Conceptualizare roluri, curatare date, analiză formală, achiziție de finanțare, metodologie, administrare proiect, resurse, supraveghere, validare, vizualizare, scriere - proiect original

interacțiunea

Laboratorul de afiliere pentru nutriția animalelor, Facultatea de Medicină Veterinară, Universitatea din Ghent, Merelbeke, Belgia, Departamentul de știință animală, Universitatea din Costa Rica, Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, San José, Costa Rica

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Ellen S. Dierenfeld, Geert P. J. Janssens

Roluri Conceptualizare, metodologie, validare, vizualizare, scriere - schiță originală, scriere - recenzie și editare

Afiliere Ellen S. Dierenfeld, LLC, St. Louis, Missouri, Statele Unite ale Americii

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Ellen S. Dierenfeld, Geert P. J. Janssens

Conceptualizare roluri, analiză formală, achiziție de fonduri, metodologie, administrare proiect, resurse, validare, vizualizare, scriere - schiță originală, scriere - revizuire și editare

Laboratorul de afiliere pentru nutriția animalelor, Facultatea de Medicină Veterinară, Universitatea Ghent, Merelbeke, Belgia

  • Andrea Brenes-Soto,
  • Ellen S. Dierenfeld,
  • Geert P. J. Janssens

Cifre

Abstract

Proceduri experimentale

Test de digestibilitate.

Acvariile (care conțin două animale de același sex cu greutăți similare fiecare) au fost repartizate aleatoriu la unul sau două tratamente de dietă, șase replici pe tratament. Fiecare tratament a constat dintr-o dietă izoenergetică peletată, realizată în Laboratorul de nutriție animală, formulată în special cu două rapoarte diferite de carbohidrați: grăsimi, fie 4,5: 1, fie 2,1: 1, bazate pe intervalele raportate pentru broaștele de taur (R. catesbeiana) [17, 21.22]. Aceste rapoarte au fost stabilite pentru a schimba proporția glucogenă (GLUC) și lipogenă (LIPO) dietetice și pentru a menține conținutul de proteine ​​stabil pentru a menține o concentrație constantă de aminoacizi (tabelul 1) Înainte de studiu, broaștele au fost hrănite cu o dietă de întreținere (pelete, făcute cu aceleași ingrediente utilizate în dietele de tratament), iar aportul mediu de alimente a fost calculat ca bază pentru acest studiu.

Noile diete au fost oferite cu peste 10 zile înaintea perioadei experimentale, pentru a aclima broaștele la noua hrană și pentru a „spăla” fosta dietă din tractul digestiv. Acest timp s-a bazat pe studii anterioare care raportau o rată de trecere între 1-8 zile la mai multe specii de broaște, X. laevis (date nepublicate), Cyclorana alboguttata [43] și Rana perezi [44]. Odată ce procesul a început, broaștele au fost hrănite de trei ori pe săptămână (la ora 10:00) și aporturile zilnice au fost determinate prin îndepărtarea, uscarea și cântărirea alimentelor nemâncate din fiecare acvariu după 40 de minute [45]. Animalele au fost cântărite la începutul studiului utilizând o cântare digitală (OHaus CS Series ± 1 g), iar aportul de alimente (FI) per greutate corporală metabolică (MBW) (g/(BW în kg) 0,75) a fost calculat luând media valorile animalelor din fiecare acvariu.

Fecalele au fost colectate zilnic (când sunt disponibile) folosind o pipetă de pește de 30 ml, plasând proba într-o plasă de sită de 100 μm pentru filtrarea apei și apoi depozitate congelate la -20 ° C. La sfârșitul studiului, probele fecale au fost reunite pentru toate grupurile de tratament și stocate până la analiză. Dietele, precum și probele fecale au fost analizate pentru compoziția imediată [46]. Coeficienții aparenți de digestibilitate (aD) de substanță uscată (DM), proteină brută (CP), grăsime și cenușă au fost calculați după cum urmează:

Conținutul de aminoacizi după degresare [47] și profilurile minerale [48] au fost determinate numai în alimente.

Prelevarea și analiza sângelui.

La sfârșitul studiului, animalele au fost postite 24 de ore, cântărite și anesteziate folosind o soluție de izofluoran amestecat cu apă distilată și gel cu ultrasunete, aplicat local la o doză de 0,03 ml/g greutate corporală [49]. Probele de sânge (maximum 3% greutate corporală) au fost extrase prin puncție cardiacă folosind o seringă de 1 ml și un ac de 26 G, plasate pe cardurile Protein Saver (Whatman 903 TM, GE Healthcare, Bio-Sciences Corp., MA, SUA), și depozitat congelat la -20 ° C până la analiză. După eșantionare, animalele au fost recuperate prin pulverizarea apei distilate pe corpurile lor și au rămas sub observație până la recuperarea totală timp de ± 5 ore, apoi plasate înapoi în acvariul lor. Acilcarnitinele și profilurile de aminoacizi ale petelor de sânge uscate au fost determinate folosind spectrometria de masă tandem [50] la Laboratorul pentru Boli Metabolice de la Spitalul Universitar Ghent. Această tehnică a fost aplicată pe scară largă pentru a identifica tulburările metabolice detectabile biochimic la ființele umane (adulți și nou-născuți) atât în ​​probe de sânge de plasmă, cât și de sânge integral [51] și a fost recent utilizată și în studii cu animale [45, 52].

analize statistice

Designul studiului a fost complet randomizat. Toate datele sunt exprimate ca mijloace și abateri standard (SD). Analiza ANOVA univariată a fost efectuată cu tratamentul ca factor fix, aportul alimentar per greutate corporală metabolică (FI/MBW) ca covariabil și interacțiunea dintre Tratamentul X FI/MBW, pentru a evalua efectul asupra digestibilității macronutrienților, precum și a aminoacizilor și acilcarnitinei profiluri. În plus, s-a efectuat analiza de regresie pentru a determina relația digestibilității macronutrienților pe FI/MBW. Semnificația statistică a fost acceptată la p 0,05), animalele de la LIPO au prezentat o creștere a aportului de alimente între zilele 5 și 13 ale perioadei de studiu; după 2 săptămâni, animalele hrănite ambele tratamente au prezentat un model stabil de aport între 6,0 și 8,0 g/kg MBW până la sfârșitul studiului (Fig. 1). Coeficienții aparenți de digestibilitate ai macronutrienților și ai substanței uscate au fost numeric mai mari în dietele LIPO, dar diferențe semnificative (p Fig 1. Aportul alimentar al dietelor glucogen izoenergetice (GLUC) și lipogenice (LIPO) oferite adulților Xenopus laevis.

FI/MBW: aport alimentar pe greutate corporală metabolică.

A: DMD: digestibilitatea materiei uscate, B: PD: digestibilitatea proteinelor, C: FatD: digestibilitatea grăsimilor.

Rezultatele din Tabelul 3 arată, în general, niveluri mai ridicate de metaboliți din sânge la broaștele alimentate cu diete care conțin mai multe grăsimi. În ceea ce privește aminoacizii și acilcarnitinele, tratamentul dietetic a avut un efect semnificativ numai asupra nivelurilor de malonil (C3-DC), în timp ce FI/MBW a avut un efect important asupra metioninei, precum și mai multe acilcarnitine strâns legate de aminoacizii glucogeni și sinteza acizilor grași. Interacțiunea dintre tratament și FI/MBW a arătat, de asemenea, diferențe semnificative în concentrațiile de malonil, izovaleril și hidroxiisovaleril. Această interacțiune a fost confirmată de efectul semnificativ al FI/MBW asupra digestibilității grăsimilor (Tabelul 2). Când s-au evaluat raporturile de metaboliți, atât tratamentul, cât și FI/MBW, precum și interacțiunea dintre parametri, au avut efecte importante asupra concentrației de malonil legate de acilcarnitinele totale.

Concentrațiile de metabolit analizate în raport cu aportul de alimente au arătat un răspuns invers al malonil carnitinei la diete, scăzând odată cu lipogenul și crescând cu dieta glucogenă (Fig. 3A). La fel, acizii grași cu lanț lung (LCFA) s-au diminuat în timp ce 3OH-LCFA a crescut cu ambele diete (Fig 3B și 3C). Compușii legați de metabolismul aminoacizilor sunt prezentați în Fig 4. Metionina și valina (4A, 4B), precum și alți metaboliți legați de catabolismul aminoacizilor (4C, 4D, 4E, 4F), au prezentat o creștere cu aportul alimentar în dieta glucogenă, în timp ce răspunsul dietei lipogene a fost destul de variabil.

FI: Aport alimentar, MBW: greutate corporală metabolică, A: malonil-CoA, B: LCFA: acizi grași cu lanț lung, C: 3OH-LCFA: 3 acizi grași hidroxi cu lanț lung.

FI: aport alimentar, MBW: greutate corporală metabolică. A: Metionină, B: Valină, C: Isovaleril, D: Hidroxiizovaleril, E: Hidroxiizobutiril, F: Metilmalonil.

Discuţie

În studiul de față, independent de compoziția dietei, consumul de alimente a determinat majoritatea schimbărilor în metabolismul X. laevis. Aportul alimentar la animale este controlat de hipotalamus, reglat de mai mulți hormoni intestinali legați de sațietate, în asociere cu alți factori [6]. Creșterea consumului de alimente în primele zile ale studiului, urmată de un platou ulterior (Fig. 1), ar putea fi o consecință a mecanismelor de autoreglare ca urmare a unui bilanț energetic pozitiv în urma consumului de diete bogate în carbohidrați/grăsimi, unde concentrațiile de leptină cresc și suprimă neuropeptida Y. Această autoreglare a fost deja raportată la mai multe specii diverse, inclusiv ponei [53], șobolani [54] și câini [55], printre altele.

Coeficienții de digestibilitate aparenți obținuți în X. laevis au prezentat variații în comparație cu studiile efectuate la broasca taurină R. catesbeiana. Valori mai mari de digestibilitate a substanței uscate (82,5 și 95,4%) au fost deja raportate la broaștele alimentate cu diete care conțin făină de pește [15,17]. Pe de altă parte, digestibilitatea proteinelor în acest studiu a fost relativ scăzută, posibil datorită ingredientelor utilizate în diete. Valorile obținute din dieta lipogenică au fost de acord cu diete, inclusiv pene (55,1%) și făină de sardină (54,4%) [16]. În schimb, făina de creveți (principalul ingredient al dietelor din prezentul studiu) a arătat 65% digestibilitate proteică in vitro, precum și 22% digestibilitate chitină [56]; compoziția ingredientului ar putea avea ca rezultat coeficienții scăzuți obținuți prin digestibilitate slabă a constituentului exoschelet creveți [57]. Digestibilitatea grăsimilor a fost de acord cu valorile raportate anterior pentru broaștele R. catesbeiana hrănite cu diete pe bază de subproduse de pasăre, carne și oase, precum și mesele din soia [16].

În concluzie, studiul de față a dezvăluit că, indiferent de compoziția dietei, există un impact remarcabil al consumului de alimente asupra digestibilității macronutrienților, precum și a mai multor aminoacizi circulanți și a metaboliților acilcarnitinici în acest model de broască. Deși proprietățile fizico-chimice ale ingredientelor ar putea influența astfel de răspunsuri, acest studiu oferă dovezi că sunt implicați diverși parametri în reacția metabolică la diete, care este strâns legată de strategia de hrănire. Profilurile de acilcarnitină s-au dovedit a fi o tehnică valoroasă pentru a evalua astfel de răspunsuri. Nivelurile de metabolit reflectă abilitățile scăzute ale acestei specii de a utiliza carbohidrații ca surse de energie, susținând teoria că - cel puțin în ceea ce privește metaboliții disponibili pentru ciclul acidului citric - broaștele seamănă mai mult cu carnivorele stricte decât cu omnivorele. Ca model de amfibieni pentru cercetarea nutrițională, Xenopus laevis a arătat idei interesante asupra reglării sistemice a metabolismului nutrițional care lipseau anterior în acest grup de animale, întărind necesitatea unei investigații suplimentare asupra metabolismului la nivel biochimic la anani.

Mulțumiri

Autorii mulțumesc personalului Laboratorului de nutriție animală, în special lui Herman De Rycke pentru analiza efectuată, Laboratorului de chimie aplicată și fizică, Laboratorului de nutriție animală și calității produselor animale și Laboratorului pentru boli metabolice, toate din Gent Universitatea pentru sprijin în analizele efectuate, precum și personalul de la Grupul de nutriție animală din Universitatea Wageningen. Autorii nu declară niciun conflict de interese.