Exercițiul fizic și restricția calorică modifică sistemul imunitar al șoarecilor supuși unei diete bogate în grăsimi
1 Departamentul de Biofizică, Universitatea Federală din São Paulo, 04023-062 São Paulo, SP, Brazilia
2 Școala de Arte, Științe și Științe Umaniste, Universitatea din Sao Paulo, Avenue Arlindo Bettio 1000, 03828-000 São Paulo, SP, Brazilia
3 Departamentul de Imunologie, Laboratorul de Imunobiologie a Transplanturilor, Institutul de Științe Biomedice, Universitatea din São Paulo, 05508-900 São Paulo, SP, Brazilia
4 Departamentul de nutriție, Școala de nutriție, Universitatea Federală din Pelotas, 96010-610 Pelotas, RS, Brazilia
Abstract
1. Introducere
Inflamația cronică, de grad scăzut, este asociată cu rezistența la insulină, diabetul de tip 2 și mai multe tipuri de cancer [1, 2]. Aceste condiții dăunătoare sunt, de asemenea, asociate cu obezitatea [3]. Pe măsură ce adipocitele viscerale și subcutanate cresc în dimensiune, monocitele și celulele T CD4 + și CD8 + migrează către țesutul adipos (AT) [4] inițierea eliberării mediatorilor proinflamatori (de exemplu, IL-1)
, IL-6, RANTES, MCP-1 și IL-18) inducând rezistență locală la insulină [5]. Astfel, AT-urile extinse și populațiile lor de celule imune rezidente constituie principalul microambient în care citokinele proinflamatorii sunt produse și eliberate în organism [6].
Activitatea fizică și restricția calorică (CR) sunt ambele strategii nonfarmacologice recomandate pentru reducerea obezității [7]. Deși efectele benefice ale exercițiilor fizice sunt bine descrise la nivelul mușchilor scheletici și al ficatului, același lucru nu este valabil pentru AT [7-9]. În plus, există puține informații cu privire la efectele ambelor strategii de reducere a greutății asupra populațiilor de celule imune care locuiesc în AT. În raport cu CR, deși importanța sa în reducerea greutății corporale este incontestabilă, consumul unei diete sănătoase necesită modificări atât de marcate ale stilului de viață încât mulți indivizi nu sunt în măsură să se conformeze uneia dintre ele.
Astfel, este important să se investigheze dacă exercițiul fizic și CR sunt capabile să promoveze un stil de viață sănătos, menținând în același timp o dietă bogată în grăsimi (IC). Scopul acestui studiu a fost investigarea efectului exercițiului fizic sau CR asupra celulelor imune AT la șoarecii obezi induși de dietă.
2. Materiale și metode
2.1. Animale
, 5 per grup) șoareci (cu vârste cuprinse între 8-12 săptămâni; 23-26 g) au fost obținuți de la unitatea de îngrijire a animalelor de la Universitatea Federală din São Paulo (UNIFESP). Toate animalele erau adăpostite în cuști individuale standard și aveau acces la apă și hrană. Pentru a examina modificările populației de celule vasculare stromale în țesutul adipos în condiții de obezitate indusă de dietă, am împărțit șoarecii C57BL/6 în patru grupuri și le-am hrănit fie cu o dietă standard de chow (6% grăsime, Nuvilab mod. CR-1) sau o dietă bogată în grăsimi (D12451, 45% Kcal grăsime, Research Diets). La 16 săptămâni, șoarecii au fost în continuare împărțiți în următoarele grupuri: (1) un grup de control alimentat cu un chow normal, cu conținut scăzut de grăsimi (LF); (2) un grup de control alimentat cu o dietă bogată în grăsimi (HF); (3) un grup de restricție alimentară alimentat cu o dietă bogată în grăsimi de 30% (HFREST); și (4) un grup de exerciții a hrănit o dietă bogată în grăsimi care a participat la 60 de minute de înot (HFEX). Consumul de alimente era controlat în fiecare zi. Pe baza cantității de chow dietetic bogat în grăsimi consumat și folosind compoziția macronutrienților ca referință, am calculat aportul de energie. Restricția calorică de 30% a fost concepută luând ca referință consumul de HF.
Toate procedurile au fost anterior revizuite și aprobate de comitetul etic intern al instituției.
2.2. Exercițiu Protocol
Animalele HFEX au fost supuse sesiunilor de înot într-un sistem de înot adaptat pentru șoareci cu apă încălzită la 30 ° C. Rezervorul de 300 litri avea 10 benzi și era echipat cu pompe de aer care mențineau șoarecii în mișcare constantă. Ședințele de înot au început cu 15 minute în prima săptămână și au crescut treptat în lungime până când șoarecii au reușit să înoate timp de 60 de minute pe zi. În acest moment, șoarecii HFEX au fost supuși la sesiuni de înot de 5 ori pe săptămână timp de 6 săptămâni. Atât exercițiul, cât și grupurile de restricție dietetică au fost supuse intervenției lor respective timp de 6 săptămâni.
Șoarecii au fost anesteziați cu ketamină/xilazină pentru recoltarea sângelui prin plex venos retroorbital și apoi uciși prin luxație cervicală. Sângele a fost centrifugat la 1000 g timp de 10 minute. Serul a fost îndepărtat și depozitat la -80 ° C pentru analize viitoare. Am colectat o probă de 1 g de inghinal adipos din fiecare grup și am supus proba la degradarea enzimatică. Toate animalele au fost cântărite săptămânal până la sfârșitul experimentelor.
2.3. Izolarea fracțiunii vasculare stromale (Sfv) și citometria de flux
După sacrificarea șoarecelui, țesutul adipos inghinal (IAT) a fost extras, cântărit și supus degradării enzimatice așa cum s-a descris anterior [10]. După izolarea celulelor IAT SFV, s-au adăugat 200 pl de tampon de spălare FCS (1x PBS, 2% SFC) și soluția a fost centrifugată timp de 5 minute. După ce supernatantul a fost aruncat, peleta a fost resuspendată în FCS și centrifugată timp de 5 minute la 600 g. Celulele au fost colorate cu anti-CD8 (Caltag-FITC-Medsystems, Buckingham, Marea Britanie), anti-CD4 (albastru-Pacific-BioLegend), anti-F4/80 (PerCP-Bioscience) și anti-NK.1 -Bioscience ) anticorpi. Celulele stromale au fost achiziționate prin FACS într-un citometru cu flux Canto II (BD, Becton Dickinson, NJ, SUA). Analizele datelor au fost finalizate utilizând programul FlowJo 8.7.4. (Tree Star Inc., Ashland, OR, SUA).
2.4. Analiza citokinelor în ser
Probele de ser au fost depozitate la -80 ° C. Panoul utilizat pentru imunoanaliza citokinei/chemokinelor Milliplex Mouse a inclus următoarele citokine: MCP-1, RANTES, TNF-alfa (factor de necroză tumorală), IL-6 și IL1-. Testarea a fost efectuată în conformitate cu procedurile descrise anterior de producător (panoul de citokine/chemokine Milliplex Mouse).
2.5. Test de toleranță la glucoză
Testul de toleranță la glucoză (GTT) a fost efectuat la animale postite timp de 12 ore. Pentru a evita stresul, a existat un interval de 7 zile între teste. Glicemia a fost măsurată folosind un glucometru (Accu-Check Advantage) care măsoară picăturile de sânge obținute din vena cozii. Pentru GTT s-a injectat intraperitoneal 1 g glucoză pe kg de greutate corporală (BW). Nivelurile de glucoză au fost determinate la momentul inițial, 0, 15, 30, 60 și 120 de minute după injectarea glucozei.
2.6. Analize statistice
Datele au fost prezentate ca medie
eroare standard în textul descriptiv și în grafică. Toate experimentele au fost comparate folosind ANOVA One Way urmat de testul Tukey post-hoc. Diferențe semnificative au fost determinate atunci când
valoarea a fost mai mică de 0,05 (
). Grafica a fost dezvoltată în Prism 5.0.
3. Rezultate
Animalele supuse dietei HF au consumat mai multe calorii în comparație cu șoarecii din grupul de dietă LF (Figura 1 (a)). Consumul caloric mai mare a fost însoțit de o creștere a masei corporale totale a șoarecilor (Figura 1 (b)). Înotul combinat cu dieta HF a reușit să reducă greutatea corporală a șoarecilor similară cu cea observată la animalele cărora li s-a administrat restricție calorică (Figura 1 (b)). Nu a existat nicio diferență în țesutul adipos inghinal (IAT) și țesutul adipos maro (BAT) între animalele antrenate și cele supuse restricției calorice (Figurile 1 (c) și 1 (d)); cu toate acestea, animalele antrenate au prezentat mai multe BAT decât animalele din grupul LF (Figura 1 (d)).
Se știe că obezitatea este asociată cu inflamații sistemice, de grad scăzut. Prin urmare, am investigat efectele unei diete HF, exerciții fizice și restricții dietetice în grupurile noastre de studiu prin evaluarea nivelurilor serice ale mai multor citokine proinflamatorii. Am observat niveluri crescute de IL-1 în grupul de dietă HF și o reducere a acestei citokine în ambele grupuri de intervenție (exerciții fizice și restricție calorică) (Figura 2 (a)). TNF-