Summary
Influencias contenido de grasa en la dieta, tanto la ingesta de energía y la composición de la grasa corporal en los mamíferos. Mediante el examen de la preferencia de las ratas por la comida rica en grasas en una serie de experimentos de elección, es posible poner a prueba las diferencias genéticas y las intervenciones farmacológicas en su preferencia por la comida rica en grasas.
Abstract
La obesidad es un problema creciente en los Estados Unidos de América, con más de un tercio de la población clasificados como obesos. Un factor que contribuye a este trastorno multifactorial es el consumo de una dieta alta en grasas, un comportamiento que se ha demostrado que aumenta tanto la ingesta de calorías y el contenido de grasa corporal. Sin embargo, los elementos que regulan la preferencia por la comida rica en grasas sobre otros alimentos permanecen poco estudiados.
Para superar este déficit, un modelo para probar rápidamente y fácilmente los cambios en la preferencia por la grasa de la dieta fue desarrollado. El modelo Preferencia Fat presenta ratas con una serie de opciones entre los alimentos con diferente contenido de grasa. Como los humanos, las ratas tienen un sesgo natural hacia el consumo de alimentos con alto contenido de grasa, por lo que el modelo de rata ideal para los estudios de traducción. Los cambios en las preferencias se pueden atribuir al efecto de cualquiera de las diferencias genéticas o intervenciones farmacológicas. Este modelo permite la exploración de los determinantes de la preferencia por la grasa y scremiento agentes farmacoterapéuticos que la adquisición de influencia de la obesidad.
Introduction
La obesidad es un problema frecuente en los Estados Unidos 1, con los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que más de un tercio de los adultos estadounidenses son obesos. La obesidad también se ha identificado como un factor de riesgo para numerosas preocupaciones de salud, incluyendo diabetes tipo 2, presión arterial alta y colesterol alto 2. Aunque se han mostrado muchos factores para influir en el aumento de las tasas de obesidad, existe un interés continuo y controversia en el papel macronutrientes desempeñan en 3,4 obesidad.
Un factor que contribuye a la obesidad es alta ingesta de grasas en la dieta 5. Aumento de la grasa de la dieta se correlaciona con un mayor consumo de energía humano 6 y aumentos significativos en el contenido de grasa corporal 7,8. Además, la grasa de la dieta tiene valor de la recompensa, tanto durante como después de 7,9 consumo. Por lo tanto, determinar qué factores influyen preferencia por alimentos con alto contenido de grasa puede producir tanto desi guía farmacoterapéuticagn y promover la comprensión de los hábitos dietéticos subyacentes que pueden conducir a la obesidad. El modelo Preferencia Fat aquí descrito pruebas de preferencia de las ratas entre los alimentos de diferente contenido de grasa, pero el valor nutricional similar. En concreto, este modelo presenta las ratas con una opción de dos alimentos diferentes a la vez, permitiendo así la cuantificación de preferencia basada en gramos consumidos de los alimentos con menos grasa versos la comida con más grasa. Los efectos farmacológicos y genéticos se pueden medir como un cambio en la preferencia por la comida con alto contenido de grasa.
El modelo Preferencia grasa sirve para complementar los modelos de consumo de alimentos apetecibles ampliamente utilizados 10, pero también ofrece varias ventajas. Este modelo permite que el experimentador para evaluar específicamente el comportamiento de alimentación en un ambiente controlado en el que dos opciones de comida están disponibles. Los modelos tradicionales de alimentación rica en grasas sólo ofrecen un alimento que elimina la capacidad para estudiar la elección de alimentos, una importantepecto de la ingesta de alimentos para humanos. Algunos ensayos ofrecen varios tipos de alimentos y se refieren a menudo como "cafetería" estudios de tipo de alimentación 11. Estos estudios sufren de reproducibilidad debido a la alimentación humana se utiliza a menudo en el ensayo y no es muy adecuado para el entorno del laboratorio debido a la variabilidad de nutrientes. Utilizamos dietas definidas que contienen ingredientes así purificadas individuales que mejora la reproducibilidad y la flexibilidad de cambiar el contenido de macronutrientes tales como grasa de la dieta. Con una mayor ingesta de grasas en la dieta asociada a la obesidad en los seres humanos 5 y la preferencia humana natural para alimentos con mayor contenido de grasa 12, los tratamientos que alteran la preferencia de la rata para los alimentos altos en grasa pueden proporcionar información valiosa sobre la obesidad.
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Protocol
Todos los procedimientos experimentales están de acuerdo con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio (Instituto de Recursos Animales de Laboratorio (EE.UU.), 1996) y con la aprobación del Comité de Cuidado de Animales institucional y Uso de la Universidad de Texas Medical Branch.
1. Los sujetos
- Soltero casa ratas macho Sprague-Dawley con un peso de 225-250 g a 21 º C y una humedad relativa del 30-50%, con un ciclo de luz-oscuridad de 12 horas (luces encendidas 6:00 am-6: 00 pm).
- Mantener ratas en un alimento bajo en grasa (10% de grasa en energía). Habituar ratas a la alimentación y la colonia ambiente durante al menos 7 días antes de la experimentación. Los animales se habituaron a la manipulación y la dosificación de vehículo durante tres días antes de comenzar los estudios. El primer día después de la habituación es el Día experimental 1.
2. Preferencia de línea de base
- Día 1, llenar dos tolvas de alimentos limpias, uno marcado con una A y la otra con B, con 10% de grasa de alimentos para cada jaula. WEigh las tolvas de alimentos (con la comida) y colocarlos en la jaula, lo que garantiza que la rata tiene acceso a ambos.
- Día 2, aproximadamente a las mismas tolvas de alimentos de tiempo fueron colocados en la jaula el día anterior, registrar el peso de la tolva de alimentación y cambiar las posiciones de A y tolva tolva B. Esto mitiga el sesgo de posición. Siempre examine la jaula de alojamiento para cualquier alimento retirado de la tolva, se pesa, y dar cuenta de ello. La ingesta de alimentos se mide por el cambio en el peso de la tolva entre los días.
- Día 3, registrar los pesos de la tolva de alimentos como antes. Examinar la cantidad de comida consumida en cada posición de la tolva de alimentos y la identificación de la tolva de alimentos (A y B). Estos datos dan una comprensión básica de sesgo posición y preferencia tolva específica, y debe tener una puntuación de preferencia de aproximadamente el 50% indica que no hay preferencia. Tire a la basura los alimentos que quedan.
3. Preferencia Fat
- Día 3, obtenga dos tolvas de alimentos limpios para cada jaula. Es importante la utilización de tolvas de alimentos limpioscuando se cambia entre las diferentes comidas para evitar los olores de confusión de los experimentos anteriores. Llene la tolva con un 12,5% de alimentos de grasa y la tolva B con 15% de los alimentos en grasa (Tabla 1). Registrar los pesos de partida de cada tolva y colocar tanto en la jaula.
- Día 4, registrar los pesos de cada tolva, cambiando la posición de la tolva A y B de la tolva al colocar de nuevo en la jaula.
- Día 5, registrar los pesos de cada tolva. Después de determinar los gramos de cada alimento consumido en los dos días, la preferencia de alimentos de la rata puede ser determinada.
- Repita los pasos 3.1 a 3.3 en múltiples ocasiones con los mismos animales que utilizan la comida grasa 12,5% en comparación con los alimentos con el aumento del contenido de grasa (por ejemplo, primero el 15%, al lado 17.5%, luego 20% y, por último, 45% de grasa).
4. Cálculos y análisis de datos
- Calcular la ingesta diaria de alimentos para cada animal restando la masa final de la tolva de alimentación + de la masa inicial de la comida+ Tolva. Debido a que cada comida se mide más de 2 días, el total de 2 días se pueden sumar para cada contenido de grasa%.
- Calcular la puntuación de preferencia la grasa dividiendo el consumo de la mayor de alimentos de grasa del total de alimentos consumidos durante cada período de dos días. Por ejemplo, una rata comió 8,9 g de la dieta de grasa 12,5% y 27,5 g de la dieta 17,5% durante 2 días. Por tanto, la puntuación de preferencia para ese animal individual es del 76% (27,5 dividido por 36,4).
- Promedio y el gráfico de la puntuación de preferencia para cada dieta (15%, 17,5%, 20% y 45% de grasa) (Figura 3). La ingesta total de alimentos también es informativo y fácilmente se puede trazar en gramos (Figura 4).
- Expresar la puntuación de preferencia (Figura 5A) y la ingesta total de alimentos (Figura 5B) como una función de la ingesta de energía total (kilocalorías) usando la densidad de energía en la Tabla 1.
- Si se utiliza más de un grupo de animales, lleve a cabo una repetición de dos víased mide ANOVA seguido de un post-test de Bonferroni. El análisis del poder indica que n = 8 animales por grupo es apropiado para detectar una diferencia de 7% entre los grupos de tratamiento.
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Representative Results
Las ratas tuvieron acceso físico a las dos tolvas de alimentos al mismo tiempo (Figura 1) con el fin de demostrar su preferencia por la elección de alimentos disponibles con diferente contenido en grasa (Tabla 1). Comida de rata se pesó diariamente y cualquier derrame de alimentos se encuentra fácilmente y representó (Figura 2). El derrame de finas partículas de alimentos se encontró que era mínimo y no influye sustancialmente los datos. Usando el modelo de Preferencia grasa, una clara preferencia entre los alimentos que contienen 12,5% de grasa y alimentos con mayor contenido graso se puede observar (p <0.05 preferencia sobre 12,5% en comparación con 17,5%, 20% y 45%, por ANOVA seguido de pruebas post hoc) ( la Figura 3A), que era dependiente del contenido de grasa (Figura 3B). Estos datos también puede ser expresado como gramos de alimento (Figura 4) o en la ingesta de energía (Figura 5), lo que permite una elección en la presentación de datos para su publicación. En estos estudios de alimentación a corto plazo con nosotrosing alimentos altos en grasa, un aumento de la energía total consumida se observa típicamente cuando los animales se les da acceso a aumentar el contenido de grasa de la dieta (Figura 5B).
Se realizó un análisis estadístico de los datos con el programa SPSS 20. Un ANOVA de medidas repetidas con post hoc prueba t (t test fue utilizado ya que no había grupos experimentales) se utilizó para determinar los efectos significativos principales, la interacción de los efectos principales y las diferencias en la preferencia por los alimentos individuales.
Figura 1. Una rata en su homecage con dos opciones de alimentos. La rata tiene acceso físico a las dos tolvas de alimentación y al agua. Tolvas de alimentos están llenos de garantizar el acceso ad libitum a ambos alimentos.
Figura 2. Derrame comida es muy visible y se puede explicar. Mientras que pesa cada día, cualquier alimento que no está contenido en la tolva se encuentra y se pesa.
Figura 3. Las ratas demuestran una creciente preferencia por alimentos con mayor contenido de grasa. A) Las ratas demuestran una preferencia significativa por 15%, 17,5%, 20%, y 45% de alimentos de grasa en comparación con el 12,5%. (* P <0,05, ANOVA seguido por el test post hoc). B) Método de Preferencia resultados Grasa en una curva "dosis-efecto", donde la preferencia cambia con grasa contenido en comparación con los alimentos de grasa 12,5%. Las barras de error representan el error estándar de la media.
Figura 4. Representación en gramos de la preferencia de las ratas por mayor de alimentos grasa. Preferencia expresa en gramos de alimentos que se consumen pueden proporcionar información adicional acerca de los cambios en la ingesta total de alimentos a lo largo del experimento. (* P <0,05, ANOVA seguido por el test post hoc). Las barras de error representan el error estándar de la media.
Figura 5. Representación en calorías de la preferencia de las ratas por mayor de alimentos grasa.
| Grasa | Carbohidrato | Proteína | Densidad de Energía | |||||||
| Dieta | % Gramo | % Kcal | % Gramo | % Kcal | % Gramo | % Kcal | kcal / gramo | |||
| 10% de grasa | 4.3 | 10 | 67.3 | 70 | 19.2 | 20 | 3.85 | |||
| 12.5% de grasa | 5.4 | 12.5 | 65.7 | 67 | 19.5 | 20 | 3.9 | |||
| 15% de grasa | 6.6 | 15 | 64.2 | 65 | 19.8 | 20 | 3.95 | |||
| 17.5% de grasa | 7.8 | 17.5 | 62.5 | 62 | 20.1 | 20 | 4.01 | |||
| 20% de grasa | 9 | 20 | 61 | 60 | 20.3 | 20 | 4.06 | |||
| 45% de grasa | 24 | 45 | 41 | 35 | 24 | 20 | 4.73 | |||
Tabla 1. Contenido de macronutrientes de los alimentos experimentales.
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Discussion
El modelo de Preferencia La grasa es un ensayo informativo y fácil de realizar la conducta alimentaria. Este ensayo ofrece una oportunidad para identificar mecanismos neurales y moleculares que subyacen a la preferencia de alimentos, que es una importante zona aún poco de investigación sobre la obesidad. Los cambios en la preferencia grasa de diferencias genéticas o manipulaciones farmacológicas pueden ser visualizados como desplazamientos a la derecha o hacia la izquierda en la curva de preferencia (Figura 3B). Es importante incluir los alimentos ricos en grasas media (15%, 17,5%, y 20%) para visualizar cualquier cambio en la curva de preferencia. Los cambios en la curva de preferencia la grasa se pueden interpretar de manera similar a cómo se interpretan los distintos dos pruebas de preferencia de elección de botellas 13,14. A medida que las ratas tienen un sesgo hacia comer alimentos altos en grasa, una disminución significativa preferencia de alimentos altos en grasa representa un posible cambio farmacológicamente relevantes en las opciones de composición de alimentos. De hecho, neuromedina receptor U 2 expresión tiene recientemente abejan mostrado alteraciones en la preferencia de grasa utilizando este modelo 15. La comida de color (Cuadro 1) hace que sea fácil determinar cualquier derrame antes de la comida diaria de pesada (Figura 2). Esto ayuda a asegurar una medición precisa de la ingesta diaria de alimentos. El método también es rápida para llevar a cabo y puede repetirse con concentraciones crecientes de grasa en la comida.
Hay algunas consideraciones especiales para las manipulaciones farmacológicas y genéticas de preferencia la grasa dietética. En estudios farmacológicos, la exposición compuesto es una consideración importante, porque este ensayo toma hasta 8 días. Por lo tanto, puede ser necesario administrar una o más veces al día dependiendo de la vida media y la dosis total de cada compuesto a ensayar compuestos farmacológicos. En los estudios genéticos, los tratamientos como la caída de un gen viral pueden requerir 14 días para la expresión estable que alargar la línea de tiempo experimental.
La composición de los alimentos en
Una limitación de este método es el gran número de tolvas de alimentos que requieren diaria de pesaje y de limpieza. Afortunadomente, estos períodos de alta de mano de obra y equipo son cortas (dos días a la prueba de preferencia), exigen una formación mínima y se pueden intercalar con períodos de sólo el 10% de acceso a los alimentos en grasa, según sea necesario.
Este modelo tiene algunas limitaciones. En primer lugar, los alimentos se presentan en un orden creciente de contenido de grasa que puede producir un efecto de orden. Sin embargo, este orden es necesario para minimizar los efectos a largo plazo de alto grado en grasas de consumo de alimentos en la elección de alimentos. Lucas y sus colegas han demostrado que el consumo de rata de grasa pura o emulsionada, además de comida de rata, se reducirá o aumentará con el día, respectivamente 16. Esto haría más difícil la interpretación de los resultados de los experimentos de la disminución de contenido de grasa o tras el acceso a la comida grasa del 45% en un tipo cuadrado latino experimento. Una segunda limitación es el uso repetido de la comida grasa 12,5% como línea de base para la comparación. Una preferencia disminuido por la comida grasa 12,5% provocaría un aumento aparente en la preferenciapor la comida con más grasa. Sin embargo, al no tener un alimento de referencia constante podría influir en la ingesta de grasas 16 y hacer la comparación de las preferencias imposible. Por último, nuestros resultados podrían interpretarse como una preferencia por los hidratos de carbono más bajas y no para una mayor grasa. Sin embargo, las ratas prefieren cada vez mayor (no menor) de contenido de hidratos de carbono 14,15 reducir la validez de esta interpretación.
En conclusión, el modelo de Preferencia de grasa se puede utilizar para determinar la preferencia de una rata entre dos alimentos de diferente contenido de grasa. Esta prueba permite al experimentador para determinar si los antecedentes genéticos o los tratamientos farmacológicos pueden manipular el contenido de grasa de preferencia una rata. Esta preferencia por una dieta alta en grasa ofrece una excelente validez aparente y representa un modelo de traslación correspondiente de la conducta alimentaria en los seres humanos.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores desean agradecer la financiación de UL1TR000071 (NCATS), P30DK079638 (NIDDK), P30DA028821 (NIDA) y T32DA07287 (NIDA).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Rodent diet with 10 kcal% fat | Research Diets | D12450B | 10% fat rat food |
| Rodent diet with 12.5 kcal% fat | Research Diets | D07040501 | 12.5% fat rat food |
| Rodent diet with 15 kcal% fat | Research Diets | D07040502 | 15% fat rat food |
| Rodent diet with 17.5 kcal% fat | Research Diets | D07040503 | 17.5% fat rat food |
| Rodent diet with 20 kcal% fat | Research Diets | D07040504 | 20% fat rat food |
| Rodent diet with 45 kcal% fat | Research Diets | D12451 | 45% fat rat food |
| Rat feeders (3.75"W x 2.875"D x 5.25"H) | Labex of MA | 2528 | Food hoppers |
References
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