Порівняння гідрованого овочевого укорочення та поживно повноцінної дієти з високим вмістом жирів з обмеженою поведінкою припинення у щурів (2007)

абстрактний

1. Введення

Поводження з прийомом їжі представляє втрату контролю над здатністю припиняти прийом їжі, коли насичується, і є основним симптомом невпорядкованого прийому їжі. Відповідно до Посібника з діагностики та статистики-IV, розлад споживання їжі у людини характеризується "періодичними епізодами запою", включаючи, але не обмежуючись цим: з'їдання великої кількості їжі протягом двох годин, відсутність контролю над прийомом їжі, поспішний прийом їжі , і їсти, коли фізично не голодний (1). Стрес і дієта - це два фактори, які, як відомо, сприяють невпорядкованому харчуванню людей і тварин. Зокрема, коли підкреслюється, тварини з обмеженим вмістом калорій можуть брати участь у «запої», наприклад, при споживанні їжі з високим вмістом жиру (2, 3, 4). Однак, нещодавня робота передбачає, що обмежений доступ до необов'язкового джерела дієтичного жиру, незалежно від обмеження калорій або стресу, може призвести до запою / компенсації схеми годування гризунів (5, 6, 7). Ця схема годування може зберігатися протягом тривалого періоду часу і не залежить від попередніх причин позбавлення їжі або стресу. Слід також зазначити, що ця конкретна форма запою була виведена лише після впливу дієти, що складається виключно з жиру, тобто дієти, позбавленої вуглеводів та білків. У цій моделі тварини, що утримуються на о ad libitum стандартна дієта для чау-гризунів і надається переривчастий (приблизно кожні 3 дні) доступ до скорочення гідрогенізованих овочів (Кріско) відображати калорійність над споживанням порівняно з годуваними контрольними тваринами та тваринами, які отримують щоденний або постійний доступ до скорочення (5). Важливо, що в цьому випадку "запой" визначається як підвищене споживання калорій групи переривчастих доступів вище і за межею споживання калорій контрольної групи з доступом до одного і того ж скорочення протягом тієї ж кількості часу.

Важливим фактором, що сприяє розвитку цієї схеми годування, є частота, в якій тварини мають доступ до необов'язкового дієтичного джерела. Зокрема, тварини, що мають обмежений доступ до скорочення овочів, не демонструють схему вигодовування / компенсації годування; ця схема годування виникає лише тоді, коли тваринам надається переривчастий доступ до скорочення (5, 8). Таким чином тварини, яким надається обмежений доступ до вкорочення овочів, не лише споживають більше калорій, ніж контрольні тварини, яких годують чаулом, але й більше, ніж тварини, які отримують щоденний доступ до скорочення овочів протягом обмеженого періоду годівлі. Крім того, тварини, яким надається переривчастий доступ до вкорочення овочів, недоотримають свою стандартну дієту з чау, щоб компенсувати збільшене калорійне навантаження, отримане протягом обмеженого періоду годування. Оскільки тварини в цій парадигмі постійно беруть участь у приступах гіперфагії, які призводять до запою / компенсації поведінкової схеми годування, було висунуто припущення, що це достатня модель для вивчення харчової поведінки.

Хоча зрозуміло, що такий тип годування призводить до поведінкової схеми, подібної до тієї, що повідомляється при порушенні харчового харчування людини, незрозуміло, чи достатньо харчових продуктів з високим вмістом жиру, щоб викликати цю поведінку або змінити частоту та тривалість впливу на необов'язковий джерело жиру призведе до відмінностей у режимі випивки / компенсації годування. Попередні дослідження описували модель вигонки / компенсації годування лише тоді, коли тваринам був наданий переривчастий доступ до необов'язкового джерела жиру, що складається виключно з жиру (Кріско), але не досліджували поживні джерела дієтичного жиру та їх здатність спонукати до такої поведінки (5, 7). Оскільки люди рідко, якщо коли-небудь птаються від чистого жиру, важливо визначити, чи може повноцінно дієтична дієта, яка містить велику кількість жирів, також здатна спричинити цей режим годування без обмежень стресу чи обмеження калорій. Крім того, кілька досліджень досліджували вплив цього режиму годування на масу тіла, склад тіла та ендокринний профіль тварин після тривалого впливу цього режиму годування (4). Тому додатковою метою цього дослідження було описати як часову схему годування, так і метаболічні наслідки після впливу цієї модельної системи. Зокрема, не ясно, чи будуть тварини проявляти такий тип годування при обмеженому доступі до альтернативної харчової дієти з високим вмістом жиру. Оскільки більшість західних дієт, крім жиру, багаті макроелементами, важливо визначити, чи достатньо обмеженого доступу до дієти зі змішаним поживним вмістом з високим вмістом жирів, щоб виробити цю схему поведінки годування. Крім того, попередні звіти, що використовують цей протокол обмеженого доступу до звіту про скорочення овочів, не мають суттєвих відмінностей у вазі тіла щодо контрольних тварин, яких годували череною (9), що частково може бути обумовлено складом використовуваних дієтичних жирів. Більше того, хоча цей обмежений протокол доступу не призводить до відмінностей у загальній масі тіла, незрозуміло, чи може цей режим змінювати склад тіла або сигнали ожиріння, що є критичними для центрального контролю гомеостатичного годування, або як частота та тривалість впливу цього режиму можуть впливають на схему компенсації, яка супроводжує збільшене калорійне навантаження. Таким чином, ще однією метою поточного дослідження було оцінити схему вигонки / компенсації годування шляхом продовження тривалості режиму годування з обмеженим доступом на загальну кількість днів 60, змінивши частоту, коли тварини потрапляли до протоколу обмеженого доступу, а також як тестування альтернативного джерела дієтичного жиру, використовуваного для виробництва такої поведінкової схеми годування. Оскільки, як відомо, як склад тіла, так і циркулюючі плазмові гормони є важливими факторами, що зумовлюють метаболічний синдром, іншою метою цього дослідження було визначити, чи змінюється запої / компенсація поведінки тіла або рівня лептину в плазмі. Тут ми перевіряємо гіпотезу, що дієта з високим вмістом жиру, але також рясна білками та вуглеводами, буде достатньою для створення випивки / компенсації схеми годування, одночасно змінюючи масу тіла та склад тіла. Крім того, ми прогнозуємо, що тварини, яким надається обмежений доступ до дієти з високим вмістом жиру, матимуть підвищену ожиріння та масу тіла на додаток до показу випивки / компенсації схеми годування.

2. Методи

3. Результати

3.1 Споживання їжі

Обмежений доступ до дієти Crisco або HFD призвів до запою / компенсації їжі щодо контрольних тварин. Ця закономірність розвивалася в обох групах (Cris3D та HFD3D) протягом першого тижня дії протоколу обмеженого доступу і зберігалася протягом двох місяців після початку дослідження. В обох групах Cris3D та HFD3D ця картина розпочалася вже на 3 день у тварин, які отримували Crisco (Cris3D проти CNTRL, р <0.05), та на 6 день у тварин, які отримували HFD (HFD3D проти CNTRL, p <0.05), і зберігалася до день 61 (малюнок 1). Не було різниці у споживанні енергії між контрольною та щоденною групами доступу (CrisED або HFDED) у будь-який момент перевірених моментів. Середні ккали, що вживаються щодня від Crisco або HFD, не відрізнялися між групами, які щодня отримували тестову дієту (CrisED, HFDED), або тими, які отримували дієту кожен третій день (Cris3D, HFD3D). Крім того, кумулятивні ккали, спожиті протягом режиму годування протягом дня 60, не відрізнялися між групами (малюнок 2).

 

малюнок 1

Середнє споживання калорій протягом 60 днів у тварин, які отримують щоденний або періодичний доступ до A) Crisco або B) дієти з високим вмістом жиру, p <0.05.

 

малюнок 2

Сукупне споживання калорій від контролю, а також групи HFD або Crisco під час останнього режиму годування у тварин, які отримують щоденний і неперервний доступ до криско, дієти з високим вмістом жиру або чау.

Групи, які отримували або Кріско, або HFD кожен третій день, компенсували своє високе споживання калорій, споживаючи ккал від чау відразу після кожного запою порівняно з контрольними тваринами. Цей вплив було очевидним протягом першого тижня дослідження, показаного в малюнок 1. малюнок 3 являє собою загальну кількість кілокалорій, спожитих протягом двогодинного обмеженого годування, отриманого лише під час тестової дієти (HFD або Crisco) під час останнього сеансу запою протягом двомісячного режиму годування. ANOVA виявив основний ефект групи (F (1, 37) = 17.86, p <.05). Зокрема, тварини, які отримували щоденний двогодинний доступ до Crisco або HFD, а також переривчастий доступ, виявляли підвищений калорійний прийом протягом двогодинного режиму годування щодо контрольних тварин (усі р <05, LSD пост-hoc тести). Крім того, тварини, що отримували щоденний вплив Crisco (CrisED), споживали значно більше калорій протягом двогодинного періоду годування, порівняно з тваринами, які отримували Crisco кожні третій день (p <0.05). Хоча тварини, які отримували обмежений доступ до HFD кожен третій день (HFD3D), здавалося, споживали більше кілокалорій протягом двогодинних обмежених режимів годівлі в порівнянні зі своїми добовими аналогами (HFDED), цей ефект не був статистично значущим.

 

малюнок 3

Середнє споживання калорій протягом двогодинного обмеженого періоду годування у день 60 у тварин, які отримують як щоденний, так і переривчастий доступ до Криско або дієти з високим вмістом жиру. "^* ”= P <0.05 щодо тварин Crisco ED. "#" = Стор ...

3.2 Вага тіла

малюнок 4 зображує загальну масу тіла для кожної групи, виміряну на завершення дослідження. Після днів 60 протоколу з обмеженим доступом не було відмінностей у вазі тіла серед п’яти груп, зайнятих у дослідженні.

 

малюнок 4

Середня маса тіла з усіх груп через 61 день режиму годування з обмеженим доступом, р <0.05 щодо контрольних тварин.

Аналіз складу тіла 3.3

малюнок 5 зображує відсоток жиру в організмі з усіх чотирьох груп, виміряний за допомогою ЯМР на завершення дослідження. Був основний ефект групи (F (1, 37) = 6.83, p <0.01) щодо складу тіла. Зокрема, обидві групи, які отримали ad lib доступ до Crisco (CrisED) або дієти з високим вмістом жиру (HFDED) мав більший відсоток жиру в організмі порівняно з контрольними тваринами на завершення дослідження (CrisED проти CNTRL, p <0.05; HFDED проти CNTRL, p <0.05 ). Крім того, HFD3D демонстрував більший відсоток жиру в організмі порівняно з контрольними тваринами (р <0.05). Група, яка отримувала обмежений доступ до Crisco, не відрізнялася від контролю щодо відсотка загального жиру в організмі, виміряного за допомогою ЯМР.

 

малюнок 5

% Жирова тканина з усіх груп через 60 днів режиму годування з обмеженим доступом, “*” = p <0.05 щодо контрольних тварин.

3.4 Плазмовий лептин

малюнок 6 зображує рівні лептину в плазмі у кожній групі тварин, отриманих на завершення експерименту. ANOVA дав основний ефект групи (F (1, 16) = 4.47, p <0.01). Тільки тварини, які отримували обмежений доступ до Crisco щодня, виявляли підвищений рівень лептину в плазмі порівняно з контрольними тваринами (р <0.05).

 

малюнок 6

Середні рівні лептину в плазмі крові для всіх груп через 24 години після останнього дня 8-тижневого режиму годування з обмеженим доступом, р <0.05.

4 Обговорення

Є три важливих висновки, які слід повідомити з поточного дослідження. Перший полягає в тому, що вигодовування / компенсація поведінки при годівлі може бути спричинена обмеженим доступом до повноцінно дієтичної дієти з високим вмістом жиру, а також до скорочення овочів. Хоча скорочення овочів містило значно більше енергії, ніж дієта з високим вмістом жиру, обидві дієти призвели до подібної поведінки споживання їжі відносно контрольних тварин, яких годували чау. Це важливо через те, що західні дієти, що споживаються під час запою, включають змішані поживні речовини, крім жиру, і це говорить про те, що дієти з високою енергією не потрібні для того, щоб викликати поведінку вживання напоїв. Таким чином, режим дієти з високим вмістом жиру, який використовується тут, може представляти собою більш клінічно релевантну модель для вивчення їжі людини. Іншим важливим висновком цього дослідження є те, що зміна частоти протоколу обмеженого доступу призводить до зміни часової картини явища запою / компенсації. Зокрема, у нашому дослідженні тварини виявились недоїданнями як наслідок запою, а не в очікуванні майбутньої можливості запою. Третім значущим висновком цього дослідження є те, що продовження тривалості обмежених режимів годування, що використовуються тут, призвело до значних змін у складі тіла, а також циркулюючих сигналів ожиріння, не змінюючи загальної маси тіла. Оскільки вміст жиру безпосередньо корелює з рівнем циркулюючого лептину, зміни, про які повідомляється, являють собою суттєвий набір метаболічних наслідків для людей, які вчаться у поведінку типу «запою». Таким чином, можливо, що описана модель могла бути використана для вивчення дисоціацій ваги тіла від ендокринних порушень та складу тіла.

Слід зазначити, що хоча ці результати значною мірою відтворюють результати, про які повідомлялося раніше, використовуючи режими годування з обмеженим доступом, це дослідження відрізнялося декількома способами порівняно з протоколом обмеженого доступу, розробленим та попередньо повідомленим Корвіном та його колегами (5,6,7). По-перше, використовувались самиці щурів Лонг-Еванса, а не штам Sprague-Dawley, і часовий доступ 2 був заданий в середині світлового циклу, а не за дві години до вимкнення вогнів. Під час використання нашого режиму доступу 2-годин дослідник заходить до приміщення, щоб забезпечити пробну дієту під час спокійного періоду, що спричинило невеликі прийоми годування. Це може пояснювати підвищену мінливість у групах ED та контрольних груп порівняно з раніше повідомленими даними. Точка часу, використана в цьому дослідженні, була обрана для більш чіткого імітації періоду запою, який відбуватиметься поза нормальним сеансом прийому, оскільки щури зазвичай харчуються під час темного циклу. Поточне дослідження також було продовжено на 30 днів довше, щоб далі вивчити масу тіла та зміни складу.

Як було сказано вище, обмежений доступ 2 за годину до Crisco та HFD створював модель компенсації запою в групах Cris3D і HFD3D, але не CrisED або HFDED. Ця закономірність з'явилася в перший тиждень і стала більш вираженою протягом усього періоду експерименту, що схоже на раніше повідомлені роботи з використанням протоколу обмеженого доступу (8, 9). Вплив їжі на смачні страви або стресу може спричинити поведінку, що приймає напої у гризунів, які мали минуле обмеження калорій, коли потрапляли на харчову повноцінну дієту з високим вмістом жирів, аналогічну тій, що використовується у цьому дослідженні (2, 3, 4). Однак у цьому дослідженні переривчастий доступ до повноцінно дієтичної дієти з високим вмістом жиру був достатнім, щоб викликати годування типу запою у тварин, які ніколи не були обмеженими або стресовими. Хоча стрес і дієта є двома відомими прогнозами споживання їжі з високим вмістом жиру, ці дані дозволяють припустити, що вони не потрібні для спонукання невпорядкованого прийому їжі. Одним із наслідків цього є те, що частота годування та опромінення можуть бути однаково сильними визначальними факторами поведінки, які приймають до споживання. Крім того, зрозуміло, що тварини, що отримують щоденний доступ до Криско або HFD, які різко відрізняються за енергетичним вмістом, здатні підтримувати стабільне споживання калорій за рахунок обмеження калорій, отриманих від чау. Один із способів цього можна досягти за допомогою периферійних або центральних систем виявлення калорій, які відстежують загальну кількість калорій, що приймаються протягом певного періоду годування. Таким чином, здатність обох груп споживати однакову кількість калорій з двох дієт з різною калорійністю може регулюватися за допомогою такої системи, яка може відчувати калорії, що приймаються в режимі реального часу, а потім відповідно регулювати майбутнє споживання, регулюючи периферійні механізми. Незважаючи на те, що роль цього типу регулювання під час прийому їжі ще не описана, можливо, що парадигма годування, використана тут, може бути корисною для з'ясування таких механізмів, що застосовуються для визначення загального калорійного навантаження на додаток до загального обсягу калорій.

Однак у цьому дослідженні переривчастий доступ до Кріско або дієти з високим вмістом жиру не призвів до компенсації кількості споживаної чау до будь-якого запою; насправді компенсація відбулася лише відразу після запою в обох тестованих групах. Обидві групи, які отримували тестову дієту щодня третій день, їли день, одразу після впливу тестової дієти, і група, що піддалася дієті з високим вмістом жиру, виявилася, що вона їсть частіше протягом шестидесятиденного режиму годування, ніж група, що отримувала вкорочення овочів. Можливо, що така різниця в недоїданні, що спостерігається між обома триденними групами після певного сеансу запою, може бути пояснена дефіцитом мікроелементів. Таким чином, запої тварин на повноцінній харчовій дієті, можливо, були більш насиченими, тоді як тварини, які отримували тестову дієту, складалися виключно з жиру (дефіцит білка та вуглеводів, Таблиця 1.) не були, можливо, через дисбаланс мікроелементів, що виник у сам день запою. Тим не менш, акцент робиться на тому, що як харчова повноцінна дієта, так і сам жир дають фенотип запою, що супроводжується заниженням наслідком, але не готується до майбутнього епізоду запою, і цей ефект може бути досягнутий шляхом зміни частоти дієтичне опромінення.

 

Таблиця 1

Дієтичний склад дієти з жиром з високим вмістом жиру, і Кріско.

Безконтрольне харчування при задоволенні запасів енергії є визначальним компонентом харчової поведінки (DSM-IV) і може бути ініційовано впливом гострих екологічних сигналів, які прогнозують вплив "забороненого" джерела їжі (9). Однак наші дані говорять про те, що тварини, які отримують передбачуваний, переривчастий доступ до Криско або HFD, не надто споживають калорії у дні, що не мають доступу (дні, коли немає доступу до тестової дієти), як реакція на збільшене калорійне навантаження, а не на провісник це. Цей ефект був присутній в обох групах, які отримували тест на дієту з високим вмістом жиру (Crisco або HFD), і підтримує твердження, що компенсація в очікуванні необов'язкового джерела їжі може бути віднесена до частоти впливу тестової дієти, а не до відображення здатність тварин передбачати конкретний сеанс «запою» (8,9).

Це дослідження також було розроблене для вивчення змін в харчуванні, а також змін загального складу тіла внаслідок тривалого впливу обмеженого протоколу доступу або на дієту «Криско», або на дієту з високим вмістом жиру. Як було сказано раніше, між групами не було різниці в абсолютній масі тіла; однак продовження режиму годування з обмеженим доступом до днів 60 справді призвело до відмінностей у складі тіла. Зокрема, спостерігалося збільшення загального жирового складу, що відповідало обом групам ED. Крім того, група, яка отримала переривчастий доступ до дієти з високим вмістом жиру, також показала загальне збільшення вмісту жирів на завершення дослідження. Цей ефект відсутній у групі, яка отримала переривчастий доступ до Криско, і його можна було віднести до додаткових макроелементів, що містяться в раціоні з високим вмістом жиру. Незважаючи на те, що обидві групи, які отримували режим прийому їжі HFD, виявляли підвищення ожиріння разом із групою щоденного доступу групи Crisco, лише щоденний доступ до Crisco призводив до підвищення лептину в плазмі. Зразки плазми були взяті через день після останнього сеансу запою, час, коли групи HFD були їжею порівняно з контрольними тваринами. Попередні дослідження як гризунів, так і людей повідомляли про зниження лептину в плазмі після голодування (10, 11, 12). Таким чином, можливо, що понижений лептин плазми в групах HFD є результатом тимчасового обмеження калорій або що час, обраний тут для дослідження лептину плазми, у цих групах був занадто рано, щоб виявити зміни, використовуючи цей режим годування з обмеженим доступом.

Підсумовуючи ці дані, це свідчить про те, що повноцінно дієтична дієта з високим вмістом жиру здатна викликати запої / компенсувати схему годування. У сукупності ці дані підтримують ідею, що регуляторні центри, які контролюють прийом їжі та склад тіла, можуть бути відокремленими у моделі запою / компенсації. Ця дисоціація тягне за собою наслідки невпорядкованого прийому їжі при інших патологіях, таких як метаболічний синдром, і узгоджується з клінічними даними, що свідчать про те, що поведінка при розкуванні може передувати початку набору ваги у молодих людей (18). Оскільки попередні звіти свідчать про прямий зв’язок між ожирінням, метаболічним синдромом та вісцеральним жиром, (14, 15, 16) Ця модель може надавати можливість вивчати зміни ендокринних змін у відриві від загального збільшення ваги. Крім того, через те, що люди часто стикаються з їжею "запою" протягом тривалого періоду часу (17) протокол, застосований тут, може бути використаний для більш тісного імітації поведінки у їжі. Дослідження змін експресії нейропептидів, які регулюють ініціювання та припинення прийому їжі, на додаток до ефектів тривалої поведінки типу «запою» на загальні процеси мотивації та винагородження необхідні для більш повного розуміння наслідків невпорядкованого прийому їжі і, можливо, можуть з’ясувати потенційні механізми що допомагає в лікуванні цього розладу.

Виноски

посилання