Name: assessment of the metabolic effects of isocaloric 2:1 intermittent fasting in mice
Uploaded: 2019-11-27T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of the Metabolic Effects of Isocaloric 2:1 Intermittent Fasting in Mice at JoVE.com

K.-H. K היה נתמך על ידי הקרן לב ושבץ של קנדה גרנט בסיוע (G-18-0022213), J. P. קרן ביקל ו אוניברסיטת אוטווה מכון הלב הקרן למעלה; ח.-K.S. היה נתמך על ידי מענקים מן המכונים הקנדיים לחקר הבריאות (PJT-162083), ראובן והלן דניס המלומד ופרס החוקר החדש הפיננסי של יום ראשון לחקר הסוכרת של בנטינג & מרכז הסוכרת הטוב ביותר (BBDC) ומדעי הטבע והמועצה למחקר הנדסי (NSERC) של קנדה (RGPIN-2016-06610). R.Y.K. היתה נתמכת על ידי מחבר מאוניברסיטת אוטווה הקרן למחקר קרדיולוגיה. J.H.L. היה נתמך על ידי מלגת הדוקטורט NSERC ומלגת בוגרת אונטריו. בן היה נתמך על ידי UOHI בוגר פרס והמלכה אליזבת השנייה בוגרת מלגה במדע וטכנולוגיה.

כל השיטות והפרוטוקולים כאן אושרו על ידי ועדות טיפול בעלי חיים ב טיפול בעלי חיים וטרינרי שירות (ACVS) של אוניברסיטת אוטווה והמרכז לפנוגנומיקה (TCP) ולהתאים את הסטנדרטים של המועצה הקנדית על טיפול בבעלי חיים. יש לציין כי כל ההליכים המתוארים כאן צריכים להתבצע תחת אישור מוסדי וממשלתי, כמו גם על ידי ...

<ol>
	<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. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fasting:+molecular+mechanisms+and+clinical+applications.">Fasting: molecular mechanisms and clinical applications.</a> Cell Metabolism. 19 (2), 181-192 (2014).</li><li>Patterson, R. E., 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+and+Human+Metabolic+Health.">Intermittent Fasting and Human Metabolic Health.</a> Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics. 115 (8), 1203-1212 (2015).</li><li>Fontana, L., Partridge, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Promoting+health+and+longevity+through+diet:+from+model+organisms+to+humans.">Promoting health and longevity through diet: from model organisms to humans.</a> Cell. 161 (1), 106-118 (2015).</li><li>Boutant, M., 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=SIRT1+Gain+of+Function+Does+Not+Mimic+or+Enhance+the+Adaptations+to+Intermittent+Fasting.">SIRT1 Gain of Function Does Not Mimic or Enhance the Adaptations to Intermittent Fasting.</a> Cell Reports. 14 (9), 2068-2075 (2016).</li><li>Gotthardt, J. 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. E., 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=Standard+operating+procedures+for+describing+and+performing+metabolic+tests+of+glucose+homeostasis+in+mice.">Standard operating procedures for describing and performing metabolic tests of glucose homeostasis in mice.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 3 (9-10), 525-534 (2010).</li><li>Heijboer, A. 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=Sixteen+h+of+fasting+differentially+affects+hepatic+and+muscle+insulin+sensitivity+in+mice.">Sixteen h of fasting differentially affects hepatic and muscle insulin sensitivity in mice.</a> Journal of Lipid Research. 46 (3), 582-588 (2005).</li><li>McGuinness, O. P., Ayala, J. E., Laughlin, M. R., Wasserman, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIH+experiment+in+centralized+mouse+phenotyping:+the+Vanderbilt+experience+and+recommendations+for+evaluating+glucose+homeostasis+in+the+mouse.">NIH experiment in centralized mouse phenotyping: the Vanderbilt experience and recommendations for evaluating glucose homeostasis in the mouse.</a> American Journal of Physiology: Endocrinology and Metabolism. 297 (4), 849-855 (2009).</li><li>Jorgensen, M. S., Tornqvist, K. S., Hvid, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calculation+of+Glucose+Dose+for+Intraperitoneal+Glucose+Tolerance+Tests+in+Lean+and+Obese+Mice.">Calculation of Glucose Dose for Intraperitoneal Glucose Tolerance Tests in Lean and Obese Mice.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 56 (1), 95-97 (2017).</li><li>Nagy, C., Einwallner, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+In+Vivo+Glucose+Metabolism+in+High-fat+Diet-fed+Mice+Using+Oral+Glucose+Tolerance+Test+(OGTT)+and+Insulin+Tolerance+Test+(ITT).">Study of In Vivo Glucose Metabolism in High-fat Diet-fed Mice Using Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) and Insulin Tolerance Test (ITT).</a> Journal of Visualized Experiments. (131), 56672 (2018).</li><li>Kim, Y. 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>

זה היה מתועד היטב כי אם מספק השפעות בריאותיות מועילות על מחלות שונות בבני אדם ובעלי חיים8,15,16,17,18,19. המנגנונים הבסיסיים שלה, כגון המעי האוטומטי ומיקרובידום המעיים, הובהר לאחרונה. הפר...

אורח החיים המודרני קשור לזמן צריכת מזון יומיומי ארוך יותר ותקופות צום קצר יותר1. זה תורם מגיפת ההשמנה הגלובלית הנוכחית, עם חסרונות מטבולית לראות בני אדם. צום התאמן במהלך ההיסטוריה האנושית, ואת היתרונות הבריאותיים המגוונים שלה כוללים תוחלת חיים ממושכת, נזק חמצוני מופחת, ו אופטימיזציה הומאוסטזיס אנרגיה2,3. בין מספר דרכים לתרגל צום, מניעת אנרגיה תקופתית, כינה צום לסירוגין (IF), היא שיטה תזונתיים פופולרית הנהוגה באופן נרחב על ידי האוכלוסייה הכללית בשל משטר קל ופשוט שלה. מחקרים שנעשו לאחרונה במודלים פרה-קליניים וקליניים הוכיחו כי אם ניתן לספק יתרונות בריאותיים הדומים להגבלה ממושכת של צום וקלוריק, מציע שאם יכולה להיות אסטרטגיה טיפולית פוטנציאלית להשמנת יתר ומחלות מטבוליות2,3,4,5.
אם משטרי משתנה במונחים של משך צום ותדירות. יום חלופי צום (כלומר, 1 יום האכלה/1 יום צום; 1:1 IF) כבר בשימוש הנפוץ ביותר אם משטר מכרסמים לחקור את ההשפעות הבריאותיות המועילה שלה על השמנת יתר, מחלות לב וכלי דם, מחלות ניווניות, וכו '2,3. עם זאת, כפי שמוצג במחקרים קודמים6,7, ועוד מכונאי אישר בניתוח צריכת האנרגיה שלנו8, 1:1 אם תוצאות האכלה (~ 80%) בשל חוסר זמן האכלה מספיק כדי לפצות על אובדן אנרגיה. זה הופך את זה לא ברור אם היתרונות הבריאותיים שהוענקו על ידי 1:1 אם הם מתווכת על ידי הגבלת קלוריות או שינוי של דפוסי אכילה. לכן, משטר IF חדש פותחה ומוצגת כאן, הכוללת של 2 יום האכלה/1 יום צום (2:1 IF) דפוס, אשר מספק עכברים עם זמן מספיק כדי לפצות על צריכת המזון (~ 99%) ומשקל הגוף. עכברים אלה מושווים לקבוצת ad libitum (אל). משטר זה מאפשר בדיקת ההשפעות של isocaloric אם בהעדר הפחתת קלוריות בעכברים מסוג פראי.
לעומת זאת, במודל העכבר שמוצגים התנהגות האכלה, האכלה אל לא יכול להיות מצב שליטה מתאים כדי להשוות ולבחון את ההשפעות של 2:1 IF. לדוגמה, מאז ob/ob עכברים (מודל גנטי נפוץ עבור השמנת יתר) התערוכה hyperphagia בשל חוסר לפטין הוויסות התיאבון והשובע, אלה עם 2:1 IF מוצג ~ 20% צריכת הקלוריות מופחתת בהשוואה ob/ob עכברים עם האכלה אל. כך, כדי לבחון ולהשוות את ההשפעות של IF ב ob/ob עכברים, קבוצה האכלה זוג כפקד מתאים צריך להיות מועסק.
בסך הכל, פרוטוקול מקיף מסופק לבצע isocaloric 2:1 IF, כולל שימוש בבקרת האכלה זוג. זה הוכיח עוד כי isocaloric 2:1 אם מגן על עכברים מפני השמנה גבוהה תזונה שומן המושרה ו/או תפקוד מטבולית בשני פראי סוג ו ob/ob עכברים. פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לבחון את ההשפעות הבריאותיות המומלצות של 2:1 אם בתנאים פתולוגיים שונים, כולל הפרעות נוירולוגיות, מחלות לב וכלי דם וסרטן.

<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

צום לסירוגין (IF), התערבות תזונתיים מעורבים הגבלת אנרגיה תקופתית, נחשב לספק יתרונות רבים ולנטרל חריגות מטבולית. עד כה, סוגים שונים של מודלים IF עם משכים שונים של תקופות צום והאכלה תועדו. עם זאת, פענוח התוצאות הוא מאתגר, כפי שרבים מדגמים אלה כוללים תרומות רב עצרת מתוך אסטרטגיות הגבלת זמן וקלוריות. לדוגמה, מודל הצום החלופי של היום, המשמש לעתים קרובות כמשטר IF מכרסם, יכול לגרום האכלה, מציע כי היתרונות הבריאותיים מהתערבות זו צפויים לתווך דרך שתי הגבלת הקלוריות ומחזורי האכלה מחדש הצום. לאחרונה, זה כבר הראה בהצלחה כי 2:1 IF, המורכב 1 יום של צום ואחריו 2 ימים של האכלה, יכול לספק הגנה מפני השמנת יתר דיאטה ושיפורים מטבוליים ללא הפחתה של צריכת הקלוריות הכוללת. מוצג כאן הוא פרוטוקול של isocaloric 2:1 אם התערבות בעכברים. המתואר גם הוא פרוטוקול של האכלה זוגית (PF) הנדרש כדי לבדוק מודל העכבר עם התנהגויות אכילה שונה, כגון hyperphagia. באמצעות 2:1 IF משטר, זה הוכיח כי isocaloric אם מובילה לעלייה במשקל הגוף מופחת, שיפור הומאוסטזיס גלוקוז, והוצאות אנרגיה מוגבר. לפיכך, משטר זה עשוי להיות שימושי כדי לחקור את ההשפעות הבריאותיות של IF בתנאי מחלה שונים.

איור 1 מציג את ניתוחי האכלה לאחר הצום 24 h ואת ההשוואה בין 1:1 ו 2:1 לסירוגין צום. תקופת צום של 24 שעות הביא לירידה של ~ 10% במשקל הגוף, אשר התאושש לגמרי לאחר 2 ימים של האכלה מחדש (איור 1א). תקופת צום של 24 שעות הנגרמת hyperphagia במהלך 2 הימים הבאים של האכלה מחדש (<strong cl...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of the Metabolic Effects of Isocaloric 2:1 Intermittent Fasting in Mice at JoVE.com

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

המאמר הנוכחי מתאר פרוטוקול מפורט עבור isocaloric 2:1 הצום לסירוגין להגן ולטפל נגד השמנת יתר ומטבוליזם הגלוקוז לקוי בסוג פראי ו ob/ob עכברים.

הערכה של ההשפעות המטבולית של Isocaloric 2:1 לסירוגין צום בעכברים

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

משטר צום של שניים לאחד לסירוגין מורכב מיום אחד של צום ואחריו יומיים של האכלה מאפשר ללמוד את ההשפעות של התערבויות תזונתיות הכרוכות בהגבלת אנרגיה תקופתית ולא את ההשפעות של צריכת הקלוריות. שלא כמו צום יום חלופי, אשר תוצאות תחת האכלה 2-1 צום לסירוגין מספק עכברים עם מספיק זמן כדי לפצות באופן מלא על אובדן אנרגיה וירידה במשקל הגוף, אשר קורה במהלך צום. זה מאפשר למדענים לבחון את ההשפעות של צום תקופתי ללא תלות בצריכת הקלוריות.שניים לאחד צום לסירוגין מקדם מספר יתרונות נגד דיאטה בשימוש השמנת יתר, תפקוד מטבולי הקשורים כולל הונוסטזיס גלוקוז לקוי ומחלות כבד שומני. פרוטוקול זה יכול להיות מותאם בקלות משטר דיאטה חמש עד שתיים המורכב מחמישה ימים של האכלה ויומיים של צום או זמן מוגבל האכלה שבו הגישה למזון מוגבל לשמונה שעות ביום. אם אדם משתמש במודל עכבר, המציג התנהגות הזנה חלופית, כגון היפרפגיה, האכלה אד ליביטום לא יכול להיות מצב שליטה נאותה.במקרה זה, כלל הזנה זוג יידרש לבחון ולהשוות את ההשפעות של צום לסירוגין. התחל על ידי הכנת דיאטה נורמלית או דיאטה עתירת שומן עבור מודלים עכבר רזה ותואטה המושרה השמנת יתר. למדוד את משקל הגוף הבסיסי ואת הרכב של כל עכבר זכר בן שבעה שבועות C57BL / 6J באמצעות סולם EchomRI, בהתאמה.בהתבסס על תוצאות המשקל והרכב הגוף באופן אקראי ושווה לחלק את העכברים לשתי קבוצות:עד ליביטום או AL, צום לסירוגין או קבוצות IF. לאחר מכן, מקום שניים או שלושה עכברים לכל כלוב להבטיח כי העכברים יש גישה חופשית למי שתייה. אפשר לעכברים שבוע להתאקלם לסביבת הכלוב החדשה לפני תחילת משטר IF.כאשר מוכנים להתחיל את תקופת הצום, להעביר את העכברים לכלוב נקי עם מצעים טריים בשעה 12:00 .m. ספק כמות משוקללת של מזון לקבוצת AL. אין אוכל לקבוצת IF.לאחר 24 שעות, שוקלים את העכברים בשתי הקבוצות, כמו גם את שאריות המזון בכלובי AL. בשעה 12:00 .m, לספק כמות משוקלל של מזון הן AL ו- IF קבוצות.לאחר תקופת האכלה היא מעל למדוד את המשקל של העכברים ושאריות מזון. חזור על המחזור למשך המחקר. הגדר זוג האכלה או קבוצה מבוקרת PF למשך הניסוי על מנת להבטיח השוואה עצמאית קלוריות ל- IF. למדוד את כמות המזון הנצרכת על ידי הקבוצה IF.מחלקים אותו באופן שווה לשלוש מנות ומספקים מנה אחת ביום לבקרת PF. כאשר עובדים עם בעלי חיים עם התנהגויות אכילה משתנות, כגון היפרפגיה, חשוב מאוד לספק כמות שווה של מזון מדי יום לקבוצת הביקורת הזוגית כדי למנוע מעכברים לאכול את המזון בבת אחת. כדי לנתח את הרכב הגוף של העכברים להפעיל את מנתח הרכב הגוף, ולהשאיר את המכונה על במשך שעתיים עד שלוש שעות כדי להתחמם.לפני השימוש בו, הפעל בדיקת מערכת כדי להבטיח דיוק מדידה. ואם יש צורך, לכייל את המערכת עם שמן קנולה. למדוד את משקל הגוף של כל עכבר.לאחר מכן, מניחים אותו במחזיק גלילי בעלי חיים קטן. הוסף מפריד כדי להגביל את התנועה הפיזית של העכבר במהלך המדידה. מניחים את המחזיק לתוך מנתח הרכב הגוף.הפעל את תוכנית הסריקה, שאמורה להימשך 90 עד 120 שניות. לאחר מכן, הסר את המחזיק מהציוד. שים את העכבר בחזרה בכלוב.ביצוע בדיקת סובלנות לגלוקוז ואינסולין כדי לבחון את ההשפעות של צום לסירוגין על הונוסטזיס גלוקוז. לאחר צום של לילה או שש שעות, יש לבצע הזרקה תוך-לידתית של גלוקוז או אינסולין על כל עכבר. לאחר מכן, למדוד את רמת הגלוקוז בדם ב 0, 5, 15, 30, 60, ו 120 דקות לאחר הזרקת באמצעות גלוקומטר.כדי לחקור את ההשפעות של צום לסירוגין על חילוף החומרים של האנרגיה, לבצע קלורימטריה עקיפה על מחזור אחד של IF. לאחר שהעכברים התאקלם במערכת, צם אותם על ידי הסרת מזון ופירורי הופר ותחתית הכלוב. הצג מחדש מזון לאחר 24 שעות לתקופת ההזנה מחדש בת יומיים. בסוף מחזור IF, להחזיר את העכברים בחזרה לכלוב המקורי שלהם ולאסוף נתונים מהתוכנית.העכברים צמים במשך 24 שעות חוו ירידה של עד 10% במשקל הגוף, אשר התאושש לחלוטין לאחר יומיים של הזנה מחדש. כאשר משווים את צריכת האנרגיה בין אחד לאחד לשניים לצום אחד לסירוגין, נמצא כי יום אחד של תקופת הזנה מחדש לא היה מספיק כדי לפצות על הקלוריות שאבדו שהתרחשו בזמן הצום. בהשוואה ל- AL, טיפול IF הוביל לעלייה במשקל הגוף התחתון בעכברים מסוג בר המוזנים עם אוכל רגיל או דיאטה עתירת שומן ללא הבדלים משמעותיים בצריכת המזון.ניתוח הרכב הגוף גילה כי IF מופחת מסת שומן מבלי לשנות מסה רזה בעכברים מסוג בר. ניסויים עם בקרת האכלה זוג אישר כי עלייה במשקל הגוף ירד על ידי IF לא היה בשל צריכת אנרגיה שונה בעכברים מסוג בר. עם זאת, בהשמנת יתר גנטית, ob /ob, עכברים זוג האכילו קבוצת ביקורת היה בלתי ניתן להבחנה מן הקבוצה IF במשקל הגוף והרכב הגוף.בדיקות גלוקוז וסובלנות לאינסולין הראו כי דיאטה עתירת שומן אם עכברים הראו שיפור משמעותי בהומאסטאזיס גלוקוז בהשוואה לתזונת שומן גבוהה AL ועכברים עתירי תזונה עתירי שומן. בעכברים ob/ob, קבוצת IF הציגה שיפור משמעותי בטיפול בגלוקוז עם טיולי גלוקוז קטנים יותר בהשוואה לקבוצת הביקורת שניזונה מזוג עם רגישות לאינסולין שלא הושפעה. השפעה מטבולית נוספת של IF שצוינה בעכברים מסוג פראי הייתה צריכת חמצן גבוהה יותר המעידה על הוצאות האנרגיה במיוחד בתקופת ההאכלה.התנהגות האכלה של עכברים יכולה להיות מושפעת מגורמים סביבתיים כולל צפיפות הדיור. לכן, חשוב לשמור על אותו מספר של עכברים שוכנים לכל כלוב בין קבוצות במהלך המחקר. בעת שימוש במודל עכבר חדש, מומלץ לבחון את התנהגות ההזנה לפני ביצוע ניסוי צום לסירוגין.ניתן ליישם בקלות צום איסוקלורי שניים עד אחד לסירוגין על מודלים אחרים של מחלות, כולל סוכרת, מחלות לב, טרשת עורקים ומחלות נוירולוגיות.

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

פרופיל איזוטופים יציבים של שטף מטבולית מתווך בשלב פיתוח למבוגרים Caenorhabditis elegans</em

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

Assessment of Calcium Sparks in Intact Skeletal Muscle Fibers

הערכה של סידן ניצוצות בסיבי שריר שלד שלמים

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

מדידה של קצב חילוף החומרים ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; באמצעות Respirometry

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

שיטה להערכת ההשפעות של טווח של אורכי גל ועוצמות של אדום / טיפול באור האינפרה-אדום קרוב בסטרס חמצוני<em&gt; במבחנה</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

כימות של דביקות תא האנדותל<em&gt; במבחנה</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

בידוד של המיטוכונדריה מכמויות מינימליות של שרירי שלד עכבר למדידות תפוקה גבוהה microplate נשימה

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

גאפ junctional אינטר תקשורת: ביומרקר פונקציונלית להערכת תופעות לוואי של toxicants ורעלים, ואת היתרונות הבריאותיים של מוצרים טבעיים

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

תרבויות עיקריות מעורבות של Murine מעי דק המיועד לחקר הפרשת הורמון גוט וההדמיה של תא חי תאי Enteroendocrine

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

שיטה להעריך אפקטים Bacteriocin על מיקרוביוטה המעיים של עכברים

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

הקרנת מבחני עבור הערכה של השפעות על Ca2 +תפוקה בינונית-איתות ותגובה Acrosome זרע אנושי

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 ...