Resistència temporal dels beneficis induïts per l'exercici sobre la memòria dependent de l'hipocamp i la plasticitat sinàptica en ratolins femelles Part 2

2.5. Preparació in vitro de rodanxes d'hipocamp

Poc després de l'adquisició de l'OLM, els ratolins van ser anestesiats amb isoflurà, es van decapitar i els cervells es van treure ràpidament i submergits en un medi de dissecció oxigenat i fred amb gel que contenia (en mM): 124 NaCl, 3 KCl, 1,25 KH 2 PO 4, 5 MgSO 4, 0 CaCl 2, 26NaHCO 3 i 10 glucosa.

Tots sabem que la glucosa és la principal font d'energia del cos, però sabíeu que ajuda a millorar la memòria?

La glucosa és excel·lent per a la funció cerebral perquè la glucosa és el combustible principal del cervell. El nostre cervell requereix un subministrament constant d'energia per realitzar diverses tasques complexes com el pensament, la cognició i la memòria. A mesura que augmenten les nostres activitats diàries, les demandes energètiques del cervell també augmenten, per la qual cosa hem de consumir prou glucosa per mantenir el funcionament del cervell.

A més, els estudis demostren que la glucosa pot millorar les capacitats de memòria del cervell. Quan es realitza tasques de memòria, el cervell necessita grans quantitats de glucosa per donar suport a la comunicació i la transmissió d'informació entre un gran nombre de neurones. Si el subministrament de glucosa és insuficient, la funció de memòria del cervell es veurà afectada. Per tant, obtenir prou glucosa és una de les claus per mantenir una funció cerebral saludable.

Hi ha moltes fonts de glucosa, com ara cereals, fruites, verdures i hidrats de carboni d'alta qualitat. Només necessitem consumir aquests aliments de manera raonable en la nostra dieta diària per obtenir prou glucosa i així afavorir un desenvolupament cerebral saludable.

En resum, la glucosa és un dels factors importants per mantenir la salut del cervell i ens pot ajudar a registrar i recordar millor la informació. Per tant, menjar correctament i consumir prou glucosa no només és bo per al cos, sinó també molt important per al cervell. Es pot veure que hem de millorar la nostra memòria. Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria, perquè Cistanche deserticola també pot regular l'equilibri dels neurotransmissors, com ara augmentar els nivells d'acetilcolina i factors de creixement. Aquestes substàncies són molt importants per a la memòria i l'aprenentatge. A més, la carn també pot millorar el flux sanguini i promoure el lliurament d'oxigen, cosa que pot garantir que el cervell rebi suficients nutrients i energia, millorant així la vitalitat i la resistència del cervell.

Feu clic a conèixer maneres de millorar la funció cerebral

Talls de l'hipocamp coronal (340 μm) (n=11 ({0–0–0), 6 (14–0–{ {12}}), 10 (14–7–0), 8 (14–7–2) rodanxes de 6, 3, 5 i 5 ratolins) es van preparar amb una talladora de teixits Leicavibrating (Model: VT1000S) abans de ser transferides a un registre d'interfície que conté líquid cefaloraquidi artificial (LCR) preescalfat de la següent composició (inmM): 124 NaCl, 3 KCl, 1,25, KH 2 PO 4, 1,5 MgSO 4, 2,5 CaCl 2, 26 NaHCO 3 i 10 glucosa i es manté a ± 10 glucosa. 10C. Les rodanxes es van perfondre contínuament amb aquesta solució a una velocitat d'1, 75-2 ml/min mentre la superfície de les rodanxes estava exposada a un 95% d'O2 càlid i humidificat / 5% de CO2. Els enregistraments van començar després d'almenys 2 h d'incubació.

Els potencials postsinàptics excitatoris de camp (fEPSPs) es van registrar a partir de les dendrites apicals CA1b stratumradiatum mitjançant una sola pipeta de vidre plena de 2 M NaCl (2–3 MΩ) en resposta a l'estimulació ortodròmica (filferro de nicrom trenat, 65 μm de diàmetre) del projecte Schaffercollateral-commiss CA1cal. estrat radiat. Els polsos es van administrar a 0,05 Hz mitjançant un corrent que va provocar una resposta màxima sense pics del 50%. Després d'establir una línia de base estable de 10–20-minuts, es va induir la potenciació a llarg termini (LTP) mitjançant l'entrega d'un únic episodi de 5 ràfegues 'theta', cada ràfega constava de quatre polsos a 100 Hz i les ràfegues pròpies separades per 200 ms ( és a dir, estimulació theta burst o TBS). La intensitat de l'estimulació no va augmentar durant el TBS.

Les xifres es presenten com a mitjana ± SEM. El pendent de fEPSP es va mesurar a una caiguda de l'10-90% del pendent i les dades de les xifres de LTP es van normalitzar als darrers 20 minuts de la línia de base. Les mesures electrofisiològiques es van analitzar mitjançant un ANOVA unidireccional tret que s'especifiqui el contrari al text. i el nivell de significació es va establir en p Menor o igual a 0,05.

2.6. RT-qPCR

El teixit de l'hipocamp dorsal es va mantenir congelat a -80 graus fins al seu processament. L'ARN es va aïllar mitjançant RNeasy Mini Kits (Qiagen) segons les instruccions del fabricant i l'ARN total (50 ng) es va transcriure inversament. La síntesi d'ADNc es va realitzar mitjançant el kit de transcripció inversa d'ADNc d'alta capacitat (Roche AppliedScience). Els primers es van dissenyar utilitzant la biblioteca universal de sondes de Roche; tots els cebadors es van obtenir d'IDT i sondes de la Biblioteca Universal de Sondes de Roche i es van utilitzar per a la multiplexació a la màquina Roche Light-Cycle 480 II (Roche).

Per a la transcripció bdnf exon VI i Hprt, vam dissenyar un assaig PrimeTime qPCR (IDT) ja que no hi havia cap assaig de la biblioteca de sonda universal disponible. Es van utilitzar els següents cebadors: bdnf exó I: cebador directe (5′–3′): GCATCTGTTGGGGAGACAAG, cebador invers (5′–3′): TCACCTGGTG-GAACATTGTG, sonda 56, bdnfexon IV: cebador directe (5′–3′) : GCTGCCTTGATGTTTACTTTGA, cebador invers (5′–3′): AAGGATGGT-CATCACTCTTCTCA, sonda 31, bdnf exonVI: cebador directe (5′–3′): CTGGGAGGCTTTGATGAGAC, cebador invers (5′–3′): GCCTTCATG-CAACCGAAGTA, sonda: 56-FAM/AGA CAG/Zen/AAGCGTGA-CAACAAT/3IABkFQ/; bdnf exon IX: imprimació directa (5′–3′): GCCTTTGGAGCCTCCTCTAC, imprimació inversa (5′–3′): AAGGATGGTCATCACTCTTCTCA, sonda 31. Totes les sondes diana es van conjugar amb el dyeFAM.

Tots els valors es van normalitzar a l'expressió Hprt, que utilitzava els següents cebadors: imprimació directa (5′–3′): TGCTCGAGATGTCATGAAGG, imprimació inversa (5′–3′): CTTTTATGTCCCCCGTT-GAC, sonda: /5HEX/AT CAC ATT G/Zen /T GGC CCT CTGT/3IABkFQ/. La normalització de valors s'ajusta a l'expressió Hprt. Les dades i l'anàlisi estadística es fan mitjançant algorismes propietaris de Roche i programari REST 2009 basat en el mètode Plaffl (Pfaffl, 2001; Pfaffl et al., 2002).

2.7. Anàlisi estadística

Les mides de les mostres d'aquest estudi eren similars a les que s'utilitzen generalment en el camp, incloses les informades en publicacions anteriors (per exemple, Butler et al., 2019; Keizer et al., 2021; Kwapis et al., 2018, 2020). ; López et al., 2019; Vogel-Ciernia et al., 2013) tot i que no es van utilitzar mètodes estadístics per predeterminar la mida de la mostra. Les anàlisis estadístiques es van realitzar mitjançant ANOVA unidireccional (Figs. 1, 2D, 3B, 4, S1C–F, S2 C–F) o ANOVA bidireccional (Figs. 2A–C, S1A–B, S2 A–B) seguit de proves t corregides per Tukey per comparar grups individuals. Es van realitzar comparacions simples per avaluar les puntuacions de l'índex de discriminació (DI) dins del grup per comparar l'entrenament i la prova de DI mitjançant la prova t de Student (Fig. 1D). L'ANOVA bidireccional tenia factors de fase estral i condició d'exercici (Fig. 2A–B), Fase estral i dia (Fig. 2C) o Condició d'exercici i dia (Fig. S1 A–B, S2 A–B). Totes les estadístiques es van realitzar amb el programari GraphPad Prism 8. Els principals efectes i interaccions de tots els ANOVA es descriuen al text. Totes les anàlisis van ser de dues cues i van requerir un valor de 0, 05 per significativitat. Les barres d'error de totes les xifres representen SEM.

3. Resultats
3.1. L'exercici permet la formació de memòria a llarg termini en condicions d'adquisició subllindar en ratolins femelles

Anteriorment hem demostrat que 14d d'exercici en ratolins mascles facilita l'aprenentatge sota condicions d'adquisició subllindar de la tasca OLM que va abolir el següent 7d de retard sedentari (Butler et al., 2019). A més, un subllindar 2d de reactivació de l'exercici després d'aquest període de retard sedentari pot tornar a implicar els beneficis inicials de l'exercici 14d per induir els beneficis sobre la cognició. A nivell molecular, el BDNF de l'hipocamp induït per l'exercici també disminueix significativament des dels 7 fins als 14 dies després de l'exercici i es pot tornar a facilitar amb un 2n atac posterior de rodes (Berchtold et al., 2005, Berchtold et al., 2010). Col·lectivament, el paradigma d'exercici que consisteix en 14d d'exercici inicial, 7d de retard sedentari i 2d d'exercici de reactivació sembla capturar la dinàmica temporal dels beneficis induïts per l'exercici en els homes.

És a dir, l'exercici inicial comporta beneficis cognitius, que tot i que esdevenen latents quan s'atura l'exercici, es poden reactivar mitjançant un exercici posterior de baix nivell. Per tant, examinem si paràmetres d'exercici similars també participen i mantenen els beneficis cognitius de l'exercici en les dones. Vam realitzar ratolins femelles amb diferents règims d'exercicis que consistien en un exercici inicial (14d o 0d) seguit d'un retard adentari (7d o 0d) i un exercici de reactivació (2d o 0d). ) abans de l'adquisició i la prova OLM (Fig. 1A).

Per investigar els efectes beneficiosos de l'exercici sobre el rendiment de la memòria, els ratolins van rebre una sessió d'adquisició subllindar de 3-minuts durant la qual es van aprendre les diferents ubicacions (A1 i A2) de dos objectes idèntics. En ratolins mascles, aquesta durada d'entrenament s'ha demostrat com un subllindar per a la codificació en animals sedentaris (Butler et al., 2019; Intlekofer et al., 2013; Malvaez et al., 2013; McQuown et al., 2011). El dia de la prova, un dels objectes a les ubicacions originals es va traslladar a una ubicació nova (A3) i es va examinar el temps dedicat a explorar cada ubicació de l'objecte. Atès que els ratolins presenten una preferència innata per la novetat, l'OLM a llarg termini s'evidencia amb una major exploració de la ubicació de l'objecte nou en comparació amb l'objecte a la ubicació fixa.

Els paràmetres de l'exercici van afectar el rendiment de la memòria el dia de la prova (Fig. 1D; ANOVA unidireccional, Grup F (3,27)=7,66, p=0.{{10}} 007), on 14 dies d'exercici inicial (14–0–{0) van conduir a un rendiment de memòria a llarg termini molt elevat en relació amb el grup de control sedentari ({{ 22}}–0–0) (Fig.1D Prova post hoc de Tukey, p=0.003). Un retard sedentari de 7-dia va provocar una disminució del rendiment en relació amb el grup d'exercicis inicial de 14–0–0 (figura 1D, prova post hoc de Tukey, p =0,007) i una diferència no significativa respecte al control (0–0–0) (Fig. 1D Test post hoc de Tukey, p=0,985).

Per investigar si els beneficis de l'exercici inicial es mantenen durant tot el retard sedentari, un grup d'animals es va sotmetre a un exercici de reactivació 2d abans de l'adquisició d'OLM després d'un retard sedentari (14–7–2). Els ratolins de la cohort d'exercicis d'activació (14–7–2) van mostrar puntuacions de DI significativament més altes en comparació amb el control sedentari (0–0–{0) (Fig. 1D Prova post hoc de Tukey, p.=0.019) i cohorts de retard sedentari (14–7–0) (Fig. 1D Prova post hoc de Tukey, p=0.043).

Les comparacions dins del grup (Fig. 1D, significació indicada amb el símbol # entre barres) de les puntuacions de DI del dia d'adquisició en comparació amb el dia de la prova revelen puntuacions de DI més grans durant la prova en comparació amb l'entrenament només durant els 14–0–{{4} } (t (12)=8.449, p=0.00{{2{0}}1) i 14–7–2 grups (t (14)= 4,991, p=0.0002), però no 0–{{55 }}–0 (t (14)=1,871, p=0.082) o 14–7–{0 grups (t(14 ) {{30}}.844, p=0.086), confirmant encara més la formació exitosa d'OLM a llarg termini només a l'exercici inicial (14–0–0) i l'exercici de reactivació (14–7). –2) cohorts. El rendiment de la prova no es va veure influenciat per les diferències en el temps d'exploració d'objectes el dia de la prova (Fig. 1E; ANOVA unidireccional: F (3,27)=2.264, p=0.1038). És important destacar que cada grup d'exercicis es va habituar al context experimental, mesurat per una reducció significativa de la distància recorreguda i de la velocitat mitjana a través de les sessions d'habituació (figura suplementària S1 A–B; el dia d'habituació post hoctest de Tukey 1 vs 6, p <0, 05 per a 0–0–0). , grups 14–7–0 i 14–7–2; p=0.07 per al grup 14–0–0).

Durant la sessió d'adquisició, els ratolins de tots els grups van mostrar puntuacions d'índex de discriminació (DI) relativament baixes i similars, cosa que indica una manca de preferència per a qualsevol dia d'entrenament d'objecció a les ubicacions A1 i A2 (Fig. 1B; ANOVA unidireccional, DI: Grup F ( 3,27) =2.604, pàg=0.0724). L'exploració global d'objectes també va ser similar entre grups (Fig. 1C; ANOVA unidireccional, DI: Grup F (3,27)=1.243, p=0.3137), cosa que indica que la preferència d'objectes o diferències en l'exploració no contribueixen a les diferències observades en el rendiment de la prova. En conjunt, aquestes dades demostren que el 14d d'un exercici inicial millora la formació de memòria d'ubicació d'objectes en condicions d'adquisició subllindar en ratolins femelles. Aquest efecte es manté durant tot el període de retard sedentari i els beneficis es poden recuperar amb una sessió d'exercici 2dreactivant.

3.2. La fase estral afecta l'activitat voluntària de les rodes, però no el rendiment OLM

El cicle estral dels rosegadors femenins abasta normalment de 4 a 5 dies, durant els quals les hormones reproductives fluctuen de manera natural (Becker et al., 2017; Becker i Koob, 2016). De fet, l'activitat de les rodes varia al llarg del cicle estral, cosa que suggereix el paper de les hormones sexuals circulants en la modulació de l'activitat física dels rosegadors femenins (Novak et al., 2012; Sherwin, 1998). Així, comparem la distància de carrera a través de diferents fases del cicle estral per avaluar el paper del cicle estral en el comportament de les rodes.

Pel que fa a l'aprenentatge i la memòria, mentre que alguns estudis no informen cap efecte de la fase estral en el rendiment conductual de les tasques de memòria espacial (Berry et al., 1997; Ter Horst et al., 2013; Keizer et al., 2017), altres han suggerit el contrari (Cordeira et al., 2017). al., 2018; Hokenson et al., 2021; Milad et al., 2009; Pompili et al., 2010; Tuscher et al., 2015; Warren i Juraska, 1997; Trask et al., 2020), incloent un rendiment millorat de la tasca OLM durant la fase de proestre i estro (Frick i Berger-Sweeney, 2001; Frye et al., 2007; Paris i Frye, 2008; Pompili et al., 2010).

Per tant, també comparem el rendiment de l'OLM entre les etapes estrals durant l'adquisició i els dies de prova per identificar qualsevol efecte del cicle estral en el rendiment de l'OLM dins del grup. col·locat en una altra agrupació en l'anàlisi de l'estro en l'adquisició i la recuperació. En una anàlisi de la distància de carrera, la carrera diària es va representar gràficament amb les fases estreles col·lapsades a causa de la poca mida de la mostra i es va analitzar amb totes les fases separades quan es va avaluar la distància mitjana de carrera durant el període inicial de 14-dia.

No es va observar un efecte de l'estro sobre la distància de carrera en les avaluacions de la carrera diària (Fig. 2A; ANOVA bidireccional, Fase F (1,63)=0.10, p=0.748; Fase × Dia F (13.424) =0,66, p=0,798), però es va observar un efecte de la fase estral quan es van separar les fases estrals i es va avaluar la distància mitjana de carrera (Fig. 2B; unidireccional). ANOVA, Fase F(3.511)=2.88, p=0.035), on les femelles en estro corrien significativament més que les femelles en el diestre (Fig. Prova post hoc de Tukey, p=0 .034), però no les fases de proestro (p=0.133) ni de metestre (p=0.949).

Fase estral a l'entrenament (Fig. 2C; ANOVA bidireccional, PhaseF (1,23)=0.11, p=0.738; Fase × Exercici Grup F (3,23) {{10 }},70, p=0,559) o dia de prova (Fig. 2D; ANOVA bidireccional, Fase F (1,23)=1,79, p=0,193 Fase × Grup d'exercicis F(3,23)=0.20, p=0.894) no va afectar el rendiment. En conjunt, les nostres dades indiquen que, d'acord amb altres informes sobre la distància estral i de carrera, els ratolins en estrus donen lloc a una distància general de carrera més gran.

3.3. La LTP hipocampal millorada per l'exercici es manté durant la inactivitat

Com es mostra anteriorment, els nostres paradigmes d'exercici faciliten l'OLM a llarg termini després de 14 d'exercici i 2 d'exercici de reactivació. Per tant, vam preguntar si la plasticitat sinàptica de l'hipocamp també es va millorar després de l'aprenentatge facilitat per l'exercici en aquests mateixos animals (Fig. 1A). Es van recollir i processar rodanxes agudes de l'hipocamp per mesurar els enregistraments de potencials excitatoris postsinàptics de camp (fEPSP) de l'estrat radiatum del CA1b responen a l'estimulació de les projeccions col·laterals-comisurals de Schaffer en CA1c stratumradiatum.

Per examinar els canvis en la plasticitat sinàptica després de l'aprenentatge, vam aplicar un únic tren d'estimulació de 5 theta-burst (TBS) per induir la potenciació a llarg termini (LTP) en llesques recollides durant la finestra de consolidació de la memòria, 1 h després de l'adquisició de l'OLM. S'ha informat anteriorment que aquesta forma d'estimulació dependent de BDNF indueix ratolins de potenciació estable (Acharya et al., 2019; Keizer et al., 2021; Kramár et al., 2004; Kwapis et al., 2018; Vogel-Ciernia et al., 2018; 2013; White et al., 2016). Vint minuts després del TBS, el pendent de fEPSP comença a estabilitzar-se a mesura que el LTP entra en la fase de consolidació, durant la qual es produeixen esdeveniments dinàmics sinàptics per mantenir la força sinàptica a llarg termini (G. Lynch, 1998).

En rodanxes preparats a partir de tots els ratolins, el TBS va produir una potent potenciació immediata que va decaure i després es va estabilitzar durant els següents 2 0 min (figura 3A). Es va observar una LTP estable, mesurada entre 50-60 minpost-TBS, en condicions d'exercici (Fig. 3B; ANOVA unidireccional F (3,31) =9.32, p=0.0002) on tots els grups que es van sotmetre a exercici van mostrar un augment de la potenciació mitjana respecte al control sedentari (14–0–0: p=0.003, 14–7–0: p {{21} }.0002, 14–7–2: p=0.033), que indica una plasticitat sinàptica millorada. Per examinar si aquest enfortiment sinàptic es va deure a canvis en la funció neuronal de referència dins de l'hipocamp, vam generar corbes d'entrada/sortida i vam mesurar canvis en la facilitació del pols aparellat.

No hi va haver cap diferència significativa entre els grups en el pendent de les corbes per a les respostes de pendent de fEPSP en relació amb la magnitud de la volada de fibres (Fig. 3C; ANOVA unidireccional F (3,31)=0.35, p= 0. 79) o facilitació de polsos aparellats (Fig. 3D; ANOVA bidireccional, grup: F (3,31)=1.49, p =0}.24, interacció: F (6,62) 1.70, p=0.13). En conjunt, aquestes dades suggereixen que un període d'exercici inicial millora la plasticitat sinàptica de l'hipocamp que persisteix fins i tot després de la cessació de l'exercici i després d'una sessió d'exercici de reactivació sense alterar les funcions neuronals de referència. Val la pena assenyalar que aquesta millora duradora de la LTP de l'hipocamp és incompatible amb la disminució del rendiment de l'OLM observada després del retard sedentari, que tractem a la discussió.

For more information:1950477648nn@gmail.com