文摘
高果糖饮食产生心血管和代谢疾病。目标是确定的时机是否高果糖摄入液体溶液(10%)影响代谢和心血管的结果。雄性C57BL小鼠radiotelemetric探针被分为四组:(1)24小时水(控制);(2)24小时果糖(F24);(3)12 h果糖在光阶段(F12L);(4)12 h果糖在黑暗的阶段(F12D)。所有果糖组有更高的液体摄入量。在小鼠体重增加限制访问在总热量摄取的病例中没有区别。在组空腹血糖高限制访问。老鼠F24 fructose-induced血压增加黑暗时期。 Blood pressure circadian rhythms were absent in F12L mice. Results suggest that the timing of fructose intake is an important variable in the etiology of cardiovascular and metabolic pathologies produced by high fructose consumption.
1。介绍
考虑到大量的果糖摄入水平在我们的日常饮食,重要的是要描绘其后果(1,2]。有令人信服的证据表明果糖摄入量增加代谢和心血管影响人类和动物(3- - - - - -8]。我们组表明,高果糖饮食对小鼠产生葡萄糖耐受不良和血压升高4,6]。证据还表明,交感神经激活发生之前迅速果糖诱导代谢功能障碍(9]。临床研究表明,摄入的水含有60克的果糖敏锐地升高了血压在健康人体3]。
除了全球高果糖摄入量的不利影响,消费的时间也可能起到决定性作用的代谢和心血管疾病。有很多例子的工作和生活模式,需要选择摄入周期。这是在公共服务工作:警察和消防、交通、和公用事业,所有这些都依赖于24小时昼夜不停的关注。同样,根据需要轮班工作在卫生保健或制造业迫使人们活跃在正常睡眠阶段的明暗(L / D)循环。肥胖和代谢综合征往往与夜间吃综合症和轮班工作,相关证明L / D循环和代谢疾病之间的联系(10- - - - - -15]。生理失调也已被证明能够生产葡萄糖和胰岛素水平的变化,以及增加血压,在小鼠和人类的16- - - - - -18]。虽然这些不良代谢疾病变化的机制仍然未知,可能干扰睡眠/唤醒和饮食安排,可以反过来,影响食欲,食物摄入量和能量平衡。这可能有重要意义的增加肥胖,糖尿病,心血管疾病在轮班工作人口15]。
在世界范围内流行的肥胖和糖尿病(19),糖消费的增加我们的当代西方饮食20.),和久坐不动的生活方式的增加21),我们研究在老鼠身上进行评估的影响24小时访问果糖的影响以及消费的时机(果糖访问提供只有光明或黑暗时期)。感兴趣的参数集中在心血管和代谢功能:24小时L / D节奏在BP,葡萄糖耐量,血浆胰岛素,模式和果糖摄入量。
2。方法
2.1。动物,手术,和一般程序
八周大的雄性C57BL小鼠(~ 25通用,哈伦公司,印第安纳波利斯,在有水或果糖(10%)为8周。组(1)24小时水(控制,);(2)24小时果糖(F24,);(3)12 h果糖在光阶段(F12L,);(4)12 h果糖在黑暗的阶段(F12D,)。动物被安置在22°C下12/12光/暗周期随意访问标准颗粒食物和水或果糖。遥测探测(TA11PA-C10模型,数据科学国际,圣保罗,MN)插入左侧颈总动脉在6周小鼠麻醉与氯胺酮和甲苯噻嗪(120:20毫克/公斤,im)。发射机的尸体被定位在右翼(皮下注射22,23]。24小时心血管录音、流体和食品消费在8周内进行了测量。体重测量在2日,4日和8周的实验协议。
2.2。葡萄糖耐量试验(GTT)
GTT第八周开始执行(上周)的实验协议。与动物小鼠禁食,收到只有水,6 h。血液样本取自尾巴在0,15日,30岁,60岁,90分钟后ip葡萄糖负荷(1.5 g / kg)。血糖监测血糖是由Accu-Chek优势(罗氏诊断公司,印第安纳波利斯)。
2.3。等离子体测量
最后治疗,8周的老鼠被斩首牺牲,树干血液收集ice-chilled肝素化管。血浆总胆固醇和甘油三酯比色测定酶化验(热费希尔科学Inc .,沃尔瑟姆,MA)。血浆胰岛素水平测量使用multianalytic剖析珠子化验(Linco研究公司,圣查尔斯,密苏里州)。
2.4。尿皮质甾酮测量
点尿液样本(100 ~ 100 uL)收集在最后一小时的光阶段。尿皮质甾酮水平衡量等(美国纽约国会议员生物医学,Orangeburg)。尿肌酐测定的分光光度法(Microvue肌酐检测装备,Quidel公司,圣地亚哥,美国)。皮质甾酮:肌酐比率计算为每个尿标本。
2.5。统计数据
值表示为±SEM。数据分析使用方差分析双向或重复措施在适用和Newman-Keuls测试紧随其后。被认为是在统计上显著的差异。
3所示。结果
基线的身体重量(受虐妇女综合症)范围从26至28 g。BW 8周期间增加的百分比明显高于限制访问组(图1)。F12L和F12D组增加BW获得8个星期的治疗后2周内(相比)。总热量摄入并不是不同的群体之间(图2)。
液体摄入量测量在光明与黑暗阶段显著影响饮食,光明/黑暗,饮食和光明/黑暗(图之间的相互作用3)。24小时液体摄入量F24价格高,F12D老鼠相比,对照组()。有光明/黑暗摄入的差异控制,F24, F12D组。F12L组,没有光明与黑暗之间的液体摄入量的不同阶段。限制访问组,液体摄入量是最大的果糖消费期间,光明F12L和黑暗F12D (与控制)。关于液体摄入量的百分比在光明与黑暗阶段,老鼠摄入果糖黑暗期间喝了更大比例的液体,在此阶段(表67 - 74%2)。老鼠给果糖光期间喝几乎等量的光明与黑暗(44岁和56% resp)。
空腹血糖高果糖组在限制访问控制(图相比4(一),)与高水平F12L F12D相比(图4(一),)。GTT显示,F24葡萄糖耐量和F12L组相比控制(图4(B),)。
胰岛素水平组间没有明显变化(表1)。甘油三酸酯水平低限制果糖组(表的访问1,)。血浆胆固醇和尿皮质甾酮水平显示各组之间没有差别(表1)。
光明/黑暗BP在控制存在的差异,F24, F12D组(图5(一),)。昼夜BP节奏是F12L未见(图5(A))。果糖摄入增加生产BP F24组在黑暗阶段相比,对照组在同一阶段(图5(一),相比),也在光阶段F24(图5(一),)。果糖效果不是F12D组(图中观察到5(A))。所有组显示提升人力资源在黑暗与光明阶段(图5(B),)没有果糖方案(图的影响5(B))。
4所示。讨论
果糖摄入的增加,由于其广泛存在在现代饮食,已成为一个重大的公共卫生问题。这是有关证据表明,过多的果糖摄入量可能有不利影响,包括促进肥胖和心血管和代谢并发症(1,2]。果糖摄入量的研究集中在直接影响动物和人类显示增加英国石油公司、血脂异常、胰岛素抵抗,和葡萄糖耐受不良(3- - - - - -8]。除了高果糖饮食的不利影响,消费的时间可能有额外的效果。昼夜变化喂养模式,比如晚上吃综合症(NES),可以促进体重增加,荷尔蒙的变化,心理疾病在动物或人类[10- - - - - -14,24]。在这项研究中,我们评估的时间效应(光或黑暗)果糖摄入BP,体重、代谢和荷尔蒙的参数。我们观察到,白天还是晚上限制果糖摄入增加身体体重和血糖。进一步改变观察小鼠提交light-restricted果糖访问:葡萄糖耐受不良,加剧了高血糖,和缺乏昼夜BP振荡。这些额外的变化观察治疗8周后,这表明慢性方面的限制方案本身可能是负责任的,至少在一定程度上,这些结果。
昼夜BP节奏是指英国石油(BP)的日变化在人类在白天与黑夜显示更高水平。健康受试者通常出现在夜间血压下降10 - 20%区间称为“七星”模式(25]。受损的夜间英国石油公司BP下降(不下降)是一个异常,经常出现在糖尿病患者(26- - - - - -30.]。为了按照L / D BP节奏在我们的研究中,我们使用radiotelemetry BP在有意识的监控,安静的老鼠。24小时BP录音显示,正如所料,控制老鼠表现出较低的光明/黑暗生理振荡BP光期间,老鼠(不活跃的时期4,31日- - - - - -33]。当果糖访问限制光阶段(F12L),光明/黑暗BP节奏是不存在的。这可能是相关的,至少部分,饮酒模式自F12L集团还显示缺乏生理振荡在液体摄入量,也就是说,在光明与黑暗时期相似的水平。这表明动物花费更多的时间,在光阶段,饮酒可能因此清醒和活跃。血压昼夜节律中断也可能是由于睡眠,因为它已经被观察到的变化在糖尿病患者中,谁在夜间频繁醒来(例如,由于夜尿症)34]。虽然睡眠中断也可能与压力(35),记录的压力不变尿皮质甾酮似乎并不负责观察心血管和代谢的影响。因此,昼夜BP的干扰模式F12L组可能是由于果糖摄入的时间(在光阶段)本身。可能高果糖负载或更长时间的治疗可能产生的转变BP F12L昼夜模式。然而,这些猜测不影响结论来自这个群体:果糖访问限制光阶段产生中断BP的节奏。
昼夜模式在人力资源光明/黑暗振荡,显示变化的节奏模式在人力资源24小时在黑暗中以更高的人力资源(清醒周期)光段(睡眠时间),没有受到任何治疗。正如前面所示我们组(4,22),虽然夜间BP在F24增加相比,控制,未观察到人力资源进一步变化由于果糖。
不下降等生理变化,英国石油(BP)模式,与糖尿病相关微,macrovascular [36- - - - - -41)并发症和终末器官损害(42]。英国石油和液体摄入量的昼夜变化观察到F12L也可以参与葡萄糖代谢(加剧高血糖和葡萄糖耐受不良),只观察到这一组(F12L)。初步信息显示紊乱在小鼠肾组织学果糖访问限制光阶段(莫里斯et al .,未发表的数据)。昼夜的食品消费模式的变化会导致体重增加,代谢功能障碍(10- - - - - -14,43),和增加肥胖和糖尿病的风险44在人类。光phase-restricted果糖饮酒养生人类NES平行,与高血糖相关,葡萄糖耐受不良(45),和体重增加没有热量的总消费量的变化(12,46在老鼠身上),类似于我们的观察。虽然老鼠light-fed体重增加背后的机制是未知的,Arble等人的研究表明,有因果关系的证据表明,在“错误”的时间喂养可以导致体重增加10]。
虽然在葡萄糖处理F12L老鼠显示更大的障碍,两组在限制果糖访问(F12L和F12D)显示增加BW增益和高血糖,不是F24组中观察到。内源性昼夜之间的长期失调计时系统和人类行为周期有不利的代谢影响43),包括肥胖和糖尿病的风险增加(44]。如图所示,我们组(4,6),24小时访问没有增加BW果糖葡萄糖耐受不良产生。因此,饮酒养生法本身的生理限制方面可能导致体重增加和血糖水平的增加在F12L F12D。
在啮齿动物高果糖饮食与心血管失调和胰岛素抵抗有关(4,6,47- - - - - -49),更具体地说,果糖摄入量增加,在两者中,动物和人类,增加血压和血脂异常原因和变化在葡萄糖处理(3- - - - - -8]。正如所料,老鼠接受果糖一天24小时夜间高血压[展出4,6]。然而,英国石油公司不限制增加组织果糖访问(F12L和F12D)尽管昼夜中断F12L组中观察到。饮食治疗浓度和长度是高血压的重要因素发展果糖啮齿动物模型中50]。因此,限制方面的果糖访问方案本身可能是一个可能的解释缺乏BP F12L增加和F12D组。
如前所述,果糖摄入通常与血脂异常有关。长期食用果糖导致高胆固醇血症血浆甘油三酯(没有变化4,6,51,52]。然而,在这项研究中,胆固醇F24组没有变化。这可能是由于果糖源的性质,因为在之前的研究(4,6chow)果糖被(颗粒含有67%碳水化合物的饮食-果糖98%,脂肪13%,和20%的蛋白质),而不是作为一个流体(10%果糖溶液)。两组在限制访问(F12L和F12D)较低胆固醇甘油三酯水平没有变化。自循环等因素可以调节血糖和甘油三酯time-restricted食物摄入量访问(13,53),果糖饮酒养生法本身的限制性质可以解释这些群体中观察到的结果。
5。结论
总之,我们表明,生理阶段限制果糖访问会导致葡萄糖体内平衡的变化,身体体重增加,光明/黑暗BP的节奏。数据显示,即使是温和的生理变化可能导致代谢综合征症状的发生或发展,这可能会加剧了果糖摄入的时机。结果临床意义,因为时间和摄入可能被视为整体治疗方案。
确认
作者承认美国国立卫生研究院的资金支持R01HL69319 (m·莫里斯和k . m . Elased),美国科学家开发赠款0735112 N (k . m . Elased)。d . Senador被改善的基础支持高等教育,博士学位交流项目(Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量优越,项目Doutorado com Estagio没有外表,斗篷/ PDEE过程010405 - 1)。作者也欣然承认辛辛那提鼠标的帮助代谢表型出现中心(DK59630),维拉法拉,Nathan堰。