abstract
Caracterizați și comparați trei tulpini consangvinizate predispuse la obezitate, AKR/J, DBA/2J și C57BL/6J, cu trei tulpini de control, C3H/HeJ, BALB/cByJ și C57L/J, selectate pe baza obiceiurilor lor alimentare normale și a mediei greutate. profitați de dietele bogate în calorii.
Metode și proceduri:
Aceste șase tulpini au fost examinate la vârsta de 5 săptămâni, cu o greutate corporală normală și menținute timp de 1 zi sau 3 săptămâni pe diferite paradigme de hrănire cu o dietă macronutrienți. S-au măsurat măsurătorile aportului de macronutrienți, a greutății corporale și a creșterii grăsimii corporale, a hormonilor circulanți și a metaboliților și a peptidei hipotalamice, galanină.
rezultatele:
Cele trei tulpini de control au ales o dietă echilibrată cu 50% carbohidrați și 15-25% grăsimi atunci când au ales macronutrienți și au avut un scor similar similar pentru măsurarea greutății corporale, adipozității, hormonilor, insulinei și leptinei. și metaboliți, glucoză și trigliceride. Comparativ cu această bază de control, tulpinile predispuse la obezitate cu aport caloric total similar pentru control au selectat o dietă cu un conținut semnificativ mai mare de grăsimi (30-40%) și mai puțini carbohidrați (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). a constatat că unele tulpini, inclusiv AKR/J, DBA/2J și C57BL/6J, sunt sensibile la efectele promovării obezității cu conținut ridicat de grăsimi/calorii, dietele și alte tulpini, în special SWR/J și A/J, sunt rezistente la obezitate și al treilea grup de șoareci nu avea caracteristici distincte care să cadă undeva între tulpini predispuse și rezistente.
Până în prezent, studiile au comparat în general doar două tulpini, predispuse la obezitate și rezistente la obezitate, și au examinat aceste tulpini la o vârstă în care acestea diferă deja în ceea ce privește greutatea corporală. Tulpina AKR/J predispusă la obezitate, cel mai adesea comparată cu tulpina SWR/J, sa dovedit a avea o preferință mai puternică pentru grăsimile dietetice, greutăți corporale mai mari și depozite de grăsimi, niveluri mai ridicate de insulină pe o dietă bogată în grăsimi și insulină mai mare. - transportul glucozei stimulat în țesutul adipos. 2, 8, 9, 10 șoarecii C57BL/6J predispuși la obezitate, în general comparativ cu tulpina A/J rezistentă la obezitate, prezintă, de asemenea, un fenotip endocrin similar și, în plus, prezintă o tendință crescută la diabet, 11, 12, 13 împreună cu scăderea lipolizei.activitate β-adrenergică indusă pe o dietă bogată în grăsimi 14 și scăderea expresiei proteinei-1 și -2 scindate în țesutul adipos maro. Puține informații sunt disponibile despre tulpina DBA/2J. O comparație directă între tulpinile predispuse la obezitate arată că șoarecii C57BL/6J diferă în unele privințe de șoarecii AKR/J, cu niveluri mai mici de insulină și leptină și hiperglicemie mai mare pe o dietă bogată în grăsimi. 15
Materiale și metode
obiecte
Șase tulpini masculine de șoarece consangvinizate, C3H/HeJ, BALB/cByJ, C57L/J, C57BL/6J, DBA/2J, AKR/J, au fost achiziționate la vârsta de 4 săptămâni de la Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, SUA). ). Toți șoarecii au fost adăpostiți individual în cuști de plexiglas care conțin un pat O-cobs într-un dispozitiv AAALAC complet acreditat (22 ° C, se aprinde la 1500 ° C timp de 12 ore) în conformitate cu protocoalele aprobate instituțional, după cum se specifică în Ghidul de utilizare și îngrijire NIH . animale. Atât mâncarea, cât și apa erau disponibile ad libitum. Toți șoarecii au fost menținuți într-o fermă de rozătoare de o zi timp de 1 săptămână înainte de începerea experimentului, au trecut la dietele lor specifice timp de 1 zi sau 3 săptămâni și apoi au fost sacrificați. La începutul experimentului, aceste tulpini de rozătoare de 5 săptămâni în fermele de rozătoare erau similare în greutate corporală (18-21 g).
dietă
Proceduri experimentale
Au fost efectuate trei experimente cu diferite paradigme de hrănire, fiecare experiment examinând șase tulpini de șoarece care au avut n = 7-8 șoareci/tulpină. În Experimentul 1, șoarecii au primit o alegere dintre două diete, bogate în grăsimi și bogate în carbohidrați. În experimentul 2, au fost furnizate trei diete cu o dietă grasă care conținea untură de porc sau unt de porumb, iar experimentul 3 a testat șoareci pe o singură dietă bogată în grăsimi cu 50% grăsimi. Măsurătorile consumului de alimente, scurgerilor și greutății corporale au fost luate de 3 ori pe săptămână pe durata experimentului. Măsurările preferințelor alimentare au fost calculate ca% din caloriile macronutrienților specifici în raport cu caloriile totale consumate. Toți șoarecii au fost sacrificați la sfârșitul perioadei de lumină (cu 1-2 ore înainte de apariția luminii întunecate) prin decapitare rapidă. Grăsimea lor unilaterală din trei zone (inghinale, retroperitoneale și epididimale), precum și tamponul de grăsime mezenteric, au fost disecate și cântărite, greutățile tampoanelor de grăsime fiind înregistrate ca suma a patru tampoane de grăsime individuale. În Experimentele 2 și 3, sângele stem a fost colectat pentru măsurarea hormonilor și a metaboliților, iar creierele au fost îndepărtate rapid și pregătite pentru determinarea nucleului paraventricular (PVN).
Măsurători ale hormonilor și metaboliților
Serul a fost analizat pentru determinarea nivelului de hormon, leptină și insulină folosind truse de testare RIA de la Linco Research Inc. (MO, SUA). Metaboliții, glucoza și trigliceridele (TG) au fost măsurați utilizând un cititor de microplăci E-Max folosind kitul de reactivi Glucose Trinder sau kitul de testare TG (Sigma, St. Louis, MO, SUA).
Disecția creierului
Imediat după sacrificiu, creierul a fost plasat într-o matrice de șoarece, cu suprafața ventrală orientată în sus și s-au făcut două secțiuni coronale de 0,5 mm cu chiasma optică medie ca frontieră anterioară. Secțiunile au fost plasate pe o lamă de sticlă și, folosind un atlas cerebral de șoarece 19, PVN (bregma -0,58-0,94 mm) a fost secționat rapid microscopic sub microscop folosind fornixul și camera a treia ca repere. Acest miez a fost tăiat ca un triunghi isoscel inversat, 0,5 mm bilateral la cameră și între structurile fornixului, așa cum este descris. Aceste disecții au fost imediat înghețate în azot lichid și depozitate la -80 ° C până la procesare.
radioimunotest
Probele de PVN microdisecate au fost expulzate în acid acetic 2,0 M și imunoreactivitatea asemănătoare galaninei a fost măsurată așa cum este descris în 17 folosind un antiser policlonal generat la iepuri pe o galanină sintetică de șobolan și o galanină de șobolan marcată cu 125 I (Peninsula Laboratories). Probele au fost reconstituite în tampon de testare și anticorpul primar a fost diluat în tampon conținând ser normal de iepure (concentrație finală 1: 75.000 și 0,5%). Pentru instalare, s-au adăugat tampoane, anticorpi, probe sau standarde sintetice de galanină de șobolan și s-au incubat 72 de ore la 4 ° C. S-a adăugat apoi galanină radiomarcată și incubarea a fost continuată timp de 24 de ore. Separarea fazelor s-a realizat prin adăugarea de oglobulină anti-iepure de capră. Acest test are o sensibilitate de 4 pg, un ED50 de 55 pg și coeficienți de variație intra și inter-test de 7 și 18%.
PCR cantitativă în timp real
Analiza datelor
Aportul de calorii a fost calculat în medie pe perioada de testare de 3 săptămâni și datele prezentate ca kilocalorii/24 de ore. Măsurătorile de greutate corporală și de grăsime au fost înregistrate în ultima zi a experimentului. Toate valorile sunt exprimate ca medie ± sem. Cu pachetul statistic standard (SPSS), datele au fost analizate prin ANOVA unidirecțională și dacă sunt semnificative statistic la P 
Măsurile endocrine pentru trei controale (C3H/HeJ, BALB/cByJ, C57L/J) și trei tulpini predispuse la obezitate (C57BL/6J, DBA/2J, AKR/J) (n = 8/tulpină) au fost menținute timp de 3 săptămâni la Paradigma macronutrienților cu 3 diete de carbohidrați, proteine și grăsimi (experimentul 2). Valorile reprezintă media din grupul ± sem ANOVA unidirecțional a relevat diferențe semnificative în tulpină (P
Șase tulpini consangvinizate (n = 8/tulpină) au fost caracterizate prin niveluri de peptide de galanină în PVN în paradigma de hrănire cu 3 diete (Experimentul 2). Valorile reprezintă media grupului ± sem Trei tulpini predispuse la obezitate (C57BL/6J, DBA/2J, AKR/J) au avut niveluri de galanină semnificativ mai mari comparativ cu tulpinile martor (C3H/HeJ, BALB/cByJ, C57L/J ) (F (5, 42) = 7, 88, P
O altă diferență în ceea ce privește gradul de răspuns al acestora în comparație cu martorii s-a găsit și la șoarecii C57BL/6J în comparație cu alte tulpini predispuse la obezitate. În fiecare dintre aceste trei experimente, valorile pentru greutatea tamponelor de grăsime C57BL/6J au fost în mod constant mai mici decât pentru tulpinile AKR/J și DBA/2J. Acest lucru confirmă și extinde studiile anterioare comparând tulpina C57BL/6J cu DBA/2J într-un raport 6 sau în AKR/J în altul. 3 C57BL/6J scorurile de consum de grăsime și preferințele de grăsime (32-34%) au fost, de asemenea, în mod constant mai mici comparativ cu alte tulpini predispuse la obezitate (36-42%), la fel ca și corelația dintre aportul de grăsime și adipozitate. În plus, o caracteristică diferită a C57BL/6J a fost găsită în măsurarea aportului de proteine și a preferințelor (40%), care au fost semnificativ mai mari comparativ cu toate celelalte tulpini (20-30%). Astfel, prezentele rezultate arată cum tulpina C57BL/6J, deși este în mod clar predispusă la obezitate cu o preferință pentru grăsime față de carbohidrați, diferă de tulpinile AKR/J și DBA/2J în profilul său comportamental și, prin urmare, posibil în mecanismele sale. obezitate.
Există informații limitate în literatura de specialitate cu privire la peptidele hipotalamice și rolul lor în controlul furajelor și al greutății corporale la șoarecii consangvinizați cu obezitate. Studiile existente au măsurat, în general, proteina NPY sau anteroposterior în nucleul arcului și au examinat efectul unei diete bogate în grăsimi comparativ cu o dietă săracă în grăsimi asupra expresiei acestor peptide. Rezultatele obținute au fost mixte. Având în vedere unele studii descriu un efect supresiv la șoareci C57BL/6J în paradigme experimentale specifice, 26, 27, 28, 29 alții dezvăluie acest efect doar la șoareci rezistenți la obezitate, dar nu și la tulpina C57BL/6J, 30, 31 în timp ce efectul opus, o stimulare a NPY indusă de dietă bogată în grăsimi, este descrisă la șoarecii DBA/2J. 6 Există un singur studiu care a făcut de fapt comparații directe între aceste tulpini diferite în peptidele lor hipotalamice. În acest raport, tulpina AKR/J predispusă la obezitate în comparație cu șoarecii martor C57L/J a avut expresie semnificativ crescută a peptidelor orexin-stimulatoare de hrănire din hipotalamusul lateral perifornical. 7 De remarcat în special este faptul că această creștere a expresiei orexinei este asociată cu niveluri crescute de TG, care sunt cunoscute pentru a promova expresia orexinelor. 7, 20
concluzii
Rezultatele acestui studiu relevă scoruri de bază stabile pentru tulpinile martor, C3H/HeJ, BALB/cByJ și C57L/J. În raport cu această linie de bază, ele oferă, de asemenea, dovezi pentru un fenotip la tulpinile predispuse la obezitate AKR/J și DBA/2J, caracterizate prin aport crescut de grăsimi, niveluri de TG și galană PVN și un profil oarecum diferit în tulpina C57BL/6J, indicat de aportul crescut de proteine și hiperglicemie. Aceste fenotipuri sunt evidente la o vârstă fragedă, cu ceva timp înainte de vârsta de 8 săptămâni. De asemenea, apar în absența hiperfagiei și, în unele cazuri, înainte de modificări semnificative ale greutății corporale. Acest lucru sugerează că mecanismele reflectate de aceste diferențe pot avea un rol cauzal în acumularea diferențială de grăsime corporală prezentată de aceste tulpini. Studii suplimentare ale acestor șoareci consangvinizați în raport cu controalele, la vârste chiar mai mici, pot fi de ajutor în dezvăluirea tulburărilor subtile care sunt critice pentru înclinațiile lor diferențiale față de obezitate. Astfel de studii ar trebui să includă măsurători ale altor sisteme peptidice, pe lângă galanină, care ar putea contribui la o înclinație crescută spre obezitate.
Mulțumiri
Suntem recunoscători doamnei Olga Karatayev, Kate Sepiashvili și Patricia Pamy pentru ajutorul lor în pregătirea acestui manuscris. Această cercetare a fost susținută de un grant USPHS, MH43422.