Короткочасне обмеження їжі з подальшим контрольованим годуванням сприяє підвищенню поведінки та посилює
Кара Л. Клівер
кафедра гуманітарних наук, Коледж освіти та екології людини, Університет штату Огайо, Коламбус, Огайо, США
Цзя-Ю Ке
кафедра гуманітарних наук, Коледж освіти та екології людини, Університет штату Огайо, Коламбус, Огайо, США
Майкл Б. Стаут
кафедра гуманітарних наук, Коледж освіти та екології людини, Університет штату Огайо, Коламбус, Огайо, США
Рейчел Коул
кафедра гуманітарних наук, Коледж освіти та екології людини, Університет штату Огайо, Коламбус, Огайо, США
Варман Т. Самуель
b Кафедра внутрішньої медицини, Медичний факультет Єльського університету, Нью-Хейвен, штат Коннектикут, США
Джеральд І. Шульман
b Кафедра внутрішньої медицини, Медичний факультет Єльського університету, Нью-Хейвен, штат Коннектикут, США
c Кафедра клітинної та молекулярної фізіології Медичного факультету Єльського університету, Нью-Хейвен, Коннектикут, США
d Медичний інститут Говарда Хьюза, Медичний факультет Єльського університету, Нью-Хейвен, Коннектикут, США
Марта А. Белурі
кафедра гуманітарних наук, Коледж освіти та екології людини, Університет штату Огайо, Коламбус, Огайо, США
Анотація
1. Вступ
Більшість людей, які втрачають вагу, не в змозі зберегти втрату ваги з часом [1]. Запаси ліпідів жирової тканини ефективно заповнюються відновленням ваги [2], і у жінок в постменопаузі [3] та людей похилого віку спостерігається непропорційне відновлення жирової маси щодо нежирної тканини. Подібним чином переважне накопичення жиру спостерігалося під час зростання наздоганянь у немовлят із низькою вагою [5] та після голодування [6].
Моделі гризунів зазвичай використовуються для з’ясування біологічних механізмів, що сприяють відновленню жирової тканини після втрати ваги та прискореного відкладення жиру після зупинки росту [7–17]. У цих дослідженнях щодо «підгодівлі» гризуни обмежують кількість калорій/їжі, щоб викликати втрату ваги або зупинку росту, а згодом переробляють на рівні, еквівалентні споживанню відповідних засобів контролю або забезпечують доступ до їжі за необхідності. Потім вивчається використання енергії або експресія та активність генів і білків, що беруть участь у метаболізмі ліпідів, для характеристики механізмів, що сприяють накопиченню жиру після припинення обмеження їжі.
Потенційним незрозумілим фактором у дослідженнях гризунів на гризунах є вплив поведінки годування на експресію генів та білків, метаболізм у всьому тілі та запаси ліпідів. Коли добові норми їжі обмежуються нижче рівня споживання (наприклад, обмеження їжі) або нормуються до рівнів, споживаних відповідним контролем (наприклад, годування їжею), гризуни можуть виявляти різкий характер споживання їжі, коли вся відведена їжа потрапляє незабаром після неї представлено [18–20]. Така поведінка годування контрастує із зразком гризли споживання їжі у гризунів, які харчуються у вільному режимі, де їжа споживається з перервами, переважно протягом темних годин і короткочасно у світлі години [18]. В результаті цих режимів харчування щоденні метаболічні стани виїдаючих гризунів на дієтичному харчуванні включають короткочасний стан годування та тривалий стан голодування до наступного розподілу їжі [18], що контрастує з гризунами гризунів, які фактично залишаються в постійному харчуванні. держава. Отже, рівні експресії генів і білків, пов’язані з метаболізмом, метаболічні реакції та запаси ліпідів у гризунів, що ростуть, можуть суттєво відрізнятися протягом щоденного циклу годування і бути екстремальними безпосередньо перед і після годування.
Наскільки нам відомо, жодне дослідження не вивчало змін, пов’язаних з обміном речовин протягом доби, що спричинені індукованим обмеженнями викидами під час відновлення ваги. Відповідно, у поточних дослідженнях мишей піддавали короткочасному обмеженню їжі, що спричиняло виїдання та згодом уточнені раціони, подібні до щоденного прийому контрольних мишей, які годувались лібітом. Потім запаси ліпідів, метаболіти та гормони, а також експресія генів, що беруть участь у метаболізмі та запаленні жирової тканини, вимірювали у мишей, що живляться, під час їх щоденного періоду годування (горгінга) та наприкінці періоду щоденного голодування. Крім того, за допомогою гіперинсулінемічно-еуглікемічних затискачів досліджували чутливість до інсуліну у мишей, що харчувались, які зазнавали подібних обмежень/раціонів їжі. Наші цілі полягали в тому, щоб зафіксувати коливання внутрішньоденних коливань у запасах ліпідів та експресію гена жирової тканини у мишей, що харчуються, та виявити метаболічні наслідки утворення горла, що осідає обмеженням їжі під час відновлення ваги.
2. Матеріали та методи
2.1 Тварини та дизайн досліджень
Для досягнення цілей цієї статті було використано два дослідження, майже однакові за дизайном. Основними відмінностями між дослідженнями були місце розташування житла та зібрані дані (див. Наступні параграфи). Дослідження 1 було проведено в Університеті штату Огайо (OSU), а дослідження 2 - в Єльському університеті. Усі процедури дослідження були затверджені інституційними комітетами з догляду та використання тварин у відповідних установах.
У дослідженні 1 п'ять тижнів мишей-самців CD2F1 (BALB/cx DBA/2, Charles River Laboratories, Wilmington, MA, USA) рандомізували за вагою на дві групи: контрольна (n = 10) та обмежена (n = 20 ). Мишей індивідуально утримували при температурі 22 ± 0,5 ° C у 12: 12-годинному циклі світло-темряви та забезпечували вільний доступ до води. Контрольних мишей годували в необмеженому стані напівочищеною гранульованою дієтою AIN-93G (Research Diets, Нью-Брансвік, Нью-Джерсі, США). Обмежені миші отримували дієтичну дієту AIN-93G на початку легкого циклу (0830 - 1000). Харчові раціони були обмежені 30 - 75% (в середньому