Материнська дієта з низьким вмістом білка або гіперхолестеринемія зменшує циркулюючі основні амінокислоти та

Кум Кум С. Бхасін

1 Медичний факультет, Медичний факультет Девіда Геффена, Каліфорнійський університет, Лос-Анджелес, Каліфорнія

Атіла ван Нас

2 Кафедра генетики людини, Медичний факультет Девіда Геффена, Каліфорнійський університет, Лос-Анджелес, Каліфорнія

Ліза Дж. Мартін

Річард К. Девіс

Шерин У. Деваскар

3 Департамент педіатрії, Медичний факультет Девіда Геффена, Каліфорнійський університет, Лос-Анджелес, Каліфорнія

Алдонс Дж. Лусіс

4 Кафедра мікробіології, імунології та молекулярної генетики, Медичний факультет Девіда Геффена, Каліфорнійський університет, Лос-Анджелес, Каліфорнія

Читачі можуть використовувати цю статтю до тих пір, поки твір цитується належним чином, використання має навчальний характер і не приносить прибутку, і твір не змінюється. Детальніше див. На веб-сайті http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/.

Пов’язані дані

Анотація

ЦІЛЬ -Ми дослідили материнські механізми непереносимості глюкози у дорослих, підвищеного ожиріння та атеросклерозу, використовуючи дві моделі мишей для внутрішньоутробного обмеження росту (IUGR): обмеження материнського білка та гіперхолестеринемія.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ -Для цих досліджень ми вимірювали рівні амінокислот у дамах на двох моделях мишей для IUGR: 1) годування дам C57BL/6J дієтою з обмеженим вмістом білка та 2) годування дам-рецепторів LD57 - нуль (LDLR -/-) дієта з високим вмістом жиру (західна).

РЕЗУЛЬТАТИ—Як у білків, так і у гіперхолестеринемічних дамб спостерігалося суттєво зниження концентрації незамінної амінокислоти фенілаланіну та незамінних розгалужених ланцюгів амінокислот лейцину, ізолейцину та валіну. Дієта з обмеженим вмістом білка для вагітних дам призвела до послідів зі значним IUGR. Чоловіче потомство з обмеженим вмістом білка демонструвало прискорене зростання до 8-тижневого віку та розвивало підвищене ожиріння та непереносимість глюкози до 32-тижневого віку. LDLR -/- вагітні дами на західній дієті також мали посліди зі значним IUGR. Чоловічі та жіночі LDLR -/- у нащадків західної дієти на 90 днів розвиваються значно більші атеросклеротичні ураження порівняно з нащадками чау-дієти.

ВИСНОВКИ -На двох моделях мишей IUGR ми виявили знижену концентрацію незамінних амінокислот в експериментальних дамбах. Це вказувало на те, що спільні механізми можуть лежати в основі фенотипових наслідків гіперхолестеринемії матері та обмеження материнського білка на потомство.

У людей недоїдання під час вагітності призводить до немовлят із нижчою вагою при народженні та підвищеним ризиком смертності та захворюваності новонароджених (1). Низька вага при народженні також пов'язана з підвищеним ризиком деяких хронічних захворювань, включаючи діабет 2 типу, серцево-судинні захворювання та гіпертонію (2–4). Одне із запропонованих пояснень, що пов'язує низьку вагу при народженні з хронічними захворюваннями, - гіпотеза Баркера щодо "економного фенотипу", яка постулює, що брак адекватних поживних речовин у внутрішньоутробному середовищі "програмує" потомство на виживання в світі, бідному поживних речовин. З цього випливає, що якщо фактичне постнатальне середовище не є бідним поживними речовинами, а натомість багатим поживними речовинами, метаболічні шляхи будуть «неправильно запрограмовані», що призведе до захворювань на метаболічний синдром у дорослих, включаючи атеросклероз та діабет (5). Зараз багато доказів підтверджує гіпотезу Баркера (6); тому сучасні дослідження на людях та на моделях тварин зосереджені на конкретних механізмах внутрішньоутробного програмування (4).

Оскільки обмеження материнського білка та гіперхолестеринемія створюють ненормальне материнське метаболічне середовище, ми припустили, що можуть бути загальні порушення метаболічних шляхів, що впливають на потомство. Щоб перевірити гіпотезу, ми використовували дві моделі мишей для внутрішньоутробних станів, що призводять до IUGR, одна - обмеження білка та одна - гіперхолестеринемії. Потім ми шукали спільні риси на експериментальних дамбах, щоб визначити можливі шляхи розвитку витоків захворювань на метаболічний синдром. В обох моделях у дамбах знизився рівень деяких незамінних амінокислот.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ

Тваринництво.

Це дослідження було схвалено Комітетом з досліджень тварин UCLA та проведено відповідно до рекомендацій Національного інституту охорони здоров’я щодо використання експериментальних тварин. Миші FVB/J, C57BL/6J (B6) та LDLR -/- на тлі B6 були придбані в лабораторіях Джексона (Bar Harbor, ME).

Дієти.

Дієта з низьким вмістом білка (D02041002; Дієти досліджень) містила 9% білка за вагою, була ізокалорійною та була сформульована відповідно до дієт з низьким вмістом білка, опублікованих раніше (26). У дієті з низьким вмістом білка вміст жиру становив 4,4%, а вуглеводів - 77 мас.%. Контрольна білкова дієта (стандартна дієта чау TD 7013; Харлан Теклад) використовувалась для годування контрольних білкових дам, прийомних матерів, дам-хоулів LDLR -/- та відлучених нащадків від обох експериментів. Контрольна білкова дієта містила 19% білка, 6,2% жиру та 75% вуглеводів за вагою та вносила 18% ккал з жиру. Західна дієта (TD 88137; Харлан Теклад) містила 42% ккал калорій з жиру та за вагою, як показано: 21% жиру, 17% білка, 49% вуглеводів і 0,2% холестерину.

Дослідження обмеження білка.

Дослідження гіперхолестеринемії.

Аналіз амінокислот у плазмі матері.

Аналіз амінокислот у плазмі крові матері проводили за допомогою високоефективної рідинної хроматографії в Інституті метаболічних захворювань університету Бейлора (http://www.baylorhealth.edu/imd/) (28). Цей експеримент повторювали, щоб виявити можливі зміни в аналізі амінокислот. У першому дослідженні дамбам було дозволено родити своїх цуценят, а потім їм дали анестезію 2% ізофлураном перед ретроорбітальними знекровленнями протягом 4 годин після пологів. Цей час після вагітності був обраний, щоб мінімізувати будь-який негативний вплив знекровлення на плід та максимізувати вплив різних дієт на матерів. У другому дослідженні брали зразки крові у самок через 1-2 тижні після пологів, зберігаючи таку ж дієту, яку вони дотримувались під час вагітності. Ми спостерігали подібні тенденції в обох експериментах і, отже, об'єднали наші дані з двох досліджень.

Тести на толерантність до глюкози.

Тести на толерантність до глюкози проводили, як описано раніше (29), на потомстві з низьким вмістом білка та контролем у віці 126 днів (4 місяці) та 210 днів (7 місяців). Мишей зважували, голили на задніх кінцівках і постили протягом ночі. Наступного ранку глюкозу натще вимірювали в крові, зібраній із пункції підшкірної вени, після чого внутрішньочеревно вводили 2 мг/г глюкози. Послідовне вимірювання рівня глюкози в крові проводили з інтервалом у 0,5 години протягом наступних 2 годин від підшкірних проколів вен. Глюкометр One Touch Ultra (Lifescan) використовували для вимірювання концентрації глюкози в цільній крові (30).