Nicole D. Hunt

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Garrick D. Li

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Min Zhu

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Andrew Levette

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Mark E. Chachich

Departamentul de Psihologie, Universitatea Towson, Towson, MD 21252 SUA

Edward L. Spangler

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Joanne S. Allard

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Dong-Hoon Hyun

Departamentul de Științe ale Vieții, Universitatea Ewha Womans, 11-1 Daehyeon-dong Seodaemun-gu, Seul, 120-750 Coreea de Sud

Donald K. Ingram

Laborator de neuroștiințe și îmbătrânire nutrițională, Centrul de cercetare biomedicală Pennington, sistemul universitar de stat din Louisiana, Baton Rouge, LA 70808-412 SUA

Rafael de Cabo

Laborator de gerontologie experimentală, Institutul Național de Îmbătrânire, Institutele Naționale de Sănătate, Baltimore, MD 21224 SUA

Abstract

Restricția calorică (CR) este o intervenție anti-îmbătrânire fiabilă care atenuează apariția mai multor boli legate de vârstă, reduce daunele oxidative și menține funcția în timpul îmbătrânirii. În studiul actual, am evaluat efectele CR și ale altor regimuri de hrănire asupra vindecării rănilor la șobolani Fischer-344 în vârstă de 7 luni dintr-o cohortă mai mare de șobolani care au fost hrăniți fie ad libitum (AL), fie cu 40% pe bază de restricție calorică privind consumul de AL. Șobolanii au fost repartizați unuia dintre cele trei grupuri de dietă care au primit trei răni cu pumnul cutanat de-a lungul regiunii interscapulare dorsale (diametrul de 12 mm în apropierea membrelor anterioare) din spate, după cum urmează: (1) CR (n = 8) au fost răniți și menținuți pe CR până când s-au vindecat, (2) AL (n = 5) au fost răniți și menținuți pe AL până când s-a finalizat închiderea plăgii și (3) șobolanii CR au fost refed (RF, n = 9) AL timp de 48 de ore înainte de rănire și au fost menținuți pe AL până când s-au vindecat. Am observat că șobolanii tineri pe CR s-au vindecat mai încet, în timp ce șobolanii CR s-au alimentat timp de 48 de ore înainte de rănire s-au vindecat la fel de repede ca șobolanii hrăniți cu AL, similar unui studiu raportat la șoareci CR și RF în vârstă (Reed și colab., 1996). Datele noastre sugerează că subiecții CR, indiferent de vârstă, nu reușesc să se vindece bine și că furnizarea unei nutriții crescute subiecților CR înainte de rănire îmbunătățește procesul de vindecare.

Introducere

O nutriție adecvată este esențială pentru procesele complexe implicate în vindecarea rănilor (Ayello și colab. 1999; Lim și colab. 2006; de Luca și colab. 2007). În studiile de restricție a caloriilor (CR), cel mai adesea efectuate la rozătoare, un nivel de nutrienți, vitamine și minerale este furnizat în dietă, care este comparabil cu consumul ad libitum (AL), dar în CR există o reducere a caloriilor consumate, adică subnutriție fără malnutriție. Modelul CR este o intervenție anti-îmbătrânire fiabilă cu numeroase beneficii pentru sănătate care permit menținerea funcției în timpul îmbătrânirii (Chipalkatti și colab. 1983; Masoro 1988; Weindruch și Walford 1988). Cu toate acestea, efectele sale asupra vindecării rănilor nu par să fie benefice (Reiser și colab. 1995; Roth și colab. 1997). Reed și colab. (1996) au efectuat un studiu amplu comparând vindecarea rănilor șoarecilor tineri și de vârstă mijlocie hrăniți cu AL cu șoarecii în vârstă care fuseseră hrăniți cu AL, CR și CR cărora li s-a administrat AL timp de 1 lună înainte de rănire. Șoarecii îmbătrâniți în acest studiu s-au vindecat la rate similare cu tinerii șoareci hrăniți cu AL. Mai mult, studiile in vitro ale explantelor de plăgi ale șoarecilor în vârstă au dezvăluit o proliferare și contractilitate celulară îmbunătățite la refed comparativ cu șoarecii AL în vârstă și CR.

În studiul raportat aici, am comparat efectele diferitelor regimuri de hrănire asupra vindecării rănilor la șobolani tineri, masculi Fischer-344. Similar studiului realizat de Reed și colab. (1996) la șoareci în vârstă, am evaluat vindecarea rănilor în trei grupuri diferite de dietă. Grupările au fost (1) șobolani CR consumând cu 40% mai puțin decât șobolani hrăniți cu AL înainte și în timpul studiului de vindecare a rănilor, (2) șobolani hrăniți cu AL care au fost hrăniți cu AL înainte și pe tot parcursul studiului de vindecare a rănilor și (3) șobolani CR care au consumat cu 40% mai puțin decât AL până la 48 de ore înainte de rănire, când au fost referați AL și au fost menținuți cu hrana AL pe tot parcursul studiului. Ipoteza noastră a fost că realimentarea înainte de vindecarea rănilor la șobolani tineri pe CR până la 48 de ore înainte de rănire ar spori recuperarea și închiderea rănilor în grupul RF, similar cu rezultatele observate la șoarecii de vârstă mijlocie și vârstnici la Reed și colab. . (1996) studiu.

Materiale și metode

Subiecți, diete și grupuri experimentale

Douăzeci și doi de șobolani masculi Fischer-344 de 7 luni la începutul studiului au servit drept subiecți. Șobolanii au făcut parte dintr-o cohortă mai mare de șobolani care au fost crescuți, crescuți și adăpostiți într-un vivariu întreținut la Centrul de Cercetări Gerontologice, NIA, NIH, Baltimore, MD. A fost folosit un sistem santinelă pentru a determina dacă vivariul nu conține următorii agenți patogeni: GDVII, MHV, MPul, Sendai și HAI/MVM.

La înțărcare (vârsta de 4 săptămâni), șobolanii erau adăpostiți individual în cuști de plastic cu așchii de lemn pentru așternut într-un raft mare de metal și cu acces AL la apă printr-un sistem automat de udare. Șobolanii din grupul hrănit cu AL au avut acces gratuit la alimente (NIH 31; Taconic) în timp ce șobolanii din grupul cu restricții calorice au fost hrăniți cu aceeași dietă, dar cu 40% mai puține calorii decât un grup de șobolani monitorizați AL din aceeași cohortă. Consumul de alimente de către monitoarele AL a fost măsurat săptămânal, iar alocarea zilnică de chow pentru șobolanii CR a fost calculată pe baza consumului monitorului AL pentru acea săptămână. Vivariul a fost menținut într-un ciclu de 12 ore de lumină/12 ore de întuneric (luminile aprinse la 6 dimineața/oprit la 18:00 EST), cu vivariul menținut la 21 ° C.

La vârsta de 7 luni, șobolanii (n = 22) au fost repartizați la unul dintre următoarele trei grupuri de tratament care au fost ulterior răniți ca tratament experimental: (1) șobolani CR (n = 8) menținuți la 40% CR pe tot parcursul studiului; (2) șobolani AL (n = 5) menținuți pe AL pe tot parcursul studiului; și (3) un grup RF (RF; n = 9) care fusese cu 40% CR de la înțărcare, care a început o dietă AL cu 48 de ore înainte de rănire și apoi menținut pe o dietă AL până la sfârșitul studiului. Toți șobolanii au fost monitorizați zilnic, iar greutățile corporale au fost înregistrate săptămânal. Consumul de alimente pentru toate grupurile a fost măsurat săptămânal.

Măsurători de biopsie cutanată și de închidere a plăgii

Măsuri dependente și analize statistice

Zona rănilor a fost măsurată prin software-ul NIH Image J 1.37v. Un ANOVA unidirecțional a fost, de asemenea, calculat pe numărul de zile până la închiderea plăgii cu 50%. Măsurile repetate au fost calculate ANOVA pentru greutatea corporală și aportul de alimente.

Rezultate

Datele pentru diferitele grupuri de șobolani sunt prezentate după cum urmează: șobolani CR răniți și menținuți pe CR, șobolani AL răniți și menținuți pe AL și șobolani CR referați AL timp de 48 de ore apoi răniți și menținuți pe AL pe durata studiului.

Consum de mâncare

Acești șobolani au făcut parte dintr-o cohortă mai mare de animale care au fost hrănite cu 40% CR sau AL. Consumul de alimente din grupul CR s-a bazat pe consumul zilnic de alimente de cinci monitoare AL în fiecare săptămână. Așa cum se arată în FIG. 1, consumul zilnic al grupului CR nu s-a modificat pe parcursul experimentului, iar aceste date nu sunt utilizate pentru comparație după vindecarea rănilor. După ce s-a efectuat procedura de biopsie cutanată, aportul de alimente din grupul AL a crescut semnificativ în comparație cu RF (P 2, se poate observa că șobolanii RF au câștigat în greutate în dieta AL devenind semnificativ mai grei începând cu ziua 9 a experimentului (P 3a –l pentru eșantion reprezentativ din fiecare grup.) Sunt prezentate zilele după aplicarea plăgii: ziua 1 (Fig. 3a - c), ziua 6 (Fig. 3d - f), ziua 12 (Fig. 3g - i), și ziua 18 (Fig. 3j - l). Imaginile au dezvăluit că până în ziua 6 rănile din grupul CR au avut răni mai mari decât au avut grupurile AL sau RF și au fost semnificativ mai mari decât cele din grupul RF (Fig. 3d - f) Figura 3 reprezintă modelul tipic de închidere a plăgii pe care l-am observat în grupurile AL, CR și RF.

calorice

Panouri (A) - (l) arată reducerea zonei de răni în timp la șobolani reprezentativi Fischer-344 din fiecare dintre cele trei grupe: CR, AL și RF. Fiecare biopsie cu pumn de piele avea aproximativ 12 mm în diametru și situată în trei poziții pe regiunea interscapulară dorsală: stânga, dreapta și partea stângă jos. Barele de cântare reprezintă o lungime de 10 mm. Un marcaj, o riglă și o schiță albastră a fost folosit ca markeri fiduciari