Vă mulțumim că ați vizitat Nature.com.Versiunea de browser pe care o utilizați are suport limitat pentru CSS.Pentru cea mai bună experiență, vă recomandăm să utilizați un browser actualizat (sau să dezactivați Modul de compatibilitate în Internet Explorer).Între timp, pentru a asigura suport continuu, vom reda site-ul fără stiluri și JavaScript.
Majoritatea studiilor metabolice la șoareci sunt efectuate la temperatura camerei, deși în aceste condiții, spre deosebire de oameni, șoarecii cheltuiesc multă energie menținând temperatura internă.Aici, descriem greutatea normală și obezitatea indusă de dietă (DIO) la șoarecii C57BL/6J hrăniți cu chow chow sau, respectiv, o dietă bogată în grăsimi cu 45%.Şoarecii au fost plasaţi timp de 33 de zile la 22, 25, 27,5 şi 30°C într-un sistem de calorimetrie indirectă.Arătăm că consumul de energie crește liniar de la 30°C la 22°C și este cu aproximativ 30% mai mare la 22°C în ambele modele de șoarece.La șoarecii cu greutate normală, aportul de alimente a contracarat EE.În schimb, șoarecii DIO nu au scăzut aportul de alimente atunci când EE a scăzut.Astfel, la sfârșitul studiului, șoarecii la 30°C au avut greutate corporală, masă grasă și glicerol și trigliceride plasmatice mai mari decât șoarecii la 22°C.Dezechilibrul la șoarecii DIO se poate datora unei diete bazate pe plăcere.
Șoarecele este modelul animal cel mai frecvent utilizat pentru studiul fiziologiei și fiziopatologiei umane și este adesea animalul implicit utilizat în etapele incipiente ale descoperirii și dezvoltării medicamentelor.Cu toate acestea, șoarecii diferă de oameni în mai multe moduri fiziologice importante și, în timp ce scalarea alometrică poate fi utilizată într-o oarecare măsură pentru a se traduce în oameni, diferențele uriașe dintre șoareci și oameni constă în termoreglare și homeostază energetică.Acest lucru demonstrează o inconsecvență fundamentală.Masa corporală medie a șoarecilor adulți este de cel puțin o mie de ori mai mică decât cea a adulților (50 g față de 50 kg), iar raportul suprafață/masă diferă de aproximativ 400 de ori datorită transformării geometrice neliniare descrise de Mee. .Ecuația 2. Ca rezultat, șoarecii pierd semnificativ mai multă căldură în raport cu volumul lor, deci sunt mai sensibili la temperatură, mai predispuși la hipotermie și au o rată metabolică bazală medie de zece ori mai mare decât cea a oamenilor.La temperatura camerei standard (~22°C), șoarecii trebuie să-și crească cheltuielile totale de energie (EE) cu aproximativ 30% pentru a menține temperatura corpului.La temperaturi mai scăzute, EE crește și mai mult cu aproximativ 50% și 100% la 15 și 7°C, comparativ cu EE la 22°C.Astfel, condițiile standard de locuință induc un răspuns la stres rece, care ar putea compromite transferabilitatea rezultatelor șoarecilor către oameni, deoarece oamenii care trăiesc în societățile moderne își petrec cea mai mare parte a timpului în condiții termoneutre (deoarece raportul suprafețelor noastre mai scăzute la volum ne face mai puțin sensibili la temperatura, pe măsură ce creăm o zonă termoneutră (TNZ) în jurul nostru. EE peste rata metabolică bazală) se întinde între ~19 și 30°C6, în timp ce șoarecii au o bandă mai înaltă și mai îngustă care se întinde doar la 2–4°C7,8. aspect a primit o atenție considerabilă în ultimii ani4, 7,8,9,10,11,12 și s-a sugerat că unele „diferențe de specii” pot fi atenuate prin creșterea temperaturii învelișului 9. Cu toate acestea, nu există un consens cu privire la intervalul de temperatură care constituie termoneutralitate la șoareci.Astfel, dacă temperatura critică inferioară în intervalul termoneutru la șoarecii cu un singur genunchi este mai aproape de 25°C sau mai aproape de 30°C4, 7, 8, 10, 12 rămâne controversată.EE și alți parametri metabolici au fost limitați la ore până la zile, astfel încât măsura în care expunerea prelungită la diferite temperaturi poate afecta parametrii metabolici, cum ar fi greutatea corporală, este neclară.consumul, utilizarea substratului, toleranța la glucoză și concentrațiile plasmatice de lipide și glucoză și hormoni care reglează apetitul.În plus, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a stabili în ce măsură dieta poate influența acești parametri (șoarecii DIO care urmează o dietă bogată în grăsimi pot fi mai orientați către o dietă bazată pe plăcere (hedonică).Pentru a oferi mai multe informații despre acest subiect, am examinat efectul temperaturii de creștere asupra parametrilor metabolici menționați mai sus la șoareci masculi adulți cu greutate normală și la șoareci masculi obezi induși de dietă (DIO) pe o dietă bogată în grăsimi de 45%.Șoarecii au fost ținuți la 22, 25, 27,5 sau 30°C timp de cel puțin trei săptămâni.Temperaturile sub 22°C nu au fost studiate deoarece adăpostirea standard a animalelor este rareori sub temperatura camerei.Am descoperit că șoarecii DIO cu greutate normală și cu un singur cerc au răspuns în mod similar la schimbările temperaturii incintei în ceea ce privește EE și indiferent de starea incintei (cu sau fără material de adăpost/cuib).Cu toate acestea, în timp ce șoarecii cu greutate normală și-au ajustat aportul de hrană în funcție de EE, aportul de hrană al șoarecilor DIO a fost în mare măsură independent de EE, ceea ce a dus la șoarecii să câștige mai mult în greutate.Conform datelor privind greutatea corporală, concentrațiile plasmatice de lipide și corpi cetonici au arătat că șoarecii DIO la 30°C au avut un echilibru energetic mai pozitiv decât șoarecii la 22°C.Motivele care stau la baza diferențelor în echilibrul aportului de energie și EE între șoarecii cu greutate normală și DIO necesită studii suplimentare, dar pot fi legate de modificările fiziopatologice la șoarecii DIO și de efectul dietei bazate pe plăcere ca urmare a unei diete obeze.
EE a crescut liniar de la 30 la 22 ° C și a fost cu aproximativ 30% mai mare la 22 ° C comparativ cu 30 ° C (Fig. 1a, b).Rata de schimb respirator (RER) a fost independentă de temperatură (Fig. 1c, d).Aportul de alimente a fost în concordanță cu dinamica EE și a crescut odată cu scăderea temperaturii (de asemenea, cu ~30% mai mare la 22 ° C față de 30 ° C (Fig. 1e, f). Aportul de apă. Volumul și nivelul de activitate nu depind de temperatură (Fig. 1g). -la).
Șoarecii masculi (C57BL/6J, 20 de săptămâni, adăpost individual, n=7) au fost găzduiți în cuști metabolice la 22°C timp de o săptămână înainte de începerea studiului.La două zile după colectarea datelor de fundal, temperatura a fost crescută în trepte de 2°C la ora 06:00 pe zi (începutul fazei de lumină).Datele sunt prezentate ca medie ± eroarea standard a mediei, iar faza întunecată (18:00–06:00 h) este reprezentată printr-o casetă gri.a Cheltuieli de energie (kcal/h), b Cheltuieli totale de energie la diferite temperaturi (kcal/24 h), c Rata de schimb respirator (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER mediu în faza de lumină și întuneric (VCO2/VO2) (valoarea zero este definită ca 0,7).e aportul alimentar cumulat (g), f aportul alimentar total pe 24h, g aportul total de apă pe 24h (ml), h aportul total de apă pe 24h, i nivelul de activitate cumulat (m) și j nivelul total de activitate (m/24h) .).Şoarecii au fost ţinuţi la temperatura indicată timp de 48 de ore.Datele afișate pentru 24, 26, 28 și 30°C se referă la ultimele 24 de ore ale fiecărui ciclu.Șoarecii au rămas hrăniți pe tot parcursul studiului.Semnificația statistică a fost testată prin măsurători repetate ale ANOVA unidirecțional urmate de testul de comparație multiplă al lui Tukey.Asteriscurile indică semnificația pentru valoarea inițială de 22°C, umbrirea indică semnificația între alte grupuri, așa cum este indicat. *P < 0,05, **P < 0,01, **P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, **P < 0,01, **P < 0,001, ****P < 0,0001. *P <0,05, **P <0,01, **P <0,001, ****P <0,0001. *P<0,05, **P<0,01, **P<0,001, ****P<0,0001. *P <0,05，**P <0,01，**P <0,001，****P <0,0001. *P <0,05，**P <0,01，**P <0,001，****P <0,0001. *P <0,05, **P <0,01, **P <0,001, ****P <0,0001. *P<0,05, **P<0,01, **P<0,001, ****P<0,0001.Valorile medii au fost calculate pentru întreaga perioadă experimentală (0-192 ore).n = 7.
Ca și în cazul șoarecilor cu greutate normală, EE a crescut liniar odată cu scăderea temperaturii și, în acest caz, EE a fost, de asemenea, cu aproximativ 30% mai mare la 22 ° C, comparativ cu 30 ° C (Fig. 2a, b).RER nu s-a modificat la temperaturi diferite (Fig. 2c, d).Spre deosebire de șoarecii cu greutate normală, aportul de alimente nu a fost în concordanță cu EE în funcție de temperatura camerei.Aportul de alimente, aportul de apă și nivelul de activitate au fost independente de temperatură (Figurile 2e-j).
Șoarecii DIO masculi (C57BL/6J, 20 săptămâni) au fost găzduiți individual în cuști metabolice la 22°C timp de o săptămână înainte de începerea studiului.Șoarecii pot folosi 45% HFD ad libitum.După aclimatizare timp de două zile, au fost colectate datele de referință.Ulterior, temperatura a fost crescută în trepte de 2°C o dată la două zile la 06:00 (începutul fazei de lumină).Datele sunt prezentate ca medie ± eroarea standard a mediei, iar faza întunecată (18:00–06:00 h) este reprezentată printr-o casetă gri.a Cheltuieli de energie (kcal/h), b Cheltuieli totale de energie la diferite temperaturi (kcal/24 h), c Rata de schimb respirator (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER mediu în faza de lumină și întuneric (VCO2/VO2) (valoarea zero este definită ca 0,7).e aportul alimentar cumulat (g), f aportul alimentar total pe 24h, g aportul total de apă pe 24h (ml), h aportul total de apă pe 24h, i nivelul de activitate cumulat (m) și j nivelul total de activitate (m/24h) .).Şoarecii au fost ţinuţi la temperatura indicată timp de 48 de ore.Datele afișate pentru 24, 26, 28 și 30°C se referă la ultimele 24 de ore ale fiecărui ciclu.Șoarecii au fost menținuți la 45% HFD până la sfârșitul studiului.Semnificația statistică a fost testată prin măsurători repetate ale ANOVA unidirecțional urmate de testul de comparație multiplă al lui Tukey.Asteriscurile indică semnificația pentru valoarea inițială de 22°C, umbrirea indică semnificația între alte grupuri, așa cum este indicat. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P <0,05，***P <0,001，****P <0,0001. *P <0,05，***P <0,001，****P <0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Valorile medii au fost calculate pentru întreaga perioadă experimentală (0-192 ore).n = 7.
Într-o altă serie de experimente, am examinat efectul temperaturii ambientale asupra acelorași parametri, dar de data aceasta între grupuri de șoareci care au fost ținuți constant la o anumită temperatură.Șoarecii au fost împărțiți în patru grupuri pentru a minimiza modificările statistice ale mediei și abaterii standard ale greutății corporale, grăsimii și greutății corporale normale (Fig. 3a-c).După 7 zile de aclimatizare, au fost înregistrate 4,5 zile de EE.EE este afectată semnificativ de temperatura ambiantă atât în timpul zilei, cât și pe timp de noapte (Fig. 3d) și crește liniar pe măsură ce temperatura scade de la 27,5°C la 22°C (Fig. 3e).Comparativ cu alte grupuri, RER al grupului de 25 ° C a fost oarecum redus și nu au existat diferențe între grupurile rămase (Fig. 3f, g).Aportul alimentar paralel cu modelul EE a crescut cu aproximativ 30% la 22°C comparativ cu 30°C (Fig. 3h,i).Consumul de apă și nivelurile de activitate nu au diferit semnificativ între grupuri (Fig. 3j, k).Expunerea la temperaturi diferite timp de până la 33 de zile nu a dus la diferențe în greutatea corporală, masa slabă și masa grăsime între grupuri (Fig. 3n-s), dar a dus la o scădere a masei corporale slabe de aproximativ 15% în comparație cu scoruri auto-raportate (Fig. 3n-s).3b, r, c)) și masa de grăsime a crescut de mai mult de 2 ori (de la ~1 g la 2–3 g, Fig. 3c, t, c).Din păcate, dulapul de 30°C are erori de calibrare și nu poate furniza date exacte EE și RER.
- Greutatea corporală (a), masa slabă (b) și masa grasă (c) după 8 zile (cu o zi înainte de transferul în sistemul SABLE).d Consumul de energie (kcal/h).e Consum mediu de energie (0–108 ore) la diferite temperaturi (kcal/24 ore).f Raportul de schimb respirator (RER) (VCO2/VO2).g RER mediu (VCO2/VO2).h Aportul total de alimente (g).i Aportul alimentar mediu (g/24 ore).j Consumul total de apă (ml).k Consum mediu de apă (ml/24 h).l Nivelul de activitate cumulat (m).m Nivel mediu de activitate (m/24 h).n greutatea corporală în a 18-a zi, o modificarea greutății corporale (de la -8 la a 18-a zi), p masa slabă în a 18-a zi, q modificarea masei slabe (de la -8 la a 18-a zi), r masa grasă în ziua 18 , și modificarea masei de grăsime (de la -8 la 18 zile).Semnificația statistică a măsurilor repetate a fost testată prin Oneway-ANOVA urmată de testul de comparație multiplă al lui Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P <0,05, **P <0,01, ***P <0,001, ****P <0,0001. *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P <0,05，**P <0,01，***P <0,001，****P <0,0001. *P <0,05，**P <0,01，***P <0,001，****P <0,0001. *P <0,05, **P <0,01, ***P <0,001, ****P <0,0001. *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001, ****P<0,0001.Datele sunt prezentate ca medie + eroarea standard a mediei, faza întunecată (18:00-06:00 h) este reprezentată prin casete gri.Punctele de pe histograme reprezintă șoareci individuali.Valorile medii au fost calculate pentru întreaga perioadă experimentală (0-108 ore).n = 7.
Șoarecii au fost potriviți în greutate corporală, masă slabă și masă grasă la momentul inițial (Fig. 4a-c) și menținuți la 22, 25, 27, 5 și 30 ° C ca în studiile cu șoareci cu greutate normală..Când se compară grupuri de șoareci, relația dintre EE și temperatură a arătat o relație liniară similară cu temperatura în timp la aceiași șoareci.Astfel, șoarecii ținuți la 22°C au consumat cu aproximativ 30% mai multă energie decât șoarecii ținuți la 30°C (Fig. 4d, e).Când se studiază efectele la animale, temperatura nu a afectat întotdeauna RER (Fig. 4f, g).Aportul de alimente, aportul de apă și activitatea nu au fost afectate semnificativ de temperatură (Figurile 4h–m).După 33 de zile de creștere, șoarecii la 30 ° C au avut o greutate corporală semnificativ mai mare decât șoarecii la 22 ° C (Fig. 4n).Comparativ cu punctele lor de referință respective, șoarecii crescuți la 30°C au avut greutăți corporale semnificativ mai mari decât șoarecii crescuți la 22°C (media ± eroarea standard a mediei: Fig. 4o).Creșterea relativ mai mare în greutate sa datorat unei creșteri a masei de grăsime (Fig. 4p, q) mai degrabă decât unei creșteri a masei slabe (Fig. 4r, s).În concordanță cu valoarea mai scăzută a EE la 30°C, expresia mai multor gene BAT care măresc funcția/activitatea BAT a fost redusă la 30°C comparativ cu 22°C: Adra1a, Adrb3 și Prdm16.Alte gene cheie care cresc, de asemenea, funcția/activitatea BAT nu au fost afectate: Sema3a (reglarea creșterii nevritelor), Tfam (biogeneza mitocondrială), Adrb1, Adra2a, Pck1 (gluconeogeneza) și Cpt1a.În mod surprinzător, Ucp1 și Vegf-a, asociate cu o activitate termogenică crescută, nu au scăzut în grupul de 30°C.De fapt, nivelurile Ucp1 la trei șoareci au fost mai mari decât în grupul de 22 ° C, iar Vegf-a și Adrb2 au fost semnificativ crescute.În comparație cu grupul de 22 ° C, șoarecii menținuți la 25 ° C și 27,5 ° C nu au prezentat nicio schimbare (Figura suplimentară 1).
- Greutatea corporală (a), masa slabă (b) și masa grasă (c) după 9 zile (cu o zi înainte de transferul în sistemul SABLE).d Consumul de energie (EE, kcal/h).e Consum mediu de energie (0–96 ore) la diferite temperaturi (kcal/24 ore).f Raportul de schimb respirator (RER, VCO2/VO2).g RER mediu (VCO2/VO2).h Aportul total de alimente (g).i Aportul alimentar mediu (g/24 ore).j Consumul total de apă (ml).k Consum mediu de apă (ml/24 h).l Nivelul de activitate cumulat (m).m Nivel mediu de activitate (m/24 h).n Greutatea corporală în ziua 23 (g), o Modificarea greutății corporale, p Masa slabă, q Modificarea masei slabe (g) în ziua 23 comparativ cu ziua 9, Modificarea masei de grăsime (g) la 23 de zile, grăsime masa (g) față de ziua 8, ziua 23 față de -a 8-a zi.Semnificația statistică a măsurilor repetate a fost testată prin Oneway-ANOVA urmată de testul de comparație multiplă al lui Tukey. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P <0,05，***P <0,001，****P <0,0001. *P <0,05，***P <0,001，****P <0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Datele sunt prezentate ca medie + eroarea standard a mediei, faza întunecată (18:00-06:00 h) este reprezentată prin casete gri.Punctele de pe histograme reprezintă șoareci individuali.Valorile medii au fost calculate pentru întreaga perioadă experimentală (0-96 ore).n = 7.
La fel ca oamenii, șoarecii creează adesea micromedii pentru a reduce pierderile de căldură în mediu.Pentru a cuantifica importanța acestui mediu pentru EE, am evaluat EE la 22, 25, 27,5 și 30 ° C, cu sau fără apărătoare de piele și material de cuibărit.La 22°C, adăugarea de skinuri standard reduce EE cu aproximativ 4%.Adăugarea ulterioară a materialului de cuibărit a redus EE cu 3-4% (Fig. 5a, b).Nu au fost observate modificări semnificative ale RER, aportului de alimente, aportului de apă sau nivelurilor de activitate cu adăugarea de case sau piei + așternut (Figura 5i-p).Adăugarea de piele și material de cuibărit a redus, de asemenea, semnificativ EE la 25 și 30 ° C, dar răspunsurile au fost cantitativ mai mici.La 27,5°C nu a fost observată nicio diferență.În mod remarcabil, în aceste experimente, EE a scăzut odată cu creșterea temperaturii, în acest caz cu aproximativ 57% mai mic decât EE la 30 ° C, comparativ cu 22 ° C (Fig. 5c–h).Aceeași analiză a fost efectuată numai pentru faza de lumină, în care EE a fost mai aproape de rata metabolică bazală, deoarece în acest caz șoarecii s-au odihnit în cea mai mare parte în piele, rezultând dimensiuni comparabile ale efectului la temperaturi diferite (Figura suplimentară 2a–h) .
Date pentru șoareci din materialul de adăpost și cuib (albastru închis), acasă, dar fără material de cuib (albastru deschis) și materialul de acasă și cuib (portocaliu).Consumul de energie (EE, kcal/h) pentru camerele a, c, e și g la 22, 25, 27,5 și 30 °C, b, d, f și h înseamnă EE (kcal/h).ip Date pentru șoareci găzduiți la 22°C: i frecvența respiratorie (RER, VCO2/VO2), j RER medie (VCO2/VO2), k aport alimentar cumulat (g), l aport alimentar mediu (g/24 h) , m aportul total de apă (mL), n aportul mediu de apă ASC (mL/24h), o activitate totală (m), p nivel mediu de activitate (m/24h).Datele sunt prezentate ca medie + eroarea standard a mediei, faza întunecată (18:00-06:00 h) este reprezentată prin casete gri.Punctele de pe histograme reprezintă șoareci individuali.Semnificația statistică a măsurilor repetate a fost testată prin Oneway-ANOVA urmată de testul de comparație multiplă al lui Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P<0,05, **P<0,01. *P <0,05，**P <0,01. *P <0,05，**P <0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P<0,05, **P<0,01.Valorile medii au fost calculate pentru întreaga perioadă experimentală (0-72 ore).n = 7.
La șoarecii cu greutate normală (2-3 ore de post), creșterea la temperaturi diferite nu a dus la diferențe semnificative în concentrațiile plasmatice de TG, 3-HB, colesterol, ALT și AST, ci HDL în funcție de temperatură.Figura 6a-e).Concentrațiile plasmatice a jeun de leptină, insulină, peptidă C și glucagon, de asemenea, nu au fost diferite între grupuri (Figurile 6g-j).În ziua testului de toleranță la glucoză (după 31 de zile la temperaturi diferite), nivelul de bază al glucozei din sânge (5-6 ore de jeun) a fost de aproximativ 6,5 mM, fără nicio diferență între grupuri. Administrarea de glucoză orală a crescut semnificativ concentrațiile de glucoză din sânge în toate grupurile, dar atât concentrația maximă, cât și aria incrementală sub curbe (iAUC) (15-120 min) au fost mai mici în grupul de șoareci găzduiți la 30 ° C (puncte de timp individuale: P <0,05–P <0,0001, Fig. 6k, l) în comparație cu șoarecii găzduiți la 22, 25 și 27,5 ° C (care nu diferă între ei). Administrarea de glucoză orală a crescut semnificativ concentrațiile de glucoză din sânge în toate grupurile, dar atât concentrația maximă, cât și aria incrementală sub curbe (iAUC) (15-120 min) au fost mai mici în grupul de șoareci găzduiți la 30 ° C (puncte de timp individuale: P <0,05–P <0,0001, Fig. 6k, l) în comparație cu șoarecii găzduiți la 22, 25 și 27,5 ° C (care nu diferă între ei). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, но как пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (отдельные временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которжащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которжащимися). Administrarea orală de glucoză a crescut semnificativ concentrațiile de glucoză din sânge în toate grupurile, dar atât concentrația maximă, cât și aria incrementală sub curbe (iAUC) (15–120 min) au fost mai mici în grupul de șoareci la 30°C (puncte de timp separate: P < 0,05–). P <0,0001, Fig. 6k, l) în comparație cu șoarecii ținuți la 22, 25 și 27,5 °C (care nu diferă unul de celălalt).口服 葡萄糖 的 给 药 显着 增加 了 所有组 的 血糖 浓度 ， 但 在 30 ° C 饲养 的 小鼠组 中 ， 峰值 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 （各 个 时间 时间 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25 和27,5°C 的小鼠（彼此之间没有漀养在強炮有漷没有強口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小 鼠组 中 ， 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点点 点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25和27,5°C 的小鼠（彼此之间此之间沉沛湋间沉沛湋间沉Administrarea orală de glucoză a crescut semnificativ concentrațiile de glucoză din sânge în toate grupurile, dar atât concentrația maximă, cât și aria sub curbă (iAUC) (15-120 min) au fost mai mici în grupul de șoareci hrăniți la 30 ° C (toate momentele).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, Fig.6l, l) în comparație cu șoarecii ținuți la 22, 25 și 27,5°C (nicio diferență unul față de celălalt).
Concentrațiile plasmatice de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptină, insulină, peptidă C și glucagon sunt prezentate la șoarecii adulți masculi DIO(al) după 33 de zile de hrănire la temperatura indicată. .Șoarecii nu au fost hrăniți cu 2-3 ore înainte de recoltarea probelor de sânge.Excepție a fost un test oral de toleranță la glucoză, care a fost efectuat cu două zile înainte de încheierea studiului pe șoareci ținuți timp de 5-6 ore și ținuți la temperatura corespunzătoare timp de 31 de zile.Șoarecii au fost provocați cu 2 g/kg greutate corporală.Aria de sub datele curbei (L) este exprimată ca date incrementale (iAUC).Datele sunt prezentate ca medie ± SEM.Punctele reprezintă mostre individuale. *P < 0,05, **P < 0,01, **P < 0,001, ****P < 0,0001, n = 7. *P < 0,05, **P < 0,01, **P < 0,001, ****P < 0,0001, n = 7. *P <0,05, **P <0,01, **P <0,001, ****P <0,0001, n = 7. *P<0,05, **P<0,01, **P<0,001, ****P<0,0001, n=7. *P <0,05，**P <0,01，**P <0,001，****P <0,0001，n = 7. *P <0,05，**P <0,01，**P <0,001，****P <0,0001，n = 7. *P <0,05, **P <0,01, **P <0,001, ****P <0,0001, n = 7. *P<0,05, **P<0,01, **P<0,001, ****P<0,0001, n=7.
La șoarecii DIO (de asemenea ținuți timp de 2-3 ore), concentrațiile de colesterol plasmatic, HDL, ALT, AST și FFA nu au fost diferite între grupuri.Atât TG, cât și glicerolul au fost semnificativ crescute în grupul de 30 ° C, comparativ cu grupul de 22 ° C (Figurile 7a–h).În schimb, 3-GB a fost cu aproximativ 25% mai mic la 30 ° C, comparativ cu 22 ° C (Figura 7b).Astfel, deși șoarecii menținuți la 22°C au avut un echilibru energetic general pozitiv, așa cum sugerează creșterea în greutate, diferențele în concentrațiile plasmatice de TG, glicerol și 3-HB sugerează că șoarecii la 22°C atunci când prelevarea a fost mai mică decât la 22°C. C.°C.Șoarecii crescuți la 30 ° C au fost într-o stare relativ mai negativă din punct de vedere energetic.În concordanță cu aceasta, concentrațiile hepatice de glicerol extractabil și TG, dar nu și glicogenul și colesterolul, au fost mai mari în grupul de 30 ° C (Fig. 3a-d suplimentară).Pentru a investiga dacă diferențele dependente de temperatură în lipoliză (măsurată prin TG plasmatic și glicerol) sunt rezultatul modificărilor interne ale grăsimii epididimale sau inghinale, am extras țesut adipos din aceste depozite la sfârșitul studiului și am cuantificat acizii grași liberi ex. vivo.și eliberarea de glicerol.În toate grupurile experimentale, probele de țesut adipos din depozitele epididimale și inghinale au arătat o creștere de cel puțin două ori a producției de glicerol și FFA ca răspuns la stimularea izoproterenolului (Figura suplimentară 4a-d).Cu toate acestea, nu a fost găsit niciun efect al temperaturii învelișului asupra lipolizei bazale sau stimulate de izoproterenol.În concordanță cu greutatea corporală și masa de grăsime mai mari, nivelurile de leptinei plasmatice au fost semnificativ mai mari în grupul de 30 ° C decât în grupul de 22 ° C (Figura 7i).Dimpotrivă, nivelurile plasmatice de insulină și peptidă C nu au diferit între grupurile de temperatură (Fig. 7k, k), dar glucagonul plasmatic a arătat o dependență de temperatură, dar în acest caz aproape 22°C în grupul opus a fost de două ori comparat. la 30°C.DIN.Grupa C (Fig. 7l).FGF21 nu diferă între diferitele grupuri de temperatură (Fig. 7m).În ziua OGTT, glicemia de bază a fost de aproximativ 10 mM și nu a diferit între șoarecii găzduiți la temperaturi diferite (Fig. 7n).Administrarea orală de glucoză a crescut nivelurile de glucoză din sânge și a atins un vârf în toate grupurile la o concentrație de aproximativ 18 mM la 15 minute după administrare.Nu au existat diferențe semnificative în iAUC (15-120 min) și concentrații la diferite momente de timp după doză (15, 30, 60, 90 și 120 min) (Figura 7n, o).
Concentrațiile plasmatice de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptină, insulină, C-peptidă, glucagon și FGF21 au fost arătate la șoarecii adulți masculi DIO (ao) după 33 de zile de hrănire.temperatura specificată.Șoarecii nu au fost hrăniți cu 2-3 ore înainte de recoltarea probelor de sânge.Testul de toleranță orală la glucoză a fost o excepție deoarece a fost efectuat la o doză de 2 g/kg greutate corporală cu două zile înainte de încheierea studiului la șoareci care au fost ținuți timp de 5-6 ore și ținuți la temperatura corespunzătoare timp de 31 de zile.Aria de sub datele curbei (o) este afișată ca date incrementale (iAUC).Datele sunt prezentate ca medie ± SEM.Punctele reprezintă mostre individuale. *P < 0,05, **P < 0,01, **P < 0,001, ****P < 0,0001, n = 7. *P < 0,05, **P < 0,01, **P < 0,001, ****P < 0,0001, n = 7. *P <0,05, **P <0,01, **P <0,001, ****P <0,0001, n = 7. *P<0,05, **P<0,01, **P<0,001, ****P<0,0001, n=7. *P <0,05，**P <0,01，**P <0,001，****P <0,0001，n = 7. *P <0,05，**P <0,01，**P <0,001，****P <0,0001，n = 7. *P <0,05, **P <0,01, **P <0,001, ****P <0,0001, n = 7. *P<0,05, **P<0,01, **P<0,001, ****P<0,0001, n=7.
Transferabilitatea datelor despre rozătoare la om este o problemă complexă care joacă un rol central în interpretarea importanței observațiilor în contextul cercetării fiziologice și farmacologice.Din motive economice și pentru a facilita cercetarea, șoarecii sunt adesea ținuți la temperatura camerei sub zona lor termoneutră, ceea ce duce la activarea diferitelor sisteme fiziologice compensatorii care cresc rata metabolică și pot afecta translabilitatea9.Astfel, expunerea șoarecilor la frig poate face șoarecii rezistenți la obezitatea indusă de dietă și poate preveni hiperglicemia la șobolanii tratați cu streptozotocină datorită transportului crescut de glucoză non-insulino-dependent.Cu toate acestea, nu este clar în ce măsură expunerea prelungită la diferite temperaturi relevante (de la cameră la termoneutre) afectează homeostazia energetică diferită a șoarecilor cu greutate normală (pe alimente) și șoarecilor DIO (pe HFD) și parametrii metabolici, precum și măsura. la care au reușit să echilibreze o creștere a EE cu o creștere a aportului alimentar.Studiul prezentat în acest articol își propune să aducă o oarecare claritate acestui subiect.
Arătăm că la șoarecii adulți cu greutate normală și la șoarecii masculi DIO, EE este invers legat de temperatura camerei între 22 și 30°C.Astfel, EE la 22°C a fost cu aproximativ 30% mai mare decât la 30°C.în ambele modele de mouse.Cu toate acestea, o diferență importantă între șoarecii cu greutate normală și șoarecii DIO este că, în timp ce șoarecii cu greutate normală s-au potrivit cu EE la temperaturi mai scăzute, ajustând în mod corespunzător aportul de hrană, aportul de hrană al șoarecilor DIO a variat la diferite niveluri.Temperaturile de studiu au fost similare.După o lună, șoarecii DIO ținuți la 30°C au câștigat mai multă greutate corporală și masă de grăsime decât șoarecii ținuți la 22°C, în timp ce oamenii normali ținuți la aceeași temperatură și pentru aceeași perioadă de timp nu au dus la febră.diferența dependentă de greutate corporală.soareci cu greutate.În comparație cu temperaturile apropiate de termoneutre sau la temperatura camerei, creșterea la temperatura camerei a dus la DIO sau la șoareci cu greutate normală pe o dietă bogată în grăsimi, dar nu pe o dietă pentru șoareci cu greutate normală pentru a câștiga relativ mai puțin în greutate.corp.Susținut de alte studii17,18,19,20,21 dar nu de toate22,23.
Capacitatea de a crea un micromediu pentru a reduce pierderile de căldură este ipotezată pentru a schimba neutralitatea termică la stânga8, 12. În studiul nostru, atât adăugarea de material de cuibărit, cât și ascunderea au redus EE, dar nu au dus la neutralitate termică până la 28°C.Astfel, datele noastre nu susțin că punctul scăzut de termoneutralitate la șoarecii adulți cu un singur genunchi, cu sau fără case îmbogățite din punct de vedere ecologic, ar trebui să fie de 26-28 ° C, așa cum se arată8,12, dar susține alte studii care arată termoneutritatea.temperaturi de 30°C la șoareci cu punct scăzut7, 10, 24. Pentru a complica lucrurile, s-a dovedit că punctul termoneutru la șoareci nu este static în timpul zilei, deoarece este mai scăzut în timpul fazei de repaus (luminoasă), posibil din cauza caloriilor scăzute. producția ca urmare a activității și a termogenezei induse de dietă.Astfel, în faza de lumină, punctul inferior de neutralitate termică se dovedește a fi ~29°С, iar în faza întunecată, ~33°С25.
În cele din urmă, relația dintre temperatura ambientală și consumul total de energie este determinată de disiparea căldurii.În acest context, raportul dintre suprafață și volum este un determinant important al sensibilității termice, afectând atât disiparea căldurii (suprafața), cât și generarea de căldură (volum).Pe lângă suprafața suprafeței, transferul de căldură este determinat și de izolație (rata de transfer de căldură).La oameni, masa de grăsime poate reduce pierderea de căldură prin crearea unei bariere izolatoare în jurul carcasei corpului și s-a sugerat că masa de grăsime este, de asemenea, importantă pentru izolarea termică la șoareci, scăzând punctul termoneutru și reducând sensibilitatea la temperatură sub punctul neutru termic ( panta curbei).temperatura ambianta fata de EE)12.Studiul nostru nu a fost conceput pentru a evalua în mod direct această relație presupusă, deoarece datele despre compoziția corporală au fost colectate cu 9 zile înainte de colectarea datelor privind cheltuielile cu energie și deoarece masa de grăsime nu a fost stabilă pe tot parcursul studiului.Cu toate acestea, deoarece șoarecii cu greutate normală și DIO au EE cu 30% mai puțin la 30 ° C decât la 22 ° C, în ciuda unei diferențe de cel puțin 5 ori în masa de grăsime, datele noastre nu susțin că obezitatea ar trebui să ofere izolație de bază.factor, cel puțin nu în domeniul de temperatură investigat.Acest lucru este în conformitate cu alte studii mai bine concepute pentru a explora acest lucru4,24.În aceste studii, efectul izolant al obezității a fost mic, dar s-a constatat că blana asigură 30-50% din izolația termică totală4,24.Cu toate acestea, la șoarecii morți, conductivitatea termică a crescut cu aproximativ 450% imediat după moarte, ceea ce sugerează că efectul izolator al blănii este necesar pentru ca mecanismele fiziologice, inclusiv vasoconstricția, să funcționeze.Pe lângă diferențele de specii de blană între șoareci și oameni, efectul de izolare slab al obezității la șoareci poate fi influențat și de următoarele considerații: Factorul izolator al masei de grăsime umană este mediat în principal de masa de grăsime subcutanată (grosime)26,27.De obicei la rozătoare Mai puțin de 20% din grăsimea animală totală28.În plus, masa totală de grăsime poate să nu fie nici măcar o măsură suboptimă a izolației termice a unui individ, deoarece s-a susținut că izolarea termică îmbunătățită este compensată de creșterea inevitabilă a suprafeței (și, prin urmare, creșterea pierderii de căldură) pe măsură ce crește masa de grăsime..
La șoarecii cu greutate normală, concentrațiile plasmatice a jeun de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT și AST nu s-au modificat la diferite temperaturi timp de aproape 5 săptămâni, probabil pentru că șoarecii se aflau în aceeași stare de echilibru energetic.au fost aceleași ca greutate și compoziție corporală ca la sfârșitul studiului.În concordanță cu asemănarea în masa de grăsime, nu au existat diferențe în nivelurile de leptină plasmatică, nici în ceea ce privește insulina de jeun, peptida C și glucagonul.S-au găsit mai multe semnale la șoarecii DIO.Deși șoarecii la 22°C nici nu au avut un bilanț energetic general negativ în această stare (pe măsură ce s-au îngrășat), la sfârșitul studiului au fost relativ mai deficienți de energie comparativ cu șoarecii crescuți la 30°C, în condiții precum cetone ridicate.producția de către organism (3-GB) și o scădere a concentrației de glicerol și TG în plasmă.Cu toate acestea, diferențele dependente de temperatură în lipoliză nu par a fi rezultatul modificărilor intrinseci ale grăsimii epididimale sau inghinale, cum ar fi modificări ale expresiei lipazei care răspund la adipohormoni, deoarece FFA și glicerolul eliberați din grăsimea extrasă din aceste depozite sunt între Temperatură. grupurile sunt asemănătoare între ele.Deși nu am investigat tonul simpatic în studiul actual, alții au descoperit că acesta (pe baza ritmului cardiac și a presiunii arteriale medii) este liniar legat de temperatura ambiantă la șoareci și este aproximativ mai scăzut la 30°C decât la 22°C 20% C Astfel, diferențele dependente de temperatură în tonul simpatic pot juca un rol în lipoliză în studiul nostru, dar deoarece o creștere a tonusului simpatic stimulează mai degrabă decât inhibă lipoliza, alte mecanisme pot contracara această scădere la șoarecii de cultură.Rol potențial în descompunerea grăsimii corporale.Temperatura camerei.Mai mult, o parte din efectul stimulator al tonusului simpatic asupra lipolizei este mediat indirect de inhibarea puternică a secreției de insulină, evidențiind efectul suplimentării de întrerupere a insulinei asupra lipolizei30, dar în studiul nostru, insulina plasmatică a jeun și tonul simpatic al peptidei C la diferite temperaturi au fost nu este suficient pentru a modifica lipoliza.În schimb, am descoperit că diferențele în starea energetică au fost cel mai probabil principalul contributor la aceste diferențe la șoarecii DIO.Motivele care stau la baza care duc la o mai bună reglare a aportului de alimente cu EE la șoarecii cu greutate normală necesită studii suplimentare.În general, însă, aportul alimentar este controlat de indicii homeostatici și hedonici31,32,33.Deși există o dezbatere cu privire la care dintre cele două semnale este mai important din punct de vedere cantitativ,31,32,33 este bine cunoscut faptul că consumul pe termen lung de alimente bogate în grăsimi duce la un comportament alimentar mai bazat pe plăcere, care, într-o oarecare măsură, nu are legătură cu homeostaziei..– aport alimentar reglementat34,35,36.Prin urmare, comportamentul de hrănire hedonic crescut al șoarecilor DIO tratați cu 45% HFD poate fi unul dintre motivele pentru care acești șoareci nu au echilibrat aportul de alimente cu EE.Interesant este că diferențe între apetitul și hormonii de reglare a glicemiei au fost observate și la șoarecii DIO cu temperatură controlată, dar nu și la șoarecii cu greutate normală.La șoarecii DIO, nivelurile de leptină plasmatică au crescut odată cu temperatura, iar nivelurile de glucagon au scăzut odată cu temperatura.Măsura în care temperatura poate influența direct aceste diferențe merită un studiu suplimentar, dar în cazul leptinei, balanța energetică negativă relativă și, prin urmare, masa grăsime mai mică la șoareci la 22°C au jucat cu siguranță un rol important, deoarece masa de grăsime și leptina plasmatică este foarte corelate37.Cu toate acestea, interpretarea semnalului de glucagon este mai nedumerită.Ca și în cazul insulinei, secreția de glucagon a fost puternic inhibată de o creștere a tonusului simpatic, dar cel mai mare tonus simpatic a fost prezis a fi în grupul de 22°C, care a avut cele mai mari concentrații plasmatice de glucagon.Insulina este un alt regulator puternic al glucagonului plasmatic, iar rezistența la insulină și diabetul de tip 2 sunt strâns asociate cu hiperglucagonemia a jeun și postprandială 38,39.Cu toate acestea, șoarecii DIO din studiul nostru au fost, de asemenea, insensibili la insulină, așa că nici acesta nu ar putea fi factorul principal în creșterea semnalizării glucagonului în grupul de 22 ° C.Conținutul de grăsime hepatică este, de asemenea, asociat pozitiv cu o creștere a concentrației plasmatice de glucagon, ale cărei mecanisme, la rândul lor, pot include rezistența hepatică la glucagon, scăderea producției de uree, creșterea concentrației de aminoacizi circulanți și creșterea secreției de glucagon stimulată de aminoacizi40,41, 42.Cu toate acestea, deoarece concentrațiile extractibile de glicerol și TG nu au diferit între grupurile de temperatură în studiul nostru, nici acesta nu ar putea fi un factor potențial în creșterea concentrațiilor plasmatice în grupul de 22 ° C.Triiodotironina (T3) joacă un rol critic în rata metabolică generală și inițierea apărării metabolice împotriva hipotermiei43,44.Astfel, concentrația plasmatică de T3, posibil controlată de mecanisme mediate central45,46, crește atât la șoareci, cât și la oameni în condiții mai puțin decât termoneutre47, deși creșterea la oameni este mai mică, care este mai predispusă la șoareci.Acest lucru este în concordanță cu pierderea de căldură în mediu.Nu am măsurat concentrațiile plasmatice de T3 în studiul curent, dar este posibil ca concentrațiile să fi fost mai mici în grupul de 30°C, ceea ce ar putea explica efectul acestui grup asupra nivelurilor plasmatice de glucagon, așa cum noi (Figura 5a actualizată) și alții au arătat că T3 crește glucagonul plasmatic într-o manieră dependentă de doză.S-a raportat că hormonii tiroidieni induc expresia FGF21 în ficat.Ca și glucagon, concentrațiile plasmatice de FGF21 au crescut, de asemenea, cu concentrațiile plasmatice de T3 (Figura suplimentară 5b și ref. 48), dar, în comparație cu glucagon, concentrațiile plasmatice de FGF21 din studiul nostru nu au fost afectate de temperatură.Motivele care stau la baza acestei discrepanțe necesită studii suplimentare, dar inducerea FGF21 condusă de T3 ar trebui să aibă loc la niveluri mai mari de expunere la T3 în comparație cu răspunsul la glucagon determinat de T3 (Figura suplimentară 5b).
S-a demonstrat că HFD este puternic asociată cu toleranța redusă la glucoză și rezistența la insulină (markeri) la șoarecii crescuți la 22°C.Cu toate acestea, HFD nu a fost asociată nici cu toleranța afectată la glucoză, nici cu rezistența la insulină atunci când a crescut într-un mediu termoneutru (definit aici ca 28 ° C) 19 .În studiul nostru, această relație nu a fost replicată la șoarecii DIO, dar șoarecii cu greutate normală menținuți la 30 ° C au îmbunătățit semnificativ toleranța la glucoză.Motivul acestei diferențe necesită studii suplimentare, dar poate fi influențat de faptul că șoarecii DIO din studiul nostru au fost rezistenți la insulină, cu concentrații plasmatice de peptide C a jeun și concentrații de insulină de 12-20 de ori mai mari decât șoarecii cu greutate normală.și în sânge pe stomacul gol.concentrații de glucoză de aproximativ 10 mM (aproximativ 6 mM la greutatea corporală normală), ceea ce pare să lase o mică fereastră pentru orice efecte benefice potențiale ale expunerii la condiții termoneutre pentru a îmbunătăți toleranța la glucoză.Un posibil factor confuz este că, din motive practice, OGTT se efectuează la temperatura camerei.Astfel, șoarecii găzduiți la temperaturi mai ridicate au experimentat un șoc rece ușor, care poate afecta absorbția/clearance-ul glucozei.Cu toate acestea, pe baza concentrațiilor similare de glucoză din sânge a jeun în diferite grupuri de temperatură, este posibil ca modificările temperaturii ambientale să nu fi afectat în mod semnificativ rezultatele.
După cum am menționat mai devreme, recent a fost evidențiat că creșterea temperaturii camerei poate atenua unele reacții la stresul rece, ceea ce poate pune sub semnul întrebării transferabilitatea datelor de la șoarece către oameni.Cu toate acestea, nu este clar care este temperatura optimă pentru menținerea șoarecilor pentru a imita fiziologia umană.Răspunsul la această întrebare poate fi influențat și de domeniul de studiu și de obiectivul studiat.Un exemplu în acest sens este efectul dietei asupra acumulării de grăsime hepatică, toleranței la glucoză și rezistenței la insulină19.În ceea ce privește cheltuiala de energie, unii cercetători cred că termoneutritatea este temperatura optimă pentru creștere, deoarece oamenii au nevoie de puțină energie suplimentară pentru a-și menține temperatura centrală a corpului și definesc o singură temperatură în poală pentru șoarecii adulți ca 30°C7,10.Alți cercetători cred că o temperatură comparabilă cu cea pe care oamenii o experimentează în mod obișnuit cu șoarecii adulți pe un genunchi este de 23-25 ° C, deoarece au descoperit că termoneutritatea este de 26-28 ° C și pe baza faptului că oamenii sunt mai mici cu aproximativ 3 ° C.temperatura lor critică inferioară, definită aici ca 23°C, este ușor 8,12.Studiul nostru este în concordanță cu alte câteva studii care afirmă că neutralitatea termică nu este atinsă la 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, indicând că 23-25°C este prea scăzută.Un alt factor important de luat în considerare în ceea ce privește temperatura camerei și termoneutralitatea la șoareci este adăpostirea individuală sau în grup.Când șoarecii au fost găzduiți în grupuri, mai degrabă decât individual, ca în studiul nostru, sensibilitatea la temperatură a fost redusă, posibil din cauza aglomerației animalelor.Cu toate acestea, temperatura camerei a fost încă sub LTL de 25 atunci când au fost utilizate trei grupuri.Poate că cea mai importantă diferență între specii în acest sens este semnificația cantitativă a activității BAT ca apărare împotriva hipotermiei.Astfel, în timp ce șoarecii au compensat în mare parte pierderea lor mai mare de calorii prin creșterea activității BAT, care este de peste 60% EE numai la 5°C,51,52 contribuția activității BAT umane la EE a fost semnificativ mai mare, mult mai mică.Prin urmare, reducerea activității BAT poate fi o modalitate importantă de a crește traducerea umană.Reglarea activității BAT este complexă, dar este adesea mediată de efectele combinate ale stimulării adrenergice, hormonilor tiroidieni și expresiei UCP114,54,55,56,57.Datele noastre indică faptul că temperatura trebuie crescută peste 27,5 ° C în comparație cu șoarecii la 22 ° C pentru a detecta diferențele în expresia genelor BAT responsabile de funcție/activare.Cu toate acestea, diferențele găsite între grupuri la 30 și 22 ° C nu au indicat întotdeauna o creștere a activității BAT în grupul de 22 ° C, deoarece Ucp1, Adrb2 și Vegf-a au fost reglați în jos în grupul de 22 ° C.Cauza principală a acestor rezultate neașteptate rămâne de stabilit.O posibilitate este ca expresia crescută a acestora să nu reflecte un semnal de temperatură ridicată a camerei, ci mai degrabă un efect acut de mutare a acestora de la 30°C la 22°C în ziua îndepărtării (șoarecii au experimentat acest lucru cu 5-10 minute înainte de decolare) .).
O limitare generală a studiului nostru este că am studiat doar șoarecii masculi.Alte cercetări sugerează că sexul poate fi o considerație importantă în indicațiile noastre primare, deoarece șoarecii femele cu un singur genunchi sunt mai sensibili la temperatură datorită conductivității termice mai mari și menținând temperaturile centrale mai strict controlate.În plus, șoarecii femele (pe HFD) au arătat o asociere mai mare a aportului de energie cu EE la 30 ° C în comparație cu șoarecii masculi care au consumat mai mulți șoareci de același sex (20 ° C în acest caz) 20 .Astfel, la șoarecii femele, efectul conținutului subtermonetral este mai mare, dar are același model ca la șoarecii masculi.În studiul nostru, ne-am concentrat pe șoarecii masculi cu un singur genunchi, deoarece acestea sunt condițiile în care sunt efectuate majoritatea studiilor metabolice care examinează EE.O altă limitare a studiului nostru a fost că șoarecii au urmat aceeași dietă pe tot parcursul studiului, ceea ce a împiedicat studierea importanței temperaturii camerei pentru flexibilitatea metabolică (măsurată prin modificările RER pentru modificări ale dietei în diferite compoziții de macronutrienți).la șoarecii femele și masculi ținuți la 20°C în comparație cu șoarecii corespunzători ținuți la 30°C.
În concluzie, studiul nostru arată că, la fel ca în alte studii, șoarecii cu greutate normală din turul 1 sunt termoneutri peste 27,5°C estimate.În plus, studiul nostru arată că obezitatea nu este un factor de izolare major la șoarecii cu greutate normală sau DIO, rezultând în proporții similare temperatură:EE la șoarecii DIO și cu greutate normală.În timp ce aportul de hrană al șoarecilor cu greutate normală a fost în concordanță cu EE și, astfel, a menținut o greutate corporală stabilă pe întregul interval de temperatură, aportul de hrană al șoarecilor DIO a fost același la temperaturi diferite, rezultând un raport mai mare de șoareci la 30°C. .la 22°C a câștigat mai multă greutate corporală.În general, studiile sistematice care examinează importanța potențială a trăirii sub temperaturile termoneutre sunt justificate din cauza tolerabilității slabe observate adesea între studiile la șoarece și la oameni.De exemplu, în studiile de obezitate, o explicație parțială pentru traducerea în general mai slabă se poate datora faptului că studiile de scădere în greutate murine sunt de obicei efectuate pe animale stresate moderat de frig ținute la temperatura camerei datorită EE crescută.Pierdere în greutate exagerată în comparație cu greutatea corporală așteptată a unei persoane, în special dacă mecanismul de acțiune depinde de creșterea EE prin creșterea activității BAP, care este mai activă și mai activată la temperatura camerei decât la 30°C.
În conformitate cu Legea daneză privind experimentele animale (1987) și cu Institutele Naționale de Sănătate (Publicația nr. 85-23) și cu Convenția europeană pentru protecția vertebratelor utilizate în scopuri experimentale și în alte scopuri științifice (Consiliul Europei nr. 123, Strasbourg). , 1985).
Șoareci masculi C57BL/6J în vârstă de douăzeci de săptămâni au fost obținuți de la Janvier Saint Berthevin Cedex, Franța și li s-a administrat ad libitum mâncare standard (Altromin 1324) și apă (~22°C) după un ciclu lumină:întuneric de 12:12 ore.temperatura camerei.Șoarecii masculi DIO (20 de săptămâni) au fost obținuți de la același furnizor și au primit acces ad libitum la o dietă bogată în grăsimi de 45% (Cat. Nr. D12451, Research Diet Inc., NJ, SUA) și apă în condiții de creștere.Șoarecii au fost adaptați la mediu cu o săptămână înainte de începerea studiului.Cu două zile înainte de transferul la sistemul de calorimetrie indirectă, șoarecii au fost cântăriți, supuși scanării RMN (EchoMRITM, TX, SUA) și împărțiți în patru grupe corespunzătoare greutății corporale, grăsimii și greutății corporale normale.
O diagramă grafică a designului studiului este prezentată în Figura 8. Șoarecii au fost transferați într-un sistem de calorimetrie indirectă închis și controlat cu temperatură la Sable Systems Internationals (Nevada, SUA), care includea monitoare pentru calitatea alimentelor și a apei și un cadru Promethion BZ1 care a înregistrat nivelurile de activitate prin măsurarea întreruperilor fasciculului.XYZ.Șoarecii (n = 8) au fost găzduiți individual la 22, 25, 27,5 sau 30°C folosind așternut, dar fără adăpost și material de cuibărit pe un ciclu lumină:întuneric de 12:12 ore (lumină: 06:00-18:00) .2500 ml/min.Șoarecii au fost aclimatizați timp de 7 zile înainte de înregistrare.Înregistrările au fost strânse patru zile la rând.După aceea, șoarecii au fost ținuți la temperaturile respective la 25, 27,5 și 30°C timp de încă 12 zile, după care concentratele celulare au fost adăugate așa cum este descris mai jos.Între timp, grupuri de șoareci ținute la 22°C au fost ținute la această temperatură încă două zile (pentru a colecta noi date de referință), iar apoi temperatura a fost crescută în pași de 2°C o dată la două zile la începutul fazei de lumină ( 06:00) până la atingerea temperaturii de 30 °C După aceea, temperatura a fost scăzută la 22 °C și s-au colectat date pentru încă două zile.După două zile suplimentare de înregistrare la 22°C, învelișurile au fost adăugate la toate celulele la toate temperaturile și colectarea datelor a început în a doua zi (ziua 17) și timp de trei zile.După aceea (ziua 20), materialul de cuibărit (8-10 g) a fost adăugat la toate celulele la începutul ciclului de lumină (06:00) și datele au fost colectate pentru încă trei zile.Astfel, la sfârșitul studiului, șoarecii ținuți la 22°C au fost ținuți la această temperatură timp de 21/33 de zile și la 22°C în ultimele 8 zile, în timp ce șoarecii la alte temperaturi au fost ținuți la această temperatură timp de 33 de zile./33 de zile.Șoarecii au fost hrăniți în perioada de studiu.
Greutatea normală și șoarecii DIO au urmat aceleași proceduri de studiu.În ziua -9, șoarecii au fost cântăriți, scanați RMN și împărțiți în grupuri comparabile ca greutate corporală și compoziție corporală.În ziua -7, șoarecii au fost transferați într-un sistem închis de calorimetrie indirectă controlată de temperatură, fabricat de SABLE Systems International (Nevada, SUA).Șoarecii au fost găzduiți individual cu așternut, dar fără materiale de cuib sau de adăpost.Temperatura este setată la 22, 25, 27,5 sau 30 °C.După o săptămână de aclimatizare (zilele -7 până la 0, animalele nu au fost deranjate), datele au fost colectate în patru zile consecutive (zilele 0-4, datele prezentate în FIG. 1, 2, 5).După aceea, șoarecii ținuți la 25, 27,5 și 30°C au fost ținuți în condiții constante până în a 17-a zi.În același timp, temperatura în grupul de 22°C a fost crescută la intervale de 2°C o dată la două zile prin ajustarea ciclului de temperatură (06:00 h) la începutul expunerii la lumină (datele sunt prezentate în Fig. 1) .În ziua 15, temperatura a scăzut la 22°C și au fost colectate două zile de date pentru a furniza date de referință pentru tratamentele ulterioare.Piei au fost adăugate tuturor șoarecilor în ziua 17 și materialul de cuibărit a fost adăugat în ziua 20 (Fig. 5).În a 23-a zi, șoarecii au fost cântăriți și supuși scanării RMN și apoi lăsați singuri timp de 24 de ore.În ziua 24, șoarecii au fost postați de la începutul fotoperioadei (06:00) și au primit OGTT (2 g/kg) la 12:00 (6-7 ore de post).După aceea, șoarecii au fost readuși la condițiile SABLE respective și eutanasiați în a doua zi (ziua 25).
Șoarecii DIO (n = 8) au urmat același protocol ca și șoarecii cu greutate normală (așa cum este descris mai sus și în Figura 8).Șoarecii au menținut 45% HFD pe tot parcursul experimentului de consum de energie.
VO2 și VCO2, precum și presiunea vaporilor de apă, au fost înregistrate la o frecvență de 1 Hz cu o constantă de timp celulară de 2,5 min.Aportul de alimente și apă a fost colectat prin înregistrarea continuă (1 Hz) a greutății găleților cu alimente și apă.Monitorul de calitate utilizat a raportat o rezoluție de 0,002 g.Nivelurile de activitate au fost înregistrate folosind un monitor cu matrice de fascicule 3D XYZ, datele au fost colectate la o rezoluție internă de 240 Hz și raportate în fiecare secundă pentru a cuantifica distanța totală parcursă (m) cu o rezoluție spațială efectivă de 0,25 cm.Datele au fost procesate cu Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, calculând EE și RER și eliminând valorile aberante (de exemplu, evenimente false de masă).Interpretul macro este configurat să scoată date pentru toți parametrii la fiecare cinci minute.
Pe lângă reglarea EE, temperatura ambientală poate regla și alte aspecte ale metabolismului, inclusiv metabolismul postprandial al glucozei, prin reglarea secreției de hormoni de metabolizare a glucozei.Pentru a testa această ipoteză, am finalizat în cele din urmă un studiu de temperatură corporală provocând șoareci cu greutate normală cu o încărcătură orală de glucoză DIO (2 g/kg).Metodele sunt descrise în detaliu în materiale suplimentare.
La sfârșitul studiului (ziua 25), șoarecii au fost ținuți timp de 2-3 ore (începând cu ora 06:00), anesteziați cu izofluran și sângerați complet prin puncție venoasă retroorbitală.Cuantificarea lipidelor plasmatice și a hormonilor și a lipidelor din ficat este descrisă în Materiale suplimentare.
Pentru a investiga dacă temperatura învelișului cauzează modificări intrinseci în țesutul adipos care afectează lipoliza, țesutul adipos inghinal și epididimal a fost excizat direct de la șoareci după ultima etapă de sângerare.Țesuturile au fost prelucrate folosind testul de lipoliză ex vivo nou dezvoltat descris în Metode suplimentare.
Țesutul adipos brun (BAT) a fost colectat în ziua încheierii studiului și prelucrat așa cum este descris în metodele suplimentare.
Datele sunt prezentate ca medie ± SEM.Graficele au fost create în GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA), iar graficele au fost editate în Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA).Semnificația statistică a fost evaluată în GraphPad Prism și testată prin test t pereche, măsurători repetate ANOVA într-o singură direcție/două direcții, urmată de testul de comparații multiple al lui Tukey sau ANOVA unidirecțională nepereche, urmată de testul de comparații multiple Tukey, după cum este necesar.Distribuția gaussiană a datelor a fost validată de testul de normalitate D'Agostino-Pearson înainte de testare.Mărimea eșantionului este indicată în secțiunea corespunzătoare a secțiunii „Rezultate”, precum și în legendă.Repetarea este definită ca orice măsurătoare efectuată pe același animal (in vivo sau pe o probă de țesut).În ceea ce privește reproductibilitatea datelor, o asociere între consumul de energie și temperatura cazului a fost demonstrată în patru studii independente folosind șoareci diferiți cu un design de studiu similar.
Protocoale experimentale detaliate, materiale și date brute sunt disponibile la cerere rezonabilă din partea autorului principal, Rune E. Kuhre.Acest studiu nu a generat noi reactivi unici, linii de celule/animale transgenice sau date de secvențiere.
Pentru mai multe informații despre proiectarea studiului, consultați rezumatul Raportului de cercetare în natură legat de acest articol.
Toate datele formează un grafic.1-7 au fost depuse în depozitul bazei de date Science, numărul de acces: 1253.11.sciencedb.02284 sau https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Datele afișate în ESM pot fi trimise către Rune E Kuhre după teste rezonabile.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO și Tang-Christensen, M. Animalele de laborator ca modele surogat ale obezității umane. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO și Tang-Christensen, M. Animalele de laborator ca modele surogat ale obezității umane.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.și Tang-Christensen M. Animalele de laborator ca modele surogat ale obezității umane. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO și Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Animalele experimentale ca model de substitut pentru oameni.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.și Tang-Christensen M. Animalele de laborator ca modele surogat de obezitate la om.Acta Farmacologie.crima 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Calculul noii constante Mie și determinarea experimentală a mărimii arderii.Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Sistemul de termoreglare la șoarece: implicațiile sale pentru transferul de date biomedicale la om.fiziologie.Comportament.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Nici un efect de izolare a obezității. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Nici un efect de izolare a obezității.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. și Nedergaard J. No isolation effect of obezity. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. și Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Ожирение не имеет изолирующего эффекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Obezitatea nu are efect de izolare.Da.J. Fiziologie.endocrin.metabolism.311, E202–E213 (2016).
Lee, P. şi colab.Țesutul adipos brun adaptat la temperatură modulează sensibilitatea la insulină.Diabet 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ și colab.Temperatura critică mai scăzută și termogeneza indusă de frig au fost invers legate de greutatea corporală și rata metabolică bazală la persoanele slabe și supraponderale.J. Cu căldură.biologie.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Temperaturi optime de adăpostire pentru șoareci pentru a imita mediul termic al oamenilor: un studiu experimental. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Temperaturi optime de adăpostire pentru șoareci pentru a imita mediul termic al oamenilor: un studiu experimental.Fischer, AW, Cannon, B. și Nedergaard, J. Temperaturile optime ale casei pentru șoareci pentru a imita mediul termic uman: un studiu experimental. Fischer, AW, Cannon, B. și Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度：一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. și Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. și Nedergaard J. Temperatura optimă a carcasei pentru șoareci care simulează mediul termic uman: un studiu experimental.Moore.metabolism.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Care este cea mai bună temperatură a carcasei pentru a traduce experimentele cu șoarece la oameni? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Care este cea mai bună temperatură a carcasei pentru a traduce experimentele cu șoarece la oameni?Keyer J, Lee M și Speakman JR Care este cea mai bună temperatură a camerei pentru transferul experimentelor cu șoarece la oameni? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J., Li, M. și Speakman, JRKeyer J, Lee M și Speakman JR Care este temperatura optimă a învelișului pentru transferul experimentelor cu șoarece la oameni?Moore.metabolism.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Șoarecii ca modele experimentale pentru fiziologia umană: atunci când mai multe grade în temperatura locuinței contează. Seeley, RJ & MacDougald, OA Șoarecii ca modele experimentale pentru fiziologia umană: atunci când mai multe grade în temperatura locuinței contează. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Seeley, RJ & MacDougald, OA Șoarecii ca modele experimentale pentru fiziologia umană: când câteva grade într-o locuință fac diferența. Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型：当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ și MacDougald, OA Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA как экспериментальная модель физиологии человека: когда нескольная ментальная модель физиологии человека: когда нескольна ментальная модель физиологии человека: когда неспериментальная модель. Soarecii Seeley, RJ & MacDougald, OA ca model experimental de fiziologie umană: când contează câteva grade de temperatura camerei.Metabolismul național.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Răspunsul la întrebarea „Care este cea mai bună temperatură a carcasei pentru a traduce experimentele cu șoarece la oameni?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Răspunsul la întrebarea „Care este cea mai bună temperatură a carcasei pentru a traduce experimentele cu șoarece la oameni?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Răspuns la întrebarea „Care este cea mai bună temperatură a camerei pentru transferul experimentelor cu șoarece la oameni?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案“将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多”少 Fischer, AW, Cannon, B. și Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. și Nedergaard J. Răspunsuri la întrebarea „Care este temperatura optimă a carcasei pentru transferul experimentelor cu șoarece la oameni?”Da: termoneutru.Moore.metabolism.26, 1-3 (2019).
Ora postării: 28-oct-2022