От Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Мелбърн, Виктория, Австралия (L.J.P., P.J.D., S.L.B., K.L., J.A.A., G.A.H.); Училище по медицина (оптометрия), Университет Дикин, Уоърн Пондс, Виктория, Австралия (J.A.A.); и Катедра по фармакология, Университет Монаш, Клейтън, Виктория, Австралия (G.A.H.).

излагането

От Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Мелбърн, Виктория, Австралия (L.J.P., P.J.D., S.L.B., K.L., J.A.A., G.A.H.); Училище по медицина (оптометрия), Университет Дикин, Уоърн Пондс, Виктория, Австралия (J.A.A.); и Катедра по фармакология, Университет Монаш, Клейтън, Виктория, Австралия (G.A.H.).

От Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Мелбърн, Виктория, Австралия (L.J.P., P.J.D., S.L.B., K.L., J.A.A., G.A.H.); Училище по медицина (оптометрия), Университет Дикин, Уоърн Пондс, Виктория, Австралия (J.A.A.); и Катедра по фармакология, Университет Монаш, Клейтън, Виктория, Австралия (G.A.H.).

От Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Мелбърн, Виктория, Австралия (L.J.P., P.J.D., S.L.B., K.L., J.A.A., G.A.H.); Училище по медицина (оптометрия), Университет Дикин, Уоърн Пондс, Виктория, Австралия (J.A.A.); и Катедра по фармакология, Университет Монаш, Клейтън, Виктория, Австралия (G.A.H.).

От Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Мелбърн, Виктория, Австралия (L.J.P., P.J.D., S.L.B., K.L., J.A.A., G.A.H.); Училище по медицина (оптометрия), Университет Дикин, Уоърн Пондс, Виктория, Австралия (J.A.A.); и Катедра по фармакология, Университет Монаш, Клейтън, Виктория, Австралия (G.A.H.).

От Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Мелбърн, Виктория, Австралия (L.J.P., P.J.D., S.L.B., K.L., J.A.A., G.A.H.); Училище по медицина (оптометрия), Университет Дикин, Уоърн Пондс, Виктория, Австралия (J.A.A.); и Катедра по фармакология, Университет Монаш, Клейтън, Виктория, Австралия (G.A.H.).

Преглеждате най-новата версия на тази статия. Предишни версии:

Резюме

Целта на това проучване е да се изследва ефектът на m-HFD по време на развитието върху артериалното налягане и RSNA и централните симпатикови ефекти на лептина и грелина при потомството. Използвахме заешки модел, при който HFD индуцира повишен BP и RSNA. 6–9 Ние предположихме, че потомството, изложено на HFD по време на развитието, ще задържи по-големи депа на мазнини и ще покаже селективен лептиноустойчив фенотип с променени сърдечно-съдови и симпатикови реакции на лептин и грелин.

Материали и методи

Животни

Експериментите бяха предварително одобрени от Комитета по етика на животните на Alfred Medical Education Education Precinct и всички процедури бяха проведени в съответствие с Австралийския кодекс за практика за научна употреба на животните. Четири доказани женски развъдчици (1 предишно котило) и 2 мъжки новозеландски бели зайци са хранени с хранене с нормална мастна диета (NFD) и са настанени индивидуално при условия на контролирана светлина (0600–1800 h) и температура (22 ± 2 ° C). Три седмици преди чифтосването, женските зайци получават свободен достъп до NFD (4,2% мазнини, 2,63 kcal/g; GPR [без месо], Specialty Feeds, Glen Forrest, Австралия) или HFD (13,3% мазнини, 3,34 kcal/g; SF06-011, Specialty Feeds), 9 и зайците са останали на тези диети през цялата бременност и кърмене (вж. фигура 1 за график). Използвани са потомци от 3 бременности с NFD при майката (m-NFD) и 3 m-HFD бременности. Това доведе до общо 8 m-NFD (мъжки = 6, женски = 2) и 9 m-HFD потомци (мъжки = 6, женски = 3). След отбиването на 8 седмици зайците се настаняват индивидуално. Те са били хранени с ограничен NFD и са били претегляни седмично.

Фигура 1. Експериментален график на хирургични процедури, сърдечно-съдови измервания и отговори на приема на храна за лептин при зайци от майки, хранени с нормална диета (m-NFD) или диета с високо съдържание на мазнини (m-HFD). HR показва сърдечната честота; ICV, интрацеребровентрикуларно; MAP, средно артериално налягане; и RSNA, активност на бъбречните симпатикови нерви.

Експериментални процедури и протокол

Колекция от тъкани

Една седмица след измерване на сърдечно-съдовите параметри, 18-седмичните зайци бяха дълбоко обезболени с натриев пентобарбитон (100 mg/kg интравенозно) и транскардиално перфузирани с 1 L фосфатен буфер и 1 L 4% параформалдехид. Черният дроб, бъбреците, сърдечната надбъбречна жлеза, ретроперитонеалната бяла мастна тъкан (заобикаляща бъбрека) и висцералната бяла мастна тъкан (заобикаляща стомаха и червата) бяха разрязани и претеглени за сравнение. Мозъците бяха отстранени от зайци (n = 5 на група) за Fos имунохистохимичен анализ на неврони, активирани чрез окончателно инжектиране на лептин (100 μg ICV). 14,15

Анализ на данни

Стойностите са представени като средна стойност ± SEM и средна разлика ± SE на разликата. Данните бяха анализирани чрез многофакторни повторни мерки ANOVA за основния ефект от диетата, като се използва сумата от остатъчните суми на квадратите между и между животните, както е описано по-горе. 16 Интралитерната променливост също е включена като част от ефекта между животните. За изходни измервания на MAP, HR и RSNA е направен контраст в рамките на животните между 2 експериментални дни, като се използва остатъкът в рамките на животното, изчислен чрез изваждане на сумите на квадратите между животните и лечението (време) от общата сума. За отговори на стрес от лептин, грелин и въздушен струй бяха направени ортогонални контрасти в рамките на животните, при които оценката на дисперсията в рамките на животното беше изчислена чрез комбиниране на остатъка в рамките на животните от двете групи. Ефектът доза-отговор на лептин и грелин се изчислява, като се използва линеен ортогонален контраст за грелин и дозите от 10, 50 и 100 μg лептин за всяка диетична група. Единични променливи, като маса на мастната тъкан, тегло на органи и отговори на приема на храна към лептин, бяха анализирани с помощта на независим студент т тест. A P

маса 1. Тежести на тялото, мазнините и органите след смъртта

Данните са средни ± SEM. Теглото на тялото, органите и мазнините претегля заешките потомци от майки, хранени с нормална диета (m-NFD) или диета с високо съдържание на мазнини (m-HFD). BW показва телесно тегло; LV, лява камера; P, вероятностна стойност за сравнение на потомството на m-NFD срещу m-HFD; и WAT, бяла мастна тъкан.

Фигура 2. Телесно тегло след отбиване на заешко потомство от майки, хранени с нормална мастна диета (m-NFD; отворена, n = 8) или диета с високо съдържание на мазнини (m-HFD; затворена, n = 9). Стойностите са средни ± SEM, показващи вариация между животните. ***P

Ефект на m-HFD върху изходните сърдечно-съдови променливи и RSNA

Сърдечно-съдовите променливи са били повишени при потомство от майки, хранени с HFD, в сравнение с потомци от майки, хранени с NFD на 4-месечна възраст. MAP и HR и двете бяха със 7% по-високи, докато RSNA беше повишена с 24% в групата m-HFD (P

Таблица 2. Базови стойности в потомството

Измерванеm-NFD потомствоm-HFD потомствоP Стойностн89 КАРТА, mm Hg66,2 ± 0,771,6 ± 0,8

Фигура 3. Отговори на стреса с въздушен струй. Наляво, Средно артериално налягане (MAP), сърдечна честота (HR) и активност на бъбречните симпатикови нерви (RSNA, нормализирани единици) на изходно ниво и след стрес на въздушния струй при потомство на зайци от майки, хранени с нормална мастна диета (m-NFD; отворена, n = 5 ) или диета с високо съдържание на мазнини (m-HFD; затворена, n = 8). Нали, Средни промени в MAP, HR и RSNA от базовите нива в отговор на 10 минути стрес на въздушния струй. Стойностите са средни ± SEM или средна разлика ± SE на разликата, показваща вариация между животните. *P

Ефект от прилагането на ICV на лептин върху сърдечно-съдови променливи и RSNA

Прилагането на нарастващи дози лептин ICV увеличава MAP (8% -9% при най-високата доза от 100 μg) и HR (8% до 11%) както при зайци m-NFD, така и m-HFD (P

Фигура 4. Ефект на лептина. Наляво, Средно артериално налягане (MAP), сърдечна честота (HR) и активност на бъбречния симпатиков нерв (RSNA, нормализирани единици) на изходно ниво и след интрацеребровентрикуларно (ICV) приложение на носител (разтвор на Рингер, 50 μL) при зайци от майки, хранени с нормално диета (m-NFD, отворени барове) или диета с високо съдържание на мазнини (m-HFD, затворени барове). *P

Ефект от прилагането на ICV на лептин върху приема на храна

ICV приложението на единична доза лептин (100 μg) намалява 24-часовия прием на храна спрямо ефекта на разтвора на Рингер в по-голяма степен при зайци m-NFD в сравнение с зайци m-HFD (-21,3 ± 4,6 срещу -6,1 ± 3,1 g, съответно; P

Фигура 5. Fos имунохистохимия. Среден брой активирани неврони, установен чрез Fos имунореактивност, предизвикана от интрацеребровентрикуларна (ICV) инфузия на лептин (100 µg) при потомство от майки, хранени с нормална мастна диета (n = 5, отворени решетки) и потомство от майки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини (n = 5, затворени барове) на 4-месечна възраст. *P

Ефект от прилагането на ICV на грелин върху сърдечно-съдови променливи и RSNA

ICV приложението на грелин води до подобни дозозависими спадове на MAP (7% –10% при най-високата доза от 5 nmol) и HR (21% до 24%) при m-NFD и m-HFD зайци (P

Фигура 6. Ефект на грелин. Наляво, Средно артериално налягане (MAP), сърдечна честота (HR) и активност на бъбречния симпатиков нерв (RSNA, нормализирани единици) на изходно ниво и след интрацеребровентрикуларно (ICV) приложение на носител (разтвор на Рингер, 50 μL) при зайци от майки, хранени с нормално диета с мазнини (m-NFD; отворени барове, n = 8) или диета с високо съдържание на мазнини (m-HFD; затворени барове, n = 9). **P

Дискусия

Основните констатации от настоящото проучване са, че MAP, HR и RSNA са били повишени при потомство от майки, хранени с HFD, в сравнение с потомци от майки, хранени с NFD на 4-месечна възраст. Освен това, m-HFD зайците са имали значително повишен RSNA и пресорен отговор на централния лептин и засилени симпатикови отговори на грелин. За разлика от това, потискащият апетита ефект на лептина е намален при потомство m-HFD, което предполага селективен устойчив на лептин фенотип, при което потомството m-HFD е устойчиво на подтискащите апетита ефекти на лептина, но реагира свръх на стимулиращите сърдечно-съдови ефекти на лептин. Наблюдавахме и преувеличен симпатичен отговор на остър стрес на въздушен струй, което предполага, че по-високите нива на BP и RSNA може да се дължат на промени в няколко централни пътища, регулиращи SNS. По-рано демонстрирахме, че HFD, даван на възрастни зайци, предизвиква подобен преувеличен отговор на лептин и че лептиновият антагонист, даден ICV, обръща високия BP и повишената RSNA. 8,9, взети заедно, тези открития предполагат, че специфична промяна в симпатиковия отговор на лептин може да допринесе за повишената RSNA и BP, наблюдавани при m-HFD потомство.

Перспективи

Това проучване подчертава как майчиното хранене може да повлияе неблагоприятно на сърдечно-съдовите рискови фактори през следващото поколение и предоставя основа за разбиране на ефекта от прекомерното хранене по време на пренаталното развитие върху централните пътища, свързани с хипертонията, свързана със затлъстяването. Тези открития предполагат, че специфична промяна в симпатиковия отговор на лептин и повишеното натрупване на висцерална мастна тъкан, наблюдавано при тези потомци, може да допринесе за повишения им BP, RSNA и реакция на остър стрес. Важният въпрос ще бъде да се определят централните места и механизми, водещи до трансгенерационните ефекти на HFD на майката върху прохипертензивните действия на лептина.