Effect of caloric restriction on liver function in young and old ApoE/LDLr-/- mice

Background. Caloric restriction (CR) leads to decrease metabolic intensity, which results in a reduction of oxygen consumption and the amount of free radicals. This can affect the function of the liver. Studies show that caloric restriction does not alter or significantly increase the enzyme activity associated with gluconeogenesis, but the effect was different according to the age of the model animals. Objective. The aim of the study was to determine the effect of caloric restriction on liver function in young and old ApoE/ LDLr-/- mice. Material and methods. Dietary experiments were performed on 2 and 5 month old male ApoE/LDLr-/- mice. Animals were divided into 3 experimental groups (n=6) and fed AIN’93G diet for 8 and 5 weeks, respectively. Control animals were fed ad libitum (AL) and housed in a colony cages. These animals were checked for dietary intake. The second group were also fed ad libitum but the animals were kept individually in cages (stress AL- sAL). Similarly to sAL group, the animals from the CR group were kept individually but received a 30% less diet compared to AL group. At the end of the experiment animals were euthanized and the blood, liver and adipose tissue have been collected. Alanine aminotransferase (ALT) as well as aspartate aminotransferase (AST) were measured in plasma. Fatty acid profile was evaluated (relative %) in adipose tissue (GC-MS). Liver’s stetosis was assessed. Results were analyzed statistically (ANOVA, STATISTICA v.10.0). Results. CR ApoE/LDLr-/- mice showed significantly lower body weight compared to animals, both AL and sAL. There were no significant differences between ALT and AST in both younger and older animals. However, negative tendencies were more pronounced in younger animals. In young animals CR significantly increased liver weight compared to AL (4.14 vs 3.73g/100g). In adipose tissue fatty acid profile differed in CR mice compared to control in young animals. Conclusions. Caloric restriction did not affect liver enzymes in mice. Caloric restriction showed similar but not identical metabolic activity in young and old mice.

Wprowadzenie. Restrykcje kaloryczne (CR) prowadzą do spadku intensywności metabolizmu, co wiąże się ze zmniejszeniem zużycia tlenu i ilości powstających wolnych rodników. Tym samym mogą mieć wpływ na funkcjonowanie wątroby. Badania wykazują, że ograniczenia kaloryczne nie zmieniają lub znacząco zwiększają aktywność enzymów związanych z glukoneogenezą, w tym kluczowego enzymu jakim jest aminotransferaza alaninowa (ALT). Obserwowany efekt był różny w zależności od wieku modelowych zwierząt. Cel badań. Celem pracy było określenie wpływu restrykcji kalorycznej na czynność wątroby u młodych i starszych myszy ApoE/LDLr-/-. Materiał i metody. Doświadczenie żywieniowe przeprowadzono na 2. i 5. miesięcznych samcach myszy ApoE/LDLr-/-. Zwierzęta podzielono na 3 grupy doświadczalne (n=6) i żywiono dietą AIN’93G przez okres 8 i 5. tygodni. Zwierzęta z grupy kontrolnej (AL) żywione były ad libitum i przetrzymywane zbiorowo w klatkach. Spożycie diety było sprawdzane. Grupa druga otrzymywała dietę ad libitum przy czym zwierzęta przetrzymywano w klatkach indywidualnie (sAL). Analogicznie do grupy drugiej zwierzęta z grupy restrykcji kalorycznych (CR) były trzymane indywidualnie, jednak otrzymywały 30% mniej diety w porównaniu do grupy kontrolnej AL. Po zakończeniu doświadczenia zwierzęta poddano eutanazji i pobrano wątrobę w celu oceny histologicznej (barwienie H&E i ORO) oraz krew, w której metodą spektrofotometryczną przeprowadzono oznaczenie enzymów aminotransferazy alaninowej (ALT), jak również aminotransferazy asparaginowej (AST). W tkance tłuszczowej oznaczono profil kwasów tłuszczowych (GC-MS). Wyniki poddano analizie statystycznej (ANOVA , STATISTICA v.10.0). Wyniki. Zarówno młodsze, jak i starsze myszy ApoE/LDLr-/- poddane restrykcji kalorycznej wykazały istotnie niższą końcową masę ciała w porównaniu do zwierząt z grup kontrolnych, zarówno AL, jak i sAL. Nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic pomiędzy grupami w poziomie ALT, jak również AST zarówno u zwierząt młodszych, jak i starszych, przy czym negatywne tendencje były wyraźniej widoczne u zwierząt młodszych poddanych restrykcji kalorycznej. Również u młodszych zwierząt CR miało istotny niekorzystny wpływ na masę wątroby w porównaniu do kontroli (4,14 vs 3,73 g/100g). Zaobserwowano istotny wpływ CR na profil kwasów tłuszczowych w tkance tłuszczowej u zwierząt młodszych. Wnioski. Restrykcje kaloryczne nie miały wpływu na próby czynnościowe wątroby u myszy. Restrykcje kaloryczne wykazały podobną, ale nie identyczną aktywność metaboliczną u młodszych i starszych zwierząt.