Primerjava hidrogeniranega zelenjave in prehransko popolne prehrane z visoko vsebnostjo maščob z omejenim pristopom do prenajedanja pri podganah (2007)

Minimalizem

1. Predstavitev

Prenašanje prehranjevanja pomeni izgubo nadzora nad sposobnostjo odpovedi obroka, ko je nasičen, in je glavni simptom motenega prehranjevanja. V skladu z Priročnikom za diagnostiko in statistiko-IV so za motnjo prehranjevanja pri ljudeh značilni "ponavljajoči se primeri prejedanja", vključno z (vendar ne omejeno na): zaužitje večje količine hrane v dveh urah, pomanjkanje nadzora nad vnosom hrane, hiter vnos in jedo, kadar nismo fizično lačni (1). Stres in dieta sta dva dejavnika, za katera je znano, da prispevata k tej vrsti neurejenega prehranjevanja pri ljudeh in živalih. Zlasti, ko so pod stresom, se živali z zgodovino omejevanja kalorij vključijo v "popivanje", kot je vedenje pri vnosu, če bodo predstavljene s prehrano z veliko maščobami (2, 3, 4). Vendar pa nedavno delo kaže, da lahko omejen dostop do izbirnega vira prehranske maščobe sam, ne glede na kalorično omejitev ali stres, povzroči napihnjenost / kompenzacijo vzorca hranjenja pri glodalcih (5, 6, 7). Ta način hranjenja je mogoče vzdrževati dlje časa in ni odvisen od predhodnih težav s pomanjkanjem hrane ali stresom. Prav tako je treba opozoriti, da je bil ta poseben vznemirjenje predstavljen šele po izpostavitvi dieti, sestavljeni izključno iz maščob, torej diete, ki je brez ogljikovih hidratov in beljakovin. V tem modelu živali, ki se vzdržujejo na ad libitum standardna prehrana z glodavci za glodavce in z občasnim (približno vsakih 3 dni) dostopom do hidrogeniziranega krajšanja zelenjave (Krisko) prikazovanje kalorij nad porabo glede na krmljene živali, krmljene z rejo, in živali, ki imajo vsakodnevni ali stalen dostop do krajšanja (5). Pomembno je, da je „napredovanje“ v tem primeru opredeljeno kot povečan vnos kalorij v skupini s prekinitvenim dostopom nad in čez kalorični vnos kontrolne skupine z dostopom do istega skrajšanja za isto obdobje.

Pomemben dejavnik, ki prispeva k razvoju tega vzorca krmljenja, je pogostost dostopa živali do izbirnega prehranskega vira. Zlasti živali, ki imajo vsakodnevno omejen dostop do krajšanja zelenjave, ne kažejo vzorca krčenja / kompenzacije; ta vzorec hranjenja se pojavi šele, ko imajo živali vmesni dostop do krajšanja (5, 8). Na ta način živali, ki imajo omejen dostop do krajšanja zelenjave, porabijo ne več kalorij kot živali, krmljene z rejo, temveč tudi več kot živali, ki dobijo vsakodnevni dostop do krajšanja zelenjave v omejenem obdobju hranjenja. Poleg tega bodo živali, ki imajo vmesni dostop do krajšanja zelenjave, premalo zaužile svojo običajno prehrano z zajtrkom, da bi nadomestile povečano kalorično obremenitev, pridobljeno v omejenem obdobju hranjenja. Ker se živali v tej paradigmi nenehno ukvarjajo s hiperfagijo, ki povzroči prenajedanje / kompenzacijo vedenjskega vzorca hranjenja, je bilo predlagano, da je to zadosten model za preučevanje prehranjevanja s popivanjem.

Čeprav je jasno, da ta vrsta krmljenja povzroča vedenjski vzorec, podoben tistemu, ki ga poročajo pri motnjah prehranjevanja pri ljudeh, ni jasno, ali prehranska popolna hrana z veliko maščob zadostuje za to vedenje ali če spreminjata pogostnost in trajanje izpostavljenosti neobvezna. vir maščobe bo povzročil razlike v vzorcu popivanja / kompenziranju. Prejšnje študije so opisale model krčenja / kompenzacije krmljenja samo takrat, ko so živali dobile občasni dostop do neobveznega vira maščobe, sestavljenega izključno iz maščobe (Krisko), vendar niso raziskali prehransko popolnih virov prehranske maščobe in njihove sposobnosti, da spodbudijo to vedenje (5, 7). Ker se ljudje redko kdaj napijejo čiste maščobe, je pomembno ugotoviti, ali lahko prehransko popolna prehrana, ki vsebuje veliko maščob, sproži ta način hranjenja brez omejitev stresa ali kaloričnih omejitev. Poleg tega je nekaj raziskav preučilo vpliv tega režima krmljenja na telesno težo, sestavo telesa in endokrini profil živali po dolgotrajni izpostavljenosti temu režimu krmljenja (4). Zato je bil dodaten cilj te študije opisati tako časovni vzorec hranjenja kot tudi presnovne posledice po izpostavljenosti temu modelnemu sistemu. Zlasti ni jasno, ali bodo živali prikazovale tovrstno hranjenje, če bodo imele omejen dostop do alternativne prehransko popolne prehrane z veliko maščobami. Ker je večina zahodnih diet poleg maščob bogata z makronutrienti, je pomembno ugotoviti, ali je omejen dostop do mešane prehrane z veliko maščobami dovolj za oblikovanje tega vzorca prehranjevanja. Poleg tega v prejšnjih poročilih, ki uporabljajo ta protokol z omejenim dostopom do poročila o krajšanju zelenjave, ni bistvenih razlik v telesni teži glede na krmljene živali, krmljene z rejo (9), ki bi lahko deloma posledica sestave uporabljene prehranske maščobe. Poleg tega, čeprav ta protokol z omejenim dostopom ne povzroča razlik v skupni telesni teži, ni jasno, ali lahko ta režim spremeni telesno sestavo ali signale adipoznosti, ki so kritični za centralno kontrolo homeostatskega hranjenja, ali kako pogostost in trajanje izpostavljenosti temu režimu lahko vplivajo na vzorec kompenzacije, ki spremlja povečano kalorično obremenitev. Drugi cilj te študije je bil torej oceniti vzorec krčenja / nadomestiti način krmljenja s podaljšanjem trajanja režima hranjenja z omejenim dostopom za skupno 60 dni in spremeniti pogostost izpostavljenosti živali protokolu z omejenim dostopom. kot preizkušanje nadomestnega vira prehranske maščobe, ki se uporablja za izdelavo tega vedenjskega vzorca hranjenja. Ker je znano, da sta telesna sestava in obtočni plazemski hormoni pomembna predispozicijska dejavnika presnovnega sindroma, je bil drugi cilj te študije ugotoviti, ali vedenje / kompenzacija spreminja sestavo telesa ali raven leptina v plazmi. Tu preizkušamo hipotezo, da bo prehrana, ki vsebuje veliko maščob, a tudi polna beljakovin in ogljikovih hidratov, zadostna za nastanek napitka / kompenzacijo vzorca hranjenja, hkrati pa spreminja telesno težo živali in telesno sestavo. Poleg tega napovedujemo, da bodo živali, ki imajo omejen dostop do prehrane z veliko maščobami, poleg prikazovanja napitkov / kompenzacijskega vzorca hranjenja poleg povečane telesne teže in telesne teže povečale tudi telesno prizadetost in telesno težo.

2. Metode

3. Rezultati

3.1 Vnos hrane

Omejen dostop do diete Crisco ali HFD je povzročil prenajedanje / kompenzacijo vzorca prehranjevanja glede na kontrolne živali. Ta vzorec se je razvil v obeh skupinah (Cris3D in HFD3D) v prvem tednu po protokolu z omejenim dostopom in vztrajal do dva meseca po začetku študije. V obeh skupinah Cris3D in HFD3D se je ta vzorec začel že 3. dan pri živalih, ki so prejemale Crisco (Cris3D v primerjavi s CNTRL, p <0.05), in 6. dan pri živalih, ki so prejemale HFD (HFD3D v primerjavi s CNTRL, p <0.05) in vztrajal pri dan 61 (Slika 1). V kontrolni skupini in vsakodnevnih dostopnih skupinah (CrisED ali HFDED) ni bilo nobenih razlik v vnosu energije kadar koli testirane točke. Povprečni kcals, ki ga vsak dan zaužijejo Crisco ali HFD, se ni razlikoval med skupinami, ki so vsak dan prejemale testno dieto (CrisED, HFDED), ali tistimi, ki so dieto prejemale vsak tretji dan (Cris3D, HFD3D). Poleg tega se kumulativni kicili, porabljeni v dnevnem režimu krmljenja 60, niso razlikovali med skupinami (Slika 2).

 

Slika 1

Povprečni vnos kalorij v 60 dneh pri živalih, ki imajo dnevni ali občasni dostop do A) Crisco ali B) z visoko vsebnostjo maščob, p <0.05.

 

Slika 2

Kumulativni vnos kalorij iz kontrolnih skupin, pa tudi iz skupine HFD ali Crisco med zadnjim režimom hranjenja pri živalih, ki so deležne vsakodnevnega in občasnega dostopa do Crisco, prehrane z veliko maščob ali črevesja.

Skupine, ki so vsak tretji dan prejemale bodisi Crisco bodisi HFD, so nadomestile svoj visoko kalorični vnos s tem, da so zaužile kcal iz chowja takoj po vsaki seji piva v primerjavi s kontrolnimi živalmi. Ta vpliv je bil očiten že v prvem tednu študije, prikazane v Slika 1. Slika 3 predstavlja skupno količino kilokalorij, porabljenih med dvournim omejenim hranjenjem, pridobljenim samo s preskusno prehrano (HFD ali Crisco) na zadnji seji dvomesečnega krmljenja. ANOVA je razkrila glavni učinek skupine (F (1, 37) = 17.86, p <.05). Zlasti pri živalih, ki so dnevno prejemale dvourni dostop do Crisca ali HFD, pa tudi občasni dostop, so med dvournim režimom hranjenja v primerjavi s kontrolnimi živalmi pokazali povečan vnos kalorij (vsi p <05, LSD post-hoc testi). Poleg tega so živali, ki so bile dnevno izpostavljene zdravilu Crisco (CrisED), v dvournem obdobju hranjenja zaužile bistveno več kalorij v primerjavi z živalmi, ki so zdravilo Crisco prejemale vsak tretji dan (p <0.05). Čeprav se je zdelo, da so živali, ki so prejemale omejen dostop do HFD vsak tretji dan (HFD3D), v času dvournega omejenega režima hranjenja zaužile več kilokalorij v primerjavi z dnevnimi primerjavami (HFDED), ta učinek ni bil statistično pomemben.

 

Slika 3

Povprečni vnos kalorij med dvournim omejenim obdobjem hranjenja na dan 60 pri živalih, ki prejemajo vsakodnevni in občasni dostop do zdravila Crisco ali prehrane z veliko maščobami. "^* ”= P <0.05 glede na živali Crisco ED. "#" = Str ...

3.2 telesna teža

Slika 4 prikazuje skupno telesno maso za vsako skupino, izmerjeno na koncu študije. Po dnevih 60 protokola z omejenim dostopom ni bilo razlik v telesni teži med petimi skupinami, uporabljenimi v raziskavi.

 

Slika 4

Povprečna telesna teža iz vseh skupin po 61 dneh režima hranjenja z omejenim dostopom, p <0.05 glede na kontrolne živali.

Analiza sestave telesa 3.3

Slika 5 prikazuje odstotek telesne maščobe iz vseh štirih skupin, izmerjen z NMR ob zaključku študije. Glavni učinek skupine (F (1, 37) = 6.83, p <0.01) je bil glede na telesno sestavo. Natančneje, obe skupini, ki sta prejeli ad lib dostop do Crisco (CrisED) ali diete z visoko vsebnostjo maščob (HFDED) je imel vsak dan večji odstotek telesne maščobe glede na kontrolne živali ob zaključku študije (CrisED proti CNTRL, p <0.05; HFDED proti CNTRL, p <0.05 ). Poleg tega je HFD3D prikazal večji odstotek telesne maščobe glede na kontrolne živali (p <0.05). Skupina, ki je prejemala omejen dostop do zdravila Crisco, se ni razlikovala od kontrol glede na odstotek celotne telesne maščobe, izmerjene z NMR.

 

Slika 5

% Maščobnega tkiva iz vseh skupin po 60 dneh režima hranjenja z omejenim dostopom, "*" = p <0.05 glede na kontrolne živali.

3.4 plazemski leptin

Slika 6 prikazuje ravni leptina v plazmi v vsaki skupini živali, pridobljene ob zaključku poskusa. ANOVA je dala glavni učinek skupine (F (1, 16) = 4.47, p <0.01). Samo živali, ki so vsak dan prejemale omejen dostop do zdravila Crisco, so imele povišane koncentracije leptina v plazmi v primerjavi s kontrolnimi živalmi (p <0.05).

 

Slika 6

Povprečne koncentracije leptina v plazmi iz vseh skupin 24 ur po zadnjem dnevu 8-tedenskega režima hranjenja z omejenim dostopom, p <0.05.

4. Diskusija

Iz trenutne študije je treba poročati o treh pomembnih ugotovitvah. Prva je ta, da lahko prenajedanje / kompenziramo način vedenja pri krmljenju z omejenim dostopom do prehransko popolne prehrane z veliko maščobami in s krajšanjem zelenjave. Čeprav je krajšanje zelenjave vsebovalo bistveno več energije kot prehrana z veliko maščobami, sta obe dieti vodili do podobnega vedenja popivanja v primerjavi s krmnimi živalmi, ki so jih hranili. To je pomembno zaradi dejstva, da zahodne diete, ki jih zaužijemo med človeškim popivanjem, poleg maščobe vsebujejo tudi mešane hranilne snovi, kar kaže na to, da diete z visoko energijo niso potrebne, da bi vzbudili vedenje popivanja. Tako lahko režim prehrane z veliko maščob, ki se uporablja tukaj, predstavlja bolj klinično pomemben model za preučevanje prehranjevanja s človekom. Druga pomembna ugotovitev te študije je, da sprememba frekvence protokola z omejenim dostopom povzroči spremembe časovnega vzorca pojava napredovanja / kompenzacije. Zlasti so bile živali v naši raziskavi videti premajhne, ​​ker so dan pojenjale, namesto da bi pričakovale prihodnost. Tretja pomembna ugotovitev te študije je, da je podaljšanje časa omejenih režimov hranjenja, ki se tukaj uporabljajo, povzročilo pomembne spremembe telesne sestave in kroženje signalov adiposity, ne da bi spremenili skupno telesno težo. Ker vsebnost maščobe neposredno korelira s koncentracijo leptina v obtoku, spremembe, ki jih tukaj navajamo, predstavljajo pomemben nabor presnovnih posledic za posameznike, ki se ukvarjajo s prehranjevanjem "popivanja". Tako je mogoče, da bi opisani model lahko uporabili za preučitev disociacij telesne teže zaradi endokrinih motenj in telesne sestave.

Upoštevati je treba, da čeprav ti rezultati v veliki meri reproducirajo tiste, o katerih so poročali prej z uporabo režimov hranjenja z omejenim dostopom, se je ta študija razlikovala na več načinov v primerjavi s protokolom z omejenim dostopom, ki sta ga razvila in predhodno poročala Corwin in sodelavci (5,6,7). Najprej so bile uporabljene moške podgane Long-Evans, namesto seva Sprague-Dawley, in dostopno obdobje 2 je bilo dodeljeno sredi svetlobnega cikla, ne pa dve uri pred izklopom luči. Pri uporabi našega ure dostopa v času 2 bi raziskovalec vstopil v sobo, da bi med mirovanjem zagotovil testno prehrano, ki je sprožila majhne krme. To lahko povzroči povečano variabilnost ED in kontrolnih skupin v primerjavi s predhodno prijavljenimi podatki. Časovna točka, uporabljena v tej raziskavi, je bila izbrana za bolj posnemanje obdobja napitka, ki bi nastopilo zunaj običajne seje, ko se podgane običajno prehranjujejo med temnim ciklom. Trenutna študija je bila podaljšana tudi za dneve 30 dlje, da bi lahko nadalje pregledali telesno maso in spremembe sestave.

Kot že omenjeno, je omejen dostop 2 ur do Crisco in HFD povzročil model kompenzacije binge v skupinah Cris3D in HFD3D, ne pa tudi CrisED ali HFDED. Ta vzorec se je pojavil v prvem tednu in postal bolj izrazit v celotnem obdobju eksperimenta, kar je podobno kot prej prijavljeno delo z uporabo protokola z omejenim dostopom (8, 9). Izpostavljenost okusni hrani ali stresu lahko pri glodalcih povzroči vedenje zaužitja zaradi prekomerne kalorične omejitve, kadar so izpostavljeni prehransko popolni prehrani z veliko maščobami, podobni tisti, uporabljeni v tej študiji (2, 3, 4). Vendar pa je v tej študiji samostojen dostop do prehransko popolne prehrane z veliko maščobami zadostoval za hranjenje s popivanjem pri živalih, ki nikoli niso bile kalorično omejene ali podvržene stresu. Čeprav sta stres in dieta dva znana napovedovalca zaužite hrane z veliko maščob, ti podatki kažejo, da ni treba izzivati ​​neurejenega prehranjevanja. Ena izmed posledic tega je, da bi lahko bili pogostost hranjenja in izpostavljenost enako močni dejavniki za vedenje pri zaužitju. Poleg tega je jasno, da lahko živali, ki so deležne vsakodnevnega dostopa do Criscoja ali HFD-ja, ki se močno razlikujejo po energijski vsebnosti, sposobne vzdrževati stabilen vnos kalorij z omejevanjem kalorij, ki jih dobijo črevesje. Eden od načinov za dosego tega je obrobni ali centralni sistem zaznavanja kalorij, ki spremlja skupno količino kalorij, ki jih zaužijemo v določeni epizodi hranjenja. Tako lahko sposobnost obeh skupin, da zaužijeta enako količino kalorij iz dveh diet z različno vsebnostjo kalorij, uravnava s takšnim sistemom, ki lahko zaznava zaužite kalorije v realnem času in nato ustrezno prilagodi prihodnji vnos z uravnavanjem obrobnih mehanizmov. Čeprav vloga tovrstne regulacije med obnašanjem zaradi prenajedanja še ni opisana, je možno, da bi bila uporabljena paradigma hranjenja uporabna pri razjasnjevanju takšnih mehanizmov, ki bi poleg skupne kalorične količine zaznali celotno kalorično obremenitev.

Vendar pa v tej študiji prekinitveni dostop do zdravila Crisco ali diete z veliko maščob ni povzročil nadomestila količine zaužitih črevesja pred vsakim popivanjem; pravzaprav je odškodnina nastala šele takoj po seji popivanja v obeh testiranih skupinah. Obe skupini, ki sta prejemali testno dieto vsak tretji dan, sta pojedli dan takoj po izpostavljenosti testni dieti, in skupina, ki je bila izpostavljena dieti z veliko maščobami, je bila v režimu hranjenja šestdesetih dni pogosteje zaužita, kot skupina, ki je dobivala krajšanje zelenjave. Mogoče je, da bi to razliko v prehranjevanju, opaženo med obema tridnevnima skupinama po določenem pivu, lahko razložili s pomanjkanjem mikrohranil. Na ta način je bilo živali, ki se prehranjujejo na prehransko popolni testni dieti, bolj nasičeno, medtem ko so živali, ki prejemajo testno dieto, sestavljene izključno iz maščob (pomanjkanje beljakovin in ogljikovih hidratov, Tabela 1.) niso bile posledica neravnovesja mikrohranil, ki so ga doživeli na dan prepiranja. Kljub temu je poudarjeno, da tako prehransko popolna prehrana kot tudi samo maščoba prinašata fenotip popivanja, ki ga spremlja tudi podcenjevanje, vendar ne v pripravi na prihodnjo epizodo popivanja, in to lahko dosežemo s spreminjanjem pogostosti prehranska izpostavljenost.

 

Tabela 1

Prehranska sestava diete z visoko vsebnostjo maščob in masla Krisko.

Nenadzorovano prehranjevanje, ko so zapolnjene rezerve energije, je odločilni sestavni del vedenja pri prenajedanju (DSM-IV) in ga lahko začnemo z izpostavljenostjo akutnim okoljskim znakom, ki napovedujejo izpostavljenost 'prepovedanemu' viru hrane (9). Vendar pa naši podatki kažejo, da živali, ki prejemajo predvidljiv, občasni dostop do Crisca ali HFD, premalo uživajo kalorije v dneh brez dostopa (dnevi, v katerih ni dostopa do testne diete), kot reakcija na povečano kalorično obremenitev in ne kot napovedovalec to. Ta učinek je bil prisoten v obeh skupinah, ki so prejemale testno dieto z veliko maščobami (Crisco ali HFD), in podpira stališče, da je mogoče nadomestilo v pričakovanju izbirnega vira hrane pripisati pogostnosti izpostavljenosti testni dieti, ne pa odrazu sposobnost živali, da napovedujejo posebno "napredovanje" (8,9).

Ta študija je bila zasnovana tudi za preučitev sprememb hranjenja in celostnih sprememb telesne sestave kot posledica dolgotrajne izpostavljenosti omejenemu protokolu dostopa bodisi krisko ali diete z veliko maščobami. Kot smo že omenili, ni bilo razlik v absolutni telesni teži med skupinami; vendar je podaljšanje režima hranjenja z omejenim dostopom na dneve 60 povzročilo razlike v telesni sestavi. Zlasti je prišlo do povečanja celotne sestave maščob, kar je bilo skladno z obema skupinama ED. Poleg tega je skupina, ki je prejela občasni dostop do diete z veliko maščob, tudi ob zaključku študije pokazala splošno povečanje vsebnosti maščob. Ta učinek je bil odsoten v skupini, ki je prejemala prekinitveni dostop do zdravila Crisco, in jo je mogoče pripisati dodatnim makronutrientom, ki jih vsebuje prehrana z veliko maščobami. Čeprav sta obe skupini, ki sta prejemali režim hranjenja z obrokom HFD, povečali telesno prizadetost skupaj s skupino Crisco z dnevnim dostopom, je le dnevni dostop do zdravila Crisco povzročil zvišan plaptinski leptin. Vzorci plazme so bili odvzeni dan po zadnji seji pihanja, čas, v katerem so bile skupine HFD v prehrani v primerjavi s kontrolnimi živalmi. Predhodne preiskave tako glodalcev kot ljudi so poročale o zmanjšanju leptina v plazmi na tešče (10, 11, 12). Tako je mogoče, da je znižani leptin v plazmi v skupinah s HFD posledica začasne kalorične omejitve ali da je bila časovna točka, ki je bila tukaj izbrana za pregled plazemskega leptina v teh skupinah, prezgodaj, da bi zaznali spremembo s tem režimom hranjenja z omejenim dostopom.

Če povzamemo, ti podatki kažejo, da lahko prehransko popolna prehrana z visoko vsebnostjo maščob povzroči požirek / nadomestilo vzorca hranjenja. Skupaj ti podatki podpirajo idejo, da se regulativni centri, ki nadzorujejo vnos hrane in telesno sestavo, lahko ločijo v modelu prekucanja / kompenzacije. Ta disociacija pomeni posledice motenega prehranjevanja pri drugih patologijah, kot je metabolični sindrom, in je skladna s kliničnimi podatki, ki poročajo, da lahko vedenje prehranjevanja pred začetkom povečanja telesne teže pri mladih ljudeh (18). Ker prejšnja poročila kažejo na neposredno povezavo med debelostjo, metaboličnim sindromom in visceralno maščobo, (14, 15, 16) ta model lahko daje možnost preučevanja endokrinih sprememb izolirano od skupnega povečanja telesne mase. Poleg tega zato, ker ljudje pogosto dolgo časa doživljamo vzorce prehranjevanja z „popivanjem“ (17) tukaj uporabljeni protokol se lahko uporablja za boljše posnemanje prehranjevanja pri človeku. Pregled sprememb v izražanju nevropeptidov, ki uravnavajo začetek in prenehanje obroka, poleg učinkov dolgotrajnega vedenja tipa na splošne procese motivacije in nagrajevanja je potreben za boljše razumevanje posledic motenega prehranjevanja in morda razjasni morebitne mehanizme ki pomaga pri zdravljenju te motnje.

Opombe

Reference