Summary
Влияет содержание пищевых жиров и потребление энергии и жира состава тела у млекопитающих. Изучив предпочтения крыс для высокой жирной пищи в серии экспериментов выбор, можно проверить генетические различия и фармакологические меры по их предпочтение высоким содержанием жиров пищи.
Abstract
Ожирение является растущей проблемой в Соединенных Штатах Америки, с более чем треть населения классифицируется как ожирение. Одним из факторов, вклад в эту многофакторного расстройства является потребление высоким содержанием жиров, поведение, которое было показано увеличить потребление калорий и содержание жира в организме. Однако элементы, регулирующие предпочтение высоким содержанием жиров пищи по сравнению с другими продуктов пор мало исследованы.
Чтобы преодолеть этот дефицит, была разработана модель быстро и легко проверить изменения в предпочтении пищевых жиров. Предпочтение с моделью Жир представляет крысы с серией выбора между продукты с различным содержанием жира. Как и люди, крысы имеют естественный уклон в сторону потребления высококачественную еду жира, что делает крыса модель идеальной для трансляционных исследований. Изменения в предпочтении можно приписать эффекту либо генетических различий или фармакологических вмешательств. Эта модель позволяет для исследования детерминант предпочтения жира и ScreEning фармакологических средств, что приобретение влияние ожирения.
Introduction
Ожирение является распространенной проблемой в США 1, с Центрами по контролю и профилактике заболеваний оценки, что более трети взрослых американцев страдают ожирением. Ожирение также были определены как фактор риска для многочисленных проблем со здоровьем, в том числе сахарным диабетом 2 типа, высокое кровяное давление, высокий уровень холестерина и 2. Хотя многие факторы, как было показано, чтобы повлиять на увеличение ожирения, есть постоянный интерес и споры в роли макроэлементы играть в ожирения 3,4.
Одним из факторов ожирения высок диетическое потребление жира 5. Увеличение диетического жира коррелирует с увеличением потребления человеком энергии 6 и значительным увеличением содержания жира тела 7,8. Кроме того, пищевой жир имеет значение награду во время и после потребления 7,9. Поэтому, определяя, какие факторы предпочтение влияние на высокой жирной пищи могут как руководство фармакотерапевтические Дезидп и содействовать пониманию базовых пищевые предпочтения, которые могут привести к ожирению. Предпочтение с моделью Жир описано здесь тесты для предпочтения крыс между продуктов различной жирности, но подобной питательной ценности. В частности, эта модель представляет крыс с выбором из двух различных продуктов одновременно, таким образом, позволяющих количественно определить предпочтение, основанное на грамм потребляемых нижней жирной пищи стихи высшей жирной пищи. Фармакологические и генетические эффекты могут быть измерены как изменение в предпочтении пищи с высоким содержанием жира.
Предпочтение с моделью Жир служит в дополнение к широко используются приятные на вкус модели приема пищи 10, но и имеет ряд преимуществ. Эта модель позволяет экспериментатор специально оценить пищевое поведение в контролируемой среде, в которой два варианты питания доступны. Традиционные модели с высоким содержанием жира кормления предлагаем только один еду, которая исключает возможности учиться выбор пищи, важно, какPECT от приема пищи человека. Некоторые анализы предлагают несколько видов продовольствия и часто называют "кафетерия" исследований типа кормления 11. Эти исследования страдают от воспроизводимости, потому что человеческая еда часто используется в анализе и не очень хорошо подходит для лабораторных условиях в связи с питательной изменчивости. Мы используем определенные диеты, которые содержат отдельные очищенные ингредиенты таким образом значительно улучшая воспроизводимость и гибкость, чтобы изменить макро контент, такой как диетического жира. С более высоким диетическим потреблением жира, связанных с ожирением у людей 5 и естественного человеческого предпочтение более высоких жирной пищи 12, лечения, которые изменяют предпочтение крыс для высоких жиров может обеспечить ценную информацию ожирения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Все экспериментальные процедуры в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных (Институт лабораторной животных ресурсов (США), 1996 г.) и с одобрения Комитета Институциональная уходу и использованию животных в Университете Техасского медицинского отделения.
1. Субъекты
- Одноместный дом мужчины Sprague-Dawley крыс весом 225-250 г при 21 ° С и 30-50% относительной влажности при 12-часовом цикле свет-темнота (свет включали 6:00 утра-6: 12 вечера).
- Поддерживать крыс на низкой жирной пищи (10% жира по энергии). Приучить крыс пищевой и колонии номер в течение 7 дней до экспериментов. Животные привыкли к обработке и дозирования автомобиля в течение трех дней до начала исследования. В первый день после привыкания является экспериментальным день 1.
2. Исходные предпочтения
- День 1, заполнить два чистых пищевых бункеров, один отмеченные A, а другой с B, 10% жирной пищи для каждой клетки. Wвосемнадцати пищевых бункеров (с пищей) и разместить их в клетке, обеспечивая крысу имеет доступ к обоим.
- День 2 года, примерно в то же время пищевые бункеры были помещены в клетку накануне, записывать вес продовольственных бункера и поменять местами бункера А и бункера B. Это смягчает позиции предвзятости. Всегда проверяйте домашнюю клетку для любой пищи удаляется из бункера, взвесить его, и объяснить его. Прием пищи измеряют изменения веса бункера между дней.
- День 3, записывать вес продовольственных бункера, как раньше. Изучите количество потребляемой пищи в каждой позиции еда бункера и идентификации пищевой бункера (А и В). Эти данные дают базового понимания предвзятости позиции и конкретной настройки бункера, и должны иметь счет предпочтения около 50% что указывает на отсутствие предпочтение. Выбросьте оставшуюся еду.
3. Жир предпочтения
- День 3, получим два чистых бункеров питания для каждой клетки. Важно использовать чистые продукты питания бункероввсякий раз, когда переключение между различными продуктами, чтобы предотвратить вмешивающихся ароматы из предыдущих экспериментов. Заполните бункер А с 12,5% жирной пищи и бункера B с 15% жирной пищи (табл. 1). Запишите исходные веса каждого бункера и поместить как в клетке.
- День 4, запись веса каждого бункера, переключение позиций бункера А и бункера B при размещении их обратно в клетку.
- День 5, записывать веса каждого бункера. После определения граммов каждого пищи, потребляемой в течение двух дней, предпочтение пищи крысы может быть определена.
- Повторите этапы 3,1 посредством 3,3 несколько раз с одних и тех же животных с использованием 12,5% жирной пищи по сравнению с пищевых продуктов с увеличением содержания жира (например, сначала 15%, в следующем 17,5%, затем 20%, и, наконец, 45% жира).
4. Расчеты и анализ данных
- Рассчитайте ежедневный рацион питания для каждого животного путем вычитания окончательный массу + бункер пищевой из исходного массы пищи+ Бункер. Поскольку каждый пищевой измеряется более чем 2 дня, 2 дня общего числа можно сложить для каждого% жирности.
- Рассчитать счет предпочтения жира путем деления потребление высшей жирной пищи от общего потребляемой пищи на каждый двухдневного периода. Например, одна крыса ели 8,9 г 12,5% жиров и 27,5 г 17,5% диеты в течение 2 дней. Поэтому оценка предпочтение этой отдельного животного составляет 76% (27,5 деленное на 36,4).
- Средний и график счет предпочтения для каждого диеты (15%, 17,5%, 20%, и 45% жира) (рис. 3). Общее потребление пищи также информативным и могут быть легко нанесены в граммах (рис. 4).
- Экспресс счет предпочтения (Рисунок 5A) и общее потребление пищи (рис 5В) в зависимости от общего потребления энергии (килокалорий), используя плотность энергии в таблице 1.
- При использовании более одной группы животных, выполнять двустороннюю повторенияред измеряет ANOVA с последующим пост-тест Bonferroni. Анализ показывает, что мощность N = 8 животных на группу подходит для обнаружения разности 7% между группами лечения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Крысы имел физический доступ к обоим пищевых бункеров одновременно (рис. 1), чтобы продемонстрировать предпочтение доступных вариантов питания с различным содержанием жира (табл. 1). Крыса питания взвешивали ежедневно и любая пища разлив был легко найти и составил (рис. 2). При попадании мелких частиц пищи было установлено, что минимальный и существенно не влияет данных. Использование Предпочтение с моделью Fat, явное предпочтение между пищевых продуктов, содержащих 12,5% жира и более высокие жиров можно наблюдать (р <0,05 предпочтение более 12,5% по сравнению с 17,5%, 20%, и 45%, по ANOVA с последующим постфактум тест) ( Фиг.3А), который зависит от содержания жира (фиг.3В). Эти данные также могут быть выражены в граммах пищи (рис. 4) или в потребление энергии (рис. 5), что позволяет для выбора в представления данных для публикации. В этих исследованиях короткий срок кормления намING высокие жиров, увеличение общего объема потребляемой энергии, как правило, наблюдается, когда животные получают доступ к увеличивая содержание пищевых жиров (рис. 5б).
Статистический анализ данных проводили с использованием SPSS 20 программного обеспечения. Повторное меры ANOVA с постфактум т теста (Т-тест был использован так как не было никаких экспериментальных групп) был использован для определения существенных основные эффекты, взаимодействие основных эффектов, и различия в предпочтении отдельных пищевых продуктов.
Рисунок 1. Крыса в homecage с двумя выбор продуктов. Крыса имеет физический доступ к двум пищевых бункеров и к воде. Пищевые бункеры заполнены, чтобы обеспечить вволю доступ к обеим продуктов.
Рисунок 2. Пищевая просыпания весьма заметны и могут быть учтены. В то время как ежедневного взвешивания пищи, любая пища, которая не содержится в бункере находится и взвешивают.
Рисунок 3. Крысы продемонстрировать большее предпочтение продуктов с высоким содержанием жира. А) Крысы продемонстрировать значительное предпочтение 15%, 17,5%, 20%, и 45% жиров по сравнению с 12,5%. (* Р <0,05, по ANOVA с последующим постфактум тест). B) Жир Привилегированные метод приводит к кривой "доза-эффект", где предпочтение меняется с жиром сontent по сравнению с 12,5% жирной пищи. Планки погрешностей представляют стандартную ошибку среднего.
Рисунок 4. Представительство в граммах предпочтения крыс высшего жирной пищи. Предпочтение выражается граммов пищи, потребляемой может предоставить дополнительную информацию об изменениях в общей приема пищи более по ходу эксперимента. (* Р <0,05, по ANOVA с последующим постфактум тест). Планки погрешностей представляют стандартную ошибку среднего.
Рисунок 5. Представительство в калориях предпочтения крыс высшего жирной пищи.
| Жир | Углевод | Белок | Плотность энергии | |||||||
| Диета | % Г | % Ккал | % Г | % Ккал | % Г | % Ккал | ккал / грамм | |||
| 10% жира | 4.3 | 10 | 67.3 | 70 | 19.2 | 20 | 3.85 | |||
| 12,5% жирности | 5.4 | 12.5 | 65.7 | 67 | 19.5 | 20 | 3.9 | |||
| 15% жира | 6.6 | 15 | 64.2 | 65 | 19.8 | 20 | 3.95 | |||
| 17,5% жира | 7.8 | 17.5 | 62.5 | 62 | 20.1 | 20 | 4.01 | |||
| 20% жира | 9 | 20 | 61 | 60 | 20.3 | 20 | 4.06 | |||
| 45% жирности | 24 | 45 | 41 | 35 | 24 | 20 | 4.73 | |||
Таблица 1. Макроэлементов содержание экспериментальных продуктов.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Предпочтение с моделью Жир является информативным и легко выполнять анализ пищевого поведения. Этот анализ дает возможность определить нервные и молекулярные механизмы, лежащие в основе предпочтения пищи, что является важным еще недостаточно изученной областью ожирения исследований. Изменения в жировой предпочтительно от генетических различий или фармакологических манипуляций может быть представлена как вправо или влево сдвигов в привилегированную кривой (рис. 3В). Важно включать средние жиров (15%, 17,5% и 20%) для визуализации любые сдвиги в кривой предпочтений. Сдвиги в жировой кривой предпочтений можно интерпретировать так же, как различные две бутылки выбор привилегированные Тесты интерпретируются 13,14. Как крысы есть предубеждение к еде высокой жирной пищи, значительно сократилось предпочтение высоким содержанием жиров пищи представляет собой возможный фармакологически соответствующие изменения в выборе составе пищи. Действительно, нейромедин U рецептора 2 выражение недавно пчелын показано для изменения жира предпочтение, используя эту модель 15. Цветной питания (табл. 1) позволяет легко определить какой-либо утечки до ежедневная пища весом (рис. 2). Это помогает обеспечить точное измерение ежедневного рациона питания. Метод также быстро выполнять и может повторяться по мере увеличения концентрации жира в пище.
Есть некоторые особые соображения для фармакологических и генетических манипуляций диетического предпочтения жира. В фармакологических исследований, соединение экспозиции является важным фактором, поскольку этот анализ занимает до 8 дней. Таким образом, фармакологические составы могут должны быть введены один или несколько раз в день в зависимости от периода полураспада и общей дозы каждого тестируемого соединения. В генетических исследованиях, методы лечения, такие как вирусный нокдауна гена может потребовать 14 дня стабильной экспрессии, которая будет удлинить экспериментальный график.
Пищевая композиция в
Одним из ограничений для этого метода является большое количество пищевых бункеров, которые требуют ежедневного взвешивания и чистки. Удачливыйлы, эти высокие трудовые и оборудование периоды короткие (два дня в тесте предпочтений), требуют минимальной подготовки и может быть перемежаются с периодами только 10% жира доступа к продовольствию по мере необходимости.
Эта модель имеет некоторые ограничения, а также. Во-первых, продукты представлены в порядке возрастания жирности, которые могут производить эффект заказа. Тем не менее, этот порядок необходимо минимизировать долгосрочные последствия высокого потребления жиров пищи на выборе продуктов питания. Лукас и коллеги показали, что потребление крыс чистого или эмульгированных жиров, в дополнение к крысы чау, будет уменьшать или увеличивать в течение нескольких дней, соответственно 16. Это сделало бы его трудно интерпретировать результаты снижения эксперименты жирности или после доступ к 45% жирной пищи в латинский квадрат типа эксперимента. Второе ограничение является многократное использование 12,5% жирной пищи в качестве основы для сравнения. Снизилась предпочтение 12,5% жирной пищи вызовет явное увеличение предпочтениядля более высокой жирной пищи. Тем не менее, не в состоянии иметь постоянную базовую еду может повлиять жиров 16 и сделать сравнения предпочтения невозможно. Наконец, наши результаты могут быть интерпретированы как предпочтение более низким углеводов и не для получения высшего жира. Тем не менее, крысы предпочитают увеличение (не уменьшается) содержание углеводов 14,15 уменьшая справедливость этой интерпретации.
В заключение Предпочтение с моделью Жир может быть использован для определения предпочтение крысы между двумя продуктов различной жирности. Этот тест позволяет экспериментатор, чтобы определить, генетический фон или медикаментозное лечение может манипулировать жиров предпочтение содержимого крысы. Это предпочтение высоким содержанием жиров предлагает отличные лица действительность и представляет собой поступательно соответствующую модель пищевого поведения у людей.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Acknowledgments
Авторы хотели бы выразить признательность финансирование от UL1TR000071 (NCATS), P30DK079638 (NIDDK), P30DA028821 (NIDA) и 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
- Flegal, K. M., Carroll, M. D., Ogden, C. L., Curtin, L. R. Prevalence and trends in obesity among US adults. JAMA. 303 (3), 235-241 (1999).
- Mokdad, A. H., et al. Prevalence of obesity, diabetes, and obesity-related health risk factors. JAMA. 289 (1), 76-79 (2003).
- Abete, I., Astrup, A., Martínez, J. A., Thorsdottir, I., Zulet, M. A. Obesity and the metabolic syndrome: role of different dietary macronutrient distribution patterns and specific nutritional components on weight loss and maintenance. Nutr. Rev. 68 (4), 214-231 (2010).
- Berthoud, H. R., Münzberg, H., Richards, B. K., Morrison, C. D. Neural and metabolic regulation of macronutrient intake and selection. Proc. Nutr. Soc. 71 (3), 390-400 (2012).
- Warwick, Z. S., Schiffman, S. S. Role of dietary fat in calorie intake and weight gain. Neurosci. Biobehav. Rev. 16 (4), 585-596 (1992).
- Kendall, A., Levitsky, D. A., Strupp, B. J., Lissner, L. Weight loss on a low-fat diet: consequence of the imprecision of the control of food intake in humans. Am. J. Clin. Nutr. 53 (5), 1124-1129 (1991).
- Ackroff, K., Sclafani, A. Oral and Postoral Determinants of Dietary Fat Appetite. Fat Detection: Taste, Texture, and Post Ingestive Effects. Chapter 12. Montmayeur, J. P., leCoutre, J. , CRC Press. (2010).
- West, D. B., York, B. Dietary fat, genetic predisposition, and obesity: lessons from animal models. Am. J. Clin. Nutr. 67, 505-512 (1998).
- Sclafani, A., Ackroff, K. Role of gut nutrient sensing in stimulating appetite and conditioning food preferences. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 302 (10), (2012).
- Velloso, L. A. The brain is the conductor: diet-induced inflammation overlapping physiological control of body mass and metabolism. Arq. Bras. Endocrinol. Metabol. 53 (2), 151-158 (2009).
- Vanzela, E. C., et al. Pregnancy restores insulin secretion from pancreatic islets in cafeteria diet-induced obese rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 298 (2), (2010).
- Johnson, S. L., McPhee, L., Birch, L. L. Conditioned preferences: young children prefer flavors associated with high dietary fat. Physiol. Behav. 50 (6), 1245-1251 (1991).
- Bolanos, C. A., Barrot, M., Berton, O., Wallace-Black, D., Nestler, E. J. Methylphenidate treatment during pre- and periadolescence alters behavioral responses to emotional stimuli at adulthood. Biol. Psychiatry. 54, 1317-1329 (2003).
- Ignar, D. M., et al. Regulation of Ingestive Behaviors in the Rat by GSK1521498, a Novel {micro}-Opioid Receptor-Selective Inverse Agonist. J. Pharmacol. Exp. Ther. 339, 24-34 (2011).
- Benzon, C. R., Johnson, S. B., McCue, D. L., Li, D., Green, T. A., Hommel, J. D. Neuromedin U receptor 2 knockdown in the paraventricular nucleus modifies behavioral responses to obesogenic high-fat food and leads to increased body weight. Neuroscience. , (2013).
- Lucas, F., Ackroff, K., Sclafani, A. Dietary fat-induced hyperphagia in rats as a function of fat type and physical form. Physiol Behav. 45 (5), 937-946 (1989).
