Summary
Nahrungsfettgehalt beeinflusst sowohl Energieaufnahme und des Körperfettzusammensetzung bei Säugetieren. Durch die Untersuchung der Ratten Vorliebe für fettreiche Nahrung in einer Reihe von Experimenten Wahl, ist es möglich, die genetischen Unterschiede und pharmakologische Interventionen auf ihre Vorliebe für fettreiche Nahrung zu testen.
Abstract
Adipositas ist ein wachsendes Problem in den Vereinigten Staaten von Amerika, mit mehr als einem Drittel der Bevölkerung als fettleibig eingestuft. Ein Faktor, der zu dieser multifaktoriellen Erkrankung ist der Verzehr einer fettreichen Diät, ein Verhalten, das gezeigt wurde, dass sowohl die Kalorienaufnahme und Körperfettgehalt zu erhöhen. Die Elemente der Regulierung Vorliebe für fettreiche Nahrung über andere Lebensmittel bleiben jedoch under.
Um dieses Defizit zu überwinden, wurde ein Modell auf Veränderungen in der Präferenz für Nahrungsfett schnell und einfach testen, entwickelt. The Fat Vorlieben Modell präsentiert Ratten, die mit einer Reihe von Wahlmöglichkeiten zwischen Lebensmitteln mit unterschiedlichen Fettgehalt. Wie Menschen haben Ratten eine natürliche Tendenz zu aufwendig fettreiche Nahrung, so dass die Ratten-Modell ideal für translationale Studien. Änderungen der Präferenz der Wirkung entweder genetische oder pharmakologische Interventionen Unterschiede zurückzuführen. Dieses Modell ermöglicht die Erforschung der Determinanten von Fett Präferenz und Eindrehenkung pharmakotherapeutische Mitteln, die Einfluss auf Erwerb von Fettleibigkeit.
Introduction
Adipositas ist eine weit verbreitete Problem in den Vereinigten Staaten ein, mit den Centers for Disease Control and Prevention schätzt, dass mehr als ein Drittel der amerikanischen Erwachsenen sind übergewichtig. Fettleibigkeit hat sich auch als Risikofaktor für zahlreiche gesundheitliche Bedenken, wie Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck, hoher Cholesterinspiegel und 2 identifiziert. Während viele Faktoren haben gezeigt, dass die Zunahme der Fettleibigkeit zu beeinflussen, gibt es anhaltende Interesse und Kontroversen in der Rolle Makronährstoffe in 3,4 Fettleibigkeit spielen.
Ein entscheidender Faktor für Übergewicht ist hoch Fettaufnahme 5. Erhöhte Nahrungsfett ist mit einem erhöhten Energieverbrauch Menschen 6 und signifikanter Anstieg der Körperfettgehalt 7,8 korreliert. Zusätzlich hat Nahrungsfett Belohnung Wert während und nach Verbrauch 7,9. Daher bestimmen, welche Faktoren Vorliebe für fettreiche Lebensmittel beeinflussen kann beide Führungs pharmakotherapeutische design und fördern das Verständnis der zugrunde liegenden Ernährung zu entscheiden, die zu Übergewicht führen kann. Das hier beschriebene Modell Fat Vorlieben testet für Ratten Präferenz zwischen Lebensmitteln mit unterschiedlichen Fettgehalt, aber ähnliche Nährwert. Insbesondere stellt dieses Modell der Ratten mit einer Auswahl von zwei verschiedenen Lebensmitteln gleichzeitig so dass die Quantifizierung der Präferenz auf der Basis des unteren Gramm Fett Essen Verse des höheren Fett Nahrung verbraucht. Pharmakologische und genetische Effekte können als eine Änderung der Präferenz für die Lebensmittel mit einem höheren Fettgehalt gemessen werden.
The Fat Vorlieben Modell dient dazu, die weit verbreitet schmackhaft Nahrungsaufnahme 10 Modelle ergänzen, sondern bietet auch einige Vorteile. Dieses Modell ermöglicht es dem Experimentator speziell zur Bewertung Fressverhalten in einer kontrollierten Umgebung, in der zwei-Food-Optionen sind verfügbar. Traditionelle hohen Fettfutter Modelle bieten nur ein Lebensmittel, das die Fähigkeit zur Wahl der Lebensmittel studieren beseitigt, als eine wichtigeAspekt der menschlichen Nahrungsaufnahme. Einige Tests tun bieten mehrere Arten von Lebensmitteln und werden oft als "Cafeteria"-Typ Fütterungsstudien 11 bezeichnet. Diese Studien leiden an Reproduzierbarkeit, weil die menschliche Nahrung wird oft im Assay verwendet und ist nicht gut auf die Laborumgebung durch Nährstoff Variabilität geeignet. Wir verwenden definierte Diäten, die einzelnen Zutaten gereinigt somit stark verbessert Reproduzierbarkeit und Flexibilität, um Makronährstoffgehalt wie Nahrungsfett enthalten ändern. Bei höheren Fettaufnahme mit Adipositas beim Menschen 5 und der natürlichen menschlichen Vorliebe für fettreiche Lebensmittel höher 12, Behandlungen, die Ratte Vorliebe für fettreiche Lebensmittel können wertvolle Einblicke in die Fettleibigkeit bieten ändern verbunden.
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Protocol
Alle Experimente sind in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (Institut für Labortier Resources (US), 1996) und mit Zustimmung des Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss an der University of Texas Medical Branch.
Ein. Themen
- Einfamilienhaus männlichen Sprague-Dawley-Ratten mit einem Gewicht von 225 bis 250 g bei 21 ° C und 30-50% relativer Luftfeuchte mit einem 12 Stunden Licht-Dunkel-Zyklus (Licht an 6.00-6: 12.00 Uhr).
- Pflegen Ratten auf eine fettarme Ernährung (10% Fett von Energie). Gewöhnen Ratten, die Lebensmittel-und Kolonie Raum für mindestens 7 Tage vor dem Experiment. Die Tiere werden, um die Handhabung und Dosierung von Fahrzeug für drei Tage vor Beginn der Studien gewöhnt. Der erste Tag nach der Gewöhnung ist experimentell Tag 1.
2. Baseline Vorlieben
- Tag 1, füllen zwei saubere Lebensmittel Trichter, ein mit einem A und die andere mit B markiert, mit 10% Fett Essen für jeden Käfig. WEigh die Nahrungsmittelbehältern (mit Essen) und legen Sie sie in den Käfig, die Gewährleistung der Ratte hat Zugang zu beiden.
- Tag 2, in etwa die gleiche Zeit, Essen Trichter wurden in den Käfig gelegt, bevor der Tag, notieren Sie die Futterraufe Gewichte und wechseln die Positionen der Trichter A und B. Dies mildert Trichter Position Bias. Immer prüfen die Heimkäfig für alle Lebensmittel aus dem Trichter entfernt, wiegen, und machen es. Die Nahrungsaufnahme wird durch Änderung der Trichter Gewicht zwischen Tagen gemessen.
- Tag 3, notieren Sie die Futterraufe Gewichte wie zuvor. Untersuchen Sie die Menge der Nahrung in jeder Position und Futterraufe Futterraufe Identifikation (A und B) verbraucht. Diese Daten geben eine Grundlinie von der Lage und spezifischen Bias Trichter Vorlieben und sollte eine Vorliebe Punktzahl von ca. 50% haben, was keine Präferenz. Werfen Sie die restliche Essen.
3. Fat Vorlieben
- Tag 3, erhalten zwei saubere Lebensmittel Trichter für jeden Käfig. Es ist wichtig, saubere Lebensmittel Trichter verwendenwenn das Umschalten zwischen den verschiedenen Lebensmitteln zu verwirrende Düfte aus früheren Experimenten zu verhindern. Füllen Trichter A mit 12,5% Fett Essen und Trichter B mit 15% Fett Essen (Tabelle 1). Notieren Sie die Startgewichte jedes Trichters und legen sowohl in den Käfig.
- Tag 4, notieren Sie die Gewichte der einzelnen Trichter, Schalt die Positionen der Trichter A und B auf Trichter legte sie zurück in den Käfig.
- Tag 5, notieren Sie die Gewichte der einzelnen Behälter. Nach der Bestimmung der Gramm der einzelnen Lebensmittel an beiden Tagen verbraucht werden, können Lebensmittel Präferenz der Ratte bestimmt werden.
- Die Schritte 3.1 bis 3.3 mehrfach mit den gleichen Tieren mit 12,5% Fett Nahrung im Vergleich zu Lebensmitteln mit zunehmendem Fettgehalt (z. B. die ersten 15%, neben 17,5%, dann 20% und schließlich 45% Fett).
4. Berechnungen und Datenanalyse
- Berechnung der täglichen Nahrungsaufnahme für jedes Tier durch Subtrahieren der endgültigen Masse des Nahrungs + Trichter von der Ausgangsmasse des Nahrungs+ Trichter. Da jedes Essen wird über 2 Tage gemessen wird, kann die 2 Tage insgesamt gemeinsam für jeden% Fett hinzugefügt werden.
- Berechnen Sie die Fett Vorlieben Punktzahl durch Division der Einnahme des höheren Fett Lebensmittel aus der gesamten Lebensmittel über jeden Zeitraum von zwei Tagen verbraucht werden. Zum Beispiel, aß eine Ratte 8,9 g der 12,5% fettarme Ernährung und 27,5 g des 17,5%-Diät über 2 Tage. Daher die Vorliebe für diese Punktzahl einzelne Tier ist 76% (27,5 dividiert durch 36,4).
- Mittelwert und die Graphen Präferenzwert für jede Diät (15%, 17,5%, 20% und 45% Fett) (Abbildung 3). Die gesamte Nahrungsaufnahme ist auch informative und kann leicht als Gramm (Fig. 4) aufgetragen werden.
- Express den Vorzug Punktzahl (5A) und die Gesamtnahrungsaufnahme (5B) als Funktion der Gesamtenergieaufnahme (kcal) mit der Energiedichte in Tabelle 1.
- Wenn mehr als eine Gruppe von Tieren, führen Sie eine Zwei-Wege-Wiederholunged misst ANOVA gefolgt von einem Bonferroni post-Test. Leistungsanalyse zeigt, daß n = 8 Tiere pro Gruppe zum Erfassen einer Differenz von 7% zwischen Behandlungsgruppen geeignet ist.
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Representative Results
Ratten hatten physischen Zugang zu den beiden Lebensmittelbehältern gleichzeitig (Abbildung 1), um die Präferenz für die Auswahl von Lebensmitteln zur Verfügung mit unterschiedlichen Fettgehalt (Tabelle 1) zeigen. Ratte Essen wurde täglich gewogen und jede Nahrungsmittelspillage war schnell gefunden und machten (Abbildung 2). Verschütten von feinen Speisereste gefunden wurde minimal zu sein und nicht im Wesentlichen die Daten zu beeinflussen. Mit der Fat Vorlieben Modell kann eine klare Präferenz zwischen Lebensmitteln, die 12,5% Fett und fettreiche Lebensmittel höher beobachtet werden (p <0,05 Vorzug gegenüber 12,5% im Vergleich zu 17,5%, 20% und 45%, gefolgt von ANOVA post-hoc-Test) ( 3A), die von dem Fettgehalt (3B) war. Diese Daten können auch als Gramm Nahrung (Fig. 4) oder der Energieaufnahme (5) ausgedrückt werden, was eine Auswahl der Datendarstellung für die Veröffentlichung. In diesen Kurzzeit-Fütterungsstudien unsing fettreicher Nahrung, wird eine Steigerung der Gesamtenergieverbrauch in der Regel zu beobachten, wenn die Tiere Zugang zu steigenden Nahrungsfettgehalt (5B) gegeben.
Die statistische Analyse der Daten erfolgte mit SPSS 20 Software. Eine wiederholte Messungen ANOVA mit Post-hoc-t-Test (t-Test wurde verwendet, da es keine experimentellen Gruppen) wurde verwendet, um signifikante Haupteffekte, die Interaktion der Haupteffekte, und Unterschiede in der Präferenz für einzelne Lebensmittel zu bestimmen.
Abbildung 1. Eine Ratte in seiner homecage mit zwei Auswahl von Lebensmitteln. Die Ratte hat den physischen Zugang zu den beiden Lebensmittelbehältern und zu Wasser. Lebensmittelbehältern gefüllt sind, um freien Zugang zu beiden Lebensmittel zu gewährleisten.
Abbildung 2. Nahrungsmittelspillage ist gut sichtbar und können berücksichtigt werden. Beim Wiegen täglichen Nahrung ist ein Lebensmittel, die nicht in dem Magazin enthalten ist, gefunden und gewogen.
3. Ratten zeigen eine zunehmende Bevorzugung von Nahrungsmitteln mit höherem Fettgehalt. A) Ratten zeigen eine signifikante Bevorzugung 15%, 17,5%, 20% und 45% Fett im Vergleich zu Nahrungsmitteln 12,5%. (* P <0,05, ANOVA, gefolgt von Post-hoc-Test). B) Fat Vorlieben Verfahren zu einer "Dosis-Wirkung"-Kurve, wo bevorzugt mit Fett c ändertNHALT im Vergleich zu 12,5% fettreiche Nahrung. Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts.
Abbildung 4. Vertretung in Gramm Ratten Präferenz für höhere Fett Essen. Vorlieben ausgedrückt als Gramm Nahrung verbraucht wird, kann weitere Informationen über Änderungen im gesamten Nahrungsaufnahme über den Verlauf des Experiments zur Verfügung stellen. (* P <0,05, ANOVA, gefolgt von Post-hoc-Test). Fehlerbalken stellen den Standardfehler des Mittelwerts.
Abbildung 5. Vertretung in Kalorien von Ratten 'Präferenz für höhere Fett Essen.
| Fett | Kohlenhydrate | Protein | Energiedichte | |||||||
| Diät | % G | % Kcal | % G | % Kcal | % G | % Kcal | kcal / g | |||
| 10% Fett | 4.3 | 10 | 67,3 | 70 | 19,2 | 20 | 3,85 | |||
| 12,5% Fett | 5.4 | 12,5 | 65,7 | 67 | 19,5 | 20 | 3.9 | |||
| 15% Fett | 6.6 | 15 | 64,2 | 65 | 19,8 | 20 | 3,95 | |||
| 17,5% Fett | 7.8 | 17,5 | 62,5 | 62 | 20.1 | 20 | 4.01 | |||
| 20% Fett | 9 | 20 | 61 | 60 | 20.3 | 20 | 4,06 | |||
| 45% Fett | 24 | 45 | 41 | 35 | 24 | 20 | 4,73 | |||
Tabelle 1. Makronährstoff Inhalt der experimentellen Lebensmittel.
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Discussion
The Fat Vorlieben Modell ist eine informative und leicht durchzuführen Assay von Fressverhalten. Dieser Test bietet die Möglichkeit, neuronale und molekularen Mechanismen, die die Nahrungsmittel Vorlieben, die ein wichtiger, aber wenig erforschten Bereich der Adipositas-Forschung zugrunde liegen, zu identifizieren. Veränderungen der Fett bevorzugt genetische Unterschiede oder pharmakologischen Manipulationen könnte so nach rechts oder links verschiebt in der Präferenz-Kurve (Fig. 3B) dargestellt werden. Es ist wichtig, die Mitte fettreiche Lebensmittel (15%, 17,5% und 20%), alle Verschiebungen in der Präferenz-Kurve zu visualisieren sind. Die Verschiebungen in der Fett Vorlieben Kurve kann ähnlich wie die verschiedenen zwei Flaschen Wahl Präferenztests interpretiert 13,14 interpretiert werden. Wie die Ratten haben eine Tendenz zu essen fettreiche Nahrung, eine signifikant verminderte Präferenz fettreiche Nahrung stellt eine mögliche pharmakologisch relevante Änderung in der Lebensmittelzusammensetzung Entscheidungen. Tatsächlich Neuromedin U-Rezeptor-2-Expression hat kürzlich Bienen gezeigt, Fett bevorzugt mit diesem Modell 15 zu ändern. Die farbige Lebensmittel (Tabelle 1) macht es einfach, um ein Verschütten zu bestimmen, bevor täglichen Nahrung Wiegen (Abbildung 2). Dadurch wird sichergestellt, eine genaue Messung der täglichen Nahrungsaufnahme. Das Verfahren ist auch schnell durchzuführen und mit steigenden Konzentrationen von Fett in der Nahrung wiederholt werden.
Es gibt einige spezielle Überlegungen für pharmakologische und genetische Manipulationen von Nahrungsfett Präferenz. In pharmakologischen Studien ist die Verbindung Exposition ein wichtiger Aspekt, da dieser Test dauert bis zu 8 Tage. Daher müssen pharmakologischen Verbindungen können ein oder mehrere Male pro Tag in Abhängigkeit von der Halbwertszeit und Gesamtdosis von jeder getesteten Verbindung, verabreicht werden. In genetischen Studien, können Behandlungen wie virale Zuschlags eines Gens benötigt 14 Tage für eine stabile Expression, die die experimentellen Zeitleiste verlängern wird.
Die Zusammensetzung von Lebensmitteln in
Eine Einschränkung für dieses Verfahren ist die große Zahl von Lebensmittelbehältern, die tägliche Wiegen und Reinigung erfordern. Glücklichlich sind diese hohen Arbeitszeiten und Ausrüstung kurz (zwei Tage pro Vorzugs Test), benötigen nur minimale Ausbildung und können mit Perioden von nur 10% Fett Essen Zugriff nach Bedarf eingestreut werden.
Dieses Modell hat einige Einschränkungen als gut. Zunächst werden die Lebensmittel, die in einer zunehmenden Reihenfolge der Fettgehalt, die eine Order-Effekt erzeugen kann, vorgestellt. Allerdings ist diese Reihenfolge notwendig, um die langfristigen Auswirkungen des hohen Fettnahrungsaufnahme auf die Wahl der Lebensmittel zu minimieren. Lucas und seine Kollegen haben gezeigt, dass Ratten-Verbrauch von reinem oder emulgierten Fett, zusätzlich zu Rattenfutter wird verringern oder erhöhen, über Tage, jeweils 16 gezeigt. Damit wäre es schwierig, die Ergebnisse von Experimenten abnehmender Fettgehalt oder nach Zugriff auf die 45% Fett Essen in einem lateinischen Quadrat Art Experiment zu interpretieren. Eine zweite Einschränkung ist die wiederholte Verwendung des 12,5% Fett Nahrung als Grundlage für den Vergleich. Eine verminderte Präferenz für die 12,5% Fett Essen würde eine scheinbare Erhöhung der Präferenz verursachenfür den höheren Fett-Essen. Jedoch nicht geschafft, einen konstanten Grundlinie Essen haben könnte Fettaufnahme 16 beeinflussen und den Vergleich der Einstellungen nicht möglich. Schließlich könnten unsere Ergebnisse als eine Präferenz für niedrigere Kohlenhydrate und nicht für höhere Fett interpretiert werden. Allerdings bevorzugen Ratten erhöht (nicht fallend) Kohlenhydratgehalt 14,15 Reduzierung der Gültigkeit dieser Interpretation.
Abschließend kann die Fat Vorlieben Modell zur Präferenz einer Ratte zwischen zwei Lebensmittel unterschiedlicher Fettgehalt zu bestimmen. Dieser Test ermöglicht es dem Experimentator zu bestimmen, ob der genetische Hintergrund oder medikamentöse Behandlungen können den Fettgehalt Präferenz einer Ratte zu manipulieren. Diese Präferenz für eine fettreiche Ernährung bietet ausgezeichnete Gesicht Gültigkeit und stellt einen relevanten translational Modell des Essverhaltens in den Menschen.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Acknowledgments
Die Autoren möchten die Finanzierung aus UL1TR000071 (NCATS), P30DK079638 (NIDDK), P30DA028821 (NIDA) und T32DA07287 (NIDA) bestätigen.
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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