Піка як адаптивна реакція: споживання каоліну допомагає щурам одужати від хвороби, спричиненої хіміотерапією

Анотація

Вживання глини може відбуватися під час хвороби, але мало зрозуміти, чому. Щоб дослідити, чи споживання глини надає перевагу хворій тварині, ми порівняли одужання від хвороби дорослих щурів-самців з доступом до каоліну чи без нього. Хвороба була спровокована ін’єкцією 6 мг/кг внутрішньовенно, внутрішньовенно, цисплатину, токсичного хіміотерапевтичного агента, а відновлення оцінювали за зміною щоденного споживання їжі, споживання води та маси тіла. Порівняно з контролем, що вводили фізіологічний розчин, щури, яким вводили цисплатин, зменшували споживання їжі та води та втрачали вагу. Однак ті, хто мав доступ до каоліну, їли більше їжі і втрачали менше маси тіла, ніж ті, хто не мав доступу до каоліну. Таким чином, споживання глини виглядало корисним тим, що воно або захищало щурів від хвороб, або посилювало одужання, і могло виявитися корисним як допоміжна терапія для інших тварин, включаючи людей, які відчувають вісцеральне нездужання.

1. Вступ

Геофагія, форма піки (проковтування неживних речовин), є поширеною у багатьох видів і була поширеною протягом історії людства [1–3]. Хоча це також часто асоціюється з аберрантною поведінкою, що призводить до хвороби, пов'язаної з токсичністю, наприклад, отруєнням свинцем [4], властивості лікувальних методів геофагії повідомляються в історичній літературі вже більше 1000 років [2, 5]. Запропоновано кілька пояснень геофагії. За деяких обставин потрапляння в організм може забезпечити мізерні мікроелементи, такі як залізо або кальцій [6, 7]. Глина може також змінити шлунково-кишковий транзит та абсорбцію, або служити для зв’язування або розведення токсину в шлунково-кишковому тракті, зменшуючи таким чином його несприятливий вплив [8–10]. У людському суспільстві культура також може визначати, чи споживається глина і коли [11, 12].

Геофагія не завжди є адаптивною. Хупер і Манн постулювали, що спочатку піка може бути вигідною, але тривале поглинання глини або землі може призвести до тривалого порушення всмоктування основних поживних речовин, що робить піку саморозмножувальним та надмірно шкідливим (див. [13] для обговорення). Наприклад, у щурів, які годували підтримуючу дієту, змішану з каоліном, до і під час вагітності знижувався рівень гематокриту та гемоглобіну, а також зменшувався рівень еритроцитів і мала вага при народженні у цуценят [14]. Однак ця парадигма може бути неактуальна, оскільки щурів змушували споживати каолін для отримання енергії, що на відміну від використовуваного тут методу, коли щури могли вибирати каолін самостійно, незалежно від джерела енергії.

Противоопухолевий засіб цисплатин, звичайний хіміотерапевтичний засіб, проявляє свої цитотоксичні ефекти, головним чином, шляхом прямого втручання в синтез, реплікацію чи відновлення ДНК [див. [15] для огляду]. Цисплатин має багато шкідливих побічних ефектів, включаючи стимуляцію нудоти, блювоти, анорексії та поведінки, що свідчить про нездужання [16, 17]. Джерело блювоти, індуковане цисплатином, походить від вивільнення серотоніну з клітин ентерохромафіну, який активує блукаючі аферентні волокна, що містять 5-НТ3-рецептори [див. [18] для огляду], проте специфічні нейробіологічні системи, відповідальні за те, як цей препарат викликає нудоту та анорексія здебільшого невизначена.

Прийом каолінової глини використовувався як маркер для хвороби з широкого спектру подразників, включаючи цисплатин [19–22]. У щурів споживання каоліну використовували як проксі для блювоти [20], оскільки цей вид не блюве. Подібно дії цисплатину на блювоту, індуковане цисплатином споживання каоліну у щурів значною мірою залежить від інтактного шлунково-кишкового блукаючого [22] і інгібується загальними протиблювотними препаратами, такими як антагоністи рецепторів 5-HT3 та NK1, а також як кортикостероїди [20, 23, 24]. Однак невідомо, чи поява піки, спричиненого нездужанням, є лише показником хвороби, чи ця поведінка також має покращуючий ефект для покращення добробуту тварини. Тому в поточному дослідженні ми вивчали, чи впливав доступ до каоліну на відновлення після індукованої цисплатином хвороби, використовуючи зміни маси тіла, споживання їжі та споживання води як показників хвороби. Якщо доступ каоліну ефективний для зменшення захворювань, як вказують ці заходи, це означає, що споживання каоліну може мати терапевтичну користь.

У попередньому звіті доступ до каоліну не впливав на щоденне споживання їжі та збільшення маси тіла щурів, яких лікували щотижня низькою (1 мг/кг) дозою цисплатину [21]. Це спричинило невелике та тимчасове зменшення споживання їжі, таким чином, що відновлення до вихідного рівня відбулося протягом 1 або 2 днів, і тому не сприяло спостереженню впливів каоліну на відновлення. У нашому дослідженні була використана одна доза цисплатину (6 мг/кг), яка постійно призводить до тривалого зменшення маси тіла та споживання їжі [19, 22].

2. Методи

2.1. Предмети та експериментальне проектування

Шістдесят сім самців щурів Sprague Dawley (Чарльз Рівер; Кінгстон, Нью-Йорк) утримувались окремо в підвісних клітках із нержавіючої сталі (25 × 18 × 19 см) та утримувались у контрольованому температурою віварії (

23 ° C), з 12: 12-годинним циклом світло-темрява (світиться в 06:00). З тваринами обробляли щодня протягом двох тижнів до початку експериментів. Усі щури мали доступ до деіонізованої води та порошкоподібного чау-чау (PMI Nutrition, LabDiet 5001). Тридцять вісім із шістдесяти семи щурів також мали гранульовану каолінову глину (силікат алюмінію; Research Diets, Inc), яку можна було придбати з бункера з нержавіючої сталі, встановленого на задній частині клітки.

Експеримент складався з 7-денного базового періоду, а потім 14-денного періоду відновлення. Протягом експерименту вимірювали масу тіла та споживання каоліну, їжі та води кожні 24 год

1000 год. Щоб точно врахувати все споживання, також зважували розлив чау і каоліну (всі вимірювання з точністю до 0,1 г). Іноді розлив був занадто сильним, щоб дозволити зробити обґрунтовану оцінку споживання (тобто з 3612 значень 4 каоліну, 1 їжа та 18 вимірювань води були втрачені через те, що каолін інтенсивно змішувався з водою та фекаліями, харчова чашка переверталася, або пляшки з водою, які були випущені або мали вільні пробки). У цих випадках середнє значення групи для даного дня замінювалося індивідуальним значенням.

Після семи днів базових вимірювань щурів розподілили до чотирьох груп, які відповідали вазі тіла та, якщо вони є, середньодобовим споживанням каоліну. До ін'єкції щури в чотирьох групах мали однакову масу тіла: каолін-сольовий розчин (389 ± 4 г, n = 19), каолін-цисплатин (392 ± 6 г, n = 19), каолін-фізіологічний розчин (390 ± 5 g, n = 15), а каоліну-цисплатину немає (389 ± 5 g, n = 14). Щурам вводили (ip) 0,9% фізіологічний розчин (1 мл/кг маси тіла) або цисплатин (6 мг/мл/кг маси тіла; Sigma; MW = 300,1). Кожен щур отримав лише одну ін’єкцію. Більше щурів було віднесено до груп, які мали доступ до каоліну, оскільки попередня робота привела нас до підозри, що їх реакція буде дещо більш мінливою у споживанні їжі, каоліну або води та підтримці маси тіла. Цисплатин готували в 0,9% фізіологічному розчині. Доза цисплатину була обрана на основі попередніх досліджень, що показували надійну індукцію піки та придушення годування [20, 22]. Протокол був схвалений Інституційним комітетом з догляду та використання тварин Центру хімічних відчуттів Monell.