Name: a model of chronic nutrient infusion in the rat
Uploaded: 2013-08-14T12:00:00
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Este trabalho foi financiado pelo National Institutes of Health (R01DK58096 de Vincent Poitout). Vincent Poitout detém o Canada Research Chair em Diabetes e pâncreas a função das células beta. Bader Zarrouki receberam bolsas de pós-doutorado da Merck e Eli Lilly. Ghislaine Fontes foi apoiado por uma bolsa de pós-doutorado da Associação de Diabetes canadense.

Resumo: O procedimento consiste em cateterização da veia jugular direita e da artéria carótida esquerda, sob anestesia geral, permitindo um período de recuperação de 7 dias, permitindo a conexão dos cateteres para as bombas através de um suporte giratório e do sistema de contrapeso que permite que o animal se mover livremente na gaiola; e infusão de glicose e / ou Intralipid (uma emulsão de óleo de soja, que gera uma mistura de aproximadamente 80% unsaturated/20% de ácidos gordos saturados...

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	<li>Poitout, V., Robertson, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucolipotoxicity:+fuel+excess+and+beta-cell+dysfunction.">Glucolipotoxicity: fuel excess and beta-cell dysfunction.</a> Endocr. Rev. 29, 351-366 (2008).</li><li>Poitout, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucolipotoxicity+of+the+pancreatic+beta+cell.">Glucolipotoxicity of the pancreatic beta cell.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1801, 289-298 (2010).</li><li>Unger, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minireview:+weapons+of+lean+body+mass+destruction:+the+role+of+ectopic+lipids+in+the+metabolic+syndrome.">Minireview: weapons of lean body mass destruction: the role of ectopic lipids in the metabolic syndrome.</a> Endocrinology. 144, 5159-5165 (2003).</li><li>Harmon, J. S., Gleason, C. E., Tanaka, Y., Poitout, V., Robertson, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antecedent+hyperglycemia,+not+hyperlipidemia,+is+associated+with+increased+islet+triacylglycerol+content+and+decreased+insulin+gene+mRNA+level+in+Zucker+diabetic+fatty+rats.">Antecedent hyperglycemia, not hyperlipidemia, is associated with increased islet triacylglycerol content and decreased insulin gene mRNA level in Zucker diabetic fatty rats.</a> Diabetes. 50, 2481-2486 (2001).</li><li>Bachar, E., Ariav, Y., Cerasi, E., Kaiser, N., Leibowitz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+nitric+oxide+synthase+protects+the+pancreatic+beta+cell+from+glucolipotoxicity-induced+endoplasmic+reticulum+stress+and+apoptosis.">Neuronal nitric oxide synthase protects the pancreatic beta cell from glucolipotoxicity-induced endoplasmic reticulum stress and apoptosis.</a> Diabetologia. 53, 2177-2187 (2010).</li><li>Peyot, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta-cell+failure+in+diet-induced+obese+mice+stratified+according+to+body+weight+gain:+secretory+dysfunction+and+altered+islet+lipid+metabolism+without+steatosis+or+reduced+beta-cell+mass.">Beta-cell failure in diet-induced obese mice stratified according to body weight gain: secretory dysfunction and altered islet lipid metabolism without steatosis or reduced beta-cell mass.</a> Diabetes. 59, 2178-2187 (2010).</li><li>Hagman, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclical+and+alternating+infusions+of+glucose+and+intralipid+in+rats+inhibit+insulin+gene+expression+and+Pdx-1+binding+in+islets.">Cyclical and alternating infusions of glucose and intralipid in rats inhibit insulin gene expression and Pdx-1 binding in islets.</a> Diabetes. 57, 424-431 (2008).</li><li>Fontes, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucolipotoxicity+age-dependently+impairs+beta+cell+function+in+rats+despite+a+marked+increase+in+beta+cell+mass.">Glucolipotoxicity age-dependently impairs beta cell function in rats despite a marked increase in beta cell mass.</a> Diabetologia. 53, 2369-2379 (2010).</li><li>Stein, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essentiality+of+circulating+fatty+acids+for+glucose-stimulated+insulin+secretion+in+the+fasted+rat.">Essentiality of circulating fatty acids for glucose-stimulated insulin secretion in the fasted rat.</a> J. Clin. Invest. 97, 2728-2735 (1996).</li><li>Leahy, J. L., Cooper, H. E., Weir, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+insulin+secretion+associated+with+near+normoglycemia.+Study+in+normal+rats+with+96-h+in+vivo+glucose+infusions.">Impaired insulin secretion associated with near normoglycemia. Study in normal rats with 96-h in vivo glucose infusions.</a> Diabetes. 36, 459-464 (1987).</li><li>Hager, S. R., Jochen, A. L., Kalkhoff, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin+resistance+in+normal+rats+infused+with+glucose+for+72+h.">Insulin resistance in normal rats infused with glucose for 72 h.</a> The American Journal of Physiology. 260, 353-362 (1991).</li><li>Laybutt, D. R., Chisholm, D. J., Kraegen, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+adaptations+in+muscle+and+adipose+tissue+in+response+to+chronic+systemic+glucose+oversupply+in+rats.">Specific adaptations in muscle and adipose tissue in response to chronic systemic glucose oversupply in rats.</a> The American Journal of Physiology. 273, E1-E9 (1997).</li><li>Jonas, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+glucose+stimulates+early+response+gene+c-Myc+expression+in+rat+pancreatic+beta+cells.">High glucose stimulates early response gene c-Myc expression in rat pancreatic beta cells.</a> The Journal of Biological Chemistry. 276, 35375-35381 (2001).</li><li>Tang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose-induced+beta+cell+dysfunction+in+vivo+in+rats:+link+between+oxidative+stress+and+endoplasmic+reticulum+stress.">Glucose-induced beta cell dysfunction in vivo in rats: link between oxidative stress and endoplasmic reticulum stress.</a> Diabetologia. 55, 1366-1379 (2012).</li><li>Alonso, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+infusion+in+mice:+a+new+model+to+induce+beta-cell+replication.">Glucose infusion in mice: a new model to induce beta-cell replication.</a> Diabetes. 56, 1792-1801 (2007).</li><li>Magnan, C., Gilbert, M., Kahn, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+free+fatty+acid+infusion+in+rats+results+in+insulin+resistance+but+no+alteration+in+insulin-responsive+glucose+transporter+levels+in+skeletal+muscle.">Chronic free fatty acid infusion in rats results in insulin resistance but no alteration in insulin-responsive glucose transporter levels in skeletal muscle.</a> Lipids. 31, 1141-1149 (1996).</li><li>Goh, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid-induced+beta-cell+dysfunction+in+vivo+in+models+of+progressive+beta-cell+failure.">Lipid-induced beta-cell dysfunction in vivo in models of progressive beta-cell failure.</a> Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 292, 549-560 (2007).</li><li>Pascoe, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free+fatty+acids+block+glucose-induced+beta-cell+proliferation+in+mice+by+inducing+cell+cycle+inhibitors+p16+and+p18.">Free fatty acids block glucose-induced beta-cell proliferation in mice by inducing cell cycle inhibitors p16 and p18.</a> Diabetes. 61, 632-641 (2012).</li><li>Bell, C. G., Walley, A. J., Froguel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetics+of+human+obesity.">The genetics of human obesity.</a> Nature Reviews. Genetics. 6, 221-234 (2005).</li><li>Fontes, G., Hagman, D. K., Latour, M. G., Semache, M., Poitout, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lack+of+preservation+of+insulin+gene+expression+by+a+glucagon-like+peptide+1+agonist+or+a+dipeptidyl+peptidase+4+inhibitor+in+an+in+vivo+model+of+glucolipotoxicity.">Lack of preservation of insulin gene expression by a glucagon-like peptide 1 agonist or a dipeptidyl peptidase 4 inhibitor in an in vivo model of glucolipotoxicity.</a> Diabetes Res. Clin. Pract. 87, 322-328 (2010).</li><li>Crawford, P. A., Schaffer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+stress+in+the+myocardium:+Adaptations+of+gene+expression.">Metabolic stress in the myocardium: Adaptations of gene expression.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. , (2012).</li><li>Kewalramani, G., Bilan, P. J., Klip, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+insulin+resistance:+assault+by+lipids,+cytokines+and+local+macrophages.">Muscle insulin resistance: assault by lipids, cytokines and local macrophages.</a> Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab Care. 13, 382-390 (2010).</li><li>Cusi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+obesity+and+lipotoxicity+in+the+development+of+nonalcoholic+steatohepatitis:+pathophysiology+and+clinical+implications.">Role of obesity and lipotoxicity in the development of nonalcoholic steatohepatitis: pathophysiology and clinical implications.</a> Gastroenterology. 142, 711-725 (2012).</li></ol>

Embora um certo número de estudos anteriores têm utilizado infusões crónicas de glicose (por exemplo, 10-15) ou lípidos (por exemplo, 16,17) em roedores, para o nosso conhecimento da infusão conjunta de ambos os combustíveis apenas foi avaliado em ratos 18. O modelo de infusão crónica aqui apresentado oferece diversas vantagens para o estudo dos efeitos sobre o excesso de nutrientes de uma variedade de funções biológicas em ratos. Primeiro, ele não envolve ...

Os níveis cronicamente elevados de glucose e lípidos na circulação têm sido propostos para contribuir para a patogénese da diabetes tipo 2 alterando a função de vários órgãos implicados na manutenção da homeostase da glucose, incluindo, mas não limitado a, o das células beta do pâncreas (revisto em 1). Os glicotoxicidade hipótese postula que a hiperglicemia crônica agrava o defeito das células beta que deu origem à hiperglicemia, em primeiro lugar, criando assim um ciclo vicioso e contribuindo para a deterioração do controle da glicose em pacientes diabéticos tipo 2. Da mesma forma, a hipótese propõe que as elevações glucolipotoxicity concomitantes dos níveis de glucose e lípidos, como frequentemente observadas em pacientes com diabetes tipo 2, são prejudiciais para a célula beta. Decifrar os mecanismos celulares e moleculares dos efeitos deletérios de nutrientes cronicamente elevados sobre a função das células beta do pâncreas é fundamental para o understanding da patogénese da diabetes de tipo 2 1. Para esse efeito, um grande número de estudos examinaram os mecanismos de nutrientes em excesso ex vivo crónica nas ilhotas de Langerhans isoladas ou in vitro, em linhas de células secretoras de insulina clonais. Contudo, a tradução dos resultados obtidos nestes sistemas modelo para todo o organismo é complexo, em especial, porque as concentrações de ácidos gordos utilizados na cultura de células ou ilhotas raramente igualar os níveis de circulação in vivo de 2 a vizinhança das células beta. Por outro lado, os mecanismos de falha das células beta em resposta ao excesso de nutrientes foram examinados em modelos de roedores da diabetes, tal como exemplificado pelo rato Zucker Diabetic Fatty 3,4, o gerbilo Psammomys obesus 5 e o elevado teor de gordura da dieta fed rato 6. Estes modelos, no entanto, são caracterizados por anormalidades metabólicas intrínsecas e não são facilmente adaptado às manipulações da glicose no sanguee / ou os níveis de lipídeos em um ambiente mais controlado e menos crônica. Para ser capaz de alterar os níveis circulantes de nutrientes num período de tempo de dias em animais normais em contrário, nós desenvolvemos um modelo de infusão crónica em ratos normais, o que nos permite examinar os efeitos de lípidos e de glucose, sozinho ou em combinação, sobre os parâmetros fisiológicos e função 7,8.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Saline 0.9%</td>
			<td>BD</td>
			<td>JB1324</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dextrose 70%</td>
			<td>McKesson</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Intralipid 20%</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>JB6023</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Metricide (Glutaraldehyde 2.6%)</td>
			<td>Metrex</td>
			<td>11-1401</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Heparin Sodium 10,000 USP u/ml</td>
			<td>PPC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Metacam</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Glycopyrrolate</td>
			<td>Sandoz</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Abbott</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chlohexidine 2%</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Alcohol 70%</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Iodine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PE-50</td>
			<td>BD</td>
			<td>427411</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>CO-EX T22</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>BCOEX-T22</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Connector 22G</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>SC22/15</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Swivel 22G</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>375/22PS</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Y-Connector 22G</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Counterbalance and arm</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>CM375BP</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>23 G blunted needles</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>LS23</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>23 G canulation pins</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>SP23/12</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Tethers (12 inch)</td>
			<td>Lomir</td>
			<td>RT12D</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Infusion jackets </td>
			<td>Lomir</td>
			<td>RJ01, RJ02, RJ03, RJ04</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>(SM-XL)</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Tether attachment piece</td>
			<td>Lomir</td>
			<td>RS T1</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>60 ml syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309653</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1 ml syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309602</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

a model of chronic nutrient infusion in the rat

A exposição crónica a níveis excessivos de nutrientes é postulada para afectar a função de vários órgãos e tecidos, e para contribuir para o desenvolvimento de muitas complicações associadas à obesidade e à síndrome metabólica, incluindo diabetes tipo 2. Para estudar os mecanismos pelos quais os níveis excessivos de glucose e ácidos gordos afectam o das células beta do pâncreas e da secreção de insulina, criámos um modelo de infusão de nutrientes crónica no rato. O procedimento consiste em cateterização da veia jugular direita e da artéria carótida esquerda, sob anestesia geral, permitindo um período de recuperação de 7 dias, permitindo a conexão dos cateteres para as bombas através de um suporte giratório e do sistema de contrapeso que permite que o animal se mover livremente na gaiola, e infundindo glicose e / ou Intralipid (uma emulsão de óleo de soja, que gera uma mistura de aproximadamente 80% unsaturated/20% de ácidos gordos saturados quando infundida com heparina) durante 72 horas. Este modelo oferece vários advantages, incluindo a possibilidade de modular finamente os níveis alvo de glicose e os ácidos gordos de circulação, a opção de co-infundir compostos farmacológicos, e o período de tempo relativamente curto em oposição aos modelos dietéticos. Ele pode ser usado para examinar os mecanismos de disfunção de nutrientes induzida por uma variedade de órgãos e para testar a eficácia de drogas neste contexto.

De uma série de 42 ratos, que foram submetidos à cirurgia, cinco ratos foram perdidos durante o período pós-operatório e um rato foi perdida durante a infusão, o que representa uma taxa de sucesso global de 86%. O peso corporal médio dos 37 ratos que eventualmente foram infundidos foi 608 ± 5 g, antes da cirurgia e 588 ± 6 g no início da perfusão (média ± EP, n = 37, P &lt;0,0001 por teste t emparelhado). Os seguintes resultados representativos foram obtidos em dois grupos: de infusão. Saline (SAL) e glico...

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A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

Um protocolo para as infusões crónicas de glicose e Intralipid no rato é descrito. Este modelo pode ser utilizado para estudar o impacto do excesso de nutrientes sobre a função do órgão de parâmetros fisiológicos.

Um Modelo de Infusão Crónica de nutrientes no Rato

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to  affect the function of several organs and tissues and to contribute to the  ...

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