Un modello sperimentale di sindrome metabolica indotta da dieta in coniglio: considerazioni metodologiche, sviluppo e valutazione
Summary
Descriviamo i metodi per sviluppare un modello sperimentale di indotta da dieta sindrome metabolica (MetS) in conigli utilizzando una dieta ad alta percentuale di grassi, alto-saccarosio. Animali hanno sviluppato l’obesità centrale, ipertensione lieve, pre-diabete e dislipidemia, così che riproducono i componenti principali dei MetS umano. Questo modello cronico permetterà acquisizione di meccanismi di fondo di conoscenza della progressione di malattia.
Abstract
Negli ultimi anni, l’obesità e sindrome metabolica (MetS) sono diventati un problema crescente per la salute pubblica e la pratica clinica, dato loro prevalenza aumentata a causa dell’aumento di malsane abitudini e stili di vita sedentari. Grazie a modelli animali, la ricerca di base può indagare i meccanismi alla base di processi patologici quali MetS. Qui, descriviamo i metodi utilizzati per sviluppare un modello di coniglio sperimentale di MetS indotta da dieta e sua valutazione. Dopo un periodo di acclimatazione, gli animali sono alimentati un alto contenuto di grassi (olio di cocco idrogenato di 10% e 5% lardo), alto-saccarosio (15% di saccarosio disciolto in acqua) dieta per 28 settimane. Durante questo periodo, diverse procedure sperimentali sono state effettuate per valutare i diversi componenti di MetS: morfologiche e misurazioni della pressione arteriosa, determinazione di tolleranza del glucosio e l’analisi di diversi markers plasmatici. Alla fine del periodo sperimentale, animali sviluppati l’obesità centrale, ipertensione lieve, pre-diabete e dislipidemia con HDL basso, alto LDL e un aumento dei livelli del trigliceride (TG), così che riproducono i componenti principali dei MetS umano. Questo modello cronico permette nuove prospettive per la comprensione dei meccanismi sottostanti nella progressione della malattia, l’individuazione di marcatori preclinici e clinici che consentono l’identificazione di pazienti a rischio, o anche il test di nuovo terapeutico approcci per il trattamento di questa patologia complessa.
Introduction
Obesità e sindrome metabolica (MetS) sono diventati un problema crescente per la salute pubblica e la pratica clinica, dato loro prevalenza aumentata a causa dell’aumento di stili di vita sedentari e malsano mangiare abitudini1. Esistono diverse definizioni di MetS, ma la maggior parte di loro lo descrivono come un cluster di alterazioni cardiovascolari e metaboliche come l’obesità addominale, ridotte HDL e colesterolo elevato di LDL, i trigliceridi elevati, intolleranza al glucosio e ipertensione2 ,3,4. La diagnosi richiede che tre di questi cinque criteri sono presenti.
A causa di modelli animali, la ricerca di base è stato in grado di studiare i meccanismi alla base di processi patologici quali MetS. Parecchi modelli animali sono stati utilizzati, ma è di fondamentale importanza che il modello di scelta riproduce le principali manifestazioni cliniche della patologia umana (Figura 1). Con questo obiettivo, sono stati sviluppati modelli animali considerati simili agli esseri umani, principalmente canino e suina, (Vedi Verkest5 e Zhang & Lerman6 per la revisione). Tuttavia, modelli canini non mostrano tutti i componenti di MetS, dato che lo sviluppo di aterosclerosi o iperglicemia nei cani attraverso la dieta è discutibile5. Suina modelli presentano la somiglianza più anatomica e fisiologica con gli esseri umani e offrono così significativo potere predittivo per delucidare i meccanismi alla base di MetS, ma la loro manutenzione e la complessità delle procedure sperimentali rendono l’uso di questo modello molto manodopera intensiva e costoso6.
D’altra parte, i modelli del roditore (topo e ratto), indotta da dieta spontanea e transgenici, sono stati ampiamente utilizzati in letteratura per lo studio dell’obesità, ipertensione e MetS e sue conseguenze patologiche in diversi organi e sistemi (Vedi Wong et al. 7 per la revisione). Anche se l’uso di questi modelli è più conveniente di Canino o suina, hanno importanti svantaggi. Infatti, a seconda del ceppo, gli animali sviluppano alcuni componenti dei MetS, mentre altri, come l’ipertensione, l’iperglicemia e il hyperinsulinemia sono assenti7. Inoltre, uno dei componenti principali dei MetS, l’obesità, in alcuni ceppi geneticamente modificati, non solo dipende da fattori connessi con la dieta, piuttosto è stato dimostrato che alcuni animali diventano obesi con l’assunzione di cibo normale o perfino ridotto8. Infine, topi e ratti mostrano una carenza naturale in proteina di trasferimento dell’estere del colesterile (CETP) e utilizzano HDL come i principali mezzi di trasporto del colesterolo, che li rende relativamente resistenti allo sviluppo di aterosclerosi. Si tratta di una differenza importante nel metabolismo dei lipidi con gli esseri umani, che esprimono CETP e trasportano il loro colesterolo principalmente in LDL9.
Al contrario, il coniglio di laboratorio rappresenta una fase intermedia tra l’animale più grande e modelli sperimentali del roditore. Così, il coniglio può essere presentato facilmente a diversi tipi di protocolli con requisiti minimi del personale e manutenzione, più facilmente manipolati in procedure sperimentali rispetto ai modelli animali più grandi. Inoltre, è stato segnalato che i conigli alimentati con una dieta ad alta percentuale di grassi hanno simili cambiamenti emodinamici e neuroumorali come esseri umani obesi8,10,11. Da notare, per quanto riguarda il metabolismo dei lipidi, il coniglio ha CETP abbondante nel plasma e loro profilo lipoproteico è LDL-ricco12, che è anche simile agli esseri umani. Inoltre, conigli sviluppano iperlipidemia abbastanza rapidamente dato che, come gli erbivori, sono molto sensibili al grasso dietetico13.
Figura 1: confronto dei modelli animali MetS. Vedi Verkest5, Zhang e Lerman6e Wong et al. 7 per la revisione. “
” indica un vantaggio e “
” indica una situazione di svantaggio. *controverso, dipende lo studio, *come rilevato fuori da Carroll et al. 8, alcuni ceppi geneticamente modificati diventano obesi indipendentemente dall’assunzione di cibo. CEPT: proteina di trasferimento dell’estere del colesterile. GTT: test di tolleranza al glucosio. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Per delucidare i meccanismi di base che sono alla base del rimodellamento patologico prodotto da MetS nei diversi organi e sistemi e per ottenere la comprensione di questa complessa patologia, la scelta di un modello sperimentale che riproduce i componenti principali del MetS umana è essenziale. Il coniglio può fornire molti vantaggi dati la sua somiglianza con la fisiologia umana e la convenienza di uso nei protocolli croniche e misurazioni. In questa linea, alcuni modelli di coniglio indotta da dieta utilizzando dieta ad alta percentuale di grassi e alto-saccarosio sono stati usati14,15,16,17,18,19 (tabella 1) e un caratterizzazione delle diverse componenti di MetS è di grande importanza quando si riferiscono un fenotipo con organo rimodellamento. Così, obiettivo principale di questo articolo è di descrivere i metodi per sviluppare un modello di MetS indotta da dieta in conigli che permette lo studio della relativa patofisiologia e impatto nel rimodellamento dell’organo.
| Studio | Dieta | Durata | Razza | Componenti di MetS | |||
| OB | HT | HG | DL | ||||
| Yin et al (2002)14 | · 10% di grassi | 24 settimane | · NZW maschio | |
– | |
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| · 37% di saccarosio | · 2 kg | ||||||
| Zhao et al (2007)15 | · 10% di grassi | 36 settimane | · JW maschio | |
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|
| · 30% di saccarosio | · 16 settimane | ||||||
| Helfestein et al (2011)16 | · 10% di grassi | 24 settimane | · NZW maschio | |
– | |
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| · 40% di saccarosio | · 12 settimane | ||||||
| · 0.5-0.1 colesterolo | |||||||
| Ning et al (2015)17 | · 10% di grassi | 8-16 settimane | · WHHL maschio | |
– | |
|
| · 30% fruttosio * | · 12 settimane | ||||||
| Liu et al (2016)18 | · 10% di grassi | 48 settimane | · NZW maschio | |
– | |
|
| · 30% di saccarosio | · 12 settimane | ||||||
| Arie-Mutis et al (2017)19 | · 15% di grassi | 28 settimane | · NZW maschio | |
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Tabella 1: MetS indotta da dieta coniglio modelli utilizzando dieta ad alta percentuale di grassi, alto-saccarosio. Il simbolo ““indica assenza,”” presenza, e “-” non valutato. * limitato. WHHL, Watanabe hiperlipidemic ereditabile conigli. JW, giapponese conigli bianchi. OB, obesità. HT, ipertensione. HG, iperglicemia. DL, dislipidemia.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’istituzione di un appropriato modello sperimentale in grado di fornire un metodo più coerenza e affidabile per studiare lo sviluppo dei MetS, e inoltre è necessario comprendere i meccanismi di base che sottendono gli organi e sistemi che ritocca. Qui, descriviamo i metodi utilizzati per sviluppare un modello sperimentale pertinente del MetS indotta da dieta e come valutare i componenti principali di questo mazzo delle anomalie metaboliche e cardiovascolari che caratterizzano questo modello: obesità centrale, iperten…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato dalla Generalitat Valenciana (GV2015-062), Universitat de València (UV-INV-PRECOMP14-206372) a MZ, Generalitat Valenciana (PROMETEOII/2014/037) e Instituto de Salud Carlos III-FEDER fondi (CIBERCV CB16/11/0486) per FJC.
Materials
| Veterinary scale | SOEHNLE | 7858 | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Shovel for aluminum feed | COPELE | 10308 | Shovel for aluminum feed http://copele.com/es/herramientas/48-pala-para-pienso-de-aluminio.html |
| Balance | PCE Ibérica | PCE-TB 15 | Balance http://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/balanzas/balanza-compacta-pce-bdm.htm |
| Strainer (20 cm diam.) | ZWILLING | 39643-020-0 | Strainer https://es.zwilling-shop.com/Menaje-del-hogar/Menaje-de-cocina/Menaje-especial/Accesorios/Colador-20-cm-ZWILLING-39643-020-0.html |
| Bowl | ZWILLING | 40850-751-0 | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Funnel | BT Ingenieros | not available | Funnel http://www.bt-ingenieros.com/fluidos-y-combustibles/961-juego-de-4-embudos-de-plastico.html?gclid=EAIaIQobChMIuInui_y-1QIVASjTCh28Zwf-EAQYBSABEgK7xPD_BwE |
| Introcan Certo 22G blue | B Braun | 4251318 | Peripheral intravenous catheter http://www.bbraun-vetcare.es/producto/introcan- |
| Propofol Lipuro 10 mg/ml vial 20 ml | B Braun | 3544761VET | General intravenous anesthetic http://www.bbraun-vetcare.es/producto/propofol-lipuro-1- |
| FisioVet serum solution 500ml | B Braun | 472779 | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Askina Film Vet 1,25cm x 5m | B Braun | OCT13501 | Plastic Plaster http://www.bbraun-vetcare.es/producto/askina-film-vet |
| Askina Film Vet 2,50cm x 5m | B Braun | OCT13502 | Plastic Plaster http://www.bbraun-vetcare.es/producto/askina-film-vet |
| Injekt siringe 10ml luer | B Braun | 4606108V | Injection-aspiration syringe of two single-use bodies http://www.bbraun-vetcare.es/producto/injekt- |
| Seca 201 | seca | seca 201 | Ergonomic tape for measuring perimeters https://www.seca.com/es_es/productos/todos-los-productos/detalles-del-producto/seca201.html#referred |
| Sterican 21Gx1" – 0,8x25mm verde | B Braun | 4657543 | Single Use Hypodermic Needle http://www.bbraun-vetcare.es/producto/agujas-hipodermicas-sterican- |
| CONTOURNEXT-Meter | BAYER | 84413470 | Blood glucose analysis system http://www.contournextstore.com/en/contour-next-meter-2 |
| CONTOUR NEXT test strips | BAYER | 83624788 | Blood glucose test strips http://www.contournextstore.com/en/contour-next-test-strips-100-ct-package |
| MICROLET NEXT LANCING DEVICE | BAYER | 6702 | Lancing device http://www.contournextstore.com/en/new-microlet-next-lancing-device |
| MICROLET 2 Colored Lancets | BAYER | 81264857 | Ultra-thin sterile lancet for capillary puncture http://www.contournextstore.com/en/microlet2-colored-lancets-100s |
| Injekt 20ml luer siringe | B Braun | 4606205V | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Askina Mullkompressen 7,5×7,5cm – sterile | B Braun | 9031219N | Sterile gauze packets in envelopes http://www.bbraun-vetcare.es/producto/askina-mullkompressen-esteril |
| Emla lidocaine/prilocaine | AstraZeneca | not available | Local anesthetics https://www.astrazeneca.es/areas-terapeuticas/neurociencias.html |
| Introcan Certo 18G short | B Braun | 4251342 | Peripheral intravenous catheter http://www.bbraun-vetcare.es/producto/introcan- |
| Introcan Certo 20G | B Braun | 4251326 | Peripheral intravenous catheter http://www.bbraun-vetcare.es/producto/introcan- |
| Blood Pressure Transducers-MA1 72-4497 | Harvard Apparatus | 724497 | Transducer for monitoring blood pressure http://www.harvardapparatus.com/physiology/physiological-measurements/transducers/pressure-transducers/research-grade-pressure-transducers.html |
| PowerLab 2/26 | AD Instruments | ML826 | Amplifier https://www.adinstruments.com/products/powerlab |
| LabChart ver. 6 | AD Instruments | not available | Acquisition software https://www.adinstruments.com/products/labchart |
| Animal Bio Amp | AD Instruments | FE136 | Amplifier https://www.adinstruments.com/products/bio-amps#product-FE136 |
| K2EDTA 7.2mg | BD | 367861 | Blood collection tubes http://catalog.bd.com/nexus-ecat/getProductDetail?productId=367861 |
| Centrifuge | SciQuip | 2-16KL | Centrifuge http://www.sigma-centrifuges.co.uk/store/products/refrigerated-sigma-2-16k-centrifuge/ |
| Eppendorf Reference 2, 100 – 1000 μL | Eppendorf | 4920000083 | Pipette https://online-shop.eppendorf.es/ES-es/Pipeteo-44563/Pipetas-44564/Eppendorf-Reference2-PF-42806.html |
| Eppendorf Safe-Lock Tubes, 0.5 mL | Eppendorf | 30121023 | Tubes https://online-shop.eppendorf.es/ES-es/Puntas-tubos-y-placas-44512/Tubos-44515/Eppendorf-Safe-Lock-Tubes-PF-8863.html |
| NZW rabbits (16-18 weeks old) | Granja San Bernardo | not available | New Zealand White rabbits http://www.granjasanbernardo.com/en/welcome/ |
| Sucrose | Sigma | S0389-5KG | Sucrose for drinking solution http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/s0389?lang=es®ion=ES |
| Rabbit maintenance control diet | Ssniff | V2333-000 | Control diet http://www.ssniff.com/ |
| Rabbit high-fat diet | Ssniff | S9052-E020 | High-fat diet http://www.ssniff.com/ |
| Rabbit rack and drinker | Sodispan | not available | Rack for rabbits https://www.sodispan.com/jaulas-y-racks/racks-conejo-y-cobaya/ |
| Rabbit restrainer | Zoonlab | 3045601 | http://www.zoonlab.de/en/index.html |
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