Name: assessment of the metabolic effects of isocaloric 2:1 intermittent fasting in mice
Uploaded: 2019-11-27T13:30:00
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K.-H.K wurde von der Heart and Stroke Foundation of Canada Grant-in-Aid (G-18-0022213), der J. P. Bickell Foundation und dem Start-up-Fonds des University of Ottawa Heart Institute unterstützt; H.-K.S. wurde durch Stipendien der Canadian Institutes of Health Research (PJT-162083), Reuben und Helene Dennis Scholar und sun Life Financial New Investigator Award for Diabetes Research vom Banting & Best Diabetes Centre (BBDC) und Natural Sciences und Natural Sciences unterstützt. und Engineering Research Council (NSERC) kanada (RGPIN-2016-06610). R.Y.K. wurde durch ein Stipendium des University of Ottawa Cardiology Research Endowment Fund unterstützt. J.H.L. wurde durch das NSERC Doctoral Scholarship und Ontario Graduate Scholarship unterstützt. Y.O. wurde vom UOHI Endowed Graduate Award und dem Queen Elizabeth II Graduate Scholarship in Science and Technology unterstützt.

Alle Methoden und Protokolle hier wurden von Animal Care Committees in The Animal Care and Veterinary Service (ACVS) der University of Ottawa und dem Centre for Phenogenomics (TCP) genehmigt und entsprechen den Standards des Canadian Council on Animal Care. Es sei darauf hingewiesen, dass alle hier beschriebenen Verfahren unter institutioneller und staatlicher Genehmigung sowie von Mitarbeitern durchgeführt werden sollten, die technisch kompetent sind. Alle Mäuse wurden in standardbelüfteten Käfigen in temperatur- un...

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	<li>Gill, S., Panda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Smartphone+App+Reveals+Erratic+Diurnal+Eating+Patterns+in+Humans+that+Can+Be+Modulated+for+Health+Benefits.">A Smartphone App Reveals Erratic Diurnal Eating Patterns in Humans that Can Be Modulated for Health Benefits.</a> Cell Metabolism. 22 (5), 789-798 (2015).</li><li>Longo, V. D., Panda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fasting,+Circadian+Rhythms,+and+Time-Restricted+Feeding+in+Healthy+Lifespan.">Fasting, Circadian Rhythms, and Time-Restricted Feeding in Healthy Lifespan.</a> Cell Metabolism. 23 (6), 1048-1059 (2016).</li><li>Longo, V. D., Mattson, M. 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D., 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=Intermittent+Fasting+Promotes+Fat+Loss+With+Lean+Mass+Retention,+Increased+Hypothalamic+Norepinephrine+Content,+and+Increased+Neuropeptide+Y+Gene+Expression+in+Diet-Induced+Obese+Male+Mice.">Intermittent Fasting Promotes Fat Loss With Lean Mass Retention, Increased Hypothalamic Norepinephrine Content, and Increased Neuropeptide Y Gene Expression in Diet-Induced Obese Male Mice.</a> Endocrinology. 157 (2), 679-691 (2016).</li><li>Kim, K. H., 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=Intermittent+fasting+promotes+adipose+thermogenesis+and+metabolic+homeostasis+via+VEGF-mediated+alternative+activation+of+macrophage.">Intermittent fasting promotes adipose thermogenesis and metabolic homeostasis via VEGF-mediated alternative activation of macrophage.</a> Cell Research. 27 (11), 1309-1326 (2017).</li><li>Lancaster, G. I., Henstridge, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Body+Composition+and+Metabolic+Caging+Analysis+in+High+Fat+Fed+Mice.">Body Composition and Metabolic Caging Analysis in High Fat Fed Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (135), (2018).</li><li>Ayala, J. 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H., 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=Thermogenesis-independent+metabolic+benefits+conferred+by+isocaloric+intermittent+fasting+in+ob/ob+mice.">Thermogenesis-independent metabolic benefits conferred by isocaloric intermittent fasting in ob/ob mice.</a> Scientific Reports. 9 (1), 2479 (2019).</li><li>Li, 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=Intermittent+Fasting+Promotes+White+Adipose+Browning+and+Decreases+Obesity+by+Shaping+the+Gut+Microbiota.">Intermittent Fasting Promotes White Adipose Browning and Decreases Obesity by Shaping the Gut Microbiota.</a> Cell Metabolism. 26 (4), 672-685 (2017).</li><li>Mitchell, S. 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=Daily+Fasting+Improves+Health+and+Survival+in+Male+Mice+Independent+of+Diet+Composition+and+Calories.">Daily Fasting Improves Health and Survival in Male Mice Independent of Diet Composition and Calories.</a> Cell Metabolism. 29 (1), 221-228 (2019).</li><li>Cignarella, F., 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=Intermittent+Fasting+Confers+Protection+in+CNS+Autoimmunity+by+Altering+the+Gut+Microbiota.">Intermittent Fasting Confers Protection in CNS Autoimmunity by Altering the Gut Microbiota.</a> Cell Metabolism. 27 (6), 1222-1235 (2018).</li><li>Martinez-Lopez, N., 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=System-wide+Benefits+of+Intermeal+Fasting+by+Autophagy.">System-wide Benefits of Intermeal Fasting by Autophagy.</a> Cell Metabolism. 26 (6), 856-871 (2017).</li><li>Lo Martire, 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=Changes+in+blood+glucose+as+a+function+of+body+temperature+in+laboratory+mice:+implications+for+daily+torpor.">Changes in blood glucose as a function of body temperature in laboratory mice: implications for daily torpor.</a> American Journal of Physiology: Endocrinology and Metabolism. 315 (4), 662-670 (2018).</li><li>Chaix, A., Zarrinpar, A., Miu, P., Panda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-restricted+feeding+is+a+preventative+and+therapeutic+intervention+against+diverse+nutritional+challenges.">Time-restricted feeding is a preventative and therapeutic intervention against diverse nutritional challenges.</a> Cell Metabolism. 20 (6), 991-1005 (2014).</li><li>Chaix, A., Lin, T., Le, H. D., Chang, M. W., Panda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-Restricted+Feeding+Prevents+Obesity+and+Metabolic+Syndrome+in+Mice+Lacking+a+Circadian+Clock.">Time-Restricted Feeding Prevents Obesity and Metabolic Syndrome in Mice Lacking a Circadian Clock.</a> Cell Metabolism. 29 (2), 303-319 (2019).</li><li>Wang, B., Chandrasekera, P. C., Pippin, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leptin-+and+leptin+receptor-deficient+rodent+models:+relevance+for+human+type+2+diabetes.">Leptin- and leptin receptor-deficient rodent models: relevance for human type 2 diabetes.</a> Current Diabetes Reviews. 10 (2), 131-145 (2014).</li><li>Pan, W. W., Myers, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leptin+and+the+maintenance+of+elevated+body+weight.">Leptin and the maintenance of elevated body weight.</a> Nature Reviews: Neuroscience. 19 (2), 95-105 (2018).</li><li>Jackson, D. S., Ramachandrappa, S., Clark, A. J., Chan, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melanocortin+receptor+accessory+proteins+in+adrenal+disease+and+obesity.">Melanocortin receptor accessory proteins in adrenal disease and obesity.</a> Frontiers in Neuroscience. 9, 213 (2015).</li><li>Tolson, K. P., 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=Postnatal+Sim1+deficiency+causes+hyperphagic+obesity+and+reduced+Mc4r+and+oxytocin+expression.">Postnatal Sim1 deficiency causes hyperphagic obesity and reduced Mc4r and oxytocin expression.</a> Journal of Neuroscience. 30 (10), 3803-3812 (2010).</li><li>Shimada, M., Tritos, N. A., Lowell, B. B., Flier, J. S., Maratos-Flier, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mice+lacking+melanin-concentrating+hormone+are+hypophagic+and+lean.">Mice lacking melanin-concentrating hormone are hypophagic and lean.</a> Nature. 396 (6712), 670-674 (1998).</li><li>Reitman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Of+mice+and+men+-+environmental+temperature,+body+temperature,+and+treatment+of+obesity.">Of mice and men - environmental temperature, body temperature, and treatment of obesity.</a> FEBS Letters. 592 (12), 2098-2107 (2018).</li><li>Chvedoff, M., Clarke, M. R., Irisarri, E., Faccini, J. M., Monro, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+housing+conditions+on+food+intake,+body+weight+and+spontaneous+lesions+in+mice.+A+review+of+the+literature+and+results+of+an+18-month+study.">Effects of housing conditions on food intake, body weight and spontaneous lesions in mice. A review of the literature and results of an 18-month study.</a> Food and Cosmetics Toxicology. 18 (5), 517-522 (1980).</li><li>Toth, L. A., Trammell, R. A., Ilsley-Woods, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+Between+Housing+Density+and+Ambient+Temperature+in+the+Cage+Environment:+Effects+on+Mouse+Physiology+and+Behavior.">Interactions Between Housing Density and Ambient Temperature in the Cage Environment: Effects on Mouse Physiology and Behavior.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (6), 708-717 (2015).</li></ol>

Es ist gut dokumentiert, dass IF positive auswirkungen auf verschiedene Krankheiten bei Mensch undTier8,15,16,17,18,19. Seine zugrunde liegenden Mechanismen, wie Autophagie und Darmmikrobiom, wurden vor kurzem aufgeklärt. Das vorgestellte Protokoll beschreibt ein isokalorisches 2:1 IF-Regime bei Mäusen zur Untersuchung kalo...

Moderner Lebensstil ist mit längerer täglicher Nahrungsaufnahmezeit und kürzeren Fastenzeitenverbunden 1. Dies trägt zur aktuellen globalen Fettleibigkeitsepidemie bei, mit metabolischen Nachteilen beim Menschen. Fasten wurde in der gesamten Geschichte der Menschheit praktiziert, und seine vielfältigen gesundheitlichen Vorteile umfassen längere Lebensdauer, reduzierte oxidative Schäden, und optimierte Energie Homöostase2,3. Unter mehreren Möglichkeiten, Fasten zu praktizieren, periodische Energieentzug, als intermittierendes Fasten (IF) bezeichnet, ist eine beliebte Diätmethode, die von der allgemeinen Bevölkerung aufgrund seiner einfachen und einfachen Therapie weit verbreitet ist. Jüngste Studien in präklinischen und klinischen Modellen haben gezeigt, dass IF gesundheitliche Vorteile bieten kann, die mit verlängertem Fasten und Kalorienrestriktion vergleichbar sind, was darauf hindeutet, dass IF eine potenzielle therapeutische Strategie für Adipositas und Stoffwechselerkrankungen sein kann2,3,4,5.
IF-Therapien variieren in Bezug auf Fastendauer und -häufigkeit. Alternatives Tagesfasten (d.h. 1 Tag Fütterung/1 Tag Fasten; 1:1 IF) war das am häufigsten verwendete IF-Regime bei Nagetieren, um seine positiven gesundheitlichen Auswirkungen auf Fettleibigkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen usw. zu untersuchen.2,3. Wie jedoch in früheren Studien6,7und weiter mechanistisch in unserer Energieaufnahmeanalyse bestätigt, ergibtsich8 , 1:1 IF-Ergebnisse in unterfütterung (80 %) aufgrund fehlender ausreichender Fütterungszeit, um den Energieverlust auszugleichen. Dies macht es unklar, ob die gesundheitlichen Vorteile von 1:1 IF durch Kalorienrestriktion oder Veränderung der Essgewohnheiten vermittelt werden. Daher wurde ein neues IF-Regime entwickelt, das hier gezeigt wird, bestehend aus einem 2-tägigen Fütterungs-/1-Tages-Fastenmuster (2:1 IF), das Mäusen genügend Zeit gibt, um die Nahrungsaufnahme zu kompensieren (99 %) und Körpergewicht. Diese Mäuse werden dann mit einer Ad libitum (AL)-Gruppe verglichen. Dieses Regime ermöglicht die Untersuchung der Auswirkungen von isokalorischem IF in Ermangelung einer Kalorienreduktion bei Wildtypmäusen.
Im Gegensatz dazu ist die AL-Fütterung in einem Mausmodell, das ein verändertes Fütterungsverhalten aufweist, möglicherweise keine richtige Kontrollbedingung, um die Auswirkungen von 2:1 IF zu vergleichen und zu untersuchen. Da beispielsweise Ob-/Ob-Mäuse (ein häufig verwendetes genetisches Modell für Adipositas) eine Hyperphagie aufgrund des Mangels an Leptin regulierenden Appetit und Sättigung aufweisen, weisen diejenigen mit 2:1 IF eine um 20 % reduzierte Kalorienaufnahme im Vergleich zu Ob/Ob-Mäusen mit AL-Fütterung auf. Um die Auswirkungen von IF bei ob/ob-Mäusen richtig zu untersuchen und zu vergleichen, muss daher eine Paarfütterungsgruppe als geeignete Kontrolle eingesetzt werden.
Insgesamt wird ein umfassendes Protokoll zur Durchführung isokalorischer 2:1 IF bereitgestellt, einschließlich der Verwendung einer Paarzuführung. Es wird weiter gezeigt, dass isokalorische 2:1 IF schützt Mäuse vor fettbedingter Ernährung-induzierte Fettleibigkeit und/oder metabolische Dysfunktion bei Wildtyp und Ob/ob Mäuse. Dieses Protokoll kann verwendet werden, um die positiven gesundheitlichen Auswirkungen von 2:1 IF auf verschiedene pathologische Erkrankungen einschließlich neurologischer Erkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs zu untersuchen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS)</td>
			<td>Columbus Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Indirect calorimeter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Glucose solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G8769</td>
			<td>For GTT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EchoMRI 3-in-1</td>
			<td>EchoMRI</td>
			<td>EchoMRI 3-in-1</td>
			<td>Body composition analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucometer and strips</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>Contour NEXT</td>
			<td>These are for GTT and ITT experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Fat Diet (45% Kcal% fat)</td>
			<td>Research Diets Inc.</td>
			<td>#D12451</td>
			<td>3.3 Kcal/g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Fat Diet (60% Kcal% fat)</td>
			<td>Research Diets Inc.</td>
			<td>#D12452</td>
			<td>4.73 Kcal/g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin</td>
			<td>El Lilly</td>
			<td>Humulin R</td>
			<td>For ITT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Strain: B6.Cg-Lepob/J</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>#000632</td>
			<td>Ob/Ob mouse</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Strain: C57BL/6J</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>#000664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal chow (17% Kcal% fat)</td>
			<td>Harlan</td>
			<td>#2918</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scale</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td></td>
			<td>Body weight and food intake measurement</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of the metabolic effects of isocaloric 2:1 intermittent fasting in mice

Intermittierendes Fasten (IF), eine diätetische Intervention mit periodischer Energieeinschränkung, wurde als zahlreiche Vorteile und gegen metabolische Anomalien. Bisher wurden verschiedene Arten von IF-Modellen mit unterschiedlichen Fasten- und Fütterungszeiten dokumentiert. Die Interpretation der Ergebnisse ist jedoch eine Herausforderung, da viele dieser Modelle multifaktorielle Beiträge aus Zeit- und Kalorienrestriktionsstrategien beinhalten. Beispielsweise kann das alternative Tagesfastenmodell, das häufig als Nagetier-IF-Therapie verwendet wird, zu einer Unterfütterung führen, was darauf hindeutet, dass der nutzende Gesundheitsnutzen dieser Intervention wahrscheinlich sowohl über Kalorienrestriktions- als auch über Fasten-Refeeding-Zyklen vermittelt wird. Kürzlich wurde erfolgreich nachgewiesen, dass 2:1 IF, bestehend aus 1 Fastentag und 2 Tagen Fütterung, Schutz vor ernährungsbedingter Fettleibigkeit und metabolischen Verbesserungen bieten kann, ohne dass die Gesamtkalorienaufnahme reduziert wird. Hier wird ein Protokoll dieser isokalorischen 2:1 IF Intervention bei Mäusen vorgestellt. Ebenfalls beschrieben ist ein Paarfütterungsprotokoll (PF), das erforderlich ist, um ein Mausmodell mit verändertem Essverhalten, wie Hyperphagie, zu untersuchen. Mit dem 2:1 IF-Regime wird gezeigt, dass isokalorisches IF zu einer reduzierten Körpergewichtszunahme, einer verbesserten Glukosehomöostase und einem erhöhten Energieaufwand führt. Daher kann dieses Regime nützlich sein, um die gesundheitlichen Auswirkungen von IF auf verschiedene Krankheitszustände zu untersuchen.

Abbildung 1 zeigt die Fütterungsanalysen nach 24 h Fasten und den Vergleich zwischen 1:1 und 2:1 intermittierendem Fasten. Eine 24-Stunden-Fastenzeit führte zu einer Verringerung des Körpergewichts um 10 %, die nach 2 Tagen Wiederfütterung vollständig wiederhergestellt wurde (Abbildung 1A). Eine 24 h Fastenzeit induzierte Hyperphagie während der folgenden 2 Tage der Nachfütterung (Abbildung 1B</strong...

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Assessment of the Metabolic Effects of Isocaloric 2:1 Intermittent Fasting in Mice

Der aktuelle Artikel beschreibt ein detailliertes Protokoll für isokalorisches 2:1 intermittierendes Fasten zum Schutz und zur Behandlung vor Fettleibigkeit und gestörtem Glukosestoffwechsel bei Wildtyp- und Ob-/Ob-Mäusen.

Bewertung der metabolischen Wirkungen des isokalorischen 2:1 Intermittierendes Fasten bei Mäusen

Intermittent fasting (IF), a dietary intervention involving periodic energy restriction, has been considered to provide numerous benefits and counteract ...

Zwei zu eins intermittentt Fasten-Regime besteht aus einem Tag des Fastens gefolgt von zwei Tagen Fütterung ermöglicht es, die Auswirkungen der diätetischen Interventionen mit periodischen Energiebeschränkung enertherung summieren, anstatt die Auswirkungen der Kalorienzufuhr. Im Gegensatz zum alternativen Tagesfasten, das dazu führt, dass die Unterfütterung zwei bis eins intermittierendes Fasten den Mäusen genügend Zeit gibt, um den Energieverlust und die Gewichtsreduktion des Körpers, die während des Fastens auftreten, vollständig zu kompensieren. Dies ermöglicht es Wissenschaftlern, die Auswirkungen des periodischen Fastens unabhängig von der Kalorienzufuhr zu untersuchen.Zwei zu eins intermittierendes Fasten fördert eine Reihe von Vorteilen gegen Ernährung bei Fettleibigkeit und damit verbundene metabolische Dysfunktion einschließlich beeinträchtigter Glukose Homöostase und Fettleber-Krankheit verwendet. Dieses Protokoll kann leicht an eine fünf- bis zweidiäte Therapie angepasst werden, die aus fünf Tagen Fütterung und zwei Tagen Fasten oder zeitlich eingeschränkter Fütterung besteht, bei der der Zugang zu Lebensmitteln auf acht Stunden pro Tag begrenzt ist. Wenn man ein Mausmodell verwendet, das alternatives Fütterungsverhalten, wie Hyperphagie, zeigt, ist ad libitum feeding möglicherweise keine richtige Kontrollbedingung.In diesem Fall ist eine Paarfütterungsregel erforderlich, um die Auswirkungen des intermittierenden Fastens zu untersuchen und zu vergleichen. Beginnen Sie mit der Vorbereitung einer normalen Diät oder einer fettreichen Ernährung für schlanke und diätinduzierte Adipositas-Mausmodelle. Messen Sie das Grundgewicht und die Zusammensetzung jeder sieben Wochen alten männlichen C57BL/6J Maus mit einer Skala bzw. EchomRI.Basierend auf dem Gewicht und der Körperzusammensetzung werden die Mäuse nach dem Zufallsprinzip und gleichmäßig in zwei Gruppen unterteilt: ad libitum oder AL, ein intermittierendes Fasten oder IF-Gruppen. Legen Sie dann zwei oder drei Mäuse pro Käfig, um sicherzustellen, dass die Mäuse freien Zugang zu Trinkwasser haben. Erlauben Sie den Mäusen eine Woche, sich an die neue Käfigumgebung zu akklimatisieren, bevor Sie mit dem IF-Regime beginnen.Wenn Sie bereit sind, die Fastenzeit zu beginnen, bewegen Sie die Mäuse um 12:00 Uhr in einen sauberen Käfig mit frischem Bett.m zeug. Geben Sie der AL-Gruppe eine gewichtete Menge an Lebensmitteln zur Verfügung. Kein Essen für die IF-Gruppe.Nach 24 Stunden wiegen Sie die Mäuse in beiden Gruppen sowie die übrig gebliebenen Lebensmittel in den AL-Käfigen. Um 12:00 p.m, eine gewichtete Menge an Nahrung für AL- und IF-Gruppen zur Verfügung stellen.Sobald die Fütterungszeit vorbei ist, messen Sie das Gewicht der Mäuse und die übrig gebliebenen Lebensmittel. Wiederholen Sie den Zyklus für die Dauer der Studie. Richten Sie für die Dauer des Experiments eine Paarfütterungoder PF-gesteuerte Gruppe ein, um einen kalorienunabhängigen Vergleich mit IF zu gewährleisten. Messen Sie die Menge der von der IF-Gruppe verbrauchten Lebensmittel.Teilen Sie es gleichmäßig in drei Portionen und geben Sie eine Portion täglich an die PF-Kontrolle. Bei der Arbeit mit Tieren mit verändertem Essverhalten, wie Hyperphagie, ist es wichtig, der paargefütterten Kontrollgruppe täglich eine gleiche Menge Nahrung zur Verfügung zu stellen, um Zuverhindern, dass Mäuse das Essen auf einmal essen. Um die Körperzusammensetzung der Mäuse zu analysieren, schalten Sie den Körperzusammensetzungsanalysator ein und lassen Sie die Maschine für zwei bis drei Stunden an, um sich aufzuwärmen.Führen Sie vor der Verwendung einen Systemtest durch, um die Messgenauigkeit sicherzustellen. Und wenn nötig, kalibrieren Sie das System mit Rapsöl. Messen Sie das Körpergewicht jeder Maus.Dann legen Sie es in den kleinen tierischen zylindrischen Halter. Legen Sie ein Trennzeichen ein, um die physische Bewegung der Maus während der Messung einzuschränken. Platzieren Sie den Halter in den Körperzusammensetzungsanalysator.Führen Sie das Scanprogramm aus, das 90 bis 120 Sekunden dauern sollte. Entfernen Sie dann den Halter aus dem Gerät. Legen Sie die Maus wieder in den Käfig.Führen Sie einen Glukose- und Insulintoleranztest durch, um die Auswirkungen des intermittierenden Fastens auf die Glukosehomöostase zu untersuchen. Führen Sie nach dem Übernacht- oder sechsstündigen Fasten eine intraperitoneale Injektion von Glukose oder Insulin an jeder Maus durch. Messen Sie dann den Blutzucker bei 0, 5, 15, 30, 60 und 120 Minuten nach der Injektion mit einem Glukometer.Um die Auswirkungen des intermittierenden Fastens auf den Energiestoffwechsel zu untersuchen, führen Sie indirekte Kalorimetrie über einen einzigen Zyklus von IF durch. Nachdem sich die Mäuse an das System gewöhnt haben, beschleunigen Sie sie, indem Sie Nahrung und Krümel aus dem Trichter und dem Boden des Käfigs entfernen. Wiedereinführung der Nahrung nach 24 Stunden für die zweitägige Nachfütterungszeit. Am Ende des IF-Zyklus, bringen Sie die Mäuse zurück in ihren ursprünglichen Käfig und sammeln Daten aus dem Programm.Die Mäuse, die 24 Stunden lang fasteten, erlitten eine bis zu 10%ige Reduktion des Körpergewichts, die nach zwei Tagen der Wiederfütterung vollständig wiederhergestellt wurde. Beim Vergleich der Energieaufnahme zwischen eins zu eins und zwei zu einem intermittierenden Fasten wurde festgestellt, dass ein Tag der Nachfütterungnichtgenügend nicht ausreichte, um den Kalorienverlust zu kompensieren, der während des Fastens auftrat. Im Vergleich zu AL führte die IF-Behandlung zu einem geringeren Anstieg des Körpergewichts bei Wildtyp-Mäusen, die mit normaler Chow- oder fettarmer Ernährung gefüttert wurden, ohne signifikante Unterschiede in der Nahrungsaufnahme.Die Analyse der Körperzusammensetzung ergab, dass IF die Fettmasse reduzierte, ohne die magere Masse bei Wildmäusen zu verändern. Experimente mit der Paarfütterungskontrolle bestätigten, dass die verringerte Körpergewichtszunahme durch IF nicht auf eine veränderte Energieaufnahme bei Wildmäusen zurückzuführen war. In genetisch fettleibigen, ob/ob, Mäusen war die Kontrollgruppe von Mäusen jedoch in Körpergewicht und Körperzusammensetzung nicht von der IF-Gruppe zu unterscheiden.Glukose- und Insulintoleranztests zeigten, dass fettreiche Diät-IF-Mäuse eine signifikante Verbesserung der Glukosehomöostase im Vergleich zu fettreichen Diät-AL- und fettreichen, von Paaren gefütterten Mäusen aufwiesen. Bei Ob-/Ob-Mäusen zeigte die IF-Gruppe eine signifikant verbesserte Glukosebehandlung mit kleineren Glukoseexkursionen im Vergleich zur paargefütterten Kontrollgruppe mit unbeeinflusster Insulinempfindlichkeit. Ein weiterer metabolischer Effekt von IF, der bei Wildtypmäusen festgestellt wurde, war ein höherer Sauerstoffverbrauch, der auf den Energieverbrauch speziell während der Fütterungszeit hindeutet.Das Fütterungsverhalten von Mäusen kann durch Umweltfaktoren wie Die Wohnungsdichte beeinflusst werden. Daher ist es wichtig, die gleiche Anzahl von Mäusen pro Käfig zwischen Gruppen und im Laufe der Studie untergebracht zu halten. Bei der Verwendung eines neuen Mausmodells wird empfohlen, das Fütterungsverhalten zu untersuchen, bevor ein intermittierendes Fastenexperiment durchgeführt wird.Isokalorisches Zwei-zu-eins-Fasten kann leicht auf andere Krankheitsmodelle wie Diabetes, Herzerkrankungen, Arteriosklerose und neurologische Erkrankungen angewendet werden.

Research

JoVE Journal

Biology

Stable Isotopic Profiling of Intermediary Metabolic Flux in Developing and Adult Stage Caenorhabditis elegans

Stable Isotopic Profiling of Intermediary Metabolic Flux in Developing and Adult Stage Caenorhabditis elegans

Stabilen Isotopen Profiling von Intermediary Metabolic Flux in Entwicklungs-und Erwachsenen-Stadium Caenorhabditis elegans</em

Stable isotopic profiling has long permitted sensitive investigations of the metabolic consequences of genetic mutations and/or pharmacologic therapies in ...

Forschung

Biologie

Assessment of Calcium Sparks in Intact Skeletal Muscle Fibers

Bewertung von Calcium in Sparks Intact Skelettmuskelfasern

Maintaining homeostatic Ca2+ signaling is a fundamental physiological process in living cells. Ca2+ sparks are the elementary units of Ca2+ signaling in ...

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Messung der Stoffwechselrate in<em&gt; Drosophila</em&gt; Mit Respirationstest

Metabolic disorders are a frequent problem affecting human health. Therefore, understanding the mechanisms that regulate metabolism is a crucial ...

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Verfahren zur Beurteilung der Auswirkungen einer Reihe von Wellenlängen und Intensitäten von Rot / Nah-Infrarot-Licht-Therapie auf oxidativen Stress<em&gt; In-vitro-</em

Red/near-infrared light therapy (R/NIR-LT), delivered by laser or light emitting diode (LED), improves functional and morphological outcomes in a range of ...

Quantitation of Endothelial Cell Adhesiveness In Vitro

Quantitation of Endothelial Cell Adhesiveness In Vitro

Die Quantifizierung der Endothelial Cell Haftfähigkeit<em&gt; In-vitro-</em

One of the cardinal processes of inflammation is the infiltration of immune cells from the lumen of the blood vessel to the surrounding tissue. This ...

Isolation of Mitochondria from Minimal Quantities of Mouse Skeletal Muscle for High Throughput Microplate Respiratory Measurements

Isolierung von Mitochondrien von minimalen Mengen an Maus-Skelettmuskel für die Hochdurchsatz-Mikroplatten-Atemmessungen

Dysfunctional skeletal muscle mitochondria play a role in altered metabolism observed with aging, obesity and Type II diabetes. Mitochondrial ...

Gap Junctional Intercellular Communication: A Functional Biomarker to Assess Adverse Effects of Toxicants and Toxins, and Health Benefits of Natural Products

Interzelluläre Gap Junction-Kommunikation: Eine funktionelle Biomarker zur Beurteilung Unerwünschte Auswirkungen von Schadstoffen und Toxinen und gesundheitlichen Vorteile von Natural Products

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

Mixed Primary Cultures of Murine Small Intestine Intended for the Study of Gut Hormone Secretion and Live Cell Imaging of Enteroendocrine Cells

Gemischte Primärkulturen von Murine Duenndarm bestimmt zur Untersuchung von Gut Hormonausschüttung und Live Cell Imaging von enteroendokrinen Zellen

The gut is the largest endocrine organ of the body, with hormone-secreting enteroendocrine cells located along the length of the gastrointestinal ...

A Method to Assess Bacteriocin Effects on the Gut Microbiota of Mice

Eine Methode zur Beurteilung von Bakteriocin-Wirkungen auf die Gut-Mikrobiota von Mäusen

Very intriguing questions arise with our advancing knowledge on gut microbiota composition and the relationship with health, particularly relating to the ...

Medium-throughput Screening Assays for Assessment of Effects on Ca2+-Signaling and Acrosome Reaction in Human Sperm

Medium-throughput Screening Assays for Assessment of Effects on Ca2+-Signaling and Acrosome Reaction in Human Sperm

Medium-Throughput Screening Tests zur Beurteilung der Auswirkungen auf Ca2 +-Signalisierung und Akrosom Reaktion in menschliches Sperma

Ca2+-signaling is essential to normal sperm cell function and male fertility. Similarly, the acrosome reaction is vital for the ability of a human sperm ...