文摘
背景。实验动物一般食用谷类食物(cbd)的营养成分是未知的,可能混淆的代谢反应研究干预措施。纯化的饮食如ain - 93 m因此推荐,作为他们的营养成分。然而,很少有研究评估使用适当控制饮食。本研究的目的是比较瑞士白化病老鼠的营养状况对CBD或ain - 93 m 15周。方法。20岁的瑞士白化小鼠6 - 8周,体重21.7克±0.6美联储在CBD或ain - 93 m饮食15周。他们的营养状况评估使用人体测量和血液指标,血清葡萄糖、总蛋白、白蛋白、总胆固醇正常选择适当的饮食控制。结果。CBD的低卡路里含量(2.57千卡/克)和蛋白质(11±3.8克/ 100克)相比,ain - 93 m(3.8千卡/ g和100 g / g,分别)。雄性老鼠CBD的BMI和ain - 93 m饮食明显高于( 和 ,分别)相比,美联储类似饮食的女性。CBD组动物血红蛋白较低(15.1 - -16.9 g / dl)相比ain - 93 m组(18.1 - -20.8 g / dl)。血清白蛋白水平高于男性 和女性 老鼠在ain - 93 m相比美联储CBD。雌性ain - 93 m组高胆固醇 比CBD组。结论。ain - 93的饮食热量值3.85千卡/克(总蛋白14克,脂肪4 g的黄豆油,5 g纤维,和总碳水化合物42克/ 100克)可以安全地用于正常控制饮食的长期研究使用瑞士白化病老鼠。
1。介绍
实验室动物的饮食是一种占主导地位的环境因素与基因相互作用来影响他们的生理、代谢,和行为都在健康和疾病1,2]。这些食物包含宏观和所需微量元素的发展,生殖和代谢3]。饮食的营养成分可以因此改变代谢造成的变化水平的血液标记可能表明患某种疾病的风险(1]。因此重要的是要正确地控制实验室饮食能够得出正确结论的影响特定生物医学干预(4]。
实验室啮齿动物的饮食分为周、纯化、或化学定义的饮食5]。食物也被称为粮食或谷类,未经提炼的,或者nonpurified饮食(4,6]。自1940年代以来他们一直在使用廉价的饮食控制或维护,这是通常被认为足以保持动物的健康(2),但通常没有控制用于证实这种说法。食物能提供足够的营养实验室动物因为他们包含多个原料如玉米、燕麦、大豆、小麦、棉花种子、贝类、玉米麸、盐、葵花籽、骨粉、维生素和矿物质预混料都提供了许多营养物质(1,4,7]。然而,原料的加工程度的差异,不同的条件,他们在哪里收获和存储的位置被认为是导致变化的结果生成的食物喂养的动物(8]。此外,大多数食物都销售作为封闭公式商业饮食,也就是说,这个公式是一个秘密的制造商和他们的批次的养分含量可能不同,可能含有少量的组件(如植物雌激素和砷等环境污染物(1,9,10]。
另一方面,纯化动物的饮食是由精制成分作为一个营养的来源,例如,分离出蛋白质如酪蛋白、玉米淀粉、蔗糖、麦芽糊精、大豆油、提纯维生素和矿物质(11,12]。纯化的饮食很好地定义,并且开放公式有最小批次的变化(2,9]。他们已经被证明能提高动物实验的重现性(13]。因为他们允许修改个人的营养物质,它们可以被用来创建病理状态如缺乏或过剩以及研究nutrient-toxin关系(2,12]。然而,他们的缺点是低可溶性纤维,适口性降低,增加了生产成本(9,13,14]。美国国立卫生研究院(NIH)和美国营养学会(AIN)开发了几个开放源码纯化饮食公式(9,15]。
虽然临床前动物实验帮助我们了解疾病机制以及指导我们选择临床试验的管理计划,他们摧毁再现性较差2,16]。不同营养背景,由于基于谷物的饮食导致未知的营养相互作用被认为有助于穷人再现性常见于营养和代谢研究[2]。有一个丰富的信息表明,纯化等饮食ain - 93 m减少实验室之间变化的结果,可以作为可靠的控制在营养学研究中,并可能产生动物更好的营养状态(17]。然而,很少有研究,验证使用纯化饮食适当控制饮食在动物实验。因此,本研究验证ain - 93 m的使用作为一个控制饮食瑞士白化病老鼠谷类或纯化ain - 93 m饮食15周。
2。材料和方法
2.1。实验设计
在这项研究中,瑞士白化小鼠年龄在6 - 8周,平均体重21.7克±0.6。十老鼠同性被安置在代谢笼测量35×30×15厘米,在室温下保持20 - 25°C和房间相对湿度70 - 80%。织品一英寸的木屑,改变了每周减少气味和病原体的过度增长。所有过程都是按照指导方针从实验室动物保健和使用(18]Mbarara大学制度伦理批准后(没有研究。19/08-20)。这项研究是由乌干达国家科学技术理事会注册(NS159ES)。
实验动物分为2组,即CBD和ain - 93 m。每组有20动物,10个男性和10个女性。动物喂养各自的饮食一段15周。老鼠提供每日新鲜的水和食物,外壳是改变每四天,两周一次的体重测量记录。手动重剩饭食物24小时后被用来估计多少食物是被从每个笼子里的动物。最初,每个笼子里包含10个动物的性行为是提供50克的食物/ 24小时。然而,它是指出,没有剩饭在笼子里吃的食物在CBD。提供的食物是逐步增加到80克/天。这并不占食物洒了,崩溃了,抬手,或者上撒尿。在实验结束时,共7.7公斤的CBD和4.8公斤的ain - 93 m已经提供给动物。
2.2。评估和确定BMI体重
每组动物的重量是两周一次的使用电子天平(Kern PCB、德国),和值记录到最近的0.1 g。动物的长度决定通过测量鼻肛门距离最近的0.1毫米使用卡尺和统治者。为了促进这一点,动物被麻醉如下所述(19]。身体质量指数的计算方法是体重和广场面积比率(g / m2)[19]。
身体表面积是源自DuBois方程(19)如下:
2.3。样本收集和分析
动物麻醉使用16毫克混合物的腹腔内注射氯胺酮和甲苯噻嗪和60毫克1.0毫升的血液收集的下腔静脉(IVC)如前所述20.]。血液被收集到一个乙二胺四乙酸(EDTA)真空采血管血液学分析或普通真空采血管进行生化分析。普通真空采血管中收集血液是储存在室温下1小时,其次是离心3000 rpm (1500×g) 15分钟获得血清。
全血细胞计数(CBC)决定使用一个自动血液分析仪,Coulter CBC-5血液学分析仪(贝克曼库尔特,中国)。血清葡萄糖测定使用待命+血糖测试条和glucometer(美国ACON实验室)。血清总蛋白、血清白蛋白和胆固醇测定使用贝克曼库尔特盟480化学分析仪在制造商的指示提供的工具包(体外有技巧的,德国汉诺威)。
2.4。实验的饮食
CBD,一袋50公斤(批号93486)Nuvita老鼠的球团生产Engaano磨坊主有限,金贾的东非乌干达是采购。ain - 93 m饮食配方使用食品级原料配方的美国营养学院(9]。Vitamin-free酪蛋白是来自阿摩司奶牛场,乌干达从Arma油和大豆石油有限,埃及。碳水化合物是由食品级玉米淀粉Nakash化学品国际古吉拉特邦,印度,印度古吉拉特邦和麦芽糊精Bluecraft农业。蔗糖、羧甲基纤维素(CMC)从珞巴购买化学PVT有限,印度孟买。ain - 93 m维生素和矿物质混合由议员生物医学LLC喷泉美国百汇。
营养成分分析了CBD丸根据协议的官方分析化学家协会(采用AOAC公认的)粗纤维、粗脂肪和粗蛋白含量(21]。碳水化合物被减去计算总和(g / 100克干物质)的粗蛋白、粗脂肪、灰分,纤维从100克22]。热值是蛋白质和碳水化合物的比例之和乘以4倍(千卡/克)和总脂质乘以9倍(千卡/克)22]。
2.5。数据管理和分析
收集的数据为每个实验在excel表,后来转移到传播进入图垫6.0统计软件进行进一步分析。每组的数据被表示为平均数±标准差和受到正常测试使用夏皮罗Wilk测试。比较在美联储2男2女组CBD或者ain - 93 m的饮食进行了分析使用双向方差分析没有复制之后,图基或Dunnets多个比较显著性水平测试集 。
3所示。结果
3.1。近似构成的饮食
谷类食物卡路里含量(2.57千卡/克)相比ain - 93 m饮食(3.8千卡/克)。对饮食热量的主要来源是碳水化合物。干重的两个饮食展示在表1。
3.2。两周一次的体重和体重指数
雄性老鼠有一个整体的平均体重为6.7±2.4 g /实验的持续时间而女性获得5±1.0 g,如图1。有一个两周一次的平均体重增加(图所示2)。体重显著增加男性被记录从星期8到14的美联储CBD,从10到14周的美联储在- 93 m。然而,显著的体重变化被发现从星期12到14雌性ain - 93 m和CBD组( - - - - - -值的补充文件1)。有一个显著的差异在雄性和雌性动物的体重美联储在饮食(F2、8= 19.7, )在15周。雄性美联储在CBD重没有显著比美联储ain - 93 m (CBD 31.14±1.9 g, ain - 93 m 30.74±1.4克; )。同样,没有显著差异在美联储权重的女性饮食在15周(CBD 26.7±1.5, ain - 93 m 26.1±0.8, )。然而,美联储在CBD和雄性ain - 93 m重( 和 ,)分别比女性美联储类似饮食。
有一个统计上的显著差异(F3、12= 15.7, )雄性老鼠的BMI (CBD 3.7±0.1克/厘米2;ain - 93 m 3.4±0.9克/厘米2)和雌性老鼠(CBD 3.5±0.9克/厘米2;ain - 93 m 3.3±0.9克/厘米2)。BMI CBD的雌性老鼠喂食低 比雄性白鼠CBD。同样的,雌性老鼠喂养ain - 93 m BMI较低 比男性在同一饮食的老鼠。然而,没有统计上的显著差异在动物的体重指数相似的性饲料在不同(男性 和女性 )。
3.3。血液指标
雌性老鼠ain - 93 m组有更高的红细胞数相比男性CBD组 。血红蛋白水平的雄性和雌性动物在CBD组低于动物相似的性别ain - 93 m组( 和 ,分别)。同样,平均微粒血红蛋白(MCH)和平均微粒血红蛋白浓度(MCHC) CBD组低于那些ain - 93 m(表2)。
无论哪一类型的饮食,雌性小鼠白细胞(WBC)计数高于男性。然而,只有雌性老鼠在ain - 93 m组白细胞和淋巴细胞总数明显高于其他组的动物。白细胞计数正常计数小鼠(表内3)。
3.4。随机血糖和血清总胆固醇
老鼠的随机血糖水平在CBD(男性6.34更易/ L;女6.4更易/ L)没有明显不同于美联储ain - 93 m(男性6.2更易/ L;6.14女性更易/ l) (F3、12= 0.12; )。
同样,没有统计上的显著差异在雄性老鼠的平均血清总胆固醇美联储在CBD (97±9.1 mg / dl)或ain - 93 m (93±8.2 mg / dl)和女性美联储在CBD (92±7.8 mg / dl)和西班牙- 93 m (104±6.1 mg / dl) (F3、12= 2.13; )。
3.5。总蛋白和血清白蛋白水平
有显著差异在四组的血清总蛋白(F3、12= 12.2; )。总蛋白的雌性老鼠ain - 93 m组高于女性 和男性 老鼠在CBD组。
同样,有一个总血清白蛋白水平显著差异在饮食组(4F3、12= 34.9; )。男性在CBD饮食的老鼠血清白蛋白较低相比美联储ain - 93 m 。雌性老鼠喂养CBD也比美联储降低血清白蛋白在ain - 93米( )。
4所示。讨论
的崛起与营养相关的疾病,如糖尿病、肥胖、高血压及其并发症提供了动物研究治疗干预措施的必要性和疾病的机制。老鼠被广泛用作动物模型在生物医学研究中,和操纵的饮食是最有效的方法调节自己的健康状况,生长速率、繁殖和存活率12,15]。我们发现动物喂养CBD或ain - 93 m有类似的重量。血红蛋白浓度、血清总蛋白、血清白蛋白水平的动物喂养ain - 93 m高相比美联储CBD。这些变化可能会改变动物的新陈代谢和影响他们对各种生物医学干预的反应研究。
美国国家研究委员会(美国)建议3.9千卡/克的老鼠的饮食主要由碳水化合物(8,24]。低热量的饮食导致增加补充喂养满足能量和营养需求由肠胃能力有限,可能导致营养(7]。虽然CBD相比低卡路里每克ain - 93 m饮食、缺乏差异的动物保持两周一次的重量和体重指数15周表明,老鼠的两种不同的饮食调节食物摄入量在一定范围内由饮食中主要营养素和热量的内容。这是支持的采食量增加了小鼠上维护CBD暗示大量需要保持小鼠健康。这个的缺点是增加财政负担的实验室。
碳水化合物是首选的能源在啮齿动物中典型的淀粉基在野外饮食消费。虽然CBD碳水化合物含量要低于ain - 93 m,没有相关的低血糖动物喂养这饮食葡萄糖可以由其他代谢物通过糖质新生的过程25]。饮食都足够的脂质含量。饮食中含有0.5 - -40%的脂质已被证明支持足够重量的增加小鼠(7,24]。成年小鼠需要12 - 18%粗蛋白在饮食来保持健康7,24];然而,这要求更高的妊娠和哺乳期。CBD加上其他质量的低蛋白质含量等因素消化率和氨基酸分数可能负责低血清总蛋白和血清白蛋白在动物喂饮食。
动物体重是用来评估动物福利和食物摄入量以及比较营养干预的影响(19,26]。一般来说,雄性老鼠体重比雌性老鼠重,这种模式被认为在这个研究和其他类似研究[27]。进步体重的研究表明,动物的福利和食物摄取足够的期间。这与期望体重过度成熟的成年啮齿动物(28]。女性的BMI值在本研究中发现类似的(19]女性C57BL / 6 j小鼠喂养正常饮食年龄超过20周。
血液和生化参数的评估是非常重要的建立一个生物体的生理状态。他们是作为一个生物体的生物标记物的营养状况和诊断感染和疾病以及器官损伤(27,29日,30.]。雌性动物对饮食有更高的红细胞计数、血红蛋白(Hb)浓度和红细胞比容比她们的男性同行。在其他地方发现了类似的结果(27,31日]。红细胞计数、红细胞比容和平均微粒体积在本研究发现与桑托斯et al。30.),动物也吃- 93 m。然而,这些值低于动物喂食商业饮食(27]。膳食成分的变化可以解释这种差异。动物在CBD和ain - 93 m组在本研究Hb浓度高于其他类似研究[27,32]。尽管如此,为小鼠血液学的值在正常范围之前报道(33]。低Hb和MCHC在CBD组动物可能是因为低膳食蛋白质。低膳食蛋白质的合成减少球蛋白部分,甚至导致低血红蛋白存在足够的铁。
白细胞参与免疫和调解先天和适应性反应。动物的总白细胞计数的饮食都是正常范围内的2到10×109细胞/ L (33)。然而,报告的价值低于先前的研究[27,29日,32]。差异可能是由于不同的环境和饮食。小鼠淋巴细胞产生白细胞计数的70 - 80% (33),这是明显的在这个研究。然而,中性粒细胞在略低于预期的20 - 30%的范围。中性粒细胞在血液中的骨髓和他们的数量因此取决于合成和释放的速度从骨髓。其他因素影响中性粒细胞计数分布之间的组织和他们的生存在血液和组织33,34]。
生化参数提供有用的信息对总体营养和临床状态识别特定的营养不良(35]。这些标记检测的优势早营养状况的变化明显的临床特征。血浆蛋白质如白蛋白参与调节血液pH值和运输,并提供胶体渗透压(36]。研究中的总蛋白和血清白蛋白值更高的老鼠ain - 93 m的值比3.2 - -5.9 mg / dl和2.5 - -3.4 mg / dl,分别从先前的研究27,30.]。膳食蛋白质摄入量决定了血液中总蛋白的含量(36,37]。白蛋白占30 - 50%的血清总蛋白和膳食蛋白质的质量影响血清水平(37]。半胱氨酸的补充与提高血清白蛋白和可以解释的老鼠血清白蛋白水平较高ain - 93 m [38,39]。
随机血糖措施循环血液中葡萄糖的含量,一般从饮食40]。血糖值的范围在本研究中(6.2 - -6.34更易/ L)低于从先前的研究(7.2 -12更易/ L) (27,32]。血糖稳态是由胰岛素由胰腺合成,以及这个规定可以被中断,苏格兰皇家银行(40]。然而,随机血糖水平受到生物钟的影响以及进食的程度(41]。这可以解释的不同血糖水平相比,本研究。
胆固醇是一种重要的细胞复合在细胞膜结构与角色,类固醇激素,和胆汁酸合成7]。饮食和de novo-synthesized血清总胆固醇。富含饱和脂肪酸的食物与血清胆固醇增加有关,而富含不饱和脂肪酸如大豆油循环胆固醇较低(42,43]。胆固醇值范围内的这一研究获得的是(80 - 150 mg / dl)的先前的研究[27,30.]。脂肪的来源是- 93 m饮食是大豆油富含亚油酸和亚麻酸低胆甾醇血效应(43]。
5。结论
许多实验室经常使用食物摄入量和体重评估实验动物的福利。这项研究的结果表明,尽管体重,血糖、胆固醇和动物的美联储在CBD类似美联储ain - 93 m饮食、血红蛋白水平、血清总蛋白、血清白蛋白降低。我们的数据表明,基于谷物的饮食可能无法提供足够的蛋白质需要有效的红细胞和白蛋白的生产,这可能影响许多生理过程。另一方面,ain - 93 m被发现的优势保持小鼠与正常体重和足够的血液和生化指标对总体幸福的动物。鉴于这些结果,我们确认是- 93是一个适当的正常控制饮食,应该使用在动物实验中,即使是那些在非洲进行的。我们建议进一步研究探索使用纯化的成本影响饮食。
缩写
| 生物多样性公约: | 基于谷物的饮食 |
| ain - 93 m: | 93年美国营养学会维护饮食 |
| 体重指数: | 身体质量指数 |
| 加拿大广播公司: | 完整的血细胞计数。 |
数据可用性
和/或使用的数据集分析在当前研究包括在手稿中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
HWK、CDK GNK概念化和设计研究;HWK进行实验,收集数据;HWK CDK, DT, GNK进行数据分析和解释;HWK写手稿的初稿;CKD、DT和GNK检查和纠正的手稿。
确认
作者要感谢和欣赏先生的支持和查尔斯Kamusiime处理动物在动物的房子。作者也承认罗纳德·贝先生的帮助下,丹尼尔Okumu先生,Bwambale弗雷德先生,以利雅Kwizera在实验室阶段的研究。
补充材料
补充文件1包含的意思是两周一次的重量的雄性和雌性白鼠CBD或ain - 93 m饮食15周。这些数据是用来绘制图1。该文件还包含图基值的成对比较两周一次的平均重量平均重量在1天。(补充材料)