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Effects of dietary polyunsaturated fatty acids on cognition, social behavior, and saliva cortisol in guinea pigs (Cavia aperea f. porcellus)
Matthias Nemeth
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Bernard Wallner
DOI
10.25365/thesis.20076
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30174.06931.221253-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFAs) sind essentielle Nährstoffe, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen, und eine wichtige Rolle für die Aufrechterhaltung der Stabilität von neuronalen Zellmembranen spielen. Studien haben gezeigt, dass n-3 und n-6 Fettsäuren modulierend auf kognitive Fähigkeiten, Sozialverhalten und physiologischen Stress wirken können. In dieser Studie wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Konzentrationen von n-3 und n-6 Fettsäuren, anhand von mit der Nahrung verabreichten natürlichen Quellen (Chia Samen, Walnüsse, Erdnüsse), auf sozial lebende Meerschweinchen untersucht. Die Einflüsse dieser Nahrungsmittel auf die kognitiven Fähigkeiten wurden mittels eines Labyrinth-Tests überprüft und Auswirkungen auf das Sozialverhalten mittels eines Konfrontationstests. Beide Tests wurden in Abhängigkeit von Cortisol analysiert, ein Marker für physiologischen Stress. Hierfür wurden drei Gruppen, entsprechend den PUFA-Quellen, und eine Kontrollgruppe etabliert (insgesamt 20 Männchen und 20 Weibchen). Während der Lernphase des Kognitionstests konnte eine Reduktion in der Latenzzeit und in der Anzahl der Fehler bei Tieren festgestellt werden, welchen Erdnüsse verabreicht wurden (reich an n-6), und eine sinkende Fehlerrate in der Walnussgruppe (reich an n-6 und n-3). Im nachfolgenden Gedächtnistest zeigte keine der Gruppen eine Veränderung in ihren kognitiven Leistungen, im Vergleich zur Lernphase. Jedoch gab es im Vergleich zur Kontrollgruppe einen negativen Zusammenhang zwischen den Veränderungen der Cortisol Konzentrationen und der Latenzzeit und einen hauptsächlich positiven Zusammenhang zwischen Cortisol und der prozentuellen Dauer der Fortbewegung in den PUFA ergänzten Gruppen. Während des Konfrontationstests zeigten sich keine Auswirkungen der PUFAs auf soziopositives oder agonistisches Verhalten. Am ersten Tag des Tests waren jedoch jene Tiere, denen Erdnüsse verabreicht wurden, im Vergleich zu den anderen Gruppen, seltener in sexuelle Interaktionen verwickelt. Des Weiteren konnten in der Erdnuss- und Chiagruppe verringerte Veränderungen im Cortisol in Relation zu sexuellen Interaktionen festgestellt werden. Zusammenfassend zeigen die vorliegenden Resultate die stärksten positiven Effekte auf kognitive Fähigkeiten und reduzierte Cortisol-Konzentrationen für die Erdnussgruppe. Dies steht im klaren Gegensatz zu früheren Studien an Mäusen und Ratten, welche die erwähnten positiven Effekte auf Verhalten und Physiologie für eine n-3-reiche Ernährung aufzeigten, jedoch nicht für n-6 Fettsäuren. Daraus kann möglicherweise geschlossen werden, dass sich der Metabolismus von Fettsäuren und deren Aufnahme in das Gehirn zwischen Nagetiergruppen unterscheidet, was in speziesabhängigen Effekten von PUFA-reicher Ernährung auf Kognition, Verhalten und physiologischen Stress resultieren würde.
Abstract
(Englisch)
Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are essential nutritional factors to be ingested with diet, and they play a key role in maintaining the soundness of neuromembranes. Several studies have documented that some PUFAs, such as n-3 and n-6 fatty acids can modulate cognitive and social behavior, respectively, physiological stress response. In this study the effects of dietary supplemented natural foods (chia seeds, walnut and peanuts), differing in concentrations of n-3 and n-6 fatty acids, were investigated in socially living guinea pigs. To examine the influence of these nutrients on cognition a maze task was carried out and effects on social behavior were determined in a social confrontation test. Both tests were analyzed in relation to saliva cortisol excretion rates, which is a common marker for physiological stress. Three groups of animals according to the supplemented PUFA diets plus a control group were established (20 males and 20 females). During the learning phase of the maze task (radial arm maze) latency to bait retrieval and error-rates decreased in individuals that were fed with peanuts (high in n-6) while the walnut group (high in n-3 and n-6) showed only a reduction of errors. In the subsequent retention test, experimental groups did not differ in their cognitive performances compared to the learning phase. However, changes in saliva cortisol concentrations in the retention test were negatively related to latency to bait retrieval and mainly positive to the percentage of movement in PUFA supplemented groups in contrast to the control group. During the social confrontation test PUFAs did not affect socio-positive or agonistic behavior. During the first day of this test the peanut group showed fewer sexual interactions compared to the other groups. Furthermore, the peanut and the chia group had decreased cortisol changes in relation to sexual interactions. In summary the results show the most positive effects on cognition and reduced cortisol excretion rates for the peanut group. This seems to be in contrast to former studies carried out in mice or rats, where nutrients high in n-3 fatty acids, such as chia seeds or walnuts, had the mentioned positive behavioral and physiological effects but not peanuts – high on n-6 fatty acids. Therefore, we conclude that possibly the brain metabolism of fatty acids could differ between various rodent species resulting in species dependent cognitive, behavioral and physiological stress related effects to PUFA containing nutrients.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Polyunsaturated fatty acids PUFA Guinea pig Cavia aperea f. porcellus Cognition Social behavior Cortisol
Schlagwörter
(Deutsch)
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren PUFA Meerschweinchen Cavia aperea f. porcellus Kognition Sozialverhalten Cortisol
Autor*innen
Matthias Nemeth
Haupttitel (Englisch)
Effects of dietary polyunsaturated fatty acids on cognition, social behavior, and saliva cortisol in guinea pigs (Cavia aperea f. porcellus)
Paralleltitel (Deutsch)
Auswirkungen von mehrfach ungesättigten Fettsäuren auf Kognition, Sozialverhalten und Cortisol von Meerschweinchen (Cavia aperea f. porcellus)
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
36 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernard Wallner
Klassifikation
42 Biologie > 42.66 Ethologie
AC Nummer
AC10497227
Utheses ID
17950
Studienkennzahl
UA | 439 | | |