Overfeeding with a poor nutritional diet during lactation impair the long-term metabolism in male wistar rats

Abstract

RESUMO: O início da vida pós-natal possui papel importante para a determinação da saúde metabólica na vida adulta, e o ambiente nutricional das matrizes e suas proles durante a lactação tem efeitos a longo prazo no metabolismo do indivíduo adulto. Neste contexto, hipotetizamos que a superalimentação combinada a uma dieta de baixo valor nutricional durante a lactação, pode alterar o correto funcionamento do pâncreas endócrino na vida adulta de ratos Wistar. Para isso, fêmeas foram induzidas ao cruzamento e quando constatada a prenhez, foram acondicionadas em caixas individuais até o nascimento natural das ninhadas. Após o nascimento as ninhadas foram divididas em quatro grupos experimentais: 1) Grupo NP-NL que recebeu dieta normoproteica, composta por uma ninhada de 9 filhotes; 2) Grupo NP-PO com a mesma suplementação alimentar, porém a ninhada foi reduzida à 3 filhotes machos por matriz; 3) Grupo LP-NL que recebeu dieta hipoproteica, composta por ninhada de 9 animais e 4) Grupo LP-PO com dieta hipoproteica, porém com ninhada reduzida à 3 animais por matriz. Aos 90 dias, os animais foram eutanasiados e avaliados os parâmetros biométricos, bioquímicos e morfofisiológicos do pâncreas endócrino. Os animais LP-PO apresentaram um perfil biométrico semelhante ao grupo controle (NP-NL). No Teste intravenoso de Tolerância à Glicose (ivGTT), a dieta hipoproteica elevou a glicemia (p<0.01). A análise KITT, através do resultados obtidos pelo Teste Intraperitoneal de Tolerância a Insulina (ipITT), demonstrou que a prole de mães submetidas a dieta hipoproteica são mais sensíveis à insulina (p<0.0001) e a interação com o fator redução de ninhada aumenta a sensibilidade à insulina(p<0.0001), fazendo com que o grupo LP-PO seja o mais afetado. Os grupos NP-PO, LP-NL e LP-PO demonstraram reduções no tamanho das ilhotas pancreáticas comparado ao grupo controle (p<0.05). Mesmo com um fenótipo de peso normal, o grupo LP-PO apresentou disfunções morfológicas no pâncreas endócrino e intolerância à glicose juntamente à alta sensibilidade a insulina.

ABSTRACT: The early life nutritional environment affects the development of metabolism, mainly in the maturation of the central nervous systems (CNS) and endocrine organs; we investigated the effects of maternal low-protein diet combined with postnatal early overfeeding on the offspring's pancreatic beta-cell function in later life. Only male rats were used; delivery was considered post-natal-day 0 (PN0). Wistar rats' dams were divided into control (NP) or low-protein diet (LP). LP dams remained on the diet until PN14, after which all animals were supplied with the control diet. At PN2, litters were adjusted to 9 (normal litter - NL) or 3 (postnatal overfeeding -PO) pups, resulting in 4 experimental groups: NP-NL, NP-PO, LP-NL and LP-PO. Litters were weaned on PN21. At PN83, a batch of animals from all experimental groups, the Glucose Decay Constant index (KITT) was calculated from the results of Intraperitoneal Insulin Tolerance Test (ipITT), one week after, the animals underwent surgery for cannula implantation, followed by intravenous glucose tolerance test (ivGTT). At PN90, animals were euthanized and tissues collected. LP-PO animals' present a biometric profile similar to the control (NP-NL) group. In the ivGTT, LP maternal diet elevated the glycemia (p<0.01). KITT analysis showed that LP maternal diet animals are more sensible to insulin (p<0.0001) and postnatal overfeeding enhances the sensibility to insulin (p<0.0001), making the LP-PO group the most affected. All groups demonstrated reductions in pancreatic islet size compared to control group (p<0.05). Even with a normal weight phenotype, the postnatal overfeed offspring of mothers who received the low-protein diet presented morphological disorders in the endocrine pancreas with glucose intolerance and high insulin sensitivity.