В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Brain, Behavior, and Immunity, исследователи разработали модель мышиной западной диеты (WD) на начальном этапе жизни, связанную с долговременной дисфункцией гиппокампа (HPC), чтобы изучить нейробиологические процессы, лежащие в основе этих эффектов.
Западная диета, богатая обработанными пищевыми продуктами, насыщенными жирами и простыми углеводами, была связана с плохой работой памяти, особенно с функциями, зависящими от гиппокампа. Нейробиологические процессы, лежащие в основе западной диеты во время развития, которые способствуют долгосрочному повреждению гиппокампа, остаются неизвестными. Были обнаружены связанные с WD изменения в функциях нейронов HPC, включая изменения синаптической пластичности, снижение уровня нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) и повышение маркеров нейровоспаления. Нарушения в передаче сигналов ацетилхолина (ACh) могут способствовать долгосрочному ухудшению памяти, связанному с западной диетой.
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи исследовали долгосрочное влияние приема западной диеты в раннем возрасте на эпизодическую память гиппокампа и опосредующие эффекты нарушения регуляции передачи сигналов ацетилхолина в гиппокампе на поведенческие последствия.
В исследовании использовалась соответствующая модель западной диеты, включающая выбор рациона питания (из нескольких альтернативных продуктов с высоким содержанием сахара и жирных продуктов и напитков) и макронутриенты, которые имитируют текущее состояние здоровья человека, чтобы исследовать, функционально ли кишечная микробиота связана с дефицитом памяти, вызванным ранним детским состоянием здоровья, возможно, через изменения активности HPC ACh.
Чтобы воспроизвести модель западной диеты на крысах в начальной стадии жизни, исследователи приняли диету в стиле кафетерия «нездоровой пищи» (CAF). В юношеский и подростковый периоды (26-56-е послеродовые дни) крыс кормили диетой типа кафетерия (с неограниченным потреблением продуктов с высоким содержанием жира и сахара; CAF) или обычным питанием (CTL). Исследователи провели метаболическую и поведенческую оценку до и после вмешательства в здоровое питание, которое началось в раннем взрослом возрасте. Они предоставили контрольным крысам (CTL) такое же количество емкостей для еды и напитков, но наполнили их обычной едой.
Команда контролировала массу тела и потребление пищи три раза в неделю. Они оценили общее содержание килокалорий в каждом компоненте рациона CAF путем умножения веса пищи и напитков для каждого грызуна на энергетическую плотность компонента. Они рассчитали потребление килокалорий из каждого макроэлемента для животных, которых кормили CAF, на основе потребления килокалорий на каждый компонент рациона CAF и состава макроэлементов каждого из них. Проблемы с памятью сохранялись даже после 30 дней здорового питания в первой группе, а последующие группы получали западную диету до 30 дней (ФОТО 56). Исследователи оценили белковые показатели ацетилхолинового тонуса у CAF и CTL крыс с дорсальным HPC (HPCd). Они использовали новый объект в контексте (NOIC) для оценки зависящей от HPC контекстуальной эпизодической памяти и новое распознавание местоположения (NLR) для оценки памяти пространственного распознавания.
Исследователи изучили роль нейротрансмиссии ACh в мозге человека (HBC) и ее возможное влияние на производительность памяти. Они исследовали количество белков, участвующих в передаче сигналов ACh в HPC, и провели корреляционные исследования между важными микробными таксонами и уровнями VAChT. Они также исследовали изменения в динамике передачи сигналов острой ACh во время эпизодической проблемы с памятью у крыс CAF по сравнению с CTL. После 30-дневного курса здорового питания они измерили передачу сигналов ACh с помощью волоконной фотометрии in vivo. Исследователи также исследовали, может ли фармакологическое лечение агонистами рецепторов ACh обратить вспять проблемы с долговременной памятью у грызунов с CAF.
Результаты
Исследование показало, что прием гидрокортикального WD (hydrocortical WD) в начале жизни вызывает долгосрочные нарушения в работе памяти, зависящей от гиппокампа, у грызунов CAF, независимо от здорового диетического вмешательства. Исследователи наблюдали значительные различия в памяти пространственного распознавания с использованием NLR и NOIC, что указывает на то, что потребление западной диеты в начале жизни не приводит к значительным расхождениям в распознавании нового предмета в тестах на память, которые не затрагивали HPC.
Ранний детский WD не влиял на показатели двигательной активности или тревожность, подразумевая, что хронический дефицит памяти, зависящий от HPC, вызванный WD, не зависит от изменения тревожных манер или двигательной активности. Исследователи также обнаружили изменения микробиома кишечника у животных, получавших CAF, со значительными различиями на уровне рода между животными, получавшими CAF, и контрольной группой. Однако эти ранние значимые различия показали обратное изменение после вмешательства в здоровое питание. Корреляционные исследования между конкретными таксонами и показателями памяти в тесте NOIC после первоначального пожизненного доступа к западной диете оставались значимыми после корректировки FDR. ОбилиеBifidobacterium и Lactococcus показало отрицательную связь со способностью запоминать, оцененной NOIC, но Lactobacillus intestinalis показала положительную связь.
Ранний детский WD вызывает долговременное снижение тонуса передачи сигналов хронической HPC ACh. Иммуноблоттинговые исследования дорсальной ткани HPC, полученные в период здорового диетического вмешательства, не выявили изменений в уровнях ChAT или AChE; однако у крыс CAF уровень VAChT был ниже, чем у крыс CTL. Ранний детский WD изменяет паттерны передачи сигналов острой ACh во время тестирования памяти, что приводит к снижению производительности у крыс CAF.
Исследование показало, что раннее пристрастие к западной диете (WD) было связано с долгосрочным эпизодическим дефицитом памяти, опосредованным измененной передачей ацетилхолина (ACh) в гиппокампе. Никотиновый рецептор α7 является критическим медиатором дисфункции памяти, вызванной WD. Кишечная флора вряд ли вовлечена в долгосрочную дисфункцию HPC, связанную с ранним детским WD. Необходимы дальнейшие исследования для улучшения понимания функциональной взаимосвязи между аномальной передачей сигналов HPC ACh и дефицитом памяти, связанным с WD, у самок.
