Часовий курс виснаження та переповнення вітаміну D у самок мишей репродуктивного віку C57BL6

Антоній М Беленчія

Кафедри 1 Фізіологія харчування та фізичні вправи і

Сара Джонсон

2 Біомедичні науки та

3 Центр наук про життя Бонда, Університет Міссурі, Колумбія, штат Міссурі

Алісса С Кішнік

Кафедри 1 Фізіологія харчування та фізичні вправи і

Шеріл С Розенфельд

2 Біомедичні науки та

3 Центр наук про життя Бонда, Університет Міссурі, Колумбія, штат Міссурі

Катерина Петерсон

Кафедри 1 Фізіологія харчування та фізичні вправи і

Анотація

курс

Кількість статей, включаючи ключові слова «дефіцит вітаміну D», «гризуни» та «тваринні моделі».

Дослідження VDD на тваринах, включаючи самок репродуктивного віку, повинні враховувати латентний період, характерний для дієтичних жиророзчинних вітамінів, таких як вітамін D, та забезпечувати необхідний час впливу, щоб повторити фенотипічні ефекти, що спостерігаються в популяціях людей з VDD. І навпаки, вторинні системні ускладнення, спричинені довгостроковою ВДД, можуть виникнути та збити результати експерименту. З цих причин тимчасовий перебіг та відповідь 25-гідроксивітаміну D (25 (OH) D) (загальноприйнятий найкращий показник стану вітаміну D) на дієти VDS та VDD у лабораторних гризунів вимагає розслідування, особливо у найбільш широко використовуваних та часто використовуваних штам мишей для метаболічних досліджень, миші C57BL/6 ('Black 6'). 21 Отже, нашими поточними цілями було: 1) охарактеризувати часовий хід індукції та переповнення ВДД у самок мишей репродуктивного віку C57BL/6 та 2) дослідити довгострокові наслідки ВДД, особливо щодо складу тіла, показник метаболічного здоров'я.

Матеріали і методи

Тварини та дієти.

Обидва експерименти були схвалені та проведені відповідно до Університету Міссурі IACUC (протокол 7753). Усі процедури відповідали Керівництву NIH щодо догляду та використання лабораторних тварин. 34 Усі експерименти були проведені як попередня робота для більш масштабного дослідження, що вивчало вплив DOHaD ВДД матері під час вагітності на довгостроковий метаболічний стан здоров'я нащадків. Самки мишей C57BL/6J (вік 8 тижнів) були придбані у лабораторії Jackson Labs (Jackson Labs; Bar Harbor, ME). Щоб визначити ефективний графік для індукування та реверсування ВДД, сироватку відбирали у статевозрілих 8-тижневих самок мишей C57BL/6, яких потім вісім тижнів рандомізували для отримання або достатнього вітаміну D (VDS; AIN-93G, D10012G, Дієти дослідницьких, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі) або VDD (модифікований AIN-93G; D1007301, Дієти дослідницьких) дієта (рисунок 2). Окрім вітаміну D, усі поживні речовини, включаючи кальцій та фосфор, забезпечувались у кількості, яка відповідає потребам NRC у поживних речовинах для лабораторних тварин. 51 Миші мали вільний доступ до дієти та води. Під час експерименту з короткочасним опроміненням споживання корму вимірювали шляхом зважування їжі щодня протягом 5 днів поспіль протягом 1 та 8 тижнів. Масу тіла вимірювали на початку та кожні 2 тижні протягом обох експериментів.

Склад поживних речовин та щільність енергії експериментальних дієт.

Короткочасний вплив ВДД.

Сироватку збирали на вихідному рівні та щотижня протягом 4 тижнів (з 1 по 4 тиждень) для визначення 25 (OH) D, паратиреоїдного гормону (PTH) та концентрації кальцію. Відразу після збору на 4-му тижні мишей VDD перевели на дієту VDS, і аналогічним чином збирали сироватку протягом наступних 4 тижнів (з 5 по 8 тиждень) для визначення концентрації 25 (OH) D, PTH і кальцію.

Тривалий вплив ВДД.

У довгостроковому дослідженні вимірювали масу тіла та збирали сироватку на початковому рівні та кожні 2 тижні після цього. Склад тіла з трьома відділеннями (нежирна тканина, жирова тканина та вода) визначали за допомогою ехоМРТ на 40 тижні годування (віком 48 тижнів), безпосередньо перед закінченням дослідження.

Визначення концентрації вітаміну D, кальцію та ПТГ у сироватці крові.

Цільну кров відбирали з підшкірної вени і розподіляли в пробірки для сепарації сироватки (каталожний номер 201308, Сарштедт, Номбрехт, Німеччина), центрифугували відповідно до інструкцій виробників і зберігали при –80 ° C. Через обмежені обсяги сироватки, які можна було зібрати в кожен момент часу, ми чергували, які параметри вимірювали. Концентрацію 25 (OH) D в циркулюючій крові визначали методом ІФА (діапазон виявлення, від 10 до 300 нмоль/л; коефіцієнт варіації внутрішньопробного дослідження, 4,2%; номер каталогу VID21-K02, Eagle Biosciences; Nashua, NH). Концентрацію кальцію в сироватці крові визначали за допомогою колориметричного аналізу (Sigma-Aldrich; St Louis, MO). Концентрацію ПТГ у сироватці крові визначали за допомогою імуноферментного аналізу (діапазон виявлення від 1,47 до 1000 пг/мл; варіаційний коефіцієнт внутрішньоаналізного дослідження, 10%; Sigma – Aldrich).

Статистичний аналіз.

Базові порівняння ваги всього тіла, концентрацій D (OH) D та добового споживання їжі аналізували за допомогою критерію Стьюдента. Порівняння концентрацій 25 (ОН) D та маси тіла у дієтичній групі проводили за допомогою повторних вимірювань ANOVA. Дієта, час та дієта × час взаємодії служили незалежними змінними для аналізів, дозволяючи нам визначити, чи залежав вплив дієти (основний ефект; для будь-якого даного результату) від того, як довго миші були на дієті. У цій моделі час був повторним показником, завдяки чому можна було порівнювати групи лікування у кожний момент часу. Дані представлені як середнє значення ± SEM. Всі аналізи проводились із використанням статистичного програмного забезпечення SAS 9.4 (SAS Software, Cary, NC); значення Р 0,05 або менше вважалося значущим.

Результати

Виснаження та переповнення вітаміну D у самок мишей репродуктивного віку.

На початковому рівні ні маса тіла, ні статус вітаміну D не відрізнялись між групами VDS та VDD (19,3 ± 1,3 г порівняно з 18,8 ± 1,4 г, P = 0,774; таблиця 1). Подібним чином, щоденне споживання корму було подібним між групами VDS та VDD протягом 1 тижня (2,6 ± 0,2 г порівняно з 2,7 ± 0,2 г, Р = 0,73) та 8 тижня (2,9 ± 0,3 г порівняно з 3,0 ± 0,2 г, Р = 0,748; Таблиця 1). Концентрація D у сироватці крові 25 (OH) демонструвала значну кількість (P Рисунок 3 A), однак тижнева зміна концентрації D в сироватці крові 25 (OH) була значною лише між тижнями 2 та 3 дієти VDD (зниження на 28,2 нмоль/л, Р = 0,009). Крім того, різниця між групами в концентрації 25 (OH) D була незначною до 2-го тижня (53,4 ± 11,4 нмоль/л у порівнянні з 79 ± 11,2 нмоль/л, Р = 0,014). Незважаючи на те, що вони мали значно нижчі концентрації 25 (OH) D, ніж група VDS, миші VDD не були VDD відповідно до межі, встановленої Інститутом медицини (тобто 25 (OH) D менше 50 нмоль/л) до тижня 3. Концентрація 25 (OH) D, що циркулює, почала вирівнюватися в групі VDD, з незначним зниженням між 3 та 4 тижнями (зниження 7,5 нмоль/л, P = 0,782). 60