A diéta okozta elhízás rontja az emlő fejlődését és a laktogenezist az egér emlőmirigyében
Absztrakt
Az emlő- és a zsírszövetek közötti kapcsolat más kontextusban kiterjed a laktációra is, mivel a zsírszövet-triglicerideket mozgósítják, hogy zsírsavakat biztosítsanak a tej lipidszintéziséhez (11). Azonban a zsírszövetből származó hosszú szénláncú zsírsavak túlzott használata elhízott patkányokban mind a tej teljes, mind a telített zsírsavtartalom növekedéséhez vezet (29), és a tejet fogyasztó utódokban fokozódik a zsírlerakódás. Bár az ilyen vizsgálatok részletesen megvizsgálták az elhízás metabolikus következményeit a laktáció alatt, nem vizsgálták az emlőmirigy fejlődését.
Állatok.
4 hónapos nőstény egereket (OF1, a Charles Riverből származó, kinőtt svájci egereket) 12: 12-órás világos-sötét környezetben, 22 ° C környezeti hőmérsékleten tartottunk. Vagy normál laboratóriumi étrendet (UAR, Epinay-sur-Orge, Franciaország) tápláltak, vagy pedig a szokásos étrendhez való ad libitum hozzáférés kombinációját, és ezen felül ad libitum hozzáférést a magas zsírtartalmú étrendhez. A szokásos étrendet, az AO3-ot állatok tenyésztésére tervezték, összetételét az 1. táblázat mutatja.
Asztal 1. A diéták összetétele
A kontrollállatok a szokásos étrendet kapták. A magas zsírtartalmú étrendet tápláló állatok a szokásos étrendet és a magas zsírtartalmú keveréket kapták.
Az emlőszövetet lemértük és -80 ° C-on tároltuk. Kis szövetmintákat nyertünk a szövet kiválasztásával, és elemeztük a fehérje- és zsírtartalmat. A zsírtartalmat úgy határoztuk meg, hogy a mintát kétszer extraháltuk 4 térfogatrész kloroformmal, majd egy lemért fiolában szárazra pároltuk. A negyedik jobb hasi emlőmirigy egész tartóját előkészítettük az előzőekben leírtak szerint, azzal a különbséggel, hogy a mirigyeket két mikroszkóp tárgylemez között óvatosan megszorítottuk az elhízott állatok mirigyének vastagsága miatt (37). Egészen felvett képek a leölt állatokról 14. nap terhességét a Leica QWin 2.6 verziójával elemeztük. A monokróm képeket küszöbérték alá helyeztük, így a> 156-os (a zsírszövetet képviselő) fehér szintet választottuk ki. A zsírszövet által elfoglalt területet levontuk a teljes képterületről, hogy megkapjuk a parenchymás szövet arányát. Az ötödik bal mirigyet az optimális vágási hőmérsékletű vegyületben lefagyasztották. Feljegyeztük a zsírszövet tömegét is a parametrikus helyről (a felnőtt nőstény egerek fő helye).
Az emlőmirigy DNS-tartalmát Labarca és Paigen (18) módszerével határoztuk meg az emlőmirigyre vonatkozó specifikus módszerekkel, a korábban leírtak szerint (2).
A teljes ACC aktivitást és az aktív állapotban lévő arányt a korábban leírtak szerint határoztuk meg.
statisztikai elemzések.
Az összehasonlításokat Student's párosítatlanul is elvégezték t-teszt, vagy ahol több összehasonlítást végeztek, az ANOVA, majd a Bonferroni korrekcióval járó post hoc tesztek. A mortalitást és a fogamzási arányokat Fischer pontos tesztjével hasonlítottuk össze.
Testtömeg és élelmiszer-fogyasztás.
A magas zsírtartalmú étrend etetése egereknél a testtömeg növekedéséhez vezetett (P
1. ábra.A testtömeg változása a szaporodási ciklus alatt magas zsírtartalmú étrendet fogyasztó egereknél.
2. ábra.Energiafogyasztás a szaporodási ciklus alatt magas zsírtartalmú étrendet fogyasztó egerekben.
A teljes testtömeg a kontrollokban 33 ± 1-ről 64 ± 5 g-ra, a magas zsírtartalmú étrend-csoportban 42 ± 2-ról 71 ± 2 g-ra nőtt a terhesség alatt. Között 18. nap terhesség és 2. nap laktáció ideje alatt a kontrollok táplálékfelvétele 118 ± 9 (P18), 83 ± 7 (szülés, L1) és 96 ± 13 kJ/nap (L2) volt, míg a magas zsírtartalmú diétás csoportban az élelmiszer sokkal nagyobb mértékben csökkent bevitel 154 ± 14, 104 ± 20 és 73 ± 11 kJ/nap bevitel mellett. A fiatalok szülés után bekövetkezett kezdeti nagy testtömeg-csökkenés után a táplálékbevitel csökkenése a testtömeg további csökkenésével járt a szülés utáni első napon, 3,7 ± 1,2 g (átlag ± SE) a magas zsírtartalmú állatokban, ami szignifikánsan nagyobb volt, mint a kontrolloké (0,2 ± 0,6 g, P
3. ábra.A parametrikus zsírszövet súlyának változásai a terhesség (P14) és a laktáció (L1, L10) alatt magas zsírtartalmú étrenddel etetett egerekben. Az értékek átlag ± SE. *P
Ennek ellenére a zsírszövet mennyisége szignifikánsan magasabb maradt a magas zsírtartalmú csoportban [1,12 ± 0,48 (SE) g] a kontrollokhoz képest (0,10 ± 0,01 g, P
4. ábra.Emlőmirigy súlya (A) és a DNS-tartalom (B) a terhesség és a szoptatás ideje alatt egerekben, amelyek zsírtartalmú étrendet fogyasztottak. Az értékek átlag ± SE. **P
Az emlőmirigy működése.
A magas zsírtartalmú étrendű állatok károsodott laktogenezist mutattak, amit a kölyök gyenge kezdeti 0,5 ± 0,3 (SE) g/nap növekedési sebessége mutat, szemben a kontrollok 2,1 ± 0,3 g/nap értékével (P
5. ábra.Az alom súlygyarapodása közvetlenül a szülés után magas zsírtartalmú étrenddel etetett egerekben. Az értékek átlag ± SE. *P
A laktogenezis késése az mRNS expressziójának számos változásával járt együtt, amelyek összhangban voltak a tejszintézis csökkenésével. Az a-laktalbumin, a β-kazein és a WAP expressziója mind csökkent 1. nap laktáció, akár DNS-egységenként, akár mirigyenként kifejezve, bár a β-kazeint és a WAP-ot normalizálták 10. nap míg az α-laktalbumin expressziója szignifikánsan nyomott maradt (6. ábra). A fő tejfehérjék mRNS-expressziójának ezen változásai az elhízott állatok tejének összes fehérjetartalmának jelentős csökkenésével jártak (5,0 ± 0,4) a sovány állatokkal összehasonlítva [6,7 ± 0,6 (SE), P
6. ábra.α-laktalbumin (A), β-kazein (B) és a tejsavó fehérje (WAP, C) kifejezés terhesség és szoptatás alatt. Az értékek átlag ± SE. *P
Az ACC-a mRNS expresszióját két promoter vezérli (PIA, amelyet elsősorban a májban és a zsírszövetben alkalmaznak, és a PII, amely mindenütt jobban kifejeződik, és az emlőmirigy fő promóterének tekinthető). Bár vizsgálataink során a PII volt a fő transzkriptum, mind a PIA (a PI-ből újra megjegyezve, hogy megfeleljen az emberi annotációnak; lásd 38. hivatkozás), mind a PII expressziójának ötszörös növekedése volt. 14. nap terhesség és 10. nap szoptatás (1. táblázat). Tovább 1. nap A PII-promóter ACC-transzkripcióinak egyensúlyi állapotú mRNS-szintje alacsonyabb volt az elhízott állatokban, bár 10. nap laktáció.
Az ACC-a mRNS régióját felölelő, a Ser-1200 foszforilációs motívumot (1, 3) kódoló nukleotidszekvenciának megfelelő cRNS hibridizációja a laktáló emlőmirigy RNS-hez 438 és 382 nukleotid védett fragmenseit hozta létre (az eredményeket nem mutatjuk be). Ezek megfelelnek az ACC-a mRNS-eknek, amelyek vagy tartalmaznak (438 nt faj, hosszú transzkriptum), vagy hiányoznak (382 nt, rövid transzkriptum) 24 nm exon szekvenciát. A rövid/hosszú formájú mRNS arányváltás jellemző a laktogenezis kezdetére (3). Az ACC-a mRNS rövid és hosszú formájának aránya 2,4 ± 0,8-ról (átlag ± SE) nőtt 1. nap laktáció 8,0 ± 0,1-ig 10. nap a sovány egerekben történő laktáció ideje. Az elhízott állatoknál is nőtt, bár az arányok kisebbek voltak (1,5 ± 0,4, illetve 5,0 ± 0,9). Ennek következtében a fő rövid transzkriptum (ACC-α) expressziója elhízott állatokban szignifikánsan csökkent (52 ± 16 egység), összehasonlítva a kontrollokkal (98 ± 18). 10. nap szoptatás (P
2. táblázat. Állandó állapotú mRNS expresszió az acetil-coA karboxiláz számára az emlőszövetben vemhesség és szoptatás alatt sovány és elhízott egerekben
Az értékek átlag ± SE.
* P 30-szoros a terhesség között 14. nap és 10. nap laktáció a kontroll egerekben. Az ACC aktivitás csökkent az elhízott állatokban, összehasonlítva a kontrollokkal, mindkettőben 1. nap és 10. a laktáció ideje alatt, bár a különbség csak statisztikailag szignifikáns volt 10. nap szoptatás (7. ábra).
7. ábra.Teljes acetil-CoA karboxiláz (ACC) aktivitás (A) és az aktív állapotban lévő ACC aránya (B) terhesség és szoptatás alatt. Az értékek átlag ± SE. *P
A teljes ACC csökkenését ellensúlyozták 1. nap szoptatás, de nem 10. nap, az enzim százalékának növekedésével az aktív helyen [34 ± 9 vs. 71 ± 7% (átlag ± SE, P
8. ábra.Az emlőmirigyek egész elemzése 14. nap terhesség alatt sovány (A) és elhízott (B) egerek. A méretarány 1 mm-t jelent.
Még a legsúlyosabban elhízott állatoknál is, amelyek a legjellemzőbb fenotípust mutatták (az elágazási gyakoriság jelentősen csökkent), duktális szerkezetek mutatkoztak, amelyek behatoltak az összes emlőzsírba. Így úgy tűnik, hogy a fő morfológiai hiba inkább az elágazási gyakoriság és az alveoláris fejlődés zavara volt, mint növekedési/proliferációs hiba. Bár a szövettani elemzések az elhízott állatoknál a ductalis epithelium arányának csökkenését és a megnövekedett adipocita méreteket mutatták 14. nap terhesség, által 10. nap szekréciós alveoláris struktúrák normálisnak tűntek, bár elhízott állatoknál megnagyobbodott adipociták zsebei maradtak (9. ábra). Ezenkívül szüléskor, ahol csökkent tejszekréciót figyeltünk meg, az elhízott állatok alveoláris struktúrái drámai lipidfelhalmozódást mutattak a hámsejtekben (10. ábra). A lipid felhalmozódása az alveoláris sejtekben inkább a késői terhességre emlékeztet, ahol a lipidszintézis megelőzi a tej tejben való ozmotikus hajtásáért felelős laktóz bőséges szintézisét.
9. ábra.Az emlőmirigyek szövettani szakaszai a terhességtől 14. nap sovány (A) és elhízott (B) egerekből és laktációból származnak 10. nap sovány (C) és elhízott (D) egerek. A, adipocita; D, csatorna; E, hám; L, tejet tartalmazó lumen. A méretarányok 0,5 mm-t képviselnek. (Ne feledje, hogy a nagyítás C és D kétszerese A és B.)
10. ábra.A trigliceridek szülés utáni felhalmozódása a kontroll egér alveoláris epitheliumában 18. nap terhesség (A) és elhízott egérrel 1. nap szoptatás (C), amelyek egyetlen lipidcseppet (nyíl) mutatnak az alveolusok számos sejtjén belül. Ezzel szemben a vezérlő egérrel 1. nap szoptatás (B) lipidszekréció következett be, amit az alveoláris lumenben található nyílcseppek nagy száma bizonyít (nyíl). A méretarány 0,1 mm-t képvisel.
A tejszekréció megindulásával kapcsolatos probléma egy része összefüggésben állhatott az étvágyzal, mivel a magas zsírtartalmú étrendben lévő állatok jelentős mennyiséget vesztettek és jelentősen kevesebb kalóriát ettek a laktáció első napján, abban az időben, amikor képtelenek ugyanolyan mértékben támogatni kölykeik súlygyarapodását, mint sovány állatoknál. A csökkent táplálékfelvétel és a nagyobb fogyás jelensége elhízott patkányokban is nyilvánvaló volt (31). Ellentmondásos megfigyelések történtek a tejtermelés javításának lehetőségéről az alacsony zsírtartalmú étrendre való áttérés révén a laktáció alatt, a tanulmányok vagy a tejtermelés további csökkenését (29, 30), vagy javulást (28) mutatnak. Nőknél egy tanulmány kimutatta, hogy az elhízott egyének ∼0,5–1 kg testtömeg/hét fogyása nem befolyásolta gyermekeik növekedését (20–22). Ezen ellentmondó eredmények okai nem azonnal nyilvánvalóak, bár összefüggésbe hozható azzal a ténnyel, hogy a nők laktációs igénye az összes kiadás ~ 25% -a, míg rágcsálóknál ez az igény meghaladhatja a 60% -ot.
Összefoglalva, ez a tanulmány az étrend által kiváltott elhízás modelljét nyújtja, amely az elhízott nő emlőműködésének számos jellemzőjét mutatja, beleértve a károsodott laktogenezist is. Megerősítették és kiterjesztették a patkányokon végzett vizsgálatokat az a-laktalbumin (laktóz), a β-kazein, a WAP (fehérje) és az ACC (lipidszintézis) expressziójának károsodásaival. Először azt is megmutatjuk, hogy az ACC-α PIA promóterét hasonló módon szabályozzák, mint a laktáló egerek emlőmirigyében a PII-t, és hogy az enzimaktivitást, mind az aktív, mind az aktív állapotban, az elhízottak befolyásolják. állapot. Végül először mutatjuk be, hogy az elhízás rendellenes emlőmorfológiát eredményez, amely hozzájárulhat a leírt metabolikus változások hatásához. Az elhízás az emlő fejlődését és működését befolyásoló mechanizmusainak megértése egyértelműen fontos jövőbeli cél.
D. J. Flint posta-narancsot kapott az Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale-től, és ennek a munkának egy részét a skót Környezetvédelmi és Vidékügyi Minisztérium támogatta.
LÁBJEGYZETEK
A cikk megjelenésének költségeit részben az oldaldíjak megfizetése fedezte. A cikket ezért ezennel fel kell tüntetni:hirdetés”Szerint a 18 U.S.C. Az 1734. § kizárólag ennek a ténynek a feltüntetésére.
Köszönjük M. Gardner és S. Boumard szakképzett technikai segítségét.
- A Celastrol elősegíti a fogyást az étrend okozta elhízásban azáltal, hogy gátolja a fehérje tirozint
- Az Agaricus blazei murill kivonattal történő étrend-kiegészítés megakadályozza az étrend okozta elhízást és
- Kövér a nehéz mezőgazdasági munka ellenére - Az elhízás felkutatása EurekAlert! Science News
- A zsír nem a probléma-a zsír megbélyegzése - Scientific American Blog Network
- Ehetnek-e a kutyák halat; American Kennel Club