ABSTRACT
Diet is a modifiable risk factor for Alzheimer's disease (AD), but the mechanisms linking alterations in peripheral metabolism and cognition remain unclear. Since it is especially difficult to study long-term effects of high-energy diet in individuals at risk for AD, we addressed this question by using the McGill-R-Thy1-APP transgenic rat model (Tg(+/-)) that mimics presymptomatic AD. Wild-type and Tg(+/-) rats were exposed during 6months to a standard diet or a Western diet (WD), high in saturated fat and sugar. Results from peripheral and hippocampal biochemical analysis and in situ respirometry showed that WD induced a metabolic syndrome and decreased presynaptic bioenergetic parameters without alterations in hippocampal insulin signaling or lipid composition. Cognitive tests, ELISA multiplex, Western blot, immunohistochemistry and RT-qPCR indicated that WD worsened cognition in Tg(+/-) rats, increased hippocampal levels of monomeric Aß isoforms and oligomeric species, promoted deposits of N-Terminal pyroglutamate-Aß (AßN3(pE)) in CA1 pyramidal neurons and interneurons, decreased transcript levels of genes involved in neuroprotective pathways such as Sirtuin-1 and increased nitrated proteins. Our results support the concept that in the presence of early Aß pathology, diet-induced metabolic dysfunctions may contribute as a "second hit" to impair cognition. Noteworthy, such effect is not mediated by higher microglia activation or disruption of blood brain barrier. However, it may be attributed to increased amyloidogenic processing of amyloid precursor protein, generation of AßN3(pE) and dysregulation of pathways governed by Sirtuin-1. This evidence reinforces the implementation of prophylactic interventions in individuals at risk for AD.
Subject(s)
Alzheimer Disease/complications , Amyloid beta-Protein Precursor/metabolism , Diet, Western/adverse effects , Memory Disorders/etiology , Pyrrolidonecarboxylic Acid/metabolism , Adiposity , Alzheimer Disease/genetics , Alzheimer Disease/metabolism , Amyloid beta-Protein Precursor/genetics , Animals , Cognition , Disease Models, Animal , Energy Metabolism , Gene Deletion , Hippocampus/metabolism , Humans , Inflammation/complications , Inflammation/genetics , Inflammation/metabolism , Male , Memory Disorders/metabolism , Rats , Rats, TransgenicABSTRACT
Introducción: El consumo crónico de fructosa en ratas induce la producción de síndrome metabólico. Objetivo: Evaluar en el Síndrome Metabólico Experimental (entendido como la presencia de al menos 3 de los parámetros alterados), el efecto de la administración de vitamina E sobre el nivel de lipoperoxidación en el plasma y en los tejidos. Materiales y métodos: Se estudiaron ratas Wistar machos, divididas en 4 grupos: a) control (C); b) control suplementadas con vitamina E (CvE); c) fructosa (F); d) fructosa suplementadas con vitamina E (FvE). Las dietas fueron elaboradas según las indicaciones de American Institute of Nutrition del año 1993 (AIN 93), reemplazándose en los grupos F y FvE parcialmente la fuente de carbohidratos. Se suplementó a los grupos CvE y FvE con 50 mg/día de vitamina E acetato (1360 IU/g). Se controlaron periódicamente: glucemia basal, glucemia post-prandial, prueba de tolerancia oral a la glucosa (PTOG), insulinemia, trigliceridemia, colesterolemia y presión arterial, para comprobar la aparición de los parámetros alterados del síndrome metabólico. Para medir el nivel de lipoperoxidación se determinaron las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) en plasma y tejidos. Análisis estadístico: test T y ANOVA. Resultados: se comprobó la presencia de síndrome metabólico en el 100 % de las ratas estudiadas. Los TBARS en plasma (microlmol/l) (F vs FvE) arrojaron los siguientes resultados: 2,203 ± 0,142 vs 1,836 ± 0,05818, y 2,265 ± 0,1040 vs 1,915 ± 0,05506 a las 6 y 14 semanas respectivamente (p<0,05) ; TBARS en corazón (nanomol/ gr de proteína) (F vs FvE): 137,6 ± 5,187 vs 104,7 ± 8,277 (p<0,01) ;TBARS en Hígado (nanomol/ gr de proteína) (F vs FvE): 171,6 ± 8,716 vs 124,9 ± 4,575 (p< 0,001). Conclusión: La administración de vitamina E disminuyó significativamente el nivel de lipoperoxidación tanto en plasma como en homogenatos de tejidos.
