במאמר שפורסם לאחרונה ב חומרים מזינים, חוקרים העריכו את ההשפעות המועילות ארוכות הטווח של צום לסירוגין (IF) על דלקת עצבית, פגיעה קוגניטיבית וחסרי זיכרון בעכברים שניזונו מתזונה עתירת שומן (HFD).
בנוסף, הם השתמשו בעכברים שניזונו מ-HFD עם דליפת מחסום דם-מוח (BBB) כדי לבחון את ההשפעות של IF על ההצלבה בין הצטברות מקרופאגים הקשורים למוות באדיפוציטים ודלקת בהיפוקמפוס באנצפלופתיה סוכרתית.
לימוד: צום לסירוגין מפחית דלקת עצבית ופגיעה קוגניטיבית בעכברים המוזנים בדיאטה עתירת שומן על ידי הורדת ויסות הליפוקלין-2 וגלקטין-3. קרדיט תמונה: vetre/Shutterstock.com
רקע כללי
השמנת יתר וסוכרת מסוג 2 (T2D) מוכרות היטב בשל ההשפעות המזיקות שלהן על קוגניציה וזיכרון. יתר על כן, הפרעות בתפקוד המטבולי הללו מגבירים את החדירות של ה-BBB, מה שמחמיר עוד יותר את הדלקת העצבית ואת החסכים בזיכרון.
לפיכך, שיבוש בהיפוקמפוס BBB נחשב לסמן ביולוגי מוקדם של ליקויים בזיכרון הקשורים לסוכרת והפרעות קוגניטיביות.
מחקרים הראו ששני חלבונים, ליפוקאלין-2 (LCN2) וגלקטין-3 (GAL3), עשויים להיות מעורבים בביטויים נוירולוגיים אלה.
הראשון, ליפוקאלין הקשור לג'לטינאז, מופרש על ידי אדיפוציטים, כולל נויטרופילים ומקרופאגים, בעוד שתאים שונים מבטאים GAL-3 לוויסות חיסוני.
מספר מחקרים קודמים דיווחו כי רמות גבוהות של מתווכים פרו-דלקתיים, כגון LCN2 ו-GAL-3, מעודדות דלקת עצבית על ידי הפעלת ניוטרופילים/מיקרוגליות מזיקות במוח הסוכרתי באמצעות דליפת BBB.
במילים אחרות, לחלבונים אלה עשוי להיות קשר תפקודי עם רקמת השומן.
לפיכך, חוקרים משערים כי LCN2 ו-GAL3 קשורים להשמנה ודלקת כרונית הקשורה ל-T2D. עם אינדוקציה דרך HFD, LCN2 ו-GAL3 במחזור פולשים ל-BBB הדולף ומפעילים תאי מיקרוגליה, וכתוצאה מכך נוירו-דלקת מקומית.
לאחר מכן, תאים אלו מפרישים רמות גבוהות של tumor-necrosis factor-alpha (TNF-α), אשר מחמירה דלקת עצבית, ופוגעת עוד יותר בחדירות BBB, מה שפוגע עוד יותר בקוגניציה ובזיכרון.
לאחרונה, IF, שינוי תזונתי, משך תשומת לב על הפוטנציאל שלו להפעיל השפעות נוירו-פרוקטטיביות בקרב חולים עם T2D והשמנת יתר.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים השתמשו בעכברים שניזונו מ-HFD כדי לחקור את המנגנונים המדויקים שבהם IF כרוני מפעיל השפעות נוירו-פרוקטטיביות על דלקת עצבית בתיווך LCN2 ו-GAL3 וחדירת מקרופאגים לרקמת שומן.
הצוות חילק את כל עכברי הבדיקה לקבוצות דיאטה רגילה (ND), HFD ו-HFD + IF (HIF), כאשר בכל קבוצה יש 10, 10 ו-12 עכברים זכרים בני שלושה שבועות, C57BL/6, בהתאמה. עכברי ה-HFD הפיקו 60% מכלל האנרגיה שלהם (נמדדת בקילוקלוריות (קק"ל)) משומן.
עבור העכברים בקבוצות ND ו-HFD, פרוטוקול המחקר הורה שעכברים יוזנו עם ND/HFD למשך 30 שבועות, ועכברי קבוצת HIF הוזנו תחילה עם HFD במשך שמונה שבועות ולאחר מכן עברו לפרוטוקול IF שבו הם הוזנו לסירוגין והועברו לצום 24 שעות במשך 22 שבועות.
הצוות מדד את צריכת המזון והאנרגיה בכל יום חלופי במשך 16 שבועות לאחר השלמת משטר ה-IF. הם הקריבו את כל העכברים בני 34 שבועות.
בדיקות נוספות שבוצעו על רקמות עכברים היו EchoMRI, שכמת את מסת השומן בגוף שלהם, מבחן סבילות לאינסולין (ITT) ומבחן סבילות לגלוקוז (GTT), שעזרו לקבוע את רמות הגלוקוז בדמם.
באופן דומה, בדיקת אימונוסורבנטית מקושרת אנזים (ELISA) סייעה להעריך את רמות החלבון בסרום של כל העכברים, במיוחד LCN2, GAL3 ו-Matrix metalloproteinase 9 (MMP9).
בנוסף, החוקרים השתמשו ב-TErminal Deoxynucleotidyl Transferase Dutp Nick end Labeling (TUNEL) בדיקה למדידת היקף באתרו אפופטוזיס בעכברים רקמות שומן לבנות (WAT).
הצוות מנה את מספר המבנים דמויי הכתר (CLS), המאפיינים אפופטוזיס WAT וחדירת מקרופאגים, תאים חיוביים ל-TUNEL ואלבומין חוץ-וסקולרי, אינדיקטור לדליפת BBB בדגימות רקמת ההיפוקמפוס.
הם גם הופיעו Western Blot Analysis ו-Double/Triple Immunofluorescences על דגימות WAT והיפוקמפי קפואות של שלושה עד ארבעה עכברים לקבוצה, וה- מבוך המים של מוריס (MWM) בדיקה במשך חמישה ימים בין שבעה עכברים לקבוצה.
לבסוף, החוקרים קבעו הבדלים קבוצתיים על ידי ANOVA ואחריו הבדיקות של Tukey. הם הציגו את התוצאות כשגיאת התקן של הממוצע (SEM), בהתחשב ב-a ע-ערך < 0.05 מובהק סטטיסטית.
תוצאות
לעכברים בקבוצת HFD היו משקל גוף גבוה יותר (BW) ומסת שומן בגוף; בנוסף, הייתה להם סבילות לגלוקוז לקויה.
ניתוח היסטולוגי גילה שלעכברים אלה היו הרבה תאים חיוביים ל-CLS ו-TUNEL ב-WAT שלהם, מה שמעיד על מוות שמקורו ב-HFD וחדירת מקרופאגים.
יתר על כן, אימונופלואורסצנציה משולשת הראתה נוכחות של נויטרופילים ומקרופאגים חיוביים ל-LCN2 ו-GAL3 ב-WAT של עכברי HFD.
הפסקת משטר ה-HFD עם IF גרמה לירידה דרמטית במשקל והחלשת מוות IR ואדיפוציטים בעכברים מקבוצת HIF.
IF גם החליש באופן משמעותי IR המושרה על ידי HFD כדי לתקן סבילות לקויה לגלוקוז והפחית את הביטוי המווסת של MMP9 בהיפוקמפוס של עכברים בקבוצת HIF. ניתוח אימונופלואורסצנטי גילה ש-IF גם החליש את חדירת המקרופאגים בעכברי HFD כדי לשפר את ה-IR.
יתר על כן, IF החליש באופן משמעותי את העלייה המושרה על ידי HFD בסרום LCN2, במחזור ורמות חלבון GAL3 שמקורן במקרופאגים ב-WATs של עכברי HIF, מה שהפחית את דליפת BBB, דלקת עצבית וחסרי זיכרון.
זה גם הפך את העליות הנגרמות על ידי HFD בציטוקינים פרו-דלקתיים, כגון TNF-α ו-Interleukin-6 (IL-6). לבסוף, בהיפוקמפוס של עכברי HFD, IF הפחית את הביטוי האסטרוציטי של LCN2 ומיקרוגליאלי GAL3.
סיכום
יחד, תוצאות המחקר מצביעות על כך ש-IF, חלופה להגבלה קלורית מתמשכת, עשויה לשפר את ה-IR ולהפחית את דלקת ה-WAT על ידי עיכוב חדירת מקרופאגים ומוות אדיפוציטים לתיקון הפרעות בתפקוד מטבולי בעכברי HFD.
לפיכך, מחקר נוסף צריך להתמקד בבדיקה ובאימות השימוש ב-IF כטיפול תחליפי תרופתי כדי לשפר ליקוי קוגניטיבי עקב דלקת עצבית הנגרמת על ידי HFD ושיבוש BBB במצבי דלקת כרוניים בדרגה נמוכה, כגון T2D והשמנת יתר.
מחקרים נוספים יכולים לעזור לבסס את המנגנונים המדויקים שבאמצעותם IF מגן מפני השמנת יתר ופגיעה קוגניטיבית הקשורה ל-T2D וחסרי זיכרון ביתר דיוק.
