multivitamin-tartalmú

  • elemeket
  • absztrakt
  • Háttér:
  • a cél:
  • mód:
  • az eredmények:
  • következtetés:
  • bevezetés
  • Anyagok és metódusok
  • Állatok és étrend
  • Ételbevitel, súlygyarapodás és orális glükóz tolerancia teszt
  • Szövetgyűjtemény
  • Hipotalamusz gén expresszió
  • Folátkoncentráció-elemzés
  • A DNS-metiláció hipotalamusi globális elemzése
  • Statisztikai elemzések
  • az eredmény
  • Ételbevitel, súlygyarapodás és reakció a glükózra
  • Hipotalamusz gén expresszió
  • Folsav státus
  • A metiláció globális állapota
  • vita

elemeket

  • Gén expresszió
  • hipotalamusz
  • Táplálék-kiegészítők
  • Elhízottság

absztrakt

Háttér:

A nagymértékben multivitaminnal (10-szeres AIN-93G, HV) táplált Wistar patkányok a terhesség alatt növelik a metabolikus szindróma jellemzőit az utódokban, amikor elválasztják őket az ajánlott vitamin (RV) étrendtől.

Annak megállapítása, hogy az utódok HV terhességi táplálkozásának az obesogén fenotípusokra gyakorolt ​​hatása a táplálkozási viselkedés megváltozott hipotalamusz-szabályozásának köszönhető-e, és hogy megnövekedett táplálékbevitelük megakadályozható-e HV vagy magas foláttartalmú (10-szeres folát-, HFol) diétákkal.

mód:

Az RV, HV vagy HFol diétától elválasztott terhesség alatti HV-diétával táplált hímek utódait összehasonlítottuk a RV-anyáktól született és 29 hétig elválasztott RV-diétával. A 72 órás táplálékfelvételt hetente kétszer, a testtömeget pedig hetente mérték. A glükózdózisra adott glükózválaszt 18 héttel az elválasztás után mértük. A táplálkozással kapcsolatos neuropeptidek, köztük az Y neuropeptid, a proopiomelanokortin (POMC), az inzulin receptor, a leptin receptor, az agyi eredetű neurotróf faktor (BDNF), a dopamin receptorok (DopaR1/2/5 és a szerotonin (2A)) hipotalamusz génexpressziója, mivel a globális DNS-metilációt, valamint az agy és a plazma folátkoncentrációit 29 héttel az elválasztás után mértük.

az eredmények:

A HV vagy HFol kölyökkutya táplálása megnövelte az agyban és a plazmában a folátkoncentrációt, és megakadályozta a táplálékbevitel (5%, P = 0,03), a testtömeg (8%, P = 0 0006) és a glükózterhelésre adott glükózválasz (36%, P) növekedését. = 0, 02) találtak azokban, akik a lakóautó-étrendet táplálták. Az anorexigén POMC (P = 0,004) és a BDNF (P = 0,02) expressziója magasabb volt, a DopaR1 alacsonyabb (P = 0,06) volt a HV táplálékkal etetett kölyökkutyáknál. A HFol kölyökdiéta részben a BDNF-et a kontroll szintre hozta (P = 0,02) és csökkentette a SeroR2A értékét (P = 0,008). Más gének expresszióját ez nem befolyásolta. A globális DNS-metiláció hasonló volt az étrendcsoportok között.

következtetés:

A HV-vel táplált fészkek utódainak obesogén fenotípusát a HV vagy HFol takarmányának táplálása akadályozza meg, valószínűleg az elválasztás utáni táplálékfelvétel szabályozási mechanizmusainak későbbi modulációja miatt.

A terhesség és a korai posztnatális élet során elfogyasztott étrend képezi az utódok fejlődési pályáját. 1, 2 Bár a vitaminok hozzájárulnak a fejlődés minden szakaszához, 3 a multivitamin-fogyasztás terhesség alatti, az utódok fiziológiai fenotípusának meghatározó tényezőként a követelményeket meghaladó (de nem mérgező szinten) hatásaira kevés figyelmet fordítottak. Nemrégiben kimutattuk, hogy a multivitamin (magas multivitamin (HV)) ajánlott tartalmának tízszeresét tartalmazó étrend etetése a Wistar patkányok számára terhesség alatt 4 és 5 nőstény felnőtt férfiaknál fokozott táplálékfelvételt, elhízást és metabolikus szindróma jellemzőit eredményezi. elválasztva az ajánlott vitamin (RV) étrendről. Mivel a hipotalamusz az élelmiszer-bevitel és az étvágykontroll 6 fontos szabályozója, feltételezhető, hogy a magas alkoholtartalmú étrend megváltoztatja az utódokban tápláló neurociták fejlődését, ami obesogén fenotípust eredményez. Az étrendi utak rendezetlen szabályozása befolyásolhatja a növekedést és az anyagcserét, ami viszont a későbbi életben a metabolikus szindróma kialakulásához vezet. 7, 8

Anyagok és metódusok

Állatok és étrend

A tanulmány sematikus rajza a ) tervezés a b ) protokoll a hím utódok számára az elválasztást követő 0–29 héttel. Étrendi rövidítések: RV, AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék mennyiségének tízszerese; HFol, RV + 10-szeres folsavtartalom. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a sor előtt megjelölve. A vonalak mögött megjelölt utódok által fogyasztott étrend.

Teljes méretű kép

Ételbevitel, súlygyarapodás és orális glükóz tolerancia teszt

Az 1b. Ábra a vizsgálati protokollt mutatja. A 72 órás táplálékfelvételt kéthetente, az elválasztást követő 0–29. Héten mértük. A testtömeget a születéskor és az elválasztáskor mértük, és a súlygyarapodást hetente számítottuk 0-29 héttel az elválasztás után. A glükózszondára adott glükózválaszt (0,375 g glükóz/ml, 5 g glükóz/testtömeg-kg) 18 héttel az elválasztás után mértük. A patkányokat egy éjszakán át 10 órán át éheztettük a glükózpróba előtt. Vérmintát vettünk a farokvénából, és a kiinduló glükózt azonnal elemeztük egy kereskedelmi forgalomban lévő glükométerrel (MediSense Precision Xtra, Abbott Laboratories, Abbott Park, IL, USA). A glükóz beadását követően 15 és 60 perccel később meghatároztuk a vércukor-koncentrációt, és kiszámoltuk a görbe alatti inkrementális területet.

Szövetgyűjtemény

Egész patkányok agyát leválasztás után 29 héttel az elválasztás után gyorsan eltávolították, és azonnal szárazjégre fagyasztották, majd -80 ° C-on tárolták. Az agyakat jégen felolvasztották, és a hipotalamusz jobb és bal oldalát külön elválasztották a fent leírtak szerint. . 14 A hipotalamusz elülső részének meghatározásához optikai chiasmot használtak. Ez a frontbizottságon megy keresztül, amelyet horizontális határként használtak. A hátsó hipotalamusz és az emlős test közötti vonalat farokrésznek tekintették. A boncolt hipotalamusz blokkok a prepopeptikus, a szupraoptikus, a paraventrikuláris, az elülső, a suprachiasmatikus, a dorsomedialis, a ventromedialis, az arch, az emlős, a posterior és az laterális komplex magokat tartalmazzák. A hipotalamusz jobb oldalát használtuk a relatív génexpresszióhoz, a bal oldalt pedig a DNS-metilációs státuszhoz. A fennmaradó agy bal oldalát használtuk a folátkoncentráció mérésére. A hasított vért összegyűjtötték és centrifugálták, és a folát oxidációjának megakadályozása érdekében 0,5% aszkorbinsavat adtak a plazmához.

Hipotalamusz gén expresszió

Mindegyik boncolt hipotalamust szövetruptor homogenizátorral homogenizáltuk (Qiagen Tech., Mississauga, ON, Kanada). A homogenizált mintákból származó RNS-t Trizol reagenssel és kloroformos extrakcióval izoláltuk a gyártó protokollja szerint (Invitrogen, Grand Island, NY, USA), és a Nanodrop 1000 alkalmazásával számszerűsítettük. A cDNS-t nagy áteresztőképességű cDNS archív készlet segítségével szintetizáltuk az ABI-ben (Applied Biosystems, Foster City, Kalifornia, USA) Gene Amp PCR rendszer 2700.

A valós idejű RT-PCR-t egy ABI PRISM 7000 szekvencia detektáló rendszeren hajtottuk végre Taqman-módszerekkel az ABI-től megvásárolt következő gének esetében: Y neuropeptid (kat. Sz. Rn01410146_m1); pro-opiomelanokortin (POMC; kat. sz. Rn00595020_m1); inzulinreceptor (kat. sz. Rn00567070_m1); leptin receptor (kat. sz. Rn01433205_m1); agyi neurotróf faktor (BDNF; kat. sz. Rn02531967_s1); dopamin-receptor 1 (DopaR1; kat. sz. Rn03062203_s1); dopamin-receptor 2 (DopaR2; kat. sz. Rn00561126_m1); dopamin-receptor 5 (DopaR5; kat. sz. Rn00562768_s1); 1A szerotonin receptor (SeroR1A; kat. sz. Rn00561409_s1); 2A szerotonin receptor (SeroR2A; kat. sz. Rn01468302_m1); 2C szerotonin receptor (SeroR2C; kat. sz. Rn00562748_m1). A ciklus körülményei 50 ° C 2 percig, 95 ° C 10 percig, 40 ciklus 95 ° C-on 15 másodpercig és 60 ° C-on 1 percig. A relatív kvantifikációs módszert glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz (kat. Rn99999916_s1) felhasználásával végeztük el endogén kontrollként, amelyet a legkevesebb variáció előszűrésével választottunk ki. Az eredményeket a 2-AATCT 15 módszer alkalmazásával, változásokként fejeztük ki, és az ABI DataAssist 3.0 verziójával elemeztük.

Folátkoncentráció-elemzés

A plazma és az agy folsav koncentrációját mikrobiológiai mikrolemez vizsgálattal határoztuk meg, Lactobacillus casei alkalmazásával. 16, 17

A DNS-metiláció hipotalamusi globális elemzése

A DNS-t a DNeasy Blood and Tissue Kit (Qiagen Tech.) Vázlata szerint izoláltuk. A koncentráció meghatározásához a DNS-minták két spektrofotometriai értékét átlagoltuk, amelyek A 260: 280 aránya 1,8 és 2,0 között volt, és nem tartalmazott RNS és fehérje szennyeződést.

A hipotalamusz genomi DNS globális metilációs állapotát a fent leírt in vitro metil-elfogadási módszerrel határoztuk meg. 18, 19 Ebben a vizsgálatban 3 H-metil-S-adenozil-metionint (New England Nuclear, Boston, MA, USA) vesznek fel mint metildonort, amelyet az Sss1 DNS metiltranszferáz közvetít (New England Biolabs, Pickering, ON, Kanada). Ismeretes, hogy a metilcsoportok befogadóképessége az egész genomban közvetve összefügg a 3H-metil exogén beépülésével. Az összes mintát kétszer elemeztük, és az egész tesztet kétszer végeztük el. A CV-n belüli és az önéletrajz 5% -a.

Statisztikai elemzések

A kezelés súlygyarapodásra és 72 órás táplálékfelvételre gyakorolt ​​hatását a PROC MIXED modelleljárással elemeztük az SAS-ban (9.2-es verzió, SAS Institute Inc., Carey, NC, USA), a terhességi étrend, a kölyökkutyák és az idő volt a fő tényezők. Az egyes időpontokban és a hipotalamusz génexpresszió, a folsavállapot és a glükózválasz átlagát összehasonlítottuk egyirányú varianciaanalízissel PROC GLM alkalmazásával, amelyet Tukey post-hoc tesztje követett. Jelentős különbségeket figyeltünk meg P-ben

Ételbevitel 72 óra hím utód után 0-29 héttel az elválasztás után. Étrendi rövidítések: RV, AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék mennyiségének tízszerese; HFol, RV + 10-szeres folsavtartalom. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a sor előtt megjelölve. A vonalak mögött megjelölt utódok által fogyasztott étrend. Diéta (P = 0,033), idő (P ab Jelentősen eltér a PROC MIXED ismételt mérési modell szerint. Az értékek átlag ± sem, n = 12 - 14 csoportonként.

Teljes méretű kép

Az utódok testsúlya 0-29 héttel az elválasztás után. Étrendi rövidítések: RV, AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék mennyiségének tízszerese; HFol, RV + 10-szeres folsavtartalom. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a sor előtt megjelölve. A vonalak mögött megjelölt utódok által fogyasztott étrend. Súlygyarapodás: diéta (P = 0 0006), idő (P ab Jelentősen eltér a PROC MIXED ismételt mérési modell szerint. Az értékek átlag ± sem, n = 12 - 14 csoportonként.

Teljes méretű kép

Vércukorszint-válasz a glükózterhelésre (5 g glükóz/testtömeg-kg), mint a hím utódok görbe alatti területe (iAUC) 18 héttel az elválasztás után. Étrendi rövidítések: RV, AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék mennyiségének tízszerese; HFol, RV + 10-szeres folsavtartalom. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a sor előtt megjelölve. A vonalak mögött megjelölt utódok által fogyasztott étrend. ab P = 0,02 egyirányú varianciaanalízissel, amelyet Tukey post-hoc tesztje követ. Az értékek átlag ± sem, n = 8-12 csoportonként.

Teljes méretű kép

Hipotalamusz gén expresszió

A HV állati étrendje, de a HFol nem, POMC expressziót eredményezett a HV anyák felnőtt utódainak szintjének kontrollálásához (P = 0,004) (5a. Ábra). A HV étrenddel rendelkező HV kölyökkutyák a BDNF expressziót a kontroll szintjére hozták, de a HFol hasítási étrend csak gyengítette a HV által kiváltott expresszió csökkenését (P = 0,02) (5a. Ábra). Csak a HFol kölyökdiéta csökkentette a SeroR2A expressziót az RV kölykökből leszoktatott HV utódokhoz képest (P = 0,008) (5b. Ábra). A HV kölyök diétán elválasztott HV utódok esetében az RV utódokhoz képest (P = 0,06) az alacsonyabb DopaR1 expresszió tendenciáját figyelték meg (5b. Ábra). Terhesség vagy csecsemő nem volt hatással más gének hipotalamikus expressziójára.

Hipotalamusz gén expresszió ( a ) Y neuropeptid (NPY), proopiomelanokortin (POMC), inzulin receptor (InsR), leptin receptor (LepR) és agyi neurotróf faktor (BNDF), és ( b ) dopamin receptorok (DopaR1/R2)/R5) és szerotonin receptorok (SeroR1A/2A/2C) hím utódokban 29 héttel az elválasztás után. Étrendi rövidítések: RV, AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék mennyiségének tízszerese; HFol, RV + 10-szeres folsavtartalom. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a sor előtt megjelölve. A vonalak mögött megjelölt utódok által fogyasztott étrend. ab Jelentősen eltérő egyirányú varianciaanalízis, amelyet Tukey post-hoc tesztje követ. Az értékek átlag ± sem, n = 4-7 csoportonként.

Teljes méretű kép

Folsav státus

Az agyban (6a. Ábra) és a plazmában (6b. Ábra) a folát szintet nem befolyásolta a gátdiéta, de a kölyökkutya HV vagy HFol növelte.

Vizsgálatunk új megfigyelése az, hogy a hipotalamusz táplálkozási útvonalai elválasztás után reagálnak az ételek vitamintartalmára. A HV kölykök etetése helyreállította a POMC és a BDNF expressziót az érett utódok szintjének szabályozására. Mivel ezen anorexigén neuropeptidek expressziója normalizálódott, feltételezhető, hogy az elválasztást követő étrendben lévő vitaminok tartalma mind az érett, mind a fejlődő patkányokban hozzájárul a hipotalamusz működésének átalakulásához. Ezenkívül az alacsonyabb DopaR1 expresszió tendenciája figyelhető meg a HV étrendből leszokott HV utódokban a kontroll utódokhoz képest. A ventromedialis hipotalamusz magban dopamin felszabadulása szükséges az étkezés megkezdéséhez, és pozitívan kapcsolódik az étkezés számához és időtartamához. 27, 28 A dopamin jelátvitelének valószínű csökkentésével a HV hasadási étrendje némi védelmet nyújthat a HV terhességi étrendje által okozott túlzott táplálékfelvétellel szemben. Noha elsőként mutatjuk be, hogy a felnőtt agy reagál a vitaminokra, eredményeinket a táplálékfelvételt szabályozó gének hipotalamuszának változásáról szóló jelentés igazolja, a hím utódokban a magas zsírtartalmú anyai és az elválasztást követő étrend kölcsönhatása miatt.

Bár a folátról kimutatták, hogy aktív résztvevője a metiltranszfer-reakcióknak, 12 terhességi étrendet a globális metiláció még az elválasztás után sem érintett. Ez azonban nem meglepő, mivel korábbi tanulmányok szerint a gének DNS-metilezése a globális metilációban észlelhető változás hiányában arra utal, hogy az epigenetikai változások helyspecifikusak. 33 Ezenkívül a vizsgálatunkban szereplő RV, HV és HFol diéták nagy mennyiségű kolint tartalmaznak, ami egy másik tényező, amely befolyásolja a DNS metilációját (34, 35), és maga is látens módon észlelheti a folát metilációra gyakorolt ​​hatását. A kolin és más metilcsoportú vitaminok (pl. Folát, B6 és B12 vitamin) metabolizmusa szorosan összefügg. 36

A vizsgálat jelentős gyengesége abból adódik, hogy a génexpressziót nem mérik az érettség különböző szakaszaiban. Ezért nem tudjuk, hogy az érés mely szakaszában történt változás a hipotalamuszban az ételt követően az elválasztás után. A hipotalamusz génjein kívül a jutalomban és a motivációban részt vevő agyi területeken található gének mérése hozzájárulhat az étrendnek a táplálékbevitel szabályozására gyakorolt ​​általános hatásának teljesebb megértéséhez. Az elválasztás után magas zsírtartalmú étrenddel (60% kalória a zsírból) táplált egereknél alacsonyabb az opioid receptor gén expressziója, ami befolyásolja a tegmentális, a nucleus accumbens és a prefrontális kéreg ventrális régiójában lévő jutalomköröket. 37

Összegzésképpen elmondható, hogy a HV-vel táplált fészkek utódainak obezogén fenotípusa a táplálkozási viselkedés megváltozott hipotalamusz-kontrolljának tudható be, de megelőzhető HV vagy HFol csibék etetésével.