A alimentação uma vez ao dia está associada a uma melhor saúde em cães de companhia: resultados do Projeto de Envelhecimento de Cães Parte 1

AbstratoUma variedade de dietas tem sido estudada para possíveis efeitos antienvelhecimento. Em particular, estudos de jejum intermitente e alimentação com restrição de tempo em roedores de laboratório encontraram evidências de resultados benéficos para a saúde. Os cães de companhia representam uma oportunidade única para estudar a dieta de um grande mamífero que compartilha ambientes humanos. O Dog Aging Project coleta dados de milhares de cães de companhia de todas as idades, tamanhos e raças desde 2019. Aproveitamos esse conjunto de dados transversal diversificado para investigar associações entre a frequência de alimentação e a função cognitiva (n=10, 474), bem como nove categorias amplas de problemas de saúde (n=24,238). Controlando sexo, idade, raça e outros fatores de confusão em potencial, descobrimos que os cães alimentados uma vez ao dia, em vez de com mais frequência, apresentavam pontuações médias mais baixas em uma escala de disfunção cognitiva e menores chances de problemas gastrointestinais, dentários, ortopédicos, renais/urinários e distúrbios do fígado/pâncreas. Portanto, descobrimos que a alimentação uma vez ao dia está associada a uma melhor saúde em vários domínios. Pesquisas futuras com dados longitudinais podem fornecer evidências mais fortes para um possível efeito causal da frequência alimentar na saúde de cães de companhia.

O glicosídeo de cistanche também pode aumentar a atividade de SOD nos tecidos do coração e do fígado e reduzir significativamente o conteúdo de lipofuscina e MDA em cada tecido, eliminando efetivamente vários radicais reativos de oxigênio (OH-, H₂O₂, etc.) e protegendo contra danos ao DNA causados por radicais OH. Os glicosídeos feniletanóides cistanche têm uma forte capacidade de eliminação de radicais livres, uma capacidade redutora maior do que a vitamina C, melhoram a atividade de SOD na suspensão de esperma, reduzem o conteúdo de MDA e têm um certo efeito protetor na função da membrana espermática. Os polissacarídeos Cistanche podem aumentar a atividade de SOD e GSH-Px em eritrócitos e tecidos pulmonares de camundongos experimentalmente senescentes causados ​​por D-galactose, bem como reduzir o conteúdo de MDA e colágeno no pulmão e no plasma e aumentar o conteúdo de elastina, têm um bom efeito de eliminação no DPPH, prolongar o tempo de hipóxia em camundongos senescentes, melhorar a atividade de SOD no soro e retardar a degeneração fisiológica do pulmão em camundongos experimentalmente senescentes Com degeneração morfológica celular, experimentos mostraram que Cistanche tem boa capacidade antioxidante e tem potencial para ser um medicamento para prevenir e tratar doenças de envelhecimento da pele. Ao mesmo tempo, o echinacoside em Cistanche tem uma capacidade significativa de eliminar os radicais livres DPPH e pode eliminar espécies reativas de oxigênio, prevenir a degradação do colágeno induzida por radicais livres e também tem um bom efeito de reparo nos danos causados ​​pelos radicais livres da timina.

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Palavras-chaveCanino · Disfunção cognitiva canina · Frequência de alimentação · Envelhecimento saudável · Alimentação com restrição de tempo

Introdução

Por quase um século, a restrição calórica tem sido conhecida por prolongar a expectativa de vida e retardar a patologia associada à idade em animais de laboratório [1-5]. Mais recentemente, em animais e humanos, uma variedade de modalidades alternativas de dieta "anti-envelhecimento" foram descritas, fornecendo novos insights mecanísticos e potenciais aplicações clínicas [6]. Essas dietas incluem jejum intermitente [7, 8], dietas que imitam o jejum [9, 10], dietas cetogênicas [11–15], restrição de proteínas ou aminoácidos essenciais [16, 17] e alimentação com restrição de tempo [18–20] .

Essas dietas foram estudadas mais extensivamente em roedores em ambientes controlados de laboratório, devido à facilidade de administração de dietas em um horário específico e uma capacidade aprimorada de separar os mecanismos pelos quais eles agem. Estudos de alimentação com restrição de tempo em roedores sugerem melhorias em vários parâmetros metabólicos, incluindo glicose e homeostase da insulina, gasto de energia, patologia hepática, resistência a diferentes dietas obesogênicas e melhor manutenção do ritmo circadiano durante o envelhecimento [21-23]. Em um estudo, camundongos que experimentaram alimentação com restrição de tempo demonstraram uma extensão de 11% no tempo de vida [18]. Além disso, vários estudos demonstram que a restrição calórica e o jejum intermitente desempenham um papel protetor na manutenção e melhoria da função cognitiva, incluindo memória e aprendizado espacial [24-28]. Ainda não está claro, no entanto, se esses benefícios em animais de laboratório são geralmente devidos à redução da ingestão calórica ou frequência das refeições, ou ambos [6].

Apesar da popularização em humanos de várias dessas dietas, os efeitos benéficos para a saúde da alimentação com restrição de tempo fora de um ambiente de laboratório são menos claros. Em alguns estudos em humanos, foram detectadas apenas melhorias leves na composição corporal e nos fatores de risco cardiovascular [29], mesmo quando os indivíduos também reduziram sua ingestão calórica diária [30]. Em outros estudos, efeitos prejudiciais na homeostase da glicose foram observados com alimentação com restrição de tempo [31]. Finalmente, enquanto alguns estudos encontraram potenciais benefícios cognitivos, especialmente para a memória em adultos mais velhos [32, 33], outros estudos não mostraram nenhum efeito do jejum na cognição [34, 35].

Cães de companhia fornecem um modelo animal potencialmente poderoso para elucidar a relação entre dieta e resultados de saúde relacionados à idade [36]. Tendo evoluído junto com as pessoas por milhares de anos [37], os cães de companhia compartilham ambientes humanos, experimentam doenças semelhantes e recebem cuidados médicos semelhantes. A alimentação diária em cães serve como um modelo natural para os protocolos de jejum intermitente/alimentação com restrição de tempo atualmente sendo estudados em modelos pré-clínicos de roedores e em testes em humanos [38].

O Dog Aging Project é uma iniciativa de pesquisa em larga escala que acompanha milhares de cães de companhia ao longo de suas vidas para entender melhor como a biologia, o estilo de vida e o meio ambiente afetam o envelhecimento saudável [39, 40]. Os proprietários participantes relatam anualmente uma variedade de aspectos relacionados à dieta de seus cães, atividades primárias e secundárias, ambientes sociais e físicos, medicamentos e condições de saúde. No estudo atual, usamos dados transversais coletados no primeiro ano do Dog Aging Project para perguntar se a frequência de alimentação está associada à função cognitiva e às condições de saúde. Especificamente, levantamos a hipótese de que cães alimentados uma vez ao dia apresentariam taxas mais baixas de problemas de saúde física e melhores pontuações cognitivas em comparação com cães alimentados com mais frequência.

Métodos

assuntos

Todos os cães foram recrutados para participar do Dog Aging Project (DAP) por meio da mídia tradicional, mídia social ou boca a boca. Seus proprietários preencheram as pesquisas online relevantes entre 26 de dezembro de 2019 e 31 de dezembro de 2020 [41]. Os dados do estudo foram coletados e gerenciados usando as ferramentas eletrônicas de captura de dados do REDCap hospedadas no DAP [42, 43]. REDCap (Research Electronic Data Capture) é uma plataforma de software segura, baseada na web, projetada para oferecer suporte à captura de dados para estudos de pesquisa, fornecendo (1) uma interface intuitiva para captura de dados validados, (2) trilhas de auditoria para rastrear a manipulação de dados e procedimentos de exportação, (3) procedimentos de exportação automatizados para downloads contínuos de dados para pacotes estatísticos comuns e (4) procedimentos para integração de dados e interoperabilidade com fontes externas.

instrumentos

A primeira pesquisa que os participantes preencheram foi a Pesquisa de Experiência de Vida e Saúde (HLES), que coleta informações sobre dados demográficos do cão, atividade física, ambiente, comportamento canino, dieta, medicamentos e preventivos, estado de saúde e dados demográficos do proprietário. Na investigação atual, estávamos interessados ​​principalmente na frequência alimentar e no estado de saúde, e identificamos a priori condições de saúde que poderiam ser afetadas de forma plausível pela frequência alimentar.

Depois de completar o HLES, todos os participantes tiveram a oportunidade de completar o Canine Social and Learned Behavior Survey (CSLB), que mede a função cognitiva. O CSLB, renomeado pelo DAP, é o mesmo que a Escala de Avaliação da Disfunção Cognitiva Canina (CCDR) [44], com apenas algumas pequenas alterações de redação. O CCDR foi validado como um instrumento clínico para detectar disfunção cognitiva acima de um limiar específico. Neste trabalho, utilizamos o CSLB como escore quantitativo para detecção de deterioração para disfunção cognitiva e reconhecemos que ainda não está validado para esse fim. A Escala de Avaliação da Disfunção Cognitiva Canina foi apresentada aos participantes como a Pesquisa de Comportamento Social e Aprendido Canino para evitar as conotações negativas da frase "disfunção cognitiva". Este instrumento pede aos donos que indiquem a frequência com que seus cães exibem comportamentos indicativos de demência (ou seja, afastamento da atividade social; dificuldade de navegação, busca e reconhecimento). Com base nas respostas do dono, os cães recebem uma pontuação que varia de 16 a 80, onde pontuações mais altas são indicativas de pior função cognitiva (isto é, mais disfunção cognitiva).

Durante o período do estudo, 27.541 participantes do DAP completaram o HLES e 20.096 participantes do DAP concluíram o CSLB.

nota ética

O IRB da Universidade de Washington considerou que o recrutamento de donos de cães para o Projeto de Envelhecimento de Cães e a administração e conteúdo da Pesquisa de Experiência de Vida e Saúde DAP (HLES) é uma pesquisa em seres humanos que se qualifica para o status de isenção de Categoria 2 (IRB ID no. 5.988, de 30/10/2018). Nenhuma interação entre pesquisadores e cães de propriedade privada ocorreu; portanto, a supervisão do IACUC não foi necessária.

Critérios de inclusão/exclusão

Dado que a frequência das refeições é ajustada à medida que os filhotes amadurecem, especificamos a idade de inclusão como 1 menor ou igual à idade<18  years for all health outcomes. For the  CSLB outcome, we specified the age of inclusion as  6≤age<18  years, as 6  years is the youngest age indicated in the literature where signs of cognitive decline can start to appear in dogs [45–47]. Less than 5% of dogs in the DAP are intact, and these dogs   were excluded, as well as dogs (<1%) whose owners reported that their diet was "not at all consistent."  Thus, in our final sample, all dogs were spayed or neutered due to exclusion criteria, and slightly less than half of the dogs were male. About one-fifth of dogs received daily or more frequent omega-3 or other fatty acid supplementation in their diet.

Estudamos as condições de saúde que foram relatadas nas nove categorias amplas do HLES que poderiam ser plausivelmente afetadas pela frequência alimentar: doenças dentárias ou orais, doenças da pele, doenças ortopédicas, doenças gastrointestinais, câncer ou tumores, doenças renais ou urinárias, doenças cardíacas, doenças neurológicas distúrbios e distúrbios hepáticos ou pancreáticos. As outras categorias amplas de condições de saúde relatadas no HLES não foram analisadas porque eram baseadas em fatores situacionais e/ou ambientais temporários e, portanto, provavelmente não estavam associadas à frequência alimentar (por exemplo, trauma, ingestão de substâncias tóxicas, distúrbios infecciosos ou parasitários), foram relatados com pouca frequência e, portanto, tiveram um tamanho de amostra muito pequeno (menos de 3,5% da amostra total; por exemplo, distúrbios respiratórios, distúrbios endócrinos, distúrbios do sistema reprodutivo, distúrbios imunomediados e distúrbios hematopoiéticos) ou não havia justificativa convincente como por que a frequência da alimentação os afetaria (por exemplo, distúrbios de ouvido, nariz e garganta, distúrbios oculares).

Para as categorias de saúde examinadas nesta investigação, todos os participantes receberam uma pontuação binária (afetado/não afetado). Os cães foram considerados "afetados" se seu dono relatasse que eles tinham pelo menos uma condição relevante dentro de uma determinada categoria. No entanto, não consideramos nenhum resultado de saúde congênito afetado: como os animais nasceram com essas condições, seu regime de alimentação foi, por definição, instituído após o início e, portanto, não poderia ter afetado o desenvolvimento da doença. Da mesma forma, distúrbios ligados a fatores situacionais transitórios, incluindo doenças infecciosas e traumas, não foram considerados afetados, pois a natureza circunstancial dessas instâncias tornava improvável que fossem afetados pela frequência alimentar

Consulte as Informações Suplementares 1 para obter detalhes de todos os critérios de inclusão/exclusão, bem como as condições específicas que qualificaram um cão como afetado por doenças dentárias ou orais, distúrbios de pele, distúrbios ortopédicos, distúrbios gastrointestinais, câncer ou tumores, distúrbios renais ou urinários, distúrbios cardíacos, distúrbios neurológicos e categorias de distúrbios hepáticos ou pancreáticos.

Depois de aplicar os critérios de exclusão, a amostra final consistiu em respostas de 24.238 pesquisas HLES e 10.474 pesquisas CSLB. O CSLB sempre foi concluído pelo menos 1 semana após a conclusão do HLES. A maioria dos participantes na amostra final (88 por cento) concluiu o CSLB dentro de 3 meses após a conclusão do HLES e sempre dentro de um ano (intervalo: 7 a 352 dias, média: 47 dias).

Variáveis ​​explicativas

Analisamos a frequência de alimentação como uma exposição binária, comparando cães alimentados uma vez ao dia com cães alimentados com mais frequência. Especificamente, os proprietários foram questionados: "Quantas vezes por dia seu cão é alimentado?" Os cães dos donos que responderam "Uma vez" foram classificados na categoria de uma vez ao dia, enquanto os cães dos donos que responderam "Duas vezes", "Três ou mais" ou "Comida grátis (encher a tigela quando vazia ou sempre ter comida disponíveis)" foram classificados na categoria alimentados com mais frequência. Em todas as análises, 8 por cento da amostra total foi alimentada uma vez ao dia (Tabelas 1 e 2).

Em nossas análises, ajustamos para sexo (fêmea castrada ou macho castrado), idade, raça para cães de raça pura e tamanho corporal (conforme capturado por peso) para cães de raça mista. Também ajustamos se o proprietário relatou suplementação diária de ômega -3 (ou outro ácido graxo) para todas as análises, exceto para distúrbios dentários/orais e distúrbios hepáticos/pâncreas, pois há evidências na literatura de que os ácidos graxos podem ter efeitos benéficos na função cognitiva, pele, resultados cardíacos, gastrointestinais, renais, ortopédicos e neoplásicos [48-56]. Para análise do CSLB, ajustamos adicionalmente dois fatores que afetam a função cognitiva: nível de atividade física [57] e se o cão tem histórico de treinamento (de acordo com a atividade primária ou secundária do cão indicada pelo proprietário; por exemplo, mostrar cães, cães de serviço e cães treinados para testes de campo versus animais de estimação/cães de companhia; ver Informações Suplementares 2 para detalhes completos) [58].

Ajustamos para a raça de cães de raça pura como uma variável categórica. Após inspecionar a distribuição de peso por raça, subdividimos os poodles padrão em duas raças para análise, poodles grandes (peso maior ou igual a 13,6 kg (30 lb)) e poodles pequenos (peso<13.6  kg (30  lb)). Although there are over  200 breeds represented in DAP data, for each analysis, we only included breeds that had at least one exposed and one unexposed dog because breeds without variance in the exposure cannot inform the exposure-outcome association. We also restricted our analyses to breeds with at least 10 dogs meeting the inclusion criteria. These restrictions reduced the number of breeds to 76 breeds for the CSLB analysis and 100   breeds for the analyses of health outcomes.

Métodos estatísticos

Todas as análises estatísticas foram realizadas em R v.4.0.3 [59]. A idade foi modelada de forma flexível usando splines naturais com nós internos aos 7, 10 e 14 anos para análise CSLB e nós internos aos 2, 7 e 13 anos para resultados de saúde [60]. O peso foi modelado de forma semelhante usando splines naturais com nós internos em 14, 48 e 79 lbs. Em cada instância, os nós internos estão aproximadamente no percentil 10, 50 e 90 de cada variável. Exploramos modelos de ajuste mais elaborados (por exemplo, 4 ou 5 nós internos), mas eles não foram suportados por métricas como AIC, e o exame de alguns resultados sugeriu overfitting.

Para ajustar a atividade física, realizamos análise de componentes principais em três variáveis ​​de atividade relatadas pelo HLES: nível de atividade de estilo de vida (relatado como não ativo, moderadamente ativo ou muito ativo no último ano), nível médio de intensidade de atividade (relatado como baixo: caminhada , médio: jogging ou vigoroso: corrida, como jogar bola ou frisbee) e tempo médio diário gasto fisicamente ativo (relatado em horas e minutos). A análise paralela recomendou a retenção de um componente principal. Este componente principal capturou 52% da variância e usamos as cargas no primeiro componente principal como uma pontuação de atividade física (pontuação de AF). Ajustamos o escore de PA usando splines naturais com nós internos aproximadamente nos percentis 10, 50 e 90.

Cães de raças mistas foram incluídos como uma categoria separada de raça, e ajustamos o tamanho do corpo, conforme medido pelo peso, apenas para cães de raças mistas, construindo uma variável peso*MB onde peso é o peso do cão e MB=1 para cães de raça mista e MB=0 para cães de raça pura. Isso é análogo a agrupar cães sem raça definida por peso e incluir cada grupo como uma raça, exceto que nossa abordagem usa informações de peso contínuas.

Utilizamos a regressão linear para a análise do CSLB e a regressão logística para a análise de todos os desfechos de saúde. Para regressão linear, o grande número de parâmetros no modelo devido a 76 raças não causa problemas estatísticos. No entanto, modelos grandes são problemáticos para a regressão logística ao usar o ajuste do modelo de máxima verossimilhança convencional [61]. Portanto, ajustamos os modelos logísticos usando uma verossimilhança condicional, onde o condicionamento foi nas categorias raciais. Esta abordagem permitiu que a raça estivesse no modelo sem a necessidade de estimar 100 parâmetros de raça. Devido ao grande tamanho do conjunto de dados, maximizar a verossimilhança condicional exata não era viável computacionalmente, e usamos a aproximação de Efron (relatado em Informações Suplementares 3). Usamos estimativas de erro padrão robustas para todas as análises de regressão. Todos os testes de hipótese foram bilaterais e não ajustamos para comparações múltiplas.

Para análise de CSLB, realizamos uma análise de sensibilidade excluindo 2 por cento dos cães com pontuações<20  (n=10,288), as these very low scores are implausible and highly suggestive that the owner did not recognize that some survey questions reflected a bidirectional rather than a unidirectional scale.

Para análise das nove categorias de condições de saúde, repetimos a análise utilizando apenas cães sem raça definida e cães das 10 raças mais comuns, ajustando o modelo com regressão logística ordinária. As 10 raças mais comuns foram Pastor Australiano, Beagle, Border Collie, Chihuahua, Dachshund, Pastor Alemão, Golden Retriever, Labrador Retriever, Poodles (grandes) e Pugs (Tabela 2). Também tratamos essas análises como análises secundárias para avaliar a robustez de nossas descobertas, incluindo robustez devido ao uso da aproximação de Efron para as análises primárias.

Para todos os dez resultados, repetimos nossas análises primárias, mas analisamos a frequência de alimentação como um fator categórico não ordenado de quatro níveis.

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