Резюме

1. Въведение

Цинкът е основно хранително вещество и има важна роля в контрола на функцията на генетичните системи, особено невротрансмисията [9] и трансдукцията на сигнала в мозъчния хипокампус [10]. Въпреки че цинкът е критично важен в редица физиологични процеси, в прекомерни количества той е силно невротоксичен, причинявайки генерализирана клетъчна смърт или цинкова хомеостаза [11]. В действителност, за да се предотвратят тези ненужни функции, трябва да се поддържат подходящи клетъчни концентрации на цинк. Това включва транспортирането на цинка в и извън клетката, както и в различни органели чрез цинкови транспортери [12]. ZnT3, член на семейството на цинковите транспортери, е предполагаем транспортер на цинк в синаптичните везикули на невроните и се среща в изобилие в мозъчни области като хипокампус и кора [13]. Предишни проучвания съобщават, че свръхекспресията на ZnT3 причинява анормален метаболизъм на цинка в мозъка, което може да допринесе за увреждане на невронните клетки и апоптоза [14]. Следователно клетъчните концентрации на цинк трябва да бъдат строго контролирани, тъй като променения метаболизъм на цинка или дисхомеостатисът може да бъде фактор, допринасящ за невродегенеративните процеси, свързани със загуба на паметта и образуване на амилоидни плаки, както при болестта на Алцхаймер (AD).

краткосрочната

През последните три десетилетия омега-3 мастните киселини са признати като основни хранителни вещества за енергийните източници и структурните компоненти на централната нервна система. Тяхната роля в когнитивната функция на мозъка е добре документирана. Например, наскоро показахме, че когнитивното увреждане, причинено от диета с дефицит на омега-3 мастни киселини при мишки от трето поколение, може да бъде предотвратено чрез хранително напълване с омега-3 мастни киселини [15]. Всъщност достатъчността на тази диета е повлияла на много други клетъчни събития като генна регулация и транскрипция. Въпреки това се наблюдават противоречиви констатации аналитично взаимодействие между омега-3 мастната киселина и метаболизма на цинка, свързано с когнитивната функция на мозъка. Следователно целта на настоящото проучване е да се определи дали краткосрочните хранителни добавки с омега-3 мастни киселини влияят върху молекулярното взаимодействие между експресията на мозъчни гени на цинков транспортер-3 и когнитивната функция при мишки.

2. Резултати

2.1. Тегло, прием на храна и вода

Разликите в средното телесно тегло, приема на храна и вода между четирите диетични групи не са значителни.

2.2. Изпълнение на Y-Maze

a, b Различните азбуки в един и същи ред означават значителна разлика при p Фигура 2. Всъщност DHA от PUFA индуцира намаляване на смъртта на невроналните клетки чрез намалена експресия на ZnT3 и поемане на цинк [14]. Предишни проучвания съобщават, че анормалният метаболизъм на цинка в мозъка допринася за когнитивно увреждане и образуване на бета-амилоид при AD мишки [31]. В действителност, високото ниво на синаптичен цинк ще доведе до токсичност в мозъчните неврони и следователно ще доведе до наранявания на невроните [32] и апоптотична клетъчна смърт [33,34]. По този начин, регулирането на ZnT3 поради диетичния дефицит на омега-3 мастни киселини причинява когнитивно увреждане при BT мишки.

Потенциалният молекулярен механизъм, чрез който омега-3 мастната киселина може да взаимодейства с цинковия транспортер в мозъчната когнитивна функция.

4. Експериментална секция

4.1. Животни и диета

Триседмични мъжки мишки BABL/c (n = 24) са закупени от Центъра за животински ресурси, Факултет по ветеринарна медицина, Universiti Putra Малайзия, МАЛАЙЗИЯ. Мишките бяха разделени на случаен принцип в четири групи и хранени с полусинтетични диети, които съдържаха идентични количества протеини, въглехидрати, мазнини, витамини, минерали и допълнени с 10% (т/т) рибено масло (FO, n = 6), 10 % (w/w) соево масло (SO, n = 6) и 10% (w/w) масло (BT, n = 6). Стандартната гранула представлява контролната диета (CTL, n = 6). След 3 седмици на диети за лечение, всички животни бяха тествани за когнитивна функция чрез тест с Y-лабиринт. Експресията на мозъчния ген и профилът на мастните киселини в мозъка бяха определени в края на експеримента. Всички тестове, свързани с грижи и боравене с животни, бяха одобрени от Институционалния комитет по грижа и употреба на животните (IACUC) към Факултета по ветеринарна медицина, Университет Путра Малайзия, Малайзия (UPM/IACUC/2014/084, 10 януари 2014 г.).

4.2. Тест Y-Maze

Когнитивната функция на мишките беше тествана с помощта на Y-лабиринтния тест, както е описано по-рано [15]. Y-лабиринтът имаше три еднакви рамена с еднакъв размер: стартовото рамо, в което първо се поставя мишката (винаги отворена); познатата ръка (винаги отворена); и новата ръка, която беше блокирана по време на първото изпитание, но отворена по време на втората пътека. Различни визуални реплики бяха поставени на стената в края на всяко рамо на лабиринта. Тестът с Y-лабиринт се състои от две опити, разделени с интервал от 1 h. Първото изпитание беше с продължителност 10 минути и позволи на мишката да изследва само две рамена (стартовото и познатото рамо) на лабиринта, като третото рамо (новото рамо) беше блокирано. След 1 час беше проведено второто изпитване; мишки бяха поставени в едни и същи начални рамена в опит 1, със свободен достъп до трите рамена за 5 минути. Опитите са записани с помощта на таванна камера. След това бяха наблюдавани записите, за да се преброят броят на записите и времето, прекарано във всяка ръка. Ефективността на Y-лабиринта беше благоприятна, когато броят на влизанията и времето, прекарано в новото рамо, бяха по-големи от тези в другите рамена. Общият брой влизания на рамото и времето (в секунди), прекарано в новото рамо, са индикатор за пространствената работна памет [35].

4.3. Екстракция на РНК и RT-PCR в реално време

В края на 4 седмици животните бяха евтаназирани и тъканни проби от хипокампуса (

4.4. Анализ на мастна киселина в мозъка

4.5. Статистически анализ

Еднопосочен ANOVA с многократни измервания върху една променлива, последван от post hoc тест за най-малка разлика (Statistica 7, StatSoft, Tulsa, OK, USA) е използван за оценка на ефективността в Y-лабиринтния тест между групите. Експресията на иРНК се анализира чрез несдвоен t-тест на Student. Всички данни се отчитат като средно ± SEM; статистическата значимост се определя като р стойност по-малка от 0,05.

5. Заключения

Като цяло, настоящите ни резултати показват, че краткосрочните хранителни добавки с омега-3 мастни киселини са увеличили експресията на определени мозъчни гени и следователно подобрили когнитивната функция на мозъка при мишки. Тук беше доказано, че краткосрочният диетичен дефицит на омега-3 мастни киселини повишава нивата на експресия на гена ZnT3, което влияе върху когнитивните показатели при мишки. Препоръчително е да се проучи допълнително дали регулирането на ZnT3 или други цинкови транспортери би довело до изтичане и приток на клетъчен цинк, причиняващ генерализирано увреждане на невроналните клетки. По този начин, участието на няколко гена, индуцирани от диетичните омега-3 мастни киселини чрез молекулярни изменения на мембранните фосфолипиди, са от значение за синаптичните механизми като синаптогенеза и процеси на трансдукция на сигнали, които медиират формирането на обучение и памет.

Благодарности

Тази работа беше подкрепена от Схемата за безвъзмездни средства за фундаментални изследвания (FRGS), Министерство на висшето образование Малайзия (5524416).

Принос на автора

Хафанди Ахмад проектира експериментите и анализира данните; Нур Фархана Ахмад Сопиян, Нурул ’Иззати Шафие и Мехди Ебрахими извършиха експериментите; Хафанди Ахмад, Нур Фархана Ахмад Сопиан, Мокриш Аджат, Мохд Хизми Мохд Нур, Мохамед Али Раджьон и Гох Йонг Менг.

Конфликт на интереси

Авторите не декларират конфликт на интереси.