The impact of maternal diet during pregnancy and lactation on the subunits composition of the NMDA receptor complex in the brain structures of offspring. Research on an animal model

Żywienie matki w czasie ciąży ma ogromne znaczenie dla rozwoju płodu. Rośnie liczba dowodów, że dieta matki w czasie ciąży i laktacji wpływa na występowanie zaburzeń neuropsychiatrycznych u potomstwa. Celem tej pracy była ocena na modelu zwierzęcym wpływu diety wysokocukrowej (HSD) i wysokotłuszczowej (HFD) matki w okresie ciąży i laktacji na ekspresję podjednostek NMDAR w strukturach mózgowych potomstwa. Samice rasy Wistar, karmiono HSD / HFD przez okres na 2 tygodnie przed parowaniem, podczas ciąży i laktacji. Potomstwo samic zostało podzielone na grupy według diety, płci oraz wieku (28 oraz 70-dni). Analizę ekspresji podjednostek receptora NMDA w pobranych strukturach mózgowych wykonano stosując metodę Western blot. W hipokampie 28-dniowych samic w grupie HSD ekspresja podjednostki NR1 wzrosła w hipokampie. W przyśrodkowej korze przedczołowej ekspresja NR1, NR2A uległa zmniejszeniu. Ekspresja NR2B obniżyła się w obu strukturach. W analogicznej grupie samic 70-dniowych obserwowano spadek ekspresji podjednostki NR1 w hipokampie, natomiast w korze przedczołowej wzrost ekspresji NR1 i NR2A. Spadek ekspresji NR3A/3B odnotowano w grupie HFD. W hipokampie 28-dniowych samców wzrosła ekspresja NR2A w obu grupach badanych, natomiast w korze przedczołowej obserwowano spadek ekspresji wszystkich podjednostek w grupie HSD i podjednostek NR2A, NR2B w grupie HFD. W hipokampie 70-dniowych samców zaobserwowano spadek ekspresji podjednostki NR1 w obu grupach badanych. W korze przedczołowej odnotowano wzrost NR1 (HSD), NR2A oraz spadek NR3A/3B (HFD).Wyniki wskazują na istotny wpływ zarówno wysokocukrowej jak i wysokotłuszczowej diety matki na ekspresję podjednostek receptora NMDA w mózgu potomstwa. Zaobserwowane zmiany mogą mieć istotny wpływ na zwiększoną podatność na rozwój zaburzeń neuropsychiatrycznych.

Maternal nutrition during pregnancy is important for fetal development. Numerous studies indicate that diet during pregnancy and lactation affects the occurrence of neuropsychiatric disorders in the offspring. The aim of this study was to investigate the effect of maternal high-sugar (HSD) or high-fat (HFD) diet during pregnancy and lactation on the expression of NMDAR subunits in the offspring brain structures, using animal model. Wistar female rats were fed with HSD or HFD for 2 weeks before mating, during pregnancy and lactation. The offspring was divided into groups according to diet, sex and age (28-days, 70-days). The Western blot method was used to protein expression analyses. In the 28-days-old females' hippocampus, exposed to prenatal HSD, the expression of subunit NR1 was increased. In the prefrontal cortex expression of NR1, NR2A were reduced, while NR2B was decreased in both groups. In 70-days-old females of HSD group the opposite changes were observed. In the hippocampus of 28-days-old males the expression of NR2A was increased in both groups, while in the prefrontal cortex expression of all subunits were reduced. In the hippocampus of 70-days-old male the expression of NR1 was reduced, while in the prefrontal cortex expression of NR1, NR2A was increased. Drop in expression of NR3A/3B was reported in the HFD group, in both sexes. The results indicate both tested diets may evoke significant alteration in the NMDA receptor subunits expression in the offspring brain structures. Observed changes may have a significant impact on the increased susceptibility to the development of neuropsychiatric disorders.