Évaluation des effets métaboliques du jeûne isocalorique 2:1 intermittent chez les souris
Summary
L’article actuel décrit un protocole détaillé pour le jeûne intermittent isocalorique 2:1 pour protéger et traiter contre l’obésité et le métabolisme altéré de glucose dans les souris sauvages-type et ob/ob.
Abstract
Le jeûne intermittent (IF), une intervention diététique impliquant la restriction périodique d’énergie, a été considéré pour fournir de nombreux avantages et contrecarrer des anomalies métaboliques. Jusqu’à présent, différents types de modèles IF ayant des durées variables de jeûne et de périodes d’alimentation ont été documentés. Cependant, l’interprétation des résultats est difficile, car bon nombre de ces modèles impliquent des contributions multifactorielles provenant à la fois de stratégies de restriction du temps et des calories. Par exemple, le modèle alternatif de jeûne de jour, souvent utilisé comme régime de FI de rongeur, peut avoir comme conséquence la sous-alimentation, suggérant que les avantages pour la santé de cette intervention sont probablement négociés par la restriction calorique et les cycles de jeûne-refeeding. Récemment, il a été démontré avec succès que 2:1 IF, comprenant 1 jour de jeûne suivi de 2 jours d’alimentation, peut fournir une protection contre l’obésité induite par l’alimentation et les améliorations métaboliques sans une réduction de l’apport calorique global. Présenté ici est un protocole de cette intervention isocalorique 2:1 IF chez les souris. On décrit également un protocole d’alimentation par paires (PF) nécessaire pour examiner un modèle de souris avec des comportements alimentaires modifiés, tels que l’hyperphagie. Utilisant le régime 2:1 DE IF, il est démontré que la FI isocaloric mène au gain de poids corporel réduit, à l’homéostasie améliorée de glucose, et à la dépense énergétique élevée. Ainsi, ce régime peut être utile pour étudier les impacts de la FI sur la santé sur diverses conditions de la maladie.
Introduction
Le mode de vie moderne est associé à un temps d’apport alimentaire quotidien plus long et à des périodes de jeûne plus courtes1. Cela contribue à l’épidémie mondiale actuelle d’obésité, avec des inconvénients métaboliques observés chez l’homme. Le jeûne a été pratiqué tout au long de l’histoire humaine, et ses divers avantages pour la santé comprennent une durée de vie prolongée, des dommages oxydatifs réduits, et l’homéostasie de l’énergie optimisée2,3. Parmi plusieurs façons de pratiquer le jeûne, la privation d’énergie périodique, appelée jeûne intermittent (IF), est une méthode diététique populaire qui est largement pratiquée par la population générale en raison de son régime facile et simple. Des études récentes dans des modèles précliniques et cliniques ont démontré que la FI peut fournir des avantages pour la santé comparables à un jeûne prolongé et une restriction calorique, suggérant que la FI peut être une stratégie thérapeutique potentielle pour l’obésité et les maladies métaboliques2,3,4,5.
Les régimes IF varient en termes de durée et de fréquence de jeûne. Le jeûne de jour alternatif (c.-à-d., alimentation d’un jour/1 jour de jeûne ; 1:1 IF) a été le régime DE FI le plus couramment utilisé chez les rongeurs pour étudier ses impacts bénéfiques sur la santé sur l’obésité, les maladies cardio-vasculaires, les maladies neurodégénératives, etc.2,3. Cependant, comme indiqué dans les études précédentes6,7, et plus mécaniste confirmé dans notre analyse de l’apport énergétique8, 1:1 LES résultats DE SI dans la sous-alimentation (-80%) en raison du manque de temps d’alimentation suffisant pour compenser la perte d’énergie. Cela rend difficile à savoir si les avantages pour la santé conférés par 1:1 IF sont médiés par la restriction calorique ou la modification des habitudes alimentaires. Par conséquent, un nouveau régime DE FI a été développé et est montré ici, comprenant un modèle de jeûne de 2 jours/1 jour (2:1 IF), qui fournit aux souris le temps suffisant pour compenser l’apport alimentaire (99%) et le poids corporel. Ces souris sont ensuite comparées à un groupe ad libitum (AL). Ce régime permet d’examiner les effets de la FI isocalorique en l’absence de réduction calorique chez les souris de type sauvage.
En revanche, dans un modèle de souris qui présente un comportement alimentaire altéré, l’alimentation AL peut ne pas être une condition de contrôle appropriée pour comparer et examiner les effets de 2:1 IF. Par exemple, puisque les souris ob/ob (un modèle génétique couramment utilisé pour l’obésité) présentent l’hyperphagie due au manque de leptine régulant l’appétit et la satiété, ceux avec 2:1 SI présentent une consommation calorique réduite de 20% par rapport aux souris ob/ob avec l’alimentation D’AL. Ainsi, pour examiner et comparer correctement les effets de la FI chez les souris ob/ob, un groupe d’alimentation par paires comme un contrôle approprié doit être employé.
Dans l’ensemble, un protocole complet est fourni pour effectuer isocaloric 2:1 IF, y compris l’utilisation d’un contrôle de l’alimentation par paires. Il est en outre démontré que l’isocaloric 2:1 IF protège des souris contre l’obésité d’alimentation-induite de haut en graisse et/ou le dysfonctionnement métabolique dans les souris sauvages-type et ob/ob. Ce protocole peut être utilisé pour examiner les effets bénéfiques sur la santé de 2:1 IF sur diverses conditions pathologiques, y compris les troubles neurologiques, les maladies cardiovasculaires et le cancer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il a été bien documenté que la FI fournit des effets bénéfiques sur la santé sur diverses maladies chez les humains et les animaux8,15,16,17,18,19. Ses mécanismes sous-jacents, tels que l’autophagie et le microbiome intestinal, ont récemment été élucidés. Le protocole présenté décrit un régime isocalorique 2:1…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
K.-H.K a reçu l’appui de la Fondation canadienne des maladies du cœur (G-18-0022213), de la Fondation J. P. Bickell et du Fonds de démarrage de l’Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa; H.-K.S. a reçu l’appui de subventions des Instituts de recherche en santé du Canada (PJT-162083), du boursier Reuben et Helene Dennis et du Prix de recherche sur le diabète de la Financière Sun Life pour la recherche sur le diabète du Banting and Best Diabetes Centre (BBDC) et des Sciences naturelles. et Le Conseil de recherches en génie (CRSNG) du Canada (RGPIN-2016-06610). R.Y.K. a reçu l’appui d’une bourse du Fonds de dotation pour la recherche en cardiologie de l’Université d’Ottawa. J.H.L. a reçu l’appui de la Bourse de doctorat du CRSN et de la Bourse d’études supérieures de l’Ontario. Y.O. a reçu le prix uOHI de deuxième cycle et la bourse d’études supérieures en sciences et technologie de la reine Elizabeth II.
Materials
| Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS) | Columbus Instruments | Indirect calorimeter | |
| D-(+)-Glucose solution | Sigma-Aldrich | G8769 | For GTT |
| EchoMRI 3-in-1 | EchoMRI | EchoMRI 3-in-1 | Body composition analysis |
| Glucometer and strips | Bayer | Contour NEXT | These are for GTT and ITT experiments |
| High Fat Diet (45% Kcal% fat) | Research Diets Inc. | #D12451 | 3.3 Kcal/g |
| High Fat Diet (60% Kcal% fat) | Research Diets Inc. | #D12452 | 4.73 Kcal/g |
| Insulin | El Lilly | Humulin R | For ITT |
| Mouse Strain: B6.Cg-Lepob/J | The Jackson Laboratory | #000632 | Ob/Ob mouse |
| Mouse Strain: C57BL/6J | The Jackson Laboratory | #000664 | |
| Normal chow (17% Kcal% fat) | Harlan | #2918 | |
| Scale | Mettler Toledo | Body weight and food intake measurement |
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