En modell av kronisk næringsstoff Infusion i Rat

Summary

En protokoll for kroniske infusjoner av glukose og Intralipid i rotter er beskrevet. Denne modellen kan brukes til å studere virkningen av næringsstoff overskudd på organfunksjon og fysiologiske parametere.

Abstract

Kronisk eksponering for høye nivåer av næringsstoffer er postulert til å påvirke funksjonen av flere organer og vev, og for å bidra til utvikling av de mange komplikasjoner forbundet med fedme og metabolsk syndrom, inkludert type 2-diabetes. For å studere de mekanismer som høye nivåer av glukose og fettsyrer påvirker pankreatisk p-celle-og utskillelsen av insulin, er det etablert en kronisk næringsstoff infusjon modell i rotte. Prosedyren består av kateteriserer den høyre halsvene og venstre karotidarterie under generell anestesi, slik at en 7-dagers rekonvalesens periode; forbinder kateter til pumpene ved hjelp av en svivel og motvekt-system som gjør det mulig for dyret å bevege seg fritt i buret, og infusjonen glukose og / eller Intralipid (en soyaolje-emulsjon som genererer en blanding av ca 80% unsaturated/20% mettede fettsyrer når det infuseres med heparin) i 72 timer. Denne modellen har flere BELIGGEger, inkludert muligheten til fint modulere mål nivåer av sirkulerende glukose og fettsyrer, mens muligheten til å co-sette mot farmakologiske forbindelser, og det forholdsvis korte tidsrom i motsetning til kosten modeller. Den kan brukes for å undersøke mekanismer for næringsstoff-indusert dysfunksjon i et mangfold av organer og for å teste effektiviteten av medikamenter i denne sammenheng.

Introduction

Kronisk forhøyet nivå av glukose og lipider i sirkulasjon har blitt foreslått å bidra til patogenesen av type 2 diabetes ved å endre funksjonen av flere organer implisert i opprettholdelsen av glukosehomeostase inkludert, men ikke begrenset til, pankreatisk p-celle (gjennomgått i ^1). De glucotoxicity hypotesen tar for gitt at kronisk hyperglykemi forverrer beta-celle defekt som ga opphav til hyperglykemi i første omgang, og dermed skape en ond sirkel og bidrar til forringelse av glukose kontroll hos type 2 diabetes pasienter. Likeledes foreslår glucolipotoxicity hypotesen om at samtidig økning av glukose og lipid nivåer, som ofte observert i type 2 diabetes, er skadelig for beta celle.

Forklaring på de cellulære og molekylære mekanismer av de skadelige effektene av kronisk forhøyet næringsstoffer på bukspyttkjertelen beta-celle funksjon er nøkkelen til understanding av patogenesen av type 2-diabetes ^en. For å nå dette målet, har et stort antall studier undersøkte mekanismene for kronisk næringsstoff overflødig ex vivo i isolerte øyer Langerhans eller in vitro i klonal, insulin-sekresjon cellelinjer. Imidlertid er oversettelse av resultatene fra disse modellsystemer til hele organismen komplisert, særlig fordi konsentrasjonen av fettsyrer som brukes i dyrkede celler eller holmer sjelden passe sirkulerende nivåer i nærhet av beta-cellene in vivo ^2.. På den annen side, har mekanismene for betacellesvikt i respons til næringsstoff overskytende blitt undersøkt i gnagermodeller av diabetes, som eksemplifisert ved den Diabetic Fatty Zucker rotte ^3,4, ørkenrotte Psammomys obesus ⁵ og den høy-fett diett- matet mus ^seks. Disse modellene, er imidlertid karakterisert ved iboende metabolismeforstyrrelser og er ikke lett mottagelig for manipulasjoner av blodglukoseog / eller lipidnivåer i en mer kontrollert og mindre kronisk innstilling. For å kunne endre sirkulerende nivåer av næringsstoffer i en tidsramme dager i ellers normale dyr, har vi utviklet en kronisk infusjon modell i normale rotter som gjør oss i stand til å undersøke effekten av lipider og glukose, alene eller i kombinasjon, på fysiologiske parametre og funksjon ^7,8.

Protocol

Oversikt: Prosedyren består av kateteriserer høyre halsvene og venstre karotidarterie under generell anestesi, slik at en 7-dagers rekonvalesens periode; forbinder kateter til pumpene ved hjelp av en svivel og motvekt-system som gjør det mulig for dyret å bevege seg fritt i huset; og infusjon av glukose og / eller Intralipid (en soyaolje-emulsjon som genererer en blanding av ca 80% unsaturated/20% mettede fettsyrer Ved infusjon med heparin 9) i 72 timer. En. Can…

Representative Results

Ut av en serie på 42 rotter som gjennomgikk kirurgi, ble fem rotter tapt under den postoperative perioden og en rotte ble tapt under infusjonen, som representerer en samlet suksessrate på 86%. Den gjennomsnittlige kroppsvekt av 37 rotter som ble tilført til slutt var 608 ± 5 g før kirurgi, og 588 ± 6 g ved start av infusjonen (middelverdi ± SE, n = 37, p <0,0001 av paret t-test). Følgende representative resultater ble oppnådd i to infusjon grupper:. Saltvann (SAL), og glukose + Intralipid (GLU + IL) …

Discussion

Selv om en rekke tidligere studier har ansatt kroniske infusjoner av glukose (f.eks ^10-15) eller lipider (f.eks ^16,17) hos gnagere, til vår kunnskap kombinert tilførsel av både brensel har bare blitt rapportert hos mus ^{18 år.} Den kroniske infusjon modellen som er presentert her gir flere fordeler for å studere effektene på næringsstoff overflødig på en rekke biologiske funksjoner hos rotter. Først, det innebærer ingen genetisk overvektige gnagere, og siden va…

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