Допринесе еднакво за тази работа с: Томас Валтер, Нилс Дитрих

лактацията

Експериментална кардиология на отдел „Афилиации”, клъстер „Превъзходство”, кардио-белодробна система, Justus-Liebig-Universität Giessen, Giessen, Германия, Център за биомедицински изследвания, Медицинско училище в Хъл Йорк, Университет в Хъл, Хъл, Великобритания

Допринесе еднакво за тази работа с: Томас Валтер, Нилс Дитрих

Отдел за изследване на филиалите, Хранителна физиология, Лайбниц институт за биология на селскостопански животни (FBN), Dummerstorf, Германия, Freie Universität Берлин, Берлин, Германия

Отдел за изследване на филиалите, Хранителна физиология, Лайбниц институт за биология на селскостопанските животни (FBN), Dummerstorf, Германия

Отдел за изследване на филиалите, Хранителна физиология, Лайбниц институт за биология на селскостопанските животни (FBN), Dummerstorf, Германия

Отдел за изследване на филиалите, Хранителна физиология, Лайбниц институт за биология на селскостопанските животни (FBN), Dummerstorf, Германия

Отдел за изследване на филиалите, Хранителна физиология, Лайбниц институт за биология на селскостопанските животни (FBN), Dummerstorf, Германия

Асоциация Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Берлин, Германия

Отдел за изследване на филиалите, Хранителна физиология, Лайбниц институт за биология на селскостопански животни (FBN), Dummerstorf, Германия

  • Томас Уолтър,
  • Нилс Дитрих,
  • Мартина Лангхамър,
  • Marzena Kucia,
  • Харалд Хамон,
  • Ула Рен,
  • Вълк-Еберхард Сиемс,
  • Корнелия С. Меджес

Фигури

Резюме

Заден план

Добре е прието, че намаленият растеж и развитие на плода в резултат на недохранване на майката са свързани с редица хронични състояния в по-късния живот. От друга страна, такива трансцендиращи ефекти от прекомерното хранене и консумацията на високо протеини по време на бременност и кърмене, доказан факт във всички развити общества, са широко неизвестни. По този начин възнамерявахме да опишем възходящите ефекти на диетата с високо съдържание на протеини, обхващащи най-важните теми от човешкия живот като ембрионална смъртност, детска смърт и физическо здраве в по-късен живот.

Методи

Женските мишки са получавали контролна храна (21% протеин) или са били хранени с високо протеинова диета (42% протеин) по време на чифтосване. След оплождането женските остават на съответната си диета до отбиването. При раждането малките се поставят на приемни майки, които се хранят със стандартна храна или с HP диета. След отбиването контролната диета се хранеше на всички мишки. Всички потомци са били наблюдавани до 360 дни след раждането. Определихме глюкозен толеранс и измерихме сърдечно-съдовите параметри с помощта на връх-катетър. Накрая беше измерено количеството мазнини в корема.

Резултати и заключения

Идентифицирахме тревожно въздействие на високопротеиновата диета по време на бременност върху наддаването на телесно тегло на майките, телесното тегло на новородените, броя на потомците, както и оцеляването в по-късен живот. Още по-важно е откритието, че високо протеиновата диета по време на лактация е причинила повече от осемкратно увеличение на смъртността на потомството. Наблюдаваната по-висока смъртност на новородените по време на лактация е неописана досега уникална връзка с все още неразбираемия синдром на внезапна детска смърт при човека (SIDS). По този начин, въпреки че потомството на кърмещи майки на високо протеинова диета може да има предимството от мазнините в долната част на корема през втората половина от живота, това предимство изглежда не компенсира огромния риск от ранна внезапна смърт по време на кърмене. Нашите данни може предполага, че както бременните жени, така и кърмещите майки не трябва да спазват класически високо протеинови диети.

Цитат: Walther T, Dietrich N, Langhammer M, Kucia M, Hammon H, Renne U, et al. (2011) Диетата с високо съдържание на протеини в лактацията води до синдром на внезапна детска смърт при мишки. PLoS ONE 6 (3): e17443. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0017443

Редактор: Силвана Гаетани, Университет Сапиенца в Рим, Италия

Получено: 27 август 2010 г .; Прието: 3 февруари 2011 г .; Публикувано: 9 март 2011 г.

Финансиране: Тази работа беше подкрепена от Комисията на Европейската общност, в рамките на приоритет 5.4.3.1 на РП 6, Качество и безопасност на храните (EARNEST, Food-CT-2005-007036); и от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): WA1441/18 и SI483/8. Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

„Хипотеза на Баркър“ заявява, че намаленият растеж и развитие на плода в резултат на недохранване на майката са свързани с редица хронични състояния в по-късния живот на бозайниците [1]. От друга страна, съвременният живот в развитите общества не се характеризира с недохранване, а обратно - с прекомерно хранене, свързано с развитието на затлъстял фенотип. Предполага се, че това също трябва да доведе до нарушаване на здравето при следващото поколение. Наблюдателните изследвания върху хора изглежда потвърждават подобни постулати; но точно проверимите придобивания на човешки данни изискват десетилетия и огромна работа, за да се стигне до статистически стабилни заключения [2], [3], [4]. Следователно, персонализирани проучвания върху животни с мишки или плъхове могат да изяснят такива постулирани връзки. Съвсем наскоро Chang et al. [5] описва, че диетата с високо съдържание на мазнини при плъхове води до дългосрочни поведенчески и физиологични промени в потомството, включително увеличаване на приема на храна, предпочитание към мазнини, хиперлипидемия и по-високо телесно тегло. Представеното тук проучване на мишки е започнато, за да се определят краткосрочните и дългосрочните ефекти на високо протеиновата диета при майката по време на бременност или кърмене върху телесното тегло на потомството, натрупването на мазнини и сърдечно-съдовите параметри след отбиването.

В резултат на нашето проучване открихме предсказуемото, значително влияние на храненето на майките върху развитието на потомството в техния по-късен живот. Много по-драматични обаче са директните ефекти, инициирани от храненето на бременни животни, намаляващи броя на живородените малки и от храненето на язовирите по време на лактация, което значително увеличава смъртността на сучещите. От последното заключаваме, че диетата с високо съдържание на протеини по време на лактация силно насърчава честотата на внезапна синдром, подобен на бебешка смърт. Тези констатации сочат към принципно нов подход за изследване и превенция на синдрома на внезапна детска смърт (SIDS) [6], [7], [8].

Материали и методи

Мишка линия

Безплодна линия DUK [9], [10] е отгледана в Лайбниц институт за биология на селскостопански животни (FBN) в Dummerstorf, Германия.

Експерименти върху възрастни мишки бяха извършени в съответствие с Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни, публикувано от Националния институт по здравеопазване на САЩ (NIH Publication No. 85-23, ревизирана 1996 г.) и Федералния закон за използването на опитни животни в Германия и бяха одобрени от местните власти (Рег. - № LALLF MV/TSD/7221.3-1.1-033/06; Рег. - № G 0258/05).

Набори от експериментални миши групи

Петдесет мъжки и женски мишки получават контролна храна (С, 21% протеин), а 25 мъже и жени са хранени с високо протеинова диета (HP, 42% протеин) по време на чифтосване (Фигура 1). Мишките бяха разпределени в двете експериментални диети по случаен начин; експериментални диети са били хранени още по време на зачеването. Мъжете бяха изтеглени веднага след потвърждаване на бременността (поява на вагинална запушалка), което беше означено на 1-ви ден от бременността. След оплождането/импрегнирането женските остават на съответната си диета до отбиването. При раждането малките бяха разпределени в стандартизирани котила (8♂, 2♀) и върнати на приемни майки (с раждането майките станаха приемни майки и бяха намалени до 20 с C- и 10 с HP-диета). Следователно получените експериментални групи са както следва:

  1. Потомци, родени от язовири на мишки, хранени с контролна диета (С) по време на бременност, са кръстосано насърчавани от язовири, които са получавали високо протеинова (НР) диета по време на бременност и продължават с НР диета по време на лактация (С-НР),
  2. Група, чиито майки получават HP диета по време на бременност, е кръстосано насърчавана от язовири, хранени с контролна диета по време на бременност и кърмене (HP-C), и
  3. Контролна група (С-С) с майки, хранени с контролна диета по време на бременност, беше кръстосано насърчавана от язовири, хранени с контролна диета по време на бременност и кърмене.

Подробно описание на генерирането на групите C-C, C-HP и HP-C е дадено в частите „Материали и методи“ и „Резултати“. C = диета за контрол, HP = диета с високо съдържание на протеини.

Бременни и кърмещи язовири са настанени индивидуално в стандартни клетки за гризачи (Makrolon, Тип II, EBECO, Castrop-Rauxel, Германия) в контролирана среда от 22 ° C с 12-12 часа цикъл светлина/тъмнина. Водата се предлагаше ad libitum.

Диети

Хранени са две изоенергийни (16,3 MJ метаболизираща енергия/kg сухо вещество) полусинтетични експериментални диети с контрол и високо ниво на протеин. Двете различни диети се състоят от казеин (Molkereigesellschaft Lauingen mbH, Lauingen, Германия; C, 212 g/kg; HP 426 g/kg), допълнен с DL-метионин (4 g/kg; LAH GmbH & CO. KG, Cuxhaven, Германия ), пшенично нишесте (Ferdinand Kreutzer Sabamühle GmbH, Нюрнберг, Германия; C, 443,9 g/kg; HP 225,9 g/kg), захароза (Nordzucker GmbH, Хамбург, Германия; 160 g/kg), соево масло (Sedina ADM, Хамбург, Германия; 50 g/kg), микроцелулоза (50 g/kg), витаминна смес (20 g/kg; SSNIFF Spezialdiäten GmbH, Soest, Германия), минерална смес (60 g/kg; SSNIFF Spezialdiäten GmbH) и бутилхидрокситолуен (0,1 g/kg; LAH GmbH & CO. KG).

След отбиването стандартна диета за гризачи се хранеше с всички мишки (21% протеин, 0,4% L-Met, 55% нишесте, 5% захароза, 5% мазнини; 5% целулоза, 2% витамин и 6% минерална смес; Altromin 1314, Altromin Spezialfutter GmbH & Co. KG, Lage, Германия).

Тест за толерантност към глюкоза

На 150-ия ден мишките (n≥7 на група) са гладували в продължение на 12 часа. Хранени са с глюкозен разтвор (1 g/kg телесно тегло; концентрация на глюкозен разтвор: 200 mg/ml) чрез орален сондаж. Взети са кръвни проби от върха на опашката. Измерването на кръвната захар се извършва с глюкомер (Bayer Ascensia Elite®). Стойностите бяха взети 30 минути преди хранене (стойност на гладно) и отново 5, 10, 15, 30, 60, 120, 180, 240, 300 и 360 минути след предизвикателство за глюкоза.

Характеризиране на сърдечно-съдовата система чрез връх-катетър

На 360-ия ден върхов катетър беше въведен чрез Arteria carotis, Arcus aortae и Valva aortae в лявата камера, както е описано по-рано (n≥7 на група) [11]. Измерването включва напр. сърдечна честота (HR), лявокамерно налягане (LVP), свиване, систолично кръвно налягане (SBP) и диастолично кръвно налягане (DBP).

Определяне на телесно тегло и коремна мазнина

Котилата се претеглят ден 1 след раждането и единични мишки при отбиване (ден 21), ден 180 и ден 360. След изваждането на мишките коремът се отваря и се взема и претегля мастна подложка, свързана с тестисите (n = 8 на група).

Експресия на експресия на киселинен протеин от суроватка

Експресията на суроватъчен киселинен протеин (WAP) е измерена на ниво иРНК, както е описано по-рано (n≥8 на група) [12].

Статистика

Статистическите изчисления бяха извършени с помощта на софтуер Prism или Instat от GraphPad, Сан Диего (САЩ). Сравнението на средните стойности се определя чрез студентски t тестове. Дисперсиите в резултатите са изчислени чрез тестове ANOVA. Значителни разлики между избраните групи бяха изчислени чрез Bonferroni posttests. За да се изчисли значимостта на преживяемостта по време на лактация, е използван тестът на Фридман. Използвани са криви на преживяемост по Kaplan-Meier за сравняване на степента на преживяемост между групите и е извършен тест logrank за анализ на статистическата разлика. P Фигура 2. Ефект от диетите по време на бременност и раждане.

На 1 ден след раждането се изследват майки и котила (група С [n = 50] като основа за C-C и C-HP, група HP [n = 25] е базата за HP-C). (а) Увеличаване на телесното тегло при женските по време на бременност като разлика в теглото след раждането спрямо деня на чифтосване; Размер на котилото (б) и теглото при раждане (° С) в зависимост от диетата на майката по време на бременност. Данните са средните стойности ± SEM, * P-ия ден на лактация; Фигура 1).

Въпреки че новородените от HP бременност се характеризират с по-ниско телесно тегло (Фигура 2б), тази разлика е отменена до отбиването поради преминаването към приемна майка, която е била хранена с контролна диета по време на бременност и кърмене (Фигура 3а), което предполага, че диетата на HP по време на бременност има по-малко влияние върху наддаването на телесно тегло при отбиване, отколкото диетата на HP по време на бременност. Това беше допълнително подкрепено от констатацията, че новородените от контролната диетична група по време на пренаталното развитие, изложени на приемни майки на HP само след раждането (C-HP), се характеризират с значително по-ниско телесно тегло при отбиване в сравнение с групата, изложена на HP диета по време на вътреутробния живот и с приемни деца, които получават контролна диета по време на лактация (Фигура 3а).

Котилата бяха кръстосани и стандартизирани (8♂, 2♀) при раждането. Резултат от диетични лечения 80 мъже и 20 жени, отчетени на група (контрол-контрол: C-C, контрол с висок протеин: HP-C и контрол с високо съдържание на протеин C-HP). (а) Телесно тегло на кученце при отбиване (21-ви ден от живота) в зависимост от диетичната група (C-C: 98 малки; HP-C: 98 малки; C-HP: 83 малки). (б) Брой на смъртните случаи в лактацията в трите изследвани групи, показани в% (от 100 малки) за периода от раждането до отбиването и (° С) Брой на смъртните случаи в периода на кърмене за същия период, разделен на петдневни стъпки; (д) нивата на иРНК на суроватъчен киселинен протеин в млечните жлези са измерени при лактиращи мишки на контролна диета (C; n = 8) или диета с високо съдържание на протеини (HP; n = 9). Данните са средните стойности ± SEM; груповите разлики се изчисляват по ANOVA (3а), Тест на Фридман (3в; P = 0,018 C-HP срещу C-C и HP-C) или t-тест на Student (3d), * P Фигура 4. Степен на оцеляване и физиологични параметри в зряла възраст.

(а) Телесно тегло на ден 180; (б) Тест за орален глюкозен толеранс на ден 150 (C-C: n = 10; HP-C: n = 7; C-HP: n = 8); (° С) Крива на Каплан Майер от отбиването до края на експеримента (d360); (д) Сърдечно-съдова характеристика на мишки на 360-ия ден чрез Tip-катетър (C-C: n = 8; HP-C: n = 7; C-HP: n = 7). Сърдечна честота, лявокамерно налягане (LVP), съкратимост (dP/dtmax) и средно артериално налягане (MAP); Данните са средните стойности ± SEM; груповите разлики се изчисляват по един начин на ANOVA (4а, 4г) * P # P $ P Фигура 5. Телесно тегло и съдържание на мазнини на ден 360.