The quality and quantity of fat in the diet have been shown to influence the composition of neuronal membranes, in particular the amount of phospholipid fatty-‐acid content in the brain. In addition, dietary fat can modify neurotransmitter-‐ mediated and neuroendocrine functions including the stress response in rodents. Indeed, fatty-‐acid derivatives such as endocannabinoids (eCBs) have been identified as important signaling molecules that mediate, in part, the nongenomic glucocorticoid (GC) fast-‐feedback inhibition on corticotropin-‐releasing hormone (CRH) neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVN) via binding to presynaptic cannabinoid receptors (CB1R). We previously found that altering the composition of dietary fat in the maternal diet during gestation and lactation modified the metabolic and hormonal profiles of the developing pups, including levels of eCBs. During the first two weeks of life, rat pups exhibit significant CRH and adrenocorticotropic hormone (ACTH) responses to stress although the adrenal GC output remains reduced. At the same time, pups also display increased sensitivity to GC feedback, but it is unclear whether eCBs play a role in mediating fast GC feedback in neonatal life. The present studies, using anoxia (3min) as a stressor and measuring ACTH and corticosterone (CORT) responses to stress, aimed at evaluating 1) the effect of maternal diet on neonatal stress responses; 2) the role of eCBs in regulating neonatal stress responses using pharmacological blockade of the CB1R with AM251; and 3) the effect of circulating GCs on the AM251 effect and the stress response using a pretreatment of either metyrapone (MET, a steroidogenic 11beta-‐hydroxylase blocker) or methylprednisolone (PRED, a synthetic GC). Our results demonstrate that maintaining mothers on a diet high in saturated fat (HF20%, HF30%) increased maternal and pup weight gain, and that supplementing a maternal diet high in polyunsaturated fats from fish oil (HFF) with extra calories in the form of sucrose induces maternal weight gain that is not translated to the offspring. Furthermore, we observed differences in CORT responses to stress that suggest direct stimulation of adrenal steroidogenesis as a result of increased polyunsaturated fats in the HFF diet. MET blunted the CORT and amplified the ACTH responses to stress, and PRED suppressed stress-‐induced ACTH secretion. Treatment with AM251, a CB1R antagonist, before stress onset tended to increase overall ACTH (except in MET pups) and CORT secretion, and also delayed the return to baseline ACTH. Taken together, our results lend further evidence to the influence of maternal diet on offspring hormonal and metabolic development and suggest that the eCB effect on ACTH secretion in neonates is most evident when there is a dynamic fluctuation of CORT concentrations. / La composition des membranes neuronales et la teneur en acides gras des phospholipides qui les composent est influencée fortement par la quantité et la qualité des matières grasses présentes dans l'alimentation. En outre, l'apport de gras dans l'alimentation peut également modifier de nombreuses fonctions neuronales et neuroendocriniennes par des changements dans la production et fonction des neurotransmetteurs et neuropeptides, en particulier ceux impliqués dans les réponses au stress. Les'acides gras dérivés tels que les endocannabinoïdes (eCBs) sont d'importantes molécules de signalisation qui interviennent, en partie, dans le rétrocontrôle négatif des glucocorticoïdes (GC) sur l'activite des neurones exprimant le corticotropin-releasing hormone (CRH) dans le noyau paraventriculaire de l' hypothalamus. Ces neurones sont les principaux effecteurs de la réponse neuroendocrinienne au stress et sont sensibles aux GC via des actions génomique et non génomiques. L'action non génomique des GC est mediee par l'intermédiaire des eCBs qui se lient aux recepteurs cannabinoïdes (CB1R) présynaptiques. Nous avons constaté précédemment que les changements de gras au niveau de la diète maternelle pendant la gestation et la lactation modifient les profils métaboliques et hormonaux des jeunes ratons y compris les niveaux des eCBs dans l'hypothalamus et l'hippocampe. Au cours de cette étude, nous avons voulu savoir si les modifications des eCB par la diète maternelle pouvaient avoir un rôle significatif sur la rétroaction des GC sur le CRH et les hormones du stress des ratons. Dans un premier temps, nous avons examiné le rôle des eCBs dans la réponse au stress de l'anoxie (3min) chez les jeunes rats (jour 8) en utilisant un pré-traitement avec un antagoniste des CB1R, le AM251, avant l'exposition au stress. Dans un deuxième temps, nous avons determiné si les taux de GC circulants pouvaient influencer la manière dont les eCBs régulent la réponse au stress chez les ratons. Pour ce faire nous avons utilisé deux pré-traitements différents, soit un traitement avec la metyrapone (MET), qui produit une surrenalectomie pharmacologique et empêche la sécrétion de GC suite au stress, et un traitement avec la methylprednisolone (PRED), un glucocorticoïde synthétique qui supprime l'axe neuroendocrinien du stress et diminue les taux d'ACTH et de corticosterone stimules. Nos résultats démontrent que le poids des mères recevant une diète riche en graisses saturées (HF20%, HF30%) est augmenté de même que celui de ses petits compare aux mères contrôles. Les mères sur diète riche en gras polyinsaturés (HFF) et recevant un supplément calorique de sucrose augmentent leur poids corporel mais ne transmettent pas les calories a leurs petits. La diète maternelle HFF produit une augmentation des taux de corticosterone (CORT) ce qui suggère une stimulation directe de la stéroïdogenèse surrénalienne par les acides gras polyinsaturés dans l'alimentation de la mère. Le pre-traitement des ratons avec AM251 a tendance à augmenter les taux d'ACTH plasmatique dans les conditions basales et après le stress de l'anoxie. Cependant, le retour aux taux de base après stress a été retarde par le blockage des recepteurs aux eCBs. Lorsque les ratons reçoivent de la MET, les taux d'ACTH sont élevés et le traitement avec AM251 n'affecte plus le retour à la normale après le stress. Ceci suggère que la contribution des eCBs au rétrocontrôle des GC requiert des fluctuations circulantes de CORT. Par contre, le prétraitement avec PRED diminue la secretion d'ACTH globale mais maintient l'effet de AM251 sur la sécrétion d'ACTH. En conclusion, nos résultats montrent que les eCBs sont importants pour leur action synergique avec les GC afin de terminer les réponses neuroendocriniennes au stress chez les ratons nouveau-nés. L'influence de la quantité et qualité de gras de la diète maternelle influence également la réponse au stress des ratons, tout en influençant les taux cérébraux de eCBs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.117204 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Buwembo, Alice |
| Contributors | Claire Walker (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Integrated Program in Neuroscience) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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