A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Rats bred for low intrinsic aerobic exercise capacity link obesity with brain inflammation and reduced structural plasticity of the hippocampus (2021)
Mäkinen, E., Lensu, S., Honkanen, M., Laitinen, P., Wikgren, J., Koch, L. G., Britton, S. L., Kainulainen, H., Pekkala, S., & Nokia, M. S. (2021). Rats bred for low intrinsic aerobic exercise capacity link obesity with brain inflammation and reduced structural plasticity of the hippocampus. Brain Behavior and Immunity, 97, 250-259. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2021.06.017
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Mäkinen, Elina; Lensu, Sanna; Honkanen, Markus; Laitinen, Paavo; Wikgren, Jan; Koch, Lauren G.; Britton, Steven L.; Kainulainen, Heikki; Pekkala, Satu; Nokia, Miriam S.
Lehti tai sarja: Brain Behavior and Immunity
ISSN: 0889-1591
eISSN: 1090-2139
Julkaisuvuosi: 2021
Volyymi: 97
Artikkelin sivunumerot: 250-259
Kustantaja: Elsevier BV
Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbi.2021.06.017
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/77814
Tiivistelmä
Increasing evidence shows obesity and poor metabolic health are associated with cognitive deficits, but the mechanistic connections have yet to be resolved. We studied rats selectively bred for low and high intrinsic aerobic capacity in order to test the association between low physical fitness, a genetic predisposition for obesity, and brain health. We hypothesized that low-capacity runner (LCR) rats with concurrently greater levels of adiposity would have increased hippocampal inflammation and reduced plasticity compared to the more physically fit high-capacity runner (HCR) rats.
METHODS
We examined markers for inflammation and brain plasticity in the hippocampi of LCR rats and compared them to HCR rats. The effect of age was determined by studying the rats at a young age (8 weeks) and later in life (40 weeks). We used western blots and immunohistochemistry to quantify the expression of target proteins.
RESULTS
Our study showed that the number of adult-born new neurons in the hippocampus was significantly lower in LCR rats than it was in HCR rats already at a young age and that the difference became more pronounced with age. The expression of synaptic proteins was higher in young animals relative to older ones. Brain inflammation tended to be higher in LCR rats than it was in the HCR rats, and more prominent in older rats than in young ones.
CONCLUSION
Our study is the first to demonstrate that low intrinsic aerobic fitness that is associated with obesity and poor metabolic health is also linked with reduced hippocampal structural plasticity at a young age. Our results also suggest that inflammation of the brain could be one factor mediating the link between obesity and poor cognitive performance.
YSO-asiasanat: aivot; tulehdus; hippokampus; sytokiinit; neuroplastisuus; biomarkkerit; lihavuus; ylipaino; aineenvaihdunta; fyysinen kunto; proteiinit; hermosolut; kognitio; kognitiiviset taidot; geneettiset tekijät; perinnöllinen alttius
Vapaat asiasanat: cytokines; synaptic proteins; neuroplasticity; neurogenesis
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Fyysisen aktiivisuuden ja kunnon vaikutukset oppimisen kognitiivisiin edellytyksiin
- Kainulainen, Heikki
- Suomen Akatemia
- Hippokampuksen värähtelyt ja assosiatiivinen oppiminen: Ulos sokkelosta ja tutkimaan uusia aaltoja
- Nokia, Miriam
- Suomen Akatemia
- Suolistomikrobisto ja aineenvaihdunnalliset sairaudet - aiheuttavien ja ehkäisevien mekanismien tunnistaminen ja ravintoon perustuvien personoitujen hoitomenetelmien kehittäminen
- Pekkala, Satu
- Suomen Akatemia
- Kokeellinen tutkimus kumota perittyjä aineenvaihdunnan riskitekijöitä ja heikkoa juoksukykyä suolistomikrobeihin
vaikuttamalla ja tekemällä ulosteensiirtoa- Lensu, Sanna
- Jenny ja Antti Wihurin rahasto
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2021
JUFO-taso: 1
- Liikuntalääketiede (Liikuntatieteellinen tiedekunta LTK, SPORT) LLT
- Liikuntafysiologia (Liikuntatieteellinen tiedekunta LTK, SPORT) LFY
- Psykologia (Psykologian laitos PSY) PSY
- Monitieteinen aivotutkimuskeskus (Psykologian laitos PSY) CIBR
- Käyttäytymisen muutos, hyvinvointi ja terveys elämänkulussa (Jyväskylän yliopisto JYU) BC-Well
- Hyvinvoinnin tutkimuksen yhteisö (Jyväskylän yliopisto JYU) JYU.Well