Valutazione degli effetti metabolici del digiuno intermittente isocalorico 2:1 nei topi

Due a uno regime di digiuno intermittente comprendono un giorno di digiuno seguito da due giorni di alimentazione che consente di studiare gli effetti degli interventi dietetici che comportano una restrizione periodica dell'energia piuttosto che gli effetti dell'apporto calorico. A differenza del digiuno giornaliero alternativo, che si traduce nell'alimentazione sotto l'alimentazione di due a uno il digiuno intermittente fornisce ai topi abbastanza tempo per compensare completamente la perdita di energia e la riduzione del peso corporeo, che si verificano durante il digiuno. Ciò consente agli scienziati di esaminare gli effetti del digiuno periodico indipendentemente dall'apporto calorico.

Il digiuno intermittente da due a uno promuove una serie di benefici contro la dieta utilizzati nell'obesità e nella disfunzione metabolica associata, tra cui l'omeostasi del glucosio compromessa e la malattia epatica grassa. Questo protocollo può essere facilmente adattato a un regime dietetico da cinque a due composto da cinque giorni di alimentazione e due giorni di digiuno o alimentazione limitata nel tempo in cui l'accesso al cibo è limitato a otto ore al giorno. Se si utilizza un modello di mouse, che mostra un comportamento di alimentazione alternativo, come l'iperfagia, l'alimentazione ad libitum potrebbe non essere una condizione di controllo adeguata.

In questo caso, sarà necessaria una regola di alimentazione di coppia per esaminare e confrontare gli effetti del digiuno intermittente. Inizia preparando una dieta normale o una dieta ricca di grassi per modelli di topi obesi indotti dalla magra e dalla dieta. Misurare il peso corporeo di base e la composizione di ogni topo C57BL/6J maschio di sette settimane utilizzando rispettivamente una bilancia e EchomRI.

In base al peso e alla composizione corporea, i risultati si travidono casualmente e equamente i topi in due gruppi: ad libitum o AL, un digiuno intermittente o gruppi IF. Quindi, posizionare due o tre topi per gabbia assicurando che i topi abbiano libero accesso all'acqua potabile. Lasciare che i topi una settimana si acclimatino al nuovo ambiente della gabbia prima di iniziare il regime IF.

Quando sei pronto per iniziare il periodo di digiuno, sposta i topi in una gabbia pulita con biancheria da letto fresca alle 12:00 .m. Fornire una quantità ponderata di cibo al gruppo AL. Nessun cibo per il gruppo IF.

Dopo 24 ore, pesare i topi in entrambi i gruppi e il cibo rimasto nelle gabbie di AL. Alle 12:00.m, fornire una quantità ponderata di cibo sia ai gruppi AL che IF.

Una volta che il periodo di alimentazione è finito misurare il peso dei topi e il cibo rimasto. Ripetere il ciclo per tutta la durata dello studio. Impostare un gruppo di alimentazione a coppia o controllato con PF per tutta la durata dell'esperimento al fine di garantire un confronto indipendente dalle calorie con IF. Misurare la quantità di cibo consumata dal gruppo IF.

Dividilo uniformemente in tre porzioni e fornisci una porzione al giorno al controllo PF. Quando si lavora con animali con comportamenti alimentari alterati, come l'iperfagia, è fondamentale fornire una quantità uguale di cibo ogni giorno al gruppo di controllo alimentato a coppia al fine di impedire ai topi di mangiare il cibo tutto in una volta. Per analizzare la composizione corporea dei topi accendere l'analizzatore di composizione corporea e lasciare la macchina attiva per due o tre ore per riscaldarsi.

Prima di utilizzarlo, eseguire un test di sistema per garantire l'accuratezza della misurazione. E se necessario, calibrare il sistema con olio di colza. Misurare il peso corporeo di ogni mouse.

Quindi, posizionarlo nel piccolo supporto cilindrico animale. Inserire un delimitatore per vincolare il movimento fisico del mouse durante la misurazione. Posizionare il supporto nell'analizzatore di composizione corporea.

Eseguire il programma di scansione, che dovrebbe richiedere da 90 a 120 secondi. Quindi, rimuovere il supporto dall'apparecchiatura. Riposizionare il topo nella gabbia.

Condurre un test di tolleranza al glucosio e all'insulina per esaminare gli effetti del digiuno intermittente sull'omeostasi del glucosio. Dopo un digiuno notturno o di sei ore, eseguire un'iniezione intraperitoneale di glucosio o insulina su ciascun topo. Quindi, misurare la glicemia a 0, 5, 15, 30, 60 e 120 minuti dopo l'iniezione usando un glucometro.

Per studiare gli effetti del digiuno intermittente sul metabolismo energetico, eseguire la calorimetria indiretta su un singolo ciclo di IF. Dopo che i topi si sono acclimatato al sistema, digiunali rimuovendo cibo e briciole dalla tramoggia e dal fondo della gabbia. Re-introdurre il cibo dopo 24 ore per il periodo di rialimentazione di due giorni. Alla fine del ciclo IF, riporta i topi nella loro gabbia originale e raccogli dati dal programma.

I topi che hanno digiunato per 24 ore hanno sperimentato una riduzione fino al 10% del peso corporeo, che è stato completamente recuperato dopo due giorni di rialimentazione. Confrontando l'assunzione di energia da uno a uno e due a uno di digiuno intermittente, si è scoperto che un giorno di periodo di rialimentazione non era sufficiente a compensare il calorico perso che si verificava durante il digiuno. Rispetto all'AL, il trattamento IF ha portato a un aumento del peso corporeo inferiore nei topi di tipo selvatico nutriti con chow normale o dieta ricca di grassi senza differenze significative nell'assunzione di cibo.

L'analisi della composizione corporea ha rivelato che IF ha ridotto la massa grassa senza cambiare la massa magra nei topi di tipo selvatico. Gli esperimenti con il controllo dell'alimentazione a coppia hanno confermato che la diminuzione dell'aumento di peso corporeo da parte di IF non era dovuta a un'assunzione alterata di energia nei topi di tipo selvatico. Tuttavia, nel gruppo di controllo geneticamente obeso, ob/ob, i topi alimentati a coppia erano indistinguibili dal gruppo IF nel peso corporeo e nella composizione corporea.

Test di tolleranza al glucosio e all'insulina hanno dimostrato che i topi IF a dieta ricca di grassi mostravano un miglioramento significativo dell'omeostasi del glucosio rispetto alla dieta ricca di grassi AL e ai topi alimentati a coppia con dieta ricca di grassi. Nei topi ob/ob, il gruppo IF ha mostrato una gestione significativamente migliorata del glucosio con escursioni di glucosio più piccole rispetto al gruppo di controllo alimentato a coppia con sensibilità all'insulina non influenzata. Un altro effetto metabolico del SE osservato nei topi di tipo selvatico è stato un maggiore consumo di ossigeno indicativo del dispendio energetico specificamente durante il periodo di alimentazione.

Il comportamento alimentare dei topi può essere influenzato da fattori ambientali tra cui la densità abitativa. Pertanto, è importante mantenere lo stesso numero di topi alloggiati per gabbia tra i gruppi e nel corso dello studio. Quando si utilizza un nuovo modello di mouse, si consiglia di esaminare il comportamento di alimentazione prima di eseguire un esperimento di digiuno intermittente.

Il digiuno intermittente da due a uno isocalorico può essere facilmente applicato ad altri modelli di malattia tra cui diabete, malattie cardiache, aterosclerosi e malattie neurologiche.