EREDETI CIKK

anyajuhokban

Inzulinérzékenység prepubertális anyajuhokban normál táplálkozással és táplálékkorlátozással #

Inzulinérzékenység normál és korlátozott táplálékkal rendelkező prepubertális növekvő anyajuhokban

S E Recabarren 1 *, A Lobos, P Muñoz 1, M Calvillán 1, J Parilo 1

1 Állatfiziológiai és endokrinológiai laboratórium, Állatorvostudományi Kar, Universidad de Concepción, Chillán, Chile.

Kulcsszavak: inzulinrezisztencia érzékenység juh.

Kulcsszavak: inzulinrezisztencia, inzulinérzékenység, endovenous glükóz tolerancia teszt, anyajuh, pubertás.

BEVEZETÉS

Minden élő szervezetnek szüksége van energiára a létfontosságú funkciókhoz. A napi energiafogyasztás fontos részét az anyagcsere és a hőtermelés foglalja el. Alapvető körülmények között, amikor nincsenek külön igények (növekedés, terhesség vagy szoptatás), az energiamérleg megfelel az input és a kiadás egyensúlyának. Ha a hozzájárulást a minimális napi ráfordításhoz képest csökkentik, a keletkező egyensúlyhiány arra kényszeríti az állatot, hogy energiát nyerjen a zsírok és fehérjék alkotta tároló forrásokból. Tekintettel arra, hogy a legtöbb energiát igénylő létfontosságú funkciók között a reprodukció az egyik legfontosabbnak tűnik, az energia-egyensúlyhiány azonnal hatással van rá. Ez a kapcsolat különösen fontos a pubertás előtti fejlődés során, a gonád tengelyén már megmutatkozó hatások: csökkent GnRH/LH szekréció és késleltetett pubertás.

Az elhúzódó böjt rendkívüli helyzet, amelynek metabolikus viselkedésére vonatkozó kísérleti információkat nem lehet extrapolálni olyan alacsony élelmiszer-fogyasztási időszakokra, amelyekkel a növekvő nőstény képes megbirkózni, és amely befolyásolja a szaporodási tengelyt.

Ezért a jelen munka célja az volt, hogy meghatározzuk az élelmiszer-korlátozás perifériás inzulinérzékenységre gyakorolt ​​hatását az intravénás glükóztolerancia teszttel (TTGEV) számszerűsítve a prepubertális anyajuhokban hat hét étkezési korlátozás után.

ANYAG ÉS MÓDSZEREK

Az állatok általános kezelése. 10, a Concepcióni Egyetem Agronómiai Karának Juhtermelő Egységéből származó, augusztusban született Suffolk Down prepubertális anyajuhot használtak fel. A nőstényeket 3 hónapos korukban választották el, és pelletált takarmánnyal kiegészített természetes gyepterületekkel etették őket (Novillina, Champion). 20 hetes korukban az anyajuhokat véletlenszerűen két csoportba osztották: az egyik kontroll, a másik pedig kísérleti. A kontrollcsoport anyajuhait (n = 5, 23,6 ± 1,1 kg élősúly) etettük ad libitum, Míg a kísérleti anyajuhok (n = 5, 23,2 ± 0,5 kg élősúly) az élelmiszer-bevitel korlátozott volt, napi takarmánymennyiségű pelletált takarmányt adtak nekik, ami a testtömeg körülbelül 2% -ának felel meg. Ezt az eljárást 6 hétig, 26 hetes koráig tartották.

Negyvennyolc órával a TTGEV megkezdése előtt a juhokat a kísérleti helyiségbe vitték a jugularis véna katéterezésére a Recabarren és munkatársai (1995) által leírt módszer szerint. A háromutas szelephez kapcsolt katétert (Arrow, 18 g) glükóz infúzióhoz és vérminták gyűjtéséhez használták. A katétereket heparinizált szérummal (500 NE/ml) tartottuk az alvadékképződés elkerülése érdekében. Az előző nap szokásos vérmintákat vettek a stressz kockázatának csökkentése érdekében. A felesleges ételt a vizsgálat előtti nap 20 órájában eltávolítottuk, hogy a kísérletek előtt 12 órás böjtöt biztosítsunk.

Endovenous glükóz tolerancia teszt. Az intravénás glükóztolerancia teszt egy steril 50% -os glükózoldat infúziójából állt, 300 mg/testtömeg-kg dózisban 2 perc alatt. Vérmintákat vettünk az infúzió előtt 15 és 10 perccel, valamint az infúzió megkezdése után 0, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 20, 23, 25, 27 és 30 perccel az inzulin és a vércukorszint mérésére . A 0. előtt és a 0. időpontban kapott mintákat használtuk a bazális plazma glükóz és inzulin koncentrációk kiszámításához. A vérmintákat heparinizált üvegcsövekbe vettük az inzulin mérésére, valamint heparinizált és fluorozott üvegcsövekbe a glükóz mérésére jégen tárolva. Ezt követően a csöveket 1000 g-on 15 percig 4 ° C-on centrifugáltuk, és a plazmát -20 ° C-on fagyasztva tartottuk az inzulin és a plazma glükóz meghatározásáig.

A glükóz és az inzulin mérése. A plazma inzulin koncentrációit RIA-val határoztuk meg a juhok laboratóriumában validált kereskedelmi készletekkel (Insulin Cout-a-Count, DPC, USA). A radioaktivitást LKB RIA GAMMA 1271 gamma spektrométeren (Wallac Oy, Finnország) határoztuk meg. A minimális kimutathatósági szint, amelyet a kontrollpuffer 90% -aként határoztak meg, 3 µIU/ml volt, az intra-assay és az assay közötti variációs koefficiens 5, illetve 8% volt az 5-300 µIU tartományban.

A glükózt kereskedelmi készletekkel (Wiener Lab, Chile) mértük glükóz-oxidáz módszerrel, abszorbancia mérésével 505 nm-en Spectronic 21D spektrofotométerrel (Milton Roy, USA). Az intra- és inter-assay együttható kevesebb volt, mint 2, illetve 5%.

Az inzulinérzékenységi index kiszámítása. Az inzulinérzékenységi index kiszámításához a Matsuda és De Fronzo (1999) által leírt képletet használtuk, ahol:

ISI-Composite = 10000/((átlagos bazális glükóz-koncentráció x átlagos bazális inzulin-koncentráció) x (átlagos glükóz-koncentráció 0-30 perc x átlagos inzulin-koncentráció 0-30 perc).

Ezenkívül az inzulin-válasz görbe alatti területet (AUC, ng/ml/30 perc) meghatároztuk az alap inzulin koncentráció görbéje alatti terület és a TTGEV során stimulált inzulin görbe alatti terület különbségeként trapéz képlettel és a glükóz rendelkezésre állási arányát (kg,%/perc) a glükóz beadásának utáni 10 és 20 perc közötti csökkenés meredekségével.

Statisztikai elemzés. Az alap glükóz- és inzulinadatokat, az inzulinérzékenységet (ISI-Composite), a görbe alatti területet és a glükóz-felhasználási állandót először a variancia homogenitására elemeztük, Barttlet-teszttel, majd a "t" teszttel nem párosítva a GBStat v.6 számítógépes program. P-nek számított

Az 1. táblázat az átlagos testtömegeket, a plazma glükózt és az alap plazma inzulint mutatja minden csoport esetében 26 hetes korban (a kísérleti csoportban hat hetes táplálékkorlátozás után). A kontrollcsoportban az anyajuhok súlya nagyobb volt, mint a kísérleti anyajuhoké (P

Átlagos (± standard hiba) testsúly, plazma glükóz és plazma inzulin koncentráció a prepubertalis 26 hetes anyajuhokban. A kontrollcsoportot etettük ad libitum és a kísérleti csoport számára a testtömeg 2% -ának megfelelő ételt kínáltak 6 hétig, 20 hetes kortól kezdődően.

Az 1. ábra mutatja a plazma átlagos glükóz- és inzulinkoncentrációit a TTGEV során mindkét csoportban. A glükózkoncentráció növekedése a glükózinfúzió 3 percnél csúcsosodása következménye. Ezt követően a plazma glükóz 30 percig csökkent, hasonló lejtéssel mindkét csoportban: 1,56 ± 0,47, illetve 1,98 ± 0,27%/perc. A korlátozott csoport nagyobb inzulin szekréciót mutatott a glükóz hatására, mint a kontroll csoport. Ez a fajta viselkedés azt állapította meg, hogy a kísérleti anyajuhok ISI-C értéke 636,43 ± 125,66 volt hat hetes táplálékkorlátozás után, míg a kontroll anyajuhokban 1528,18 ± 297,61 volt (a glükózra adott P válasz felismerhető a válaszgörbe alatti területként A kísérleti anyajuhok AUC-értéke 642,16 ± 140,04 és magasabb volt (P

1.ábra. A plazma glükózkoncentrációk (g/l) átlaga (± standard hiba) a kontroll anyajuhokban ("-") és a táplálékkal korlátozott anyajuhokban (! -!) 26 hetes korban (felső panel) az intravénás glükóztolerancia teszt során.

A plazma inzulin-koncentrációk átlaga (± standard hiba) (µU/ml) a kontroll anyajuhokban ("-") és a takarmánykorlátozott anyajuhokban (! -!) 26 hetes korban az intravénás glükóztolerancia teszt során.

Átlagos (± standard hiba) plazma glükózkoncentráció (g/l) a kontrollban ("-") és az élelemmel korlátozott 26 hetes juh bárányoknál (! -!) Az intravénás glükóztolerancia teszt során (felső ábra).

Az átlagos (± standard hiba) plazma inzulin koncentráció (µU/ml) a kontrollban ("-") és az élelemmel korlátozott 26 hetes bárányoknál (! -!) Az intravénás glükóztolerancia teszt során (alsó grafikon).

Átlagos (± standard hiba) inzulinérzékenységi index (ISI-Composite) a kontroll és a táplálékkal korlátozott anyajuhoknál.

Az inzulin görbéje alatti átlagos (± standard hiba) inkrementális terület (AUC, ng/ml/30 perc) a kontroll és az élelemben korlátozott anyajuhoknál. Az inkrementális AUC értéket az inzulin stimulált és bazális AUC közötti különbségeként számoltuk ki.

A prepubertális anyajuhok táplálékkorlátozása hat hétig alacsonyabb inzulinérzékenységhez vezet, mint az azonos korú kontroll anyajuhoké, ami az inzulinrezisztencia kialakulására utal. Ez összefügg a táplálékkal korlátozott anyajuhok bazális plazma inzulin koncentrációjának növekedésével, mint a kontroll anyajuhoknál, ami azt jelzi, hogy az inzulinrezisztencia kompenzáló hiperinsulinémiával jár.

Az inzulinrezisztencia jelenlétét a prepubertális anyajuhok koplalása során is megfigyelték (Recabarren et al 2000). Az IR biológiai célja mind az élelemkorlátozás, mind az éhezés során az lenne, hogy elősegítse a glükóz hozzáférhetőségét az inzulinfüggetlen szövetek, különösen az agy számára. Hasonló helyzet áll fenn terhesség alatt, amikor az anyai inzulinfüggő szövetek, mint például a vázizom és a zsírszövet, versenyben vannak a magzattal (Petterson és mtsai 1993), vagy laktáció alatt a mirigy emlőjének javára (Vernon et al 1990 ).

Az inzulinreceptorok jelenlétét különféle fajok hipotalamuszában bizonyították (Van Houten et al 1980, Havrankova et al 1981, Landau et al 1983, Schuleter et al 1984, Hopkins and Williams, 1997), és különösen a közeli idegsejtekben. a GnRH neuronokhoz (Van Houten és mtsai 1980). Ezeket a megfigyeléseket kiegészítve az inzulin receptorok jelenlétét kimutatták a tenyésztett GnRH neuronokban. in vitro (Olson és mtsai 1995). Az inzulin beadása közvetlenül a cukorbeteg bárányok cerebrospinalis folyadékába helyreállította az LH pulzálódó szekrécióját, ami a GnRH szekréciójának központi hatására utal (Tanaka és mtsai 2000), bár nem zárható ki, hogy az inzulin hatása közvetett módon a GnRH szekrécióval kapcsolatos egyéb idegsejtek aktivitásának módosulása (Sahu et al 1995, Porte Jr et al 2002, Kyriaki 2003). Megerősítve a fentieket, alacsonyabb LH-szekréciót mutattak hím és nőstény knockout egereknél a hipotalamusz inzulinreceptoraihoz, és alacsonyabb a spermiumszám, mint amit a vad típusú egerek mutatnak be (Brünning et al 2000), ami fontos közvetlen az inzulin szerepe a hipotalamusz szintjén a GnRH szekréciójának szabályozásában.

Összefoglalva, az intravénás glükóztolerancia-teszt egy olyan módszer, amely lehetővé teszi az inzulinérzékenység tisztázását a kísérleti állatokban, és felismeri, hogy a prepubertális anyajuhoknál az élelmiszer-korlátozáshoz inzulinrezisztencia társul, mint homeosztatikus mechanizmus az inzulin felhasználásának lehetővé tételéhez. nem inzulinfüggő szövetek.

KÖSZÖNÖM

Az állatorvos hallgatóknak: Francisca Arrate és Juan Pablo Muñoz a kísérletekhez nyújtott segítségükért. Dr. Mario Briones-nek statisztikai tanácsaiért.

HIVATKOZÁSOK

Boden G. 1996. Zsírsavak és inzulinrezisztencia. Cukorbetegség ellátása 19, 394-395. [Linkek]

Boden G. 2003. A szabad zsírsavak (FFA) hatása a glükóz metabolizmusára: Jelentőség az inzulinrezisztencia és a 2-es típusú cukorbetegség szempontjából. Exp Clin Endocrinol Diabetes 111, 121-125. [Linkek]

Brünning JC, D Gautam, DJ Burks, J Gillette, M Schubert, PC Orban, R Klein, W Krone, D Muller-Wieland, CR Khan. 2000. Az agy inzulinreceptorának szerepe a testtömeg és a szaporodás szabályozásában. Tudomány 289, 2122-2125. [Linkek]

Foster DL, S Nagatani. 1999. A leptin, mint a szaporodás szabályozójának élettani perspektívái. Szerep a pubertás időzítésében. Biol Reprod 60, 205-215. [Linkek]

Hauner H, T Petruschke, M Russ, K Rohrig, J Eckel. 1995. A tumor nekrózis faktor alfa (TNF alfa) hatása az újonnan differenciálódott emberi zsírsejtek glükóz transzportjára és lipid metabolizmusára a sejttenyészetben. Diabetológia 38, 764-771. [Linkek]

Havrankova J, M Brownstein, J Roth. 1981. Inzulin és inzulinreceptorok a rágcsálók agyában. Diabetológia 20 Suppl, 268-273. [Linkek]

Hopkins DF, G Williams. 1997. Az inzulinreceptorok széles körben eloszlanak az emberi agyban, és azonos affinitással kötik meg az emberi és a sertés inzulint. Diabet Med 14, 1044-1050. [Linkek]

Hotamisligil GS, A Budavari, DL Murray, BM Spiegelman. 1994. A ninsulin receptor csökkent tirozin kináz aktivitása elhízás-cukorbetegség esetén: a tumor nekrózis faktor-a központi szerepe. J Clin Invest 94, 1543-1549. [Linkek]

Kahn CR 1997. Inzulinreceptorok és inzulinjelzés normál és betegség állapotban. Ban ben: A Diabetes Mellitus nemzetközi tankönyve. Ed. K.G.M.M. Alberti, P. Zimmet, RA DeFronzo, H. Keen. Második kiadás, 437–467. Oldal, John Wiley és Sons Ltd. [Linkek]

Kyriaki G 2003. Agyi inzulin: szabályozás, hatásmechanizmusok és funkciók. Cell Mol Neurobiol 23., 1-25. [Linkek]

Kern PA, M Saghizadeh, JM Ong, RJ Bosch, R Deem, RB Simsolo. 1995. A tumor nekrózis faktorának expressziója az emberi zsírszövetben. Az elhízás, a fogyás és a lipoprotein lipázhoz való viszony szabályozása. J Clin Invest 95, 2111-2119. [Linkek]

Landau BR, Y Takaoka, MA Abrams, SM Genuth, M Van Houten, BI Posner, RJ White, S Ohgaku, A Horvat, E Hemmelgarn. 1983. Az inzulin kötése majom és disznó hipotalamusz által. Cukorbetegség 32, 284-291. [Linkek]

Lebovitz HE 2001. Inzulinrezisztencia: definíció és következmények. Exp Clin Endocrinol Diabetes 2. kiegészítés, S135-S148. [Linkek]

Matsuda M, RA DeFronzo. 1999. Az orális glükóztolerancia-vizsgálatokkal nyert inzulinérzékenységi indexek: összehasonlítás az euglicémiás inzulinbilincsel. Cukorbetegség ellátása 22, 1462-1470. [Linkek]

Memon RA, KR Feingold, AH Moser, J Fuller, C Grunfeld. 1998. A zsírsav transzportfehérje és a zsírsav transzlokáz mRNS szintjének szabályozása endotoxin és citokinek segítségével. Am J Physiol 274, E210-E217. [Linkek]

Miller DW, D Blache, R Boukhliq, JD Curlewis, GB Martin. 1998. Központi metabolikus hírvivők és a táplálkozás hatása a juhok gonadotropin-szekréciójára. J Reprod Fert 112: 347-356. [Linkek]

Olson BR, DC Scott, WC Wetsel, SJ Elliot, M Tomic, S Stojilkovic, LK Nieman, S Wray. 1995. Az inzulinszerű I. és II. Növekedési faktorok és az inzulin hatása az immortalizált hipotalamusz GTI-7 sejtvonalra. Neuroendokrinológia 62, 155-165. [Linkek]

Petterson JA, FR Dunshea, RA Ehrhardt, AW Bell. 1993. A terhesség és az alultápláltság megváltoztatja a juh glükóz metabolikus válaszait az inzulinra. J Nutr 123, 1286-1295. [Linkek]

Porte D Jr, DG Baskin, MW Schwartz. 2002. Leptin és inzulinhatás a központi idegrendszerben. Nutr Rev 60, 20-29. [Linkek]

Ravussin, E 2002. Az adiponektin fokozza az aktino inzulint az ektopiás zsírlerakódás csökkentésével. Farmakogenomika J 2, 4-7. [Linkek]

Recabarren SE, A Urrucelqui, M Robbiano, A Lobos, P Orellana, J Parilo. 1995. Az L-arginin és az L-ornitin intravénás infúziójának hatása a növekedési hormon szekréciójára prepubertális juhokban. Arch Med Vet 27, 99-104. [Linkek]

Recabarren SE 1999. Táplálkozási stressz és hipotalamusz neuroendokrin szabályozás. Agro-Science 15, 215-220. [Linkek]

Recabarren SE, A Lobos, C Schneider, R Núñez, J Cox, J Parilo. 2000. Szöveti inzulinérzékenység a prepubertális anyajuhok böjtje előtt, alatt és után. Arch Med Vet 32, 139-146. [Linkek]

Recabarren SE, A Lobos, V Torres, R Oyarzo, T Sir-Petermann. 2004. A leptin és a luteinizáló hormon szekréciós mintázata táplálékkal korlátozott fiatal nőstény juhokban. Biol Res 37, 371-384. [Linkek]

Sahu, A, MG Dube, CP Phelps, CA Sninsky, PS Kalra, SP Kalra. 1995. Az inzulin és az inzulinszerű növekedési faktor II elnyomja a neuropeptid Y felszabadulását a paraventricularis mag idegtermináljairól: az energia homeosztázisának feltételezett hipotalamikus helye. Endokrinológia 136, 5718-5724. [Linkek]

Schluter KJ, Andre J, F Enzmann, L Kerp. 1984. Az inzulinreceptor kötése a sertésagyban: a sertés és az emberi inzulin különböző affinitása Horm Metab Res 16, 411-414. [Linkek]

Schwartz MW, DP Figlewicz, DG Baskin, SC Woods, D Porte Jr. 1992. Inzulin az agyban: Az energiaegyensúly hormonális szabályozója. Endocr Rev 13, 387-414. [Linkek]

Steiner RA, JL Cameron, TH McNeill, DF Clifton, WJ Bremmer. 1983. Metabolikus jelek a pubertás kezdetéhez. Ban ben: A szaporodás neuroendokrin aspektusai. Szerk .: RL Norman, 183–228., Academic Press NY. [Linkek]

Tanaka T, S Nagatani, DC Bucholtz, S Ohkura, H Tsukamura, K-I Maeda, DL Foster. 2000. Az inzulin központi hatása szabályozza a pulzáló luteinizáló hormon szekrécióját a diabéteszes juh modellben. Biol Reprod 62, 1256-1261. [Linkek]

Van Houten M, BI Posner, BM Kopriwa, JR Brawer. 1980. Az inzulinkötő helyek az idegterminálokhoz lokalizálódnak a patkány medián eminenciájában és az íves magban. Tudomány 207, 1081-1083. [Linkek]

Vernon RG, A Faulkner, WW Hay Jr, DT Calvert, DJ Flint. 1990. Hátsó végtagi szövetek inzulinrezisztenciája in vivo szoptató juhoknál. Biochem J. 270, 783-786. [Linkek]

# A DIUC projekt finanszírozása 201.153.012.1

A magazin teljes tartalma, kivéve, ha azonosítják, a Creative Commons Licenc alatt van