Name: Smaczna dieta stołówkowa w stylu zachodnim jako niezawodna metoda modelowania otyłości wywołanej dietą u gryzoni (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-11-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Poznaj metodę diety stołówkowej do modelowania otyłości wywołanej dietą u gryzoni. Ta niezawodna technika pozwala szczegółowo badać zmiany metaboliczne i neuronalne związane z przejadaniem się.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Praca była wspierana przez granty projektu NHMRC (#568728, #150262, #1126929) dla MJM.

Opisany tutaj protokół został zoptymalizowany do stosowania u szczurów. Chociaż z powodzeniem stosowaliśmy dietę CAF u myszy17,18, mielenie miękkiej żywności może wprowadzić dalszy błąd, zmniejszając wiarygodność środków przyjmowania pokarmu19. Protokół ten został zatwierdzony przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Etyki na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii i jest zgodny z australijskimi wytycznymi dotyczącymi wykorzystywania i opieki nad zwierzętami do celów naukowych (wydanie 8) dostarczonymi przez Australijską Narodową Radę Zdrowia i Badań Medycznych.
UWAGA: W naszych krótkoterminowych badaniach (np. <10 tygodni dostępu ad libitum do CAF) zaobserwowano bardzo niewiele działań niepożądanych; nie ma dowodów na zmiany w ogólnym samopoczuciu, aktywności, towarzyskości lub zachowaniu podobnym do lęku u szczurów na diecie CAF20. Po dłuższych odstępach czasu (>16 tygodni) u szczurów karmionych CAF obserwowano bardzo sporadyczne incydenty sercowo-naczyniowe.
1. Aklimatyzacja i trzymanie zwierząt
<ol>
	<li>Szczury należy zaaklimatyzować w obiekcie na 5–7 dni po przyjeździe z bezpłatnym dostępem do karmy kontrolnej i wody. Ze szczurami należy obchodzić się codziennie od 24 godzin po przyjeździe; Dieta CAF obejmuje codzienną interakcję z klatką, dlatego ważne jest regularne obchodzenie się z nią.</li>
	<li>Upewnij się, że wszystkie klatki są wzbogacone o środowisko. Standardowa klatka zawiera pudełko z czerwonego polimetakrylanu metylu, materiał do gniazdowania i drewniany patyczek do żucia, co jest ważne, ponieważ miękkie pokarmy dostarczane w diecie CAF mogą powodować u szczurów wady zgryzu bez dostępu do twardszych przedmiotów do żucia.</li>
	<li>Przed rozpoczęciem diety CAF przypisz klatki do grup CAF lub chow i upewnij się, że są one dopasowane do początkowej masy ciała, porównując średnią i zakres mas ciała między grupami i ponownie przydzielając je w razie potrzeby. Ponieważ ekspozycja na światło może wpływać na rytm okołodobowy, spożycie pokarmu i aktywność, upewnij się, że klatki CAF i karmy są równomiernie rozmieszczone w pomieszczeniu kolonijnym. 
	nuta: Gryzonie tworzą hierarchie społeczne, gdy są trzymane w grupie (zwłaszcza samce). Skutki stresu społecznego są częściowo kontrolowane przez zapewnienie, że szczury są trzymane z innymi osobami o podobnej masie ciała (w celu zmniejszenia znęcania się w klatce). Dodatkowo dieta kafeteryjna powinna być równomiernie rozłożona po klatce, aby wszystkie szczury miały dostęp do diety.</li>
</ol>
2. Wybór i konfiguracja diety
<ol>
	<li>Planowania
	<ol>
		<li>Upewnij się, że regularne jedzenie i woda są zawsze dostępne i są uzupełniane co najmniej dwoma słodkimi i dwoma pikantnymi produktami każdego dnia (przykład tygodniowego harmonogramu pokazano w Tabeli 1; opcje żywieniowe na 3 dni pokazane w <silna klasa="xfig">Rysunek 1). Opcjonalne dodatki to wysokotłuszczowa, wysokosłodzona karma i 10% roztwór sacharozy.</li>
		<li>Wybieraj produkty z każdej kategorii, które są podobne pod względem proporcji makroskładników: wszystkie słodkie produkty mają stosunkowo wyższą zawartość węglowodanów niż tłuszczu, a wszystkie pikantne produkty mają wyższą zawartość tłuszczu niż węglowodanów. Staraj się zapewnić podobne proporcje tłuszczu, węglowodanów, cukru i białka w każdym codziennym zestawie pokarmów CAF.</li>
		<li>Regularnie monitoruj spożycie przez cały czas trwania eksperymentu, aby w razie potrzeby dostosować menu do utrzymania hiperfagii. Tabela 2 zawiera informacje o gęstości energetycznej i makroskładnikach odżywczych dla kilku przykładowych pokarmów oraz sugerowane ilości wyjściowe dla 200 g samców szczurów Sprague Dawley.</li>
		<li>Unikaj podawania pojedynczego pokarmu przez kolejne dni lub zbyt często w ciągu tygodnia, ponieważ może to zmniejszyć spożycie tego pokarmu. W takim przypadku należy pominąć żywność w harmonogramie na kilka dni przed ponownym włączeniem. 
		nuta: Szczury mogą wykazywać neofobię, a większość nowych pokarmów wymaga wielokrotnych ekspozycji, aby określić, czy zostaną spożyte. Szczury zazwyczaj nie preferują pokarmów zawierających drożdże (pieczywo, pizza itp.) ani tych o smaku cytrusowym lub kawowym.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Karmy mokre
	<ol>
		<li>Rozważ umieszczenie żywności o wyższej zawartości wilgoci w pojemniku, takim jak puszka po tuńczyku, aby uniknąć zabrudzenia ściółki. W takim przypadku należy również zapewnić puste pojemniki do kontroli klatek.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pozyskiwanie diet
	<ol>
		<li>Upewnij się, że użyte produkty spożywcze CAF są zszywkami lub uzyskaj wystarczającą ilość na cały eksperyment, aby produkty spożywcze pozostały spójne i nie trzeba ich zastępować.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przechowywanie diety
	<ol>
		<li>Przechowuj żywność zgodnie ze wskazaniami na opakowaniu lub w temperaturze -20 °C i rozmroź na noc przed użyciem. Przechowuj suche produkty (herbatniki) w hermetycznym pojemniku.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Roztwór sacharozy (opcjonalnie)
	<ol>
		<li>Przygotować roztwór sacharozy, zwykle 10% (w/v) luzem (2–5 l) i przechowywać w temperaturze 4 °C, gdy nie jest używany.</li>
		<li>Butelki z sacharozą należy wymieniać co najmniej raz w tygodniu, aby zapobiec rozwojowi bakterii lub grzybów. Codziennie sprawdzaj butelki i wymieniaj, jeśli zaobserwuje się oznaki wzrostu. 
		nuta: Sacharoza jest dostarczana jako dodatek do wody, która jest zawsze dostępna.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Przygotowanie diety w stołówce
<ol>
	<li>rozmrażać
	<ol>
		<li>Wyjmij odpowiednie ilości żywności CAF do rozmrożenia ~24 godziny przed użyciem. Żywność można rozmrażać za pomocą kuchenki mikrofalowej, ale nie należy jej prezentować, gdy jest gorąca.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Codzienne uzupełnianie diety CAF
	<ol>
		<li>Codzienna zmiana karmy diety CAF zapewnia maksymalizację różnorodności i zminimalizowanie zabrudzenia klatek. Ponieważ szczury zjadają większość swojego dziennego spożycia w początkowej części ciemnego cyklu, zaplanuj uzupełnianie pokarmu CAF blisko początku ciemnego harmonogramu, aby pokarm był świeży w tym czasie. Uzupełnij dietę CAF w dniu, w którym spożycie pokarmu nie jest mierzone.</li>
		<li>Nakarm grupy karmione w sposób, który zapewni, że ta grupa będzie miała podobne codzienne doświadczenia, jak poniżej.
		<ol>
			<li>Odwróć butelki z wodą (wylewki do góry), umieść klatkę na miejscu pracy i zdejmij pokrywę.</li>
			<li>Lekko naruszaj ściółkę przez około 20 sekund, aby zasymulować proces zbierania artykułów spożywczych z ściółki klatek CAF.</li>
			<li>Umieść małą garść granulek z pojemnika na żywność w ściółce, aby wyrównać narażenie na żywność na pościeli klatki.</li>
			<li>Zwróć pokrywę klatki i wróć do stojaka, wymieniając butelki z wodą tylko wtedy, gdy klatka jest osadzona, aby zminimalizować rozlanie.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Karmienie grup kafeterii
		<ol>
			<li>Przygotuj produkty diety CAF w oznaczonym pojemniku dla każdej klatki.</li>
			<li>Odwróć butelki z wodą (wylewki do góry), umieść klatkę na miejscu pracy i zdejmij pokrywę.</li>
			<li>Usuń jak najwięcej starej diety stołówkowej z pościeli.</li>
			<li>Umieść świeżą dietę kafeteryjną w klatce.</li>
			<li>Zamknij klatkę i wróć do stojaka.</li>
			<li>Wymień butelki z wodą i sacharozą. 
			nuta: Aby uniknąć narażania szczurów chow na dietę CAF, rozważ karmienie klatek przed klatkami CAF lub odwrotnie. Rękawiczki należy zmieniać między kontaktami ze szczurami z różnych grup dietetycznych.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W razie potrzeby uzupełnij butelki z karmą, wodą i sacharozą. Robienie tego po innych procedurach jest bardziej wydajne, ponieważ pudełka są cięższe po uzupełnieniu jedzenia i wody. 
	nuta: Skrzynki CAF brudzą się szybciej i muszą być częściej wymieniane, aby uniknąć stresu wywołanego narażeniem na mokrą ściółkę, a także silnymi zapachami. Codziennie sprawdzaj pościel i zmieniaj ją w razie potrzeby.</li>
</ol>
4. Spożycie pokarmu w ciągu 24 godzin
UWAGA: Pomiary spożycia pokarmu są przeprowadzane przez dyskretny okres 24 godzin kilka razy w tygodniu.
<ol>
	<li>Rozpoczynając dietę CAF, mierz masę ciała i przyjmowane pokarmy przez 24 godziny co najmniej dwa razy w tygodniu, aby monitorować skuteczność diety. Rozpocznij pomiary spożycia pokarmu w pobliżu początku fazy ciemnej. Staraj się prezentować ten sam zestaw pokarmów CAF w dniach pomiaru spożycia pokarmu, ponieważ zrównanie smaku i gęstości energetycznej pozwoli na dokładne monitorowanie zmian w czasie. 
	nuta: Może to nie być możliwe w przypadku badań wymagających >2 pomiarów spożycia pokarmu tygodniowo, ponieważ nadmierna ekspozycja na te same pokarmy może z czasem zmniejszyć hiperfagię.</li>
	<li>CAF i środki dotyczące spożycia w diecie kontrolnej
	<ol>
		<li>Przygotuj dietę CAF i umieść ją w oznakowanym pojemniku dla każdej klatki, ważąc i rejestrując każdy składnik. Rysunek 1 przedstawia kompletny zestaw karm CAF. Tabela 3 zawiera przykładowy arkusz monitorowania spożycia żywności.</li>
		<li>W razie potrzeby uzupełnij wodę, sacharozę i poziom karmy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Do klatek dla chow (kontrolnych)
	<ol>
		<li>Odwróć butelki z wodą (wylewki do góry), umieść klatkę na miejscu pracy i zdejmij pokrywę.</li>
		<li>Zważ szczury, a następnie przenieś je do klatki ze świeżą ściółką, wraz ze wzbogaceniem środowiska.</li>
		<li>Rekordowa waga butelek z wodą i karmy.</li>
		<li>Załóż pokrywę klatki, umieść klatkę z powrotem na stojaku, a następnie odwróć butelki z wodą. Do klatki można dodać małe tabliczki z napisem "PRZYJMOWANIE POKARMU", aby powiadomić personel i badaczy, aby nie dotykać butelek i karmy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dla koszyków CAF:
	<ol>
		<li>Wykonaj te same czynności, co w kroku 4.3. Dodatkowo rozsyp wstępnie zważony pojemnik z karmą CAF wokół klatki ze świeżą ściółką przed przeniesieniem szczurów.</li>
		<li>Pozostaw szczury na okres 24 godzin przy minimalnych zakłóceniach. Rejestruj wszelkie nieprzewidziane zakłócenia (np. przybycie nowych szczurów do pomieszczenia kolonijnego lub zmiany w hałasie otoczenia).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zakończ pomiar spożycia pokarmu
	<ol>
		<li>Rekordowa waga butelek z wodą i karmy do klatek na karmę, uważnie przeszukując ściółkę w poszukiwaniu kawałków karmy. Po zakończeniu usuń znak "spożycie pokarmu" z klatek.</li>
		<li>Przygotuj świeżą dietę CAF dla klatek CAF.</li>
		<li>Dla każdej klatki CAF
		<ol>
			<li>Rekordowa waga wody, karmy i sacharozy.</li>
			<li>Zdejmij pokrywę klatki i wzbogacenie środowiska.</li>
			<li>Ostrożnie usuń fragmenty CAF ze ściółki i umieść je w osobnych pojemnikach. Najpierw usuń największe kawałki, a następnie systematycznie przesiewaj całe ściółkę klatki z jednego końca na drugi, wykonując delikatne ruchy zamiatające. 
			nuta: Stosuj ten sam stopień ostrożności do każdej klatki podczas zbierania pokarmu. Zapisz, gdzie w klatce był szczególnie bałagan - w niektórych przypadkach szczury mielą ciasto i/lub herbatniki na drobny proszek, który jest trudny do zebrania. Może to sztucznie zawyżać środki dotyczące przyjmowania pokarmu.</li>
			<li>Rozprowadź nową dietę CAF wokół klatki, zwróć wzbogacenie w środowisko, zamknij pokrywę klatki i włóż ją z powrotem do stojaka, usuwając znak "spożycie pokarmu".</li>
			<li>Zapisz wagę każdej karmy CAF z dokładnością do 0,1 g. Odejmij pozostałą ilość pokarmu od początkowej masy karmy, aby uzyskać całkowitą ilość pokarmu spożywanego w klatce, a następnie podziel przez liczbę szczurów w każdym pudełku (zakładając w ten sposób równe spożycie).</li>
			<li>Pomnóż ilość spożytego pokarmu (g/szczur) przez gęstość energetyczną (kJ/g) każdego pokarmu dostarczonego przez producenta. 
			nuta: Do obliczenia spożycia makroskładników przyjmujemy gęstość energetyczną 16,7 kJ/g dla węglowodanów i białka oraz 37 kJ/g dla tłuszczu.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów lub ujawnień.

Poprzez wystawienie szczurów na różnorodne, bardzo smaczne pokarmy o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru, opisany tutaj protokół diety CAF zapewnia wiarygodny i solidny model tak zwanej "diety zachodniej" spożywanej przez wiele osób. Hiperfagia - oceniana jako znaczny wzrost spożycia energii w porównaniu z grupą kontrolną - obserwuje się w ciągu pierwszych 24 godzin od ekspozycji, przy statystycznie istotnych różnicach w masie ciała obserwowanych w ciągu kilku tygodni. Tak więc CAF jest skutecznym modelem otyłości wywoł...

Otyłość i związane z nią choroby współistniejące mają ogromny wpływ na globalne obciążenie zdrowotne1 i odpowiadają za 7% obciążenia chorobami w Australii2. Głównym czynnikiem ryzyka otyłości jest spożywanie niezdrowej diety bogatej w tłuszcze nasycone i rafinowane węglowodany, a ubogiej w błonnik i mikroelementy3. Identyfikacja celów interwencji terapeutycznej w przypadku otyłości wymaga modeli, które mogą systematycznie oceniać wpływ na wiele systemów biochemicznych i fizjologicznych. Nasze zrozumienie etiologii otyłości zostało znacznie poszerzone dzięki pracom z wykorzystaniem modeli gryzoni, w których efekty behawioralne, metaboliczne i molekularne mogą być badane w czasie w kontrolowanych warunkach, w których można łatwo manipulować czynnikami środowiskowymi.
Model diety kafeteryjnej (CAF) otyłości indukowanej dietą polega na uzupełnianiu standardowej diety gryzoni różnorodnymi smacznymi pokarmami, które są bogate w tłuszcze nasycone, rafinowane węglowodany lub jedno i drugie. Przykładami tych produktów są ciasta, słodkie herbatniki i wysokotłuszczowe pikantne przekąski (takie jak przetworzone mięso, ser i frytki). Niezawodnie sprzyja hiperfagii i szybkiemu przyrostowi masy ciała gryzoni. Kluczowymi cechami modelu jest dostarczanie różnorodnych, wysoce smacznych produktów spożywczych, zaprojektowanych tak, aby symulować nowoczesne środowisko żywnościowe. Dostęp do różnorodności zwiększa spożycie pokarmu u szczurów w krótkim okresie4 oraz u ludzi5 nawet jeśli pokarmy są dopasowane pod względem smakowitości i różnią się tylko smakiem i wskazówkami węchowymi4,6. Jednak jedno z badań wykazało, że dostarczanie oczyszczonych diet dopasowanych do energii i makroskładników, które różniły się smakiem i konsystencją, nie miało wpływu na długoterminowy przyrost masy ciała u szczurów7, co sugeruje, że skład składników odżywczych i wyraźne efekty podoustne różnych pokarmów mogą również przyczyniać się do przejadania się. Ekspozycja na wiele smaków i tekstur przezwycięża sytość specyficzną sensorycznie, która opisuje spadek chęci zjedzenia ostatnio zjedzonego jedzenia w porównaniu z alternatywą5. W wielu kohortach w naszym laboratorium zaobserwowaliśmy podobnie, że stosowanie bardzo smacznych pokarmów dodatkowo nasila przejadanie się.
Ta dieta CAF jest stosowana od ponad 40 lat, ponieważ Sclafani8 donosił, że samice szczurów narażone na działanie różnych "produktów spożywczych z supermarketu" (m.in. pianki, czekolada, masło orzechowe, ciastka, salami i ser) wykazywały przyspieszony przyrost masy ciała w porównaniu z grupą kontrolną. To i inne wczesne badania wykazały, że diety w stylu CAF wydają się przyspieszać przyrost masy ciała skuteczniej niż czyste diety wysokotłuszczowe lub wysokowęglowodanowe 8,9. Prace przeprowadzone w latach 80. scharakteryzowały profile makroskładników odżywczych10 i wzorce posiłków11 szczurów karmionych dietą CAF i wykazały głębokie zmiany w masie tłuszczowej i poziomie insuliny9,10 i termogeneza12. Nasza grupa używała diety CAF do modelowania otyłości przez ponad dwie dekady13,14 i w tym czasie stosowaliśmy kilka wariantów diety. Każdego dnia szczury otrzymują co najmniej dwa słodkie i dwa pikantne produkty spożywcze, oprócz zwykłej karmy i wody. W ostatnich latach zaczęliśmy uzupełniać stałe pokarmy CAF o 10% roztwór sacharozy. Mocną stroną modelu jest możliwość dostosowania diety CAF do różnych projektów eksperymentalnych.
Diety CAF promują natychmiastową hiperfagię (tj. w ciągu pierwszych 24 godzin) i stały przyrost masy ciała i masy tłuszczowej. Jednak konsekwencją maksymalizacji różnorodności jest to, że spożycie makro- i mikroelementów nie jest kontrolowane, co niektórzy uważają za wadę nie do pokonania15. W badaniach nad otyłością wywołaną dietą częściej stosuje się oczyszczoną dietę wysokotłuszczową (HF) lub kombinowaną dietę wysokotłuszczową i wysokocukrową (HFHS), która zapewnia precyzyjną kontrolę nad zawartością składników odżywczych i jest mniej pracochłonna niż model CAF, który wymaga codziennego monitorowania oraz starannego planowania i realizacji harmonogramu. Translacyjne znaczenie dostępnych na rynku oczyszczonych diet HF jest tematem toczącej się debaty, ponieważ ich profil kwasów tłuszczowych oraz proporcje tłuszczu i sacharozy mogą nie zgadzać się z dietą ludzi16. Chociaż dieta CAF nie zapewnia takiego samego stopnia kontroli nad składem składników odżywczych jak diety oczyszczone, ma na celu modelowanie smakowitości i różnorodności, które charakteryzują opcje żywieniowe w większości nowoczesnych społeczeństw.

<table><tbody><tr><td>Plastikowa butelka</td><td></td><td></td> 2-5 L <td>Do przygotowania 10% roztworu sacharozy, jeśli dotyczy</td></tr><tr><td>Zalecana jest deska</td><td></td><td></td> do krojenia <td>Plastikowa</td></tr><tr><td>zamrażarka</td><td></td><td></td><td>Do przechowywania żywności CAF</td></tr><tr><td>Konserwacja karmy dla gryzoni Gordona</td><td>Gordon's Specialty Stockfeeds (Australia)</td><td></td><td>Dieta podtrzymująca stosowana w naszym laboratorium (14 kJ/g; 65% węglowodanów, 13% tłuszczu i 22% białka, jak energia)</td></tr> <tr><td>Duże plastikowe pudełka</td><td></td><td></td> do przechowywania <td>Wszystkie powyższe przedmioty można przechowywać w pojemnikach dla łatwego dostępu</td></tr><tr><td>Duża łyżka</td><td></td><td></td><td>Do przygotowania diety CAF</td></tr><tr><td>Kuchenka mikrofalowa</td><td></td><td></td><td>Do rozmrażania diety CAF (w razie potrzeby)</td></tr><tr><td>Nóż</td><td></td><td></td> nieząbkowany <td>Do przygotowania diety CAF</td></tr><tr><td>Ręcznik papierowy</td><td></td><td></td><td>Ważne do czyszczenia powierzchni roboczych i noża podczas przygotowania CAF</td></tr><tr><td>Pojemniki plastikowe</td><td></td><td></td><td>Służą one do ważenia artykułów spożywczych CAF w dni pomiaru</td></tr><tr><td>Lejek z tworzywa sztucznego Do</td><td></td><td></td><td>przygotowania 10% roztworu sacharozy, w razie potrzeby</td></tr><tr><td>Czerwone światło</td><td></td><td></td><td>Ponieważ dieta CAF powinna być codziennie odświeżana w pobliżu początku ciemnej fazy, czerwone światło będzie pomocne podczas pracy w ciemności</td></tr><tr><td>Puszki na tuńczyka</td><td></td><td></td><td>Do prezentowania "bardziej wilgotnych" produktów spożywczych CAF. Odpowiednie mogą być również pojemniki plastikowe</td></tr><tr><td>Pojemnik do ważenia x 3</td><td></td><td></td><td>Do ważenia szczurów, karmy i butelek oraz żywności CAF należy używać oddzielnych pojemników</td></tr><tr><td>Waga</td><td></td><td></td><td>Zalecana czułość do 0,1 g</td></tr><tr><td>Cukier</td><td></td><td></td> biały <td>Do 10% roztworu sacharozy, jeśli dotyczy</td></tr></tbody></table>

smaczna dieta stołówkowa w stylu zachodnim jako niezawodna metoda modelowania otyłości wywołanej dietą u gryzoni

Palatable Western-style Cafeteria Diet as a Reliable Method for Modeling Diet-induced Obesity in Rodents

Otyłość gwałtownie wzrasta w krajach rozwiniętych i rozwijających się i jest znana z wywoływania lub zaostrzania wielu chorób. Obciążenie zdrowotne związane z otyłością i jej współistniejącymi schorzeniami podkreśla potrzebę lepszego zrozumienia jej patogenezy, jednak ograniczenia etyczne ograniczają badania na ludziach. W tym celu zewnętrzne modele otyłości u zwierząt laboratoryjnych są niezbędne do zrozumienia nadwagi i otyłości. Podczas gdy wiele gatunków zostało wykorzystanych do modelowania szeregu zmian towarzyszących otyłości u ludzi, najczęściej wykorzystuje się gryzonie. Nasze laboratorium opracowało dietę stołówkową w stylu zachodnim, która konsekwentnie prowadzi do znacznego przyrostu masy ciała i markerów chorób metabolicznych u gryzoni. Dieta naraża gryzonie na różnorodne, bardzo smaczne pokarmy w celu wywołania hiperfagii, modelując współczesne zachodnie środowisko żywnościowe. Dieta ta szybko indukuje przyrost masy ciała i akumulację tkanki tłuszczowej u szczurów, co pozwala na badanie skutków przejadania się i otyłości. Podczas gdy dieta stołówkowa może nie zapewniać takiej samej kontroli nad profilem makroskładników i mikroelementów, jak oczyszczone diety wysokotłuszczowe lub wysokotłuszczowe i wysokocukrowe, dieta stołówkowa zazwyczaj wywołuje poważniejszy fenotyp metaboliczny niż ten obserwowany przy dietach oczyszczonych i jest bardziej zgodna z zaburzeniami metabolicznymi obserwowanymi w populacji ludzi z nadwagą i otyłością.

Jak pokazano na Rysunku 2A, podawanie diety CAF powoduje 2,5-krotny wzrost spożycia energii w stosunku do kontroli otrzymujących zwykłą karmę (chow), co na podstawie danych z trzech kohort samców szczurów Sprague Dawley utrzymuje się przez 6 tygodni. Inne badania potwierdziły, że taki stopień hiperfagii utrzymuje się w eksperymentach trwających 1021 i 1622 tygodni. Krzywa masy ciała (Rysunek 2<stro...

Ten protokół opisuje użycie bardzo smacznej diety stołówkowej w stylu zachodnim do modelowania przejadania się i otyłości u gryzoni. W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy zarys selekcji, przygotowania i pomiaru żywności oraz wyjaśniamy czynniki metodologiczne, które pomagają w generowaniu solidnego i powtarzalnego fenotypu.

Smaczna dieta stołówkowa w stylu zachodnim jako niezawodna metoda modelowania otyłości wywołanej dietą u gryzoni

Obesity is rapidly increasing in incidence in developed and developing countries and is known to induce or exacerbate many diseases.&#160;The health ...

Metoda ta ma na celu modelowanie przejadania się i wynikającej z niego otyłości poprzez zapewnienie dostępu do szerokiej gamy smacznych pokarmów bogatych w cukier i tłuszcze nasycone. Różnorodność i smakowitość diety zapewnia, że przejadanie się jest niezawodnie promowane, co prowadzi do znacznych zaburzeń metabolicznych w ciągu kilku tygodni. Zapewnienie diety kafeteryjnej pozwala na bardzo szczegółowe zbadanie zmian metabolicznych i neuronalnych związanych z otyłością.Wizualna demonstracja tej metody jest ważna, ponieważ można wykazać ograniczenia logistyczne, a także sposób, w jaki planowanie i organizacja mogą zwiększyć wydajność karmienia. Po drugie, ponieważ model obejmuje większą interakcję ze szczurami, ważne jest również, aby pokazać, jak odpowiednio rozprowadzać i zbierać pokarm bez stresowania ich. Procedurę zademonstrują Sarah-Jane Leigh, doktorantka, i Mike Kendig, badacz z moim laboratorium.Aby rozpocząć tę procedurę, zaopatrz się w odpowiednią ilość jedzenia ze stołówki i rozmroź ją 24 godziny przed użyciem. Żywność można rozmrażać za pomocą kuchenki mikrofalowej, ale nie należy jej prezentować, gdy jest gorąca. Zmiana rodzaju oferowanych codziennie produktów dietetycznych w stołówce zapewnia maksymalizację różnorodności i zminimalizowanie zabrudzenia klatek.Ponieważ szczury zjadają większość swojego dziennego spożycia w początkowej części ciemnego cyklu, zaplanuj uzupełnianie pokarmu w stołówce blisko początku ciemnego harmonogramu, aby jedzenie było świeże w tym czasie. Uzupełniaj dietę stołówkową każdego dnia. Aby nakarmić grupy karmione, odwróć butelki z wodą tak, aby dziobki były podniesione, i umieść klatkę w miejscu pracy.Zdejmij pokrywę i lekko naruszaj pościel przez około 20 sekund, aby zasymulować proces zbierania produktów spożywczych z pościeli w klatkach dietetycznych w stołówce. Następnie umieść małą garść granulek z pojemnika na żywność w ściółce, aby wyrównać narażenie na żywność na ściółce klatki. Załóż pokrywę klatki i umieść klatkę z powrotem na stojaku.Po ustabilizowaniu się klatki przywróć butelki z wodą do ich pierwotnej orientacji. Aby nakarmić grupy stołówkowe, umieść produkty dietetyczne w kafeterii w oznaczonym pojemniku dla każdej klatki. Odwróć butelki z wodą tak, aby wylewki były podniesione, umieść klatkę na przestrzeni roboczej i zdejmij pokrywkę.Usuń jak najwięcej starej diety stołówkowej z pościeli i umieść świeżą dietę stołówkową w klatce. Następnie zamknij klatkę i włóż ją z powrotem do stojaka. Gdy klatka zostanie ustabilizowana, wymień butelki z wodą i butelki z sacharozą.W razie potrzeby uzupełnij butelki z jedzeniem, wodą i sacharozą. Rozpoczynając dietę kafeteryjną, mierz masę ciała i 24-godzinne spożycie pokarmu co najmniej dwa razy w tygodniu, aby monitorować skuteczność diety. Rozpocznij pomiary spożycia pokarmu w pobliżu początku fazy ciemnej.Staraj się prezentować ten sam zestaw produktów spożywczych w stołówce w dniach pomiaru spożycia żywności, ponieważ zrównanie smaku i gęstości energetycznej pozwoli na dokładne monitorowanie zmian w czasie. Najpierw przygotuj dietę kafeteryjną i umieść ją w oznaczonym pojemniku dla każdej klatki, pamiętając o zważeniu i zarejestrowaniu każdego składnika. W razie potrzeby uzupełnij poziom wody, sacharozy i karmy.W przypadku klatek kontrolnych odwróć butelki z wodą tak, aby wylewki były podniesione, umieść klatkę na przestrzeni roboczej i zdejmij pokrywę. Zapisz wagę butelek z wodą i karmy. Zważ szczury i przenieś je do klatki ze świeżą ściółką, wraz ze wzbogaceniem środowiska.Następnie załóż pokrywę klatki, umieść klatkę z powrotem na stojaku i odwróć butelki z wodą. Do klatki można dodać małe tabliczki informujące o spożyciu pokarmu, aby powiadomić personel i badaczy, aby nie dotykali butelek i karmy. W przypadku klatek stołówkowych wykonaj ten sam proces, ale przed przeniesieniem szczurów rozrzuć również wstępnie zważony pojemnik z jedzeniem stołówkowym wokół klatki ze świeżą ściółką.Pozostaw szczury na okres 24 godzin z minimalnymi zakłóceniami i rejestruj wszelkie nieprzewidziane zakłócenia. Następnie zapisz wagę butelek z wodą i karmy dla klatek na karmę i dokładnie przeszukaj pościel w poszukiwaniu kawałków karmy. Po zakończeniu usuń znaki spożycia pokarmu z klatek.Następnie przygotuj świeżą dietę stołówkową dla klatek stołówkowych. Wykonaj następujący proces dla każdej klatki kafeterii. Zapisz wagę wody, karmy i sacharozy.Zdejmij pokrywę klatki i wzbogac środowisko. Ostrożnie usuń fragmenty stołówki ze ściółki i umieść je w osobnych pojemnikach, upewniając się, że najpierw usunąłeś największe kawałki, a następnie systematycznie przesiewaj całą ściółkę klatki z jednego końca na drugi delikatnymi ruchami zamiatającymi. Rozprowadź nową dietę kafeteryjną wokół klatki, zwróć wzbogacenie środowiska, zamknij pokrywę klatki i włóż klatkę z powrotem do stojaka.Usuń znak spożycia pokarmu i zapisz wagę każdego jedzenia w stołówce z dokładnością do 10 części grama. Szczurom podaje się smaczne pokarmy, aby modelować tak zwaną dietę zachodnią. Dieta kafeteryjna zwiększa spożycie energii 2,5-krotnie w porównaniu z kontrolą żywieniową.Karmienie w kafeterii prowadzi do 20% wzrostu masy ciała w porównaniu z grupą kontrolną po trzech do czterech tygodniach. Po sześciu tygodniach diety średnia różnica w przyroście masy ciała między grupami wynosi 67%, a otyłość jest w przybliżeniu podwojona. Spożycie makroskładników w diecie stołówkowej jest spójne dla obu płci i wieku, przy czym około 8% energii spożywa się w postaci białka, 34% w postaci tłuszczu i 58% w postaci węglowodanów.Nasza karma pielęgnacyjna dostarcza 22% białka, 13% tłuszczu i 65% węglowodanów. Szczury karmione stołówką przejadają się wszystkimi trzema makroskładnikami odżywczymi w porównaniu z grupą kontrolną. Dramatyczna hiperfagia jest napędzana głównie przez spożycie węglowodanów i tłuszczów.Samice szczurów mogą być szczególnie podatne na otyłe skutki diety kafeteryjnej. W tej kohorcie starszych szczurów samice karmione stołówką były o 20% cięższe i spożywały 3,8 razy więcej energii po zaledwie dwóch tygodniach w porównaniu z grupą kontrolną. Po sześciu tygodniach diety przyrost masy ciała był większy, a masa tłuszczowa podwoiła się u szczurów karmionych stołówką.Zapewnienie niewystarczającej ilości jedzenia w stołówce może ograniczyć spożycie, więc sprawdź, czy w klatkach stołówkowych pozostało jedzenie. Ponadto różne zestawy pokarmów w stołówce mogą zmieniać spożycie makroskładników. Przeprowadzanie procedur przyjmowania pokarmu w spójny sposób zapewni dokładny pomiar.Kluczowe jest staranne planowanie diety, aby żywność była smaczna i zróżnicowana. Skuteczne stosowanie diety kafeteryjnej może być czasochłonne i wymaga starannego planowania oraz prac pilotażowych w celu ustalenia stałej hiperfagii i wynikającego z niej przyrostu masy ciała. Możemy monitorować funkcje metaboliczne za pomocą testów tolerancji glukozy, a także funkcje poznawcze za pomocą testów pamięci rozpoznawania, jednocześnie wystawiając zwierzęta na dietę stołówkową.Następnie możemy przeanalizować wiele obwodowych tkanek metabolicznych i obszarów mózgu post mortem. Metoda ta może być stosowana u szczurów i myszy i czasami była rozszerzana na naczelne inne niż ludzie. Dieta kafeteryjna może być stosowana do badania rozregulowanych zachowań żywieniowych w obecności nadmiernej smakowitości, a także wpływu otyłości na wszystkie układy narządów.Ta metoda diety kafeteryjnej przyczyniła się do lepszego zrozumienia etiologii i konsekwencji przejadania się i otyłości, a także potencjalnych podejść do stylu życia i farmakologii w celu poprawy wyników zdrowotnych.

palatable-western-style-cafeteria-diet-as-reliable-method-for

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Niniejszy raport szczegółowo opisuje protokół wykorzystany do pomiaru efektów nagradzających wysokotłuszczowej diety u myszy z wykorzystaniem zadania warunkowania sprawczego o stosunku progresywnym.

Reagowanie w schemacie progresywnego stosunku wzmocnień dla smakołyków o wysokiej zawartości tłuszczów i cukrów u myszy

Zawartość tłuszczu w diecie wpływa zarówno na spożycie energii, jak i skład tkanki tłuszczowej u ssaków. Badając preferencje szczurów do pokarmów o wysokiej zawartości tłuszczu w serii eksperymentów z wyboru, możliwe jest przetestowanie różnic genetycznych i interwencji farmakologicznych dotyczących ich preferencji dla pokarmów o wysokiej zawartości tłuszczu.

Preferencja tłuszczowa: nowy model zachowań żywieniowych u szczurów

Tutaj prezentujemy protokół indukowania anoreksji opartej na aktywności (ABA) u samic dorastających myszy. ABA to stan nadpobudliwości wywołany przez nałożenie ograniczenia pokarmowego na gryzonie mające dostęp do koła do biegania. Zjawisko to jest wykorzystywane jako model do badania neurobiologii leżącej u podstaw jadłowstrętu psychicznego.

Wykorzystanie modelu gryzoni anoreksji opartej na aktywności do badania neurobiologicznych podstaw jadłowstrętu psychicznego

Opisujemy metody rozwoju eksperymentalnego modelu zespołu metabolicznego wywołanego dietą (MetS) u królików stosujących dietę wysokotłuszczową i bogatą w sacharozę. U zwierząt rozwinęła się otyłość centralna, łagodne nadciśnienie, stan przedcukrzycowy i dyslipidemia, reprodukując w ten sposób główne składniki ludzkiego MetS. Ten przewlekły model pozwoli na zdobycie wiedzy leżącej u podstaw mechanizmów progresji choroby.

Eksperymentalny model zespołu metabolicznego wywołanego dietą u królika: rozważania metodologiczne, rozwój i ocena

Ten protokół opisuje użycie analizatora składu ciała i systemu monitorowania metabolizmu zwierząt do charakteryzowania składu ciała i parametrów metabolicznych u myszy. Jako przykład zastosowania tych technik podaje się model otyłości wywołanej przez żywienie wysokotłuszczowe.

Analiza składu ciała i metabolicznego umieszczania w klatkach u myszy karmionych wysokotłuszczowo

Ogólnym celem tej procedury jest opisanie metody samodzielnego podawania leków, które mogą być używane w mysich modelach żywienia i otyłości.

Samodzielne podawanie leków w mysich modelach żywienia i otyłości

Ten artykuł przedstawia reakcje morfometryczne i wyniki treningu według protokołu treningu interwałowego o wysokiej intensywności (HIIT) w szczurzym modelu otyłości wywołanej dietą metodą Sprague'a-Dawleya. Celem tego protokołu była maksymalizacja intensywności ćwiczeń i określenie fizjologicznych reakcji na HIIT u szczupłych i otyłych szczurów.

Przewlekły trening interwałowy o wysokiej intensywności i model otyłości wywołanej dietą w celu maksymalizacji wysiłku fizycznego i wywołania zmian fizjologicznych u szczurów

Ograniczenie czasu przyjmowania pokarmu okazało się obiecującą interwencją mającą na celu złagodzenie chorób metabolicznych wywołanych przez dietę. Manuskrypt ten szczegółowo opisuje budowę i zastosowanie zbudowanego we własnym zakresie wydajnego systemu do pomiaru i manipulowania rytmicznym przyjmowaniem pokarmu przez myszy.

Manipulacja rytmicznym przyjmowaniem pokarmu u myszy za pomocą niestandardowego systemu żywienia

Ten artykuł szczegółowo opisuje projekt, montaż i protokół dla automatycznego systemu karmienia wraz z alternatywną modyfikacją pokrywy i klatki, która może być zaimplementowana na standardowych klatkach dla gryzoni z minimalnymi modyfikacjami dla eksperymentów optogenetycznych lub fotometrii światłowodowej na uwięzi. System żywienia oferuje ekonomiczne narzędzie do karmienia w czasie i/lub ograniczania kalorii.

System "zrób to sam" do planowego karmienia gryzoni laboratoryjnych w ich domowej klatce

Model objadania się został ustalony u myszy korzystających z przerywanego dostępu do M&amp;M's (bardzo smacznego pokarmu składającego się z tłuszczu i cukru). Myszy z przerywanym dostępem do tego wysokotłuszczowego i bogatego w cukier pokarmu wykazywały zachowania podobne do stresu, zwiększone spożycie kalorii i preferencję dla tego pokarmu w stosunku do standardowej karmy w porównaniu z myszami z ciągłym dostępem do pokarmu lub bez niego.

Model przerywanego napadowego spożycia u myszy

Badanie to oferuje powtarzalną i standaryzowaną metodę mająca na celu ustalenie modeli otyłych szczurów wykazujących prostą otyłość, często charakteryzującą się stłuszczeniem trzustki. Zawiera również szczegółowe protokoły pobierania próbek tkanki trzustki oraz immunohistochemii.

Opracowanie i walidacja metodologii ustalania modeli otyłych szczurów z typową stłuszczeniową trzustką

Poznaj metodę diety stołówkowej do modelowania otyłości wywołanej dietą u gryzoni. Ta niezawodna technika pozwala szczegółowo badać zmiany metaboliczne i neuronalne związane z przejadaniem się.

Smaczna dieta stołówkowa w stylu zachodnim jako niezawodna metoda modelowania otyłości wywołanej dietą u gryzoni

Przeglądaj więcej filmów