Hrănirea limitată în timp determină tulburări metabolice ireversibile și schimbarea microbiotei intestinale
Abstract
fundal
Regimul de hrănire restricționat în timp (TRF), adică fără consum de alimente timp de 14-16 ore în timpul fazei ușoare pe zi, atenuează trăsăturile de îngrășare și tulburările metabolice la adulți. Acest studiu își propune să investigheze în continuare dacă TRF ar fi protector împotriva provocărilor nutriționale similare la șoarecii juvenili.
Metode
Șoarecii din grupul experimental au fost tratați cu TRF în primele 4 săptămâni (considerate a fi faza copilăriei șoarecilor) înainte de a trece la modelul de hrănire ad libitum (AD) ca adulți; grupul de control cu toți subiecții rămâne în modul AD. Greutatea corporală a fost monitorizată, iar biochimia serică, maturitatea sexuală, funcția imună și microbiota intestinală au fost evaluate la un anumit moment.
Rezultate
Șoarecii tratați cu TRF în timpul copilăriei (de la vârsta înțărcării), dar au trecut prin tiparul de hrănire AD, deoarece adulții au demonstrat tendința de greutate corporală mai mare, niveluri mai ridicate de glucoză serică, insulele Langerhans micșorate, boli ale ficatului gras, îngroșarea pereților aortici, dezvoltarea sexuală întârziată, proporție crescută de celule T reglatoare și microbiota intestinală nesănătoasă.
Concluzie
TRF din copilărie provoacă efecte adverse pleiotropice, inclusiv tulburări metabolice ireversibile severe, funcție imună deprimată și pubertate întârziată. Microbiota a stabilit scena pentru ca TRF să utilizeze reacții în aval la modificările de mai sus.
Introducere
Prevalența mondială a sindromului metabolic a crescut semnificativ în ultimele decenii, provocând o mare amenințare atât pentru populația adultă, cât și pentru cea infantilă. Homeostazia glucozei, hipertensiunea și dislipidemia, supraponderale, afectate adesea de boli cardiovasculare, diabet zaharat, boli neurodegenerative și probleme de fertilitate, au devenit împreună o povară majoră pentru toate societățile1 și ar putea duce chiar la întârzierea diagnosticării bolilor severe crește riscul de boli canceroase. 2 Exercițiile fizice, intervențiile chirurgicale bariatrice și regimurile dietetice, inclusiv restricția calorică, restricția de energie intermitentă și hrănirea restricționată în timp (TRF) sunt intervenții eficiente pentru obezitate și sindromul metabolic la adulți. 3 În plus, postul poate reduce obezitatea și bolile legate de obezitate, dar poate oferi și beneficii sistemului neurologic și duratei de viață. 4.5
Deși fiziologia copiilor este diferită de adulți, toate studiile TRF anterioare s-au concentrat asupra adulților. Prin urmare, consecințele TRF la copii sunt necunoscute. Având în vedere trăsăturile fiziologice unice ale copiilor, am fost extrem de precauți în ceea ce privește extrapolarea efectelor pozitive ale TRF observate la adulți. Studiul actual oferă dovezi pentru utilizarea TRF în politica și practica medicală în populația pediatrică. Studii suplimentare ar trebui să traducă descoperirile fiziologice dăunătoare observate la șoareci la oameni, care vor oferi informații factorilor de decizie în ceea ce privește dieta adecvată pentru generația mai tânără.
Materiale și metode
Animale
Toate experimentele pe animale au fost efectuate în conformitate cu ghidurile Comitetului instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Institutul Salk. Îngrijirea experimentală a animalelor a fost efectuată cu permisiunea Comitetului pentru bunăstarea animalelor din Spitalul Universitar Medical Medical din Uniunea Beijing (permisiunea nr. XHDW-2015-1098). Șoarecii masculi Kunming (Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (4 Yangshan Road, Beijing, China)) la vârsta de 3 săptămâni (vârsta înțărcării) au fost antrenați la un ciclu de lumină-întuneric 12:12. Intervenția a început după aclimatizare cu hrana normală disponibilă ad libitum (AD) timp de 1 săptămână. Săptămâna 0: șoarecii aveau 4 săptămâni (3 săptămâni de alăptare + 1 săptămână dietă normală de chow pentru aclimatizare). Săptămâna 4: șoarecii aveau 8 săptămâni și modelul lor de hrănire a fost schimbat în metoda experimentală. Săptămâna 4 a fost luată în considerare atunci când șoarecii juvenili s-au dezvoltat în șoareci adulți. Săptămâna 8: șoarecii aveau vârsta de 12 săptămâni, iar principalele rezultate au fost colectate și analizate.
Program de hrănire și diete
În săptămâna 0, șoarecii au fost repartizați aleatoriu la două regimuri de hrănire. În grupul experimental, șoarecii au urmat modelul TRF, în timp ce șoarecii din grupul de control au avut acces la alimentele AD. Conform TRF, șoarecilor li s-a permis accesul la alimente între ora 13 (ZT 13) (ZT 0: luminile aprinse; ZT 13: 1 h după aprinderea luminilor) și ZT 21 (3 ore înainte de aprinderea luminilor).
Aportul caloric nu a fost restricționat în niciunul dintre regimuri. Ambele regimuri au folosit chow normal (GB14924.3-2010 Standard: 29% proteine, 13% grăsimi și 58% carbohidrați) (prin referință: LabDiet-5010). Mâncarea a fost completată la ZT 13 în fiecare seară pentru a asigura o cantitate adecvată de hrană disponibilă pentru fiecare cușcă.
Definiția grupurilor experimentale și de control: Șoarecii TRF - AD (TA) au urmat TRF în primele 4 săptămâni (5-8 săptămâni după naștere, după aclimatizare), care a fost considerată perioada juvenilă. După 4 săptămâni, juvenilul s-a transformat în șoareci adulți și li s-a permis hrana AD. Șoarecii AD-AD (AA) au fost desemnați ca grup de control și toți indivizii au fost hrăniți cu AD. Grupul TRF-TRF (TT) a fost forțat să postească pe parcursul unei perioade de 16 ore zilnic pe tot parcursul experimentului.
Consumul și greutatea alimentelor
Cantitatea de alimente consumate pentru fiecare cușcă a fost cântărită în fiecare zi la ZT 21, iar greutatea corporală a fost monitorizată săptămânal.
Biochimie serică
Sângele a fost obținut la ZT 21 (începutul perioadei de post pentru TRF). Testul imunosorbent legat de enzime a fost utilizat pentru a măsura concentrația insulinei serice, a trigliceridelor (TG), a colesterolului total (TC), a lipoproteinelor cu densitate mică (LDL), a lipoproteinelor cu densitate ridicată (HDL), a leptinei, a grelinei, a peptidei YY (PYY), peptida 1 asemănătoare glucagonului (GLP-1), hormonul care eliberează gonadotropina (GnRH), hormonul foliculostimulant (FSH), hormonul luteinizant (LH), androgenul și estrogenul (E). Nivelurile de glucoză din sânge au fost măsurate cu un glucometru OneTouch Ultra la ZT 13 și ZT 21.