Вплив дієти на перевагу та споживання сахарози у схильних до ожиріння та стійких щурів

Афіліації UMR 1319 MICALIS, Національний інститут досліджень агрономіки, Центр досліджень де Жуї-, Жуї-ан-Жосас, Франція, AgroParisTech, Жуї-ан-Хосас, Франція

Афіліації UMR 1319 MICALIS, Інститут національної агрономіки, Центр досліджень Жуї-, Жуй-ан-Жосас, Франція, AgroParisTech, Жуї-ан-Хосас, Франція, Департамент основних медичних наук, Коледж остеопатичної медицини, Західний університет наук про здоров'я, Помона, Каліфорнія, Сполучені Штати Америки, Департамент охорони здоров'я та розвитку людини, Університет Сучави, Сучава, Румунія

Френк А. Дука,
Твімоті Д. Сварц,
Міхай Коваса

Цифри

Анотація

Цитування: Duca FA, Swartz TD, Covasa M (2014) Вплив дієти на перевагу та споживання сахарози у схильних до ожиріння та стійких щурів. PLoS ONE 9 (10): e111232. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111232

Редактор: Джеймс Едгар Маккатчен, Університет Лестера, Великобританія

Отримано: 29 липня 2014 р .; Прийнято: 29 вересня 2014 р .; Опубліковано: 20 жовтня 2014 р

Наявність даних: Автори підтверджують, що всі дані, що лежать в основі висновків, є повністю доступними без обмежень. Усі відповідні дані містяться в роботі.

Фінансування: Дослідження підтримано Румунською національною програмою PN-II-ID-PCE-2012-4-0608 no. 48/02.09.2013, Аналіз нових факторів ризику, що впливають на контроль споживання їжі та регулювання маси тіла. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Надмірне споживання дуже смачних, багатих цукром та енергетично щільних продуктів харчування є помітним фактором, що сприяє зростанню рівня ожиріння у всьому світі. За таких умов люди, сприйнятливі до ожиріння, мають більший ризик надмірного споживання калорій, що сприяє ожирінню. Дійсно, тварини, схильні до ожиріння (ОП), є гіперфагічними та мають підвищену енергетичну ефективність при дотриманні високоенергетичної дієти (ВІН), що призводить до помітного збільшення ожиріння в організмі [1]. Ця модель тварин характеризується полігенним фенотипом, який дуже нагадує ожиріння людини і корисний для розкриття взаємодії обезогенного харчування та генетики щодо збільшення ваги та ожиріння [2]. Хоча змінений периферичний метаболізм, дефіцит нервової сигналізації та стійкість до лептину - все це сприяє хронічному надмірному споживанню та ожирінню в цій моделі [3] - [5], порушення орального та пост-орального зворотного зв'язку, ймовірно, відіграють важливу роль у розвитку ожиріння [6], [7].

Методи

Предмети

Прийом і перевага розчинів сахарози.

Фіктивне годування.

Щури OP та OR, які не отримували сахарозу, відповідали хронічним шлунковим канюлям, як описано раніше [18]. Після одужання та досягнення дохірургічного ваги щури пройшли три тренувальні випробування 60-хвилинних сеансів штучного годування 0,03М розчином сахарози, вранці (0900 год) після вилучення води протягом ночі (1700–0900 год). Під час тестування щурів на короткий час позбавляли води (0900–1600), але не їжі, і тестували протягом 1 год (1400–1500 год) підробленого прийому 0,03 М розчину сахарози, поки не було досягнуто стабільного базового рівня. Потім щурів підроблено годували одним із трьох розчинів сахарози (0,03, 0,3 та 1,0 М) у випадковому порядку через день, причому кожну концентрацію перевіряли принаймні двічі. Прийом сахарози реєстрували індивідуально кожні 5 хв протягом 60 хв. Під час штучного годування всі зонди перевіряли на правильний дренаж, щоб мінімізувати потрапляння сахарози в кишечник під час тестування та запобігти післяротовим стимулюючим ознакам, пов’язаним із сахарозою.

Пероральний тест на толерантність до глюкози (OGTT).

Щурів перевіряли на толерантність до глюкози після 3-тижневого періоду доступу до сахарози шляхом введення 50% розчину глюкози (2 г глюкози/кг маси тіла) перорально. Кров хвоста відбирали через 0, 30, 60, 90 і 120 хв після пробірки, а глюкозу в крові аналізували за допомогою глюкометра (One-Touch).

Колекція тканин.

Клітини мовного епітелію збирали у окремої групи наївних тварин (OP chow, OP HE, OR chow, OR HE; n = 4 кожна). Після 5-годинного голодування (0900–1400) щурів поміщали під глибоку ізофлуоранову анестезію, а язичні епітеліальні клітини збирали за допомогою ферментативної дисоціації, як описано в іншому місці [24].

Кількісна ПЛР у реальному часі (qRT-ПЛР).

РНК екстрагували за допомогою міні-набору RNEasy Fibrous Tissue Mini (Qiagen, Франція) відповідно до інструкцій виробника. Для синтезу кДНК 2 мкг РНК транскрибували зворотним шляхом в реакційний об’єм 60 мкл, використовуючи набір кДНК з високою ємністю (Applied Biosystems, Courtaboeuf, Франція). Зразки відбирали у трьох примірниках у реакційному об'ємі 20 мкл, використовуючи систему RT-PCR StepOnePlus (Applied Biosystems, Courtaboeuf, France). Кількісні показники рівня транскрипції T1R3 використовувались за допомогою інвентаризованого аналізу експресії генів Такмана та майстер-суміші експресії генів (Applied Biosystems, Courtaboeuf, Франція). Відносну експресію мРНК визначали кількісно, використовуючи метод 2 -ΔΔCT з β-актином як внутрішнім контролем.

Статистичний аналіз

Для реальних експериментів з годуванням порівняння маси тіла та ожиріння між групами проводили за допомогою двостороннього повторного вимірювання (дієта, штам) дисперсійного аналізу (rmANOVA). Різниця між групами щодо переваги, прийняття та загальної калорійності сахарози була піддана тривимірному (штам, концентрація, дієта) rmANOVA. Дані про загальне споживання калорій були представлені як середньодобове споживання калорій із загального споживання твердої їжі та розчину сахарози за 48 годин. Що стосується OGTT, рівень глюкози в крові аналізували в кожен момент часу двостороннім (дієта, штам) ANOVA. Для підробленого годування загальне споживання 60 сахарози протягом 60 хв (у мл) піддавали триразовому (дієта, штам, концентрація) rmANOVA. Значення qPCR аналізували за допомогою двостороннього (дієта, штам) ANOVA. Для всіх досліджень дисперсійний аналіз супроводжувався пост-хок тестами Бонферроні, де це було доречно. Межа довіри для статистичної значущості була встановлена на p Рисунок 1. Вага тіла (A) та індекс ожиріння (B) у щурів ОП та АБО, що харчуються чау та ВІН.

(A) OP щури важили більше, ніж OR, після 2-тижневого годування ВІН та більше, ніж тварини, що годувались чау-їжею, після 4-х тижнів. (B) У щурів OP, що годувались чау та ВІ, була значно важча відносна маса жирової прокладки, ніж у аналогів аналогів, і годування ВІН призвело до збільшення ожиріння щурів OP та OR. Дані виражаються як середнє значення ± SEM, * P ††† P ### P Рисунок 2. Вподобання (A) та споживання (B) у щурів OP та OR під час 48-годинних випробувань двох пляшок на сахарозу проти води.

(A) Під час годування чау-щурами щури OP віддавали перевагу менш низькій концентрації (0,01 М) сахарози, ніж щурам OR. Крім того, годування ВІН зменшило перевагу сахарози як для АР (0,01 М, 0,03 М, так і 1,0 М), так і для ОП (0,3 М та 1,0 М) щурів. (B) Порівняно з щурами OR, щури OP демонстрували зменшений прийом у концентраціях 0,03 М та 0,1 М під час годування чау-гоном та в 0,1 М сахарози під час годування ВІН. Більше того, щури OP та OR споживали менше сахарози, харчуючись дієтою з ВІН, порівняно з чау (OR при 0,03 М, 0,1 М та 0,3 М; ОП при 0,3 М). Дані виражаються як середні значення ± SEM. * P † P ††† P # P ### P Рисунок 3. Загальне добове споживання енергії протягом 48-годинного тестування двох пляшок сахарози та днів промивання.

Під час годування ВІН щури OP споживали більше загальних калорій на всіх випробуваннях та змивах, за винятком 1,0 М сахарози, порівняно з щурами OR. Годування НЕ призвело до збільшення споживання енергії під час випробувань усіх концентрацій сахарози для щурів OP порівняно з аналогами чау. * P † P # P ## P ### P Рисунок 4. OGTT щурів OP та OR під час годування чау та ВІН.

Під час годування чау-щурами у щурів OP спостерігався знижений рівень глюкози в крові на 60 хв порівняно з щурами ОР, тоді як у щурів ОП, що годувались НЕ, спостерігався знижений рівень глюкози у 60, 90 та 120 хв порівняно з щурами АБО, що годувались ВІН. * P † P # P ## P 0,05; OP проти OR для кожної концентрації). Це було головним чином зумовлено значним зменшенням споживання сахарози на 0,3 М та 1,0 М на сахарозі (P Рисунок 5. Одногодинне підроблене споживання розчинів сахарози для щурів OP та OR, що харчуються чау та ВІН.

Щури OP, що годувались чау, зменшили споживання 0,3 M та 1,0 M розчинів сахарози порівняно з щурами OR. Підживлення НЕ призвело до зменшення споживання 0,3 М та 1,0 М розчинів сахарози у щурів АБО. * P † P Рисунок 6. Експресія генів лінгвального T1R3 у тварин, що не отримували OP та OR, щури OP мали знижену мРНК T1R3 у задньому мовному епітелії відносно OR щурів під час годування чау.