Фізичні вправи та обмеження калорій змінюють імунну систему мишей, підданих дієті з високим вмістом жиру
1 Департамент біофізики, Федеральний університет Сан-Паулу, 04023-062 Сан-Паулу, Іспанія, Бразилія
2 Школа мистецтв, наук і гуманітарних наук, Університет Сан-Паулу, Avenue Arlindo Bettio 1000, 03828-000 Сан-Паулу, SP, Бразилія
3 Відділ імунології, Лабораторія трансплантаційної імунобіології, Інститут біомедичних наук, Університет Сан-Паулу, 05508-900 Сан-Паулу, Іспанія, Бразилія
4 Департамент харчування, Школа харчування, Федеральний університет Пелотаса, 96010-610 Пелотас, РС, Бразилія
Анотація
1. Вступ
Хронічне запалення низького ступеня тяжкості пов’язане з резистентністю до інсуліну, діабетом 2 типу та кількома типами раку [1, 2]. Ці шкідливі умови також пов’язані з ожирінням [3]. У міру збільшення розмірів вісцеральних та підшкірних адипоцитів моноцити та CD4 + і CD8 + Т-клітини мігрують у жирову тканину (AT) [4], ініціюючи вивільнення прозапальних медіаторів (наприклад, IL-1
, IL-6, RANTES, MCP-1 та IL-18), що викликають місцеву інсулінорезистентність [5]. Таким чином, розширені АТ та їх популяції резидентних імунних клітин складають головне мікросередовище, в якому проводяться запальні цитокіни та виділяються в організмі [6].
Фізична активність та обмеження калорій (CR) - це нефармакологічні стратегії, рекомендовані для зменшення ожиріння [7]. Хоча сприятливі ефекти фізичних вправ добре описані в скелетних м’язах та печінці, те саме не стосується AT [7–9]. Крім того, існує мало інформації про вплив обох стратегій зниження ваги на популяції імунних клітин, що мешкають у AT. Щодо CR, хоча його значення у зменшенні маси тіла є безперечним, споживання здорової дієти вимагає таких помітних змін у способі життя, що багато людей не в змозі виконати одну з них.
Таким чином, важливо дослідити, чи здатні фізичні вправи та КР сприяти здоровому способу життя, зберігаючи дієту з високим вмістом жиру (СН). Метою цього дослідження було дослідити вплив фізичних вправ або CR на імунні клітини AT у мишей із ожирінням, індукованих дієтою.
2. Матеріали та методи
2.1. Тварини
, 5 мишей на групу) (у віці 8–12 тижнів; 23–26 г) були отримані з Догляду за тваринами при Федеральному університеті Сан-Паулу (UNIFESP). Усі тварини були розміщені в стандартних індивідуальних клітинах і мали доступ до води та їжі. Щоб вивчити зміни в популяціях судинних клітин строми в жировій тканині в умовах ожиріння, спричиненого дієтою, ми розділили мишей C57BL/6 на чотири групи і годували їх або стандартною дієтою чау (6% жиру, Nuvilab mod. CR-1) або дієта з високим вмістом жиру (D12451, 45% Ккал жиру, Дієти дослідження). На 16 тижні мишей додатково розподіляли на такі групи: (1) контрольна група, яка годувала нормальну чау з низьким вмістом жиру (LF); (2) контрольна група, яка харчувалася дієтою з високим вмістом жиру (СН); (3) група з обмеженим харчуванням, яка харчується 30% дієтою з високим вмістом жиру (HFREST); та (4) група фізичних вправ, що харчувалася дієтою з високим вмістом жиру, яка брала участь у 60-хвилинному плаванні (HFEX). Споживання їжі контролювали щодня. Виходячи з кількості споживаної дієтичної чау-їжі з високим вмістом жиру та використання композиції макроелементів як еталону, ми розрахували споживання енергії. Обмеження на 30% калорій було розроблено з урахуванням споживання СН.
Всі процедури були попередньо переглянуті та затверджені внутрішнім етичним комітетом установи.
2.2. Протокол вправ
Тварини HFEX піддавалися плаванню в системі плавання, пристосованій для мишей, водою, нагрітою до 30 ° C. 300-літровий бак мав 10 смуг руху та був оснащений повітряними насосами, які підтримували мишей у постійному русі. Плавання починалося з 15 хвилин у перший тиждень і поступово збільшувалось, поки миші не могли плавати 60 хвилин на день. На цей момент мишей HFEX піддавали плавальним заняттям 5 разів на тиждень протягом 6 тижнів. Як фізичні вправи, так і групи обмежень у харчуванні піддавались відповідному втручанню протягом 6 тижнів.
Мишей знеболювали кетаміном/ксилазином для забору крові через ретроорбітальне венозне сплетення, а потім гинули при вивиху шийки матки. Кров центрифугували при 1000 g протягом 10 хвилин. Сироватку виймали і зберігали при -80 ° C для подальшого аналізу. Ми відібрали по 1 г зразка пахового жиру з кожної групи та піддали зразку ферментативному розкладу. Всіх тварин зважували щотижня до кінця експериментів.
2.3. Виділення судинної фракції строми (Sfv) та проточної цитометрії
Після жертвоприношення миші пахову пахову жирову тканину (ІАТ) екстрагували, зважували та піддавали ферментативній деградації, як описано раніше [10]. Після виділення клітин IAT SFV додавали 200 мкл промивного буфера FCS (1x PBS, 2% SFC) і розчин центрифугували протягом 5 хвилин. Після того як супернатант викинули, гранулу ресуспендували в FCS і центрифугували протягом 5 хвилин при 600 g. Клітини фарбували анти-CD8 (Caltag-FITC-Medsystems, Букінгем, Великобританія), анти-CD4 (blue-Pacific-BioLegend), анти-F4/80 (PerCP-Bioscience) та анти-NK.1 (PE -Bioscience) антитіла. Стромальні клітини отримували за допомогою FACS у проточному цитометрі Canto II (BD, Becton Dickinson, NJ, USA). Аналіз даних був завершений за допомогою програми FlowJo 8.7.4. (Tree Star Inc., Ashland, OR, США).
2.4. Аналіз цитокінів у сироватці крові
Зразки сироватки зберігали при -80 ° C. Панель, яка використовувалась для імунологічного дослідження Milliplex Mouse на цитокіни/хемокіни, включала такі цитокіни: MCP-1, RANTES, TNF-alpha (фактор некрозу пухлини), IL-6 та IL1-. Тестування проводили відповідно до процедур, раніше описаних виробником (панель цитокінів/хемокінів Milliplex Mouse).
2.5. Тест на толерантність до глюкози
Тест на толерантність до глюкози (ГТТ) проводили у тварин, які голодували протягом 12 годин. Щоб уникнути стресу, між тестами був інтервал у 7 днів. Глікемію вимірювали за допомогою глюкометра (Accu-Chek Advantage), вимірюючи краплі крові, отримані з хвостової вени. Для GTT внутрішньочеревно вводили 1 г глюкози на кг ваги (БТ). Рівні глюкози визначали на початковому рівні, через 0, 15, 30, 60 та 120 хв після ін'єкції глюкози.
2.6. Статистичний аналіз
Дані були представлені як середнє значення
стандартна помилка в описовому тексті та графіці. Всі експерименти порівнювали за допомогою одностороннього ANOVA з подальшим тестом Тукі. Істотні відмінності були визначені, коли
значення було менше 0,05 (
). Графіка розроблена в Prism 5.0.
3. Результати
Тварини, які піддавались високочастотному харчуванню, споживали більше калорій порівняно з мишами із групи дієти з низьким рівнем жиру (рис. 1 (а)). Більше споживання калорій супроводжувалось збільшенням загальної маси тіла миші (рис. 1 (b)). Плавання у поєднанні з високочастотною дієтою змогло зменшити масу тіла миші, подібну до тієї, що спостерігалась у тварин, яким вводили обмеження калорій (рис. 1 (b)). Не було різниці в паховій жировій тканині (IAT) та коричневій жировій тканині (BAT) між дресированими тваринами та тваринами, які зазнали обмеження калорій (рис. 1 (c) та 1 (d)); проте дресировані тварини надавали більше НДНТ, ніж тварини з групи НЧ (рис. 1 (d)).
Відомо, що ожиріння пов’язане із системним запаленням низького ступеня. Тому ми досліджували ефекти ВЧ-дієти, фізичних вправ та обмеження дієти в наших досліджуваних групах, оцінюючи рівні сироватки кількох прозапальних цитокінів. Ми спостерігали підвищений рівень ІЛ-1 у групі з ВЧ-дієтою та зниження цього цитокіну в обох групах втручання (фізичне навантаження та обмеження калорій) (рис. 2 (а)). TNF-