Принадлежност Институтът по затлъстяване, хранене, упражнения и хранене, Боден, Медицинско училище в Сидни, Център Чарлз Пъркинс, Университетът в Сидни, Кампердаун, Австралия

ограничаване

Отдел по неврология на партньорството, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Отдел за неврология на филиала, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Отдел за неврология на филиала, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Принадлежност Институтът по затлъстяване, хранене, упражнения и хранене, Боден, Медицинско училище в Сидни, Център Чарлз Пъркинс, Университетът в Сидни, Кампердаун, Австралия

Отдел по неврология на партньорството, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Отдел за неврология на филиала, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Отдел за неврология на филиала, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Отдел по биология на костите, Институт по медицински изследвания на Гарван, болница "Сейнт Винсент", Сидни, NSW, Австралия

Отдел за неврология на филиала, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Допринесе еднакво за тази работа с: Херберт Херцог, Аманда Сейнсбъри

Отдел за неврология на филиала, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

Допринесе еднакво за тази работа с: Херберт Херцог, Аманда Сейнсбъри

Принадлежности Институтът по затлъстяване, хранене, упражнения и хранителни разстройства на Боден, Медицинско училище в Сидни, Център Чарлз Пъркинс, Университетът в Сидни, Кампердаун, Австралия, Отдел по неврология, Институт за медицински изследвания Гарван, Дарлингхърст, Австралия

  • Радхика В. Сеймон,
  • Ян-Чуан Ши,
  • Кати Слак,
  • Кайлун Лий,
  • Хамиш А. Фернандо,
  • Ейми Д. Нгуен,
  • Lei Zhang,
  • Шу Лин,
  • Роналдо Ф. Енрикес,
  • Джаки Лау

Фигури

Резюме

Заден план

Периодичното сериозно ограничаване на енергията е популярно за управление на теглото. За да проучим дали периодичното умерено ограничаване на енергията може да подобри този подход чрез повишаване на ефективността на загуба на тегло, проведохме проучване при мишки, където приемът на енергия може да се контролира.

Методи

Мъжете мишки C57/Bl6, които са затлъстели чрез диета ad libitum с високо съдържание на мазнини и захар в продължение на 22 седмици, след това са били хранени с една от двете енергийно ограничени нормални диети за чау за 12-седмична фаза на отслабване. Непрекъснатата диета (CD) осигурява 82% от енергийния прием на възрастово съпоставени ad libitum чау-хранени контроли. Интермитентната диета (ID) осигурява цикли от 82% от контролния прием за 5-6 поредни дни и прием ad libitum за 1-3 дни. Ефективността на загуба на тегло през тази фаза се изчислява като (обща промяна на теглото) ÷ [(общ енергиен прием на мишки на CD или ID) - (общ среден енергиен прием на контролите)]. След това подгрупи от мишки претърпяха 3-седмична фаза за възстановяване на теглото, включваща повторно хранене ad libitum.

Резултати

Мишките с ID показаха преходна хиперфагия спрямо контролите през всеки 1-3-дневен период на хранене ad libitum и като цяло ядоха значително повече от CD мишки (91,1 ± 1,0 срещу 82,2 ± 0,5% от контролния прием, съответно, n = 10, P Фиг. 1. Проучете диаграмата.

CAC, непрекъснато ad libitum чау; CAF, непрекъснато ad libitum високо съдържание на мазнини; CD, непрекъсната диета; ID, интермитентна диета.

Ефективността на загуба на тегло от началото до края на фазата на отслабване се изчислява като (обща промяна на теглото за всяка мишка при продължителна или периодична диета) ÷ (общ енергиен дефицит), където общият енергиен дефицит е (общ енергиен прием на всяка мишка на непрекъснатата или периодична диета) - (общ среден енергиен прием на контролите на САС). Той се изразява в единици g/kJ (т.е. грамове, загубени на kJ енергийно ограничение по отношение на енергийния прием на контролни мишки, съобразени с възрастта по време на 12-седмичната фаза на отслабване). Това изчисление се основава на фактор за ефективност на дефицита от (загуба на телесна енергия) ÷ (дефицит на хранителна енергия), който преди това е разработен, за да определи количествено ефективността на интервенциите за намаляване на теглото [23].

В края на фазата на отслабване, 4 мишки от групата на САС, 5 мишки от CAF и 5 мишки от всяка от групите с непрекъсната диета и интермитентна диета са гладували от 8:00 часа и след това са били унищожени от дислокация на шийката на матката между 11: 00 и 14:00 часа. След това се събира кръв от ствола и впоследствие серумът се събира и замразява при -80 ° С до анализ, както е описано по-долу. Мозъците бяха изолирани и замразени хипоталамус нагоре, върху алуминиева плоча върху сух лед. След това те се съхраняват при -80 ° С до последващ анализ, както е описано по-долу. Труповете бяха сканирани (с изключена глава и включена опашка) с помощта на двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (Lunar PIXImus2 мишка денситометър; GE Healthcare, Waukesha, WI, САЩ), за да се определи слаба (g) и мастна (% и g) маса . Следващите складове с бяла мастна тъкан (WAT) и други тъкани след това бяха дисектирани и претеглени; ингвиналните (WATi), епидидималните (WATe), ретроперитонеалните (WATr) и мезентериалните (WATm) депата на WAT, междускапуларното депо на кафява мастна тъкан (BAT), както и панкреаса, черния дроб, сърцето, бъбреците, далака, тестисите и семенни мехурчета.

След това всички останали мишки преминаха към 3-седмична (22-дневна) „фаза за възстановяване на теглото“, където мишките от групите с ограничена енергия получиха свободен достъп до нормална чау през първите 10 дни и до диета с високо съдържание на мазнини за последвали 12 дни. След фазата на възстановяване на теглото, мишките се бракуват и труповете и тъканите се събират, както е описано по-горе.

Определяне на серумна глюкоза на гладно, инсулин и инсулинова резистентност

Концентрациите на серумна глюкоза и инсулин са измерени, като се използва глюкозооксидазен комплект от Trace Scientific (Clayton, Виктория, Австралия) и комплект за радиоимуноанализ от Millipore Corporation (Billerica, MA, USA), съответно. От тях се изчислява индекс на инсулинова резистентност, като се използва формулата за оценка на хомеостатичния модел за инсулинова резистентност (HOMA-IR), която е (инсулин на гладно [mU/L] x глюкоза на гладно [mmol/L])/22,5 [35 ].

PCR в реално време

За да се определят нивата на експресия на хипоталамусната иРНК на невропептид Y (NPY), свързан с агюти пептид (AgRP) и проопиомеланокортин (POMC), хипоталамусният регион на замразените мозъци беше дисектиран и общата РНК беше изолирана с помощта на тризолен реагент (Sigma, St Louis MO, САЩ) следвайки протокола на производителя. Качеството и концентрацията на общата РНК са измерени със спектрофотометър (Nanodrop 1000, NanoDrop Technologies, LLC, USA). 1 μg от общата РНК се транскрибира обратно в cDNA, като се използва системата за синтез на първа верига Superscript III (Invitrogen, Mount Waverley, Victoria, Australia). Количествената PCR в реално време, използвайки праймери за NPY, AgRP или POMC, беше извършена върху PCR система в реално време Light-Cycler® 480 (Roche Applied Science, Германия) с помощта на сонда SensiMix ™ (Bioline Australia Pty Ltd, Александрия, Нов Южен Уелс, Австралия) следвайки инструкциите на производителя. Експресията на рибозомния протеин L19 (RPL19) се използва за нормализиране на нивата на експресия на иРНК на гени от интерес. Грундовете за NPY, AgRP и POMC бяха изброени по-долу:

NPY: Напред: GAAAGCACAGAAAACGCCCCCAG, Реверс: AAATGGGGCGGAGTCCAGCCTA; AgRP: Напред: TTTGTCCTCTGAAGCTGTATGC, Обратно: GCATGAGGTGCCTCCCTA; POMC: Напред: AGTGCCAGGACCTCACCA, Назад: CAGCGAGAGGTCGAGTTTG .

Статистически анализ

Данните бяха анализирани с помощта на SPSS версия 18 (SPSS Inc, Чикаго, Илинойс, САЩ). Дисперсионният анализ на повтарящите се мерки (ANOVA) е използван за оценка на енергийния прием, телесното тегло и теглото на депото с WAT, с време или тип депо като фактор в рамките на субекта и група (CAC, CAF, непрекъсната диета и интермитентна диета) като фактор между субектите. Площта под кривите (AUC) за енергиен прием и телесно тегло се изчислява с помощта на трапецовидното правило. Еднопосочната ANOVA е използвана за анализ на AUC за енергиен прием и телесно тегло, както и ефективност на загуба на тегло, телесен състав, определен чрез двуенергийна рентгенова абсорбциометрия, тегло на разчленени тъкани (освен депа за WAT), серумна глюкоза и инсулин концентрации, индекса на инсулинова резистентност, както и нивата на експресия на хипоталамусния NPY, AgRP и POMC mRNA, като групата е фактор. Извършени са post-hoc сравнения, коригирани за множество сравнения чрез корекция на Bonferroni, където ANOVA разкрива значителни ефекти. Статистическа значимост беше приета при P Фиг. 2. Прием на енергия (A) и телесно тегло (B) по време на фазите на наддаване, загуба и възстановяване.

CAC, непрекъснато ad libitum чау; CAF, непрекъсната диета с високо съдържание на мазнини ad libitum; CD, непрекъсната диета; ID, интермитентна диета. Данните са средни стойности ± SEM на 3–10 мишки на група, както е показано на фигура 1.

(A) Мастна маса (g), (B) мастна маса (% от телесното тегло) и (C) чиста маса (g) в края на фазите на загуба на тегло и възстановяване на теглото. CAC, непрекъснато ad libitum чау; CAF, непрекъсната диета с високо съдържание на мазнини ad libitum; CD, непрекъсната диета; ID, интермитентна диета. Данните са средни стойности ± SEM на 3–10 мишки на група, както е показано на фигура 1. * P Фиг. 4. Състав на тялото, определен чрез дисекция на мастната тъкан.

Депото на бялата мастна тъкан (WAT) и кафявата мастна тъкан (BAT) са представени в абсолютни тегла (g) и като процент от телесното тегло (%) в края на загубата на тегло (A и B) и възстановяването на теглото (C и Г) фази. CAC, непрекъснато ad libitum чау; CAF, непрекъсната диета с високо съдържание на мазнини ad libitum; CD, непрекъсната диета; ID, интермитентна диета; WATi, ингвинална WAT; WATe, епидидимна WAT; WATr, ретроперитонеална WAT; WATm, мезентериална WAT; WATt, сума от горните 4 WAT депо маси. Данните са средни стойности ± SEM на 3–10 мишки на група, както е показано на Фигура 1. * P Таблица 2. Тегло (g и като% от телесното тегло) на семенните везикули и тестисите, както и нивата на серумна глюкоза и инсулин, както и индекс на инсулинова резистентност, в края на фазите на загуба на тегло и възстановяване на теглото на експеримента.

Няма разлика в серумната глюкоза, инсулина или индекса на инсулинова резистентност между мишки на продължителна или периодична диета

В съответствие със синдрома на еугликемично затлъстяване, мишките от групата на CAF не показват значителна промяна в серумната глюкоза и значително по-високи серумни концентрации на инсулин в сравнение със съответните стойности в групата на САС в края на фазите както на загуба на тегло, така и на възстановяване на теглото (Таблица 2) . В края на фазата на отслабване, мишките при непрекъснати и периодични диети са имали значително по-ниски концентрации на серумна глюкоза и инсулин от тези в групата на CAF, без значителна разлика между групите с интермитентна и продължителна диета или от групата на САС (Таблица 2 ). Както групите с продължителна диета, така и интермитентните диети показват по-нисък индекс на инсулинова резистентност от този на групата CAF, значително по отношение на групата с непрекъсната диета (Таблица 2). В края на фазата на възстановяване на теглото, серумните концентрации на инсулин и индексът на инсулинова резистентност са били значително по-високи при непрекъснатата, но не и периодична диетична група спрямо CAC мишки, но стойностите не се различават значително от мишките в групата на CAF (Таблица 2) . Отново нямаше значителна разлика между непрекъснатата диета и интермитентната диетична група (Таблица 2).

Непрекъснатата, но не периодична диета увеличава хипоталамусната експресия на проопиомеланокортин