个新名词 国际神经病学研究 2090 - 1860 2090 - 1852 Hindawi 10.1155 / 2017/8748706 8748706 研究文章 怀孕期间结合补充胆碱和二十二碳六烯酸提高胎儿海马的神经发育 http://orcid.org/0000 - 0003 - 0235 - 1181 托马斯Rajarethnem Huban 1 Megur室利罗摩克里希纳Bhat 库马尔 1 http://orcid.org/0000 - 0003 - 0613 - 2701 Jc Malsawmzuali 1 http://orcid.org/0000 - 0003 - 0322 - 4512 Kumar Gopalkrishnan 湿婆 2 http://orcid.org/0000 - 0001 - 8456 - 9330 Mugundhu Gopalram 拉梅什先生 3 http://orcid.org/0000 - 0002 - 4888 - 7056 意大利广播电视公司 Kiranmai Sesappa 3 Geula Changiz 1 解剖学系 Kasturba医学院 印度麦利普大学 印度麦利普 印度 manipal.edu 2 生理学系 Kasturba医学院 印度麦利普大学 印度麦利普 印度 manipal.edu 3 生理学系 Melaka-Manipal医学院 印度麦利普大学 印度麦利普 印度 manipal.edu 2017年 22 1 2017年 2017年 05年 08年 2016年 06 11 2016年 04 12 2016年 22 1 2017年 2017年 版权©2017 Huban托马斯Rajarethnem et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

胆碱是一个重要的营养对人类起着重要的作用在结构完整性和信号功能。二十二碳六烯酸(DHA)是一种多不饱和脂肪酸、高纯度在大脑的细胞膜。饮食摄入胆碱或独自DHA孕妇直接影响胎儿的大脑发育和功能。但没有研究显示的功效结合胆碱和DHA的补充胎儿神经发育。本研究的目的是分析胎儿神经发育的联合补充怀孕大坝胆碱和DHA。怀孕的大坝被分为五组:正常控制(数控),盐水控制(SC)、胆碱[C], DHA和C + DHA。生理盐水、胆碱和DHA作为补充适当的组大坝。数控大坝整个妊娠期间不被打扰的。在产后一天(PND) 40岁,大脑对甲苯基染色处理。小狗从胆碱或DHA补充组显示显著( p < 0.05 )增加海马的神经元数量相比,相同的数控和SC组。此外,幼崽从C + DHA补充组显示更高数量的神经元( p < 0.001 相比),海马在数控和SC组相同。因此结合补充胆碱和DHA在正常怀孕提高胎儿海马神经发育比单独补充胆碱或DHA。

 1。介绍

人类大脑开发开始妊娠第三周,是一个旷日持久的过程,取决于神经祖细胞的分化和持续到青春期后期,影响大脑功能为整个寿命( 1]。海马体是大脑的一部分形成边缘系统和对情感的学习很重要 2]。海马体在关系记忆的作用是接收到多个输入创建和允许存储表示的场景和事件的组成元素之间的联系( 3]。这个函数的海马体是重要的长期记忆的大脑皮层区域。海马体发展相互联系通过内侧颞叶皮层。海马结构由齿状回、角ammonis (CA)地区,和菌丝层。齿状回接收传入的连接内嗅皮层,充当一个输入区域。的角ammonis地区的海马锥体细胞的主要组成 4- - - - - - 6]。内嗅皮层和海马的CA1区建立互惠的连接通过菌丝层( 7]。之间的这种相互连接包括两个途径,一个齿状回和海马CA3区和其他在海马的CA1区和菌丝层之间。菌丝层实习生发送一个传出输入回内嗅皮层( 8]。海马体在人类发展在过去的三个月,海马的体积完全成熟年龄的15个月,而在大鼠海马在胚胎发展[E]天E11-E17 [ 9]。

大脑神经发育的胎儿受到各种膳食营养素包括基本营养素如胆碱和二十二碳六烯酸(DHA)。胆碱是饮食中甲基的主要来源;需要对细胞膜的结构完整性和信号功能。胆碱浓度直接影响胆碱能神经传递、跨膜信号和脂质运输以及新陈代谢( 10]。饮食胆碱浓度影响神经管闭合,海马发育,神经元和肝细胞凋亡信号,肝脏脂蛋白运输,肝脏致癌作用[ 11]。此外胆碱和DHA,磷脂酰乙醇胺的影响有关 N甲基转移酶(PEMT)催化磷脂酰胆碱的生物合成(PtdCho)从磷脂酰乙醇胺富含长链多不饱和脂肪酸,如花生四烯酸、二十二碳六烯酸( 12, 13]。从最近的研究表明,DHA是必要的观察神经发育,神经传递,保护大脑免受氧化应激。这些函数解释中DHA的重要作用的核心神经膜( 14]。DHA维护Na + / K + ATP酶的活性,这是细胞膜的关键酶,将能量从ATP驱动细胞钠泵,这是必要的控制细胞之间的电脉冲( 15]。磷脂酰丝氨酸(PS)的重要组成部分,是细胞膜和细胞生存是至关重要的;大脑是由DHA的浓度,从而DHA影响认知过程( 16]。DHA缺乏导致大脑PS减少,从而影响细胞生存信号通过Na + / K + atp酶等酶和钙吸收。钙信号系统之间的多方面的、最常见的一种,由DHA ( 17]:DHA调节大量的细胞功能,包括线粒体功能,激活的基因,神经递质释放,大脑发育,神经元的成熟和迁移 18]。

交替,各种研究表明,胆碱缺乏胎儿发育期间减少神经元前体细胞的增殖和迁移老鼠胎儿海马和这些变化与修改相关联的某些细胞周期调控的蛋白质含量( 19]。在啮齿动物暴露于胆碱缺乏胎儿发育,他们显示降低细胞分裂和细胞凋亡增加海马( 20.- - - - - - 22]。Choline-deficient饮食喂大坝增加以下标记的释放和监管者的神经增殖和分化,也就是说,TGF_1,生长因子;calretinin早期神经元分化的标志;p27Kip1、以细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂;和蟾蜍- 64,这是神经元分化的标志,在胎儿的大脑 23- - - - - - 25]。各种动物的研究已经证明,DHA缺乏在胚胎发生和随后在哺乳期不能完全纠正在以后的生活中( 26]。DHA的地位在出生长期影响和DHA缺乏发现影响到7岁的儿童的行为( 27]。本研究旨在分析的功效结合或个人补充胆碱和DHA在妊娠胎儿海马齿状回神经发育中老鼠。

 2。材料和方法

本研究按照指南进行了由印度麦利普大学动物伦理委员会的机构(IAEC / KMC / 32/12),印度麦利普,印度。实验室老鼠的应变,重约200克,被安置在动物研究中心设施,印度麦利普大学,印度麦利普。老鼠被安置在聚丙烯的笼子里含有不育水稻壳层理和维护标准控制的实验室条件下,温度范围 23 ± 2 °C,湿度( 50 ± 5 %),12 h光暗周期。所有的动物喂养的老鼠获得的颗粒饲料(胆碱含量1毫克/公斤饲料)VRK营养解决方案,VRK“科学家的选择”实验室动物饮食普纳- 411037(表 1),允许自由进入水随意。雌性老鼠在发情周期识别和被允许在与雄鼠交配2:1的比例。妊娠期的第一天是由阴道涂片测试。一旦怀孕被证实怀孕的雌性老鼠孤立和提供筑巢材料和自然允许垃圾。

老鼠颗粒饲料内容来自VRK营养解决方案,浦那,下面的成分。

数量 内容 %值
1 粗蛋白 21.85%
2 粗脂肪 4.85%
3 粗纤维 3.15%
4 钙 1.10%
5 磷 0.51%
6 总灰分 5.80%
7 碳水化合物 65.00%

老鼠颗粒饲料营养研究所的脂肪酸组成进行了分析,印度医学研究理事会,海得拉巴,印度(表 2)。

数量 脂肪酸 饮食(g / 100克)
1 比率C 16:1 0.81
2 C 18:0 0.17
3 C 18:1 0.67
4 C第18章第2节 2.03
5 C十八3 0.16
6 C 20:1 0.12
7 总 3.96
3所示。研究设计

怀孕大坝经阴道涂片测试被分为五组:(1)正常控制(数控),(2)盐控制(SC),(3)胆碱[C],(4)二十二碳六烯酸(DHA),(5)胆碱和DHA (C + DHA)组。怀孕大坝从NC组在家里安静的笼子,并提供与正常动物饲料和水随意。怀孕大坝从生理盐水对照组和盐水补充整个妊娠期(从胚胎第0天(E0)交付),胆碱组与氯化胆碱补充整个妊娠期(氯化胆碱从珞巴获得98%额外的纯化学实验室试剂和精细化工)用蒸馏水溶解(4.6更易与胆碱/公斤/天)( 28],DHA组在整个妊娠期补充DHA(软凝胶胶囊含有300毫克二十二碳六烯酸/胶囊获得新药剂(P)有限公司,金奈)这样的胶囊(400毫克/天的DHA) ( 29日),和胆碱+ DHA组补充胆碱和DHA在整个妊娠期。补充的组件前所述给老鼠喂养的针头。妊娠后大坝被允许提供自然和幼崽从每组大坝保持安静的在家里笼子里一段40天。

幼崽在40天被乙醚麻醉和大脑灌注与盐水transcardially 10%福尔马林紧随其后。大脑切除和石蜡切片加工。300的5 μ整个海马体的厚度。一段/ 30海马部分连续选择和共有10个部分从每个老鼠与甲酚紫染色法染色。部分光显微镜下观察40 x放大。神经细胞计数是由另一个实验者,盲目的研究,编码后的幻灯片。250年 μm地区随机选择在CA1, CA3、CA4亚区和齿状回的上刀片的每个选择5 μ厚海马区和公正的量化使用目镜测微计规模是手动完成的。数据分析使用单向方差分析其次是图基的多重比较测试和表达为均值±SEM与显著性水平 p < 0.05 使用统计软件图垫prism 5.03版。

 4所示。结果

患产后抑郁症的40大鼠补充先天与胆碱或DHA单独显示显著( p ∗ < 0.05 )增加神经细胞的数量相比,相同的年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组大鼠(数字 1和 2]。然而,老鼠患产后抑郁症的40于在产前补充胆碱+ DHA显示显著( p ∗ ∗ ∗ < 0.001 )更多的神经细胞相比,相同的年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组大鼠(数字 1和 2]。此外,明显高于数量( p 一个 , b < 0.05 观察海马CA1区神经细胞的年龄匹配的老鼠相比,相同的组与胆碱或补充DHA独自[数字 1和 2]。

比较多的神经细胞在CA1区5 μ厚的海马区域。意思是神经细胞的数量从250±标准错误 μ米从两侧海马CA1区地区在正常控制(数控),盐水控制(SC)、胆碱(C)、二十二碳六烯酸(DHA),胆碱+二十二碳六烯酸(DHA C +)年龄匹配组大鼠。单向方差分析图基的事后测试紧随其后。” ∗ ”,数控和补充组;“一个”,C组与C + DHA补充;和“b”, DHA补充组与C + DHA组。 p ∗ / 一个 / b < 0.05 & p ∗ ∗ ∗ < 0.001 。

CA1区:代表显微照片的CA1区5 μ厚的海马区域被40 x放大,显示甲苯基紫染色神经元从所有实验老鼠患产后抑郁症的40组。注意:大鼠补充胆碱和DHA显示显著增加在CA1区神经细胞的数量。

患产后抑郁症的40大鼠补充先天与胆碱或DHA单独显示显著 ( p ∗ < 0.05 )神经细胞数量的增加海马CA3区相比,相同的年龄匹配的正常老鼠的控制和生理盐水对照组。然而,40患产后抑郁症大鼠补充先天与胆碱+ DHA显示显著( p ∗ ∗ ∗ < 0.001 )更多的神经细胞在CA3区域相比,相同的年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组的老鼠。此外,明显高于数量( p 一个 , b < 0.05 海马神经细胞的观察在CA3区相比,相同的年龄匹配的鼠群补充胆碱或DHA(数据 3和 4]。

比较CA3区神经细胞的5 μ厚的海马区域。意思是神经细胞的数量从250±标准错误 μ米面积从两侧海马CA3区在正常控制(数控),盐水控制(SC)、胆碱(C)、二十二碳六烯酸(DHA),胆碱+二十二碳六烯酸(DHA C +)年龄匹配组大鼠。单向方差分析图基的事后测试紧随其后。” ∗ ”,数控和补充组;“一个”,C组与C + DHA补充;和“b”, DHA补充组与C + DHA组。 p ∗ / 一个 / b < 0.05 & p ∗ ∗ ∗ < 0.001 。

CA3区:代表CA3区域从5的显微照片 μ厚的海马区域被40 x放大,显示甲苯基紫染色神经元从所有实验老鼠患产后抑郁症的40组。注意:大鼠补充胆碱和DHA显示显著增加神经细胞的数量在CA3区域。

患产后抑郁症的40大鼠补充先天与胆碱或DHA单独显示显著( p ∗ < 0.05 )增加CA4区海马神经细胞的数量相比,相同的年龄匹配的正常老鼠的控制和生理盐水对照组。然而,40患产后抑郁症大鼠补充于在产前合并胆碱+ DHA显示显著( p ∗ ∗ ∗ < 0.001 )更多的神经细胞CA4地区的海马体相比具有相同年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组的老鼠。此外,明显高于数量( p 一个 , b < 0.05 海马神经细胞中观察到的CA4区相比,相同的年龄匹配的鼠群补充胆碱或DHA独自[数字 5和 6]。

比较CA4区神经细胞的5 μ厚的海马区域。意思是神经细胞的数量从250±标准错误 μm CA4区从两侧海马区在正常控制(数控),盐水控制(SC)、胆碱(C)、二十二碳六烯酸(DHA),胆碱+二十二碳六烯酸(DHA C +)年龄匹配组大鼠。单向方差分析图基的事后测试紧随其后。” ∗ ”,数控和补充组;“一个”,C组与C + DHA补充;和“b”, DHA补充组与C + DHA组。 p ∗ / 一个 / b < 0.05 & p ∗ ∗ ∗ < 0.001 。

CA4区:代表CA4区从5的显微照片 μ厚的海马区域被40 x放大,显示甲苯基紫染色神经元从所有实验老鼠患产后抑郁症的40组。注意:大鼠补充胆碱和DHA显示显著增加CA4区神经细胞的数量。

患产后抑郁症的40大鼠补充先天与胆碱或DHA单独显示显著( p ∗ < 0.05 )提高DG神经细胞的数量相比,相同的年龄匹配的正常老鼠的控制和生理盐水对照组。然而,40患产后抑郁症大鼠补充于在产前合并胆碱+ DHA显示显著( p ∗ ∗ ∗ < 0.001 )更多的DG神经细胞相比,相同的年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组的老鼠。此外,明显高于数量( p 一个 , b < 0.05 DG的神经细胞观察相比,相同的年龄匹配的鼠群与胆碱或补充DHA(数据 7和 8]。

比较5 DG的神经细胞数量的地区 μ厚的海马区域。意思是神经细胞的数量从250±标准错误 μm DG区面积从两侧海马在正常控制(数控),盐水控制(SC)、胆碱(C)、二十二碳六烯酸(DHA),胆碱+二十二碳六烯酸(DHA C +)年龄匹配组大鼠。单向方差分析图基的事后测试紧随其后。” ∗ ”,数控和补充组;“一个”,C组与C + DHA补充;和“b”, DHA补充组与C + DHA组。 p ∗ / 一个 / b < 0.05 & p ∗ ∗ ∗ < 0.001 。

DG地区:代表DG地区从5的显微照片 μ厚的海马区域被40 x放大,显示甲苯基紫染色神经元从所有实验老鼠患产后抑郁症的40组。注意:大鼠补充胆碱和DHA显示显著增加DG区域的神经细胞的数量。

 5。讨论

本研究的结果表明,老鼠患产后抑郁症的40于在产前补充胆碱单显示的数量显著增加海马神经细胞在以下条件:CA1、CA3、CA4,和DG相比具有相同年龄匹配的正常老鼠的控制和生理盐水对照组。这个结果与之前的研究一致表明啮齿动物接受胆碱补充导致改变海马( 20., 22]。饮食胆碱含量在大脑发育影响海马的神经发育,因此,在怀孕期间补充胆碱引发记忆的一个重大的改进性能的后代 30.]。在目前的研究中,在整个妊娠期补充胆碱。Craciunescu等人在2003年进行的一项研究表明,补充胆碱在胚胎天12 - 17增强发展中海马(祖细胞的有丝分裂 22]。胆碱是一种重要的营养物质,是许多重要化合物的前体,如乙酰胆碱、磷脂、甲基供体甜菜碱。围产期补充胆碱的啮齿动物提高时空认知,一直持续整个生命周期( 31日]。因此,可能会有高胆碱在产前和新生儿时期需求刺激快速神经发生和突触发生( 32, 33]。各种研究表明,怀孕期间胆碱缺乏影响认知功能在后代产前胆碱可用性提高后代的关注和空间记忆( 34]。需要增加胆碱在哺乳期间发现母乳有1.5到2毫米胆碱一半每升( 35]。在人类和其他哺乳动物血浆胆碱浓度更高的出生时比成人( 36]。

另外在目前的研究中,患产后抑郁症的40组大鼠产前补充DHA也显示了显著增加海马神经细胞的数量在以下条件:CA1、CA3、CA4, DG,相比,相同的年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组的老鼠。研究表明,DHA可用性显著改变在海马体神经发育和突触功能。此外,DHA缺乏在开发过程中也导致显著降低synapsins和NMDA受体亚基NR2A,尤其是海马CA3区长期势差的伴随损伤( 37]。减少DHA是相互联系与行为和认知功能障碍( 38]。

DHA摄入DHA的大脑取决于血清水平及其前体,取决于膳食摄入量和肝脏合成。饮食DHA含量显著影响大脑DHA含量( 39]。DHA在妊娠改变神经发育缺陷,会导致以后大脑疾病和故障( 40]。DHA缺乏在胎儿发育导致减少DHA水平在神经组织和与赤字精神运动发展( 41),阅读技巧( 42),视力 43,解决问题 44),和关注 45]。

重要的是,本研究的结果也显示出生前40患产后抑郁症大鼠补充DHA与胆碱+显示海马神经细胞数量明显高于所有条件评估和分析(CA1、CA3、CA4和DG)相比,相同的年龄匹配的正常控制和生理盐水对照组的老鼠。此外,重要的是,患产后抑郁症的40大鼠补充先天与胆碱+ DHA持续显示更高数量的海马神经细胞各亚区(CA1、CA3、CA4和DG)相比,相同的年龄匹配鼠组胆碱或独自DHA。因此,很明显,结合补充胆碱和DHA更有效提高海马神经发育比单独补充这些营养物质。

DHA的新陈代谢和胆碱代谢有关的酶phosphatidylethanolamine-N-methyltransferase (PEMT) [ 12),催化新创生物合成磷脂酰胆碱(PtdCho)的甲基化PtdEtn富含DHA ( 46]。这种酶喜欢种PtdEtn含有长链多不饱和脂肪酸如DHA ( 47),从而形成富含dha种PtdCho膜尤其是大脑。可用PtdCho和PtdEtn也用来形成磷脂酰丝氨酸(PtdSer)丝氨酸酶基交换( 48]。因此,可用性胆碱和DHA在神经发育允许增加膜的铺设,增加神经细胞形成的先决条件在海马各亚区和齿状回。

 6。结论

目前的研究表明补充胆碱和DHA的结合效率在饮食对海马神经发育。这项研究还强调胆碱和DHA的要求更好的增强胎儿大脑发育,而不是个人,上面提到的膳食营养补充的任何一个。

 相互竞争的利益

没有利益冲突在所有关于做这项研究的合作者或出版。

 确认

作者感谢Kasturba医学院和印度麦利普大学研究的支持和提供的基础设施。

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