Вплив дієти в їдальні та щоденних фізичних тренувань на метаболом сироватки щурів

Афілійований департамент Bioquímica i Biotecnologia, Науково-дослідна група з нутрігеноміки, Університет Ровіра і Вірджилі, Таррагона, Іспанія

Партнерський технологічний підрозділ з питань харчування та здоров'я, EURECAT-Технологічний центр Каталонії, Реус, Іспанія

Афілійований Інститут нейросистеми, Департамент психіатрії та медицини, Юридичний університет Барселони, Барселона, Іспанія

Відділ біохіміки та біотехнології, Науково-дослідна група з нутрігеноміки, Університет Ровіра і Вірджилі, Таррагона, Іспанія, Технологічний підрозділ з питань харчування та охорони здоров'я, EURECAT-Технологічний центр Каталонії, Реус, Іспанія

Сусана Суарес-Гарсія,
Хосеп М. дель Бас,
Антоні Каймарі,
Роза М. Ескоріуела,
Ллуїс Арола,
Мануель Суарес

Цифри

Анотація

Цитування: Suárez-García S, del Bas JM, Caimari A, Escorihuela RM, Arola L, Suárez M (2017) Вплив дієти в їдальні та щоденних фізичних тренувань на метаболом сироватки щурів. PLoS ONE 12 (2): e0171970. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171970

Редактор: Гільєрмо Лопес Луч, Університет Пабло де Олавіде, ІСПАНІЯ

Отримано: 22 вересня 2016 р .; Прийнято: 27 січня 2017 р .; Опубліковано: 13 лютого 2017 року

Наявність даних: Усі відповідні дані знаходяться в газеті та в допоміжних файлах.

Фінансування: Підтримку надали Міністерство економіки та конкурентоспроможності Іспанії PSI 2011-29807-C02/PSIC Роза Марія Ескоріуела, а Міністерство економіки та конкурентоспроможності Іспанії AGL2013-40707-R Люліс Арола.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Метаболічний синдром (MetS) - це комбінація метаболічних порушень, включаючи інсулінорезистентність, дисліпідемію, ожиріння та гіпертонію, яка набуває дедалі більшого поширення у нашому суспільстві через малорухливий спосіб життя та режим харчування [1–3]. Враховуючи, що цей розлад може спричинити серцево-судинні захворювання [4] та діабет ІІ типу [5], докладаються великі зусилля для запобігання його розвитку. Було показано, що фізична активність надає сприятливі ефекти, включаючи втрату ваги, зміну відсотка жиру в організмі та покращення артеріального тиску, ліпопротеїнового профілю, рівня холестерину та чутливості до інсуліну [6–8]. Зокрема у підлітків, заміна сидячих звичок, таких як багатогодинний перегляд телевізора, підвищеною фізичною активністю є основною стратегією профілактики та лікування ожиріння [9].

Деякі дослідники намагалися визначити характерні метаболітні профілі, пов'язані з ожирінням у дорослих [14] та молоді [15]. Всі ці дослідження вказують на важливість відкриття біомаркерів для ранньої діагностики, лікування та оцінки захворювань, пов'язаних із способом життя. Недавні дослідження застосовували комплексну метаболоміку для виявлення збурень метаболітів у щурів, що годувались CAF [12,16], та у дресированих гризунів [17,18]; однак спільний вплив CAF та щоденних фізичних навантажень на циркулюючий метаболом ще не досліджений.

Завданнями цього дослідження були (1) виявити нові метаболіти, що циркулюють під впливом хронічного прийому CAF у щурів, (2) з’ясувати подальші зміни в метаболомі, які можуть допомогти нам зрозуміти механізми, завдяки яким періодичні тренування надають свої корисні (або згубні) ефекти у молодих тварин (3) вивчити, чи існують відмінності між ефектами вправ низької та високої інтенсивності, та (4) перевірити, чи відрізняються ці біохімічні процеси між тваринами з або без MetS.

Наша мета була досягнута за допомогою рідинної хроматографії, поєднаної з мас-спектрометрією (LC-MS/MS), потужною технікою, дуже придатною для досліджень метаболоміки, що дозволяє ідентифікувати молекулярні зміни серед експериментальних груп. Використання порівняльної нецільової метаболоміки дозволяє ідентифікувати потенційні біомаркери та характерні метаболічні ознаки, які можуть передбачати стан здоров'я тварин.

Матеріал і методи

Хімікати

Ацетонітрил (Merck, Дармштадт, Німеччина), крижана оцтова кислота (Panreac, Барселона, Іспанія), метанол та мурашина кислота (Scharlab S.L., Барселона, Іспанія) мали високоефективну рідинну хроматографію (ВЕРХ) аналітичного класу. Надчисту воду отримували за допомогою системи Milli-Q преимущества A10 (Мадрид, Іспанія). Для мас-спектрометрії парацетамол та пірокатехол (Fluka/Sigma-Aldrich, Мадрид, Іспанія) використовувались як внутрішні стандарти в режимі позитивної (+ ESI) та негативної (-ESI) електророзпилювальної іонізації відповідно. Обидва розчиняли в метанолі при 1 мг/мл і зберігали при -20 ° C.

Тварини, дієти та тренувальні заняття

Самки щурів Спрег-Доулі масою 62 ± 2 г відлучали у віці 21–23-денного віку та утримували по 2 особи в клітці при 22 ° C з періодом світла/темряви 12 годин. Жіночих тварин відбирали, оскільки вони переносять вищу інтенсивність примусових вправ у порівнянні з самцями та активніше беруть участь у добровільному бігу на колесі [19,20]. Тварин випадковим чином розподіляли на 6 груп (n = 9–12) відповідно до дієти (ST або CAF) та інтенсивності втручання на біговій доріжці, отриманого протягом 8 тижнів: контроль-ST (CON-ST), бігова доріжка - низька інтенсивність- ST (TML-ST), бігова доріжка високої інтенсивності ST (TMH-ST), control-CAF (CON-CAF), бігова доріжка низької інтенсивності CAF (TML-CAF) або бігова доріжка високої інтенсивності CAF (TMH-CAF ).

CAF включав такі компоненти (кількість на щура/день): ST (6–10 г), бекон (8–12 г), печиво з паштетом (12–15 г) або вершковий сир (10–12 г), солодкий рулет (8–10 г), морква (6–9 г) та молоко з цукром (220 г/л; 50 мл). ST мав розподіл калорій на 24% білка, 18% жиру та 58% вуглеводів, тоді як CAF мав 10% білка, 41% жиру та 49% вуглеводів [21]. Протягом усього експерименту тварини споживали водопровідну воду та дієту, і CAF поновлювали щодня.