Межі у старінні нейронауки

Редаговано
Аурел Попа-Вагнер

Неврологічне відділення Університетської лікарні Ессен, Німеччина

Переглянуто
Вільям Гріффіт

Техаський університет A&M, США

Тін-Тін Хуан

Стенфордський університет, США

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони можуть не відображати їх ситуацію на момент огляду.

годування

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • 1 Кафедра фармацевтичної хімії Віденського університету, Відень, Австрія
  • 2 Кафедра зоології, природничий факультет, Університет Аль-Азхар, Ассіут, Єгипет
  • 3 Основний підрозділ біомедичних досліджень, Відділ лабораторних наук про тварин та генетики, Віденський медичний університет, Відень, Австрія
  • 4 Кафедра нейропротеоміки Медичного університету Парацельса, Зальцбург, Австрія
  • 5 Центр досліджень мозку, Віденський медичний університет, Відень, Австрія

Вступ

Вплив обмеження калорій на пізнання у вікових щурів повідомлялося раніше (Adams et al., 2008; Rich et al., 2010; Kaptan et al., 2015). Однак результати суперечливі щодо корисних (Gyger et al., 1992; Rich et al., 2010; Kaptan et al., 2015), відсутність ефектів (Beatty et al., 1987; Bond et al., 1989; Hansalik et al., 2006) або порушення (Yanai et al., 2004) просторового навчання та пам'яті. Це може бути пов'язано з різними обмеженнями.

По-перше, більшість досліджень працюють з довготривалим обмеженням їжі, таким чином мимовільним зменшенням споживання їжі, дієтою з високим вмістом жирів або виключенням поживних речовин, необхідних для нормального розвитку та гомеостазу організму (Berrocal-Zaragoza et al., 2014; Boitard et al. ., 2014; Lépinay et al., 2015; De Luca et al., 2016; He et al., 2017). Однак дієта з високим вмістом жиру та недоступність необхідних поживних речовин мають клінічне значення і не обов’язково відіграють певну роль у повсякденному житті. Мимовільне обмеження спричиняє хронічний стрес, про що свідчить хронічно підвищений рівень кортикостерону (Han et al., 2001; Pesic et al., 2010; MacDonald et al., 2014), який впливає на поведінку (Duclos et al., 2009) та нейрональну та синаптичну пластичність (Pavlides et al., 1993) і може протидіяти можливим сприятливим ефектам обмеження їжі (Qiu et al., 2012). Легкий хронічний стрес особливо погіршує просторове пізнання в таких винагороджених завданнях, як дірка (Conrad, 2010).

Більше того, тривале обмеження їжі посилює загальну активність у вікових щурів (Todorovic et al., 2018), і цей фактор може сприяти більшою мірою чи виключно полегшувальному впливу обмеження їжі на просторові показники у вікових щурів, ніж обмеження як таке (Fitting et al., 2008).

Всі ці фактори можуть також сприяти вищій мінливості індивідуальних реакцій експериментальних тварин в залежності від завдання та віку через різну чутливість до стресу та різницю в індукції рухової активності (Blokland and Raaijmakers, 1993; Gallagher et al., 2006; Бізон та ін., 2009).

Тривалий ad libitum годування з низькокалорійною дієтою може обійти ці недоліки. Pitsikas та співавт. (1990, 1991) виявили деякі полегшуючі ефекти у водному лабіринті та ефективність пасивного уникнення у вікових щурів після режиму годування протягом усього життя при низькокалорійній дієті, однак можливі наслідки для винагороджених їжею завдань не вивчаються. Тому ми перевірили ефект ad libitum годування стандартною дієтою та дієтою зі зниженою енергією, що забезпечують однакові компоненти, але в різних кількостях, мотивацією та когнітивними здібностями в просторовому завданні, винагородженому харчуванням. Особлива увага була приділена залежності від віку різних дієт та однорідності поведінкової діяльності.

Матеріали та методи

У віці (17–18 місяців) дорослий (6–7 місяців) і молодий (3–4 місяці) самці щурів Sprague – Dawley, виведені та утримувані в основному підрозділі біомедичних досліджень, Відділ лабораторних наук про тварин та генетики, Медичний університет Відня. Щурів утримували групами по троє в стандартних клітинах Макролон, наповнених автоклавованою деревною тріскою (температура: 22 ± 2 ° C; вологість: 55 ± 5%; 12 год штучного світла/12 год темний цикл: світло вмикається о 7:00 ранку) . Дослідження проводилось згідно з керівництвом Комітету з етики Віденського медичного університету та було затверджено Федеральним міністерством освіти, науки та культури, Австрія.

Холеборд

Помилки посилальної пам’яті зазначались як кількість відвідувань непрокручених дірок. Індекс опорної пам’яті (RMI) обчислювали за формулою (перший + повторне відвідування приманки)/загальна кількість відвідувань усіх лунок. Всі поведінкові тренінги/тестування проводились під час світлової фази циклу світло-темрява.

Вікові групи

Ми вибрали молоді та дорослі групи, оскільки спочатку вони не є повністю соціально зрілими і не розвивають структури соціального домінування (Adams and Boice, 1989), тоді як дорослі щури розвивають соціальне домінування та досягли повної зрілості опорно-рухового апарату (Adams and Boice, 1989; Sengupta, 2011). Старі щури Спрег-Доулі чутливі до розвитку пухлини із середньою тривалістю життя 22-26 місяців (Nakazawa et al., 2001), що представляє старечий стан. Тому ми вибрали трохи молодших щурів як вікових щурів. Крім того, ми розділили ці групи відповідно до різних періодів часу годування різними дієтами. Графік режиму годування наведено в таблиці 1.

ТАБЛИЦЯ 1. Розклад різних режимів годівлі.

Дієти

Були доступні стандартні (R/M-H) та низькоенергетичні (R/M-H Ered II) дієти (ssniff ®, Соест, Німеччина) та водопровідна вода ad libitum під час житла. Вміст їжі наведено в таблиці 2 відповідно до інформації, наданої виробником. Щурів годували стандартною дієтою до 10–12 тижнів, а потім давали низькоенергетичну дієту. У разі тестування та повторного тестування на літніх щурах застосовували стандартну дієту до досягнення дорослого віку, потім щурів тестували і згодом давали дієту з низьким рівнем енергії до повторного тестування як старі щури.

ТАБЛИЦЯ 2. Склад стандартної дієти (STD) та дієти з низьким енергоспоживанням (LED) відповідно до інформації, наданої виробником.

Статистика

Дорослі щури походять з двох великих когорт, одна з яких харчується стандартною дієтою (n = 162) та одна з дієтою з низьким енергоспоживанням (n = 120), стандартна дієтична когорта отримувала низькоенергетичну дієту з 13 до 18 місяців, а потім тестувалась (таблиця 1). Через 18 місяців з цієї когорти залишилося 127 щурів. Для багатогрупового порівняння продуктивності всіх щурів за стандартною дієтою з тими самими щурами, які досягли дієти з низьким енергоспоживанням, було випадковим чином вибрано 10 щурів з більших груп когортів (процедура довільного відбору Microsoft Excel 2007), щоб отримати аналогічні розміри вибірки, як для молоді щури. Відмінності в поведінці, масі тіла та споживанні їжі перевіряли за допомогою загальної лінійної моделі для повторних вимірювань з випробуванням/часом та дієтою як чинниками. Різниця в характеристиках утримання в дірочній дошці була перевірена одним способом ANOVA. Межа значущості була встановлена стор ≤ 0,05.

Результати

Поведінкова ефективність

Відвідування пам’яті та дірок

Порівнюючи всі групи (n = 10, кожен) ми виявили загальну різницю в опорних індексах пам'яті [F(4,45) = 47,28, стор Ключові слова: харчовий статус, старіння неврології, статистика, індивідуальність, реакція на харчові винагороди

Посилання. Спереду. Старіння нейросків. 10: 249. doi: 10.3389/fnagi.2018.00249

Отримано: 28 березня 2018 р .; Прийнято: 30 липня 2018 р .;
Опубліковано: 15 серпня 2018 року.

Аурель Попа-Вагнер, Університетська лікарня Ессен, Німеччина

Ting-Ting Huang, Стенфордський університет, США
Вільям Гріффіт, Техаський університет A&M, США