Вплив кокаїну та голодування на споживання окремих макроелементів у щурів

Ніа Мітчелл

1 Департамент біології, Коледж мистецтв і наук, Університет штату Джорджія, Атланта, Джорджія, США

Аарон Г. Рожеберрі

1 Департамент біології, Коледж мистецтв і наук, Університет штату Джорджія, Атланта, Джорджія, США

2 Інститут неврології, Коледж мистецтв і наук, Університет штату Джорджія, Атланта, Джорджія, США

Пов’язані дані

Неопрацьовані дані, що підтверджують висновки цього рукопису, будуть надані автором, без зайвих застережень, будь-якому кваліфікованому досліднику за запитом.

Анотація

Ожиріння є значною проблемою, і, як вважають, збільшення споживання їжі лежить в основі більшої частини збільшення рівня ожиріння. Нещодавно було багато дискусій та дискусій щодо ролі окремих макроелементів, вуглеводів, жирів та білків у підвищенні рівня ожиріння та пов'язаних із цим супутніх захворювань, але загалом мало досліджень того, як різні способи лікування та подразники впливають годування впливає на споживання окремих макроелементів. У цих дослідженнях ми перевірили, чи два способи лікування, що призводять до зміненого годування, гостра ін’єкція кокаїну та гостра швидка, диференційовано впливають на споживання окремих макроелементів, використовуючи парадигму вибору з трьох дієт. Кокаїн сильно стримував прийом кожної окремої дієти (вуглеводів, жирів та білків), але не було відмінностей між його впливом на споживання кожної окремої дієти. Натомість гострий піст мало впливав на прийом будь-якої з дієт і різним чином не впливав на прийом трьох пробних дієт. Таким чином, ці дослідження демонструють, що кокаїн може ефективно пригнічувати прийом їжі, незалежно від вмісту макроелементів, і суттєво вдосконалювати наше розуміння нервової регуляції індивідуального споживання макроелементів.

Вступ

Ожиріння стало значною проблемою в США і зростає у всьому світі. Приблизно 70% дорослого населення можна вважати надмірною вагою або ожирінням (Flegal et al., 2010, 2016), вартість яких перевищує 2 млрд. Доларів на рік (Finkelstein et al., 2009; Cawley and Meyerhoefer, 2012). Хоча зміни в активності, ймовірно, сприяли збільшенню рівня ожиріння, вважається, що це зростання пов'язане головним чином із збільшенням споживання їжі. В даний час існує мало ефективних методів лікування, щоб зменшити споживання їжі. Таким чином, нам потрібно краще зрозуміти механізми, що контролюють годування, щоб можна було визначити нові підходи до боротьби з ожирінням.

Незважаючи на докази того, що окремі макроелементи можуть суттєво впливати на годування і можуть сприяти розвитку ожиріння, мало досліджено, як різні методи лікування, що змінюють годування, впливають на споживання окремих макроелементів. У цих дослідженнях ми перевірили, чи два способи лікування, які різко змінюють годування, короткочасне голодування або гостра ін’єкція кокаїну, різним чином змінюють споживання окремих макроелементів, використовуючи короткочасний (24 год) триразовий тест на вибір дієти.

Матеріали і методи

Реагенти

Стерильний бактеріостатичний фізіологічний розчин був від Patterson Veterinary Supply, Inc., (Стерлінг, штат Массачусетс, США). Кокаїн HCl був від Sigma. Усі інші реагенти надходили із звичайних комерційних джерел.

Тварини

Для цих експериментів використовували молодих дорослих самців щурів Sprague Dawley (Harlan Laboratories, Madison, WI, США). Щури важили між 220–250 г на момент прибуття (віком ∼7–8 тижнів) та віком testing16–19 тижнів після тестування. Щурів окремо утримували у клітинах з системою догляду за тваринами з полікарбонату у приміщенні з контролем температури та вологості в зворотному циклі 12:12 світло/темно з їжею та водою ad libitum, крім днів аклімації та тестування, коли щури мали доступ до індивідуальні дієти на вибір макроелементів. Усі протоколи та процедури були затверджені Інституційним комітетом з догляду та використання тварин при Державному університеті штату Джорджія та приведені у відповідність до Національної дослідницької ради Національного академічного керівництва з догляду та використання лабораторних тварин.

Тестові дієти та вимірювання споживання їжі

Щури мали вільний доступ до води та стандартної лабораторної чау (дієта для гризунів Purina # 5001, PMI Nutrition International; 3,36 ккал/г) у своїй домашній клітці, за винятком усіх днів аклімації та тестування. Для перевірки споживання кожного окремого макроелемента (вуглеводів, жирів або білків) були підготовлені три різні дієти (надалі - тестові дієти), що містять лише один макроелемент у поєднанні з необхідними вітамінами та мінералами. Склад дієт був адаптований від Smith et al. (1996) і наведені в таблиці 1. До початку експерименту щурів привчали до випробувальних дієт протягом 24 годин у кількох випробуваннях з інтервалом не менше 3 днів, доки споживання кожної дієти не було стабільним. Стабільне споживання було визначено як таблиця 2. Попередньо зважені кількості кожної дієти давали щурам у чашках Петрі, магнітно прикріплених до дна їхньої домашньої клітки, щоб обмежити розлив, і посуд зважували через певні проміжки часу, щоб визначити кількість з’їденого. Якщо харчова страва була розлита, її замінювали новою встановленою кількістю їжі в наступний момент часу, а дані за попередній період часу виключали. 24-годинне споживання чау періодично контролювали протягом експерименту та протягом 24-годинного періоду після випробування, забезпечуючи задану кількість їжі в звичайному бункері для їжі, яку потім зважували через 24 години.

ТАБЛИЦЯ 1

Склад пробних дієт.

ІнгредієнтВуглеводиЖирБілок
Кукурудзяний крохмаль58.1100
Цукрова пудра29.0600
Овочеве вкорочення075.120
Казеїн0087,17
DL-метіонін0,110,20,11
Вітамінна суміш AIN-76A0,771,490,77
Мінеральна суміш AIN-76A3.075.953.07
Хлорид холіну0,180,340,18
Целюлоза (альфацел)8,7216.918,72
Загальна калорійність3,53 ккал/г.6,85 ккал/г.3,53 ккал/г.