Xin Zhang

un Laborator de Chimie Funcțională și Nutriție a Alimentelor, Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea Northwest A&F, Yangling, Shaan Xi, China

Qianhui Zou

un Laborator de Chimie Funcțională și Nutriție a Alimentelor, Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea Northwest A&F, Yangling, Shaan Xi, China

Beita Zhao

un Laborator de Chimie Funcțională și Nutriție a Alimentelor, Colegiul de Știință și Inginerie a Alimentelor, Universitatea Northwest A&F, Yangling, Shaan Xi, China

Jingwen Zhang

un Laborator de Chimie Funcțională și Nutriție a Alimentelor, Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea Northwest A&F, Yangling, Shaan Xi, China

Weiyang Zhao

b Departamentul de Știința Alimentelor, Universitatea Cornell, Ithaca, NY, 14853, Statele Unite

Yitong Li

b Departamentul de Știința Alimentelor, Universitatea Cornell, Ithaca, NY, 14853, Statele Unite

Ruihai Liu

b Departamentul de Știința Alimentelor, Universitatea Cornell, Ithaca, NY, 14853, Statele Unite

Xuebo Liu

un Laborator de Chimie Funcțională și Nutriție a Alimentelor, Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea Northwest A&F, Yangling, Shaan Xi, China

Zhigang Liu

un Laborator de Chimie Funcțională și Nutriție a Alimentelor, Colegiul de Știință și Inginerie a Alimentelor, Universitatea Northwest A&F, Yangling, Shaan Xi, China

b Departamentul de Știința Alimentelor, Universitatea Cornell, Ithaca, NY, 14853, Statele Unite

Date asociate

Abstract

Abstract grafic

postului

1. Introducere

Boala inflamatorie a intestinului (IBD), inclusiv boala Crohn (CD) și colita ulcerativă (UC), este un grup de boli inflamatorii cronice ale tractului gastro-intestinal [1]. Prevalența IBD a fost crescută continuu în ultimele decenii la nivel global [2]. UC se caracterizează prin leziuni ale mucoasei și ulcerații în colon și rect [3]. Mai mult, cercetările recente au arătat, de asemenea, că UC prezintă un risc ridicat pentru probleme de sănătate mintală, inclusiv depresie și comportamente asemănătoare anxietății [4,5]. Stresul oxidativ este unul dintre factorii declanșatori pentru dezvoltarea UC [6], care este puternic asociat cu răspunsurile inflamatorii, inclusiv eliberarea excesivă de citokine în barierele intestinale [7]. Cu toate acestea, mecanismul de bază al tulburărilor de comportament induse de UC nu este pe deplin înțeles. Un posibil mecanism a explicat modul în care colita se corelează cu anxietatea, este că răspunsurile inflamatorii duc la afectarea barierei intestinale, caracterizându-se prin deteriorarea stratului mucoasei și pierderea proteinelor de conjuncție precum Claudin-1 și ZO-1 [8]. În consecință, intestinul cu scurgeri duce la penetrarea lipozacaridei (LPS), o componentă a membranei exterioare a bacteriilor gram-negative, în sânge și declanșează în continuare neuro-inflamații și daune oxidative în creier [9,10].

Deși etiopatogeneza UC este încă neclară, studii recente au indicat că echilibrul mediului microbian intestinal joacă un rol important în reglarea inflamației și a daunelor oxidative ale colonului [11]. S-a constatat că compoziția microbilor intestinali și a metaboliților microbieni sunt enorm modificate la pacienții cu UC și la modelele de șoarece cu colită, inclusiv creșterea îmbogățirii Shgella și Escherichia Coli și scăderea îmbogățirii Lactobacillus [12,13]. S-a raportat că transplantul microbiotei de la donatori sănătoși ar putea inversa simptomele colitei [14]. Suplimentarea Lactobacillus a atenuat semnificativ răspunsurile inflamatorii într-un model de colită murină [15].

Diversitatea microbiotei intestinale este esențială pentru corelarea dietei cu fiziologia și patologia gazdei și sunt influențate de compoziția și tiparele dietetice [16]. Postul intermitent (IF) este un grup de modele dietetice cu restricție de energie periodică, incluzând postul alternativ de zi (ADF), postul restricționat în timp (TRF) și restricția de energie intermitentă (IER) [17,18]. Cercetările anterioare au raportat că ADF, TRF și IER au avut efecte benefice de reglementare asupra compozițiilor microbilor intestinali în diferite modele pe animale și studii clinice pe oameni [19], [20], [21]]. Cercetările noastre recente au demonstrat că IF a îmbunătățit semnificativ funcția intestinală la un model de șoarece diabetic prin echilibrarea microbilor intestinali și îmbunătățirea formării metaboliților microbieni [22]. De asemenea, studiul a constatat că IF a inversat comportamentele asemănătoare anxietății și funcția cognitivă [22]. Recent, mai multe studii au raportat că IF a determinat recuperarea din colită prin scăderea răspunsurilor inflamatorii la modelele animale [23,24]. Cu toate acestea, eficacitatea diferențiată a acestor regimuri IF asupra colitei cronice este încă neclară și rolurile microbiotei intestinale implicate trebuie investigate în continuare.

În acest studiu, a fost utilizat un model de șoarece cu colită cronică indusă de dextran sulfat de sodiu (DSS) pentru a evalua efectele diferite ale regimurilor ADF, TRF și IER asupra ratei de supraviețuire și a dezvoltării colitei. Testele comportamentale au fost efectuate pentru a investiga efectele benefice ale IF asupra comportamentelor asemănătoare anxietății legate de colită. Deteriorările mucoasei și expresiile proteice ale conjuncțiilor au fost de asemenea determinate pentru a examina integritatea barierei intestinale. S-a constatat că TRF și IER, dar nu ADF, au îmbunătățit ratele de supraviețuire și au atenuat dezvoltarea colitei. TRF și IER au prevenit tulburările de comportament induse de DSS. TRF și IER au suprimat, de asemenea, răspunsurile inflamatorii și stresul oxidativ atât în ​​intestin cât și în creier. Important, TRF și IER au modificat diversitatea microbiotei intestinale și metaboliții microbieni producția de acizi grași cu lanț scurt la șoareci colite. Pe baza acestor rezultate am concluzionat că regimurile IF adecvate pentru prevenirea colitei sunt TRF și IER, dar nu ADF.

2. Materiale și metode

2.1. Animale, model de colită indusă de DSS și post intermitent

Șoarecii C57BL/6 (bărbați, cu vârste cuprinse între 7 și 8 săptămâni) au fost achiziționați de la Universitatea Xi'an Jiaotong (Xi'an, Shanxi, China). Sulfatul de sodiu dextran (M/W 36.000–50.000; MP Biomedicals, Solon, OH, SUA) a fost depozitat la temperatura camerei și adăugat la apa potabilă la o concentrație finală de 2%. Toți șoarecii au fost adăpostiți într-un mediu controlat de temperatură și umiditate (temperatura de 25 ± 2 ° C, umiditate de 50% ± 5%) cu un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore. Toți șoarecii au fost hrăniți cu o dietă standard (AIN-93 M, achiziționată de la TROPHIC Animal Feed High-tech Co., Ltd Nantong, China).