Capacitatea aerobă intrinsecă afectează susceptibilitatea la steatoza hepatică acută indusă de dietă bogată în grăsimi
E. Matthew Morris
Departamentul 1 Medicină - Gastroenterologie și Hepatologie și
Matthew R. Jackman
6 Departamente de Fiziologie și Biofizică, Medicină - Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Facultatea de Medicină a Universității din Colorado, Aurora, Colorado
Ginger C. Johnson
6 Departamente de Fiziologie și Biofizică, Medicină - Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Facultatea de Medicină a Universității din Colorado, Aurora, Colorado
Tzu-Wen Liu
2 Departamentul de Nutriție și Fiziologie a Exercițiului, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri;
Jordan L. Lopez
6 Departamente de Fiziologie și Biofizică, Medicină - Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Facultatea de Medicină a Universității din Colorado, Aurora, Colorado
Monica L. Kearney
2 Departamentul de Nutriție și Fiziologie a Exercițiului, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri;
Justin A. Fletcher
2 Departamentul de Nutriție și Fiziologie a Exercițiului, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri;
Grace M. E. Meers
Departamentul 1 Medicină - Gastroenterologie și Hepatologie și
Lauren G. Koch
4 Departamentul de Anestezie, Universitatea din Michigan, Ann Arbor, Michigan;
Stephen L. Britton
4 Departamentul de Anestezie, Universitatea din Michigan, Ann Arbor, Michigan;
R. Scott Rector
Departamentul 1 Medicină - Gastroenterologie și Hepatologie și
2 Departamentul de Nutriție și Fiziologie a Exercițiului, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri;
3 Harry S. Truman Memorial Veterans Affairs Hospital-Research Service, Columbia, Missouri;
Jamal A. Ibdah
Departamentul 1 Medicină - Gastroenterologie și Hepatologie și
2 Departamentul de Nutriție și Fiziologie a Exercițiului, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri;
3 Harry S. Truman Memorial Veterans Affairs Hospital-Research Service, Columbia, Missouri;
Paul S. MacLean
5 Anschutz Health and Wellness Center, Aurora, Colorado; și
6 Departamente de Fiziologie și Biofizică, Medicină - Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Facultatea de Medicină a Universității din Colorado, Aurora, Colorado
John P. Thyfault
Departamentul 1 Medicină - Gastroenterologie și Hepatologie și
2 Departamentul de Nutriție și Fiziologie a Exercițiului, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri;
3 Harry S. Truman Memorial Veterans Affairs Hospital-Research Service, Columbia, Missouri;
Abstract
capacitatea aerobă scăzută sau condiția fizică este un predictor puternic al mortalității cardiovasculare și toate cauzele, independent de alți factori de risc, inclusiv fumatul, obezitatea, bolile cardiovasculare anterioare și diabetul (18, 19). Important, îmbunătățirea condiției fizice crește, de asemenea, în mod semnificativ supraviețuirea la indivizii anterior slabi (19). Capacitatea aerobă este, de asemenea, un predictor independent pentru dezvoltarea sindromului metabolic și a diabetului de tip 2 (12, 34). Capacitatea aerobă scăzută este, de asemenea, un predictor puternic al prevalenței bolii hepatice grase nealcoolice (NAFLD) (2) și are un impact negativ asupra tratamentelor bazate pe stilul de viață pentru NAFLD (16). Cu toate acestea, mecanismul (mecanismele) care leagă capacitatea aerobă scăzută de procesele bolilor metabolice rămâne necunoscut. În special, există date limitate care documentează întregul corp și fenotipurile specifice metabolismului energetic al ficatului care există între grupuri cu capacități aerobe diferite și modul în care aceste fenotipuri diferite pot modula susceptibilitatea pentru NAFLD.
MATERIALE ȘI METODE
Animale.
Modelul de șobolan HCR/LCR a fost dezvoltat și caracterizat așa cum a fost descris anterior (17, 27, 39, 42). La vârsta de 25-30 săptămâni, animalele au fost adăpostite individual și aclimatizate la dieta cu conținut scăzut de grăsimi (D12450B, 10% kcal grăsime; Research Diets, New Brunswick, NJ) timp de ≥ 7 zile înainte de inițierea celor 3 zile HFD (D12451, 45% kcal grăsime; Dietele de cercetare). Aportul alimentar a fost monitorizat zilnic timp de ≥ 3 zile înainte și în timpul HFD de 3 zile. Protocoalele pentru animale au fost aprobate de comitetele instituționale de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea din Missouri și de la Universitatea din Colorado Școala de Medicină și Subcomitetul pentru Siguranța Animalelor de la Spitalul pentru Afaceri al Veteranilor Memorial Harry S. Truman.
Analiza compoziției corpului.
Compoziția corpului a fost măsurată prin RMN utilizând EchoMRI-900 (EchoMRI, Houston, TX). Procentul de grăsime corporală a fost calculat ca masa de grăsime împărțită la greutatea animalului. Masa slabă este o valoare determinată analitic de instrument. Masa fără grăsimi (FFM) este diferența dintre greutatea corporală și masa de grăsime. Compoziția corpului a fost determinată imediat înainte de eutanasiere.
Analiza steatozei.
Monitorizarea metabolică.
Trasor de acizi grași fără dietă de 24 de ore.
Pentru a evalua oxidarea acizilor grași din dietă, reținerea țesuturilor și traficul de grăsimi dietetice și lipogeneza de novo, s-a efectuat un studiu in vivo, cu 24 de ore, cu dublu-trasor, așa cum s-a descris anterior (15, 38). În ziua 2 a HFD de 3 zile, animalele au primit o injecție intraperitoneală de 3 H2O (200 μl, 1 mCi/ml) cu 1 oră înainte de începerea ciclului întunecat, ceea ce permite echilibrarea trasorului cu apa totală din corp și măsurarea de încorporare a tritiului în lipida extrasă servește ca o estimare a retenției nete a carbonului prin lipogeneză de novo. Un raport 4: 1 de oleat [1-14 C] și palmitat [1-14 C] a fost amestecat atât în dieta cu conținut scăzut de grăsimi (LFD), cât și în HFD, rezultând activități specifice de 0,45 și 0,92 μCi/g dietă și 2,04 μCi/g grăsime alimentară), respectiv. Dieta etichetată a fost dată la începutul ciclului final de întuneric. La fiecare 3 ore, CO2 din fiecare cameră a fost colectat într-o alicotă de 3,0 ml dintr-un amestec 2: 1 de metanol și hidroxid de metilbenzetoniu (nr. B2156; Sigma Chemical). Conținutul de 14 C al acestor probe a fost apoi măsurat cu un contor de scintilație Beckman LS6500. La sfârșitul studiului de urmărire de 24 de ore, șobolanii au fost anesteziați cu izofluran și eutanasiați prin exsanguinări pe măsură ce țesuturile erau extrase.
Analiza lipidelor dietetice.
Pentru a determina încorporarea lipidelor tisulare totale 14 C și 3 H, lipidele totale au fost extrase utilizând extracția Dole (4). Două sute de miligrame de ficat și gastrocnemie și 100 mg de tampoane de grăsime (retroperitoneale, epididimale, omentale, mezenterice și inghinale) au fost omogenizate în izopropanol-heptan-1 N H2SO4 (40: 10: 1). Fazele au fost separate cu soluție salină normală, faza superioară a fost colectată și uscată sub N2 gaz și 14 C și 3 H au fost determinate prin numărarea scintilației lichide. 14 C pe probă au fost transformați în miligrame de grăsimi dietetice și s-au normalizat la greutatea probei în grame. Grăsimea alimentară totală a țesutului adipos și hepatic a fost determinată ca grame de grăsimi dietetice per gram de țesut ori de greutatea față de țesut în grame. Grăsimea totală a țesutului muscular scheletic a fost determinată ca grame de grăsimi dietetice per gram de gastrocnemie ori greutatea aproximativă a mușchilor scheletici pentru fiecare șobolan (~ 38% din greutatea corporală) (13). Numărul de 3 H per probă a fost normalizat la greutatea probei în grame.