Ein Modell der chronischen Nährstoff Infusion in der Ratte
Summary
Ein Protokoll für chronische Infusion von Glukose und Intralipid in Ratten beschrieben. Dieses Modell kann verwendet werden, um die Auswirkungen der Nährstoff Überschuß auf Organfunktion und physiologischen Parametern zu untersuchen.
Abstract
Die chronische Exposition gegenüber übermäßiger Mengen an Nährstoffen wird postuliert, dass die Funktion mehrerer Organe und Gewebe zu beeinträchtigen und den für die Entwicklung der vielen Komplikationen, die mit Adipositas und des metabolischen Syndroms, einschließlich Diabetes Typ 2 beitragen. Um die Mechanismen, durch die hohe Konzentrationen von Glukose und Fettsäuren auf die Pankreas-beta-Zellen und die Sekretion von Insulin zu untersuchen, haben wir eine chronische Infusion von Nährstoffen in der Ratte etabliert. Das Verfahren besteht aus Katheterisierung der rechten Jugularvene und die linke Halsschlagader unter Vollnarkose, so dass eine 7-tägige Erholungsphase; Verbinden der Katheter an die Pumpen mit einer Lenk-und Gegengewicht, das den Tieren erlaubt, sich frei in den Käfig und Infusion Glukose und / oder Intralipid (a Sojaöl-Emulsion, die eine Mischung von etwa 80% unsaturated/20% gesättigte Fettsäuren erzeugt, wenn mit Heparin infundiert) für 72 Stunden. Dieses Modell bietet mehrere advantages, einschließlich der Möglichkeit, fein modulieren die Zielwerte der zirkulierenden Glukose und Fettsäuren; die Möglichkeit, zusammen mit diesen infundiert pharmakologischen Verbindungen und der relativ kurzen Zeitrahmen, um diätetische Modelle gegenüber. Es kann verwendet werden, um die Mechanismen der Nährstoff Dysfunktion bei verschiedenen Organe zu untersuchen und um die Wirksamkeit von Wirkstoffen in diesem Zusammenhang zu testen.
Introduction
, Chronisch erhöhte Spiegel von Glucose und Lipide im Kreislauf vorgeschlagen worden sind, um zu der Pathogenese von Typ 2 Diabetes durch Veränderung der Funktion verschiedener Organe bei der Aufrechterhaltung der Homöostase einschließlich Glucose gebracht beitragen, aber nicht beschränkt auf, bewertet die pankreatischen beta-Zellen ( in 1). Die Glukotoxizität Hypothese postuliert, dass chronische Hyperglykämie die Beta-Zell-Defekt, die zu Hyperglykämie gab in den ersten Platz, wodurch ein Teufelskreis und einen Beitrag zu einer Verschlechterung der Blutzuckereinstellung bei Typ-2-Diabetes-Patienten verschlimmert. Ebenso schlägt die glucolipotoxicity Hypothese, dass die gleichzeitige Erhebungen von Glucose-und Lipid-Ebenen, wie es oft bei Typ-2-Diabetes beobachtet, nachteilig auf die Beta-Zellen sind.
Die Entschlüsselung der zellulären und molekularen Mechanismen der schädlichen Wirkungen von Nährstoffen auf chronisch erhöhten Pankreas-Beta-Zell-Funktion ist der Schlüssel zum understanding der Pathogenese von Typ 2 Diabetes 1. Zu diesem Zweck wurde eine Vielzahl von Untersuchungen, die Mechanismen der chronischen Nährstoff überschüssige ex vivo in isolierten Langerhans-Inseln oder in vitro in klonalen, Insulin-sezernierenden Zelllinien untersucht. Allerdings ist die Übersetzung der Erkenntnisse in diesen Modellsystemen auf den gesamten Organismus erhalten komplex, insbesondere weil die Konzentrationen von Fettsäuren in kultivierten Zellen oder Inselzellen verwendet selten passen die zirkulierenden Spiegel in der Nähe der Beta-Zellen in vivo 2. Auf der anderen Seite haben die Mechanismen der Beta-Zell-Versagen in Reaktion auf einen Nährstoffmangel Überschuss in Tiermodellen von Diabetes untersucht worden, wie der Zucker Diabetic Fatty Ratte 3,4, die Wüstenrennmaus Psammomys obesus 5 und die fettreiche Ernährung beispielhaft fed Maus 6. Diese Modelle lassen sich jedoch durch intrinsische Stoffwechselstörungen aus und sind nicht leicht zugänglich Manipulationen des Blutzuckersund / oder Lipid-Ebenen in einer kontrollierten und weniger chronische Einstellung. Um der Lage sein, zu ändern zirkulierenden Nährstoffgehalt in einem Zeitrahmen von Tagen in sonst normalen Tieren haben wir eine chronische Infusion Modell in normalen Ratten, die uns um die Auswirkungen von Lipiden und Glukose untersuchen, allein oder in Kombination ermöglicht entwickelt, auf die physiologischen Parameter und Funktion 7,8.
Protocol
Representative Results
Discussion
Obwohl eine Reihe von früheren Studien chronische Infusion von Glukose (z. B. 10-15) oder Lipide (zB 16,17) bei Nagetieren, um unser Wissen beschäftigt haben die kombinierte Infusion von beiden Kraftstoffen nur bei Mäusen 18 gemeldet. Die chronische Infusion hier vorgestellte Modell bietet mehrere Vorteile, um die Auswirkungen auf die Nährstoff-Überschuss auf einer Vielzahl von biologischen Funktionen in Ratten untersucht werden. Erstens, es werden aber keine genet…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (R01DK58096 zu Vincent Poitout) unterstützt. Vincent Poitout hält den Canada Research Chair in Diabetes und Bauchspeicheldrüsenkrebs Beta-Zell-Funktion. Bader Zarrouki erhielt Post-Doc-Stipendien von Merck und Eli Lilly. Ghislaine Fontes wurde von einem Post-Doc-Stipendium der Canadian Diabetes Association unterstützt.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Saline 0.9% | BD | JB1324 | |
| Dextrose 70% | McKesson | ||
| Intralipid 20% | Fresenius Kabi | JB6023 | |
| Metricide (Glutaraldehyde 2.6%) | Metrex | 11-1401 | |
| Heparin Sodium 10,000 USP u/ml | PPC | ||
| Carprofen | Metacam | ||
| Glycopyrrolate | Sandoz | ||
| Isoflurane | Abbott | ||
| Chlohexidine 2% | |||
| Alcohol 70% | |||
| Iodine | |||
| PE-50 | BD | 427411 | |
| CO-EX T22 | Instech Solomon | BCOEX-T22 | |
| Connector 22G | Instech Solomon | SC22/15 | |
| Swivel 22G | Instech Solomon | 375/22PS | |
| Y-Connector 22G | Instech Solomon | ||
| Counterbalance and arm | Instech Solomon | CM375BP | |
| 23 G blunted needles | Instech Solomon | LS23 | |
| 23 G canulation pins | Instech Solomon | SP23/12 | |
| Tethers (12 inch) | Lomir | RT12D | |
| Infusion jackets | Lomir | RJ01, RJ02, RJ03, RJ04 | |
| (SM-XL) | |||
| Tether attachment piece | Lomir | RS T1 | |
| 60 ml syringe | BD | 309653 | |
| 1 ml syringe | BD | 309602 |
References
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