Határok a táplálkozásban

Neuroenergetika, táplálkozás és agyi egészség

Szerkesztette
Vittorio Calabrese

Cataniai Egyetem, Olaszország

Felülvizsgálta
Nafisa M. Jadavji

Midwestern Egyetem, Egyesült Államok

Maria C. Scuto

Cataniai Egyetem, Olaszország

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

okozta

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Rövid kutatási jelentés CIKK

  • 1 Ajinomoto Co., Inc., Kawasaki, Japán
  • 2 Funkcionális agyi képalkotó osztály, Országos Radiológiai Tudományok Intézete, Nemzeti Kvantum- és Radiológiai Tudományok és Technológia Intézet, Chiba, Japán

Bevezetés

Az Alzheimer-kór (AD) egy idős korban nagyon elterjedt neurodegeneratív betegség (1), amelynek jelentős társadalmi-gazdasági hatása van, ami világszerte megnövekedett gazdasági terhet jelent az egészségügyi rendszerekben (2). Mivel a kóros változások, például az amiloid β felhalmozódása több mint két évtizeddel a kognitív károsodások megjelenése előtt következnek be (1), fontos az AD elleni megelőző stratégiák megtalálása. Azonban a kognitív károsodások megjelenése előtt évtizedekkel az embereknek az AD megelőzésére szolgáló gyógyszerek felírása óriási társadalmi-gazdasági hatással bír, figyelembe véve az AD-ben szenvedő betegek növekvő számát (3). Ebben az összefüggésben a napi élelmiszer-beavatkozás reális stratégia lehet az AD megelőzésében.

A táplálkozási epidemiológia valóban megmutatta a fehérjebevitel fontosságát az idősek agyműködésének fenntartásában. Az egészséges idősekkel összehasonlítva a demenciás betegeknél szignifikánsan alacsonyabb a fehérjebevitel, és a demenciában szenvedő betegek alacsonyabb fehérjebeviteléről beszámoltak, hogy súlyos demenciával járnak (4–6). Az időskori fehérjebevitel szintje pozitívan kapcsolódik a memória működéséhez (7, 8), és a magas fehérjebevitelű idős embereknél alacsony az enyhe kognitív károsodás (MCI) kockázata (9). Sőt, a magas fehérjetartalmú idős emberekről nemrégiben beszámoltak arról, hogy alacsony az amiloid β felhalmozódása az agyban (10).

Jóllehet a fehérjetáplálkozás jótékony szerepe az agyműködésben idős emberekben jól kimutatható, keveset tudunk arról a mechanizmusról, amely révén a fehérjebevitel fenntartja az agy működését és megakadályozza az MCI-t. Tekintettel arra, hogy a fehérjék több aminosavból állnak, beleértve az esszenciális aminosavakat (EAA), a fehérje alultápláltsága aminosav bevitel hiányához vezethet, ezáltal befolyásolva az agyat. Az aminosavakról ismert, hogy nemcsak energiaforrásként, hanem a fehérje szintézisében, az anyagcserében és a sejtek homeosztatikus működésében is szerepet játszanak a test több szervében, beleértve az agyat is. Az aminosavak a neurotranszmitterek prekurzoraként működnek, különösen az agyban. Feltételeztük, hogy az alacsony fehérjetartalmú étrend (LPD) az EAA-k alacsony koncentrációjához vezet a plazmában és az agyban, ami a neurotranszmitterek kimerülését eredményezi az agyban. A fehérje és az aminosavak táplálkozási jelentőségének feltárása az agy működésében az idős egereket LPD-vel etettük, ami viselkedési rendellenességeket okozott, és további hét EAA táplálkozási hatását vizsgáltuk [valin (Val), leucin (Leu), izoleucin (Ile), lizin (Lys), fenilalanin (Phe), hisztidin (His) és triptofán (Trp)], amelyek neurotranszmitterek forrásai, ebben a modellben.

Anyagok és metódusok

Állatok

Kísérletekhez hím C57BL/6J egereket (55–63 hét, Charles River Laboratories, Japán) használtunk. Ezeket az egereket 25 ° C-on tartottuk 12 órás világos/sötét ciklusban (fény 8-tól 8-ig 8-ig), ad libitum ételt és vizet a ketrecükben. A jelen vizsgálatban szereplő összes állatkísérleti eljárást az állatetikai bizottság intézményi felülvizsgálati testülete hagyta jóvá, aki az Ajinomoto Co., Inc. intézményi irányelveit követi.

Diéta és aminosav beavatkozás

Az egereket biztosítottuk ad libitum vízhez és kontroll diétához való hozzáférés [normál fehérjetartalmú étrend (NPD); 20% kazein alapú étrend, 1. kiegészítő táblázat]. A kísérleti protokoll kezdetén a kontroll étrendet felváltották a kísérleti étrenddel, amely vagy NPD (20% kazein alapú étrend), vagy LPD (5% kazein alapú étrend) volt (1. kiegészítő táblázat). Az aminosav-intervenciós körülmények között az egereket 10 ml/kg 0,5% metil-cellulóz [vivőanyag (Veh)] per os (PO), 1 g/10 ml/kg 1 (C1) PO aminosav vagy 1 g/ml 10 ml/kg C2 aminosav PO (1. táblázat) naponta kétszer, minden hét 1–5. Napján, a 72 napos kísérleti periódus alatt (1A. Ábra).

Asztal 1. Az aminosavak keverékének összetétele.

1.ábra. Az LPD kiváltotta a kognitív hanyatlást, az izgatottságot és a dezinhibíciót, de az EAA enyhítette ezeket a változásokat. (A) A kísérleti eljárás sematikus rajza. Az 1. kísérlet adatait a (B – H). (B – D) A PAT eredmények összefoglalása. (B) Az edzés során nem volt szignifikáns különbség a csoportok között. (C) Az átlagos átmeneti késleltetés az egyes csoportokban az edzés során [F (3, 43) = 3,4, o ® (FUJIFILM Wako Pure Chemicals, Osaka, Japán) és tandem tömegspektrometriával (LC-MS/MS) párosított folyadékkromatográfiával analizáltuk a (11) -ben leírtak szerint. A dopamin-, noradrenalin- és szerotonin-méréseket HPLC-ECD rendszeren (HTEC-500: EICOM, Kyoto, Japán) végeztük, és pg/mg szövet tömegben fejeztük ki. A plazmaalbumin, valamint az összes fehérje és a glükóz mérését kémiai elemzővel végeztük (DRI-CHEM3500V: FUJIFILM, Tokió, Japán).

Emelt Plusz Labirintus

Az emelt plusz labirintus (EPM) két nyitott (29,5 × 6 cm) és két zárt karból (29,5 × 6 × 15 cm) állt, amelyek a talajtól 50 cm-re egy központi emelvénytől (6 × 6 cm) nyúltak ki (BRC), Nagaoya, Japán). Minden egyes egeret a középső részre tettünk nyitott karral szemben, és 8 percig szabadon felfedezhettük az útvesztőt. Az állatok viselkedését rögzítettük, nyomon követtük és elemeztük a SMART 3.0 videókövető rendszerekkel. A következő paramétereket értékeltük: a zárt/nyitott karokba való belépés száma, a megtett távolság (cm) a zárt és nyitott karokban, valamint a zárt és nyitott karokban töltött idő. Az EPM-tesztet a 28. és a 60. napon hajtottuk végre az 1. kísérletben, a 36. napon pedig a 2. kísérletet a sötét időszakban.

Passzív elkerülés teszt

A passzív elkerülés tesztet (PAT) egy áthúzható ketrec (Muromachi Kikai, Tokió, Japán) segítségével végeztük, amely fehér és fekete rekeszből állt, amelyeket tolóajtó választott el. Az edzés során az egereket a fehér rekeszbe tették, kinyitották az ajtót, és rögzítették az átmeneti késleltetést. Amikor az egerek négy mancsával a rácspadlón beléptek a sötét rekeszbe, rozsdamentes acélrudakon keresztül 1 másodpercig elektromos lábütést (1 mA) adtak ki. 24 óra elteltével szondatesztet hajtottunk végre ugyanazzal az eljárással, lábütés nélkül. A sötét rekeszbe való belépés késleltetési idejét 480 másodpercig rögzítették az 1. kísérletben, és 300 másodpercet a 2. kísérletben, mint cut-off késleltetést. A PAT-ot az 1. kísérlet 29. és 30. napján, a 2. kísérletben a 37. és 38. napon végeztük sötét időszakban.

Statisztika

A statisztikai elemzéseket a GraphPad Prism 6 szoftver segítségével végeztük. Az adatokat statisztikailag a Welch's elemezte t-teszt ≤2 összehasonlításhoz és egyirányú varianciaanalízis (ANOVA) Tukey vagy Dunnett vagy Holm-Sidak utólagos tesztjével ≥3 összehasonlításhoz. P a ≤0,05 értékeket statisztikailag szignifikánsnak tekintették 95% -os konfidencia intervallummal.

Eredmények

Idézet: Sato H, Tsukamoto-Yasui M, Takado Y, Kawasaki N, Matsunaga K, Ueno S, Kanda M, Nishimura M, Karakawa S, Isokawa M, Suzuki K, Nagao K, Higuchi M és Kitamura A (2020) fehérjehiány -Az idős egerekben bekövetkezett magatartási rendellenességeket és a neurotranszmitter veszteségét javítják az esszenciális aminosavak. Elülső. Nutr. 7:23. doi: 10.3389/fnut.2020.00023

Beérkezett: 2019. november 06 .; Elfogadva: 2020. február 25.;
Megjelent: 2020. március 11.

Vittorio Calabrese, Cataniai Egyetem, Olaszország

Maria Concetta Scuto, Cataniai Egyetem, Olaszország
Nafisa M. Jadavji, Midwestern Egyetem, Egyesült Államok