Сара И. Мартире

1 Училище по психология, Университет на Нов Южен Уелс, Нов Южен Уелс, Австралия,

Нейтън Холмс

1 Училище по психология, Университет на Нов Южен Уелс, Нов Южен Уелс, Австралия,

Р. Фред Уестбрук

1 Училище по психология, Университет на Нов Южен Уелс, Нов Южен Уелс, Австралия,

Маргарет Дж. Морис

2 Катедра по фармакология, Факултет по медицински науки, Университет на Нов Южен Уелс, Нов Южен Уелс, Австралия,

Замислил и проектирал експериментите: MJM RFW SIM. Извършва експериментите: SIM. Анализирани данни: SIM NH. Написа хартията: SIM MJM RFW NH.

Резюме

Заден план

Плъховете предпочитат богати на енергия храни пред чау и ги ядат излишно. Моделът на хранене, предизвикан от тази диета, е неизвестен. Използвахме последователността на поведенческото насищане, за да класифицираме яденето като хранене или закуска и сравнихме моделите на хранене на плъхове, хранени с богата на енергия диета от кафене или чау.

Методи

Осемседмични мъжки плъхове от Sprague Dawley са били изложени на лабораторна чау или богата на енергия диета в кафенето (плюс чау) в продължение на 16 седмици. След 5, 10 и 15 седмици се регистрира поведение за хранене през нощта в домашни клетки. Храненето, последвано от поддържане, след това почивка или сън, се класифицира като хранене; като има предвид, че храненето, което не е последвано от пълната последователност, е класифицирано като закуска. Броят на храненията и закуските, тяхната продължителност и времето на изчакване между пристъпите на хранене бяха сравнени между двете условия.

Резултати

Хранените в кафенето плъхове ядоха повече протеини, мазнини и въглехидрати, като последователно поглъщаха двойно повече енергия от плъхове, хранени с чау, и бяха значително по-тежки до 4-та седмица. Плъховете, хранени в кафенето, обикновено приемаха няколко закуски между храненията и ядоха по-малко ястия плъхове. Те също така ядоха повече закуски на 5 седмици, бяха по-малко ефективни при компенсиране на закуската чрез намаляване на храненията и броят на закуските в повечето плъхове, хранени в кафенето, беше положително свързан с телесното тегло.

Заключения

Излагането на вкусна диета има дългосрочни ефекти върху режимите на хранене. Плъховете са наднормено тегло, тъй като първоначално са яли по-често и в крайна сметка са яли повече храни с по-висока енергийна плътност. Ранното увеличаване на закуските при млади плъхове, хранени с кафене, може да представлява установяването на хранителни навици, които насърчават наддаването на тегло.

Въведение

Животинският модел на тези условия се състои в осигуряване на непрекъснат достъп до лабораторни плъхове до разнообразна диета, съставена от същите енергийно богати храни, ядени от хората. Плъховете избират тези храни за предпочитане пред лабораторната чау, ядат прекомерни количества спрямо минималния им енергиен разход и подобно на хората в развитите страни получават наднормено тегло. Такива плъхове удвояват калорийния си прием и развиват значително увеличение на мастната маса, плазмените концентрации на лептин и инсулин [9], [10]. Въпреки това, малко се знае за характеристиките на храненето, предизвикано от тази диета и дали някои такива характеристики са свързани с повишеното телесно тегло. Например, плъховете, преминали от стандартна чау към разнообразна диета от богати на енергия храни, биха могли да продължат да ядат подобно количество, както преди, просто увеличавайки телесното си тегло в резултат на по-високите калории в тези храни в сравнение с чау. Алтернативно, такива плъхове биха могли да ядат по-големи ястия, като същевременно поддържат броя на храненията (вж. Rogers & Blundell, [11]) или да ядат същите по размер ястия, но по-често. И накрая, плъховете, преминали от чау към съвременната диета, биха могли, подобно на хората, да закусват енергийно богатите храни, в допълнение към яденето им като част от хранене.

Плъховете обикновено показват стереотипна последователност от поведения, следвайки ядене. Този модел, наречен последователност след засищане или поведенческа ситост, се състои в спиране на храненето, последвано от подстригване, почивка или сън [12], [13]. Този преход от хранене чрез подстригване към почивка или сън е свързан с естествено насищане, например, той се предизвиква от калорично натоварване на червата и фактори за предварително усвояване на ситостта, предизвикани от това натоварване [като холецистокинин (CCK)] [14 ]. Ние разсъждавахме, че наличието или отсъствието на тази последователност може да се използва, за да се направи разлика между пристъпите на хранене, които водят до засищане (хранене), спрямо тези, които не го правят (лека закуска). Проучихме дали плъховете, хранени със съвременната западна диета, се различават от тези, хранени със стандартна чау по отношение на разпределението на захранващите пристъпи, и по-специално по отношение на пристъпите, които са били или не са били последвани от пълната последователност на ситост, т.е. ястия или закуски, съответно. Плъховете в диетичната група бяха снабдени с налични в търговската мрежа храни (пайове с месо, бисквити и т.н.) в допълнение към стандартната чау, а поведението на храненето и на двете групи беше оценено през една нощ след 5, 10 и 15 седмици по съответните им диети.

Методи

Декларация за етика

Експерименталният протокол беше одобрен от Комитета по грижа за животните и етика към Университета на Нов Южен Уелс и беше в съответствие с насоките, предоставени от Австралийския национален съвет за здравни и медицински изследвания.

Субекти

Субектите са били 24 експериментално наивни мъжки плъха Sprague Dawley, получени от Animal Resource Center (Перт, Австралия), на възраст 7–8 седмици и с тегло между 240 и 280 g при пристигане. Те бяха настанени в пластмасови кутии (22 см височина × 65 см дължина × 40 см ширина) с по два плъха във всяка кутия. Плъховете бяха настанени по два на кутия, а не в отделни кутии поради етични изисквания. Кутиите бяха разположени в климатизирана стая (22 ° C) при 12-часов (7.00 ч. До 19.00 ч.) Цикъл светлина/тъмнина.

Хранене

статистически анализи

Данните са изразени като средна стойност ± стандартна грешка на средната стойност (SEM). 4-посочен ANOVA [с фактори на група, текущ пристъп (хранене или закуска), предишен пристъп (хранене или закуска) и време (5, 10 и 15 седмици)] беше използван за анализ на средното време на изчакване в последователностите на хранене. Относителната честота на захранващите последователности беше анализирана с помощта на хи-квадрат теста за добро съответствие (GOF). Връзките между броя на закуската и процента на закуска (номер на закуска спрямо общия брой на боевете × 100), както и процентното хранене и крайното телесно тегло, бяха анализирани с помощта на корелационни анализи. Всяка разлика в силата на връзката между двете групи беше оценена с помощта на трансформацията на Fisher r-to-Z. Всички останали данни бяха анализирани с помощта на многократни измервания ANOVA, като се контролира степента на грешка от тип 1 (α) при 0,05. Данните за енергийния прием и хранене използват клетката (всяка от които съдържа по два плъха) като единица за анализ, F критично (1, 10) = 4,9, с всички останали анализи, използващи всеки плъх като единица, F критично (1, 22) = 4.3. Проследяваха се значими взаимодействия, като се използваха post-hoc анализи на прости ефекти. Процентът на грешките при множество сравнения се контролира с помощта на HSD метода на Tukey.

Резултати

Прием на енергия и телесно тегло

плъхове

Средна относителна честота на различни последователности на хранене на 5 (вляво), 10 (в средата) и 15 (вдясно) седмици; панел A), S-S: лека закуска, последвана от лека закуска, S-M: лека закуска, последвана от храна, M-S: храна, последвана от лека закуска, M-M: храна, последвана от храна. Панел Б показва средни (± SEM) интервали между елементи на последователност (напр. Средния интервал между закуска, последвана от закуска) по време на тъмната фаза (19:00 - 7:00) след 5 (вляво), 10 (средата) и 15 (вдясно) седмици диета, в чау (отворени барове) и кафене (затворени барове) хранени плъхове. Данните бяха анализирани чрез теста за пригодност на Chi-квадрат (относителна честота на последователностите) и повторни измервания ANOVA (интервали в рамките на последователностите).

Средно време на изчакване в рамките на една последователност

Средният брой на закуската, нанесен спрямо средния процент закуска (панел A), и крайното телесно тегло, нанесен срещу средния процент закуска (панел B) в чау (отворен кръг) и хранени в кафетерия (затворен квадрат) плъхове при 5 (вляво), 10 (средно ) и 15 (вдясно) седмици диета. Крайните стойности в групата, хранена с кафене (трите най-леки плъхове от тази група) бяха изключени от анализите. Данните бяха анализирани с помощта на корелационен анализ.

Как се свързва крайното телесно тегло със закуската на 5, 10 и 15 седмици?

След това разгледахме как вариациите в компенсацията са свързани с общото наддаване на тегло. Фигура 7В показва връзката между крайното телесно тегло и процентното хапване през 5 (вляво), 10 (в средата) и 15 (вдясно) седмици. В Group Chow изглежда няма връзка между процентното хапване във всеки един момент от времето и крайното телесно тегло. За разлика от това, в групова кафене, проверката на фигурата предполага, че всъщност е имало връзка между процента закуски на 5 седмици и крайното телесно тегло, но не и след това. Това, което е очевидно на фигурата обаче, е клъстерът от три точки с данни, които представляват най-леките плъхове от тази група. Когато тези три плъхове бъдат изключени от анализа (с мотива, че те не са наддали по същия начин като другите плъхове от групата), има ясна линейна връзка между процентното закусване и крайното телесно тегло в тази група. Статистическият анализ показа, че крайното телесно тегло не корелира с процентното хапване по всяко време в Group Chow (най-голямото r 2 = 0,17, p> 0,05). В груповата кафене обаче крайното телесно тегло показва положителна линейна корелация с процент закуски на 5 седмици (r 2 = 0,82, p 2 = 0,35, p> 0,05).

Всички плъхове закусваха. Всички плъхове показаха известна степен на компенсация за тази закуска чрез намаляване на броя на храненията. След 5 седмици Group Chow по-ефективно компенсира закуската, отколкото Group Cafeteria. Двете групи показаха подобна компенсация за увеличена закуска след 10 и 15 седмици. Критично е, че имаше ясна връзка между теглото на тялото и процента закуски след 5 седмици в груповата кафене: Тези плъхове, които закусваха най-много (в процентно изражение), бяха сред най-тежките в тази група, поради което закуските в тази група бяха свързани със значителни качване на тегло.

Дискусия

Диетата в кафенето може да доведе до прекомерно наддаване на тегло, просто защото храните, които съставляват диетата, са по-енергийно плътни. Алтернативно, тази диета може да насърчи по-често хранене, по-големи порции или някаква комбинация от тези фактори. Резултатите бяха ясни. Хранените в кафенето плъхове ядат повече от плъхове, хранени с чау, храните, които ядат, са по-енергийно плътни и следователно те наддават наднормено тегло. Тези груби разлики в изядените количества и енергийния прием бяха придружени от значителни разлики в хранителните режими. Използвахме последователността на поведенческото насищане, за да идентифицираме яденето като хранене и отсъствието на пълната последователност като закуска. Използвайки тази класификация, открихме, че хранените в кафетериите плъхове закусват по-често от плъховете, хранени с чау, през ранните (седмица 5), но не и по-късно (седмици 10 и 15) от диетата. Ранните закуски при хранени в кафетериите плъхове се характеризират с факта, че след като закусват, тези плъхове са много по-склонни да закусват отново и то след изтичане на относително малко време. За разлика от това, плъховете, хранени с кафене, ядат по-малко ястия от плъховете, хранени с чау, през всички точки от времето в проучването.

Цялостната картина, която се получава от тези констатации, е, че ранните закуски могат да бъдат решаващ фактор за увеличаване на теглото при плъхове, хранени в кафене. Ранното наддаване на тегло при тези плъхове може да е било прекомерно, тъй като те не са успели да намалят броя на храненията като компенсация за енергия, получена чрез закуска. Ние разсъждавахме, че плъховете, които не успяват да компенсират енергията, получена чрез закуска, ще имат повече ястия спрямо техния брой закуски и следователно закуската ще представлява по-малък процент от общото им хранително поведение. В това отношение плъховете и в двете групи показаха известна степен на компенсация. Въпреки това, в ранния момент, връзката между броя на закуските и процента закуски е била по-слаба при плъхове, хранени в кафене, в сравнение с плъхове, хранени с чау. Тази намалена способност за компенсиране в ранния момент е свързана с крайните телесни тегла. Тези плъхове, за които закуските съставляват голям процент от хранителното поведение, са сред най-тежките от хранените в кафенето плъхове. Критично е, че не е имало значителни връзки между процентното закусване и крайните телесни тежести в нито един от по-късните часови моменти, което предполага, че именно поведението на ранна закуска определя плъховете по път, който води крайно високи телесни тегла.

Няколко аспекта на настоящите констатации се отразяват при хора, при които затлъстяването е свързано както с увеличени закуски [27], [28], така и с увеличен размер на порциите [29], [30]. И двата фактора са съпътствали развитието на затлъстяване в настоящото проучване по начин, който зависи от опита с диетата: честите закуски, водещи до повече общи пристъпи, са очевидни в началото на диетата и поради заключението, по-големи порции се консумират по-късно през диета. Ранните и чести закуски могат да бъдат особено критични за развитието на затлъстяване. Излишъкът от енергия и следователно наддаването на тегло може да отразява неуспеха да се компенсират калориите, получени чрез закуска при първоначално излагане на богата на енергия диета и консумация на по-големи порции при по-късно излагане на тази диета. Има доказателства, че и двата фактора допринасят за наддаване на тегло и затлъстяване при хората [31], [32], [33], [34], [35].

Ранното увеличаване на закуските и постоянното намаляване на храненията, наблюдавани тук, е характерно за хранителните режими при юноши (преди затлъстяване). Юношите са склонни да хапват през целия ден, да пропускат храненията [36] и да хапват богати на енергия храни, включително бързи храни [37]. Леките закуски при млади хора се увеличават едновременно с нарастването на затлъстяването [38], подкрепяйки връзката между съвременната диета и промените в хранителните режими. По този начин ранната зряла възраст може да представлява чувствителен период, в който се установяват модели на хранене, които насърчават наддаването на тегло.

Настоящият експеримент е първият, който регистрира хранителните модели на плъхове, свободни да консумират богати на енергия храни, ядени от хората, и използва последователността на поведенческото насищане като начин за класифициране на хранителния пристъп като хранене или закуска. Резултатите са значителни в две отношения. Първо, те имат важно значение за диетата. Настоящите лечения за отслабване са незначително ефективни в дългосрочен план. Знанията относно хранителните режими, свързани с прекомерен прием, могат да помогнат при програми за лечение на загуба на тегло, както и при откриване на лица, изложени на риск от затлъстяване. Второ, повишените закуски в началото на диетичния период са свързани с по-голямото телесно тегло при тези, които консумират диетата в кафенето. Това предполага, че ранната и честа консумация на вкусни храни може да попречи на сигналите за ситост и по този начин да предизвика модели на хранене, които насърчават прекомерната консумация през цялата зряла възраст.

Отчет за финансиране

Това проучване е финансирано от безвъзмездна финансова помощ № 568728 на Националния съвет за здравни и медицински изследвания на Австралия за MJM и RFW. Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.