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쥐의 체성분 결정을위한 생체 전기 임피던스 분석 및 인체 측정 : 고지방 및 고자 당 식단의 영향

쥐의 체성분 결정에 대한 전기 생체 임피던스 및 인체 측정 : 풍부한식이의 효과 지질 및 자당

Larissa Rodrigues Neto AngélocoI; Rafael DeminiceI, II; Izabel de Arruda LemeI; Renata Cristina LataroI; Alceu Afonso JordãoI

IUniversity of São Paulo, Faculty of Ribeirão Preto, Laboratory of Nutrition and Metabolism. Av. Bandeirantes, 3900, 14049-900, Ribeirão Preto, SP, Brazil. 서신 / 서신 : AA JORDÃO. 이메일 : < [email protected] >
IIUniversity of Londrina, 체육 및 스포츠 학부 체육. Londrina, PR, Brazil

ABSTRACT

목적 : 본 연구의 목적은 고지방 및 고 당류 식단으로 처리 한 Wistar 쥐의 임피던스를 확인하고 이들의 생화학 적 상관 관계를 파악하는 것이 었습니다. 및 시체의 화학적 분석과 함께 인체 측정 매개 변수.
방법 : 24 마리 수컷 Wistar 쥐에게 4 주 동안 표준 (AIN-93), 고지방 (50 % 지방) 또는 고자 당 (자당의 59 %) 식단을 공급했습니다. 복부 및 흉부 둘레와 몸 길이를 측정했습니다. 저항과 리액턴스를 결정하기 위해 생체 전기 임피던스 분석이 사용되었습니다. 최종 체성분은 화학적 분석에 의해 결정되었습니다.
결과 : 높은 지방 섭취는 High-Fat 그룹에서 간 지방과 콜레스테롤의 높은 비율과 낮은 총 체수로 이어졌지만 이러한 생화학 적 프로파일의 변화는 인체 측정 또는 생체 전기 임피던스 분석 변수에 반영되지 않았습니다. 인체 측정 및 생체 전기 임피던스 분석 변화는 High-Sucrose 그룹에서 관찰되지 않았습니다. 그러나 체지방과 세 가지 인체 측정 변수 인 체질량 지수,이지 수, 복부 둘레 사이에 긍정적 인 연관성이 발견되었습니다.
결론 : 생체 전기 임피던스 분석은 체성분의 변화를 감지하는 데 민감하지 않은 것으로 나타 났지만, 체질량 지수,이지 수, 복부 둘레 등을 이용하여 쥐의 체성분을 추정 할 수 있습니다.

Indexing 용어 : 인체 측정. 생체 전기 임피던스 분석. 다이어트. 쥐.

요약

목적 : 전기적 생체 임피던스 방법을 사용하여 지질과 자당이 풍부한 식단으로 처리 된 쥐의 임피던스를 결정하고 시체, 생화학 적 매개 변수 및 인체 측정의 직접 분석과 연관
방법 : 24 마리의 수컷 쥐 (Wistar)를 사용하여 4 주 동안 지질이 풍부하거나 자당이 풍부한 표준 식단을 먹였습니다. 대조군은 AIN-93 표준식이를 받았다. 50 % 지질을 함유하는 고지 질 식단, 그중 70 %는 포화 지방 임; 그리고 자당이 풍부한 그룹은 총량의 변화없이 더 높은 비율의 단순 탄수화물을 공급 받았습니다.
결과 : 지질 섭취량이 많을수록 간 지방과 콜레스테롤의 비율이 증가하고 고지 질군에서 체내 수분의 총량이 감소했지만 이러한 생화학 적 프로파일의 변화는 인체 측정 변화 나 변화에 반영되지 않았습니다. 매개 변수 전기 생체 임피던스에서. 자당이 풍부한 그룹에서는 인체 측정 및 전기 생체 임피던스의 변화가 관찰되지 않았습니다. 그러나 도체 지방은 체질량 지수,이지 수, 복부 둘레의 3 가지 인체 측정 변수 사이에 긍정적 인 연관성이 관찰되었다. 체질량 지수, Lee 지수, 복부 둘레 등의 매개 변수를 사용하여 쥐의 체성분을 추정 할 수 있습니다.

지수 용어 : 인체 측정. 전기 생체 임피던스. 다이어트. 쥐.

소개

체성분은 일반적으로 영양 상태를 파악할 수있는 제 지방량 및 체지방량과 같은 신체 구성 요소 결핍 또는 과잉을 결정하기 위해 평가됩니다. 이 평가의 가장 큰 중요성은 이러한 신체 구성 요소가 너무 많거나 적 으면 위험 할 수있는 체중만으로는 반영되지 않는다는 것입니다 2. 또한 지방 조직이 지질과 포도당 항상성을 조절하기 때문에 체성분의 변화는 신진 대사에 영향을 미칠 수 있습니다 3.

동물의 체성분을 결정하는 정확한 방법은 신체가 영양 섭취에 어떻게 반응하는지 이해하고 동물 모델을 사용하여 비만 및 영양 결핍의 영향을 조사하는 영양 및 생리 학적 연구 4,5에 매우 중요합니다 6 , 7.

사체의 직접적인 화학적 분석은 쥐의 체성분을 결정하는 기준 방법입니다 8. 그러나 직접적인 화학 분석이 더 정확한 정보를 제공하더라도 침습적이고 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들고 기술 지식이 필요합니다. 또한 살아있는 동물 1에서는 사용할 수 없으므로 사용이 제한됩니다.

사체에 대한 직접적인 화학적 분석의 단점을 극복하기 위해 동물의 체성분을 결정하기 위해 간접적 인 기술이 사용되었습니다 8. BIA (Bioelectrical Impedance)에 대한 관심은 체성분에 대한 좋은 추정치를 제공하는 비 침습적이고 저렴하며 빠르고 재현 가능한 방법 9이기 때문에 최근 증가했습니다. 또한 동일한 동물에게 반복적으로 사용할 수있어 방해를 최소화 할 수 있습니다 1,11. 그러나 추정 정확도는 사용 된 방정식과 테스트 조건의 표준화에 따라 달라집니다 12.

생체 전기 임피던스는 조직이 서로 다른 임피던스, 즉 전류 흐름에 반대되는 원리를 기반으로하므로, 이는 물과 전해질 함량에 따라 달라지며, 무 지방 질량이 일정한 수분 함량과 저항성을 갖는다 고 가정하면 전기 임피던스를 측정하여 총 체수 (TBW) 및 무 지방 질량 (FFM)을 추정 할 수 있습니다.

동물에서 BIA 사용에 대한이 정보를 고려한 연구에 따르면 BIA는 동물의 전체 체수를 예측하는 데 사용할 수 있지만 지방량과 지방량을 구별하는 특정 공식은 없습니다 1 , 11,15. 또한 쥐에게이 방법을 사용한 연구는 거의 없었으며식이 요법이 체성분에 영향을 미치는지 여부와 BIA가 미묘한 변화를 감지 할 수 있는지 여부를 조사한 연구는 없습니다.

살아있는 동물에서 BIA를 사용하는 더 많은 연구가 필요합니다. 이 기술은 쥐의 체성분을 정확하게 결정할 수 있으며식이가 실험 동물의 체성분에 영향을 미치는지 여부를 결정할 수 있습니다.

본 연구의 목적은 고지방 및 고 당류식이를 먹인 Wistar 쥐의 임피던스를 확인하는 것이 었습니다. BIA에 의해 그리고 그 결과가 사체의 직접적인 화학적 분석과 생화학 적 및 인체 측정 측정으로 얻은 결과와 관련이 있는지 확인합니다.

방법

동물 및 치료

이 연구에는 상파울루 대학 (FMRP / USP)에있는 Ribeirão Preto School of Medicine의 중앙 동물 시설에서 얻은 초기 평균 체중이 65g 인 수컷 Wistar 쥐 24 마리가 포함되었습니다.이 프로젝트는 FMRP / USP 윤리위원회의 승인을 받았습니다. 동물 연구, 프로 토크 ol 번호 147/2008. 동물은 12 시간의 명암주기, 평균 온도 22ºC, 음식과 물에 자유롭게 접근 할 수있는 개별 케이지에 보관되었습니다.

대조군에게는 표준 AIN-93 식단 16이 제공되었고 고지방 그룹에는 표 117에 설명 된대로 Reeves 등 16에서 채택한 15 % 지방이 포함 된 HF 식단이 제공되었습니다. 대조 식은 대두유와 HF식이에서 추출한 라드 (70.00 %)와 대두유 (30.00 %)에서 유래했습니다. HS 식단은 탄수화물 구성이 다릅니다. 즉, 더 단순한 탄수화물입니다. 대조 식단은 주로 옥수수 전분을 포함하고 HS 식단은 옥수수 전분 3.50 %, 자당 59.85 %를 포함했습니다 18 (표 1).

동물은 다음과 같습니다. 1,500g의 용량과 1g의 정확도를 가진 Filizola® 전자 저울로 일주일에 한 번 무게를 측정했습니다. 연구 기간 동안 일주일에 세 번 피더의 무게를 측정하여 음식 섭취를 모니터링했습니다.

4 주 개입이 끝날 때 BIA에 의해 동물의 신체 임피던스가 측정되었고 동물은 참수로 희생되었습니다. . 간과 혈액을 채취하고 혈청을 분리 한 후 모든 품목을 사용하기 전까지 즉시 냉동했습니다. 나머지 동물도 사체에 대한 직접적인 화학적 분석까지 냉동했습니다.

인류 측정

신체 길이는 콧 구멍에서 꼬리 기저부 (골반-미골 접합부), 앞발 바로 앞 지점의 복부 둘레, 앞다리 바로 뒤 부위의 가슴 둘레 19를 측정했습니다. 쥐는 2 개로 마취되었습니다. 측정을 위해 트 리브로 모 에탄올 %.

모든 측정에 비탄성 줄자를 사용했습니다.

BMI는 동물의 무게 (g)를 제곱으로 나누어 측정했습니다. 길이 (cm). Lee 지수는 체중의 세제곱근 (g)을 코에서 항문까지의 길이 (cm) 20로 나누어 결정했습니다.

생체 전기 임피던스

전신 저항 ( WBR) 및 리액턴스 (WBXc)는 위상에 민감한 사극 생체 전기 임피던스 분석기 (Byodinamics BIA 310E)로 측정되었습니다. 표준 피하 주사 바늘이 전극으로 사용되었습니다.쥐를 마취하고 비전 도성 표면에 위장에 올려 전기 유도로 인한 간섭을 제거했습니다. 바늘 전극의 배치를 위해 머리와 몸의 등쪽 표면을 면도했습니다. 소스 전극 1은 궤도 앞쪽 가장자리의 정중선에 배치되었고 소스 전극 2는 꼬리 바닥에서 4cm 떨어진 곳에 배치되었습니다. 검출기 전극 1은 귀의 앞쪽 개구부에 배치되었고 검출기 전극 2는 골반 1의 중앙 영역에 배치되었습니다. 모든 임피던스 측정은 잘 먹고 수화 된 동물에서 수행되었습니다.

실험 방법

생화학 분석

간장 지방은 Bligh & Dyer21이 제안한대로 결정되었습니다. 총 혈청 콜레스테롤과 단백질, 혈당은 LABTEST® 효소 키트를 사용하여 비색 반응에 의해 결정되었습니다.

사체의 직접적인 화학적 분석

4 주 후 개입, 동물은 목을 베고 죽여서 시체의 화학적 분석까지 냉동되었습니다. 피부, 내장, 머리 및 발은 물, 지방 및 단백질 분석을 위해 뼈와 근육 만 사용하여 폐기되었습니다 22. 수분 함량은 빈 도체를 개별적으로 알루미늄 시트에 넣고 105ºC 오븐에 24 시간 동안 놓아 측정했습니다. 도체에 존재하는 물의 양은 기준 도체 중량에서 건조 도체 중량을 빼서 계산했습니다. 건조 된 도체를 침연시키고 석유 에테르와 속 슬렛 추출기를 사용하여 간헐적으로 추출하여 지방을 추출했습니다. 시체 지방은 무게 차이로 계산되었습니다. 단백질 함량은 단백질로의 전환을 위해 6.25 인자를 사용하여 간접 질소 측정 방법 인 micro-Kjeldahl 방법 23으로 계산되었습니다. 모든 분석은 FMRP / USP 영양 및 대사 실험실에서 3 회 반복되었습니다.

통계 분석

데이터는 평균 (M) 및 표준 편차 (SD)로 표시됩니다. 분산 분석 (ANOVA)에 이어 Tukey 사후 테스트가 연구 매개 변수의 가능한 차이를 조사하는 데 사용되었으며, 연구 변수 간의 가능한 상관 관계를 조사하기 위해 선형 회귀가 사용되었습니다. 모든 분석에서 유의 수준은 5 % (p < 0.05)로 설정되었습니다.

결과

표 2는 무게와 음식을 보여줍니다. 그룹의 섭취. HF 그룹은 그룹 C 및 HS보다 훨씬 적은 음식 (g / 주)을 소비했지만, 그룹은 에너지 섭취 (kcal / 주) 측면에서 차이가 없었습니다. 모든 동물은 유사한 기준선 및 최종 체중을 가졌고 중재 동안 체중이 증가했습니다. HF 군은 C 군에 비해 간 지방 함량과 혈청 콜레스테롤 수치가 유의하게 높았습니다. 한편, HS 군은 HF 군보다 혈당 수치가 유의하게 높았습니다. 그룹 HF는 그룹 C 및 HS보다 총 단백질이 훨씬 적었습니다.

표 3은 동물의 둘레, BMI 및 Lee 지수를 보여줍니다. 이러한 변수는 그룹간에 큰 차이가 없었으며 저항이나 리액턴스도 없었습니다. 표 4는 직접 화학 분석에 의해 결정된 시체의 구성을 보여줍니다. TBW와 단백질 만 그룹간에 유의하게 달랐습니다 (p < 0.05). C 및 HS 그룹보다 HF 그룹에서 더 낮았습니다.

그림 1은 도체 지방과 BMI,이지 수, 복부 둘레 사이의 양의 상관 관계를 보여줍니다. 도체 지방과 리액턴스 (r = -0.51)간에 음의 상관 관계 (p < 0.05)가 발견되었습니다. 그러나 BIA에 의해 결정된 도체 지방과 내성 사이에는 상관 관계가 발견되지 않았습니다.

토론

다양한 다량 영양소 섭취의 영향은 실험실 동물에서 광범위하게 연구되었습니다. 그러나 일반적으로 설치류의 신체 구성 및 인체 측정 변수에 대한 다양한 다량 영양소 섭취의 영향에 대한 정보는 거의 없습니다. 또한 이러한 동물의 인체 측정 평가를위한 이러한 방법의 타당성에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

고지방 및 고당 식단이 쥐에 미치는 영향을 조사한 여러 실험 연구가 있습니다. 이러한 식단은 대사를 촉진하기 때문입니다. 변화, 그러나 그들은 일반적으로 체중에 대한 영향만을 평가합니다 24-26. BIA는 제 지방량과 체지방량을 정확하게 측정 할 수 있으며 과도한 체지방은 건강을 저해하고 포도당 불내성 및 이상 지질 혈증의 발병을 촉진 할 수 있기 때문에 이러한 구분이 중요합니다. 중요한 것은 BIA는 살아있는 동물의 체성분을 결정하는 데 반복적으로 사용될 수 있지만 직접적인 화학적 분석에는 희생이 필요합니다.

현재 실험에서 복부 둘레, Lee 지수 및 BMI (그림 1)는 신체와 유의 한 상관 관계가 있습니다. 구성. 시체 지방과 BMI 사이에서 발견 된 양의 상관 관계는 Novelli et al.그는 BMI가 다른 다량 영양소 구성을 가진 식단으로 인한 신체 변화를 감지하기에 충분히 민감하지 않더라도 쥐의 체지방을 안정적으로 추정 할 수 있다고 제안했습니다. 현재 실험과 달리 인용 된 연구에서는 도체 지방과이지 수와 복부 둘레 사이의 상관 관계에 대한 데이터를 보여주지 않았다. 따라서 향후 연구에서는 이러한 변수가 신체 구성 변화를 얼마나 정확하게 반영 할 수 있는지 조사해야합니다.

Bioelectrical Impedance는 인체 구성과 수분 함량을 측정하기위한 빠르고 비 침습적이며 재현 가능한 방법으로 인간에게 사용됩니다 27,28. 그러나 실험 동물에서이 기술을 사용한 연구는 거의 없기 때문에이 방법에 대한 추가 조사가 필요합니다.

놀랍게도 현재의 결과는 저항 데이터가 화학적으로 결정된 도체 지방과 상관 관계가 없음을 보여주었습니다. BIA가 쥐의 체성분을 측정하거나 다른식이 요법을받는 그룹의 차이를 감지하기에 충분히 민감하지 않다는 것을 시사합니다. 저항과 비교할 때 리액턴스가 신체 구성 요소의 강력한 예측 인자로 간주되지 않는 Hall et al.1과 대조적으로, 시체 지방과 음의 상관 관계가있는 리액턴스에 관한 또 다른 불일치입니다. 이 연구는 또한이 동물들의 이질성과 동일한 식단에 대한 서로 다른 반응을 보여주는 광범위한 그룹 내 변이를 발견했습니다.

현재 결과와 달리 다른 연구에서는 BIA가 쥐의 몸을 결정하기에 충분히 민감하다는 것을 보여주었습니다. 구성. 선구적인 연구에서 Hall et al.1은 쥐에서 BIA를 사용하는 적절한 방법을 개발했으며 50kHz에서 측정 된 전신 저항 (WBR)과 총 체수 및 단백질 사이에 강한 음의 상관 관계를 발견했습니다. Yoki et al.31은 Hall et al.1이 제안한 실험식을 사용하여 대조군식이와 메티오닌 또는 호모시스테인이 보충 된식이를 섭취 한 쥐의 총 체수를 추정했으며,이식이 그룹 간의 차이를 감지 할 수 있음을 입증했습니다. . 현재 연구와는 달리이 공식과 체성분 변수 사이에는 상관 관계가 없었습니다. 또한 다른식이를 먹인 그룹간에 차이가 없었다. Rutter et al.11은 BIA가 대조군 쥐의 전체 체수를 추정하는 데 사용될 수 있다고 언급했지만,이 방법이 고지 방식이를 먹인 쥐에서 사용되었을 때는 덜 정확했습니다.

현재 결과는 낮은 음식 섭취량과 동일한 에너지에도 불구하고 중재 기간 동안 HF 그룹의 지방 섭취와 HS 그룹의 자당 섭취가 대조군보다 상당히 높았 음을 보여줍니다 (HF : 389 % 및 HS : 512 %). 섭취. 고지방 음식을 덜 섭취하는 쥐 경향은 다른 연구에서 확인되었습니다 32,33. 이러한 음식 섭취량의 변화는 쥐의 음식 섭취를 조절하는 메커니즘으로 인한 것일 수 있으며, 식단이 에너지 밀도가 높을 때 음식 섭취를 줄입니다 34.

그러나 지방 섭취가 많으면 간 지방과 콜레스테롤이 증가하고 몸 전체가 감소합니다. 고지방 식단이 동물의 지질 프로필을 변화 시킨다는 것을 보여줍니다. 그럼에도 불구하고 혈액 생화학의 이러한 변화는 인체 측정 또는 BIA 변수에 반영되지 않았으며 대부분의 문헌 보고서와 일치하지 않습니다 11,29. 따라서 연구 중재 기간은 체성분을 변경하기에 충분하지 않지만 생화학 적 프로파일을 변경하기에 충분할 수 있습니다. 더 쉽게 변하거나 지방 비율이 다른 식단이 필요하기 때문입니다. 또한 일부 연구에 따르면 유전학이 지방 보유에 영향을 줄 수 있지만 쥐의 높은 지방 축적은 동물의 연령이나 성별에 의존하지 않습니다 35. 더 작은 장치와 특정 방정식을 개발 한 쥐의 BIA 표준화는 더 정확한 결과를 제공 할 수 있습니다.

결론

결론적으로 BIA는 고농도 쥐의 체성분 변화를 감지 할 수 없었습니다. -지방 및 고자 당 식단. 그러나 시체 지방은 BMI, Lee 지수 및 복부 둘레와 유의하게 연관되어 이러한 매개 변수가 쥐의 체성분을 추정하는 데 사용될 수 있음을 시사합니다. BIA를 사용하여 다른 식단을 먹인 동물의 체지방을 평가하려면 더 많은 연구가 필요합니다. 동물을 죽이지 않고도 식단과 체성분 간의 연관성 및 시간에 따른 체성분 변화를 조사 할 수 있습니다.

감사

이 연구는 Fundação de Amparo a가 후원했습니다. Pesquisa do Estado de São Paulo (부여 번호 2008 / 11704-0).

기여

LRN ANGÉLOCO와 R DEMINICE는 실험을 계획 및 수행하고 데이터를 분석하고 원고를 작성했습니다. IA LEME는 실험을 수행하고, 쥐의 BIA를 표준화하고, 데이터를 분석하고, 원고를 작성하는 데 도움을주었습니다. RC LATARO는 실험 수행을 도왔고 실험실 데이터를 수집하고 데이터를 분석했습니다. AA JORDÃO는 실험 계획, 데이터 분석 및 원고 작성을 도왔습니다.

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