Ízletes Cafeteria-étrendnek kitett patkányok megváltoztatott etetési mintái: fokozott snack és annak következményei az elhízás kialakulásában

Sarah I. Martire

1 Pszichológiai Iskola, Új-Dél-Wales Egyetem, Új-Dél-Wales, Ausztrália,

Nathan Holmes

1 Pszichológiai Iskola, Új-Dél-Wales Egyetem, Új-Dél-Wales, Ausztrália,

R. Fred Westbrook

1 Pszichológiai Iskola, Új-Dél-Wales Egyetem, Új-Dél-Wales, Ausztrália,

Margaret J. Morris

2 Farmakológiai Tanszék, Orvostudományi Egyetem, Új-Dél-Wales Egyetem, Új-Dél-Wales, Ausztrália,

A kísérletek megtervezése és megtervezése: MJM RFW SIM. Végezte el a kísérleteket: SIM. Elemezte az adatokat: SIM NH. Írtam a papírt: SIM MJM RFW NH.

Absztrakt

Háttér

A patkányok az energiatartalmú ételeket részesítik előnyben a chow helyett, és feleslegben fogyasztják őket. A diéta által kiváltott étkezési mintázat nem ismert. A viselkedési jóllakottsági sorrendet alkalmaztuk az étkezések étkezésként vagy snackként történő osztályozásához, és összehasonlítottuk az energiadús kávézó-diétával vagy chow-val táplált patkányok étkezési szokásait.

Mód

Nyolc hetes hím Sprague Dawley patkányokat laboratóriumi chow-nak vagy energiadús cafeteria-diétának (plusz chow) tettek ki 16 héten keresztül. 5., 10. és 15. hét elteltével rögzítették az éjszakai háziketrec etetési viselkedését. Az étkezést, majd az ápolás, majd a pihenést vagy az alvást étkezésnek minősítették; míg az étkezést, amelyet nem követett a teljes szekvencia, snacknek minősítették. Az étkezések és harapnivalók számát, időtartamát és a táplálkozás közötti várakozási időt összehasonlítottuk a két körülmény között.

Eredmények

A cafeteria-val etetett patkányok több fehérjét, zsírt és szénhidrátot fogyasztottak, következetesen kétszeresen fogyasztották a chow-vel táplált patkányok energiáját, és a 4. hétre szignifikánsan nehezebbek voltak. A cafeteria-val táplált patkányok általában több harapnivalót fogyasztottak az étkezések között, és kevesebb ételt ettek, mint a chow-vel táplált patkányok patkányok. 5 héten belül több snacket is ettek, kevésbé voltak képesek kompenzálni a nassolást az étkezés csökkentésével, és a snackerek száma a cafeteria-ban táplált patkányok többségében pozitív kapcsolatban állt a végső testtömeggel.

Következtetések

Az ízletes étrendnek való kitettség hosszú távon hatással volt az etetési szokásokra. A patkányok túlsúlyossá váltak, mert kezdetben gyakrabban ettek, és végül többet fogyasztottak nagyobb energiasűrűségű ételekből. A fiatal cafeteria-ban táplált patkányok korai fokozott nassolása jelentheti a súlygyarapodást elősegítő étkezési szokások kialakulását.

Bevezetés

Ezen állapotok állatmodellje abból áll, hogy a laboratóriumi patkányoknak folyamatos hozzáférést biztosítanak az emberek által elfogyasztott ugyanazon energiadús ételekből álló változatos étrendhez. A patkányok ezeket az ételeket választják a laboratóriumi chow helyett, minimális energiafogyasztásukhoz képest túl sokat fogyasztanak, és a fejlett országok embereihez hasonlóan túlsúlyossá válnak. Az ilyen patkányok megduplázzák a kalóriabevitelüket, és jelentősen megnő a zsírtömeg, a plazma leptin és az inzulin koncentrációja [9], [10]. Kevéssé ismert azonban az étrend által kiváltott étkezés jellemzői és az, hogy ezek a jellemzők összefüggenek-e a megnövekedett testtömeggel. Például a standard chow-ról az energiatartalmú ételek változatos étrendjére váltó patkányok továbbra is hasonló mennyiségű étkezést folytathatnak, mint korábban, egyszerűen megnövelve testtömegüket az ezekben az ételekben a chow-hoz képest magasabb kalória következtében. Alternatív megoldásként az ilyen patkányok nagyobb étkezéseket fogyaszthatnak, miközben megtartják az étkezés számát (lásd Rogers & Blundell, [11]), vagy ugyanolyan méretű ételeket fogyaszthatnak, de gyakrabban. Végül a patkányokról a modern étrendre váltott patkányok - akárcsak az emberek - az étkezés részeként elfogyaszthatták az energiában gazdag ételeket.

A patkányok általában sztereotip viselkedési sorrendet mutatnak az étkezést követően. Ez a szokás, amelyet étkezés utáni jóllakottságnak vagy viselkedési jóllakottságnak neveznek, az evés abbahagyásából áll, amelyet ápolás, pihenés vagy alvás követ, [12], [13]. Ez az átmenet az étkezéstől az ápoláson át a pihenésig vagy az alvásig természetes telítettséggel jár, például a bél kalóriatartalma és a terhelés által kiváltott pre-abszorpciós jóllakottsági tényezők [például a kolecisztokinin (CCK)] [14] ]. Megállapítottuk, hogy ennek a szekvenciának a jelenléte vagy hiánya felhasználható arra, hogy megkülönböztessük a jóllakottságot (étkezés) előidéző etetések és a nem táplálékokat (snack). Megvizsgáltuk, hogy a modern nyugati étrendet tápláló patkányok különböztek-e a standard chow-val etetettektől az etetési ütemek eloszlása szempontjából, és különösen azok után, amelyek a teljes jóllakottsági sorrendet követték vagy nem követték, vagyis az étkezéseket vagy az uzsonnákat illetőleg. Az étrendi csoportba tartozó patkányokat a szokásos chow mellett kereskedelmi forgalomban kapható ételekkel (húsos piték, kekszek és így tovább) látták el, és mindkét csoport etetési viselkedését 5, 10 és 15 hét után értékelték az étrendjük során.

Mód

Etikai nyilatkozat

A kísérleti protokollt az Új-Dél-Wales-i Egyetem Állatgondozási és Etikai Bizottsága hagyta jóvá, és összhangban volt az Ausztrál Nemzeti Egészségügyi és Orvosi Kutatási Tanács irányelveivel.

Tárgyak

Az alanyok 24 kísérletileg naiv hím Sprague Dawley patkányok voltak, amelyeket az Animal Resource Center-ből (Perth, Ausztrália) nyertek, 7–8 hetesek és érkezésükkor 240–280 g tömegűek voltak. Műanyag dobozokban (22 cm magasság × 65 cm hosszúság × 40 cm szélesség) voltak elhelyezve, minden dobozban két patkány. Az etikai követelmények miatt a patkányokat dobozonként kettő, nem pedig egyedi dobozokban helyezték el. A dobozokat klímaberendezéssel szabályozott helyiségben (22 ° C) helyezték el 12 órás (7.00–19.00) világos/sötét ciklus alatt.

Táplálás

statisztikai elemzések

Az adatokat átlag ± átlagos átlaghiba (SEM) formájában fejezzük ki. Négyutas ANOVA-t [a csoport tényezőit, az aktuális ütemet (étkezés vagy snack), az előző ütem (étkezés vagy snack) és az időtartamot (5., 10. és 15. hét)] alkalmaztunk az etetési szekvenciák átlagos várakozási idejének elemzésére. Az etetési szekvenciák relatív gyakoriságát a ki-négyzet jóságú fit (GOF) teszttel elemeztük. Az uzsonnaszám és az uzsonnázás százalékos arányát (az uzsonnaszám és az összeszerelés száma × 100), valamint a nassolás százalékát és a végső testtömeget összefüggéseket elemeztük korrelációs elemzések segítségével. A két csoport közötti kapcsolat bármilyen különbségét Fisher r-Z transzformációval értékeltük. Az összes fennmaradó adatot ismételt ANOVA mérésekkel elemeztük, az 1. típusú hibaarányt (α) 0,05-re állítva. Az energiafogyasztás és az etetési adatok elemzési egységeként használták a ketrecet (mindegyik két patkányt tartalmazott), F kritikus (1, 10) = 4,9, az összes többi elemzésnél mindegyik patkányt használták, F kritikus (1, 22) = 4,3. A szignifikáns kölcsönhatásokat post-hoc egyszerű hatáselemzéssel követték nyomon. A többszörös összehasonlítás hibaarányát Tukey HSD módszerével szabályoztuk.

Eredmények

Energiafelvétel és testtömeg

A különböző etetési szekvenciák átlagos relatív gyakorisága 5. (bal), 10. (középső) és 15. (jobb) héten; panel A), S-S: snack, amelyet snack követ, S-M: snack, amelyet étkezés követ, M-S: étkezés, amelyet snack követ, M-M: étkezés, amelyet étkezés követ. A B panel mutatja a szekvencia elemei közötti átlagos (± SEM) intervallumokat (pl. Egy snack, majd egy snack között az átlagos intervallum) a sötét fázisban (19: 00–7: 00) 5 (bal), 10 (középső) és 15 (jobb) hetes étrend, chow (nyitott bárokban) és cafeteria (zárt bárokban) táplált patkányokban. Az adatokat az illesztés Chi-négyzet jósági vizsgálatával (a szekvenciák relatív gyakorisága) és az ANOVA ismételt méréseivel (intervallumok a szekvenciákon belül) elemeztük.

Átlagos várakozási idők egy sorozaton belül

Az átlagos snack-szám az átlagos snack-százalékkal (A panel) és a végső testsúly az átlagos snack-százalékkal (B-panel) szemben ábrázolva a chow (nyitott kör) és a cafeteria táplált (zárt négyzet) patkányokban 5 (bal), 10 (középső) ) és 15 (jobb) hét diéta. A cafeteria-táplált csoport kivételeit (a csoport három legkönnyebb patkányát) kizártuk az elemzésekből. Az adatokat korrelációs elemzéssel elemeztük.

Hogyan viszonyul a végső testtömeg az uzsonnához az 5., 10. és 15. héten?

Ezután megvizsgáltuk, hogy a kompenzáció változásai hogyan függtek össze a teljes súlygyarapodással. A 7B. Ábra a végső testtömeg és a nassolás százalékos arányát mutatja 5. (bal), 10. (középső) és 15 (jobb) héten. Úgy tűnik, hogy a Group Chow-ban nincs összefüggés az egyes időpontokban történő nassolás százalékos aránya és a végső testtömeg között. Ezzel szemben a Group Cafeteria esetében az ábra vizsgálata azt sugallja, hogy valójában összefüggés volt az 5 hetes nassolás százalékos aránya és a végső testtömeg között, de ezt követően nem. Ami azonban az ábrán látható, az az adatcsoport három adatpontja, amelyek a csoport legkönnyebb patkányait képviselik. Ha ezt a három patkányt kizárják az elemzésből (azon az alapon, hogy nem híztak ugyanúgy, mint a csoport többi patkánya), akkor ebben a csoportban egyértelmű lineáris összefüggés van a nassolás százalékos aránya és a végső testtömeg között. A statisztikai elemzés azt mutatta, hogy a végső testtömeg nem állt összefüggésben a nassolás százalékával a Chow csoport egyik időpontjában sem (legnagyobb r 2 = 0,17, p> 0,05). A Cafeteria csoportban azonban a végső testtömeg pozitív lineáris korrelációt mutatott a nassolás százalékával az 5. héten (r 2 = 0,82, p 2 = 0,35, p> 0,05).

Minden patkány falatozott. Valamennyi patkány bizonyos mértékű kompenzációt mutatott a nassolás miatt az étkezés számának csökkentésével. 5 hét után a Group Chow hatékonyabban kompenzálta a nassolást, mint a Group Cafeteria. A két csoport hasonló kompenzációt mutatott a megnövekedett snack miatt 10 és 15 hét után. Kritikusan egyértelmű kapcsolat volt a végső testtömeg és a nassolás aránya között 5 hét után a Group Cafeteria-ban: Azok a patkányok, akik a legtöbbet nassolták (százalékban kifejezve), a legnehezebbek közé tartoztak ebben a csoportban, így a nassolás ebben a csoportban jelentős súlygyarapodás.

Vita

A cafeteria diéta túlzott súlygyarapodáshoz vezethet egyszerűen azért, mert az étrendet alkotó ételek energiasűrűbbek. Alternatív megoldásként ez a diéta ösztönözheti a gyakoribb étkezést, nagyobb adagok fogyasztását vagy ezeknek a tényezőknek a kombinációját. Az eredmények egyértelműek voltak. A cafeteria táplált patkányok többet ettek, mint a chow-vel táplált patkányok, az általuk fogyasztott ételek energiasűrűbbek voltak, ezért túlzott súlyt kaptak. Ezeket az elfogyasztott mennyiségek és az energiafogyasztás közötti bruttó különbségeket az étkezési szokások markáns különbségei kísérték. A viselkedési jóllakottsági sorrendet alkalmaztuk az étkezési ütem azonosítására étkezésként, a teljes sorozat hiánya pedig snackként. E besorolás alapján azt tapasztaltuk, hogy a cafeteria táplált patkányok az étrend korai (5. hét), de nem későbbi (10. és 15. hét) szakaszában gyakrabban falatoztak, mint a chow-vel táplált patkányok. A cafeteriával táplált patkányok korai nassolását az jellemezte, hogy nassolás után ezek a patkányok sokkal nagyobb valószínűséggel nassoltak megint, és viszonylag kevés idő elteltével tették ezt. Ezzel szemben a cafeteria táplált patkányok kevesebb ételt ettek, mint a chow-vel táplált patkányok a vizsgálat minden idõpontjában.

Az ezekből a megállapításokból az az általános kép áll, hogy a korai nassolás kritikus meghatározó tényező lehet a cafeteria táplált patkányok súlygyarapodásában. Ezeknek a patkányoknak a korai súlygyarapodás túlzottan nagy lehetett, mert nem sikerült csökkenteniük az étkezés számát a nassolással nyert energia kompenzációjaként. Megállapítottuk, hogy azok a patkányok, amelyek nem tudták kompenzálni a nassolással nyert energiát, több ételt fogyasztanának a snackek számához képest, ezért a nassolás a teljes étkezési magatartásuk kisebb százalékát teszi ki. Ebben a tekintetben mindkét csoport patkányai bizonyos mértékű kompenzációt mutattak. A korai idõszakban azonban a snack számok és a nassolás százalékos aránya gyengébb volt a cafeteria táplált patkányokban, mint a chow táplált patkányokban. Ez a korai időpontban bekövetkezett csökkent kompenzációs képesség a végső testtömeggel volt összefüggésben. Azok a patkányok, akik számára a nassolás az étkezési magatartás nagy százalékát tette ki, a legnehezebbek közé tartoztak a cafeteria táplált patkányok között. Kritikusan, a későbbi időpontok egyikében sem volt szignifikáns összefüggés a nassolás százalékos aránya és a végső testtömeg között, ami arra utal, hogy kifejezetten a korai nassolási viselkedés állította a patkányokat olyan útra, amely véglegesen nagy testtömeghez vezetett.

A jelen megállapítások több szempontja tükröződik azokban az emberekben, ahol az elhízás mind a megnövekedett nassolással [27], [28], mind a megnövekedett adagmérettel [29], [30] társult. Mindkét tényező az elhízás kialakulását kísérte jelen tanulmányban oly módon, hogy az a diétával kapcsolatos tapasztalatoktól függött: az étrend korai szakaszában nyilvánvaló volt a gyakori nassolás, amely több teljes rohamot eredményezett, és következtetésként később nagyobb adagokat fogyasztottak az étrendben. diéta. A korai és gyakori nassolás különösen kritikus lehet az elhízás kialakulása szempontjából. A túlzott energia, és ezért a súlygyarapodás azt tükrözi, hogy nem sikerült kompenzálni a nassolással nyert kalóriákat az energiadús étrend kezdeti expozíciója során, és nagyobb adagok elfogyasztása a későbbi diéta során. Bizonyíték van arra, hogy mindkét tényező hozzájárul az emberek súlygyarapodásához és elhízásához [31], [32], [33], [34], [35].

Az itt megfigyelt korai nassolás és az étkezés tartós csökkenése jellemző a serdülők étkezési szokásaira (az elhízás előtt). A serdülők hajlamosak egész nap nassolni, kihagyni az étkezést [36], és rágcsálni az energiadús ételeket, beleértve a gyorsételeket is [37]. A fiatal felnőttek falatozása az elhízás növekedésével párhuzamosan nőtt [38], támogatva a kapcsolatot a modern étrend és az étkezési szokások változásai között. Így a korai felnőttkor érzékeny időszakot jelenthet, amelyben kialakulnak a súlygyarapodást elősegítő étkezési szokások.

Ez a kísérlet az első, amely rögzíti azoknak a patkányoknak az étkezési szokásait, amelyek szabadon fogyasztják az emberek által fogyasztott energiadús ételeket, és a viselkedési jóllakottsági sorrendet használják arra, hogy az étkezést étkezésként vagy snackként osztályozzák. Az eredmények két szempontból is jelentősek. Először is fontos következményei vannak a fogyókúrának. A jelenlegi súlycsökkentő kezelések hosszú távon csak marginálisan hatékonyak. A túlzott bevitelhez kapcsolódó étkezési szokások ismerete segíthet a fogyás kezelésében, valamint az elhízás kockázatának kitett személyek felderítésében. Másodszor, az étrend korai szakaszában a megnövekedett nassolás a cafeteria étrendet fogyasztók nagyobb testtömegével volt összefüggésben. Ez arra utal, hogy az ízletes ételek korai és gyakori fogyasztása zavarhatja a jóllakottság jeleit, és ezáltal olyan étkezési szokásokat idézhet elő, amelyek elősegítik a túlfogyasztást felnőttkorban.

Finanszírozási nyilatkozat

Ezt a tanulmányt az Ausztrál Nemzeti Egészségügyi és Orvosi Kutatási Tanács # 568728 számú projekt-támogatásával finanszírozták az MJM és az RFW számára. A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében.