Summary
このプロトコルは、げっ歯類の食べ過ぎと肥満をモデル化するために、非常に味わい深い、西洋スタイルのカフェテリアダイエットの使用を記述します。ここでは、食品の選択、調製、測定の詳細な概要を説明し、堅牢で再現性のある表現型の生成に役立つ方法論的要因について説明します。
Abstract
肥満は先進国や発展途上国で発生率が急速に増加しており、多くの疾患を誘発または悪化させることが知られています。肥満の健康負担とその併用状態は、その病因のより良い理解の必要性を強調するが、倫理的制約は、人間の研究を制限する。この目的のために、実験動物における肥満の外部的に有効なモデルは、太りすぎおよび肥満の理解のために不可欠である。多くの種がヒトの肥満に伴う変化の範囲をモデル化するために使用されているが、げっ歯類は最も一般的に使用されている。当研究室では、一貫してげっ歯類の代謝疾患のかなりの体重増加とマーカーにつながる西洋式のカフェテリアダイエットを開発しました。食事は、高熱を誘発するために様々な非常に味わい深い食品にげっ歯類を公開し、現代の西洋食品環境をモデル化します。この食事は急速に過食や肥満の効果の研究を可能にするラットの体重増加と体脂肪蓄積を誘発します。カフェテリアダイエットは、精製された高脂肪または高脂肪、高糖度の食事と同じマクロ栄養素と微量栄養素プロファイルに対する制御を提供しない場合がありますが、カフェテリアダイエットは、通常、精製されたものよりも重度の代謝表現型を誘発します。ダイエットと太りすぎと肥満の人間集団で観察される代謝障害に沿っています。
Introduction
肥満とそれに関連する併用は、世界の健康負担1に多大な貢献をし、オーストラリア2の疾病負担の7%を占める。肥満の主な危険因子は、飽和脂肪と精製炭水化物が多く、繊維と微量栄養素が少ない不健康な食事の消費です。肥満の治療介入の標的を特定するには、複数の生化学的および生理学的システムに対する影響を体系的に評価できるモデルが必要です。肥満の病因に関する我々の理解は、環境要因が容易にできる制御された条件下で時間を超えて研究することができるげっ歯類モデルを用いた研究によって実質的に進められている操作。
ダイエット誘発性肥満のカフェテリアダイエット(CAF)モデルは、げっ歯類の標準的なチョウダイエットを、飽和脂肪、精製炭水化物、またはその両方で高い様々な味わい深い食品で補うことです。これらの食品の例には、ケーキ、甘いビスケット、高脂肪の風味豊かなスナック(加工肉、チーズ、チップなど)が含まれます。それは確実にげっ歯類の高熱や急速な体重増加を促進します。モデルの主な特徴は現代の食環境をシミュレートするように設計されている非常に味わい深い食べ物の多様性の提供である。様々なアクセスは、食品が嗜好性のために一致している場合でも、短期的な4およびヒト5のラットの食物摂取量を増加させ、風味および嗅覚キュー4、6でのみ変化する。しかし、ある研究は、風味と食感が変化するエネルギーとマクロ栄養素にマッチした精製食を提供することは、ラット7の長期的な体重増加に影響を及ぼさなかったことを示し、栄養組成と明確な経口後効果を示唆した。異なる食品はまた、食べ過ぎに貢献する可能性があります。複数の味や食感への暴露は、感覚特異的満腹感を克服し、代替5に対して最近食べた食品を食べたいという欲求の減少を記述する。私たちの研究室の多くのコホート全体で、我々は同様に、非常に味わい深い食品の使用が過食をさらに増幅することを観察しました。
このCAFダイエットは、Sclafani8が「スーパーマーケット食品」(マシュマロ、チョコレート、ピーナッツバター、クッキー、サラミ、チーズなど)の品揃えにさらされたメスラットが加速体重増加を示したと報告して以来、40年以上使用されています。コントロールに対する相対値。これと他の初期の研究は、CAFスタイルの食事は、純粋な高脂肪または高炭水化物ダイエット8、9よりも効果的に体重増加を加速するように見えることを指摘しました.1980年代の研究は、CAF食を与えたラットのマクロ栄養素プロファイル10および食事パターン11を特徴付け、脂肪質量およびインスリンレベル9、10および熱発生12に大きな変化を示した。私たちのグループは、20年以上の間に肥満をモデル化するためにCAFダイエットを使用してきました13,14,この間、私たちは食事のいくつかのバリエーションを使用しています.ラットは、通常のチョウと水に加えて、毎日少なくとも2つの甘いと2つの風味豊かな食品を提示されます。近年では、10%スクロース溶液で固形CAF食品を補う開始しています。さまざまな実験計画に合わせてCAFダイエットを調整する能力は、モデルの強みです。
CAFダイエットは、即時の高熱障害(すなわち、最初の24時間以内)と体重と脂肪量の着実な増加を促進します。しかしながら、多様性を最大化する結果は、マクロ栄養素及び微量栄養素摂取量が制御されないことであり、乗り越えられない欠陥としてある点がある。ダイエット誘発性肥満の研究は、より一般的に精製された高脂肪(HF)または組み合わせた高脂肪、高糖(HFHS)ダイエットを使用し、栄養成分を正確に制御し、毎日のモニタリングを必要とするCAFモデルよりも労働集約性が低く、およびスケジュールの慎重な計画と実行。市販の精製HF食生活の翻訳関連性は、脂肪酸プロファイルと脂肪およびスクロースの割合がヒトの食物摂取16と一致しないかもしれないので、進行中の議論の話題である。CAFダイエットは、精製された食事と同じ程度の栄養組成を制御するものではありませんが、ほとんどの現代社会で食品オプションを特徴付ける嗜好性と多様性をモデル化することを目的としています。
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Protocol
ここで説明するプロトコルは、ラットでの使用に最適化されています。我々は、マウス17、18でCAF食をうまく使用しているが、ソフトフード粉砕は、食物摂取対策の信頼性を低下させるさらなる誤差を導入し得る19。このプロトコルは、ニューサウスウェールズ大学の動物ケアと倫理委員会によって承認され、オーストラリア国民健康によって提供される科学的な目的のための動物の使用とケアのためのオーストラリアのガイドラインに準拠しています( 第8版)医学研究評議会
注:私たちの短期的な研究(すなわち<10週間のアドリビタムCAFアクセス)で非常に少数の副作用が観察されています。CAFダイエット20のラットにおける一般的な幸福、活動、社交性または不安のような行動に変化の証拠はない。より長い間隔(>16週間)の後、CAF飼育ラットでは非常に時折心血管障害が観察されている。
1. 動物順応化と住宅
- 到着後5~7日間、食事と水をコントロールする無料アクセスで、施設にラットを順応します。到着後24時間を開始するラットを毎日処理します。CAFダイエットはケージとの毎日の相互作用を伴うので、定期的な取り扱いが重要です。
- 環境エンリッチメントがすべてのケージに提供されていることを確認します。標準的なケージには、赤いポリメチルメタクリレートボックス、ネスティング素材、木製のチュースティックが含まれており、CAFダイエット内で提供される柔らかい食品は、噛みにくいアイテムにアクセスせずにマロッククルージョンを発症するラットを生じる可能性があるため、重要です。
- CAFダイエットを開始する前に、ケージをCAFまたはチョウグループに割り当て、グループ間の体重の平均と範囲を比較し、必要に応じて再割り当てすることにより、体重を開始するためにこれらが一致していることを確認します。照明の露出は概日リズム、食物摂取および活動に影響を与える可能性があるので、CAFとチャウケージがコロニールームで均等に分布していることを確認してください。
注:げっ歯類は、グループハウス(特に男性)の場合、社会階層を形成します。社会的ストレスの影響は、ラットが同じような体重の他の人と一緒に収容されていることを保証することによって部分的に制御されます(ケージ内のいじめを減らすために)。さらに、カフェテリアダイエットは、すべてのラットが食事にアクセスできるようにケージの周りに均等に配布する必要があります。
2. ダイエットの選択とセットアップ
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スケジューリング
- 通常のチョウと水が常に利用可能であり、毎日最低2つの甘いと2つの風味豊かなアイテムで補完されていることを確認してください(毎週のスケジュールの例を表1に示しています。 オプションのエキストラは、高脂肪、高糖チョウ、10%スクロース溶液です。
- マクロ栄養素の割合に類似している各カテゴリ内の食品を選択してください:すべての甘いアイテムは、脂肪よりも炭水化物で比較的高く、すべての風味のアイテムは炭水化物よりも脂肪が高いです。CAF食品の各毎日のセットで脂肪、炭水化物、砂糖、タンパク質の同様の割合を提供することを目指しています。
- 必要に応じてメニューを調整して過呼吸を持続できるように、実験全体の消費量を定期的に監視します。表2は、いくつかのサンプル食品のエネルギー密度およびマクロ栄養素情報を提供し、200gの男性スプレイグ・ドーリーラットの開始量を示唆した。
- 連続した日や1週間に1回の食べ物を与えることは避けてください。この場合は、食品を数日間スケジュールから省略してから、再組み込みしてください。
注:ラットは新生児恐怖症を示し、ほとんどの新しい食品は、それらが消費されるかどうかを決定するために繰り返し暴露を必要とする。ラットは通常、酵母(パン、ピザなど)を含む食品や柑橘類やコーヒーの風味を持つ食品を好まない。
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ウェットフード
- 寝具の汚れを避けるため、マグロスズなどの容器に含まれる水分量が多い食品を提示することを検討してください。これを行う場合は、ケージを制御するために空のコンテナーも提供する必要があります。
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ダイエットソーシング
- 使用されるCAF食品が主食であることを確認するか、食品が一貫しており、代用する必要がないように、実験全体に十分な量を得ます。
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ダイエット貯蔵
- 包装または-20°Cに記載の食品を保管し、使用前の夜に解凍してください。乾物(ビスケット)は気密容器に入れて保管してください。
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スクロース溶液(オプション)
- スクロース溶液を調製し、通常は10%(w/v)をバルク(2~5L)で調製し、使用しない場合は4°Cで保存します。
- スクロースボトルを毎週(少なくとも)交換して、細菌や真菌の増殖を防ぎます。ボトルを毎日検査し、成長の兆候が見られた場合は交換してください。
注:スクロースは水に加えて提供され、常に利用可能です。
3. カフェテリアダイエット準備
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霜 取り
- 使用前に~24時間解凍するために適切な量のCAF食品を取り出してください。食品は電子レンジを使用して解凍することができますが、熱い間に提示しないでください。
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CAFダイエットの毎日の補充
- CAFダイエット食品を毎日変更することで、品種が最大化され、ケージの汚れが最小限に抑えられます。ラットは暗いサイクルの最初の部分で毎日の摂取量のほとんどを食べるので、この時点で食べ物が新鮮になるように、暗いスケジュールの発症に近いCAF食品補充をスケジュールします。食物摂取量が測定されていない日にCAFダイエットを補充する。
- 次のように、このグループが同様の日常的な経験を持っていることを確認する方法でチョウグループをフィードします。
- 水筒を回し(スパウトを上げる)、ケージをワークスペースに置き、ふたを取り外します。
- 約20sの寝具を軽く乱し、CAFケージの寝具から食品を収集するプロセスをシミュレートします。
- 食べ物ホッパーから寝具に小さな一握りのチョウペレットを入れ、ケージ寝具の上の食べ物への暴露を同一視する。
- ケージのふたを戻してラックに戻し、こぼれを最小限に抑えるためにケージが落ち着いた場合にのみ水筒を交換してください。
- カフェテリアグループに食べ物を与える
- ケージごとにラベル付き容器にCAFダイエットアイテムを準備します。
- 水筒を回し(スパウトを上げる)、ケージをワークスペースに置き、ふたを取り外します。
- できるだけ寝具から古いカフェテリアダイエットを取り除きます。
- 新鮮なカフェテリアダイエットをケージに入れ。
- ケージを閉じてラックに戻ります。
- 水とスクロースボトルを交換してください。
注:チョウラットをCAFダイエットにさらさないようにするには、CAFケージの前にチャウケージを与えることを検討してください。手袋は、異なる食事グループからのラットを扱う間に変更する必要があります。
- 必要に応じて、チャウ、水、スクロースボトルをトップアップ。他の手順の後にこれを行うことは、箱が食べ物と水をトッピングした後に重くなるように、より効率的です。
注:CAFボックスは、より迅速に土壌を変更し、濡れた寝具だけでなく、強い臭いへの暴露によって引き起こされるストレスを避けるために、より頻繁に変更する必要があります。寝具を毎日点検し、必要に応じて変更します。
4. 食物摂取量 24 H を超える
注:食物摂取測定は、週に数回、離散24時間にわたって行われます。
- CAFダイエットを開始時には、体重と24時間の食物摂取量を週に少なくとも2回測定し、食事の有効性を監視する。暗い段階の発症に近い食物摂取測定を開始します。風味とエネルギー密度を同一視することで、時間の経過に関する変化を正確に監視できるように、食品摂取測定日に同じCAF食品のセットを提示することを目指します。
注:同じ食物への過度の暴露は時間の経過とともに過呼吸を減らす可能性があるため、1週間あたりの食物摂取量の>2測定を必要とする研究では不可能な場合があります。 -
CAFとコントロールダイエットの摂取対策
- CAFダイエットを準備し、各ケージのラベル付き容器に入れ、各コンポーネントの重量を量り、記録します。図 1は、CAF 食品の完成したセットを示しています。表3は、食品摂取量モニタリングシートの例で構成されている。
- 必要に応じて、水、スクロース、チョウのレベルを補充します。
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チャウ(コントロール)ケージ用
- 水筒を回し(スパウトを上げる)、ケージをワークスペースに置き、ふたを取り外します。
- ラットの重さを量り、環境の豊かさと一緒に新鮮な寝具とケージに転送します。
- 水のボトルとチャウの重量を記録します。
- ケージのふたを交換し、ケージをラックに戻し、水筒を回します。「FOOD INTAKE」と書かれて小さな看板をケージに追加して、アテンダントや研究者にボトルやチャウに触れないように通知することができます。
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CAFケージの場合:
- 手順 4.3 と同じ手順を実行します。さらに、ラットが移される前に新鮮な寝具でケージの周りにCAF食品の事前計量容器を散乱させます。
- 最小限の妨害で24時間ラットを残します。予期しない混乱(コロニールームへの新しいラットの到着、または周囲の騒音の変化など)を記録します。
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食品摂取量測定を終了する
- チャウケージの水筒とチョウの重量を記録し、慎重にチャウの部分のための寝具を検索します。完了したら、ケージから「食物摂取量」のサインを取り除きます。
- CAFケージのための新鮮なCAFダイエットを準備します。
- 各CAFケージ用
- 水、チョウ、スクロースの重量を記録します。
- ケージのふたと環境の豊かさを取り除く。
- 寝具からCAFフラグメントを慎重に取り除き、別々の容器に入れなさい。最初に最大の部分を取り除き、穏やかなスイープモーションを使用して、一方の端から他方にすべてのケージ寝具を体系的にふるいにかけました。
注:食べ物を収集するときに、各ケージに同じ程度のケアを適用します。ケージが特に乱雑だった場所を記録する - いくつかの例では、ラットはケーキやビスケットを粉砕し、収集が困難な微粉末にします。これは、人工的に食品摂取対策を膨らませることができます。 - ケージの周りに新しいCAFダイエットを配布し、環境濃縮を返し、ケージのふたを閉じてラックに戻し、「食物摂取量」のサインを取り除きます。
- 各CAF食品のレコード重量を最も近い0.1 gに記録し、最初の食品重量から残っている食品を差し引いてケージあたりに消費される総食物を得て、各箱のラットの数で割ります(したがって、等しい摂取量を想定)。
- メーカーが提供する各食品のエネルギー密度(kJ/g)を掛けて消費量(g/ラット)。
注:マクロ栄養素摂取量を計算するために使用する炭水化物とタンパク質のエネルギー密度は16.7kJ/g、脂肪は37kJ/gです。
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Representative Results
図2Aに示すように、CAFダイエット摂食は、6週間にわたって一貫している男性スプレイグ・ドーリーラットの3つのコホートからのデータに基づいて、チョウコントロールに対するエネルギー摂取量の2.5倍の増加を生み出す。他の研究は、高熱障害のこの程度が1021および16 22週間の実験にわたって持続されることを確認している。体重曲線(図2B)は、CAF食の摂食が3~4週間の食事後の対照と比較して平均体重の20%の差につながり、ヒトにおける肥満の発症と一致する体重増加に匹敵することを示す。6週間では、CAFと対照群との体重増加の平均差は67%(図2C)であり、EchoMRIによって決定される脂肪度は約2倍である(図2D)。カフェテリアを与えられたラットは、通常、毎日のエネルギーの5~10%をチョウ(〜5g/ラット/日)として食べる。
マクロ栄養素摂取プロファイルは、製品メーカーの栄養情報を使用して食品摂取量測定日に計算することができます。私たちは、CAF供給ラットがタンパク質としてエネルギーの約8%、脂肪として34%、炭水化物として58%を消費し、性別と年齢を通じて一貫したマクロ栄養素摂取量を観察します。当社のメンテナンスチャウは、22%のタンパク質、13%の脂肪と65%の炭水化物を提供します。ヒト集団におけるマクロ栄養素消費量の推定値(オーストラリアにおける18.3%タンパク質、44.9%の炭水化物および30.9%の脂肪23;15.7%タンパク質、48.7%の炭水化物および33.7%の脂肪(米国24)、CAF供給ラットタンパク質としてエネルギーの低い割合を消費し、炭水化物として高い割合、および脂肪から同等の割合を消費します。しかし、絶対摂取を考えると、CAF供給ラットは対照に対して3つのマクロ栄養素をすべて過剰に食べ過ぎる(図3A-Cは男性の場合は図3-C、女性の場合は図3D-F)。むしろ、マクロ栄養素組成物は、過剰な炭水化物と脂肪摂取によって主に駆動される劇的な高呼吸誘発から生じ、通常は太りすぎになり、肥満をより徐々に発症する傾向があるヒトの被験者には観察されない。
我々が行った最近の研究は、メスラットがCAFダイエットのオベソゲン効果に特に脆弱である可能性を示唆している。エネルギー摂取量は、コントロールに対するCAF供給メスで3.8倍大きく、6週間にわたって持続した(図4A)。グループ間の20%の体重差は、CAF暴露のわずか2週間後に観察された(図4B)。6週間の食事暴露の後、体重増加はCAFラット(図4C)で12倍大きく、脂肪量は健康的なコントロールと比較して2倍になりました(図4D)。女性のダイエット誘発体重増加に対するより大きな感受性の提案は、カフェテリアダイエットが男性25よりも女性の有意に大きな体重増加を誘発することを示したスクラファニとゴーマンによる以前の研究によって支持されている。
各CAF食品の使用量が少なすぎると、エネルギー摂取量の測定が人為的に制約される可能性があります。これは、供給後(食べ物がリフレッシュされたとき)にCAFケージ24時間に残っている食べ物があることを確認することによって最も簡単に対処されます。図5は、食物摂取に対する複数の食品セットの使用が、全体的なエネルギー摂取量に匹敵するにもかかわらず、マクロ栄養素摂取量の大幅な変化につながる方法を示しています。この例では、変動性は、主に一貫したタンパク質摂取量を背景に脂肪と炭水化物のバランスに起因した。使用された食品セットの分析は、高い好ましいケーキが提供されたときに高い炭水化物摂取量が観察されたことを示しました。このケーキが不在の時、より高い脂肪摂取量が観察された。
図1:3日間にわたるカフェテリアダイエットの例CAFダイエットは、持続的な過呼吸を誘発するために毎日様々な食品で構成する必要があります。CAF食品の準備は、各ケージの食べ物を指定容器に入れることで合理化することができます。これにより、各ケージへのタイムリーな配信が容易になります。Day 1 =チキンナゲット、牛肉風味のドッグフード、チョコレートクリームビスケット、ジャムロール、高脂肪精製ダイエット。Day 2 =ミートパイ、チキンナゲット、スコッチフィンガービスケット、キャラメル泥ケーキ。3日目=点心、チキン風味のドッグフード、カスタードクリームビスケット、ブルーベリーチーズケーキ。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2:代表的な結果は、複数の男性コホートをもたらす。CAFダイエットは、男性成人ラットで6週間にわたってエネルギー摂取量(A)と体重(B)の一貫した増加を生じる。これは、ダイエットの4週間でEchoMRIによって評価された場合、体重増加(C)および脂肪質量(D)の有意な増加を伴う。データは平均 ± SEM として表されます。n = 個々のデータの場合は 48。エネルギー取り込みデータの場合は n = 12 (解析単位としてのケージ)。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図3:複数の男性コホートにおけるマクロ栄養素摂取量CAFダイエット暴露は、男性ラットの炭水化物(A)、脂肪(B)およびタンパク質(C)の総摂取量を増加させます。これらの増加は、炭水化物(D)、脂肪(E)およびタンパク質(F)摂取量に対するメスラットに匹敵する。データは平均 ± SEM として表されます。n=12またはn=4ケージ(それぞれ男性と女性)は6週間にわたって平均した。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図4:代表的な結果は、女性コホートである。カフェテリアダイエットは、女性成人ラットで6週間にわたってエネルギー摂取量(A)と体重(B)の一貫した増加を生じる。6週間の食事の後、体重増加(C)と脂肪量(D)の実質的な差も観察される。データは平均 ± SEM として表されます。n = 個々のデータの場合は 12。エネルギー摂取量データの場合は n = 4。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図5:マクロ栄養素の摂取に時間がかかる。複数のフードセットを使用して食物摂取を評価すると、男性ラットのコホートにおける個々の好みの違いを考えると、マクロ栄養素摂取量の差異につながる可能性があります。データは平均 ± SEM として表されます。n = 4ケージ。全体的なマクロ栄養素摂取は、通常観察されるパターンと一致すること。CAF供給ラットは、炭水化物として60%のエネルギー、33%の脂肪、8%のタンパク質をエネルギーとして消費しました。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
| 月曜日 | 火曜日 | 水曜日 | 木曜日 | 金曜日 | 土曜日 | 日曜日 | |
| デイリーフード | 健康的なチョウと飲料水 | ||||||
| ケーキ | A | D | B | A | C | B | E |
| タンパク質 1 | A | C | D | A | C | D | A |
| タンパク質2 | B | B | A | B | B | A | C |
| クッキー | B | A | C | B | D | C | A |
| オプションの追加の毎日の食品 | HFHSチョウ、10%スクロース溶液 | ||||||
表1:カフェテリアダイエットの週刊フードプランの例CAFダイエットは、この例の週刊食品プランに示すように、毎日変化する様々な味わい深い食品を提供することによって、過呼吸を促進します。文字A-Eは、その食品グループのためのユニークな食品を示します(例えば、ケーキAはチョコレート泥ケーキとケーキBバニラスポンジを示すかもしれません)。灰色でシェーディングされた食物摂取日数は、週全体にわたって均等に配置する必要があり、理想的には可能な限り一貫性を保つ必要があります。CAFダイエットには常に健康的なチョウと水への継続的なアクセスが含まれていますが、オプションの追加の毎日の食品には、HFまたはHFHSチャウ、および10%のスクロース溶液を含めることができます。
| PER 100g(メーカー派生) | エネルギーあたり 1g | 推奨開始値 (kJ/ラット) | |||||||||||
| 食品 | エネルギー (kJ) | タンパク質 (g) | 総脂肪(g) | 飽和脂肪酸(g) | 総炭水化物(g) | 砂糖 (g) | エネルギー (kJ/g) | タンパク質 (kJ) | 総脂肪 (kJ) | 飽和脂肪(kJ) | 総炭水化物(kJ) | シュガー (kJ) | |
| プロテインA | 830.00 | 6.00 | 6.10 | 3.20 | 28.90 | 2.20 | 8.19 | 1.02 | 2.26 | 1.18 | 4.91 | 0.37 | 350.00 |
| プロテインB | 906.00 | 7.30 | 11.10 | 4.60 | 21.10 | 1.80 | 8.94 | 1.24 | 4.11 | 1.70 | 3.59 | 0.31 | 350.00 |
| ケーキA | 1470.00 | 4.60 | 13.30 | 3.70 | 52.40 | 33.10 | 14.61 | 0.78 | 4.92 | 1.37 | 8.91 | 5.63 | 200.00 |
| ケーキB | 1660.00 | 4.00 | 18.40 | 4.30 | 53.60 | 36.30 | 16.60 | 0.68 | 6.81 | 1.59 | 9.11 | 6.17 | 200.00 |
| クッキーA | 1920.00 | 4.30 | 20.60 | 12.70 | 63.20 | 33.20 | 19.10 | 0.73 | 7.62 | 4.70 | 10.74 | 5.64 | 200.00 |
| クッキーB | 2040.00 | 5.70 | 21.00 | 11.20 | 8.50 | 4.10 | 10.18 | 0.97 | 7.77 | 4.14 | 1.45 | 0.70 | 200.00 |
表2:一部のカフェテリア食品の栄養情報この表は、CAFダイエットのいくつかのコア項目について得られた栄養情報を示しています。毎日のオプションが同様のマクロ栄養素の可用性を提供し、ラットが適切なタンパク質にアクセスできることを確認することが重要です。使用する食品の毎日のセットごとに、全体的なエネルギー密度とマクロ栄養素含有量を計算するのに役立ちます。最後のコラムには、200gの男性スプレイグ・ドーリーラットに対する各食品の推奨開始量(ラットあたりのエネルギーとして)が含まれています。
| ケージ | 水(g) | チャウ (g) | ケーキA(g) | プロテインA(g) | プロテインB(g) | クッキーB(g) | ||||||
| インチ | 乙 | インチ | 乙 | インチ | 乙 | インチ | 乙 | インチ | 乙 | インチ | 乙 | |
| 1 (チャウ) | ||||||||||||
| 2 (CAF) | ||||||||||||
| 3 (チャウ) | ||||||||||||
| 4 (CAF) | ||||||||||||
表3:食品摂取量シートの例各CAF食品の重量(g、ケージあたり)は、スプレッドシートに慎重に記録する必要があります。
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Discussion
ラットを脂肪と砂糖の高い様々な味わい深い食品にさらすことで、ここで説明するCAFダイエットプロトコルは、多くの人々が食べるいわゆる「西洋の食事」の信頼性が高く、堅牢なモデルを提供します。コントロールに対するエネルギー摂取量の有意な増加として評価される高熱痛は、暴露の最初の24時間以内に観察され、数週間以内に統計的に有意な体重差が見られます。したがって、CAFはげっ歯類の食事誘発肥満の有効なモデルである。
いくつかの研究は、CAFスタイルの食事は、精製されたHFやHFHSダイエットよりも誇張された肥満表現型を生成することを報告しています。サンピーら26は、HF食を与えたラットに対して、CAF暴露がより大きな肝臓および脂肪組織の炎症、より貧しいグルコース耐性およびより多くのインスリン抵抗性をもたらしたことを示した。その研究はラードベースのHFDを使用したが、他の2つの実験は、CAFダイエットがバター27とココナッツオイル28に基づいてHFDに対して脂肪分を増加させることを発見した。同様に、比嘉らは、HFとCAFの両方の食事がマウスのコントロール食に対して内臓脂肪を増加させた一方で、CAFのみが食物摂取量を増加させ、高血糖、グルコース不耐性およびインスリン抵抗性29の発症を加速した。マウスの別の研究は、より顕著な代謝効果に加えて、CAF暴露は、精製されたHFD30に対して肝臓および心臓病理学(線維症、脂肪症およびアポトーシス対策)の発生率を増加させたことを報告した。しかし、最近の研究は、具体的に策定された「西洋の食事」が伝統的なCAFダイエット31よりも代謝、脂肪および炎症対策に強い影響を生じさせたことを示している。異なるタイプのオベソゲン食が代謝結果にどのように影響するかを特定するさらなる研究は、カフェインテリアの食事と糖分の高い、または砂糖と脂肪の両方で高い精製された食事を比較する限られたデータがあるので、必要とされる。
このモデルで私たちの仕事のほとんどは、アウトブレッドスプレイグ・ドーリーラットと一緒にされています。CAFプロトコルは、現代の食品環境の代謝効果32を調査するために最適化されています。このモデルを使用して、22日目の摂食の微細構造、'bingeing'33の断続的なアクセスモデル、およびエネルギー摂取量が制御レベル34にヨークされる実験で研究した。より最近の研究は、認知20、35および腸内微生物叢36、37に対する食事効果を調べた。CAFダイエットのバージョンはまた、母親の肥満38を研究し、肥満14の視床下部摂食ペプチドに対する摂食応答を探索するために使用されている。
カフェテリアダイエットがラットやマウスの高熱や肥満を誘発することを示す大きな証拠がある一方で、これらの研究は主にアウトブレッド・スプレイグ・ドーリー13、14で行われていることに注意することが重要です。 20、39、40、41、42、ウィスター6、26、31、43、44ラットは、Balb/c17、18およびスイス45、46マウスならびに他のげっ歯類株で行われた比較的少数の研究を有する。したがって、文献で報告されたカフェテリアダイエットの効果が他の株で観察されるかどうかは不明であり、特に両方のラット47、48およびマウス49.さらに、開始年齢および体重はまた、代謝結果に対するオベソ原性食の影響を調節し得る重要な方法論的要因である25.私たちの以前の研究のほとんどは、ここで報告された代表的なデータを生成する研究を含む、成人期初期にCAFダイエットにラットを開始しました。
いくつかのローカル要因も考慮する必要があります。ここで提案された食品スケジュールは、別の株やサプライヤーで使用するためにCAFダイエットを設定する際に変更する必要があります。地元の食料供給は、使用する特定のCAF食品を決定し、新しい食品が導入されるたびに慎重に消費を監視する必要があります。食品パッケージに提供される栄養情報は、マクロ栄養素の計算が正確であることを確認するために、時間の経過とともに保持およびチェックする必要があります。
CAFモデルの適用を成功させるには、ケージの綿密な計画と日常的な監視が必要です。毎日の食品の購入、解凍、準備には追加の時間が必要であり、食品摂取測定日数は労働集約的です。これらの要因は、ロジスティック制約を引き起こす可能性があるため、使用するモデルを評価する際に考慮する必要があります。したがって、CAFモデルの適応に興味を持つ研究者は、CAFで観察される信頼性の高い高呼吸および肥満表現型は、栄養素摂取量の制御を減らし、準備時間を増やすことになると考えるべきである。
CAF モデルのいくつかの制限を考慮することが重要です。このモデルはげっ歯類が食品を選択することを可能にするので、個々のハウジングが採用されない限り、個々のラットのマクロ栄養素摂取量は決定できない。コホート全体の平均マクロ栄養素摂取量は比較的安定であるが、コホート内のCAF食事に対するラットの代謝応答のばらつきを観察し、個々の食事選択の違いに関連する可能性がある。さらに、CAFダイエット項目は強化されず、微量栄養素の入手可能性が低い可能性がある。しかし、私たちのラットは常に健康で栄養的に完全なチョウ(通常はエネルギー摂取量の5〜7%を含む)にアクセスでき、週に3〜4日に風味豊かな食品として栄養的に完全な犬のロールを提供されています。また、低微量栄養素の利用可能性は、脂肪と糖度が高いヒト西洋式の食事において観察され、肥満の成人の割合が高い場合は微量栄養素欠乏症50を示していることに注意することも重要である。
また、食物摂取量の測定に関して注意すべき重要な注意事項もいくつかあります。食品のすべての断片を見つけることは不可能であるため、ケージごとに同じ手順が使用されていることを確認することが重要です。食物摂取量はケージ単位で測定するので、ケージを使用したエネルギー摂取量を分析単位として分析し、内のすべてのラットの消費量が等しいと仮定します。しかし、モデルは選択と多様性を最大化するように明示的に設計されているため、個々のCAFラットの総エネルギー摂取量、マクロ栄養素および微量栄養素プロファイルは異なる可能性が高い。それにもかかわらず、これはCAFダイエットの消費と代謝応答の個人差を研究する機会を提供します。寿命全体で年齢に一致した男性と女性のげっ歯類を比較するさらなる研究は、食事に応答して性差を完全に特徴付けるために重要になります。最後に、げっ歯類モデルは、人間の食行動に影響を与える経済的、心理的、社会的要因の複雑な範囲を再現することはできませんし、そうしようとはしません。しかし、哺乳類間の摂食行動の根底にある相同神経回路、および陽性エネルギーバランスに対する同様の生理学的応答(すなわち、脂肪の堆積と代謝機能の変化において)を考えると、このモデルは価値を保持していると考えています。貧しい食事と肥満がどのように体と脳の機能を変えるかを理解する。
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Disclosures
著者は、競合する利益や開示を宣言しません。
Acknowledgments
この作業は、NHMRCプロジェクト補助金(#568728、#150262、#1126929)によってMJMに支援されました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-5 L plastic bottle | For preparing 10% sucrose solution, if applicable | ||
| Chopping board | Plastic is advised | ||
| Freezer | For storing CAF foods | ||
| Gordon's maintenance rodent chow | Gordon's Specialty Stockfeeds (Australia) | Maintenance diet used in our laboratory (14 kJ/g; 65% carb, 13% fat and 22% protein, as energy) | |
| Large plastic storage boxes | All items above can be stored in containers for easy access | ||
| Large spoon | For CAF diet preparation | ||
| Microwave | For CAF diet thawing (when required) | ||
| Non-serrated knife | For CAF diet preparation | ||
| Paper towel | Important for cleaning work surfaces and the knife during CAF prep | ||
| Plastic containers | These are for weighing CAF food items on measurement days | ||
| Plastic funnel | For preparing 10% sucrose solution, if applicable | ||
| Red light | As CAF diet should be refreshed near the onset of the dark phase each day, a red light will assist when working in the dark | ||
| Tuna tins | For presenting 'wetter' CAF food items. Plastic containers may also be suitable | ||
| Weigh container x 3 | Separate containers should be used to weigh rats, chow & bottles, and CAF foods | ||
| Weighing scale | Sensitivity to 0.1 g is recommended | ||
| White sugar | For 10% sucrose solution, if applicable |
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