Testösszetétel, táplálékfelvétel és energiafogyasztás a Roux-en-Y gyomor bypass műtét egérmodelljében

Absztrakt

Háttér

Azok a mechanizmusok, amelyek révén a Roux-en-Y gyomor bypass műtét (RYGB) olyan hatékonyan csökkenti a testtömeget és javítja a glikémiás kontrollt, nem jól ismert, és az egér modelljei elengedhetetlenek az alapvető jelátviteli utak azonosításához.

A RYGB testtömegre, testösszetételre, táplálékfelvételre és energiafogyasztásra fordított időtartamának jellemzése étrend okozta elhízott egerekben, valamint szövetbank létrehozása a globális „omika” vagy célzott biokémiai és strukturális elemzésekhez.

Mód

A magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egereket RYGB-nek vetették alá, továbbfejlesztett sebészeti technika alkalmazásával, kis gyomortáskával. A testtömegre, a testösszetételre, a táplálékfelvételre és az energiafogyasztásra gyakorolt hatást összehasonlították a színlelt műtéttel, a magas zsírtartalmú étrend-korlátozott súly-egyeztetett kontrollokkal és a soha nem elhízott, chow-táplált kontrollokkal.

Eredmények

Halálozás és szövődmények nélkül a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egerek RYGB műtéte fokozatosan csökkentette a testtömeget egy platóig, amely többé-kevésbé 12 hétig fennmaradt (33 g, −18%, p Kulcsszavak: Bariatri műtét, elhízás, magas zsírtartalmú étrend, kalória-korlátozás, energiamérleg, egér

Bevezetés

A bariatrikus műtétek rágcsálómodelljei fontos eszközök ahhoz, hogy feltárják azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyek ezeknek a műtéteknek az elhízásra és a társbetegségekre gyakorolt kiemelkedően jótékony hatásait ösztönzik. Számos patkánymodell [1-6] sikeresen jellemezte a szerkezet, az élettan és a viselkedés számos változását, amelyek potenciális mechanizmusokra mutatnak, anélkül, hogy egyértelműen bizonyítanák azok megfelelőségét és szükségességét. Világossá vált, hogy az ilyen szigorú hipotézisvizsgálathoz elengedhetetlenek az egérmodellek, amelyek képesek specifikus jelátviteli utak szelektív manipulálására. Ezért a Roux-en-Y gyomor bypass (RYGB) [7-12] és a vertikális hüvelyes gastrectomia (VSG) [13] egérmodelljeit éppen az elmúlt években fejlesztették ki. Azonban a RYGB egérmodelljein történő előrehaladást némileg gátolta a magas halálozási és szövődményességi arány ezekben a modellekben. Mivel a súlycsökkenés az egyik fő eredmény, elengedhetetlen a műtét szövődményei által kiváltott nem specifikus fogyás minimalizálása. Ez különösen fontos az egérben, amelynek viszonylag kevés tárolt energiája van.

Kidolgoztunk egy olyan sebészeti technikával rendelkező egérmodellt, amely nagymértékben megakadályozza a túlzott, nem specifikus korai fogyást [10, 14]. A kezdeti súlycsökkenés mérsékeltebb, de ennek ellenére sok héten át tart, ami ellentétben áll a többi modell extrémebb fogyásával, ahol ezt általában gyorsított vagy „felzárkóztató” súly később követi vissza [7, 15]. Habár a súly visszanyerése az emberi RYGB-betegek akár 30% -ánál is előfordul, a legtöbb beteg testtömege hosszú évek alatt viszonylag stabil marad alacsonyabb szinten [16-18].

Jelen tanulmány célja kettős volt. Először is, hogy jobban jellemezzük a testtömeg, a testösszetétel, az energiafogyasztás és az energiafogyasztás változását az egér RYGB modellünkben a magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egerekkel, és szembeállítsuk azt két nem műtéti kontrollcsoporttal, amelyek mindkét súlycsökkenés egyenlő magas zsírtartalmú étrend kalória-korlátozás vagy normális, soha nem elhízott, chow-vel táplált állatok esetén. Másodszor arra törekedtünk, hogy a megszűnéskor különféle szöveteket gyűjtsünk össze, hogy létrehozzunk egy szövetbankot, amely hasznos lesz a molekuláris és strukturális változásokat vizsgáló jövőbeli vizsgálatokban. Ebben a tanulmányban szándékosan kerültünk minden olyan farmakológiai beavatkozást és invazív technikát, amelyek nem specifikusan befolyásolhatták a testtömeget és az összetételt, az energiafogyasztást és a ráfordítást, valamint a betakarított szöveteket.

Anyagok és metódusok

Állatok

A hím diéta által kiváltott elhízott C57BL6J egereket 18 hetes korukban vásároltuk a Jackson Laboratories-tól. A Penningtoni Orvostudományi Kutatóközpontba érkezésükkor ugyanazon a magas zsírtartalmú étrenden folytatták őket (60% zsírtartalmú, Research Diets D12492), és hozzáférést kaptak a cipősdobozos csoportos ketrecekben lévő rendszeres chow-hoz (13% zsír; Purina 5001) is. Tíz nappal a műtét előtt az egereket egyedül helyezték el a rács padlóján a táplálékbevitel mérésére. Az állatokat standard laboratóriumi körülmények között tartottuk 21-23 ° C szobahőmérsékleten és 12 órás világos-sötét ciklust (világítás 07:00 órakor), az alábbiakban részletezett kivételekkel.

Állatgondozás

Az állatok gondozását és kísérletezését a Pennington Biomedical Research Center Intézményi Állattenyésztési és Felhasználási Bizottság hagyta jóvá, és szigorúan betartotta az American Physiological Society és az NIH által biztosított szabályokat és irányelveket.

Kísérleti áttekintés

A vizsgálat 42 egeret tartalmazott, és 2 külön csoportban végezték el, hogy az összes állatot befogadják a 24 rendelkezésre álló anyagcsere-kamrában. 12-14 hétig zsírtartalmú étrend után, 18-20 hetes korban a DIO egereket 3 kezelési csoportba soroltuk, egyenként átlagos testtömeg és zsírtömeg [RYGB, n = 14; ál-műtét (ál), n = 13; műtét nélküli súly-egyeztetett kontrollok (WM), n = 9]. Mindhárom csoport kétválasztásos étrendet etetett magas zsírtartalmú és rendszeres chow pelletekből a vizsgálat időtartama alatt, kivéve az anyagcsere-kamrákban eltöltött időt (a műtétet követő 14-25. És 55-70. Nap), amely alatt csak magas zsírtartalmú étrend. A két választható magas zsírtartalmú/rendszeres chow étrendet azért választották, mert azt tapasztaltuk, hogy a RYGB növeli az alacsony zsírtartalmú rendszeres chow előnyben részesítését mind patkányokban, mind egerekben [5], ami úgy tűnik, hogy hozzájárul a műtét utáni gyorsabb felépüléshez. Egy további, életkornak megfelelő kontrollcsoportot (n = 6) csak rendszeres chow-val etettek, és nem műtötték meg. A metabolikus kamrákban eltöltött idő kivételével nem végeztek más vizsgálatokat és invazív eljárásokat, amelyek megzavarhatják a normális testtömeg-szabályozást. A megfigyelési időszak végén vérplazmát és nagyszámú szövetet gyűjtöttek be a biokémiai és szövettani elemzésekhez, amelyeket a jövőben közölni kell.

Sebészet

32 g (-22%) körülbelül 3 héttel a műtét után (1A, B ábra). A 12 hetes megfigyelési periódus hátralévő részében az RYGB egerek mérsékelt mennyiséget nyertek vissza

A testtömeg 4% -a (1C. Ábra). Az RYGB egerek testtömege a megfigyelés teljes időtartama alatt szignifikánsan a chow-táplált kontrollok fölött maradt. Noha a kalória-korlátozás okozta súlycsökkenés a WM csoportban kezdetben lassabb volt, mint a RYGB egerek súlyvesztése, a testtömeg-görbék 3 hét után szinte azonosak voltak. Az ál műtét átmeneti testsúlycsökkenést eredményezett, amelyet a folyamatos növekedés követett