Difference of brain-derived neurotrophic factor expression and pyramid cell count during mastication of food with varying hardness

Abstract Previous studies suggested that mastication activity can affect learning and memory function. However, most were focused on mastication impaired models by providing long-term soft diet. The effects of chewing food with various hardness, especially during the growth period, remain unknown. Objective: To analyze the difference of hippocampus function and morphology, as characterized by pyramidal cell count and BDNF expression in different mastication activities. Materials and Methods: 28-day old, post-weaned, male-Wistar rats were randomly divided into three groups (n=7); the first (K0) was fed a standard diet using pellets as the control, the second (K1) was fed soft food and the third (K2) was fed hard food. After eight weeks, the rats were decapitated, their brains were removed and placed on histological plates made to count the pyramid cells and quantify BDNF expression in the hippocampus. Data collected were compared using one-way ANOVA. Results: Results confirmed the pyramid cell count (K0=169.14±27.25; K1=130.14±29.32; K2=128.14±39.02) and BDNF expression (K0=85.27±19.78; K1=49.57±20.90; K2=36.86±28.97) of the K0 group to be significantly higher than that of K1 and K2 groups (p<0.05); no significant difference in the pyramidal cell count and BNDF expression was found between K1 and K2 groups (p>0.05). Conclusion: A standard diet leads to the optimum effect on hippocampus morphology. Food consistency must be appropriately suited to each development stage, in this case, hippocampus development in post-weaned period.

A perda dentária, o declínio cognitivo e a recuperação imediata do exercício mastigatório para, possivelmente, reduzir este problema mundial. Estamos perto de uma resposta? / Tooth loss, cognitive decline, and the immediate recovery of masticatory exercise to possibly reduce the burden of the disease. How close are we now?

Este artigo apresenta os achados mais recentes sobre a perda dentária, declínio cognitivo e o possível papel que a mastigação teria na prevenção deste problema mundial. A ausência de dentição funcional afeta » dos adultos no Brasil. Existem evidências anatômicas demonstrando a ligação neuronal entre os circuitos mastigatórios trigeminais e o hipocampo ­ área cerebral da cognição (memória, aprendizado) e primariamente afetada pela doença de Alzheimer. A eficiência manual é significativamente melhorada, quando feita simultaneamente à mastigação. Três estudos com populações humanas significativas mostraram que a deficiência cognitiva é aumentada pelas próteses mal adaptadas; a perda de 16 unidades dentárias é suficiente para ser associada ao impedimento cognitivo severo; e um tempo de edentulismo superior ou acima de 15 anos piora significativamente os escores de cognição. Um estudo mostra que o desenho das PPRs com e sem extensão distal gera atividades cerebrais diferentes, que podem reduzir a habilidade mastigatória. Como os experimentos em animais têm mostrado que a mastigação induz a neurogênese no hipocampo, que este fenômeno pode ser impedido pela troca de uma dieta sólida por uma dieta pastosa, e ainda que o exercício físico em idosos aumenta a área do hipocampo e a percepção espacial, por semelhança, a mastigação cada vez mais se consolidaria como o "exercício principal adicional mais simples" na manutenção dos níveis de cognição. Neste sentido, os profissionais da Odontologia que detectarem a necessidade de colocar adequadamente implantes e próteses o mais cedo possível tornarão seus pacientes edêntulos grandes mind trainers e, possivelmente, estarão contribuindo para reduzir esta patologia de um grande impacto mundial.

This article presents the most recent findings on tooth loss, cognitive decline, and the possible role of mastication to prevent this global problem. The lack of functional dentition affects over » of Brazilian adults. There are anatomical evidences demonstrating the neuronal circuitry relationship among the trigeminal and hippocampus pathways (the cerebral region responsible for long-term memory and learning, being affect by Alzheimer disease). Manual dexterity is significantly improved when combined with masticatory exercise. Three studies with large samples highlightened that cognitive impairment increases for those with maladjusted dentures; sixteen dental lost units are enough for severe cognitive deficit, and that people edentulous for more than 15 years had their cognition scores significantly reduced. Also, one study demonstrated that the partial removable prosthesis design (with and without distal extensions) modify brain activity that can influence on masticatory ability. Animal experiments have shown that masticatory leads to neurogenesis at the hippocampus, and that this phenomenon can be prevented and reversed by alternating hard-and soft-diets. In a similar way, since physical exercise in old persons increases the hippocampal area and spatial perception, mastication could have a more and more evolving paper as "the most simple supplementary exercise" to maintain cognition levels. In this sense, dental professionals detecting the need to and who adequately deliver dental implants and prostheses as soon as possible will turn their edentulous patients into great "mind trainers" and surely would be contributing to reduce the burden of this global disease.

Efeitos da atividade física sobre a memória e estresse oxidativo plasmático e hipocampal de ratas na senescência / Effects of physical activity on memory, plasma and hippocampal oxidative stress of rats on senescence

Há evidências que a prática regular de atividade física potencializa a memória, diminui o estresse oxidativo plasmático e hipocampal e a ansiedade na senescência. Neste trabalho foram utilizadas 40 ratas (Rattus norvegicus albinus, Wistar), com 13 meses de idade ao início do experimento, divididas em quatro grupos: um grupo controle (GC) e três grupos tratamento (GT1, GT2 e GT3), sendo 10 animais em cada grupo. O grupo controle foi mantido apenas sob observação. Aos grupos tratamento foram aplicados exercícios físicos e de memória, sendo que ao GT1, apenas exercícios de memória; ao GT2 escalada em escada, e ao GT3 ambos os exercícios. Os animais que foram submetidos à escalada em escada três vezes por semana durante três meses consecutivos e aos testes de memória, apresentaram melhor desempenho nas memórias de curto e longo prazo e de habituação, bem como menor ansiedade em teste de campo aberto. A baixa concentração de malonaldeído (MDA), o equilíbrio da superóxido dismutase (SOD) e o aumento da capacidade antioxidante total (Ferric Reducing Antioxidant Power- FRAP, foram observados nas amostras plasmáticas e hipocampais de ratas submetidas aos tratamentos. Concluiu-se que a prática de exercício físico regular associado a exercícios de memória melhorou as capacidades mnemônicas, diminuiu o estresse oxidativo e a ansiedade de ratas na senescência(AU)

There is evidence that regular physical activity enhances memory, decreases plasma and hippocampal oxidative stress, and anxiety in senescence. In this work, 40 rats (Rattus norvegicus albinus, Wistar), 13 months old at the start of the experiment, were divided into four groups: one control group (CG) and three treatment groups (GT1, GT2 and GT3), 10 animals in each group. The control group was kept under observation only. In the treatment groups, physical and memory exercises were applied, and to GT1, only memory exercises; to GT2 climbing stairs, and to GT3 both exercises. Animals that underwent ladder climbing three times a week for three consecutive months and memory tests showed better performance in short and long term memory and habituation as well as lower anxiety in the open field test. The low concentration of malonaldehyde (MDA), the balance of superoxide dismutase (SOD) and the increase in total antioxidant capacity (Ferric Reducing Antioxidant Power - FRAP) were observed in the plasma and hippocampal samples of rats submitted to treatments. Regular exercise practice associated with memory exercises improved mnemonic abilities, decreased oxidative stress and anxiety of rats in senescence(AU)