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Análisis de impedancia bioeléctrica y antropometría para la determinación de la composición corporal en ratas: efectos de dietas ricas en grasas y sacarosa
Bioimpedancia eléctrica y antropometría en la determinación de la composición corporal de ratas: efectos de dietas ricas en lípidos y sacarosa
Larissa Rodrigues Neto AngélocoI; Rafael DeminiceI, II; Izabel de Arruda LemeI; Renata Cristina LataroI; Alceu Afonso JordãoI
IUniversidad de São Paulo, Facultad de Medicina de Ribeirão Preto, Laboratorio de Nutrición y Metabolismo. Av. Bandeirantes, 3900, 14049-900, Ribeirão Preto, SP, Brasil. Correspondencia a / Correspondencia a: AA JORDÃO. E-mail: < [email protected] >
IIUniversidad de Londrina, Facultad de Educación Física y Deporte, Departamento de Educación Física. Londrina, PR, Brasil
RESUMEN
OBJETIVO: El objetivo del presente estudio fue determinar la impedancia de ratas Wistar tratadas con dietas altas en grasas y sacarosa y correlacionar su bioquímica y parámetros antropométricos con análisis químico de la canal.
MÉTODOS: Veinticuatro ratas Wistar macho fueron alimentadas con una dieta estándar (AIN-93), alta en grasas (50% de grasa) o alta en sacarosa (59% de sacarosa) durante 4 semanas. Se midieron la circunferencia abdominal y torácica y la longitud corporal. Se utilizó un análisis de impedancia bioeléctrica para determinar la resistencia y la reactancia. La composición corporal final se determinó mediante análisis químico.
RESULTADOS: Una mayor ingesta de grasas condujo a un alto porcentaje de grasa hepática y colesterol y un bajo total de agua corporal en el grupo Alto en Grasa, pero estos cambios en el perfil bioquímico no se reflejaron en las mediciones antropométricas o en las variables de análisis de impedancia bioeléctrica. No se observaron cambios en el análisis de impedancia antropométrica y bioeléctrica en el grupo de alto contenido de sacarosa. Sin embargo, se encontró una asociación positiva entre la grasa corporal y tres variables antropométricas: índice de masa corporal, índice de Lee y circunferencia abdominal.
CONCLUSIÓN: El análisis de impedancia bioeléctrica no demostró ser sensible para detectar cambios en la composición corporal, pero el índice de masa corporal, el índice de Lee y la circunferencia abdominal se pueden utilizar para estimar la composición corporal de ratas.
Indexación términos: Antropometría. Análisis de impedancia bioeléctrica. Dieta. Ratas
RESUMEN
OBJETIVO: Determinar la impedancia de ratas tratadas con dietas ricas en lípidos y sacarosa mediante el método de bioimpedancia eléctrica y correlacionar con el análisis directo de la canal, parámetros bioquímicos y antropométricos .
MÉTODOS: Se utilizaron 24 ratas macho (Wistar), las cuales fueron alimentadas con una dieta estándar, rica en lípidos o rica en sacarosa durante 4 semanas. El grupo de control recibió la dieta estándar AIN-93; la dieta hiperlipídica que contenía 50% de lípidos, de los cuales el 70% eran grasas saturadas; y el grupo rico en sacarosa fue alimentado con una mayor proporción de carbohidratos simples, sin cambios en la cantidad total.
RESULTADOS: La mayor ingesta de lípidos llevó a un aumento en el porcentaje de grasa hepática y colesterol y redujo la cantidad de agua corporal total en el grupo hiperlipídico, sin embargo estos cambios en el perfil bioquímico no se reflejaron en cambios o alteraciones antropométricas en parámetros de bioimpedancia eléctrica. No se observaron cambios en la antropometría y la bioimpedancia eléctrica en el grupo rico en sacarosa. Sin embargo, se observó una asociación positiva entre la grasa de la canal y tres parámetros antropométricos, es decir, índice de masa corporal, índice de Lee y circunferencia abdominal.
CONCLUSIÓN: La impedancia bioeléctrica no fue sensible para detectar cambios en la composición Sin embargo, se observó que la antropometría Los parámetros (índice de masa corporal, índice de Lee y circunferencia del abdomen) se pueden utilizar para estimar la composición corporal en ratas.
Términos del índice: Antropometría. Bioimpedancia eléctrica. Dieta. Ratones.
INTRODUCCIÓN
La composición corporal se suele evaluar para determinar deficiencias o excesos de componentes corporales, como la masa magra y la masa grasa, que permiten conocer el estado nutricional1. La gran importancia de esta evaluación es que el peso corporal por sí solo no refleja si hay demasiado o muy poco de estos componentes corporales, que pueden ser peligrosos2. Además, los cambios en la composición corporal pueden tener un impacto en el metabolismo, ya que el tejido adiposo modula la homeostasis de lípidos y glucosa3.
Los métodos precisos para determinar la composición corporal de los animales son extremadamente importantes para comprender cómo responde el cuerpo a la ingesta de nutrientes y para los estudios nutricionales y fisiológicos4,5 que utilizan modelos animales para investigar los efectos de la obesidad y las deficiencias de nutrientes6 , 7.
El análisis químico directo de la canal es el método de referencia para determinar la composición corporal de la rata8. Sin embargo, aunque el análisis químico directo proporciona información más precisa, es invasivo, requiere mucho tiempo, es caro y requiere conocimientos técnicos. Además, no se puede utilizar en animales vivos1, por lo que su uso es limitado.
En un intento por superar las desventajas del análisis químico directo de la canal, se han utilizado técnicas indirectas para determinar la composición corporal de los animales8. El interés por la impedancia bioeléctrica (BIA) ha aumentado recientemente, ya que es un método no invasivo, económico, rápido y reproducible9 que proporciona una buena estimación de la composición corporal10. Además, se puede utilizar repetidamente en el mismo animal provocando una alteración mínima1,11. Sin embargo, la precisión de la estimación dependerá de la ecuación utilizada y de la estandarización de las condiciones de prueba12.
Dado que la impedancia bioeléctrica se basa en el principio de que los tejidos tienen diferentes impedancias, es decir, oposición al flujo de una corriente eléctrica, que a su vez depende del contenido de agua y electrolitos, 13 y suponiendo que la masa libre de grasa tiene un contenido de agua y resistividad constantes, el agua corporal total (TBW) y la masa libre de grasa (FFM) se pueden estimar midiendo la impedancia eléctrica del cuerpo 14.
Los estudios que consideran esta información para el uso de BIA en animales han demostrado que BIA se puede utilizar para predecir el agua corporal total de los animales, pero no existen fórmulas específicas que distingan la masa magra de la grasa1 , 11,15. Además, pocos estudios han utilizado este método en ratas y ningún estudio ha investigado si la dieta afecta la composición corporal y si BIA sería capaz de detectar cambios sutiles.
Se necesitan más estudios que utilicen BIA en animales vivos para determinar si esta técnica puede determinar la composición corporal de las ratas con precisión y si la dieta afecta la composición corporal de los animales de experimentación.
El objetivo del presente estudio fue determinar la impedancia de ratas Wistar alimentadas con dietas altas en grasas y sacarosa por BIA y para verificar si los resultados se correlacionan con los obtenidos mediante análisis químico directo de la canal y mediciones bioquímicas y antropométricas.
MÉTODOS
Animales y tratamiento
El estudio incluyó a 24 ratas Wistar macho con un peso medio inicial de 65g, obtenidas de la Instalación Animal Central de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo (FMRP / USP). El proyecto fue aprobado por el Comité de Ética de la FMRP / USP en Investigación animal, protocol ol número 147/2008. Los animales fueron alojados en jaulas individuales bajo un ciclo alterno de luz / oscuridad de 12 horas, temperatura media de 22ºC y libre acceso a comida y agua.
El grupo de control recibió la dieta estándar AIN-9316, y el grupo alto en grasas recibió una dieta HF que contenía 15% de grasa, adaptada de Reeves et al.16, como se describe en la Tabla 117. Grasas en la dieta control se originó exclusivamente a partir de aceite de soja y en la dieta HF, de manteca de cerdo extraída (70,00%) y aceite de soja (30,00%). La dieta HS tenía una composición de carbohidratos diferente, es decir, carbohidratos más simples: mientras que la dieta control contenía principalmente almidón de maíz, la dieta HS contenía 3.50% de almidón de maíz y 59.85% de sacarosa18 (Tabla 1).
Los animales fueron Pesada una vez a la semana con una balanza electrónica Filizola® con una capacidad de 1.500 gramos y precisión de 1 gramo. La ingesta de alimentos se controló pesando los comederos tres veces por semana durante el período de estudio.
Al final de la intervención de 4 semanas, se midió la impedancia corporal de los animales mediante BIA y se sacrificaron por decapitación. Se recolectaron el hígado y la sangre, se separó el suero y todos los elementos se congelaron inmediatamente hasta su uso. El resto de los animales también se congeló hasta el análisis químico directo de la canal.
Medidas antropométricas
La longitud del cuerpo se midió desde la fosa nasal hasta la base de la cola (unión pélvica-caudal); circunferencia abdominal en el punto inmediatamente anterior al antepié; y circunferencia del pecho en el sitio inmediatamente detrás de la pata delantera19. Las ratas fueron anestesiadas con 2 % de tribromoetanol para las medidas.
Se usó una cinta métrica no elástica para todas las medidas.
El IMC se determinó dividiendo el peso del animal (g) por el cuadrado de su longitud (cm). El índice de Lee se determinó dividiendo la raíz cúbica del peso corporal (g) por la longitud de la nariz al ano (cm) 20.
Impedancia bioeléctrica
Resistencia de cuerpo entero ( WBR) y reactancia (WBXc) se midieron mediante un analizador de impedancia bioeléctrica tetrapolar sensible a la fase (Byodinamics BIA 310E). Se utilizaron agujas hipodérmicas estándar como electrodos.Las ratas se anestesiaron y se colocaron boca abajo sobre una superficie no conductora para eliminar la interferencia de la inducción eléctrica. Se afeitaron las superficies dorsales de la cabeza y el cuerpo para colocar los electrodos de aguja. El electrodo fuente 1 se colocó en la línea media en el margen anterior de la órbita y el electrodo fuente 2 se colocó a 4 cm de la base de la cola. El electrodo detector 1 se colocó en la abertura anterior de la oreja y el electrodo detector 2 se colocó en la región media de la pelvis1. Todas las mediciones de impedancia se realizaron en animales bien alimentados e hidratados.
Métodos de laboratorio
Análisis bioquímicos
La grasa hepática se determinó según lo sugerido por Bligh & Dyer21. El colesterol y las proteínas totales en suero y la glucosa en sangre se determinaron mediante reacciones colorimétricas, utilizando el kit de enzimas LABTEST®.
Análisis químico directo de la canal
Al final de las cuatro semanas intervención, los animales fueron sacrificados por decapitación y congelados hasta el análisis químico de la canal. Se descartaron piel, vísceras, cabeza y pies, utilizando solo huesos y músculos para el análisis cuantitativo de agua, grasas y proteínas22. El contenido de agua se determinó colocando las canales vacías individualmente en láminas de aluminio en un horno a 105ºC durante 24 horas. La cantidad de agua presente en la canal se calculó restando el peso de la canal seca del peso de la canal de referencia. A continuación, las canales secas se maceraron y la grasa se extrajo mediante extracción intermitente con éter de petróleo y un extractor Soxhlet. La grasa de la canal se calculó mediante la diferencia de peso. El contenido de proteína se calculó por el método micro-Kjeldahl23, un método de determinación indirecta de nitrógeno, utilizando el factor 6.25 para la conversión a proteína. Todos los análisis se repitieron tres veces en el Laboratorio de Nutrición y Metabolismo de FMRP / USP.
Análisis estadístico
Los datos se expresan como medias (M) y desviación estándar (DE). Se utilizó el análisis de varianza (ANOVA) seguido de la prueba post-hoc de Tukey para investigar las posibles diferencias en los parámetros del estudio, y la regresión lineal para investigar las posibles correlaciones entre las variables del estudio. El nivel de significancia se estableció en 5% (p < 0.05) para todos los análisis.
RESULTADOS
La Tabla 2 muestra el peso y la comida ingesta de los grupos. El grupo HF consumió significativamente menos alimentos (g / semana) que los grupos C y HS, pero los grupos no difirieron con respecto a la ingesta energética (kcal / semana). Todos los animales tenían un peso inicial y final similar y un aumento de peso durante la intervención.
El grupo de HF tenía un contenido de grasa hepática y un nivel de colesterol sérico significativamente más altos que el grupo C. Mientras tanto, el grupo de HS tenía un nivel de glucosa en sangre significativamente más alto que el grupo de HF. El grupo HF tenía significativamente menos proteína total que los grupos C y HS.
La Tabla 3 muestra las circunferencias, el IMC y el índice de Lee de los animales. Estas variables no difirieron significativamente entre los grupos, ni la resistencia ni la reactancia. Tabla 4.
La Tabla 5 muestra la composición de las canales determinada por análisis químico directo. Solo el TBW y la proteína difirieron significativamente entre los grupos (p < 0.05): fueron menores en el grupo HF que en los grupos C y HS.
La Figura 1 muestra las correlaciones positivas encontradas entre la grasa de la canal y el IMC, el índice de Lee y la circunferencia abdominal. Se encontró una correlación negativa (p < 0.05) entre la grasa de la canal y la reactancia (r = -0.51). Sin embargo, no se encontró correlación entre la grasa de la canal y la resistencia determinada por BIA.
DISCUSIÓN
Los efectos de las diferentes ingestas de macronutrientes se han estudiado ampliamente en animales de laboratorio. Sin embargo, hay poca información disponible sobre el efecto de diferentes ingestas de macronutrientes sobre la composición corporal y las variables antropométricas de los roedores en general. Además, se sabe poco sobre la validez de estos métodos para la evaluación antropométrica de estos animales.
Hay varios estudios experimentales que investigan los efectos de las dietas ricas en grasas y sacarosa en ratas, ya que estas dietas promueven el metabolismo cambios, pero generalmente solo evalúan su efecto sobre el peso corporal24-26. BIA puede medir con precisión la masa magra y grasa y esta distinción es importante porque el exceso de grasa corporal compromete la salud y puede promover el desarrollo de intolerancia a la glucosa y dislipidemia. Es importante destacar que el BIA se puede utilizar repetidamente para determinar la composición corporal de animales vivos, mientras que el análisis químico directo requiere sacrificarlo.
En el presente experimento, la circunferencia abdominal, el índice de Lee y el IMC (Figura 1) se correlacionaron significativamente con el cuerpo composición. La correlación positiva encontrada entre la grasa de la canal y el IMC está de acuerdo con Novelli et al.19, quien sugirió que el IMC puede estimar de manera confiable la grasa corporal en ratas a pesar de que no es lo suficientemente sensible como para detectar cambios corporales derivados de dietas con diferentes composiciones de macronutrientes. Contrariamente al presente experimento, el estudio citado no mostró los datos sobre la correlación entre la grasa de la canal y el índice de Lee y la circunferencia abdominal. Por lo tanto, los estudios futuros deberían investigar con qué precisión estas variables pueden reflejar los cambios en la composición corporal.
La impedancia bioeléctrica se utiliza en humanos como un método rápido, no invasivo y reproducible para determinar la composición corporal y el contenido de agua27,28. Sin embargo, pocos estudios han utilizado esta técnica en animales de laboratorio11,29,30, por lo que este método necesita ser investigado más a fondo.
Sorprendentemente, los resultados actuales demostraron que los datos de resistencia no se correlacionan con la grasa de la canal determinada químicamente, lo que sugiere que BIA no es lo suficientemente sensible para medir la composición corporal de ratas o detectar las diferencias en los grupos que reciben diferentes dietas. Otro desacuerdo se refería a la reactancia, que se correlacionó negativamente con la grasa de la canal, en contraste con Hall et al.1, en el que la reactancia, en comparación con la resistencia, no se consideró un fuerte predictor de ningún componente corporal. Este estudio también encontró una amplia variación intragrupo, que muestra la heterogeneidad de estos animales y sus diferentes respuestas a la misma dieta.
En contraste con los resultados actuales, otros estudios han demostrado que BIA es lo suficientemente sensible para determinar el cuerpo de la rata composición. En un estudio pionero, Hall et al.1 desarrollaron un método apropiado para usar BIA en ratas y encontraron una fuerte correlación negativa entre la Resistencia de Cuerpo Entero (WBR) medida a 50 kHz y el agua y proteínas corporales totales. Yoki et al.31 utilizaron la fórmula empírica propuesta por Hall et al.1 para estimar el agua corporal total de ratas alimentadas con una dieta control y una dieta suplementada con metionina u homocisteína, y demostraron que esta fórmula era capaz de detectar diferencias entre los grupos. . A diferencia del presente estudio, no hubo correlaciones entre esta fórmula y las variables de composición corporal. Además, no hubo diferencias entre los grupos alimentados con diferentes dietas. Rutter et al.11 señalaron que BIA podría usarse para estimar el agua corporal total de las ratas de control, aunque el método fue menos preciso cuando el procedimiento se usó en ratas alimentadas con una dieta alta en grasas.
El presente Los resultados muestran que la ingesta de grasas del grupo HF y la ingesta de sacarosa del grupo HS fueron considerablemente más altas (HF: 389% y HS: 512%) que las del grupo control durante el período de intervención, a pesar de una menor ingesta de alimentos y la misma energía. consumo. Otros estudios confirman la tendencia de las ratas a consumir menos alimentos ricos en grasas32,33. Este cambio en la ingesta de alimentos puede deberse a un mecanismo en ratas que regula la ingesta de alimentos, reduciendo la ingesta de alimentos cuando la dieta es densa en energía34.
Sin embargo, una mayor ingesta de grasas aumenta la grasa hepática y el colesterol y reduce el total corporal agua, demostrando que las dietas altas en grasas cambian el perfil lipídico de los animales. Sin embargo, estos cambios en la bioquímica sanguínea no fueron reflejados por variables antropométricas o BIA, lo cual está en desacuerdo con la mayoría de los reportes de la literatura11,29. Así, es posible que la duración de la intervención del estudio no fuera suficiente para cambiar la composición corporal, pero sí para cambiar el perfil bioquímico, ya que cambia más fácilmente, o que sea necesaria una dieta con diferentes proporciones de grasas. Además, algunos estudios han demostrado que la alta acumulación de grasa en ratas no depende de la edad o el sexo de los animales, aunque la genética puede influir en la retención de grasa35. La estandarización de BIA en ratas con el desarrollo de dispositivos más pequeños y ecuaciones específicas podría proporcionar resultados más precisos.
CONCLUSIÓN
En conclusión, BIA no fue capaz de detectar cambios en la composición corporal en ratas alimentadas con -Dietas grasas y altas en sacarosa. Sin embargo, la grasa de la canal se asoció significativamente con el IMC, el índice de Lee y la circunferencia abdominal, lo que sugiere que estos parámetros pueden usarse para estimar la composición corporal de las ratas. Se necesita más investigación utilizando BIA para evaluar la grasa corporal de animales alimentados con diferentes dietas. Las asociaciones entre la dieta y la composición corporal, y cómo la composición corporal cambia con el tiempo, podrían investigarse sin tener que matar a los animales.
RECONOCIMIENTO
Este estudio fue patrocinado por la Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (número de concesión 2008 / 11704-0).
CONTRIBUCIONES
LRN ANGÉLOCO y R DEMINICE planificaron y llevaron a cabo el experimento, analizaron los datos y redactaron el manuscrito. IA LEME ayudó a llevar a cabo el experimento, estandarizó el BIA en ratas, analizó los datos y redactó el manuscrito. RC LATARO ayudó a realizar el experimento, recopiló datos de laboratorio y analizó los datos. AA JORDÃO ayudó a planificar el experimento, analizó los datos y redactó el manuscrito.
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