Az ivartalanítás megváltoztatja a táplálékfelvételt, a testsúlyt, a plazma inzulin és a leptin koncentrációját a normál és a lipoprotein lipázhiányos hím macskákban

Marc L. Kanchuk, Robert C. Backus, Christopher C. Calvert, James G. Morris, Quinton R. Rogers, Az ivartalanítás az élelmiszer-bevitel, a testsúly, a plazma inzulin és a leptin koncentrációjának változását idézi elő normál és lipoprotein lipázhiányos hím macskákban, A Journal of Nutrition, 132. évfolyam, 6. szám, 2002. június, 1730S – 1732S. Oldal, https://doi.org/10.1093/jn/132.6.1730S

BŐVÍTETT ABTRAKT

Tanulmányok kimutatták, hogy az állatkórházakat felkereső macskák 25–40% -a túlsúlyos vagy elhízott (1, 2). A házimacska ivartalanításának általános gyakorlata az elhízás megnövekedett előfordulásával jár (2, 3), és bebizonyosodott, hogy a hím és a nőstény macska egyaránt jelentősen megnöveli a testsúlyt az ivartalanítás után (4–6). A testtömeg szabályozása az energiafogyasztás és az energiafelhasználás ellenőrzésével történik. Bár bebizonyosodott, hogy az ivartalanítás után az étkezés 3 hónappal növekszik (6), nem világos, hogy az ivartalanított macskáknál a táplálékbevitel növekedése az elsődleges oka a testtömeg-növekedésnek. Az ovariektomizált patkányokban és a szíriai hörcsögökben az elhízás előfordulhat a táplálékbevitel növekedése nélkül (7, 8).

Elhízás esetén a triacil-glicerid túlzottan nagy mennyiségben van tárolva az adipocitákban. Az adipocitában tárolt triacil-glicerid mennyiségét számos hormonális és enzimatikus faktor szabályozza. A leptin és az inzulin hormonok ezen tényezők közé tartoznak, és egy hosszú távú jelátviteli mechanizmus részét képezik, amely szabályozza a testzsír készletét. Az ivartalanítás hirtelen csökkenti az ivarmirigyek normál keringési koncentrációját, és közvetlenül vagy közvetve megváltoztathatja a testzsír-szabályozást azáltal, hogy befolyásolja a leptin és az inzulin szignálját. A lipoprotein lipáz (LPL 4) egy enzimatikus tényező, amelyről úgy gondolják, hogy befolyásolja a triacil-glicerid raktárakat azáltal, hogy a szabad zsírsavak adipocitákba áramlásának kapuőrjeként működik (9). Ebben a szerepben a zsír LPL aktivitásának növekedését javasoljuk a test triaclyglicerid raktárainak bővítésére. Az LPL ezen funkciójának extrapolálása azt a javaslatot jelentette, hogy a gonadectomia által kiváltott súlygyarapodás az adipóz LPL aktivitás elveszett gonadal szteroid elnyomásából származik (10).

Ebben a tanulmányban az ivartalanítás táplálékfelvételre, inzulinra és leptinre gyakorolt hatását meghatározták normál és LPL-hiányos macskáknál. A vizsgálat célja az ivartalanítással járó súlygyarapodás hátterében álló mechanizmus vizsgálata volt.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Tizenhat normális (+/+) és 16 LPL-hiányos (-/-) házi hím macskát (2–5 éves) választottak ki a Feline Nutrition and Pet Care Center-ből, University of California, Davis. Az LPL-hiányos macskák házi macskák kolóniájából származnak a Brit Kolumbiai Egyetemen (11). Az LPL-hiány egyetlen bázispár-mutáció eredménye, ahol a 412-es maradéknál (Gly412Arg) az arginin helyettesíti a glicint, megszüntetve az LPL enzimatikus aktivitást (11). Minden macskát egyedi ketrecekben helyeztünk el. Kereskedelmi száraz, kibővített étrend, a Purina O.N.E. A lazac és a tonhal íze (~ 13% zsír) és a víz ad libitum volt elérhető, kivéve a D2O beadása előtti egynapos étkezési visszatartási időszak alatt. Az étrend táplálkozási szempontból teljes és kiegyensúlyozott volt a macskák minden életszakaszában, amelyet az Amerikai Takarmány-ellenőrzési Tisztviselők Szövetsége (AAFCO) eljárásaival végzett takarmányozási vizsgálatokkal határoztak meg. Minden állattenyésztést és kezelést az UC Davis Állattenyésztési és Igazgatási Tanácsadó Bizottsága jóváhagyott, és az állatokat a laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó útmutatónak (12) megfelelően gondozták.

A macskák 2 hónapig kibővített étrendet kaptak a kezelések megkezdése előtt. A normál és az LPL-hiányos macskákat két csoportra osztották, amelyek életkoruk, testtömegük és/vagy testtömegük alapján kiegyensúlyozottak voltak, és véletlenszerűen kerültek hozzárendelésre a kontroll és az ivartalan kezelésekhez. Az ivartalanítás előtt az összes macskát egyik napról a másikra tápláléktól megfosztották. A nyolc normál és egy nyolc LPL-hiányos macskából álló csoportot ivartalanították a szokásos nyílt technikával. Minden ivartalanított macskát intravénásan altattunk ketaminnal (10,0 mg/kg) és diazepammal (0,5 mg/kg), miután 0,04 mg/kg atropin IM-t kaptak. A fennmaradó normál és LPL-hiányos ép macskák kontrollcsoportként szolgáltak. A testtömegeket hetente rögzítették, és minden macskának meghatározták az átlagos napi táplálékfelvételt 7 nappal az ivartalanítás után és 14 nappal az ivartalanítás után.

A test sovány és zsírtömegét a D2O izotóp hígítási módszerrel határoztuk meg közvetlenül az ivartalanítás előtt (wk-1) és a 36. héten. Az ételt és a vizet egy éjszakán át visszatartottuk a D2O beadása előtt. A D2O-t normál sóoldatban adtuk be, és intravénásán injektáltuk 0,4 g/testtömeg-kg dózisban. Jugularis vérmintákat (3 ml) vettünk a D2O dúsítási elemzéshez közvetlenül a D2O injekció beadása előtt és 60 perccel azután. A szérumminták deutérium-dúsulását atomszázalékos feleslegben (APE) Fourier transzformációs infravörös (FTIR) spektroszkópiai módszerrel határoztuk meg (13). A teljes testvizet (TBW) a szérummintákból becsülték, és a sovány testtömeg és a zsír testtömeg mennyiségét számolták (14–16).

Az 1., 5., 16. és 34. héten az összes macskától jugularis vért (3 ml) gyűjtöttek, és azonnal koaguláció megakadályozására EDTA-t tartalmazó csövekbe helyezték. A mintákat 10 percig 1200xg sebességgel centrifugáltuk. A plazmát eltávolítottuk és -80 ° C-on lefagyasztottuk az elemzésig. A plazma leptin és inzulin koncentrációit radioimmunoassys (RIA) módszerrel határozták meg macskák esetében (13, 17).

Az ivartalanítás testtömegre, a heti táplálékfelvételre, a plazma inzulinra és a leptinre gyakorolt szignifikáns hatásait az általános lineáris ANOVA modell (SAS Institute, Cary, NC) határozta meg. Az idő és az idő, a kezelés és az LPL genotípus hatásait az ANOVA-ban értékeltük. A SAS Pdiff-eljárását alkalmazták annak meghatározására, hogy a különbségek szignifikánsak-e P-nél. 1. ábra).

Az átlagos napi táplálékfogyasztás átlagosan 7 nap alatt ivartalanítás előtt (wk −1, szürke sávok) és az LPL-hiányos és normális macskák ivartalanítása után a 2. héten (2. hét, fekete sávok). A hibasávok az egyes csoportok nyolc macskájának napi átlagos táplálékfelvételéből számított félértékeket jelentik. * Jelentősen különböznek (az egyes csoportokban nyolc macska átlagos napi táplálékfelvételéből számított P sem értékek. * Jelentősen eltérőek (P 1. táblázat). A zsír testtömege (FBM) és a testtömeg jelentősen megnőtt (P (1. táblázat).

Testtömeg és testösszetétel az ivartalanítás előtt és után

Kezelés . Hét. 1. változás . −1. 3. 36. LBM. FBM. Testsúly .

—G—			-% -
Normál
Ép	4856 ± 208	4946 ± 220	4936 ± 244	−3,0 ± 2	21,0 ± 6	2,0 ± 2
Ivartalanított	4820 ± 175	5272 ± 199 *	6186 ± 282 *	9,0 ± 3	109,0 ± 34	28,0 ± 4
LPL-hiányos
Ép	4464 ± 151	4415 ± 158	4297 ± 143	0,3 ± 2	−22,0 ± 4	−4,0 ± 1
Ivartalanított	4452 ± 202	4679 ± 202 *	5749 ± 243 *	10,0 ± 3	108,0 ± 12	29,0 ± 2

Kezelés . Hét. 1. változás . −1. 3. 36. LBM. FBM. Testsúly .

—G—			-% -
Normál
Ép	4856 ± 208	4946 ± 220	4936 ± 244	−3,0 ± 2	21,0 ± 6	2,0 ± 2
Ivartalanított	4820 ± 175	5272 ± 199 *	6186 ± 282 *	9,0 ± 3	109,0 ± 34	28,0 ± 4
LPL-hiányos
Ép	4464 ± 151	4415 ± 158	4297 ± 143	0,3 ± 2	−22,0 ± 4	−4,0 ± 1
Ivartalanított	4452 ± 202	4679 ± 202 *	5749 ± 243 *	10,0 ± 3	108,0 ± 12	29,0 ± 2

Az értékek átlagok ± SEM, n = 8. * Lényegesen különböznek (P

Átlagos ± SEM változás a –1. Hétről a 36. hétre.

Testtömeg és testösszetétel az ivartalanítás előtt és után

Kezelés . Hét. 1. változás . −1. 3. 36. LBM. FBM. Testsúly .

—G—			-% -
Normál
Ép	4856 ± 208	4946 ± 220	4936 ± 244	−3,0 ± 2	21,0 ± 6	2,0 ± 2
Ivartalanított	4820 ± 175	5272 ± 199 *	6186 ± 282 *	9,0 ± 3	109,0 ± 34	28,0 ± 4
LPL-hiányos
Ép	4464 ± 151	4415 ± 158	4297 ± 143	0,3 ± 2	−22,0 ± 4	−4,0 ± 1
Ivartalanított	4452 ± 202	4679 ± 202 *	5749 ± 243 *	10,0 ± 3	108,0 ± 12	29,0 ± 2

Kezelés . Hét. 1. változás . −1. 3. 36. LBM. FBM. Testsúly .

—G—			-% -
Normál
Ép	4856 ± 208	4946 ± 220	4936 ± 244	−3,0 ± 2	21,0 ± 6	2,0 ± 2
Ivartalanított	4820 ± 175	5272 ± 199 *	6186 ± 282 *	9,0 ± 3	109,0 ± 34	28,0 ± 4
LPL-hiányos
Ép	4464 ± 151	4415 ± 158	4297 ± 143	0,3 ± 2	−22,0 ± 4	−4,0 ± 1
Ivartalanított	4452 ± 202	4679 ± 202 *	5749 ± 243 *	10,0 ± 3	108,0 ± 12	29,0 ± 2

Az értékek átlagok ± SEM, n = 8. * Lényegesen különböznek (P

Átlagos ± SEM változás a –1. Hétről a 36. hétre.

A normál ivartalanított macskák plazma inzulin koncentrációja nagyobb volt (P 2. táblázat). Az LPL-hiányos ivartalanított macskák plazma inzulin koncentrációja nagyobb volt (P (2. táblázat).

Az átlagos plazma inzulin koncentráció az ivartalanítás előtt és után

. Hét . −1. 2. 5. 16. .

pmol/L
Normál
Ép	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Ivartalanított	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-hiányos
Ép	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Ivartalanított	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

. Hét . −1. 2. 5. 16. .

pmol/L
Normál
Ép	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Ivartalanított	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-hiányos
Ép	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Ivartalanított	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

Az értékek átlagok ± SEM, n = 8. * Lényegesen különböznek (P

Az inzulin átlagos koncentrációja az ivartalanítás előtt és után

. Hét . −1. 2. 5. 16. .

pmol/L
Normál
Ép	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Ivartalanított	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-hiányos
Ép	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Ivartalanított	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

. Hét . −1. 2. 5. 16. .

pmol/L
Normál
Ép	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Ivartalanított	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-hiányos
Ép	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Ivartalanított	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

Az értékek átlagok ± SEM, n = 8. * Lényegesen különböznek (P

A normál ivartalanított (2,9 ± 0,4 ng/ml) és az LPL-hiányos ivartalanított macskák (6,0 ± 1,4 ng/ml) plazma leptin-koncentrációja a posztneutrális héten 34-nél szignifikánsan magasabb volt (P 6). ivartalanításkor nem volt világos, hogy az ételfogyasztás növekedése a megnövekedett testsúly oka vagy eredménye. Az ivartalanított hörcsögök testtömeget kapnak anélkül, hogy az élelmiszer-bevitelben jelentős változások történnének, ami azt jelzi, hogy az ivartalanítás megváltoztatja az energiaháztartás egyéb változóit (18). Eredményeink azt sugallják, hogy a táplálékfelvétel azonnali növekedése önmagában vezetheti az ivartalanított macskáknál megfigyelt testsúly-növekedést. A posztneutrális 1. hét alatt az ivartalanított normál és LPL-hiányos macskák 15, illetve 6% -kal több táplálékot fogyasztottak, mint a megfelelő ép macskák. Az ivartalanított macskák táplálékfogyasztása tovább nőtt, 30% -kal nőtt a 4. utáni héten, a csúcs pedig a 7. utáni héten volt a legmagasabb, a normál és az LPL-hiányos macskák 78, illetve 50% -kal több étrendet fogyasztottak.

Az ivartalanított macskák testtömege nagyobb volt, mint az ép macskáké a postneuter wk 3. Az ivartalanított macskák tovább híztak, majd platódtak, amikor a testtömeg 28% -kal nőtt. Az ivartalanított macskáknál megfigyelt súlygyarapodás elsősorban az FBM növekedésének eredménye (1. táblázat). Az ép macskák zsírtömege alig változott a 36 hét alatt. Az LPL-hiányos macskák testzsírja a normál macskákéhoz hasonló arányban gyarapodott, ami azt jelzi, hogy az ivartalanított macskákban a zsír lerakódásához nincs szükség LPL-re. Ez a megfigyelés összhangban áll a nemrégiben felülvizsgált megállapításokkal, amelyek úgy tűnik, hogy csökkentik az LPL-aktivitás jelentőségét, mint a zsír-triacil-glicerid raktár meghatározó tényezőjét (19).

Az energiafelhasználás változása tovább ösztönözheti az ivartalanított macskáknál megfigyelt súlygyarapodást. Az ivartalanítás anyagcserére gyakorolt hatását inkonzisztens eredménnyel vizsgálták macskáknál. Két különálló vizsgálatban, amely az energiafogyasztás becsléséhez közvetett kalorimetriát használt, kimutatták, hogy a felnőtt ivartalanított macskák (ivartalanításkora 18–24 hónap) nyugalmi anyagcsere-aránya csökkent, de nem különbözött az ép macskákétól (6), míg az ivartalanított macskák hőmérséklete (ivartalanításkor 7 hét és 7 hónap) szignifikánsan alacsonyabb volt, mint az ép kontroll macskáké (20).

A leptin és az inzulin ivartalanítással megváltozott. Normál ivartalanított macskáknál a plazma leptin koncentrációja nőtt az FBM-mel együtt. Az ivartalanításnak nincs hatása a normális keringő leptin koncentrációra, mert az intakt macskák hasonló testzsírszázalékkal rendelkeznek, hasonló leptin értékekkel (13). A keringő leptin növekedése valószínűleg az ivartalanítás helyett a megnövekedett zsírtömeg növekedését tükrözi. Bár testzsírkészleteik hasonlóak voltak, az LPL-hiányos macskák keringő leptin-koncentrációja magasabb volt, mint a normál macskáké. Ennek a megfigyelésnek az oka nem volt nyilvánvaló. A normál macskákhoz képest az LPL-hiányos macskák nem lehetnek annyira érzékenyek a leptin által biztosított negatív visszacsatolási jelre. Ez az érzékenység azonban változhat az étrendtől és a kezelési körülményektől függően. A lipoprotein lipázhiányos macskákról korábban megfigyelték, hogy soványabbak, mint a normál macskák (15). Vonzó magyarázat erre a megfigyelésre a normálisnál nagyobb leptintermelés lenne a meglévő zsír által LPL-hiányos macskákban.

A plazma inzulin koncentrációja nőtt, mielőtt a testtömeg jelentősen megváltozott normál és LPL-hiányos macskáknál. A plazma inzulin koncentrációjának növekedése az ivartalanított macskáknál tapasztalt nagyobb táplálékbevitel következménye lehetett. Az inzulin koncentrációjának emelkedése látszólag hatástalan volt a táplálékfelvétel visszaszorításában.

Összefoglalva, a felnőtt hím macskák ivartalanítása az élelmiszer-bevitel azonnali növekedését okozza. Az ételfogyasztás növekedése elég nagy ahhoz, hogy önmagában ez vezethesse az ivartalanítás jellemzően megfigyelt súlygyarapodását. A keringő leptin és az inzulin koncentrációinak megfigyelései azt mutatják, hogy a hormonok által szokásos negatív visszacsatolás nem elnyomja az élelmiszer-fogyasztási választ.

A szerzők köszönetet mondanak Ralston-Purinának a kereskedelmi étrend kedves ellátásáért.