Стерилізація індукує зміни у споживанні їжі, масі тіла, концентрації інсуліну та лептину в плазмі у нормальних чоловічих котів та дефіциту ліпопротеїнової ліпази.

Марк Л. Канчук, Роберт К. Бакус, Крістофер К. Калверт, Джеймс Г. Морріс, Квінтон Р. Роджерс. The Journal of Nutrition, том 132, випуск 6, червень 2002, сторінки 1730S – 1732S, https://doi.org/10.1093/jn/132.6.1730S

РОЗШИРЕНИЙ РЕФЕРАТ

Дослідження показали, що 25–40% котів, які відвідують ветеринарні лікарні, страждають від надмірної ваги або ожиріння (1, 2). Поширена практика кастрації домашньої кішки пов’язана із збільшенням частоти ожиріння (2, 3), і було показано, що як коти, так і самки значно збільшують масу тіла після кастрації (4–6). Вага тіла регулюється за допомогою контролю споживання енергії та витрат енергії. Хоча було продемонстровано, що споживання їжі зростає через 3 місяці після стерилізації (6), незрозуміло, чи збільшення споживання їжі є основною причиною збільшення маси тіла у кастрованих котів. У щурів та сирійських хом'ячків ожиріння може спостерігатися ожиріння без збільшення споживання їжі (7, 8).

При ожирінні спостерігається надмірно велике зберігання триацилгліцеридів в адипоцитах. Кількість триацилгліцеридів, що зберігається в адипоциті, контролюється численними гормональними та ферментативними факторами. Гормони лептин та інсулін є одними з цих факторів і є частиною довгострокового механізму сигналізації, який регулює запас жиру в організмі. Стерилізація різко знижує нормальну концентрацію циркулюючих гормональних гормонів і може прямо чи опосередковано змінити регуляцію маси жиру в організмі, впливаючи на сигнали лептину та інсуліну. Ліпопротеїн-ліпаза (LPL 4) є ферментативним фактором, який, як вважають, впливає на запаси триацилгліцеридів, виступаючи воротарем надходження вільних жирних кислот в адипоцити (9). У цій ролі рекомендується збільшення активності жирових ЛПЛ для розширення запасів триагліцеридів в організмі. Екстраполяція цієї функції ЛПЛ припускає, що індукований гонадектомією набір ваги є результатом пригнічення стероїдами гонадних стероїдів активності жирового ЛПЛ (10).

У цьому дослідженні ефекти стерилізації на споживання їжі, інсулін та лептин були визначені у нормальних та дефіцитних LPL котів. Метою дослідження було дослідити механізм, що лежить в основі збільшення ваги, пов'язаного з кастрацією.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ

Шістнадцять нормальних (+/+) та 16 дефіцитних LPL (-/-) домашніх котів чоловічої статі (2–5 років) були відібрані з Центру харчування та догляду за домашніми тваринами для котів, Каліфорнійський університет, Девіс. Коти з дефіцитом LPL були отримані з колонії домашніх котів в Університеті Британської Колумбії (11). Дефіцит LPL є результатом мутації однієї пари основних пар, де аргінін заміщує гліцин у залишку 412 (Gly412Arg), усуваючи ферментативну активність LPL (11). Всі коти були розміщені в окремих клітках. Комерційна суха розширена дієта, Purina O.N.E. Аромат лосося та тунця (~ 13% жиру) та вода були доступні за винятком, за винятком періоду витримки їжі на ніч перед введенням D2O. Дієта була повноцінною та збалансованою з точки зору харчування за всіма етапами життя котів, як було визначено тестами на годівлю тварин з використанням процедур Асоціації американських службовців контролю за кормами (AAFCO). Весь тваринництво та лікування було затверджено Комітетом з питань догляду за тваринами та адміністративного управління UC Davis, і тварини утримувались відповідно до Керівництва з догляду та використання лабораторних тварин (12).

Перед початком лікування котам давали розширений раціон протягом 2 місяців. Нормальних та дефіцитних LPL котів розділили на дві групи, які були збалансовані за віком, масою тіла та/або масою жиру в організмі та були випадковим чином призначені для контролю та кастрації. До кастрації всіх котів за ніч позбавляли їжі. Одну групу з восьми нормальних та одну групу з восьми котів з дефіцитом LPL стерилізували за стандартною відкритою технікою. Кожному стерилізованому коту внутрішньовенно знеболювали кетамін (10,0 мг/кг) та діазепам (0,5 мг/кг) після введення 0,04 мг/кг атропіну в/м. Решта нормальних та дефіцитних LPL інтактних котів служили контрольними групами. Масу тіла реєстрували щотижня, а середньодобове споживання їжі визначали для всіх котів за 7 днів до та 14 днів після кастрації.

М'ясні та жирові маси тіла визначали методом розведення ізотопу D2O безпосередньо перед стерилізацією (тиждень -1) та протягом тижня 36. Їжа та вода були затримані на ніч перед введенням D2O. D2O вводили у фізіологічному розчині та вводили внутрішньовенно в дозі 0,4 г/кг маси тіла. Зразки яремної крові (3 мл) відбирали для аналізу збагачення D2O безпосередньо перед ін’єкцією D2O та через 60 хв. Збагачення дейтерію у відсотках надлишку атомів (APE) зразків сироватки визначали методом інфрачервоної спектроскопії з перетворенням Фур'є (FTIR) (13). Загальну кількість води в організмі (TBW) оцінювали за зразками сироватки та обчислювали кількість худої маси та жирової маси тіла (14–16).

Протягом тижнів -1, 5, 16 та 34 у всіх котів збирали яремну кров (3 мл) і негайно поміщали в пробірки, що містять ЕДТА, для запобігання коагуляції. Зразки центрифугували при 1200 × g протягом 10 хв. Плазму видаляли і заморожували при -80 ° C до аналізу. Концентрації лептину та інсуліну в плазмі крові визначали за допомогою радіоімуноасистеми (RIA), підтвердженої для котів (13, 17).

Значні ефекти стерилізації на масу тіла, щотижневе споживання їжі, інсулін та лептин у плазмі крові визначали за загальною лінійною моделлю ANOVA (SAS Institute, Cary, NC). Вплив часу та взаємодії часу, лікування та генотипу LPL оцінювали в ANOVA. Процедура Пдіффа SAS була використана для визначення того, чи були суттєві відмінності при P Рис. 1).

Середнє щоденне споживання їжі становило в середньому за 7 днів до стерилізації (тиждень -1, сірі смуги) та протягом другої тижні після (тиждень 2, чорні смуги) кастрації котів з дефіцитом ЛПЛ та нормальних. Помилки похибки представляють напівзначення, розраховані на основі середньоденного споживання їжі восьми котів у кожній групі. * Значно різні (значення P sem, розраховані на основі середньодобового споживання їжі восьми котів у кожній групі. * Значно різні (P Таблиця 1). Маса тіла жиру (FBM) та маса тіла значно зросли (P (Таблиця 1).

Маса тіла та склад тіла до і після кастрації

Лікування. Тиждень. Зміна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Вага тіла .

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

Лікування. Тиждень. Зміна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Вага тіла .

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

Значення є середніми ± SEM, n = 8. * Значно різні (P

Середнє значення ± SEM зміни від тижня −1 до тижня 36.

Маса тіла та склад тіла до і після кастрації

Лікування. Тиждень. Зміна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Вага тіла .

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

Лікування. Тиждень. Зміна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Вага тіла .

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

Значення є середніми ± SEM, n = 8. * Значно різні (P

Середнє значення ± SEM зміни від тижня −1 до тижня 36.

Концентрації інсуліну в плазмі крові у нормальних кастрованих котів були вищими (P Таблиця 2). Концентрації інсуліну в плазмі у кастрованих котів з дефіцитом LPL були вищими (P (табл. 2).

Середні концентрації інсуліну в плазмі до і після кастрації

. Тиждень . -1. 2. 5. 16 .

пмоль/л
Звичайний
Цілим	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Стерилізований	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-дефіцитний
Цілим	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Стерилізований	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

. Тиждень . -1. 2. 5. 16 .

пмоль/л
Звичайний
Цілим	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Стерилізований	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-дефіцитний
Цілим	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Стерилізований	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

Значення є середніми ± SEM, n = 8. * Значно різні (P

Середні концентрації інсуліну в плазмі до і після кастрації

. Тиждень . -1. 2. 5. 16 .

пмоль/л
Звичайний
Цілим	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Стерилізований	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-дефіцитний
Цілим	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Стерилізований	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

. Тиждень . -1. 2. 5. 16 .

пмоль/л
Звичайний
Цілим	124 ± 22	131 ± 15	193 ± 18	152 ± 23
Стерилізований	147 ± 16	156 ± 12	271 ± 27 *	230 ± 32 *
LPL-дефіцитний
Цілим	110 ± 14	202 ± 17	171 ± 10	141 ± 17
Стерилізований	142 ± 28	285 ± 39 *	313 ± 60 *	292 ± 41 *

Значення є середніми ± SEM, n = 8. * Значно різні (P

Концентрації лептину в плазмі у нормалізованих кастрованих (2,9 ± 0,4 нг/мл) та дефіцитних LPL кастрованих котів (6,0 ± 1,4 нг/мл) при постнейтерному тижні 34 були значно більшими (P 6), встановлено, що споживання їжі та маса тіла зростають через 3 місяці після каструючи, не було ясно, чи є збільшення споживання їжі причиною чи наслідком збільшення маси тіла. Стерилізовані хом'яки набирають масу тіла без значних змін у споживанні їжі, що вказує на те, що кастрація змінює інші змінні енергетичного балансу (18). Отримані нами результати свідчать про те, що негайне збільшення споживання їжі саме по собі може спричинити збільшення маси тіла, яке спостерігається у кастрованих котів. Під час постнейтерної тижні 1 стерилізовані нормальні та дефіцитні LPL коти споживали відповідно 15 і 6% більше дієти, ніж відповідні інтактні контрольні коти. Споживання їжі продовжувало зростати у кастрованих котів, збільшуючись на 30% до постнейтерної тижні 4 і досягаючи максимуму протягом постнейтерної тижні 7, при цьому на 78 та 50% більше дієти споживають нормальні та дефіцитні ЛПЛ коти, відповідно.

Вага тіла стерилізованих котів був більшим, ніж у інтактних котів за постнейтерного тижня 3. Стерилізовані коти продовжували набирати вагу, а потім плато, коли маса тіла зросла на 28%. Приріст ваги, який спостерігався у кастрованих котів, в основному був результатом збільшення рівня FBM (табл. 1). Жирова маса інтактних кішок мало змінилася за 36 тижнів. Коти з дефіцитом LPL набирали жир на тілі, подібному до рівня нормальних котів, що вказує на те, що LPL не потрібен для відкладення жиру у кастрованих котів. Це спостереження узгоджується з нещодавно розглянутими висновками, які, як видається, зменшують важливість активності ЛПЛ як детермінанти запасу жирового триацилгліцериду (19).

Зміни у витратах енергії можуть додатково сприяти збільшенню ваги, що спостерігається у кастрованих котів. Вплив кастрації на швидкість метаболізму досліджували у котів з несумісними результатами. У двох окремих дослідженнях, що включали використання непрямої калориметрії для оцінки енергетичних витрат, було показано, що швидкість метаболізму у спокої дорослих кастрованих котів (вік на стерилізації 18–24 міс.) Зменшилась, але не відрізнялася від інтактних кішок (6) тоді як коефіцієнти нагрівання стерилізованих котів (вік на стерилізації 7 тижнів і 7 місяців) були значно нижчими, ніж коефіцієнти інтактних контрольних котів (20).

Лептин та інсулін були змінені шляхом кастрації. У нормальних кастрованих котів концентрація лептину в плазмі крові зростала із FBM. Стерилізація, як видається, не впливає на нормальну концентрацію лептину в крові, оскільки інтактні коти з однаковим відсотком жиру в організмі мають подібні значення лептину (13). Збільшення циркулюючого лептину, ймовірно, відображало збільшення виробництва за рахунок збільшення жирової маси, а не кастрації. Хоча запаси жиру в організмі були подібними, у котів з дефіцитом ЛПЛ концентрація лептину в циркуляції була вищою, ніж у нормальних котів. Причина такого спостереження не була очевидною. Порівняно із звичайними котами, коти з дефіцитом LPL можуть бути не такими чутливими до сигналу негативного зворотного зв’язку, який дає лептин. Однак ця чутливість може змінюватися залежно від дієти та умов ведення. Раніше спостерігалось, що коти з дефіцитом ліпопротеїнової ліпази худіші, ніж звичайні коти (15). Привабливим поясненням для цього спостереження було б більше, ніж нормальне вироблення лептину наявним жиром у котів з дефіцитом LPL.

Концентрації інсуліну в плазмі збільшувались до суттєвих змін маси тіла у нормальних та дефіцитних LPL котів. Збільшення концентрації інсуліну в плазмі крові могло бути результатом більшого споживання їжі у кастрованих котів. Підвищення концентрації інсуліну було, мабуть, неефективним для придушення споживання їжі.

Таким чином, кастрація дорослих котів чоловічої статі викликає негайне збільшення споживання їжі. Збільшення споживання їжі є достатньо великим, щоб лише воно могло спричинити характерно спостерігається збільшення ваги кастрації. Спостереження за циркулюючими концентраціями лептину та інсуліну свідчать про те, що реакція на прийом їжі не пригнічується негативним зворотним зв’язком, який зазвичай накладається гормонами.

Автори дякують Ralston-Purina за люб'язну підтримку комерційного харчування.