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Exploring the impact of high fat diet on anxiety and memory
insights from the anterior insular cortex
Elisabeth Petru
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Petra Rust
DOI
10.25365/thesis.75906
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20641.68845.986015-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Fettleibigkeit hat sich weltweit zu einem großen Problem der öffentlichen Gesundheit entwickelt. Besonders in der Europäischen Region war in den letzten Jahrzehnten ein besorgniserregender Anstieg der Adipositasrate zu verzeichnen. Die schädlichen Auswirkungen von Fettleibigkeit gehen über die körperliche Gesundheit hinaus, wobei Zusammenhänge zwischen Übergewicht und emotionalen Störungen sowie Defiziten in der Gedächtnisfunktion festgestellt werden. Von besonderem Interesse in dieser Studie ist der vordere Inselcortex (aIC), eine Gehirnregion, welche an verschiedenen Funktionen wie Interozeption, Geschmack, Angst und Gedächtnis beteiligt ist. In dieser Forschungsarbeit werden die Auswirkungen einer im Erwachsenenalter begonnenen fettreichen Ernährung (HFD) auf Angstzustände und das Objekterkennungsgedächtnis untersucht. Fortschrittliche Techniken wie chemogenetische Manipulation und Faserphotometrie werden eingesetzt, um die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen in der vorderen Inselrinde zu untersuchen. Interessanterweise zeigen unsere Ergebnisse, dass eine fettreiche Ernährung angstähnliches Verhalten hervorruft und signifikant mit glutamatergen Neuronen innerhalb des vorderen Inselcortex assoziiert ist. Die Hemmung der aIC-Neuronen hebt den ängstlichen Phänotyp von Tieren auf, welche eine fettreiche Nahrung zu sich nehmen. Das Objekterkennungsgedächtnis bleibt bei Mäusen mit einer fettreichen Ernährung im Vergleich zu Mäusen einer Standarddiät (SD) weitgehend unbeeinflusst. Ergebnisse der chemogenetischen Untersuchungen von Tieren, welche eine Standarddiät bekamen, bestätigen die Relevanz des vorderen Inselcortex für das Objekterkennungsgedächtnis. Die Hemmung der neuronalen Aktivität dieser Gehirnregion führte in Mäusen mit einer Standarddiät im Objekterkennungstest zu Gedächtniseinschränkung. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, bei Studien zu ernährungsbedingten kognitiven Auswirkungen den Zeitpunkt der Ernährungsintervention zu berücksichtigen. Insgesamt liefern diese Ergebnisse wertvolle Einblicke in die komplexe Beziehung zwischen Ernährung, Gehirnfunktion und Verhalten und tragen zu einem tieferen Verständnis der Auswirkungen einer fettreichen Ernährung auf Angstzustände und Gedächtnisfunktion bei. Zukünftige Forschungsarbeiten sollten die spezifischen Mechanismen, durch die Adipositas die neuronalen Schaltkreise in der Inselrinde beeinflusst, genauer untersuchen. Darüber hinaus sind klinische Studien erforderlich, um die translationale Relevanz unserer Ergebnisse zu untersuchen und möglicherweise den Weg für gezielte Interventionen zu ebnen, um die kognitiven und emotionalen Folgen von HFD-induzierter Adipositas zu lindern.
Abstract
(Englisch)
Obesity has emerged as a major public health concern globally, with the European Region experiencing a troubling rise in obesity rates over the past few decades. The detrimental effects of obesity extend beyond physical health, with associations found between overweight and emotional disorders, as well as deficits in memory function. The anterior insular cortex (aIC), a brain region implicated in various functions including interoception, taste, anxiety, and memory, is of particular interest in this study. Here, we investigate the impact of a high fat diet (HFD) initiated in adulthood on anxiety and object recognition memory (ORM) in a pre-clinical mouse model, focusing on the role of the aIC. Advanced neurobiological techniques such as chemogenetic manipulation and fiber photometry are employed to elucidate the neural mechanisms in the aIC underlying these effects. Interestingly, our findings reveal that HFD induces anxiety-like behavior and is significantly associated with glutamatergic neurons within the aIC. The inhibition of aIC neurons reversed the anxious phenotype of animals fed a HFD. The ORM remains largely unaffected in mice fed a HFD compared to lean mice on a standard diet (SD). However, chemogenetic results of mice fed a SD strongly support the relevance of neurons in the aIC in ORM, since aIC inhibition led to memory impairment in the ORM test. Although our research has implicated the role of the aIC in memory consolidation in animals fed with a SD, our chemogenetic experiment of animals fed a HFD did not result in alterations in ORM. This underscores the importance of considering the timing of diet onset in studies on diet-induced cognitive effects. Overall, these findings provide valuable insights into the complex relationship between diet, brain function, and behavior, contributing to a deeper understanding of the impact of a HFD on anxiety and memory function. Moving forward, future research should delve deeper into the specific mechanisms through which a HFD influences neural circuits within the insular cortex. Additionally, clinical studies are warranted to investigate the translational relevance of our findings, potentially paving the way for targeted interventions to mitigate the cognitive and emotional consequences of HFD-induced obesity.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Neurowissenschaften Adipositasforschung Angststörungen Kognitive Degeneration Objekterkennungsgedächtnis Insulärer Kortex Fettleibigkeit Fettreiche Ernährung Adipositas
Schlagwörter
(Englisch)
Neurosciences Anxiety Neural circuits Object Recognition Memory Obesity High Fat Diet Adiposity Insular Cortex Cognitive Impairment Anxiety Disorders
Autor*innen
Elisabeth Petru
Haupttitel (Englisch)
Exploring the impact of high fat diet on anxiety and memory
Hauptuntertitel (Englisch)
insights from the anterior insular cortex
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
75 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Petra Rust
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,
44 Medizin > 44.21 Ernährung
AC Nummer
AC17194056
Utheses ID
71481
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |