Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Экспериментальная модель диета индуцированной метаболического синдрома в кролика: методологические соображения, развития и оценки

Published: April 20, 2018 doi: 10.3791/57117
Automatic Translation
1,2,3, 1,2,3, 1,2,4, 5, 2,3, 6, 2, 2, 1,3, 6
1CIBERCV, Instituto de Salud Carlos III, 2Department of Physiology, Universitat de València, 3INCLIVA, 4Department of Electronic Engineering, Universidad Politécnica de Valencia, 5UCIM, Universitat de València, 6Department of Physiotherapy, Universitat de València

Summary

Мы описываем методы в разработке экспериментальной модели диета индуцированной метаболического синдрома (Мец) в кроликов, с помощью диеты высоким содержанием жиров, высоким сахарозы. Животные разработали Центральное ожирение, мягкой гипертензии, заранее диабет и дислипидемия, таким образом воспроизводить основные компоненты человеческого Мец. Эта хроническая модель позволит приобретение базовых знаний механизмов прогрессирования заболевания.

Abstract

В последние годы ожирение и метаболический синдром (Мец) стали растущей проблемой для общественного здравоохранения и клинической практике, учитывая их увеличение распространенности за ростом сидячий образ жизни и нездорового питания. Благодаря Животные модели фундаментальные исследования можно изучить механизмы, лежащие в основе патологических процессов, таких как Мец. Здесь мы описываем методы, используемые для разработки экспериментальных кролик модель диета индуцированной Мец и его оценки. После периода acclimation животные питаются высоким содержанием жира (10% гидрогенизированные кокосовое масло и сало 5%), высоким сахарозы (15% сахарозы, растворенных в воде) диета для 28 недель. В этот период, были выполнены несколько экспериментальных процедур для оценки различных компонентов Мец: Морфологические и измерения артериального давления, определение толерантности глюкозы и анализ нескольких маркеров плазмы. В конце экспериментального периода, Центральное ожирение развитых животных, мягкой гипертензии, преддиабет и дислипидемия с низкой ЛПВП, высокой LDL и увеличение уровня триглицеридов (ТГ) таким образом воспроизводить основные компоненты человеческого Мец. Эта хроническая модель позволяет новые перспективы для понимания основополагающих механизмов в прогрессирование болезни, выявление доклинических и клинических маркеров, которые позволяют выявление пациентов риску, или даже испытания новых терапевтических подходы для лечения этой сложной патологии.

Introduction

Ожирение и метаболический синдром (Мец) стали растущей проблемой для общественного здравоохранения и клинической практике, учитывая их увеличение распространенности за ростом сидячий образ жизни и нездоровой еде привычки1. Существует несколько определений Мец, но большинство из них описывают его как кластер сердечно-сосудистые и метаболические изменения, такие как абдоминальное ожирение, снижение ЛПВП и повышенный уровень холестерина ЛПНП, повышенные триглицериды, нетерпимость глюкозы и гипертонии2 ,3,4. Диагноз требует, что три из этих пяти критериев присутствуют.

Благодаря Животные модели фундаментальные исследования удалось изучить механизмы, лежащие в основе патологических процессов, таких как Мец. Были использованы несколько животных моделей, но это важно что модель выбора воспроизводит основные клинические проявления патологии человека (рис. 1). С этой целью были разработаны Животные модели, считается похож на людей, главным образом собак и свиней, (см. Verkest5 и6 Чжан и Лерман для обзора). Однако собак модели не показывать все компоненты Мец, учитывая, что развитие атеросклероза или гипергликемии у собак с помощью диеты является сомнительной5. Свиней модели представляют наиболее анатомические и физиологические сходство с людьми и таким образом предлагают значительные прогностической силой для выяснения механизмов лежащие в основе Мец, но их содержание и сложность экспериментальных процедур делают использование Эта модель очень труда интенсивной и дорогостоящих6.

С другой стороны, модели грызунов (мыши и крысы), диета индуцированной спонтанное и трансгенных, широко используются в литературе для изучения ожирение, гипертензия и Мец и его патологических последствий в различных органах и системах (см. Вонг и др. 7 для обзора). Хотя использование этих моделей является более доступным, чем собак или свиней, они имеют важные недостатки. Действительно в зависимости от штамма, животные разработать некоторые компоненты Мец, тогда как другие, такие как гипертония, гипергликемия и гиперинсулинемия отсутствуют7. Кроме того одним из основных компонентов Мец, ожирения, некоторых генетически модифицированных штаммов, зависит не только факторы, связанные с питанием, скорее было показано, что некоторые животные становятся ожирением с нормальным или даже снижение питания потребление8. Наконец мышей и крыс показать естественный недостаток в cholesteryl эфира передачи белка (ПООППО) и использовать HDL в качестве основных средств транспорта холестерина, что делает их относительно устойчив к развитию атеросклероза. Это важное отличие метаболизма липидов с людьми, которые выражают ПООППО и перевозить их холестерина, главным образом в ЛПНП9.

И наоборот кролик лаборатория представляет промежуточный этап между крупных животных и грызунов экспериментальные модели. Таким образом кролик может быть легко передан различных типов протоколов с минимальными требованиями персонала и технического обслуживания, чем больше животных моделей более легко обрабатывается в экспериментальных процедур. Кроме того сообщалось, что кролики, кормили с высоким содержанием жиров диеты имеют аналогичные изменения гемодинамики и нейрогуморальные как ожирением люди8,10,11. Записки, касающиеся метаболизма липидов кролик имеет обильные ПООППО в плазме и их профиль липопротеидов ЛПНП богатые12, что является также похожи на людей. Кроме того кролики развивать гиперлипидемии довольно быстро, учитывая, что, как травоядных животных, они очень чувствительны к диетического жира13.

Figure 1
Рисунок 1: сравнение животных моделей Мец. Verkest5, Чжан и Лерман6и Wong et al. 7 для обзора. «Equation 1» указывает на преимущества и «Equation 2» указывает на недостаток. *спорным, зависит исследования, *как указал вне Carroll et al. 8, некоторые генетически модифицированных штаммов становятся ожирением независимо от приема пищи. ЕКПТ: cholesteryl эфира передачи белка. ГЦГ: тест на переносимость глюкозы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Для того, чтобы разъяснить основные механизмы, лежащие в основе патологического реконструкции производства Мец в различных органах и системах и получить представление об этой сложной патологии, выбор Экспериментальная модель, которая воспроизводит основные компоненты Мец человека имеет важное значение. Кролик может предоставить множество преимуществ, учитывая ее сходство с человеческой физиологии и доступность использования в хронический протоколы и измерения. В этой строке несколько кролик диета индуцированной модели с помощью диеты высоким содержанием жиров и высоким сахарозы были использованы14,,1516,,1718,19 (Таблица 1) и характеристика различных компонентов Мец имеет большое значение при связанных фенотип с реконструкции органа. Таким образом основная цель этой статьи является описать методы для разработки модели диета индуцированной Мец в кроликов, что позволяет изучение его патофизиологии и влияние в реконструкции органа.

Исследование Диета Продолжительность Порода Мец компоненты
Обь HT HG DL
Инь et al. (2002)14 ·    10% жирности 24 недели ·      Мужской NZW Equation 2 - Equation 1 Equation 1
·    37% сахарозы ·      2 кг
Чжао et al. (2007)15 ·    10% жирности 36 недель ·      Мужчин JW Equation 1 Equation 2 Equation 2 Equation 2
·    30%-ая сахароза ·      16 недель
Helfestein et al. (2011)16 ·    10% жирности 24 недели ·      Мужской NZW Equation 2 - Equation 1 Equation 1
·    40%-ая сахароза ·      12 недель
·    0,5-0,1 холестерина
Нин et al. (2015)17 ·    10% жирности 8-16 недель ·      Мужской WHHL Equation 2 - Equation 2 Equation 1
·    30% фруктозы * ·      12 недель
Лю et al. (2016)18 ·    10% жирности 48 недель ·      Мужской NZW Equation 2 - Equation 1 Equation 1
·    30%-ая сахароза ·      12 недель
Ариас Мутис et al. (2017)19 ·    15% жирности 28 недель ·      Мужской NZW Equation 1 Equation 1 Equation 1 Equation 1

Таблица 1: диета индуцированной Мец кролик модели с помощью высоким жира, высокой сахароза. Символ «Equation 2«указывает на отсутствие,»Equation 1» присутствие, и «-» не оценены. * ограничено. WHHL, Ватанабэ наследственные hiperlipidemic кроликов. JW, японский белого кролика. Обь, ожирение. HT, гипертонии. HG, гипергликемия. DL, дислипидемии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Уход за животными и экспериментальные протоколы, используемые в данном исследовании выполнил ЕС Директива 2010/63 о защите животных, используемых для научных целей и были утверждены институциональный уход за животными и использования Комитетом (2015/VSC/горох/00049).

Примечание: Протокол состоит из администрации хронической высоким содержанием жиров, высоким сахарозы диеты для 28 недель и оценки основных компонентов Мец. Мы использовали 11 взрослых мужчин кроликов Новая Зеландия Белый (NZW) весом 4.39 ± 0,14 (с.д.) кг, которые были 20-22 недель в начале экспериментальный протокол. Они были размещены в комнате с влажности (50 ± 5%), и условия температуры (20 ± 1,5 ° C) с 12-h свет цикла. Слова «Чоу» и «диета» может использоваться взаимозаменяемо в протокол шаги.

1. диета администрация

  1. Получить или подготовить диеты
    1. Получения коммерчески доступных высоким содержанием жиров с добавлением гидрогенизированные масла кокоса (10%) и сало19(5%). Эта диета будет предоставлять 3.7 kcal·g-1.
    2. Подготовьте 5 до 15% сахарозы решения путем растворения соответствующее количество сахарозы в стерилизованные воде (например, использование 300 г сахарозы в наличии 2 Л для 15% раствор сахарозы). 15% раствор будет предоставлять 0,6 kcal·mL-1.
    3. Получения коммерчески доступных контроль диеты19, которая обеспечивает 2.7 kcal·g-1.
  2. Акклиматизироваться животных в течение 4 недель
    1. Ежедневно кормить каждое животное в группе управления 120 g контроль диеты. Обеспечивают водой ad libitum.
    2. Кормить животных в Мец Чоу 250 g группы, начиная с управления 50% и 50% высокой жирностью Чоу, постепенно увеличивая до 100% высокой жирностью Чоу к концу недели 4.
      Примечание: Цель будет заключаться в достижении: (i) контроля 35% и 65% высокой жирностью Чоу к концу недели 1; (ii) управления 25% и 75% высокой жирностью Чоу к концу недели 2; (iii) 15% управления и 85% Чоу высокой жирностью до конца недели 3. (iv) 100% высокой жирностью Чоу к концу недели 4.
    3. Дать животных в Мец группы воды с 5%-ая сахароза в начале и увеличение концентрации сахарозы на 15% к концу 4-й недели.
    4. Зарегистрируйте ежедневное потребление Чоу и сахароза решение для расчета калорий согласно значения, указанные в подпунктах 1.1.1. и 1.1.2.
  3. Побудить Мец (28 недель)
    1. Накормить каждого животного в контрольной группе 120 g управления Чоу и воды ad libitum ежедневно.
    2. Кормите животных в группе Мец 250г высокой жирностью Чоу и 15% сахарозы в воде. Замените Чоу ежедневно и каждый третий день раствора сахарозы.
    3. Взвесьте оставшийся Чоу и воды ежедневно, чтобы оценить ежедневное потребление.

2. морфологическая оценка

  1. Мера веса животных на еженедельной основе.
  2. Измерения высоты, длины, брюшной контури большеберцовых длинаи оценки BMI перед администрацией Экспериментальные диеты и недели 14 и 28 на наркотизированных животных.
    1. Иглу правое ухо маргинальных вен с катетером Стерильные одноразовые (18-22 G) и ввести пропофол (8 mgkg-1) следуют 1,5 мл 0,9% раствора NaCl. В наркотизированных кролика проводить измерения, перечисленные в последующих шагах.
    2. Измерения высоты и длины. С помощью измерительной ленты, мера и запись расстояние от носа до пятки в боковой пролежни положении (длина). В той же позиции принять расстояние от Акромион в плечо на кончике лапы (высота).
    3. Рассчитать индекс массы (BMI) тела20 как веса (кг) · [тела длина (м) × Высота (м)] -1.
    4. Место измерительная лента осторожно вокруг живота контура и возьмите измерения с животным в лежачем положении.
    5. Мера большеберцовой кости длиной от нижней части коленного сустава до вставки ахиллова сухожилия.

3. пост гликемии и тест на переносимость глюкозы внутривенно (IVGTT)

Примечание: Рекомендуется начать процедуры, в то же время суток (т.е., 2-3 вечера).

  1. Подготовьте раствор глюкозы (60%) с 60 г глюкозы в 100 мл 0,9% раствора NaCl.
  2. Быстро животное для 7 h (удаление продуктов питания и сохранения воды), затем место сознательное кролик в фиксатор в положении лежа. Подготовить метр глюкозы (вставить новую полосу в метр) и принять первый образец из левого уха маргинальных Вены с помощью Ланцет для получения капли крови. Затем коснитесь капли крови с тест полосы и измерять уровень глюкозы в крови с помощью измерителя глюкозы для определения гликемии натощак.
  3. Иглу правое ухо маргинальных вен с катетером одноразовые (18-22 G) и вставляют болюс 60% раствора глюкозы (0,6 g·kg-1).
    Примечание: Подготовить Болус, добавьте 1 мл/кг запасов глюкозы.
  4. Взять образцы крови с помощью lancet (одна капля крови) в 15, 30, 60, 90, 120 и 180 мин после инъекции глюкозы и анализировать их с метр глюкозы как 3.2.
  5. Удаление одноразовых катетер и щепотку сайт катетер вставки с марлей. После того, как кровь свернувшийся, удалить марлю и проверьте состояние животного.

4. кровяное давление

  1. Подготовка системы приобретения, включая датчики давления, 10 мл шприца с 0,9% NaCl, трехходовой кран, усилитель и компьютер/ноутбук с помощью приобретения программного обеспечения (для записи артериального давления).
  2. Настройка оборудования. Во-первых, трехходовой кран и шприц в датчик давления, между преобразователем и катетер и подключить датчик давления к усилителю. Затем подключите усилитель к ПК/ноутбук.
  3. Выполните калибровку датчика давления согласно рекомендациям изготовителя.
  4. Место сознательное животного в кролика фиксатор в положении лежа. Разогреть уха до катетеризации, а затем местно применять под местной анестезией (2,5% лидокаина/prilocaine) в ухо вокруг места вставки. Аккуратно коснитесь области, где работает сосудистой пакет легко определить артерии. Затем вставьте Стерильный катетер (18-22 G) в центральной артерии левого уха. Ослабить ограничения и разрешить животное молчать за 30 мин.
  5. Запись артериального давления непрерывно в течение 20 минут непосредственно от артериального катетера, размещение датчика давления, расположить животное на уровне сердца (частота дискретизации: 1 кГц, см. Рисунок 5B).
    Примечание: Чтобы сохранить артериального давления (BP) записи бесплатно от вмешательства свертывающей системы крови (BP сигнал теряет амплитуды или исчезает), следует инъекция NaCl (0.9%). Используя трехходовой кран, закройте цепи, которая идет от датчика к катетер, откройте цепи, которая идет от шприца катетер и придать 1-2 мл. Это позволит удалить сгустки крови, которые могут образовывать в катетер. Затем обрыв между преобразователем и катетер и продолжить запись, когда сигнал был восстановлен.
  6. После завершения записи, удалите катетер и щепотку марлей в месте вставки катетер, чтобы остановить потери крови. Как только свернувшийся крови, удалить марлю и проверьте состояние животного.

5. плазмы измерения

Примечание: Рекомендуется начать процедуры, в то же время суток (т.е., 2-3 вечера).

  1. Быстро животное для 7 h (удаление продуктов питания и сохранения воды), затем место сознательное животного в фиксатор в положении лежа и вставьте стерильной иглой 21 G в левом ухе маргинальных ключе. Как только кровь начинает капать, отменить первое падение и собрать образцы крови в ЭДТА трубы до уровня, указанного в трубе. Храните образцы на льду.
  2. Центрифугуйте образцы крови на 1500 x g, 15 мин, 4 ° C. После центрифугирования всасывания плазмы с помощью пипетки и подготовить аликвоты 250 мкл.
  3. Анализируйте свежие образцы сразу. Основные управления параметрами являются следующие: триглицеридов, общего холестерина, HDL и LDL холестерина.
    Примечание: Не свежезаваренным проанализированных проб следует немедленно храниться в морозильной камере-80 ° C. Если вы заинтересованы в анализе крови глюкозы из образцов плазмы, глюкозы в крови тест следует использовать трубы с фтор оксалата вместо ЭДТА.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Мец, представляет кластер, метаболических и сердечно-сосудистых патологий, изучение которых может способствовать использование экспериментальных моделей. Действительно чтобы разъяснить механизмы, лежащие в основе патологического Ремоделирование, производимые Мец, выбор Экспериментальная модель, которая надлежащим образом напоминает состояние человека и подходит для исследования имеет решающее значение. Здесь мы представляем методы побудить Мец в кролика с помощью диеты с высоким содержанием насыщенных жиров и сахарозы и подробная характеристика для ее оценки. Использование диета вместо генетически модифицированных животных модель имеет большое значение так как диета влияет на метаболизм тела19, таким образом напоминающие тесно что происходит в человека Мец. Мы использовали факториал (смешанная модель) ANOVA с двумя факторами, один неоднократные меры или «в рамках «фактор (время: pre, недели 14 и 28, в зависимости от анализа) и один «между» фактор (Группа: управления и Мец) для статистического анализа. Значение было принято при p < 0,05.

Высоким содержанием жиров, высоким сахарозы диеты хорошо переносится животными. Адаптационного периода 4 недель необходим для правильного перехода от предыдущего режима кормления диеты высоким содержанием жиров, высоким сахарозы. 120 g Чоу, который был проявлен подходящими для обслуживания взрослого кролика8кормят животных в контрольной группе. Кролики в группе Мец увеличивалось в весе до конца экспериментальный протокол (Таблица 2). Животные должны получать 50-100 г в неделю. Важно, что кролики индивидуально размещаются в клетках с достаточно пространства, света и экологическая обогащению (рис. 2 c), и производится ежедневная проверка животных. Также на ежедневной основе, Чоу и напиток потребление должны быть под наблюдением и зарегистрированы, для того, чтобы добиться увеличения веса и выявления возможных медицинских проблем, так как кролики легко подчеркнул и ответ может быть прекратить потребление питания. Кроме того, поскольку окатышей высокой жирностью клонат быть очень неустойчиво и очень легко потерять последовательности превращается в порошок, который кроликов не едят, это критически важное значение для подготовки ежедневных порций Чоу очень тщательно (рис. 2A). В рисунке 3A, мы можем наблюдать поведение потребление энергии и его колебания, начиная от 250 до 815 ккал в группе Мец. В рисунке 3Bизображен относительный вклад различных источников энергии (Чоу и напитки). Есть критические периоды в недели 14 и 28 потому, что, учитывая напряжение экспериментальных процедур, кролики может уменьшить потребление Чоу и воды. Ежедневные количественная оценка позволяет быстрого выявления этой проблемы, которой можно избежать путем введения управления Чоу (80% высокой жирностью 20% контроля) и уменьшение раствора сахарозы от 15% до 10%, или даже 5%, в течение 2-3 дня до животных восстановить их нормальный значения потребления. Животные также разработал Центральное ожирение как показано увеличение веса, брюшной периметра и BMI (Таблица 2), который тесно связан с факторами риска, которые определяют Мец3.

Figure 2
Рисунок 2: диета администрации. В группе A, контролировать Чоу (вверху) и изображены высокой жирностью Чоу (см. ниже), показаны различия между двумя из-за добавления жира. Во избежание порошок, который делает высокой жирностью Пеллеты менее приемлемым, это необходимо использовать фильтр для разделения высокой жирностью гранулы порошка (Группа A, внизу). В группе Bмы можем наблюдать материалы, необходимые, чтобы пить раствор (слева), и как это целесообразно сделать Стоковый раствор для распространения в распределитель воды. Наконец, очень важно благополучие животных, и они должны быть размещены отдельно в клетках (C) с достаточно места и свет и, если возможно, экологическая обогащению (то есть, платформ, игрушки и т.д.). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: калоража. Эволюция еженедельный прием в течение 28 недель периода экспериментальные изображена группа A для управления и Мец. Относительной потребление (в процентах) ккал с высоким содержанием жира Чоу и питьевой решение Мец животных показано в панель управления B. (n = 5), Метс (n = 6). Планки погрешностей: SD. Modified из арий-Мутис и др. 19 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Предварительно диета Неделя 14 Неделя 28
Управления Мец Управления Мец Управления Мец
Вес (кг) 4.35(0.15) 4.43(0.14) 4.49(0.12) 5.42(0.17) 4.51(0.13) 5.75(0.6)
Длина (см) 52.4(1.6) 53.6(1.7) 52.5(0.8) 54.4(1.7) 53.7(0.7) 54.6(0.8)
Высота (см) 25.9(0.7) 25.5(1.1) 25.9(2.2) 26.1(5.3) 26.0(1.0) 26.1(1.5)
Abdom. Периметр (cm) 39.8(1.7) 40.5(1.4) 38.5(1.5) 47.5(2.2) 38.1(1.0) 49.7(3.5)
Большеберцовой кости Длина (см) 16.4(0.8) 16.3(0.7) 16.7(0.3) 16.7(0.4) 17.4(0.4) 16.8(0.6)
ИМТ (кг/м2) 32.8(1.9) 32.9(2.6) 32.8(1.2) 36.8(1.9) 32.6(2.1) 39.3(6.0)

Таблица 2: морфологические характеристики. Мы нашли различия при сравнении управления против MetS недели 14 и 28 в весе (основной эффект p = 0,003, η2 = 0,6; попарных сравнений в неделю 14 p < 0,001 и неделя 28 p < 0,001), брюшной периметра (основной эффект p < 0,001, η2 = 0,9 попарно Сравнение на неделе 14 p < 0,001 и неделя 28 p < 0,001) и BMI (основной эффект p = 0.016, η2 = 0,5; попарных сравнений в неделю 14 p < 0,001 и неделя 28 p < 0,001). Управления (n = 5) и Мец (n = 6). Значения выражаются как означает (SD). Изменение от Ариас-Мутис и др. 19.

Что касается голодая глюкоза крови реакция на IVGTT играет ключевую роль в характеристике гомеостаза глюкозы21. Мы наблюдаем легкой гипергликемии на неделе 14, который достигает плато и поддерживает аналогичные значения на неделе 28 (рис. 4A). Площадь под кривой (AUC) также увеличивается в группе Мец (рис. 4В). Даже несмотря на то, что пороговых значений для идентификации типа диабета II в кроликов, основанный на голодая глюкоза крови еще не признанных19, с этот экспериментальный протокол, кролики, представленный 28 недель высоким содержанием жиров, высоким сахарозы кормления разработал преддиабет с снижается уровень глюкозы натощак и нетерпимость глюкозы.

Figure 4
Рисунок 4: регулирование глюкозы в крови. Результаты IVGTT управления и Мец животных на недели 14 и 28, отображаемые в панели а. Количественная оценка площади под кривой (AUC) от 0 до 180 мин изображена группа B с коробкой и усы сюжет. Этот параметр увеличилась в Мец животных в недели 14 и 28 против контроля (основной эффект p = 0,001, η2 = 0,5; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,001 и неделя 28 p = 0,002). Управления (n = 5), Метс (n = 6). Изменение от Ариас-Мутис и др. 19 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Гипертензия тесно и непосредственно связанных с тяжестью ожирение. Кролики откармливаются высоким содержанием жиров, высоким сахарозы для 28 недель, показали увеличение систолического, диастолического и среднее артериальное давление уже на неделе, 14 и это увеличение кровяное давление поддерживается на неделе 28 (рис. 5 c – E). Учитывая тесную взаимосвязь между кровяного давления и ИМТ22, она имеет большое значение для обеспечения что животные набирают вес постепенно, чтобы получить значительное увеличение артериального давления.

Figure 5
Рисунок 5: изменения артериального давления. Группа A изображает катетер, вставляется в ушная артерия. Следует отметить учитывая, что Вены и ушная артерия проходят через зубного ряда уха очень внимательно, это важно различать их. Перед катетеризации желательно теплой до уха и после местной анестезией, чтобы аккуратно коснитесь области, где работает сосудистой пакет. Артерия имеет толще сосудистой стенки и светлее чем Вены, и крови импульсы могут наблюдаться. Группа B показывает экспериментальной установки с датчика давления, который подключен к усилителю и непрерывно фиксирует сигнал (BP записи). Панелей C и D показывают box и усы участков систолического и диастолического артериального давления на неделе 14 и 28 в обеих опытных группах. Среднее артериальное давление (карта) представлена в группе е. Мы нашли различия при сравнении управления против MetS недели 14 и 28 в систолического (основной эффект p = 0,003, η2 = 0,4; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,029 и неделя 28 p = 0,013), диастолического (основной эффект p = 0,027, η2 = 0,3; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,036 и неделя 28 p = 0,001) и карту (основной эффект p = 0,006, η2 = 0,4; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,027 и неделя 28 p = 0,001). Управления (n = 5), Метс (n = 6). Изменение от Ариас-Мутис и др. 19 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Наконец чтобы оценить развитие Мец, необходима оценка изменений в плазме биохимических маркеров. В этой хронической модели мы наблюдаем изменения в липидный профиль уже как неделю 14, и это изменение оставалась стабильной до недели 28, без дальнейшего увеличения различий. Изменения в липидный профиль плазмы характеризуются увеличением уровня триглицеридов и снижением HDL, LDL и никаких изменений в содержание общего холестерина в Мец животных против контроля на оба времени точек (недели 14 и 28) (Таблица 3).

Неделя 14 Неделя 28
Управления Мец Управления Мец
Общий холестерин (mg·dL-1) 20.4(2.3) 24.0(9.1) 27.4(15.7) 21.2(4.4)
ЛПВП (mg·dL-1) 9.1(4.2) 4.3(1.7) 11.2(4.2) 5.1(2.9)
ЛНП (mg·dL-1) 3.8(1.1) 8.7(4.5) 4.0(1.2) 13.8(9.3)
Триглицериды (mg·dL-1) 71.2(58.8) 118.0(40.7) 30.2(11.4) 76.8(28.2)

Таблица 3: Оценка плазмы биохимии. Мы нашли различия при сравнении управления против MetS недели 14 и 28 в HDL (основной эффект p = 0,008, η2 = 0,3; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,006 и неделя 28 p = 0,037), ЛПНП (основной эффект p = 0,040, η2 = 0,2; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,02 8 и неделя 28 p = 0,034) и триглицеридов (основной эффект p = 0,002, η2 = 0,4; попарных сравнений в неделю 14 p = 0,004 и неделя 28 p = 0,001). Управления (n = 5) и Мец (n = 6). Значения выражаются как означает (SD). Изменение от Ариас-Мутис и др. 19

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Создание соответствующей экспериментальной модели может обеспечить более последовательный и надежный метод для изучения развития Меца, и это также необходимо понимать основные механизмы, которые лежат в основе органов и систем ремоделирования. Здесь мы описываем методы, используемые для разработки соответствующих экспериментальной модели диета индуцированной Мец и как оценить основные компоненты этого кластера метаболических и сердечно-сосудистых патологий, которые характеризуют эту модель: Центральное ожирение, гипертония, нетерпимость глюкозы и дислипидемия с низкой ЛПВП, высокой LDL и увеличение уровней тг.

Одним из основных преимуществ этой модели является возможность изучить условие, которое предшествует клиническим проявлением патологии. Действительно, что касается метаболические изменения, в 28 недель животных не развивать диабета II типа и были в состоянии преддиабет (рис. 4). Аналогичным образом плазмы биохимических маркеров показал очевидны изменения в липидный профиль с увеличением ЛПНП и ТГ, снижением HDL, но никаких изменений в содержание общего холестерина (Таблица 3), который является ключевым фактором в развитии атеросклероза. Даже несмотря на то, что мы можем наблюдать увеличение систолического, диастолического и карту на неделе 28 (рис. 5), это может считаться мягкой гипертензии. В целом эффекты в эти маркеры метаболических и сердечно-сосудистой системы являются скромными, но эта модель может включить исследования патологии государства перед проявляется (и в большинстве случаев необратимый), таким образом позволяя выявление доклинических и клинических маркеры, которые могли бы позволить выявление пациентов риску.

Кроме того в отличие от других Мец животных моделей (мыши, крысы и собака), спонтанное или трансгенных кроликов модели можно разработать все компоненты Мец. Интересно, что сообщалось, что сочетание различных компонентов Мец может усилить сердечно-сосудистого риска. Действительно патологических Ремоделирование, производимые гипертонии усугубляется когда больше компоненты Мец появляются23. Эта экспериментальная модель делает возможным изучение основных механизмов, и комбинированный эффект различных компонентов. Кроме того учитывая, что диета влияет на метаболизм тела, использование диета индуцированной модели имеет важное значение, тесно эмуляции, что происходит в человека Мец19.

Последний, но не менее важная сила, является баланс между актуальность и влияние на трансляционного исследования и экономической стоимости. С одной стороны мы находим свиней модели, очень похожи на людей, но очень дорого с точки зрения времени, ресурсов и экономической стоимости. С другой стороны у нас есть грызунов модели, которые легко осуществить с минимальными затратами, но имеют меньше власти обобщение. Кролик модель представляет средней точке, как это достаточно гибкой, для различных типов исследований, избегая некоторых из недостатков крупных животных моделей и показывает аналогичные гемодинамики и нейрогуморальные изменения, наблюдаемые в человека Мец8, 10,19.

Следует рассмотреть следующие ограничения методов, описанных. Что касается центрального ожирения и распределение жира тела использование магнитного резонанса будет быть золотой стандарт, если таковые имеются, иначе использовать количественная оценка висцерального жира в конце 28 недель. Другие неинвазивные методы для продольных исследований, такие как рентгеновская компьютерная томография, будет более адекватного24. Мы измерили брюшной окружности и ИМТ вместо (Таблица 2), которые также были использованы в нескольких исследованиях у кроликов как мера центрального ожирения25,11,26. Большеберцовой кости Длина измерения также может быть точнее с помощью эхографии или ногу рентгенография. С тем чтобы установить, если причиной нетерпимости глюкозы в этой хронической модели является сопротивление инсулина или снижение инсулина, сопротивление инсулина должен определяться с помощью теста на толерантность инсулина или определения голодания уровни инсулина.

Наконец для того, чтобы улучшить модель, могут быть приняты некоторые меры. Мы могли бы вероятно получили быстрее увеличение гликемия с сочетанием непродолжительного введения аллоксана и высоким содержанием жиров, высоким сахарозы диеты, но затем фенотипа не может объясняться только к диете. Возраст также может играть важную роль, поскольку мы работали с молодых взрослых кроликов (4,5 месяца когда животных прибыл в животных зал, 12,5-13 месяцев к концу экспериментального протокола) и Мец часто происходит на старых возраст27. К сожалению старые кроликов не были коммерчески доступны. Было бы интересно проверить эту модель в старых животных и соблюдать, если фенотипа усугубляется.

Методы, представленные здесь для развития этой экспериментальной модели Мец в лаборатории кролики должны предоставлять ценным инструментом для исследований, стремясь разъяснить основные механизмы, лежащие в основе патологического Ремоделирование, производимые Мец в различных органов и систем и получить представление об этой сложной патологии. Наконец, поскольку NZW кроликов, сидячие животные, эта диета индуцированной модель может быть полезна для изучения, как различные компоненты патологии развиваться подобным образом, чем происходит в человека Мец и может позволить новые перспективы для понимания Патофизиологические механизмы, участвующие в прогрессирование болезни, выявление доклинических и клинических маркеров для идентификации пациентов риску, или даже тестирование новых терапевтических подходов для лечения этой сложной патологии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что они не имеют никаких финансовых интересов.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана генералитета Valenciana (GV2015-062), Университат де Валенсия (УФ-INV-PRECOMP14-206372) к MZ, генералитета Valenciana (PROMETEOII/2014/037) и Институт де Salud Карлоса III-ФЕДЕР фондов (CIBERCV CB16/11/0486) для FJC.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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 7,5x7,5cm - 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&region=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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cornier, M. A., Dabelea, D., Hernandez, T. L., Lindstrom, R. C., Steig, A. J., Stob, N. R., et al. The metabolic syndrome. Endocr rev. 29 (7), 777-822 (2008).
  2. Alberti, K. G., Zimmet, P., Shaw, J., Grundy, S. M. IDF Consensus Worldwide Definition of the Metabolic Syndrome. , Available from: https://www.idf.org/e-library/consensus-statements.html (2006).
  3. Alberti, K. G., Eckel, R. H., Grundy, S. M., Zimmet, P. Z., Cleeman, J. I., Donato, K. A., et al. Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation. 120 (16), 1640-1645 (2009).
  4. Grundy, S. M. Pre-diabetes, metabolic syndrome, and cardiovascular risk. JACC. 59 (7), 635-643 (2012).
  5. Verkest, K. R. Is the metabolic syndrome a useful clinical concept in dogs? A review of the evidence. Vet J. 199 (1), 24-30 (2014).
  6. Zhang, X., Lerman, L. O. Investigating the Metabolic Syndrome: Contributions of Swine Models. Toxicol Pathol. 44 (3), 358-366 (2016).
  7. Wong, S. K., Chin, K. Y., Suhaimi, F. H., Fairus, A., Ima-Nirwana, S. Animal models of metabolic syndrome: a review. Nutr Metab (Lond). 13, 65 (2016).
  8. Carroll, J. F., Dwyer, T. M., Grady, A. W., Reinhart, G. A., Montani, J. P., Cockrell, K., et al. Hypertension, cardiac hypertrophy, and neurohumoral activity in a new animal model of obesity. Am J Physiol. 271 (1 Pt 2), H373-H378 (1996).
  9. Grooth, G. J., Klerkx, A. H., Stroes, E. S., Stalenhoef, A. F., Kastelein, J. J., Kuivenhoven, J. A. A review of CETP and its relation to atherosclerosis. J Lipid Res. 45 (11), 1967-1974 (2004).
  10. Zarzoso, M., Mironov, S., Guerrero-Serna, G., Willis, B. C., Pandit, S. V. Ventricular remodelling in rabbits with sustained high-fat diet. Acta Physiol (Oxf). 211 (1), 36-47 (2014).
  11. Filippi, S., Vignozzi, L., Morelli, A., Chavalmane, A. K., Sarchielli, E., Fibbi, B., Saad, F., Sandner, P., Ruggiano, P., Vannelli, G. B., Mannucci, E., Maggi, M. Testosterone partially ameliorates metabolic profile and erectile responsiveness to PDE5 inhibitors in an animal model of male metabolic syndrome. J Sex Med. 6 (12), 3274-3288 (2009).
  12. Waqar, A. B., Koike, T., Yu, Y., Inoue, T., Aoki, T., Liu, E., et al. High-fat diet without excess calories induces metabolic disorders and enhances atherosclerosis in rabbits. Atherosclerosis. 213 (1), 148-155 (2010).
  13. Fan, J., Watanabe, T. Cholesterol-fed and transgenic rabbit models for the study of atherosclerosis. J Atheroscler Thromb. 7 (1), 26-32 (2000).
  14. Yin, W., Yuan, Z., Wang, Z., Yang, B., Yang, Y. A diet high in saturated fat and sucrose alters glucoregulation and induces aortic fatty streaks in New Zealand White rabbits. Int J Exp Diabetes Res. 3 (3), 179-184 (2002).
  15. Zhao, S., Chu, Y., Zhang, C., Lin, Y., Xu, K., Yang, P., et al. Diet-induced central obesity and insulin resistance in rabbits. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl). 92 (1), 105-111 (2008).
  16. Helfenstein, T., Fonseca, F. A., Ihara, S. S., Bottos, J. M., Moreira, F. T., Pott, H. Jr, et al. Impaired glucose tolerance plus hyperlipidaemia induced by diet promotes retina microaneurysms in New Zealand rabbits. Int J Exp Pathol. 92 (1), 40-49 (2011).
  17. Ning, B., Wang, X., Yu, Y., Waqar, A. B., Yu, Q., Koike, T., et al. High-fructose and high-fat diet-induced insulin resistance enhances atherosclerosis in Watanabe heritable hyperlipidemic rabbits. Nutr Metab (Lond). 12, 30 (2015).
  18. Liu, Y., Li, B., Li, M., Yu, Y., Wang, Z., Chen, S. Improvement of cardiac dysfunction by bilateral surgical renal denervation in animals with diabetes induced by high fructose and high fat diet. Diabetes Res Clin Pract. 115, 140-149 (2016).
  19. Arias-Mutis, O. J., Marrachelli, V. G., Ruiz-Saurí, A., Alberola, A., Morales, J. M., Such-Miquel, L., Monleon, D., Chorro, F. J., Such, L., Zarzoso, M. Development and characterization of an experimental model of diet-induced metabolic syndrome in rabbit. PLoS One. 12 (5), e0178315 (2017).
  20. Nelson, R. W., Himsel, C. A., Feldman, E. C., Bottoms, G. D. Glucose tolerance and insulin response in normal-weight and obese cats. Am J Vet Res. 51 (9), 1357-1362 (1990).
  21. Staup, M., Aoyagi, G., Bayless, T., Wang, Y., Chng, K. Characterization of Metabolic Status in Nonhuman Primates with the Intravenous Glucose Tolerance Test. J Vis Exp. (117), e52895 (2016).
  22. Hall, J. E., do Carmo, J. M., da Silva, A. A., Wang, Z., Hall, M. E. Obesity-induced hypertension: interaction of neurohumoral and renal mechanisms. Circ Res. 116 (6), 991-1006 (2015).
  23. Linz, D., Hohl, M., Mahfoud, F., Reil, J. C., Linz, W., Hübschle, T., Juretschke, H. P., Neumann-Häflin, C., Rütten, H., Böhm, M. Cardiac remodeling and myocardial dysfunction in obese spontaneously hypertensive rats. J Transl Med. 10 (10), 187 (2012).
  24. Sasser, T. A., Chapman, S. E., Li, S., Hudson, C., Orton, S. P., Diener, J. M., Gammon, S. T., Correcher, C., Leevy, W. M. Segmentation and measurement of fat volumes in murine obesity models using X-ray computed tomography. J Vis Exp. (62), e3680 (2012).
  25. Kawai, T., Ito, T., Ohwada, K., Mera, Y., Matsushita, M., Tomoike, H. Hereditary postprandial hypertriglyceridemic rabbit exhibits insulin resistance and central obesity: a novel model of metabolic syndrome. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 26 (12), 2752-2757 (2006).
  26. Shiomi, M., Kobayashi, T., Kuniyoshi, N., Yamada, S., Ito, T. Myocardial infarction-prone Watanabe heritable hyperlipidemic rabbits with mesenteric fat accumulation are a novel animal model for metabolic syndrome. Pathobiology. 79 (6), 329-338 (2012).
  27. Hildrum, B., Mykletun, A., Hole, T., Midthjell, K., Dahl, A. A. Age-specific prevalence of the metabolic syndrome defined by the International Diabetes Federation and the National Cholesterol Education Program: The Norwegian HUNT 2 study. BMC Public Health. 7, 220 (2007).

Tags

Медицина выпуск 134 метаболический синдром Животные модели кролик сердечно-сосудистых заболеваний кровяное давление толерантности к глюкозе
Экспериментальная модель диета индуцированной метаболического синдрома в кролика: методологические соображения, развития и оценки
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Arias-Mutis, Ó. J., Genovés,… More

Arias-Mutis, Ó. J., Genovés, P., Calvo, C. J., Díaz, A., Parra, G., Such-Miquel, L., Such, L., Alberola, A., Chorro, F. J., Zarzoso, M. An Experimental Model of Diet-Induced Metabolic Syndrome in Rabbit: Methodological Considerations, Development, and Assessment. J. Vis. Exp. (134), e57117, doi:10.3791/57117 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter