Curs de timp de epuizare și repletie a vitaminei D la șoareci femele C57BL6 de vârstă reproductivă
Anthony M Belenchia
Departamentele 1 Nutriție și Fiziologie a exercițiilor și
Sarah A Johnson
2 Științe biomedicale și
3 Bond Life Sciences Center, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri
Alyssa C Kieschnick
Departamentele 1 Nutriție și Fiziologie a exercițiilor și
Cheryl S Rosenfeld
2 Științe biomedicale și
3 Bond Life Sciences Center, Universitatea din Missouri, Columbia, Missouri
Catherine A Peterson
Departamentele 1 Nutriție și Fiziologie a exercițiilor și
Abstract
Numărul de articole, inclusiv cuvintele cheie „deficit de vitamina D”, „rozătoare” și „modele animale”.
Studiile VDD la animale, inclusiv femelele în vârstă de reproducere, trebuie să acomodeze perioada de latență caracteristică vitaminelor liposolubile din dietă, cum ar fi vitamina D, și să asigure timpul de expunere necesar, pentru a recapitula efectele fenotipice observate la populațiile umane VDD. În schimb, s-ar putea să apară complicații sistemice secundare datorate VDD pe termen lung și să confunde rezultatele experimentale. Din aceste motive, cursul de timp și răspunsul la 25-hidroxivitamină D (25 (OH) D) (cel mai bun indicator general acceptat al stării de vitamina D) la dietele VDS și VDD în rozătoarele de laborator justifică investigația, în special în cele mai utilizate și frecvent utilizate tulpina de șoarece pentru cercetarea metabolică, șoareci C57BL/6 („negri 6”). 21 Prin urmare, obiectivele noastre actuale au fost: 1) să caracterizeze cursul de timp al inducției și repletiei VDD la șoarecii C57BL/6 femele de vârstă reproductivă și 2) să exploreze consecințele pe termen lung ale VDD, în special în ceea ce privește compoziția corpului, o indicator al sănătății metabolice.
Materiale și metode
Animale și diete.
Ambele experimente au fost aprobate și efectuate în conformitate cu Universitatea din Missouri IACUC (protocolul 7753). Toate procedurile au urmat Ghidurile NIH pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator. 34 Toate experimentele au fost efectuate ca lucrări preliminare pentru un studiu mai amplu care examinează efectele DOHaD ale VDD materne în timpul sarcinii asupra sănătății metabolice pe termen lung a descendenților. Șoarecii C57BL/6J femele (vârsta, 8 săptămâni) au fost achiziționați de la Jackson Labs (Jackson Labs; Bar Harbor, ME). Pentru a determina o cronologie eficientă pentru inducerea și inversarea VDD, serul a fost colectat de la șoareci C57BL/6 femele mature de 8 săptămâni, care apoi au fost randomizate pentru a primi fie o vitamină D suficientă (VDS; AIN-93G, D10012G, Research Diets, New Brunswick, NJ) sau VDD (AIN-93G modificat; D1007301, Research Diets) dieta (Figura 2). În afară de vitamina D, toți nutrienții, inclusiv calciu și fosfor, au fost furnizați în cantități care îndeplinesc cerințele nutrienților NRC pentru animalele de laborator. 51 Șoarecii aveau acces gratuit la diete și apă. În timpul experimentului de expunere pe termen scurt, aportul de furaje a fost măsurat prin cântărirea zilnică a alimentelor timp de 5 zile consecutive în timpul săptămânilor 1 și 8. Greutatea corporală a fost măsurată la momentul inițial și la fiecare 2 săptămâni pe parcursul ambelor experimente.
Compoziția nutrienților și densitatea energetică a dietelor experimentale.
Expunere VDD pe termen scurt.
Serul a fost colectat la momentul inițial și săptămânal timp de 4 săptămâni (săptămâni 1 până la 4) pentru determinarea concentrațiilor de 25 (OH) D, hormon paratiroidian (PTH) și concentrații de calciu. Imediat după colectarea săptămânii 4, șoarecii VDD au fost trecuți la o dietă VDS, iar serul a fost colectat în mod similar pentru 4 săptămâni ulterioare (săptămânile 5-8) pentru determinarea concentrațiilor de 25 (OH) D, PTH și calciu.
Expunere VDD pe termen lung.
În studiul pe termen lung, greutatea corporală a fost măsurată și serul colectat la momentul inițial și la fiecare 2 săptămâni după aceea. Compoziția corpului cu trei compartimente (țesut slab, țesut adipos și apă) a fost determinată prin utilizarea echoMRI în săptămâna 40 de hrănire (48 săptămâni de vârstă), chiar înainte de terminarea studiului.
Determinarea concentrațiilor serice de vitamina D, calciu și PTH.
Sângele întreg a fost colectat din vena safenă și distribuit în tuburi de separare a serului (nr. Catalog 201308, Sarstedt, Numbrecht, Germania), centrifugat conform instrucțiunilor producătorilor și depozitat la –80 ° C. Datorită volumelor limitate de ser care ar putea fi colectate în fiecare moment, am alternat parametrii care au fost măsurați. Concentrațiile serice circulante de 25 (OH) D au fost determinate prin ELISA (interval de detecție, 10 până la 300 nmol/L; coeficient de variație intra-test, 4,2%; nr. Catalog VID21-K02, Eagle Biosciences; Nashua, NH). Concentrațiile serice de calciu au fost determinate prin test colorimetric (Sigma-Aldrich; St Louis, MO). Concentrațiile serice de PTH au fost determinate prin imunoanaliză enzimatică (interval de detecție, 1,47 până la 1000 pg/ml; coeficient de variație intra-test, 10%; Sigma - Aldrich).
analize statistice.
Comparațiile de bază ale greutății corpului întreg, concentrațiile de 25 (OH) D și aportul zilnic de furaje au fost analizate folosind testul Student t. Între și în cadrul grupului dietetic, comparațiile dintre concentrațiile circulante de 25 (OH) D și greutatea corporală au fost efectuate utilizând ANOVA cu măsuri repetate. Dieta, timpul și interacțiunea dietă × timp au servit ca variabile independente pentru analize, permițându-ne să stabilim dacă efectul dietei (efectul principal; pentru orice rezultat dat) a fost dependent de cât timp au fost șoarecii în dietă. În acest model, timpul a fost o măsură repetată, făcând astfel posibilă compararea grupurilor de tratament în fiecare moment. Datele sunt reprezentate ca medie ± SEM. Toate analizele au fost făcute utilizând software-ul statistic SAS 9.4 (SAS Software, Cary, NC); o valoare P de 0,05 sau mai puțin a fost considerată semnificativă.
Rezultate
Depleția și reumplerea vitaminei D la șoareci femele de vârstă reproductivă.
La momentul inițial, nici greutatea corporală, nici starea vitaminei D nu au diferit între grupurile VDS și VDD (19,3 ± 1,3 g comparativ cu 18,8 ± 1,4 g, P = 0,774; Tabelul 1). De asemenea, consumul zilnic de furaje a fost similar între grupurile VDS și VDD în timpul săptămânii 1 (2,6 ± 0,2 g comparativ cu 2,7 ± 0,2 g, P = 0,73) și săptămâna 8 (2,9 ± 0,3 g comparativ cu 3,0 ± 0,2 g, P = 0,748; Tabelul 1). Concentrațiile serice 25 (OH) D au prezentat o semnificativă (P Figura 3 A), dar modificarea săptămânală a concentrației serice 25 (OH) D a fost semnificativă numai între săptămânile 2 și 3 ale dietei VDD (scădere cu 28,2 nmol/L, P = 0,009). Mai mult, diferența dintre grupuri în concentrația de 25 (OH) D nu a fost semnificativă până în săptămâna 2 (53,4 ± 11,4 nmol/L comparativ cu 79 ± 11,2 nmol/L, P = 0,014). În ciuda concentrațiilor semnificativ mai mici de 25 (OH) D decât grupul VDS, șoarecii VDD nu au fost VDD în conformitate cu limita stabilită de Institutul de Medicină (adică 25 (OH) D mai puțin de 50 nmol/L) până la săptămână 3. Concentrațiile circulante de 25 (OH) D au început să se niveleze în grupul VDD, cu o scădere nesemnificativă între săptămânile 3 și 4 (scădere de 7,5 nmol/L, P = 0,782). 60