Valutazione degli effetti metabolici del digiuno intermittente isocalorico 2:1 nei topi
Summary
L’articolo corrente descrive un protocollo dettagliato per il digiuno intermittente isocalorico 2:1 per proteggere e trattare contro l’obesità e il metabolismo alterato del glucosio nei topi selvatici e ob/ob.
Abstract
Il digiuno intermittente (IF), un intervento dietetico che prevede la restrizione energetica periodica, è stato considerato per fornire numerosi benefici e contrastare le anomalie metaboliche. Finora sono stati documentati diversi tipi di modelli IF con durate variabili di periodi di digiuno e di alimentazione. Tuttavia, interpretare i risultati è impegnativo, poiché molti di questi modelli comportano contributi multifattoriali da strategie di restrizione del tempo e calorie. Ad esempio, il modello di digiuno giornaliero alternativo, spesso utilizzato come regime DI ROditore IF, può provocare l’alimentazione inedito, suggerendo che i benefici per la salute di questo intervento sono probabilmente mediati tramite limiti calorici e cicli di rifornimento di digiuno. Recentemente, è stato dimostrato con successo che 2:1 IF, che comprende 1 giorno di digiuno seguito da 2 giorni di alimentazione, può fornire protezione contro l’obesità indotta dalla dieta e miglioramenti metabolici senza una riduzione dell’apporto calorico complessivo. Presentato qui è un protocollo di questo intervento isocalorico 2:1 SE nei topi. È inoltre descritto un protocollo di alimentazione a coppie (PF) necessario per esaminare un modello murino con comportamenti alimentari alterati, come l’iperfagia. Utilizzando il regime 2:1 IF, è dimostrato che isocalorico IF porta a ridotto aumento di peso corporeo, migliore omeostasi del glucosio, e il dispendio energetico elevato. Pertanto, questo regime può essere utile per studiare gli impatti sulla salute di IF su varie condizioni di malattia.
Introduction
Lo stile di vita moderno è associato a un tempo di assunzione giornaliero più lungo e a periodi di digiuno più lunghi1. Ciò contribuisce all’attuale epidemia globale di obesità, con svantaggi metabolici osservati nell’uomo. Il digiuno è stato praticato nel corso della storia umana, e i suoi diversi benefici per la salute includono durata prolungata, ridotto danno ossidativo, e ottimizzata energia omeostasi2,3. Tra i vari modi per praticare il digiuno, la privazione periodica di energia, definita digiuno intermittente (IF), è un metodo dietetico popolare che è ampiamente praticato dalla popolazione generale a causa del suo regime facile e semplice. Recenti studi in modelli preclinici e clinici hanno dimostrato che SE può fornire benefici per la salute paragonabili a prolungati a digiuno prolungato e restrizione calorica, suggerendo che IF può essere una potenziale strategia terapeutica per l’obesità e le malattie metaboliche2,3,4,5.
I regimi IF variano in termini di durata e frequenza del digiuno. Il digiuno alternato del giorno (ad esempio, 1 giorno di alimentazione/1 giorno di digiuno; 1:1 IF) è stato il regime IF più comunemente usato nei roditori per studiare i suoi effetti benefici sulla salute, le malattie cardiovascolari, le malattie neurodegenerative, ecc.2,3. Tuttavia, come mostrato negli studi precedenti6,7, e ulteriormente confermata meccanicamente nella nostra analisi di assunzione di energia8, 1:1 IF risultati in underfeeding ( . a causa della mancanza di tempo di alimentazione sufficiente per compensare la perdita di energia. Questo rende poco chiaro se i benefici per la salute conferiti da 1:1 SE sono mediati da restrizione calorica o modifica dei modelli alimentari. Pertanto, è stato sviluppato un nuovo regime IF che è mostrato qui, che comprende un modello di digiuno di 2 giorni /1 giorno (2:1 IF), che fornisce ai topi il tempo sufficiente per compensare l’assunzione di cibo (99%) e peso corporeo. Questi topi vengono quindi confrontati con un gruppo ad libitum (AL). Questo regime consente l’esame degli effetti dell’IF isocalorico in assenza di riduzione calorica nei topi selvatici.
Al contrario, in un modello murino che mostra un comportamento di alimentazione alterato, l’alimentazione AL potrebbe non essere una condizione di controllo adeguata per confrontare ed esaminare gli effetti di 2:1 IF. Ad esempio, poiché i topi ob/ob (un modello genetico comunemente usato per l’obesità) presentano iperfagia a causa della mancanza di leptina che regola l’appetito e la sazietà, quelli con 2:1 IF presentano un apporto calorico ridotto del 20% rispetto ai topi ob/ob con alimentazione AL. Pertanto, per esaminare e confrontare correttamente gli effetti dell’IF nei topi ob/ob, è necessario impiegare un gruppo di coppia di alimentazione come controllo adeguato.
Nel complesso, viene fornito un protocollo completo per eseguire isocalorico 2:1 IF, compreso l’uso di un controllo di alimentazione di coppia. È inoltre dimostrato che isocalorico 2:1 SE protegge i topi dall’obesità indotta dalla dieta ad alto contenuto di grassi e/o dalla disfunzione metabolica nei topi di tipo selvaggio e ob/ob. Questo protocollo può essere utilizzato per esaminare gli impatti benefici sulla salute di 2:1 IF su varie condizioni patologiche tra cui disturbi neurologici, malattie cardiovascolari e cancro.
Protocol
Representative Results
Discussion
È stato ben documentato che SE fornisce effetti benefici sulla salute su varie malattie sia in esseri umani che negli animali8,15,16,17,18,19. I suoi meccanismi alla base, come l’autofagia e il microbioma intestinale, sono stati recentemente chiariti. Il protocollo presentato descrive un regime isocalorico 2:1 IF nei topi pe…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
K.-H.K è stato sostenuto dalla Heart and Stroke Foundation of Canada Grant-in-Aid (G-18-0022213), dalla J. P. Bickell Foundation e dal fondo di avviamento dell’University of Ottawa Heart Institute; H.-K.S. è stato sostenuto da sovvenzioni del Canadian Institutes of Health Research (PJT-162083), Reuben e Helene Dennis Scholar e Sun Life Financial New Investigator Award for Diabetes Research del Banting & Best Diabetes Centre (BBDC) e delle scienze naturali e Engineering Research Council (NSERC) del Canada (RGPIN-2016-06610). R.Y.K. è stato sostenuto da una borsa di studio dell’Università di Ottawa Cardiology Research Endowment Fund. J.H.L. è stato sostenuto dalla NSERC Doctoral Scholarship e dalla Ontario Graduate Scholarship. Y.O. è stata sostenuta dall’UOHI Endowed Graduate Award e dalla Queen Elizabeth II Graduate Scholarship in Scienza e Tecnologia.
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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