Published July 7, 2020
| Version v1
Publication
Open
Ketogenic Diet Provided During Three Months Increases KCC2 Expression but Not NKCC1 in the Rat Dentate Gyrus
Creators
- 1. Instituto Nacional de Pediatria
- 2. Universidad Nacional Autónoma de México
- 3. Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán
Description
Ketogenic diet, a high fat and low carbohydrate diet, has been used as a non-pharmacological treatment in refractory epilepsy since 1920. In recent years it has demonstrated to be effective in the treatment of numerous neurological and non-neurological diseases. Some neurological and neuropsychiatric disorders are known to be caused by gamma-aminobutyric acid (GABA)-mediated neurotransmission dysfunction. The strength and polarity of GABA-mediated neurotransmission are determined by the intracellular chloride concentration, which in turn is regulated by cation-chloride cotransporters NKCC1 and KCC2. Currently, it is unknown if the effect of ketogenic diet is due to the modulation of these cotransporters. So, we analyzed the effect of ketogenic diet on cation-chloride cotransporters expression. We estimated the total number of NKCC1 immunoreactive (NKCC1-IR) neuronal and glial cells by stereology and determined KCC2 labeling intensity by densitometry in the molecular and granule layers as well as in the hilus of dentate gyrus of rats fed with normal or ketogenic diet for three months. The results indicate that ketogenic diet provided during three months increases KCC2 expression, but not NKCC1in the dentate gyrus of the rat. The significant increase of KCC2 expression could explain, at least in part, the beneficial effect of ketogenic diet in the diseases where the GABAergic system is altered by increasing the inhibitory efficiency.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم استخدام النظام الغذائي الكيتوني، وهو نظام غذائي عالي الدهون ومنخفض الكربوهيدرات، كعلاج غير دوائي في الصرع المقاوم للحرارة منذ عام 1920. في السنوات الأخيرة أثبتت فعاليتها في علاج العديد من الأمراض العصبية وغير العصبية. من المعروف أن بعض الاضطرابات العصبية والنفسية العصبية ناتجة عن خلل وظيفي في النقل العصبي بوساطة حمض غاما- أمينوبوتيريك (GABA). يتم تحديد قوة وقطبية النقل العصبي بوساطة GABA من خلال تركيز الكلوريد داخل الخلايا، والذي يتم تنظيمه بدوره بواسطة الناقلات المشتركة لكلوريد الكاتيون NKCC1 و KCC2. في الوقت الحالي، من غير المعروف ما إذا كان تأثير النظام الغذائي الكيتوني يرجع إلى تعديل هذه الناقلات المشتركة. لذلك، قمنا بتحليل تأثير النظام الغذائي الكيتوني على تعبير الناقلات المشتركة لكلوريد الكاتيون. قدرنا العدد الإجمالي للخلايا العصبية والدبقية ذات التفاعل المناعي NKCC1 (NKCC1 - IR) من خلال علم المجسمات وحددنا كثافة وضع العلامات KCC2 من خلال قياس الكثافة في الطبقات الجزيئية والحبيبية وكذلك في نقير التلفيف المسنن للفئران التي تتغذى على النظام الغذائي الطبيعي أو الكيتوني لمدة ثلاثة أشهر. تشير النتائج إلى أن النظام الغذائي الكيتوني المقدم خلال ثلاثة أشهر يزيد من تعبير KCC2، ولكن ليس NKCC1 في التلفيف المسنن للجرذ. يمكن أن تفسر الزيادة الكبيرة في تعبير KCC2، على الأقل جزئيًا، التأثير المفيد للنظام الغذائي الكيتوني في الأمراض التي يتم فيها تغيير نظام GABAergic عن طريق زيادة الكفاءة المثبطة.Translated Description (French)
Le régime cétogène, un régime riche en graisses et pauvre en glucides, est utilisé comme traitement non pharmacologique de l'épilepsie réfractaire depuis 1920. Au cours des dernières années, il s'est avéré efficace dans le traitement de nombreuses maladies neurologiques et non neurologiques. Certains troubles neurologiques et neuropsychiatriques sont connus pour être causés par un dysfonctionnement de la neurotransmission induit par l'acide gamma-aminobutyrique (GABA). La force et la polarité de la neurotransmission médiée par le GABA sont déterminées par la concentration de chlorure intracellulaire, qui est à son tour régulée par les cotransporteurs de chlorure de cation NKCC1 et KCC2. Actuellement, on ne sait pas si l'effet du régime cétogène est dû à la modulation de ces cotransporteurs. Nous avons donc analysé l'effet du régime cétogène sur l'expression des cotransporteurs de chlorure de cation. Nous avons estimé le nombre total de cellules neuronales et gliales immunoréactives NKCC1 (NKCC1-IR) par stéréologie et déterminé l'intensité du marquage KCC2 par densitométrie dans les couches moléculaires et granulaires ainsi que dans le hile du gyrus denté de rats nourris avec un régime normal ou cétogène pendant trois mois. Les résultats indiquent que le régime cétogène fourni pendant trois mois augmente l'expression de KCC2, mais pas de NKCC1 dans le gyrus denté du rat. L'augmentation significative de l'expression de KCC2 pourrait expliquer, au moins en partie, l'effet bénéfique du régime cétogène dans les maladies où le système GABAergique est altéré en augmentant l'efficacité inhibitrice.Translated Description (Spanish)
La dieta cetogénica, una dieta alta en grasas y baja en carbohidratos, se ha utilizado como tratamiento no farmacológico en la epilepsia refractaria desde 1920. En los últimos años ha demostrado ser eficaz en el tratamiento de numerosas enfermedades neurológicas y no neurológicas. Se sabe que algunos trastornos neurológicos y neuropsiquiátricos son causados por la disfunción de neurotransmisión mediada por el ácido gamma-aminobutírico (GABA). La fuerza y la polaridad de la neurotransmisión mediada por GABA están determinadas por la concentración de cloruro intracelular, que a su vez está regulada por los cotransportadores de catión-cloruro NKCC1 y KCC2. Actualmente se desconoce si el efecto de la dieta cetogénica se debe a la modulación de estos cotransportadores. Entonces, analizamos el efecto de la dieta cetogénica en la expresión de cotransportadores de catión-cloruro. Estimamos el número total de células neuronales y gliales inmunorreactivas a NKCC1 (NKCC1-IR) por estereología y determinamos la intensidad del marcaje de KCC2 por densitometría en las capas molecular y granular, así como en el hilio de la circunvolución dentada de ratas alimentadas con dieta normal o cetogénica durante tres meses. Los resultados indican que la dieta cetogénica proporcionada durante tres meses aumenta la expresión de KCC2, pero no de NKCC1 en el giro dentado de la rata. El aumento significativo de la expresión de KCC2 podría explicar, al menos en parte, el efecto beneficioso de la dieta cetogénica en las enfermedades en las que se altera el sistema GABAérgico al aumentar la eficiencia inhibidora.Files
pdf.pdf
Files
(5.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:61609f120472f915fec2b3fb94e8c84e
|
5.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يزيد النظام الغذائي الكيتوني المقدم خلال ثلاثة أشهر من تعبير KCC2 ولكن ليس NKCC1 في تلفيف الفئران المسنن
- Translated title (French)
- Le régime cétogène fourni pendant trois mois augmente l'expression de KCC2 mais pas de NKCC1 dans le gyrus dentaire de rat
- Translated title (Spanish)
- La dieta cetogénica proporcionada durante tres meses aumenta la expresión de KCC2 pero no de NKCC1 en el giro dentado de la rata
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3041818191
- DOI
- 10.3389/fnins.2020.00673
References
- https://openalex.org/W1571394451
- https://openalex.org/W1609188888
- https://openalex.org/W1913472693
- https://openalex.org/W1975693364
- https://openalex.org/W1984255188
- https://openalex.org/W1986863562
- https://openalex.org/W1990595804
- https://openalex.org/W1991218188
- https://openalex.org/W2006069235
- https://openalex.org/W2024188751
- https://openalex.org/W2028545810
- https://openalex.org/W2029570771
- https://openalex.org/W2031502025
- https://openalex.org/W2045535967
- https://openalex.org/W2047245548
- https://openalex.org/W2050055596
- https://openalex.org/W2059754952
- https://openalex.org/W2063998030
- https://openalex.org/W2064056969
- https://openalex.org/W2067955179
- https://openalex.org/W2070376390
- https://openalex.org/W2083462619
- https://openalex.org/W2085013217
- https://openalex.org/W2086920737
- https://openalex.org/W2089965215
- https://openalex.org/W2093156012
- https://openalex.org/W2094776565
- https://openalex.org/W2098781914
- https://openalex.org/W2111405228
- https://openalex.org/W2119573186
- https://openalex.org/W2126843605
- https://openalex.org/W2130493951
- https://openalex.org/W2134218486
- https://openalex.org/W2139298313
- https://openalex.org/W2142863807
- https://openalex.org/W2150380575
- https://openalex.org/W2154943532
- https://openalex.org/W2167279371
- https://openalex.org/W2171907536
- https://openalex.org/W2219272999
- https://openalex.org/W2281710023
- https://openalex.org/W2480724546
- https://openalex.org/W2560649943
- https://openalex.org/W2772626215
- https://openalex.org/W2790114829
- https://openalex.org/W2790430920
- https://openalex.org/W2802937969
- https://openalex.org/W2806388823
- https://openalex.org/W2888805411
- https://openalex.org/W2897968494
- https://openalex.org/W2904525396
- https://openalex.org/W2921343484
- https://openalex.org/W4245458807
- https://openalex.org/W945097756