restricționate alimentele cu CON sau WD respectiv. Greutatea corporală a fost monitorizată de două ori pe săptămână pentru a se asigura că șobolanii nu scad sub 85% din greutatea lor de hrănire liberă. Restricția alimentară a fost menținută pe toată durata testării comportamentale.

Sarcina Win-Shift întârziată în labirintul brațului radial

Testarea a fost efectuată într-un labirint radial cu opt brațe (Lafayette Instrument, SUA), format dintr-o platformă centrală octogonală (34 cm diametru) și opt brațe radiale la fel de distanțate (87 cm lungime, 10 cm lățime). La capătul fiecărui braț era un puț alimentar (2 cm diametru și 0,5 cm adâncime). La începutul fiecărui braț era o ușă clară din Perspex care controla accesul în și în afara zonei centrale. Fiecare ușă a fost controlată de o cutie de control computerizată care a permis experimentatorului să controleze accesul la brațe. Indicii vizuali evidenți ai diferitelor forme geometrice au fost așezați în jurul labirintului de pe pereții camerei.

În primele 3 zile de testare, șobolanii au fost obișnuiți cu RAM în două sesiuni pe zi cu o durată de 10 minute fiecare. După ultima sesiune de obișnuință a zilei, șobolanii au fost returnați în cuștile de acasă și li s-au administrat aproximativ 20 de pelete recompensate cu cereale (45 mg, Bio-Serv, SUA). După obișnuință, șobolanii au suferit un total de 12 sesiuni de antrenament cu 2 ședințe efectuate pe zi. Aceasta a constat dintr-o fază de antrenament de 5 minute, un interval inter-proces de 5 minute în care șobolanul a fost readus în cușca de acasă și o fază de test de 5 minute. Înainte de faza de antrenament, 4 brațe au fost alese și blocate pseudo-aleatoriu, cu următoarea regulă că nu mai mult de 2 brațe adiacente ar putea fi închise în orice proces. Armele rămase care nu au fost blocate au fost momite cu pelete de recompensare a cerealelor. Faza de antrenament a implicat permiterea șobolanului 5 minute să intre și să recupereze recompensele peletei de cereale din toate brațele momite. După un interval inter-proces de 5 minute, faza de testare a avut loc în care toate cele 8 brațe au fost deschise și brațele blocate anterior au fost momite cu pelete de recompensare a cerealelor. Șobolanul a fost apoi plasat înapoi în labirint și a fost înregistrat numărul de intrări de brațe.