Summary
Influenze tenore di grassi alimentari, sia l'apporto energetico e composizione corporea grasso nei mammiferi. Esaminando la preferenza ratti di cibo ricco di grassi in una serie di esperimenti di scelta, è possibile testare le differenze genetiche e interventi farmacologici sulla loro preferenza per il cibo ricco di grassi.
Abstract
L'obesità è un problema crescente negli Stati Uniti d'America, con più di un terzo della popolazione classificati come obesi. Un fattore che contribuisce a questo disturbo multifattoriale è il consumo di una dieta ricca di grassi, un comportamento che ha dimostrato di aumentare sia l'apporto calorico e contenuto di grasso corporeo. Tuttavia, gli elementi che regolano la preferenza per il cibo ricco di grassi rispetto ad altri alimenti restano poco studiato.
Per superare questo deficit, un modello per verificare rapidamente e facilmente cambiamenti nella preferenza per grasso alimentare è stato sviluppato. Il modello Preferenze Fat presenta ratti con una serie di scelte tra cibi con diverso contenuto di grassi. Come gli esseri umani, i ratti hanno una tendenza naturale verso il consumo di alimenti ad alto contenuto di grassi, rendendo il modello di ratto ideale per gli studi traslazionali. Cambiamenti nelle preferenze possono essere attribuite a né l'effetto di differenze genetiche o interventi farmacologici. Questo modello consente l'esplorazione dei fattori che determinano la preferenza grasso e scherzare agenti farmacologici che influenzano l'acquisizione di obesità.
Introduction
L'obesità è un problema diffuso negli Stati Uniti 1, con i Centers for Disease Control and Prevention stima che oltre un terzo degli adulti americani sono obesi. L'obesità è stata anche identificata come un fattore di rischio per numerosi problemi di salute, tra cui il diabete di tipo 2, pressione alta e colesterolo alto 2. Mentre molti fattori hanno dimostrato di influenzare l'aumento dei tassi di obesità, c'è interesse in corso e polemiche nel ruolo macronutrienti svolgono nell'obesità 3,4.
Un fattore che contribuisce all'obesità è elevata assunzione di grassi 5. Aumento del grasso alimentare è correlata con l'aumento del consumo di energia umana 6 e aumenti significativi nel corpo contenuto di grasso 7,8. Inoltre, i grassi alimentari ha un valore di ricompensa sia durante che dopo il consumo di 7,9. Pertanto, per determinare quali fattori influenzano la preferenza per i cibi ad alto contenuto di grassi può entrambi desi farmacoterapeutiche guidagn e promuovere la comprensione delle scelte alimentari sottostanti che possono portare all'obesità. Il modello Preferenze Fat qui descritta test per la preferenza dei topi tra gli alimenti di diverso contenuto di grassi, ma il valore nutritivo simile. In particolare, questo modello presenta i ratti con una scelta di due cibi diversi contemporaneamente permettendo così la quantificazione della preferenza basata sulla grammi consumato del cibo grasso più basso versi il cibo grasso superiore. Effetti farmacologici e genetici possono essere misurati come variazione di preferenza per il cibo con alto contenuto di grassi.
Il modello preferenza Fat serve per integrare i modelli di assunzione di cibo appetibile ampiamente usati 10, ma offre anche diversi vantaggi. Questo modello permette lo sperimentatore di valutare specificamente comportamento alimentare in un ambiente controllato in cui sono disponibili due opzioni di cibo. Modelli alimentazione ricca di grassi tradizionali offrono solo alimento che elimina la capacità di studiare scelta degli alimenti, un importanteaspetto della assunzione di cibo umano. Alcuni saggi non offrono diversi tipi di cibo e sono spesso indicati come "mensa" studi tipo di alimentazione 11. Questi studi soffrono di riproducibilità perché il cibo umano è spesso usato nel test e non è adatto per l'ambiente di laboratorio a causa della variabilità dei nutrienti. Usiamo diete definite che contengono singoli ingredienti depurati migliorando notevolmente la riproducibilità e la flessibilità per modificare il contenuto macronutrienti come grassi alimentari. Con maggiore apporto dietetico di grassi associata con l'obesità nell'uomo 5 e la preferenza naturale umano per maggiori cibi grassi 12, i trattamenti che alterano ratto preferenza per i cibi molto grassi possono fornire informazioni preziose in obesità.
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Protocol
Tutte le procedure sperimentali sono in conformità con la guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio (Istituto di Laboratorio risorse animali (US), 1996) e con l'approvazione del Comitato Istituzionale cura degli animali ed uso presso l'Università del Texas Medical Branch.
1. Soggetti
- Singola casa ratti maschi Sprague-Dawley peso di 225-250 gr a 21 ° C e 30-50% di umidità relativa con un ciclo luce-buio 12 ore (luci accese 06:00-6: 12:00).
- Mantenere ratti su un alimento basso contenuto di grassi (grassi 10% da energia). Abituare i ratti al cibo e colonia stanza per almeno 7 giorni prima della sperimentazione. Gli animali sono abituati alla movimentazione e il dosaggio di veicolo per tre giorni prima di iniziare gli studi. Il primo giorno dopo l'assuefazione è la Giornata sperimentale 1.
2. Preferenza Baseline
- Giorno 1, riempire due tramogge alimentari puliti, quella contrassegnata con A e B con l'altro, con il cibo grasso 10% per ogni gabbia. Weigh le tramogge alimentari (con il cibo) e metterli in gabbia, assicurando il ratto ha accesso ad entrambi.
- 2 ° giorno, approssimativamente alla stessa tramogge alimentari tempo sono stati collocati nella gabbia il giorno prima, registra i pesi tramoggia alimentari e cambiare le posizioni dei tramoggia A e B. Questa tramoggia mitiga polarizzazione posizione. Sempre esaminare la gabbia di casa per qualsiasi cibo rimosso dalla tramoggia, pesa, e conto. L'assunzione di cibo è misurato dal cambiamento nel peso tramoggia tra i giorni.
- Giorno 3, registrare i pesi tramoggia alimentari come prima. Esaminare la quantità di cibo consumato in ogni posizione cibo tramoggia e identificazione cibo tramoggia (A e B). Questo dato dà una comprensione di base della posizione pregiudizi e specifica la preferenza tramoggia, e dovrebbe avere un punteggio di preferenza di circa il 50% indica nessuna preferenza. Buttare via il cibo rimanente.
3. Preferenza Fat
- Giorno 3, ottieni due tramogge alimentari puliti per ogni gabbia. E 'importante utilizzare tramogge alimentari pulitiogni volta che il passaggio tra i diversi cibi da evitare che odori di confondimento da esperimenti precedenti. Riempire serbatoio A con il 12,5% di cibo grasso e tramoggia B con cibi grassi il 15% (Tabella 1). Registrare il peso di partenza di ogni tramoggia e posizionare sia in gabbia.
- Giorno 4, registrare i pesi di ciascuna tramoggia, passando le posizioni di tramoggia A e B tramoggia su di metterli di nuovo in gabbia.
- Giorno 5, registrare i pesi di ciascuna tramoggia. Dopo aver determinato i grammi di ogni alimento consumato in entrambi i giorni, cibo preferenza del ratto può essere determinato.
- Ripetere i passi 3.1 a 3.3 più volte con gli stessi animali utilizzando 12,5% cibo grasso rispetto agli alimenti con l'aumento del contenuto di grassi (ad esempio, prima 15%, prossima 17,5%, poi 20%, ed infine 45% di grasso).
4. Calcoli e analisi dei dati
- Calcolare la alimentazione quotidiana per ogni animale sottraendo la massa finale del cibo + tramoggia dalla massa di partenza del cibo+ Tramoggia. Poiché ogni cibo è misurato in 2 giorni, il totale di due giorni può essere sommati per ogni contenuto di grassi%.
- Calcolare il punteggio di preferenza grasso dividendo l'assunzione del cibo grasso superiore dal cibo totale consumata su ogni periodo di due giorni. Per esempio, un ratto mangiato 8,9 g di sostanza grassa 12,5% e 27,5 g dieta della dieta 17,5% in 2 giorni. Pertanto il punteggio di preferenza per l'individuo animale è del 76% (27,5 diviso per 36,4).
- Media e grafico il punteggio preferenza per ogni dieta (15%, 17,5%, 20%, e 45% di grassi) (Figura 3). L'assunzione di cibo totale è anche informativo e può facilmente tracciare grammi (Figura 4).
- Esprimere il punteggio di preferenza (figura 5A) e l'assunzione di cibo totale (Figura 5B) in funzione del consumo totale di energia (kcal) usando la densità di energia in Tabella 1.
- Se si utilizza più di un gruppo di animali, eseguire una ripetizione a due vieEd misura ANOVA seguita da un post-test di Bonferroni. Analisi della potenza indica che n = 8 animali per gruppo è appropriato per rilevare una differenza del 7% tra i gruppi di trattamento.
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Representative Results
I ratti hanno avuto accesso fisico ad entrambe le tramogge alimentari contemporaneamente (Figura 1), al fine di dimostrare la preferenza per scelte alimentari disponibili con diverso contenuto di grassi (Tabella 1). Cibo ratto è stato pesato ogni giorno e qualsiasi versamento cibo era facilmente reperibile e contabilizzato (Figura 2). Sversamenti di particelle di cibo sottili è risultata essere minima e non influenza in modo sostanziale i dati. Utilizzando il modello Preferenze Fat, una netta preferenza tra gli alimenti che contengono il 12,5% di grassi e cibi grassi superiori può essere osservato (p <0,05 preferenza rispetto al 12,5% rispetto al 17,5%, 20% e il 45%, seguita da ANOVA test post hoc) ( Figura 3A) che era dipendente dal contenuto di grassi (Figura 3B). Questi dati possono anche essere espresso come grammi di alimento (Figura 4) o in apporto energetico (Figura 5), consentendo una scelta nella presentazione dei dati per la pubblicazione. In questi studi sull'alimentazione a breve termine ciing cibi ad alto contenuto di grassi, un aumento dell'energia totale consumata è tipicamente osservata quando gli animali hanno accesso ad aumentare il contenuto di grassi nella dieta (Figura 5B).
L'analisi statistica dei dati è stata effettuata utilizzando il software SPSS 20. Un misure ANOVA ripetute con il post hoc test t (t test è stato utilizzato in quanto non c'erano gruppi sperimentali) è stato utilizzato per determinare significativi effetti principali, l'interazione degli effetti principali e le differenze di preferenza per i singoli alimenti.
Figura 1. Un topo nella sua homecage con due scelte alimentari. Il ratto ha accesso fisico ai due tramogge cibo e all'acqua. Tramogge alimentari sono pieni di garantire ad libitum l'accesso a entrambi gli alimenti.
Figura 2. Fuoriuscita cibo è molto visibile e può essere rappresentato. Mentre pesatura cibo quotidiano, qualsiasi alimento che non è contenuto nella tramoggia viene trovato e pesato.
Figura 3. Rats dimostrano una preferenza crescente per alimenti con alto contenuto di grassi. A) I ratti dimostrano una significativa preferenza per il 15%, 17,5%, 20%, e 45% di cibi grassi rispetto al 12,5%. (* P <0,05, da ANOVA seguita dopo la prova hoc). B) preferenza Fat risultati del metodo in una curva "dose-effetto", dove la preferenza cambia con grasso cONTENUTO rispetto al 12,5% grassi alimentari. Le barre di errore rappresentano l'errore standard della media.
Figura 4. Rappresentazione in grammi di preferenza ratti di cibo grasso superiore. Preferenze espresso in grammi di cibo consumato in grado di fornire ulteriori informazioni sui cambiamenti di cibo totale nel corso dell'esperimento. (* P <0.05, ANOVA seguita dal test post hoc). Le barre di errore rappresentano l'errore standard della media.
Figura 5. Rappresentanza in calorie di preferenza ratti di cibo grasso superiore.
| Grasso | Carboidrati | Proteina | Densità di energia | |||||||
| Dieta | % G | % Kcal | % G | % Kcal | % G | % Kcal | kcal / grammo | |||
| 10% di grassi | 4.3 | 10 | 67.3 | 70 | 19.2 | 20 | 3.85 | |||
| 12,5% di grassi | 5.4 | 12.5 | 65.7 | 67 | 19.5 | 20 | 3.9 | |||
| 15% di grassi | 6.6 | 15 | 64.2 | 65 | 19.8 | 20 | 3.95 | |||
| 17,5% di grassi | 7.8 | 17.5 | 62.5 | 62 | 20.1 | 20 | 4.01 | |||
| 20% di grasso | 9 | 20 | 61 | 60 | 20.3 | 20 | 4.06 | |||
| Il 45% di grassi | 24 | 45 | 41 | 35 | 24 | 20 | 4.73 | |||
Tabella 1. Contenuti macronutrienti dei cibi sperimentali.
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Discussion
Il modello preferenza grasso è un saggio informativo e di facile esecuzione del comportamento alimentare. Questo saggio offre l'opportunità di identificare neurali e meccanismi molecolari che sono alla base preferenza cibo, che è un'importante area ancora poco studiato della ricerca sull'obesità. Cambiamenti nelle preferenze dei grassi da differenze genetiche o manipolazioni farmacologiche possono essere visualizzate come spostamenti verso destra o verso sinistra della curva di preferenza (Figura 3B). E 'importante includere i cibi grassi medie (15%, 17,5% e 20%) per visualizzare eventuali spostamenti della curva di preferenza. Gli spostamenti della curva di preferenza grasso possono essere interpretati in modo simile a come le varie due prove scelta preferenza bottiglie vengono interpretati 13,14. Come i ratti hanno una polarizzazione verso mangiare cibi ad alto contenuto di grassi, una significativa diminuzione della preferenza alimentare ricco di grassi rappresenta un possibile cambiamento farmacologicamente rilevanti nelle scelte di composizione degli alimenti. Infatti, neuromedin recettore U 2 espressione ha recentemente apen dimostrato di alterare la preferenza grasso con questo modello 15. Il cibo colorato (Tabella 1) è facilissimo determinare eventuali versamenti prima che il cibo quotidiano di pesatura (Figura 2). Questo consente di garantire una misurazione precisa del cibo quotidiano. Il metodo è anche veloce da eseguire e può essere ripetuto con concentrazioni crescenti di grasso nel cibo.
Ci sono alcune considerazioni particolari per manipolazioni farmacologiche e genetiche della dieta preferenza grasso. Negli studi farmacologici, esposizione composto è una considerazione importante perché questo test richiede fino a 8 giorni. Pertanto, composti farmacologici può essere necessario somministrare una o più volte al giorno a seconda del tempo di dimezzamento e la dose totale di ciascun composto in esame. Negli studi genetici, trattamenti come knockdown virale di un gene possono richiedere 14 giorni per l'espressione stabile che allungare la timeline sperimentale.
La composizione cibo
Una limitazione di questo metodo è il gran numero di tramogge alimentari che richiedono pesatura quotidiana e pulizia. Fortunatoly, questi periodi di alta manodopera e attrezzature sono brevi (due giorni alla prova di preferenza), richiedono una formazione minima e possono essere intervallati da periodi di solo il 10% di grassi accesso al cibo come necessario.
Questo modello ha alcune limitazioni. In primo luogo, i cibi sono presentati in ordine crescente di grassi contenuti che possono produrre un effetto ordine. Tuttavia, questo ordine è necessario ridurre al minimo gli effetti a lungo termine di alto contenuto di grassi consumo alimentare nella scelta degli alimenti. Lucas e colleghi hanno mostrato che il consumo di ratto grasso puro o emulsionato, oltre al ratto chow, diminuirà o aumenterà nel giorni, rispettivamente 16. Ciò renderebbe difficile interpretare i risultati di esperimenti in diminuzione del contenuto di grassi o dopo l'accesso al cibo grasso del 45% in un esperimento latino tipo quadrato. Un secondo limite è l'uso ripetuto del cibo grasso del 12,5% come base per il confronto. Una preferenza diminuito per il cibo grasso 12,5% causerebbe un aumento apparente nella preferenzaper il cibo grasso superiore. Tuttavia, non riuscendo ad avere un alimento di riferimento costante potrebbe influenzare l'assunzione di grassi 16 e fare confrontando le preferenze impossibile. Infine, i nostri risultati potrebbero essere interpretati come una preferenza per i carboidrati più bassi e non per una maggiore grasso. Tuttavia, i ratti preferiscono aumentare (non diminuire) contenuto di carboidrati 14,15 ridurre la validità di questa interpretazione.
In conclusione, il modello Preferenze grasso può essere utilizzata per determinare la preferenza di un topo tra due alimenti di diverso contenuto di grassi. Questo test permette lo sperimentatore per determinare se background genetico o trattamenti farmacologici in grado di manipolare il grasso preferenza contenuto di un ratto. Questa preferenza per una dieta ricca di grassi offre un'eccellente validità di facciata e rappresenta un modello traduzionalmente rilevante del comportamento alimentare negli esseri umani.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori desiderano ringraziare finanziamenti UL1TR000071 (NCATS), P30DK079638 (NIDDK), P30DA028821 (NIDA) e 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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