Новий ізотопний підхід до l; метаболічна адресація дієтичних вуглеводів для вивчення

PPR 2015

Новий ізотопний підхід до метаболічної адреси дієтичних вуглеводів для вивчення взаємозв'язку між метаболічною гнучкістю та інсулінорезистентністю

Дослідницький проект

Автор: Елен Фуйє
Дослідницький центр: UMR 914 AgroParisTech/INRA з фізіології харчування та харчової поведінки (PNCA), Париж
Тема: Обмін речовин

Презентація, цілі та очікувані результати

Презентація

У цьому проекті ми пропонуємо розробку нового ізотопного підходу в природних надлишках для полегшення оцінки гнучкості метаболізму, що є ключовим фактором сприйнятливості до харчової індукції метаболічного синдрому, пов’язаного з ожирінням та резистентністю до інсуліну. Цей новий підхід полягає у порівнянні вуглецевої ізотопної сигнатури (так званої δ13C, відносної природної чисельності важких 13C проти легких 12C ізотопів вуглецю) білків організму з тими, що містять різні макроелементи в раціоні, з метою оцінки рівнів окислення вуглеводів та харчових ліпідів (або метаболічні параметри націлювання). Цей підхід заснований на тому, що окислення енергетичних субстратів залишає ізотопний відбиток в організмі амінокислот, завдяки внеску проміжних речовин метаболізму, що виникають в результаті цих окислення, до оновлення несуттєвих амінокислот та існування сигнатур δ13C окремо для кожного макроелемента в раціоні.

Підхід

Розвиток цього нового підходу дасть можливість краще охарактеризувати міжособистісну мінливість гнучкості та метаболічного регулювання вуглеводів та ліпідів у харчуванні при вживанні жирних та солодких дієт. Для цього ми будемо працювати на щурах Wistar, які протягом 4 місяців піддавались одній і тій же жирній та солодкій дієті, і які через неоднорідність гнучкості метаболізму у цих безпородних щурів страждають ожирінням та стійкістю до інсуліну (щури OP, "Схильність до ожиріння" ”) Або худі та чутливі до інсуліну (АБО щури,“ стійкі до ожиріння ”).

Гіпотеза

Наша гіпотеза полягає в тому, що під час опромінення у щурів OP поступово створюватимуться невеликі відмінності в окисленні енергетичних субстратів порівняно з щурами OR або призведе до поступових відхилень d13C білків крові. Та тканин, які ми можемо інтерпретувати з точки зору відхилень метаболічного націлювання. Відмінності у зверненні між щурами OP та OR наприкінці 4 місяців впливу раціону, а також відхилення у зверненні до щурів OP, у міру прогресування впливу, будуть проаналізовані з урахуванням відмінностей у метаболічному фенотипі ( інсулінемія, глікемія, тригліцеридемія), склад тіла та споживання їжі. Це допоможе краще охарактеризувати та зрозуміти, як впливає метаболічне націлювання вуглеводів та ліпідів в їжі під час втрати метаболічної гнучкості, що супроводжує ранній харчовий розвиток метаболічного синдрому.

Цілі

Цей проект буде полягати у використанні нових ізотопних біомаркерів переважних орієнтацій білково-енергетичного обміну, а саме 13C білків та амінокислот у крові та тканинах, для кращої характеристики міжособистісної мінливості метаболічної гнучкості під час споживання дієти. і солодке, а також для кращого розуміння того, як ця гнучкість змінюється через зміни швидкості окиснення вуглеводів та ліпідів в їжі під час раннього харчового розвитку метаболічного синдрому. Для цього суворий контроль дієти з точки зору елементарного складу (кількості та природи макроелементів) та ізотопності (d13C різних макроелементів) має важливе значення для розрізнення варіацій метаболічного походження 13C від тих, що виникають внаслідок різниці у впливі 13C . Це дослідження скористається неоднорідністю метаболічної гнучкості генетичного походження, яка присутня у неспорідненій популяції і яка призводить до того, що особи, які піддаються одній і тій же жирній та солодкій дієті, з’являються у людей з різними фенотипами - ожирінням та інсуліном -резистентний (OP для «Ожиріння схильний») або тонкий та чутливий до інсуліну (АБО для «Стійкий до ожиріння».)

Кроки

Місяць 1: Виробництво експериментальних кормів, прийом тварин.
Місяці 2–6: Експерименти на тваринах, метаболічна характеристика тварин, жертвоприношення.
Місяці 7–11: Підготовка білкових фракцій різних тканин та загальні ізотопні вимірювання (за допомогою AE-IRMS) та специфічних амінокислот (за CG-C-IRMS) у цих білках.
Місяці 9–12: Аналіз метаболічної адреси вуглецю з вуглеводів та ліпідів в їжі шляхом лінійного моделювання та статистична обробка всіх результатів для виявлення ізотопних відхилень, специфічно пов’язаних з розвитком метаболічного синдрому та резистентності до інсуліну.

Бухгалтерський баланс

Метою цього проекту є надати доказ концепції, що крім простого їх застосування як біомаркерів споживання цукру з рослин С4, вимірювання d13C можуть бути використані для висвітлення метаболічних змін під час виникнення метаболічного синдрому. У короткостроковій перспективі планується завершити дослідження, вже описані в документі, шляхом оцінки рівня транскрипції генів, що кодують ключові ферменти білково-енергетичного метаболізму, щоб посилити зв'язок між відміченими відхиленнями d13C та порушенням метаболічної регуляції.
У довгостроковій перспективі це дослідження відкриває шлях для використання 13С, скоригованого на дієтичну дію як маркери метаболічного ризику в лонгітюдних дослідженнях на людях.