Marc L. Kanchuk, Robert C. Backus, Christopher C. Calvert, James G. Morris, Quinton R. Rogers, кастрирането предизвиква промени в приема на храна, телесното тегло, плазмените концентрации на инсулин и лептин при нормални и липопротеинови липаза-дефицитни мъжки котки, The Journal of Nutrition, том 132, брой 6, юни 2002 г., страници 1730S – 1732S, https://doi.org/10.1093/jn/132.6.1730S

промени

РАЗШИРЕНО РЕЗЮМЕ

Проучванията показват, че 25–40% от котките, които посещават ветеринарни болници, са с наднормено тегло или затлъстяване (1, 2). Обичайната практика за кастрация на домашната котка е свързана с повишена честота на затлъстяване (2, 3) и е доказано, че както мъжките, така и женските котки значително увеличават телесното тегло след кастрацията (4–6). Телесното тегло се регулира чрез контрол на енергийния прием и енергийните разходи. Въпреки че е доказано, че приемът на храна се увеличава 3 месеца след кастрацията (6), не е ясно дали увеличаването на приема на храна е основната причина за увеличаване на телесното тегло при кастрираните котки. При овариектомирани плъхове и сирийски хамстери затлъстяването може да се появи без увеличаване на приема на храна (7, 8).

При затлъстяване има прекалено голямо съхранение на триацилглицериди в адипоцитите. Количеството триацилглицерид, което се съхранява в един адипоцит, се контролира от множество хормонални и ензимни фактори. Хормоните лептин и инсулин са сред тези фактори и са част от дългосрочен сигнален механизъм, който регулира запасите от телесни мазнини. Кастрирането рязко намалява нормалните циркулиращи концентрации на гонадни хормони и може директно или индиректно да промени регулацията на телесната мастна маса, като повлиява сигнализирането на лептина и инсулина. Липопротеиновата липаза (LPL 4) е ензимен фактор, за който се смята, че влияе върху запасите на триацилглицериди, като действа като вратар на потока от свободни мастни киселини в адипоцитите (9). В тази роля се препоръчва увеличаване на активността на мастните LPL за разширяване на запасите на триаглиглицериди в тялото. Екстраполация на тази функция на LPL е предположението, че индуцираното от гонадектомия наддаване на тегло е резултат от потискане на загубени гонадни стероиди на мастна LPL активност (10).

В това проучване ефектите на кастрацията върху приема на храна, инсулин и лептин са определени при нормални и LPL дефицитни котки. Целта на проучването е да изследва механизма, в основата на наддаването на тегло, свързан с кастрацията.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Шестнадесет нормални (+/+) и 16 LPL-дефицитни (-/-) домашни мъжки котки (2–5 години) бяха избрани от Центъра за хранене и грижи за домашни любимци на Feline, Калифорнийски университет, Дейвис. LPL-дефицитните котки са получени от колония от домашни котки в Университета на Британска Колумбия (11). Дефицитът на LPL е резултат от мутация на единична двойка бази, където аргининът е заместен с глицин в остатък 412 (Gly412Arg), като елиминира ензимната активност на LPL (11). Всички котки бяха настанени в отделни клетки. Търговска суха разширена диета, Purina O.N.E. Аромат на сьомга и риба тон (~ 13% мазнини) и вода са налични по желание, с изключение на периода на спиране на храна през нощта преди приложението на D2O. Диетата е била пълноценна и балансирана по отношение на храненето за всички етапи на живот на котките, както се определя от тестовете за хранене на животни, използвайки процедурите на Асоциацията на американските служители за контрол на фуражите (AAFCO). Цялото животновъдство и лечение е одобрено от UC Davis Animal Care and Administrative Advisory Committee и животните са били поддържани в съответствие с Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни (12).

На котките се дава разширена диета за 2 месеца преди започване на лечението. Нормалните и LPL-дефицитни котки бяха разделени на две групи, които бяха балансирани по възраст, телесно тегло и/или телесна мастна маса и бяха разпределени на случаен принцип за контрол и кастрация. Преди кастрацията всички котки бяха лишени от храна за една нощ. Една група от осем нормални и една група от осем LPL-дефицитни котки бяха кастрирани по стандартната отворена техника. Всяка кастрирана котка се анестезира интравенозно с кетамин (10,0 mg/kg) и диазепам (0,5 mg/kg), след като й се даде 0,04 mg/kg атропин IM. Останалите нормални и LPL дефицитни непокътнати котки служат като контролни групи. Теглото на тялото се записва седмично и се определя средният дневен прием на храна за всички котки 7 d преди и 14 d след кастрация.

Масите на телесна маса и мазнини се определят, като се използва методът за разреждане на изотоп D2O непосредствено преди кастрацията (wk -1) и по време на wk 36. Храната и водата се задържат една нощ преди приложението на D2O. D2O се прилага в нормален физиологичен разтвор и се инжектира интравенозно в доза от 0,4 g/kg телесно тегло. Взети са проби от кръгла кръв (3 ml) за анализ на обогатяване с D2O непосредствено преди и 60 минути след инжектиране на D2O. Обогатяването на деутерия в атомно процентно излишък (APE) на серумните проби беше определено чрез метод на инфрачервена спектроскопия на Фурие с трансформация (13). Общата телесна вода (TBW) се изчислява от серумни проби и се изчислява количеството на чистата телесна маса и мастната телесна маса (14-16).

По време на седмици -1, 5, 16 и 34, от всички котки се събира яремна кръв (3 ml) и веднага се поставя в тръби, съдържащи EDTA, за да се предотврати коагулацията. Пробите се центрофугират при 1200 х g за 10 минути. Плазмата се отстранява и замразява при -80 ° С до анализ. Плазмените концентрации на лептин и инсулин се определят чрез радиоимуноанализа (RIA), валидирана за котки (13, 17).

Значителните ефекти на кастрацията върху телесното тегло, седмичния прием на храна, плазмения инсулин и лептин са определени чрез общ линеен модел ANOVA (SAS Institute, Cary, NC). Ефектите от времето и взаимодействието на времето, лечението и генотипа LPL бяха оценени в ANOVA. Използвана е процедурата Pdiff на SAS, за да се определи дали разликите са значителни при P Фиг. 1).

Средният дневен прием на храна е средно за 7 дни преди кастрация (седмица -1, сиви ленти) и по време на втората седмица след (седмица 2, черни ленти) кастрация на LPL дефицитни и нормални котки. Лентите за грешки представляват семе стойности, изчислени от среднодневните приема на храна от осем котки във всяка група. * Значително различни (P sem стойности, изчислени от среднодневните приема на храна от осем котки във всяка група. * Значително различни (P Таблица 1). Мастната телесна маса (FBM) и телесното тегло значително се увеличават (P (Таблица 1).

Телесно тегло и телесен състав преди и след кастрация

Лечение. Седмица. Промяна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Телесно тегло .
—G— -% -
Нормално
Цели 4856 ± 208 4946 ± 220 4936 ± 244 -3,0 ± 2 21,0 ± 6 2,0 ± 2
Кастриран 4820 ± 175 5272 ± 199 * 6186 ± 282 * 9,0 ± 3 109,0 ± 34 28,0 ± 4
LPL-дефицитен
Цели 4464 ± 151 4415 ± 158 4297 ± 143 0,3 ± 2 -22,0 ± 4 −4,0 ± 1
Кастриран 4452 ± 202 4679 ± 202 * 5749 ± 243 * 10,0 ± 3 108,0 ± 12 29,0 ± 2
Лечение. Седмица. Промяна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Телесно тегло .
—G— -% -
Нормално
Цели 4856 ± 208 4946 ± 220 4936 ± 244 -3,0 ± 2 21,0 ± 6 2,0 ± 2
Кастриран 4820 ± 175 5272 ± 199 * 6186 ± 282 * 9,0 ± 3 109,0 ± 34 28,0 ± 4
LPL-дефицитен
Цели 4464 ± 151 4415 ± 158 4297 ± 143 0,3 ± 2 -22,0 ± 4 −4,0 ± 1
Кастриран 4452 ± 202 4679 ± 202 * 5749 ± 243 * 10,0 ± 3 108,0 ± 12 29,0 ± 2

Стойностите са средни стойности ± SEM, n = 8. * Значително различни (P

Средно ± SEM на промяна от седмица -1 до седмица 36.

Телесно тегло и телесен състав преди и след кастрация

Лечение. Седмица. Промяна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Телесно тегло .
—G— -% -
Нормално
Цели 4856 ± 208 4946 ± 220 4936 ± 244 -3,0 ± 2 21,0 ± 6 2,0 ± 2
Кастриран 4820 ± 175 5272 ± 199 * 6186 ± 282 * 9,0 ± 3 109,0 ± 34 28,0 ± 4
LPL-дефицитен
Цели 4464 ± 151 4415 ± 158 4297 ± 143 0,3 ± 2 -22,0 ± 4 −4,0 ± 1
Кастриран 4452 ± 202 4679 ± 202 * 5749 ± 243 * 10,0 ± 3 108,0 ± 12 29,0 ± 2
Лечение. Седмица. Промяна 1 . -1. 3. 36. LBM. FBM. Телесно тегло .
—G— -% -
Нормално
Цели 4856 ± 208 4946 ± 220 4936 ± 244 -3,0 ± 2 21,0 ± 6 2,0 ± 2
Кастриран 4820 ± 175 5272 ± 199 * 6186 ± 282 * 9,0 ± 3 109,0 ± 34 28,0 ± 4
LPL-дефицитен
Цели 4464 ± 151 4415 ± 158 4297 ± 143 0,3 ± 2 -22,0 ± 4 −4,0 ± 1
Кастриран 4452 ± 202 4679 ± 202 * 5749 ± 243 * 10,0 ± 3 108,0 ± 12 29,0 ± 2

Стойностите са средни стойности ± SEM, n = 8. * Значително различни (P

Средно ± SEM на промяна от седмица -1 до седмица 36.

Плазмените концентрации на инсулин при нормални кастрирани котки са по-високи (P Таблица 2). Плазмените концентрации на инсулин при кастрирани котки с дефицит на LPL са по-високи (P (Таблица 2).

Средни плазмени концентрации на инсулин преди и след кастрация

. Седмица . -1. 2. 5. 16. .
pmol/L
Нормално
Цели 124 ± 22 131 ± 15 193 ± 18 152 ± 23
Кастриран 147 ± 16 156 ± 12 271 ± 27 * 230 ± 32 *
LPL-дефицитен
Цели 110 ± 14 202 ± 17 171 ± 10 141 ± 17
Кастриран 142 ± 28 285 ± 39 * 313 ± 60 * 292 ± 41 *
. Седмица . -1. 2. 5. 16. .
pmol/L
Нормално
Цели 124 ± 22 131 ± 15 193 ± 18 152 ± 23
Кастриран 147 ± 16 156 ± 12 271 ± 27 * 230 ± 32 *
LPL-дефицитен
Цели 110 ± 14 202 ± 17 171 ± 10 141 ± 17
Кастриран 142 ± 28 285 ± 39 * 313 ± 60 * 292 ± 41 *

Стойностите са средни стойности ± SEM, n = 8. * Значително различни (P

Средни плазмени концентрации на инсулин преди и след кастрация

. Седмица . -1. 2. 5. 16. .
pmol/L
Нормално
Цели 124 ± 22 131 ± 15 193 ± 18 152 ± 23
Кастриран 147 ± 16 156 ± 12 271 ± 27 * 230 ± 32 *
LPL-дефицитен
Цели 110 ± 14 202 ± 17 171 ± 10 141 ± 17
Кастриран 142 ± 28 285 ± 39 * 313 ± 60 * 292 ± 41 *
. Седмица . -1. 2. 5. 16. .
pmol/L
Нормално
Цели 124 ± 22 131 ± 15 193 ± 18 152 ± 23
Кастриран 147 ± 16 156 ± 12 271 ± 27 * 230 ± 32 *
LPL-дефицитен
Цели 110 ± 14 202 ± 17 171 ± 10 141 ± 17
Кастриран 142 ± 28 285 ± 39 * 313 ± 60 * 292 ± 41 *

Стойностите са средни стойности ± SEM, n = 8. * Значително различни (P

Концентрациите на плазмен лептин при нормално кастрирани (2,9 ± 0,4 ng/ml) и LPL-дефицитни кастрирани котки (6,0 ± 1,4 ng/ml) при postneuter wk 34 са значително по-високи (P 6) установяват, че приемът на храна и телесното тегло се увеличават 3 месеца след кастриране, не беше ясно дали увеличаването на приема на храна е причината или резултатът от увеличеното телесно тегло. Кастрираните хамстери наддават телесно тегло без значителни промени в приема на храна, което показва, че кастрацията променя други променливи на енергийния баланс (18). Нашите резултати показват, че незабавното увеличаване на приема на храна може само да стимулира увеличаването на телесното тегло, наблюдавано при кастрирани котки. По време на postneuter wk 1, кастрирани нормални и LPL дефицитни котки консумират, съответно, 15 и 6% повече диета от съответните интактни контролни котки. Приемът на храна продължава да се увеличава при кастрираните котки, като се увеличава с 30% след postneuter wk 4 и достига пик през postneuter wk 7 със съответно 78 и 50% повече диета, консумирана от нормални и LPL дефицитни котки, съответно.

Телесното тегло на кастрираните котки е по-голямо от това на непокътнатите котки от postneuter wk 3. Кастрираните котки продължават да наддават и след това са плато, когато телесното тегло се е увеличило с 28%. Увеличаването на теглото, наблюдавано при кастрирани котки, е преди всичко резултат от увеличаване на FBM (Таблица 1). Мастната телесна маса на непокътнатите котки се е променила малко през периода от 36 седмици. Котките с дефицит на LPL натрупват телесни мазнини със скорост, подобна на тази на нормалните котки, което показва, че LPL не е необходима за отлагане на мазнини при кастрирани котки. Това наблюдение е в съответствие с наскоро прегледани констатации, които изглежда намаляват важността на LPL активността като определящ фактор за складирането на мастни триацилглицериди (19).

Промените в енергийните разходи могат допълнително да насърчат увеличаването на теглото, наблюдавано при кастрирани котки. Ефектът на кастрацията върху скоростта на метаболизма е изследван при котки с противоречиви резултати. В две отделни проучвания, включващи използването на индиректна калориметрия за оценка на енергийните разходи, беше показано, че скоростта на метаболизма в покой при възрастни кастрирани котки (възраст при кастрация, 18–24 месеца) намалява, но не се различава от тази на непокътнатите котки (6) като има предвид, че коефициентите на топлина на кастрираните котки (възраст при кастрация, 7 седмици и 7 месеца) са значително по-ниски от тези на непокътнатите контролни котки (20).

Лептинът и инсулинът бяха променени чрез кастрация. При нормални кастрирани котки плазмените концентрации на лептин се повишават с FBM. Кастрирането изглежда няма ефект върху нормалните циркулиращи концентрации на лептин, тъй като непокътнатите котки с подобен процент телесни мазнини имат сходни стойности на лептин (13). Увеличаването на циркулиращия лептин вероятно отразява увеличеното производство от разширена мастна маса, а не от кастрация. Въпреки че запасите от телесни мазнини са подобни, котките с дефицит на LPL имат по-високи концентрации на циркулиращ лептин в сравнение с тези на нормалните котки. Причината за това наблюдение не беше очевидна. По отношение на нормалните котки, котките с дефицит на LPL може да не са толкова чувствителни към сигнала за отрицателна обратна връзка, предоставен от лептина. Тази чувствителност обаче може да варира в зависимост от диетата и условията на управление. Котките с дефицит на липопротеин липаза преди това са наблюдавани по-слаби от нормалните котки (15). Атрактивно обяснение за това наблюдение би било по-голямо от нормалното производство на лептин чрез съществуващо мастно вещество при котки с дефицит на LPL.

Концентрациите на инсулин в плазмата се повишават преди значителни промени в телесното тегло при нормални и LPL дефицитни котки. Повишаването на плазмените концентрации на инсулин може да е резултат от по-големия прием на храна, наблюдаван при кастрираните котки. Повишаването на концентрацията на инсулин очевидно е неефективно за потискане на приема на храна.

В обобщение, кастрацията на възрастни мъжки котки причинява незабавно увеличаване на приема на храна. Увеличението на приема на храна е достатъчно голямо, че само по себе си може да стимулира характерно наблюдаваното увеличаване на теглото при кастрация. Наблюденията върху циркулиращите концентрации на лептин и инсулин показват, че реакцията на приема на храна не се потиска от отрицателната обратна връзка, която обикновено се налага от хормоните.

Авторите благодарят на Ralston-Purina за любезното осигуряване на търговската диета.