改变饮食模式暴露于可口的食堂饮食:增加零食及其对肥胖发展的影响(2013)

。 2013; 8(4):e60407。

在线发布2013 Apr 2。 DOI:  10.1371 / journal.pone.0060407

PMCID:PMC3614998

编辑Mihai Covasa

抽象

背景

老鼠更喜欢富含能量的食物而不是食物。 这种饮食引起的饮食模式尚不清楚。 我们使用行为饱腹感序列将进食回合分类为膳食或零食,并比较喂食能量丰富的自助餐饮食物或食物的大鼠的饮食模式。

方法

将8周大的雄性Sprague Dawley大鼠暴露于实验室食物或富含能量的食堂饮食(加食物),持续16周。 在5,10和15周后,记录了家笼过夜喂养行为。 进食,然后进行梳理,然后休息或睡觉被分类为餐; 而没有完整序列的食物被归类为零食。 在两种情况之间比较膳食和零食的数量,它们的持续时间和喂食之间的等待时间。

成果

自助餐厅喂养的大鼠吃更多的蛋白质,脂肪和碳水化合物,持续摄取食物喂养大鼠的两倍能量,并且在4周时显着增加。 自助餐厅喂养的老鼠往往在两餐之间吃多份零食,吃的食物比吃喂食的大鼠少。 他们还在5周吃了更多的零食,通过减少膳食来补偿零食的效果较差,并且大多数食堂喂养的大鼠的零食数量与终末体重呈正相关。

结论

接触适口饮食会对喂养方式产生长期影响。 大鼠变得超重,因为它们最初吃得更频繁,最终吃了更多能量密度更高的食物。 年轻食堂喂养大鼠的早期零食增加可能代表了促进体重增加的饮食习惯的确立。

介绍

人们吃的东西受到许多因素的控制。 有时候,食物的选择取决于可获得的或负担得起的,有时是饮食或道德考虑,宗教或文化习俗。 然而,食物选择的主要决定因素是hedonics:人们选择摄取他们喜欢的东西并拒绝他们不喜欢的东西 , 。 决定食物享乐价值的因素之一是其营养成分。 人们喜欢富含脂肪,糖和蛋白质的食物,选择它们优先于这些营养素含量低的食物,并且吃更多的食物 , , 。 第二个因素是可变性。 人们喜欢他们的饮食多样化,选择与最近食用的食物风味或质地不同的食物,并且吃更多的食物 。 发达国家的现代饮食习惯于利用这些喜爱的来源。 这种饮食中充满了富含脂肪,糖和蛋白质的食物,并且含有各种口味和质地不同的食物。 此外,这些食品很容易获得,在很少或没有能量消耗的情况下采购,并且足够便宜,以至于发达国家的大多数人都能负担得起。 现代饮食,其性质,可用性和廉价,以及现代生活方式,在休闲活动,交通和工作(如果可用)方面相对久坐,可能导致超重人群的流行率增加在发达国家,甚至肥胖 , .

这些病症的动物模型在于为实验室大鼠提供连续获取由人们食用的相同能量丰富食物组成的多样化饮食。 大鼠选择这些食物而不是实验室食物,相对于其最小的能量消耗,吃过多的食物,并且像发达国家的人一样,变得超重。 这些大鼠的热量摄入加倍,并且脂肪量,血浆瘦素和胰岛素浓度显着增加 , 。 然而,人们对这种饮食所引起的饮食特征以及这些特征是否与体重增加有关知之甚少。 例如,从普通食物转变为高能量食物的饮食可以继续食用与以前相似的食物,这是由于这些食物与食物相比具有较高的卡路里,从而增加了体重。 另外,这类老鼠可以在维持膳食数量的同时进食更多的膳食(请参​​阅Rogers&Blundell, )或者更频繁地吃同样大小的饭菜。 最后,老鼠从食物转向现代饮食,可以像人一样,提供富含能量的食物,除了吃它们作为一餐的一部分。

在进食后,大鼠通常表现出刻板的行为序列。 这种模式,称为餐后饱腹感或行为饱腹感序列,包括停止进食,然后进行梳理,休息或睡眠 , 。 这种从进食到梳理,休息或睡眠的过渡与自然饱食有关,例如,它是由肠道的热量负荷和由负荷引发的吸收前饱腹感因素引起的[如胆囊收缩素(CCK)] 。 我们推断,该序列的存在与否可用于区分产生饱食(一餐)的喂食发作与不发生饱食的一餐(一种小吃)。 我们检查了喂食现代西方饮食的大鼠是否与喂食标准食物的喂养不同,特别是在完全饱腹感序列中没有遵循的发作方面,即膳食或零食,分别。 除标准食物外,饮食组中的大鼠还提供市售食品(肉馅饼,饼干等),并且在各自饮食的5,10和15周后的一个晚上评估两组的进食行为。

方法

道德声明

实验方案经新南威尔士大学动物护理和伦理委员会批准,并符合澳大利亚国家健康和医学研究委员会提供的指南。

主题

受试者是24实验性幼稚雄性Sprague Dawley大鼠,其获自Animal Resource Center(Perth,Australia),年龄为7-8周,并且在到达时称重在240和280 g之间。 将它们放在塑料盒中(22 cm高×65 cm长×40 cm宽),每盒中有两只大鼠。 由于伦理要求,大鼠每盒两个而不是单个盒子。 将盒子放置在22-hr(12 am-7.00 pm)光/暗循环的气候控制室(7.00℃)中。

饮食

在第一周,提供标准的实验室食物,每天处理大鼠。 在整个实验过程中都有水可用。 适应之后,将大鼠随机分配至标准实验室食物(周食物组)或高脂食堂饮食(组食堂)条件下(每组n = 12)。 标准饲料提供11 kJ / g,12%的脂肪能量,20%的蛋白质和65%的碳水化合物(澳大利亚新南威尔士州戈登的特种饲料)。 选择食堂饮食条件下的食品以反映现代西方饮食的多样性,适口性和能量密度 。 它们包括肉馅饼,Dim Sims(用米纸包裹的肉),意大利面,薯片,燕麦,狗粮卷,各种蛋糕(包括巧克力和椰子覆盖的海绵蛋糕,称为lamington)和饼干(如饼干) ,食物混合猪油和炼乳,以及标准食物。 周围混合了猪油和炼乳,以及标准食物。 这些食物由其他四种食物补充,其中两种食物来自富含蛋白质和/或碳水化合物的食物(肉馅饼,Dim Sims,燕麦,狗食卷),两种食物来自高脂肪/糖(从各种蛋糕和饼干中选择)。 除了标准实验室食物提供的平均值之外,该饮食提供平均15.3 kJ / g,32%能量作为脂肪,14%蛋白质和60%碳水化合物。 每天在5下午呈现食堂饮食,并且两组中的老鼠在位于其家笼内的料斗中接收食物。 每周测量一次能量摄入和体重。 在每周测量能量摄入的那天呈现相同的五种食物。 消耗的量是分配给笼子的食物的重量与之后剩余的24小时的重量之间的差异。 使用每种食物的已知能量含量(kJ / g)计算食物消耗的能量。

婴儿食品

在7 pm,7和5周期间,10 pm-15 am三次记录了喂食行为,使用高分辨率小型半球摄像机,红外LED悬挂在每个笼子上方。 每个笼子中的一只大鼠具有背部识别标记,其能够跟踪个体大鼠的行为。 每次吃饭都被描述为餐或小吃。 将一餐定义为喂食事件,然后进行梳理,然后休息或睡觉 。 小吃被定义为喂养发作,然后是梳理,但没有紧接着的休息或睡眠行为。 行为以30第二间隔评分。 例如,如果老鼠吃了然后整理,但是在停止梳理行为后的30秒内没有休息,那么这被归类为零食。 相反,如果大鼠在进食和梳理后在30秒内确实休息/睡眠,则将其归类为膳食。 因此,如果老鼠吃了,整理,没有睡觉; 并且在30秒或更长时间吃完,整理并实际上休息/睡眠之后,这被归类为零食然后进餐。 选择此30第二间隔,因为它是在每个时间点手动评分的扩展12小时记录会话的最短实际间隔。 进食被评为摄食或啃食物; 修饰被称为舔身体或用前爪清洁面部,以及用后腿刮伤身体和头部; 休息/睡眠被评分为躺着而没有运动,通常头部卷曲到身体 。 第二个观察者使用相同的标准从每个时间点评分几个小时(每组最少四只大鼠)。 实验者和第二个观察者的得分高度相关(r2 = 0.94,r2 = 0.93,r2 =第0.95、5和10周分别为15)。

统计分析

数据表示为平均值±平均值的标准误差(SEM)。 使用4方式ANOVA [具有组,当前回合(膳食或零食),先前回合(膳食或零食)和时间(5,10和15周)]的因子来分析进食序列内的平均等待时间。 使用卡方拟合优度(GOF)测试分析进食序列的相对频率。 使用相关性分析分析零食数量和零食百分比(零食数量超过总回合数量×100)之间的关系,以及零食和终端体重百分比。 使用Fisher r-to-Z变换评估两组之间关系强度的任何差异。 使用重复测量ANOVA分析所有剩余数据,控制1处的0.05错误率(α)。 能量摄入和喂养数据使用笼子(每个笼子包含两只大鼠)作为分析单位, F critical(1,10)= 4.9,所有其他分析使用每只大鼠作为单位, F 严重(1,22)= 4.3。 使用事后简单效应分析对重要的相互作用进行了跟踪。 使用Tukey的HSD方法控制多次比较的错误率。

成果

能量摄入和体重

图1 表示在实验室食物或食堂饮食中维持的大鼠中,每周一次在16周测量的平均摄入量(克)(左)和能量(中)和平均体重(右)。 很明显,喂食自助餐饮食的老鼠吃得更多,消耗的能量更多,并且体重比喂食食物的人体重增加更多。 对食用量的统计分析显示了组的显着主效应(F (1,10)= 366.2),但没有明显的时间影响(F<2)或时间×小组互动(F (1,10)= 4.2)。 这表明食堂喂养的老鼠每周吃的比他们的食物喂养的对应物更多,并且在整个研究中保持差异的大小。 同样,能量摄入分析证实,各组之间存在显着差异, F (1,10)= 375.1,没有时间影响, F (1,10)= 2.99,时间和组之间没有显着的交互, F<1,表明两组之间能量摄入的差异在实验开始时和实验结束时一样大。 分析还证实,集体食堂的体重显着高于Chow, F (1,22)= 42.36,两组随时间增加, F (1,22)= 906.38,并且在食堂比Chow增加得更快, F (1,22)= 85.09。

图1 

自助餐厅喂养的大鼠消耗更多的食物和能量,并且比喂食大鼠的老鼠更重。

图2A 显示在16周内每周测量一次的蛋白质,碳水化合物和脂肪消耗(分别为左,中和右图)。 很明显,集体食堂消耗的这些常量营养素比食物大鼠更多,并且它们的蛋白质摄入量之间的差异随着时间的推移而减少,但在碳水化合物和脂肪的情况下持续存在。 统计分析证实,集体食堂的蛋白质摄入量高于集团食物, F (1,10)= 18.32。 时间对摄入量没有影响,F <1,但是有显着的时间×小组互动, F (1,10)= 19.14,表明各组之间蛋白质摄入量差异的大小随时间减少。 碳水化合物摄入量的分析显示了群体的显着影响, F (1,10)= 57.72,一个适度的线性趋势, F (1,10)= 5.46,没有组×时间交互, F<1,证实与自助餐厅相比,自助餐厅持续摄入的碳水化合物更多。 线性趋势的证据部分是由于第9周碳水化合物摄入量出乎意料的下降。对脂肪摄入量的分析显示出与碳水化合物相似的结果。 自助餐厅的消费量明显高于周餐厅, F (1,10)= 777.95,时间或时间×组间相互作用无统计学意义, Fs <1,表明随着时间的推移,自助餐厅中的脂肪摄入量持续增加。

图2 

即使根据体重进行调整,自助餐厅喂养的老鼠也会持续消耗更多的脂肪。

图2B 显示根据体重调整的蛋白质,碳水化合物和脂肪摄入量(分别为左,中和右图)。 对该图的检查表明,在最初的几周内,集团食堂的蛋白质和碳水化合物摄入量大于周,但随后几周这一差异随着两组摄入量的减少而减少。 集团食堂的脂肪摄入量明显高于周。 这种差异的大小随着时间的推移而减少,反映了集团食堂的减少以及周氏集团中相对较低但稳定的脂肪摄入量。 统计分析支持了这些印象。 整体蛋白质摄入量之间没有显着差异, F<1.0,但是有时间的影响, F (1,10)= 80.90,确认随着体重增加摄入减少,并且显着的时间×组相互作用, F (1,10)= 473.96,反映了集团自助餐厅的初始摄入量增加以及随着时间的推移这个摄入量减少到集团的水平。 分析显示,集团食堂的碳水化合物摄入量明显高于周氏集团, F (1,10)= 16.91,时间效果显着, F (1,10)= 176.46,证实随着体重增加,两组的摄入量均减少。 还有一个重要的时间×群体互动, F (1,10)= 26.59,证实随着体重增加,碳水化合物摄入量之间的差异大小减小。 对脂肪摄入量的分析表明,集体食堂消费量超过群食, F (1,10)= 946.59。 脂肪摄入量随时间减少, F (1,10)= 528.81,并且有一个重要的时间×组互动, F (1,10)= 349.01,反映了集团食堂内随时间的摄入量减少以及周集团相对稳定的摄入量。

调整后的蛋白质和碳水化合物摄入量的差异在早期显着下降,因为两组的体重增加,但调整后脂肪摄入量的差异在接触饮食的16周持续存在。 调整后的蛋白质和碳水化合物的减少反映了在食堂饮食中选择的食物的变化。 图3 表示在评估能量摄入量的每一天,每公斤焦耳中的食物占总摄入量的比例。 该图表明,老鼠最初选择的蛋白质和碳水化合物含量较高的肉馅饼,而不是其他食物。 随着3周的Dim Sims和Lamingtons选择的增加,这种选择同时减少。 Pie,dim sims和lamington摄入量在剩余的几周内保持相对稳定,占总摄入量的约85%。 总体而言,与脂肪含量为32%的标准食物饮食相比,这些食物以及高脂肪浓缩牛奶食物含有12%能量作为脂肪。 对食堂饮食大鼠食用食物的统计分析证实存在显着差异,(F (1,5)= 30.7),没有时间的影响(F<1),但是食物与时间之间存在显着的交互作用(F (30,150)= 5.4),如上所述,似乎是由于肉馅饼,昏暗的sims和lamington消耗随时间的变化。 为了验证这种相互作用的来源,对随时间消耗的每种食物的量进行单独的重复测量(线性趋势)分析显示饼食消耗显着线性减少 F (1,5)= 20.5,从图中检查,是由于从2周到3的馅饼消耗量急剧下降,此后保持稳定。 相比之下,lamington摄入显示从1周到3的显着线性增加, F (1,5)= 8.2,其他食物的消费量没有显着变化,包括暗淡的模拟, F (1,5)= 4.7(F critical = 6.6)。

图3 

在食堂喂养的大鼠的24 hr能量摄入量测量期间的食物选择。

总之,这些结果表明,集团食堂以更高的克数摄入,能量摄入更多,体重增加的速度比周氏集团更快。 此外,Group Cafeteria比Group Chow消耗更多的净蛋白质,碳水化合物和脂肪。 根据体重进行调整后,脂肪消耗组之间的差异仍然存在。 对自助餐厅选择的食物的分析表明,调整后的脂肪消耗的持续差异是由于这种饮食非常简单,脂肪含量高。 在这种高脂肪饮食中,Group Cafeteria倾向于选择最富含蛋白质的食物(馅饼和昏暗的sims),这表明他们可能根据蛋白质含量选择食物。 然而,必须指出的是,自助餐厅集团可以持续获得其蛋白质含量高但尚未被选中的食物。 事实上,Chow是Group Cafeteria可用食物中最不喜欢的食物(占总摄入量的5%),这表明单独寻找蛋白质并不能解释他们摄入量的增加。 最后,集团食堂选择的食物随着时间的推移几乎没有变化(除了肉馅饼的减少和1和3周之间的拉明顿消费增加),这意味着每种常量营养素的总摄入量比例随着时间的推移不变。

喂料的微观结构

主食

图4A 显示在5,10和15周的一个晚上的团体自助餐厅和周食物的平均进餐次数(左),每餐的平均持续时间(中间)和用餐之间的平均间隔(右)。 膳食数量的统计分析证实,集团食堂吃的食物少于群食, F (1,10)= 14.85。 两组人在一段时间内吃了更多的饭菜,(F (1,10)= 23.85)但时间×组互动不显着, F<1,表明与食堂集团相比,食堂集团的进餐量持续减少。 进餐次数的差异不是由于自助餐厅在每顿饭中花费的时间比周食物(中图)多。 进餐时间,F <1,两组之间无显着差异。 时间对进餐时间有重大影响(F (1,10)= 18.90),确认持续时间随时间增加,但没有统计学意义的组×时间交互作用(F <1)。 右图显示,自助餐厅中的老鼠在两餐之间的等待时间比周小伙中的老鼠更长, F (1,10)= 17.16(右)。 两餐之间的间隔随时间增加。 这种增长接近但未达到传统的重要程度(F (1,10)= 4.54,没有组×时间交互, F<1,表明两组之间的用餐间隔时间差异在三个时间点持续存在。

图4 

自助餐厅喂养的大鼠在饮食暴露的早期饮食量持续减少但饮食量增加。

小吃

图4B 显示了在5,10和15周的零食之间的零食的平均数量(左),零食的平均持续时间(中间)和平均间隔(右)。 对数据的检查表明,在5周时间点,Group Cafeteria比Group Chow吃得更多,但是这些组之间的差异在10和15周没有。 两组食用的零食数量之间的差异接近但未达到传统的重要程度, F (1,10)= 4.84,没有时间的影响, F<1。 但是,有很长时间×小组互动, F (1,10)= 8.53,如上所述,是因为在5周,Group Cafeteria的老鼠吃的食物比Group Chow的小吃多, F (1,10)= 21.30,但不是在10和15周, Fs <1。 零食的持续时间在两组之间没有差异(F<2),并且没有时间或时间×组交互作用的影响(Fs <2)。 在5周时,自助餐厅的零食间隔似乎比周小食短,但在后来的时间点没有。 但是,统计分析未能揭示组之间的显着差异,时间的影响或组×时间的交互作用,(Fs <2.5; 对)。

总吃饭时间

图5 显示了Groups Cafeteria和Chow在三个时间点的每个时间点吃的总时间。 这个时间在集团自助餐厅的5,10和15周相对稳定,但在Group Chow的这些评估中增加了。 统计分析未能揭示各组之间的总体差异, F<1。 但是,时间影响很大, F (1,10)= 8.89,以及重要的时间×群组互动, F (1,10)= 6.42。 简单效果的事后分析未能在任何时间点检测到各组之间的显着差异(最大值 F (1,10)= 5.93)。 这表明群体和时间的差异促成了这些因素之间的相互作用。

图5 

自助餐厅喂养的老鼠花费更多的时间吃早餐但不晚于饮食暴露。

总的来说,这些结果表明,集团食堂一直比吃周氏食物少吃多餐,但至少最初吃的是零食。 吃饭和吃零食的数量的这些差异不是由于吃饭时间的差异。 相反,Group Cafeteria在两餐之间等待的时间更长。 在5周,两餐之间的等待时间越长,部分原因在于Group Cafeteria的零食更多。 然而,尽管Group Chow有类似的零食行为,集团食堂继续在10和15时间点之间等待更长时间。 因此,集团食堂继续在两餐之间等待较长时间点的周氏食品的事实必须归因于其他因素。

膳食和零食的特定序列的相对频率

为了确定喂食发作之间的等待时间与先前的喂食情况有关(即,无论是用餐还是零食),5,10和15周时间点的团体食物和食堂的膳食和零食数据被分类为在小吃中加入零食(SS),零食后跟餐(SM),餐后跟小吃(MS),餐后跟餐(MM)的序列。 图6A 显示在群食和自助餐厅中每个序列在5(左),10(中)和15(右)周的相对频率。 该图表明,在5周时间点(左图),Group Cafeteria的SS序列比Group Chow的比例更大。 相比之下,Group Chow似乎比Group Cafeteria拥有更大比例的MM序列。 这些差异在以后的时间点减少。 卡方检验证实了SS序列相对频率的统计学显着性差异(χ2 (1)= 52.2, p<0.0001)和MM序列(χ2 (1)= 36.9, p(<0.0001)在5周的时间点在Chow Group和Group Cafeteria之间。 SM和MS序列各组之间无统计学显着差异。 进食顺序相对频率的这些趋势也出现在10周和15周的时间点,但两组在任一时间点均无统计学上的显着差异(最大χ2 (1)= 0.6, p> 0.05)。

图6 

自助餐厅喂养的老鼠更有可能在两餐之间连续吃零食。

序列中的平均等待时间

我们检查了零食或餐食的平均等待时间是否与先前喂食回合的身份相关,以及这是否有助于之前描述的两餐之间等待时间的群体差异。 5,10和15周时间点内每个序列内的平均等待时间如下所示 图6B。 对该图的检查表明,在每个时间点,如果前一回合是一顿饭,那么平均等待喂食回合的时间(无论是用餐还是吃零食)都比较长时间更长,支持使用行为饱足度序列来识别作为膳食的喂食回合,即产生饱腹感的喂食回合。 在5周的时间点,有了小吃,Group Cafeteria的下一个小吃的等待时间往往比Group Chow短; 然而,吃过饭后,集团食堂往往比集团周等待下一餐。 在10和15周时间点,喂食序列的元素之间的等待时间的这些差异似乎已经减少。 4方式ANOVA [具有群体因素,当前回合(膳食或零食),前一回合(膳食或零食)和时间(5,10和15周)]揭示了前一回合的显着主要影响(F (1,22)= 14.0)和时间(F (2,44)= 6.9),确认用餐后的等待时间与点心相比更长,并且序列元素之间的平均等待时间在三个时间点内减少。 组×当前回合×前一回合×时间之间存在显着的相互作用(F (2,44)= 7.1),当前回合×时间×组(F (2,44)= 6.7),前一回合×时间×组(F(2,44)= 8.0),当前回合×前一回合×时间(F (2,44)= 12.0),时间×当前回合(F (2,44)= 3.6)和时间×上一回合(F (2,44)= 11.6; ps <0.05)。

为了确定这些相互作用的来源,我们对每个进食序列随时间进行了单独的重复测量分析。 分析吃零食(SM)和吃饭(MS)的零食的平均等待时间表明,群体和时间的主要影响以及它们的相互作用并不显着(Fs <4)。 对小吃(SS)的小吃平均等待时间的分析表明,组和时间的主要影响并不显着(Fs <1)。 但是,组×时间交互作用具有显着意义(F (1,22)= 4.2),表明这些组在5周时间点不同但之后没有。 相比之下,对用餐(MM)的平均等待时间的分析显示了群体的明显效果(F (1,22)= 13.8)和时间(F (1,22)= 15.9),以及这些因素之间的相互作用(F (1,22)= 14.3)。 同样,这种相互作用是由于5周之间的组之间的明显差异,其在较晚的时间点减少。 (F critical = 4.3)。

这些结果表明,在5周时间点的喂食发作序列在两组大鼠之间不同。 集团自助餐厅比周氏集团更有可能吃零食和其他零食,而周氏集团更有可能吃一顿饭,然后再吃一顿饭。 在5周时间点,小组在连续发生的零食和膳食之间的等待时间也不同,Group Cafeteria在连续小吃之间的等待时间较短,但连续两餐之间的等待时间较长。 在食物序列和序列元素之间的等待时间中,自助餐厅和食物组之间的差异在后来的时间点显着减少。

重要的是,通过检查序列元素之间的等待时间来验证使用行为饱腹感序列将喂食发作分类为膳食或零食。 具体而言,自助餐和食物喂养的老鼠在回合之前吃饭而不是吃零食时,平均等待时间(用餐或点心)的时间更长。 这与以下观点一致:与小吃不同,以完整的行为饱腹感序列为特征的喂食发作是导致饱腹感的那些(即,进餐)。 我们使用等于或大于30秒的间隔来识别两个不同的进食比赛,而在两个进食比赛之间小于30秒的间隔被分类为单个回合。 因此,如果零食和下一次喂食回合之间的间隔(无论是零食还是用餐)仅略高于30秒,可以认为不应将回合分类为连续零食(SS)或小吃,然后是一顿饭(SM),而是作为一个单一的小吃或餐。 然而,与此论点相反,检查零食和下一次喂食之间的平均等待时间表明,两组的零食往往相对隔离。 在所有时间点,小吃和下一次喂食回合之间的最小平均间隔是群食的17.0分钟(10周的SM间隔)和小组食堂的17.6分钟(10周的SM间隔)。 此外,这些间隔是以分钟为单位(与秒相对)的事实意味着使用30秒标准来识别下一个进食回合不太可能有不同的群体食物和食堂 - 即观察到的两组之间的零食和膳食差异并不是单独喂食比赛分类中使用的30秒标准的假象。

吃零食和体重增加之间的关系

在饮食暴露的早期阶段,两组之间零食的差异可能导致其体重增加的差异。 一种可能性是零食与体重增加直接相关,使得任何一组中吃得更多的大鼠更快地增加体重。 或者,可以通过减少所消耗的膳食的数量和/或持续时间来补充更多零食的大鼠,从而更慢地增加体重。 在检查零食如何影响体重增加之前,我们首先检查了两组中的老鼠是否实际上能够补偿通过零食获得的能量。 我们特别询问吃大量零食的老鼠是否通过减少他们吃的饭数来补偿。 如果老鼠确实通过减少进餐次数来弥补,这将反映在他们消费的零食数量与被归类为零食的比赛的百分比之间的关系(即,进餐数量的减少必须意味着增加百分比吃零食)。

图7A 显示了在各自的饮食中5(左),10(中)和15周(右)之后的Chow和Cafeteria中的零食数量和零食百分比之间的关系。 如上所述,Group Cafeteria在5周的零食量(数量和百分比)均低于Group Chow,但之后没有。 此外,在5周,两组之间的零食数量和零食百分比之间的关系不同,但之后没有。 这在统计分析中得到证实。 在5周后,零食数量与两组中的零食百分比显着相关(r2 Chow组和Cafeteria组分别为0.93和0.36, ps <0.05),表明两组的零食行为都有一定程度的补偿。 使用费舍尔r到z转换评估食堂喂养的学生和杂食喂养的大鼠的相关系数之间差异的显着性。 至关重要的是,这表明在周氏集团中,零食数量与零食百分比之间的关系明显更强(z = 2.78, p<0.01),表明这些大鼠比Group Cafeteria中的大鼠更有效地补偿了零食。 在10和15周后,两组的零食数量仍与零食百分比显着相关,但在10周时的Chow组除外,这已接近显着性(10周,r2 = 0.31 p<0.06和0.68 p<0.01,分别针对Chow和Cafeteria组; 15周,r2 Chow组和Cafeteria组分别为0.73和0.54; ps <0.01 :)。 至关重要的是,两组之间这种关系强度的早期差异不再明显(更大 z = 1.15, p> 0.05)。

图7 

5周的零食百分比与食堂喂养的大鼠的终末体重相关。

终末体重如何与5,10和15周的零食相关?

接下来,我们检查了补偿的变化与总体重增加的关​​系。 图7B 显示了终末体重与5(左),10(中)和15(右)周的零食百分比之间的关系。 在Group Chow中,在任何时间点的零食百分比与终末体重之间似乎没有关系。 相比之下,在集体食堂中,对图的检查表明,实际上在5周的零食百分比与终末体重之间存在关系,但之后没有。 然而,在该图中显而易见的是由三个数据点组成的簇,其代表该组中最轻的大鼠。 当这三只大鼠被排除在分析之外(因为它们没有以与该组中其他大鼠相同的方式增重),在该组中零食的百分比和终末体重之间存在明显的线性关系。 统计分析显示终末体重与群食中任何时间点的零食百分比无关(最大r2 = 0.17, p> 0.05)。 然而,在自助餐厅小组中,最终体重与5周的零食百分比呈正线性相关(r2 = 0.82, p<0.01); 但与其他时间的零食百分比没有关联(较大的r2 = 0.35, p> 0.05)。

所有大鼠都吃零食。 通过减少膳食数量,所有大鼠都对这种零食表现出一定程度的补偿。 在5周之后,Group Chow在补充零食方面比Group Cafeteria更有效。 在10和15周后,两组对增加零食的补偿相似。 至关重要的是,在食堂小组5周后终末体重与零食百分比之间存在明显的关系:那些吃零食的大鼠(按百分比计算)是该组中最重的,因此,该组中的零食与实质性相关。体重增加。

讨论

该实验已经证实,实验室大鼠选择食用的能量丰富的食物而不是标准食物,吃这些食物过量并变得超重。 暴露于这种食堂饮食的大鼠在各自的饮食四周后比喂食食物的体重增加更多,继续增加他们的体重比喂食大鼠更快,并且在270周后增加他们的体重大约16%饮食相对于饲喂食物的大鼠获得的170%。 在食堂饮食上的大鼠获得了食物饲料中大鼠的双倍能量,最初获得更多的蛋白质和碳水化合物,并且持续消耗更多的脂肪,包括净重和每克体重。 最初的大量脂肪摄入量可能反映了它的适口性。 然而,持续高脂肪摄入量 - 即使超过能量需求 - 可能是由于其他因素。 例如,膳食脂肪会损害口腔和肠道营养传感 , , ,这将减少检测过多的脂肪摄入量,导致胰岛素不敏感 。 因此,无论体重迅速增加,大鼠都可能继续食用过量的高脂肪食物,尽管食物连续供应,但需要完全满足常量营养素需求,但最不可能选择(总摄入量的5%)。 有证据表明,食堂喂养的老鼠选择的蛋白质含量最高,至少最初是这样。 实际上,当从能量摄入数据中去除最丰富的蛋白质(肉馅饼)时,早期(4周)在体重调整后的蛋白质摄入量中看到的差异消失(数据未显示)。 可能已经选择了富含蛋白质的食物,因为这种营养素比碳水化合物和脂肪更有效地产生餐后饱腹感 , 。 然而,如前所述,这并不能解释为什么老鼠不选择食物,相对于自助餐厅风格的食物富含蛋白质。

自助餐饮食可能导致体重过度增加,因为构成饮食的食物更加能量密集。 或者,该饮食可以鼓励更频繁的进食,进食更大的部分,或这些因素的某种组合。 结果很清楚。 自助餐厅喂养的老鼠吃的比食物喂养的大鼠更多,他们吃的食物更加能量密集,因此他们体重过重。 食用量和能量摄入的这些总差异伴随着饮食模式的显着差异。 我们使用行为饱腹感序列来识别作为一餐的进食回合和没有作为零食的完整序列。 使用这种分类,我们发现在饮食的早期(5周)但不晚于(10和15周)阶段,食堂喂养的大鼠比食物喂养的大鼠吃得更频繁。 在食堂喂养的大鼠中进行早期零食的特点是,吃了零食后,这些大鼠更有可能再次吃零食,并且在相对较短的时间过后这样做。 相比之下,在研究的所有时间点,食堂喂养的大鼠比吃喂食的大鼠少吃饭。

这些饮食趋势表明,在早期几周,食堂喂养的大鼠过多的能量摄入可能部分是由于自助餐饮食鼓励更频繁的零食。 然而,饮食的后期阶段过度进食和过量的能量摄入持续存在,如上所述,如果有的话,食堂喂养的大鼠吃的时间比吃喂食的大鼠少。 因此,在饮食暴露后这些大鼠中过量进食和过量摄入能量并不是因为他们更频繁地进食。 此外,即使根据体重进行调整,两组之间食用量和能量摄入之间的差异仍然存在,这表明食堂喂养的大鼠过量进食和过多的能量摄入不仅仅是因为它们更重(不是数据)示出)。 相反,这些结果意味着食堂喂养的老鼠吃了大部分食物,他们习惯于在饮食早期进食; 因此,他们的能量摄入量仍然过多而且体重过重。 值得注意的是,在几个星期内,自助餐厅喂养的老鼠吃的时间或者他们消耗的食物量(以克和千焦耳为单位)没有变化。 因此,自体食物和食物喂养的大鼠具有不同的部分大小的事实不是由于前一组中的部分大小的增加。 相反,食物喂养的大鼠花费更多的时间在饮食的几周内吃相同数量的食物(以克和千焦耳为单位),这意味着该组中的份量大小明显减少。 该结果意味着食堂饮食的性质使得大鼠在体重增加时没有适当地减小份量。

从这些发现中得出的总体情况是早期零食可能是自助餐厅喂养大鼠体重增加的关​​键决定因素。 这些大鼠的早期体重增加可能是过量的,因为它们未能减少膳食数量以补偿通过零食获得的能量。 我们推断,未能补偿通过零食获得的能量的老鼠相对于其零食数量将会有更多的膳食,因此,零食将占其总饮食行为的较小百分比。 在这方面,两组大鼠都表现出一定程度的补偿。 然而,在早期时间点,与食物喂养的大鼠相比,食堂喂养的大鼠的零食数量和零食百分比之间的关系较弱。 这种在早期时间点补偿的能力降低与终末体重有关。 那些吃零食占大部分饮食行为的老鼠是自助餐厅喂养的大鼠中最重的。 至关重要的是,在任何一个较晚的时间点,零食和终端体重之间没有显着的关系,这表明特定的早期零食行为使大鼠处于导致最终体重较高的路径上。

很明显,自助餐饮食最初鼓励吃能量过剩的能量丰富的食物。 为什么自助餐厅的饮食会鼓励吃零食? 对此的一种解释可能是,食堂组在5周被选为零食的食物不太可能导致饱腹感而不是食物。 特别是食堂食物的高脂肪含量会导致这种缺乏饱食感。 例如,高脂肪饮食通常会导致较低的餐后抑制ghrelin,相对于碳水化合物和蛋白质,ghrelin可作为强效的饥饿信号。 , 。 还必须考虑食堂饮食的多样性。 可用的食物范围会降低感觉特异性饱腹感的影响,从而增加摄入量 , 。 具体地,提供食堂饮食的大鼠可以在食物之间切换,保持适口性并且增加连续发作而没有休息/睡眠的可能性,即连续小吃。 相反,喂食食物的大鼠可能已经终止进食并且一旦发生感觉特异性饱腹感就休息/睡眠。 然而,任何这种多样性的影响都不能解释为什么5周在食堂喂养的大鼠中看到的连续零食的增加在10和15周不再明显。 也许这种效果不再可见,因为所呈现的食物已经变得熟悉和/或具有较少的享乐吸引力。

在之前的一项研究中,罗杰斯和布伦德尔 检查暴露于自助餐饮食的大鼠的喂养方式。 他们发现这些大鼠最初吃的食物比吃喂食的大鼠多(食物的回顾率至少为1分钟,然后间隔至少15分钟而不进食),但这种差异在整个过程中都有所下降。研究。 相比之下,在整个研究期间,自助餐厅饮食的大鼠比食物喂养的大鼠吃的食物更多。 这些发现似乎与本研究中获得的结果形成鲜明对比,在这项研究中,集体食堂的食物持续少于集团食物。 然而,本研究与罗杰斯和布伦德尔之间存在两个重要的差异 。 首先,早期研究中的食堂饮食包括食物,白面包屑和巧克力薄片,而这里使用的食物含有更广泛的食物; 旨在模拟发达国家饮食提供的品种的范围。 其次,两项研究中膳食模式之间的差异可能与膳食定义的差异有关[至少吃一分钟,然后至少缺席15分钟而不是进食,然后进行梳理和休息/睡眠]。

本发明的几个方面反映在肥胖与增加零食相关的人群中 , 并增加了部分尺寸 , 。 这两个因素都伴随着本研究中肥胖的发展,其依赖于饮食的经验:在饮食的早期,频繁的零食导致更多的总体发作,并且通过推断,较大的部分尺寸在后期消耗。饮食。 早期和频繁的零食可能对肥胖的发展尤为关键。 过量的能量,因此,体重增加可能反映了未能补偿通过初始暴露于富含能量的饮食中吃零食所获得的卡路里,以及在后来接触该饮食时消耗更多的部分。 有证据表明,这两个因素都会导致人体重量增加和肥胖 , , , , .

这里观察到的零食和持续减少的早期增加是青少年饮食模式的特征(肥胖之前)。 青少年往往全天吃零食,不吃饭 和富含能量的食物,包括快餐食品 。 年轻人的零食与肥胖的增加同时增加 ,支持现代饮食与饮食模式变化之间的联系。 因此,早期成年可能代表一个敏感时期,其中建立促进体重增加的饮食模式。

本实验是第一个记录大鼠的食用模式,免费食用人们食用的富含能量的食物,并使用行为饱腹感序列作为将吃饭作为餐食或零食分类的方式。 结果在两个方面都很重要。 首先,它们对节食有重要意义。 目前的减肥治疗从长远来看只是略微有效。 关于与过量摄入相关的饮食模式的知识可以有助于减肥治疗计划,以及检测有肥胖风险的个体。 其次,在饮食期早期增加零食与消费自助餐饮食者的终端体重增加有关。 这表明早期和频繁食用可口食物可能会干扰饱腹感信号,从而诱发饮食模式,促进整个成年期的过度消费。

资金声明

该研究由澳大利亚国家健康与医学研究委员会的项目拨款#568728资助给MJM和RFW。 资助者在研究设计,数据收集和分析,决定发表或准备手稿方面没有任何作用。

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