Az étrend hatása a szacharóz előnyben részesítésére és bevitelére elhízott hajlamú és ellenálló patkányokban

Társulások UMR 1319 MICALIS, Institut National de la Recherche Agronomique, Centre de Recherche de Jouy-, Jouy-en-Josas, Franciaország, AgroParisTech, Jouy-en-Josas, Franciaország

Társulások UMR 1319 MICALIS, Institut National de la Recherche Agronomique, Centre de Recherche de Jouy-, Jouy-en-Josas, Franciaország, AgroParisTech, Jouy-en-Josas, Franciaország, Orvostudományi Tanszék, Osteopátiás Orvostudományi Főiskola, Nyugati Egyetem Egészségtudományi Kar, Pomona, Kalifornia, Amerikai Egyesült Államok, Humánegészségügyi és Fejlesztési Tanszék, Suceava Egyetem, Suceava, Románia

Frank A. Duca,
Timothy D. Swartz,
Mihai Covasa

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Duca FA, Swartz TD, Covasa M (2014) Az étrend hatása az elhízott hajlamú és ellenálló patkányok szacharóz preferenciájára és bevitelére. PLoS ONE 9 (10): e111232. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111232

Szerkesztő: James Edgar McCutcheon, University of Leicester, Egyesült Királyság

Fogadott: 2014. július 29 .; Elfogadott: 2014. szeptember 29 .; Közzétett: 2014. október 20

Adatok elérhetősége: A szerzők megerősítik, hogy az eredmények alapjául szolgáló összes adat korlátozás nélkül teljes mértékben elérhető. Minden lényeges adat a cikkben található.

Finanszírozás: A tanulmányt a PN-II-ID-PCE-2012-4-0608 sz. Román nemzeti program támogatta. 48/02.09.2013, A táplálékfelvétel szabályozását és a testsúly szabályozását befolyásoló új kockázati tényezők elemzése. A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében.

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők kijelentették, hogy nincsenek versengő érdekek.

Bevezetés

A nagyon ízletes, cukorban gazdag és energiasűrű élelmiszerek túlzott fogyasztása jelentős környezeti tényezőt jelent az egyre növekvő elhízási arányok világszerte. Ilyen körülmények között az elhízásra fogékony egyének nagyobb kockázatot jelentenek a túlzott kalóriabevitel miatt, ami hozzájárul az elhízáshoz. Az elhízásra hajlamos állatok (OP) valóban hiperfágikusak és magasabb energiahatékonysággal bírnak, ha magas energiájú (HE) étrenden tartják őket, ami a test zsírosságának jelentős növekedéséhez vezet [1]. Ezt az állatmodellt egy poligénes fenotípus jellemzi, amely szorosan hasonlít az emberi elhízáshoz, és hasznos az obesogén etetés és a genetika kölcsönhatásának feltárásában a súlygyarapodás és az elhízás szempontjából [2]. Míg a megváltozott perifériás anyagcsere, az idegi jelátviteli hiány és a leptinrezisztencia mind hozzájárulnak a krónikus túlfogyasztáshoz és az elhízáshoz ebben a modellben [3] - [5], a káros orális és poszt-orális visszacsatolás valószínűleg fontos szerepet játszik a elhízás [6], [7].

Mód

Tárgyak

A szacharózoldatok bevitele és előnyben részesítése.

Ál-etetés.

A szacharózzal nem kezelt OP és OR patkányok illeszkedtek krónikus gyomor kanülökhöz, amint azt korábban leírták [18]. A gyógyulás és a műtét előtti súly elérése után a patkányokon egy éjszakai (1700–0900 óra) vízhiányt követően reggel (0900 óra) három edzésen vettek részt, 60 percen át tartó ál-etetésen 0,03 M szacharóz-oldattal. A tesztelés során a patkányoknak rövid ideig hiányzott a víz (0900–1600), az élelemtől azonban nem, és 1 órán át (1400–1500 óra) 0,03 M szacharóz-oldat álbevitelét tesztelték, amíg stabil alapvonalat nem sikerült elérni. Ezután a patkányokat háromnapos véletlenszerű sorrendben, háromnapos szacharóz-oldatok (0,03, 0,3 és 1,0 M) egyikével tápláltuk, minden egyes koncentrációt legalább kétszer tesztelve. A szacharózbevitelt egyedenként 5 percenként, 60 percig rögzítettük. Az ál-etetés során az összes csövet megvizsgálták a megfelelő vízelvezetés érdekében, hogy a tesztelés során minimalizálják a bélbe jutó szacharózt, és megakadályozzák a szacharózhoz kapcsolódó orális stimulációs tanulási jeleket.

Orális glükóz tolerancia teszt (OGTT).

A patkányok glükóz-toleranciáját a szacharózhoz való 3 hetes hozzáférési periódus után 50% -os glükóz-oldat (2 g glükóz/testtömeg-kg) beadásával szájon át történő szoptatással teszteltük. A farokvért 0, 30, 60, 90 és 120 perccel a szoptatás után vettük, és a vércukorszintet glükométerrel (One-Touch) elemeztük.

Szövetgyűjtemény.

A nyelvhámsejteket külön naiv állatok csoportjából gyűjtöttük (OP chow, OP HE, OR chow, OR HE; n = 4 mindegyik). 5 órás böjt (0900–1400) után a patkányokat mély izofluorán érzéstelenítés alá helyeztük, és a nyelvhámsejteket enzimatikus disszociációval gyűjtöttük össze, másutt leírva [24].

Kvantitatív valós idejű PCR (qRT-PCR).

Az RNS-t RNEasy Fibrous Tissue Mini-kit (Qiagen, Franciaország) segítségével extraháltuk a gyártó utasításai szerint. A cDNS szintéziséhez 2 µg RNS-t fordítottunk át 60 µl reakciótérfogatban, nagy kapacitású cDNS készlet alkalmazásával (Applied Biosystems, Courtaboeuf, Franciaország). A mintákat három példányban, 20 ul reakciótérfogatban futtattuk StepOnePlus (Applied Biosystems, Courtaboeuf, Franciaország) RT-PCR rendszer alkalmazásával. A T1R3 transzkripciós szintjét számszerűsítettük egy leltározott Taqman Gene Expression Assay és Gene Expression Master Mix (Applied Biosystems, Courtaboeuf, Franciaország) alkalmazásával. A relatív mRNS expresszióját a 2 -ΔΔCT módszer alkalmazásával számszerűsítettük, belső kontrollként a β-aktint használtuk.

Statisztikai analízis

A valódi táplálkozási kísérletekhez a testtömeg és az adipozitás összehasonlítását kétirányú ismételt mérések (étrend, törzs) varianciaanalízissel (rmANOVA) végeztük. A csoportok közötti különbségeket a szacharózpreferencia, az elfogadás és a teljes kalóriabevitel tekintetében háromirányú (törzs, koncentráció, étrend) rmANOVA-nak vetettük alá. Az összes kalóriabevitel adatait a teljes kalóriatartalom 48 órás szilárd táplálék és szacharóz oldat bevitelének napi átlagaként adtuk meg. Az OGTT esetében a vércukorszintet minden időpontban kétirányú (diéta, törzs) ANOVA-val elemeztük. Az ál-etetéshez a teljes 60 perc szacharózt (ml-ben) háromirányú (étrend, törzs, koncentráció) rmANOVA-nak vetettük alá. A qPCR értékeit kétirányú (diéta, törzs) ANOVA alkalmazásával elemeztük. Valamennyi tanulmány esetében a variancia-elemzéseket adott esetben post-hoc Bonferroni-tesztekkel követték. A statisztikai szignifikancia konfidencia-határértékét p értéken határoztuk meg. 1. ábra. Testsúly (A) és adipozitási index (B) chow- és HE-táplált OP és OR patkányokban.

(A) Az OP patkányok súlya meghaladta az OR értékét 2 hét HE-etetés után, és több, mint a chow-vel etetett OP állatok 4 hét után. (B) A Chow- és HE-táplált OP patkányok relatív zsírtömege szignifikánsan nagyobb, mint az OR társaiké, és a HE táplálás mind az OP, mind az OR patkányok fokozott adipozitását eredményezte. Az adatokat átlagként ± SEM, * P ††† P ### P fejezzük ki. 2. ábra. Előny (A) és bevitel (B) OP és OR patkányokban 48 órás kétpalackos szacharóz és víztesztek során.

(A) A chow-etetés során az OP patkányok a legkisebb (0,01 M) szacharózkoncentrációt részesítették előnyben, mint az OR patkányokat. Ezenkívül a HE-etetés csökkentette a szacharóz preferenciáját mind az OR (0,01 M, 0,03 M és 1,0 M), mind az OP (0,3 M és 1,0 M) patkányok esetében. (B) Az OR patkányokkal összehasonlítva az OP patkányok csökkent bevitelt mutattak 0,03 M és 0,1 M koncentrációkon a chow-etetés során, és 0,1 M szacharóz mellett HE-etetéskor. Továbbá az OP és OR patkányok kevesebb szacharózt fogyasztottak, ha a HE étrendet etették a chow-hoz képest (OR 0,03 M, 0,1 M és 0,3 M; OP 0,3 M). Az adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki. * P † P ††† P # P ### P 3. ábra: Teljes napi energiafogyasztás 48 órás kétpalackos szacharózvizsgálat és mosási napok alatt.

A HE-etetés során az OP patkányok az összes vizsgálatnál és kimosásnál több kalóriát fogyasztottak, kivéve az 1,0 M szacharózt, az OR patkányokhoz képest. A HE-etetés megnövekedett energiafogyasztást eredményezett az összes patkánykoncentráció vizsgálata során az OP patkányoknál a chow társaikkal összehasonlítva. * P † P # P ## P ### P 4. ábra OP- vagy OR-patkányok OGTT-je a chow- és HE-etetés során.

Chow-etetés során az OP-patkányok 60 perc alatt csökkenték a vércukorszintet az OR patkányokhoz képest, míg a HE-vel táplált OP patkányok 60, 90 és 120 percnél alacsonyabb glükózszintet mutattak, mint a HE-vel táplált OR patkányok. * P † P # P ## P 0,05; OP vs. OR, minden koncentráció esetén). Ezt főként a 0,3 M szacharóz és az 1,0 M szacharóz bevitel jelentős csökkenése hajtotta végre (P 5. ábra. Szacharózoldatok egy órás áltakarmány-bevitele szarvas- és HE-táplált OP és OR patkányok számára.

A CH-vel táplált OP patkányok 0,3 M és 1,0 M szacharóz oldatok bevitele csökkent az OR patkányokhoz képest. A HE-etetés csökkent 0,3 M és 1,0 M szacharóz oldatok bevitelét OR patkányokban. * P † P 6. ábra. A nyelvi T1R3 génexpressziója OP és OR-ban nem kezelt állatokban Az OP patkányok a Towl etetés során csökkentették a T1R3 mRNS-t a hátsó nyelvi epitheliumban az OR patkányokhoz viszonyítva.