Метаболоміка плазми виявляє нижчі концентрації карнітину у собак-лабрадорів із надмірною вагою
Анотація
Передумови
Поширеність надмірної ваги зростає у собак, але метаболічні події, пов'язані з цим станом, все ще недостатньо вивчені. Метою дослідження було дослідити постпрандіальну реакцію метаболітів плазми за допомогою тесту на випробування їжі та виявити метаболічні зміни, пов'язані зі спонтанною надмірною вагою у приватних собак.
Результати
Було включено двадцять вісім здорових самців інтактних собак лабрадор-ретрівер, 12 з яких були класифіковані як худі (оцінка стану тіла (BCS) 4–5 за 9-бальною шкалою) і 16 як надмірна вага (BCS 6–8). Після нічного голодування (14–17 год) відбирали зразки крові, а собак згодом годували їжею з високим вмістом жиру. Зразки крові після їжі збирали щогодини чотири рази. Метаболіти плазми були виявлені за допомогою ядерно-магнітного резонансу. Постпрандіальні метаболоми відрізнялись від метаболомів натще при багатовимірному дискримінантному аналізі (PLS-DA: Q 2 Y = 0,31–0,63, перехресна перевірка ANOVA: P ≤ 0,00014) Одинадцять метаболітів, усі амінокислоти, сприяли поділу. Карнітин було визначено як метаболіт, пов’язаний із зайвою вагою (поетапний логістичний регресійний аналіз P ≤ 0,03), а собаки із надмірною вагою мали загальну нижчу реакцію карнітину (аналіз повторних вимірювань змішаної моделі P = 0,005), ніж худі собаки. Примітно, що середня концентрація карнітину натощак у собак із надмірною вагою (9,4 ± 4,2 мкМ) була близькою до запропонованої контрольної межі для недостатності карнітину.
Висновки
Виявлено амінокислотну відповідь після їжі, але не було виявлено змін, що залежать від часу щодо груп стану тіла. Більш низькі концентрації карнітину були виявлені у людей із надмірною вагою порівняно з худими собаками. Останні результати можуть свідчити про недостатність карнітину, пов’язану зі спонтанним ожирінням та зміною ліпідного обміну у собак із надмірною вагою у цій групі здорових лабрадорів.
Передумови
Ожиріння є складним розладом і стало однією з основних проблем зі здоров'ям собак, а також людей [1,2,3,4]. Регулювання ваги у собак є складним завданням як для власників, так і для ветеринарів. Сучасна терапія для собак із зайвою вагою зосереджена головним чином на обмеженні енергії, що не завжди є успішним [5, 6]. Отже, велика кількість собак страждає від хронічної надмірної ваги і має підвищений ризик низької якості життя, раннього початку хронічних захворювань та скороченого терміну життя [7,8,9].
У собак, як і у людей, надмірна вага може призвести до порушення обміну речовин, наприклад інсулінорезистентність та гіперліпідемія [10,11,12,13]. Незважаючи на зростаючу поширеність ожиріння серед собак, молекулярні механізми, пов'язані з цим станом, досі не повністю вивчені. Ядерно-магнітний резонанс (ЯМР) є потужним та широко використовуваним інструментом для виявлення молекулярних змін за різних умов [14]. Метод ЯМР дозволяє ідентифікувати та кількісно визначити різноманітні метаболіти (переважно малі аміни та органічні кислоти) і може дати нові уявлення про метаболізм у стані здоров'я та хвороб. Недавні дослідження метаболоміки показали, що у людей із надмірною вагою часто підвищені концентрації ацилкарнітинів у плазмі [15,16,17] та амінокислот з розгалуженим ланцюгом [18, 19], і що у перегодованих собак може спостерігатися двофазна картина різних метаболітів плазми, тобто під час гострого набору ваги, а згодом і нормалізації при хронічній надмірній вазі [20]. Метод ЯМР має потенціал для виявлення метаболічних змін між худими та собаками з надмірною вагою, але широко не використовується для вивчення метаболітів плазми у собак із спонтанною надмірною вагою.
У кількох дослідженнях, що вивчали метаболоми плазми натще у собак, було показано, що метаболом натще змінюється залежно від індивідуальних варіацій та дієти [20,21,22], а собаки із надмірною вагою демонструють зміни в метаболітах, пов’язаних з метаболізмом ліпідів [23, 24]. У людини метаболом після їжі є менш мінливим, ніж натще і може генерувати більше інформації про важливі метаболічні зміни, які інакше було б важко виявити [25,26,27,28,29]. У собак із надмірною вагою ми раніше виявляли більш виражені метаболічні зміни в постпрандіальному режимі порівняно з сечею натще [30]. Отже, метаболоміка плазми у поєднанні із прийомом їжі може покращити розуміння собачого метаболізму та виявити незначні метаболічні зміни, пов’язані із зайвою вагою у собак. Наскільки нам відомо, метаболом плазмової маси худорлявих та спонтанно надмірної ваги, але здорових собак в іншому випадку під час випробування на їжу, раніше не публікувався. Отже, метою дослідження було дослідити постпрандіальні метаболіти плазми у здорових лабрадорів-ретриверів з надмірною та надмірною вагою за допомогою тесту на випробування їжі та виявити метаболічні зміни, пов’язані із спонтанною надмірною вагою.
Методи
Тварини
Загальний навчальний дизайн
Оцінка стану здоров’я та стану організму
Кожна собака проходила стандартне фізичне обстеження (оцінка загального стану, стану шкіри, ректальної температури, видимих слизових оболонок, прощупуваних лімфатичних вузлів, аускультації серця та легенів, пальпації живота та ходи). Собак зважували та фотографували. Були проведені планові гематологічні та біохімічні аналізи (аланінамінотрансфераза, лужна фосфатаза, жовчні кислоти натще, креатинін, сечовина, глюкоза, фруктозамін, загальний білок, альбумін, С-реактивний білок, загальний тироксин, тиреотропний гормон, натрій, калій та хлорид). на зразки крові натще. Сечу аналізували за допомогою стандартного хімічного тесту щупа та рефрактометрії. Деякі незначні проблеми зі здоров’ям (злегка скута хода та м’яка кульгавість, м’який періодонтит, відчутне навколосуглобове утворення остеофітів та фурункульоз шкіри) були виявлені у 11 собак. Жодна з цих собак не була виключена, оскільки життєві параметри, гематологія, біохімія сироватки крові та аналіз сечі знаходились у межах референтних діапазонів для здорових собак.
Тим же ветеринаром (JS) собакам був присвоєний показник клінічного стану тіла (BCS) за 9-бальною шкалою [32], а граничне значення для надмірної ваги (BCS ≥ 6) було застосовано до класифікувати собак як худих або із зайвою вагою. За даними BCS, худу групу (BCS 4–5) складали 12 собак (середнє значення ± SD, вік 5,3 ± 1,4 року, маса тіла 34,8 ± 2,5 кг), а групу із зайвою вагою (BCS 6–8) складали 16 собак ( вік 5,2 ± 1,6 року, маса тіла 39,5 ± 4,6 кг), де розрахункова худорлява маса тіла становила 36,2 ± 3,3 кг. Вага тіла суттєво різнилася між групами станів тіла (Р = 0,004), тоді як вік та ідеальна вага тіла не відрізнялися. Частота, з якою собакам вручали обрізки столів, ласощі або жування собак, не відрізнялася між групами станів тіла (Таблиця 1). Концентрацію лептину в сироватці крові використовували для перевірки клінічного групування стану організму [30].