Határok a táplálkozásban

Neuroenergetika, táplálkozás és agyi egészség

Szerkesztette
Francisco Ciruela

Barcelonai Egyetem, Spanyolország

Felülvizsgálta
Mercedes G. López

Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional de México (CINVESTAV), Mexikó

Yinghua Yu

Xuzhou Orvosi Egyetem, Kína

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

magas

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

Eredeti kutatás CIKK

  • 1 Szövetgyógyító, ontogenitási és táplálkozási laboratórium, Morfológiai Tanszék, Orvostudományi Kar, Orvostudományi Intézet, Ceara Szövetségi Egyetem, Fortaleza, Brazília
  • 2 Orvostudományi Kar, Farmakológiai és Kísérleti Terápiás Intézet, Coimbrai Egyetem, Coimbra, Portugália
  • 3 Coimbra Klinikai és Orvostudományi Kutató Intézet, Orvostudományi Kar, Coimbrai Egyetem, Coimbra, Portugália
  • 4 CNC.IBILI, Coimbrai Egyetem, Coimbra, Portugália
  • 5 Fertőző betegségek és a nemzetközi egészségügy osztálya, Globális Egészségügyi Központ, Orvostudományi Kar, Virginia Egyetem, Charlottesville, VA, Egyesült Államok

Bevezetés

Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) adatai szerint az 5 év alatti gyermekek halálozásának körülbelül 45% -a közvetlenül összefügg az alultápláltság különböző fokaival a közepes és alacsony jövedelmű országokban (1). Érdekes, hogy ugyanezekben a körülmények között a túlsúly és az elhízás aránya növekszik a korai gyermekkorban, ez a szcenárió különösen nyilvánvaló a brazil favelákban [shantytowns; (2)]. Ennek a kettős tehernek a jellemzői nagyrészt másutt is megtalálhatók az alacsony erőforrásokkal rendelkező országokban (3). Világszerte a WHO megfigyelési adatai azt mutatják, hogy 155 millió óvodás gyermek szenved a testi és kognitív fejlődés károsodásától, míg 41 millió túlsúlyos vagy elhízott (4). Az elhízás különösen aggasztó, mivel az emberi egészségre gyakorolt ​​hatás az elkövetkező években várhatóan erősen megnő. Ez a forgatókönyv felveti a közegészségügyi aggályokat az alultápláltsággal, a rövid és hosszú távú betegségekkel és azok növekvő költségeivel kapcsolatban.

Az alultápláltság hatásai endémiásak lehetnek az alacsony jövedelmű családokban. Sok ember megbirkózik a rossz oktatással, higiéniával és a megfelelő egészségügyi ellátás bizonytalan hozzáférésével, ami rossz környezetet teremthet az optimális agyi fejlődéshez (5). Az elmúlt évtizedekben az elhízás járványos méreteket öltött a fejlődő országokban, halálokat és maradandó következményeket okozva (6). Ennek a tehernek a mértéke, különösen a gyermekek kognitív fejlődésére nézve, még mindig többnyire ismeretlen.

A vér-agy gát (BBB) ​​egy dinamikus és speciális struktúra, amely endotélsejtekből áll, amelyeket szoros (TJ) és adherens (AJ) csomópontok kötnek össze, és pericitákkal, bazális membránnal és asztrocita végtagokkal társulnak, amelyek együtt mikroglia és a neuronok tartalmazzák a neurovaszkuláris egységeket. Az agy endothelium a fenestrációk és az alacsony folyadékfázisú endocitózis (pinocytosis) hiányával az első „fizikai gát”, ahol a sejtek közötti komplexek alacsony paracelluláris permeabilitást és magas elektromos ellenállást biztosítanak a BBB-vel szemben (7). A BBB alapvető fontosságát az agy homeosztázisának fenntartásában, valamint a mérgező vegyületek és a vérösszetétel ingadozásaival szembeni védelemben betöltött szerepe bizonyítja, ugyanakkor a normális agyi működéshez nélkülözhetetlen tápanyagokat biztosít (7, 8). Valójában a szelektív transzporterek jelenléte lehetővé teszi bizonyos molekulák átjutását az agy parenchymájába, amelyek elengedhetetlenek a működéséhez.

Az alultápláltság (hipoproteás étrend) és az elhízás (magas zsírtartalmú étrend) egyaránt társulhat szisztémás gyulladással (9, 10). Ezen túlmenően ezek a hatások környezeti enteropátia ördögi körforgást hozhatnak létre (mikrobiota és epigenetikai változásokkal) (11), amelyek a központi idegrendszer (CNS) működési zavarainak különböző szintjeihez vezethetnek, ideértve a BBB megzavarását (12), amely az agy kapuőre. Ezenkívül az oxidált LDL, amelyet az alultápláltsági állapotok fokozhatnak (13), apoptózist indukálhat az agy endothelsejtjeiben (14). Ezen érdekes megfigyelések ellenére még mindig kevés a tanulmány a magas zsírtartalmú és alacsony fehérjetartalmú étrend (különösen az utóbbi) hatásának a BBB integritására és az ideggyulladásos válaszokra gyakorolt ​​hatására. Ezért ebben a tanulmányban új adatokat hozunk a BBB egerekről, amelyeket az alultápláltság két modellje támadott meg, és amely egy északkelet-brazil regionális alaptáplálékkal végzett krónikus táplálkozáson alapult [RBD; (15)], valamint a magas zsírtartalmú étrend (HFD) (16).

Anyagok és metódusok

Állatok

Az oxidatív stressz markerek meghatározása

A reaktív oxigénfajok (ROS) szintjét a hippokampuszban N, N-dietil-pera-fenilén-diamin (DEPPD) teszttel mértük, a korábban leírtak szerint (17). Röviden, 5 μl hippocampi-lizátumot adtunk 140 μl 0,1 M nátrium-acetát-pufferhez (pH 4,8) 37 ° C-on, 96 üregű lemezen. A mintákat három párhuzamosan vettük, és a reakció megkezdéséhez mindegyik mélyedéshez hozzáadtunk 100 μl kevert DEPPD oldatot és vas-szulfátot 1:25 arányban. A mikrotiter lemezt ezután 5 percig 37 ° C-on inkubáltuk, és az abszorbanciát spektrofotométer lemezolvasóval (Biotek, Synergy HT) mértük 505 nm-en. A ROS-szinteket egy kalibrációs görbéből számítottuk ki, és hidrogén-peroxid (H2O2) egyenértékben fejeztük ki (1 egység = 1,0 mg H2O2/L). A standard oldat kalibrációs görbéjét a meredekségek optikai sűrűség-grafikonból történő kiszámításával kaptuk.

A tiobarbitursav reaktív fajok (TBAR) vizsgálatot alkalmazták a lipidperoxidáció termékeinek értékelésére malondialdehid (MDA) útján (17). Röviden, 100 μl szöveti felülúszót inkubáltunk szobahőmérsékleten (RT) sötétben 1 órán át TBA-oldatban butil-hidroxi-toluollal (BHT; Sigma-Aldrich) és katalizátorral (Iron III klorid; Sigma-Aldrich) együtt. Ezután a mintákat 60 percig 95-100 ° C-on inkubáltuk, majd butanolos extrakciót követtünk. A felülúszókat spektrofotometriásan leolvastuk 532 nm-en (Biotek, Synergy HT), és az MDA koncentrációját 1,1,3,3-tetrametoxi-propán (Sigma-Aldrich) kalibrációs görbe alapján számítottuk (tartomány: 0,1–83,5 μM). . Az eredményeket μM/mg hippocampalis szövetben fejeztük ki.

Enzimhez kapcsolt immunszorbens assay

A vérmintákat szívszúrással vettük a BD Vacutainer SST tubusokba (BD Bioscience, Franklin Lakes, NJ, USA). A szérumot centrifugálással elválasztottuk 1100 x g-vel 15 percig, és -80 ° C-on tároltuk az elemzésig. A három állatcsoportból az IL-1β, TNF-α és IL-10 felszabadult szintjét ELISA Ready-SET-Go kit (eBioscience, San Diego, CA, Egyesült Államok) segítségével számszerűsítettük, az adatlapban meghatározottak szerint. . Az eredményeket pg/ml-ben fejeztük ki.

Western Blotting

Immunfluoreszcencia

Az asztrocita folyamatok morfológiai elemzése

A GFAP-jelölt asztrocitákat a korábban leírtak szerint elemeztük (19). Röviden, a képeket feltöltötte a FIJI Software Simple Neurite Tracer pluginjára a hossz (μm) mérésére és az asztrocita folyamatok számának számlálására. Ezenkívül az asztrociták arbor komplexitásának megállapítására Sholl-analízist végeztünk. Összesen 30 sejtet elemeztünk (10 sejt/állat összesen három különböző állatból minden kísérleti csoportban).

Statisztika

Az adatok csoportonként minimum 6 állat átlagértékének ± az átlag standard hibájának (SEM) felelnek meg. A súlygyarapodás statisztikai elemzését és a Sholl-elemzést kétirányú ANOVA alkalmazásával, majd Dunnett többszörös összehasonlító tesztjével végeztük. Az összes többi kísérleti megközelítést tekintve a statisztikai elemzést Kruskal-Wallis teszt alkalmazásával, majd Dunn teszt után többszörös összehasonlításhoz. Az összes statisztikát a GraphPad Prism 6.0 alkalmazásával számoltuk. A jelentőség szintje az volt P # P Kulcsszavak: magas zsírtartalmú étrend, regionális alap diéta, vér-agy gát, ideggyulladás, oxidatív stressz, alultápláltság

Idézet: de Aquino CC, Leitão RA, Oliveira Alves LA, Coelho-Santos V, Guerrant RL, Ribeiro CF, Malva JO, Silva AP és Oriá RB (2019) A hipoproteikus és magas zsírtartalmú diéták hatása a hipokampusz vér-agy gát áteresztőképességére és oxidatív stressz. Elülső. Nutr. 5: 131. doi: 10.3389/fnut.2018.00131

Beérkezett: 2018. július 30 .; Elfogadva: 2018. december 06 .;
Publikálva: 2019. január 09.

Francisco Ciruela, Barcelonai Egyetem, Spanyolország

Yinghua Yu, Xuzhou Orvosi Egyetem, Kína
Mercedes G. López, a Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV), Mexikó

† Ezek a szerzők egyformán járultak hozzá ehhez a munkához