Köszönjük, hogy meglátogatta a nature.com webhelyet. A használt böngésző verziója korlátozott CSS -támogatást nyújt. A legjobb élmény érdekében javasoljuk, hogy használjon frissített böngészőt (vagy tiltsa le a kompatibilitási módot az Internet Explorerben). Időközben a folyamatos támogatás biztosítása érdekében stílusok és javascript nélkül adjuk meg a webhelyet.
Az egerekben végzett metabolikus vizsgálatokat szobahőmérsékleten végezzük, bár ilyen körülmények között, az emberekkel ellentétben, az egerek sok energiát költenek a belső hőmérsékleten. Itt leírjuk a normál súly- és étrend által kiváltott elhízást (DIO) C57BL/6J egerekben, amelyeket chow chow-ban vagy 45% -os magas zsírtartalmú étrendben tápláltak. Az egereket 33 napig 22, 25, 27,5 és 30 ° C -on helyeztük el egy közvetett kalorimetriás rendszerben. Megmutatjuk, hogy az energiafelhasználás lineárisan növekszik 30 ° C -ról 22 ° C -ra, és mindkét egérmodellben körülbelül 30% -kal magasabb 22 ° C -on. Normál súlyú egerekben az élelmiszer -bevitel ellensúlyozta az EE -t. Ezzel szemben a Dio egerek nem csökkentették az élelmiszer -bevitelt, amikor az EE csökkent. Így a vizsgálat végén az egereknél 30 ° C -on nagyobb a testtömeg, a zsírtartalom és a plazma -glicerin és a trigliceridek, mint az egerek 22 ° C -on. A Dio egerekben az egyensúlyhiány a megnövekedett öröm alapú étrendnek tudható be.
Az egér a leggyakrabban használt állatmodell az emberi élettan és patofiziológia tanulmányozására, és gyakran az alapértelmezett állat, amelyet a kábítószer -felfedezés és fejlődés korai szakaszában használnak. Az egerek azonban számos fontos élettani módon különböznek az emberektől, és bár az allometrikus skálázás bizonyos mértékben felhasználható az emberekre való áttéréshez, az egerek és az emberek közötti hatalmas különbségek a termoregulációban és az energia homeosztázisában rejlenek. Ez alapvető következetlenséget mutat. A felnőtt egerek átlagos testtömege legalább ezerszer kevesebb, mint a felnőtteknél (50 g vs. 50 kg), és a felület és a tömeg aránya körülbelül 400-szor különbözik a MEE által leírt nemlineáris geometriai transzformáció miatt. - 2. egyenlet. Ennek eredményeként az egerek szignifikánsan több hőt veszítenek a térfogatukhoz képest, tehát érzékenyebbek a hőmérsékletre, hajlamosabbak a hipotermiára, és átlagos bazális anyagcsere -arányuk tízszer magasabb, mint az embereké. Standard szobahőmérsékleten (~ 22 ° C) az egereknek körülbelül 30% -kal kell növelniük a teljes energiafelhasználást (EE), hogy megőrizzék a testhőmérsékletet. Alacsonyabb hőmérsékleten az EE kb. 50% -kal és 100% -kal növekszik 15 és 7 ° C -on, szemben az EE -vel 22 ° C -on. Így a szokásos lakhatási körülmények hideg stresszválaszt indukálnak, ami veszélyeztetheti az egér eredményeinek átruházhatóságát az emberekre, mivel a modern társadalmakban élő emberek idejük nagy részét termoneutális körülmények között töltik (mivel az alacsonyabb területi arányok a térfogathoz kevésbé érzékenyek minket, hogy kevésbé érzékenyek minket. A hőmérséklet, mivel egy termoneutális zónát (TNZ) hozunk létre körülöttünk. 2–4 ° C7,8 Valójában ez a fontos szempont jelentős figyelmet kapott az elmúlt években4, 7,8,9,10,11,12, és azt sugallják, hogy néhány „faj különbség” enyhíthető a héjhőmérséklet növelésével 9. Ugyanakkor nincs olyan konszenzus a hőmérsékleti tartományban, amely egerekben termoneutralitást alkot. Így, függetlenül attól, hogy az alacsonyabb kritikus hőmérséklet a termoneutális tartományban az egerekben közelebb van-e 25 ° C-hoz, vagy közelebb van a 30 ° C4, 7, 8, 10, 12-hez, továbbra is ellentmondásos. Az EE és más metabolikus paraméterek óráktól napokra korlátozódtak, tehát nem egyértelmű, hogy a különböző hőmérsékletek hosszabb ideig tartó expozíciója befolyásolhatja az anyagcserét, például a testtömeget. Fogyasztás, szubsztráthasználat, glükóztolerancia, valamint plazma lipid- és glükózkoncentrációk, valamint étvágyszabályozó hormonok. Ezenkívül további kutatásokra van szükség annak megállapításához, hogy az étrend milyen mértékben befolyásolhatja ezeket a paramétereket (a magas zsírtartalmú étrend Dio egerek inkább az öröm alapú (hedonikus) étrendre irányulhatnak). Annak érdekében, hogy további információt nyújtson erről a témáról, megvizsgáltuk a tenyésztési hőmérséklet hatását a fent említett metabolikus paraméterekre a normál súlyú felnőtt hím egerekben és az étrend által kiváltott elhízott (DIO) hím egerekben 45% -os magas zsírtartalmú étrendben. Az egereket legalább három hétig 22, 25, 27,5 vagy 30 ° C -on tartottuk. A 22 ° C alatti hőmérsékletet nem vizsgálták, mivel a szokásos állati ház ritkán van a szobahőmérséklet alatt. Megállapítottuk, hogy a normál súlyú és az egykocsi-Dio egerek hasonlóan reagáltak a ház hőmérsékletének változásaira az EE és a háztartási állapottól függetlenül (menedék/fészkelő anyaggal vagy anélkül). Míg a normál súlyú egerek az EE szerint beállították az élelmiszer -bevitelt, a Dio egerek élelmezési bevitele nagymértékben független volt az EE -től, így az egerek nagyobb súlyt szereztek. A testtömeg -adatok szerint a lipidek és a ketontestek plazmakoncentrációja azt mutatta, hogy a Dio egerek 30 ° C -on pozitív energiamérleggel rendelkeznek, mint az egerek 22 ° C -on. A normál súly és a Dio egerek közötti energiabevitel és EE különbségének alapvető okai további vizsgálatot igényelnek, de összefüggésben lehet a DIO egerek patofiziológiai változásaival és az öröm alapú étrend hatására az elhízott étrend eredményeként.
Az EE lineárisan 30–22 ° C -ról nőtt, és körülbelül 30% -kal magasabb volt 22 ° C -on, szemben a 30 ° C -val (1A. Ábra, B ábra). A légzési árfolyam (RER) független volt a hőmérséklettől (1C, D ábra). Az élelmiszer -bevitel összhangban volt az EE dinamikájával, és a csökkenő hőmérsékleten (szintén ~ 30% -kal magasabb 22 ° C -on, szemben a 30 ° C -hoz képest (1E. Ábra, F). A vízfelvétel. A térfogat és az aktivitás szintje nem függött a hőmérséklettől (ábra. 1G).
A hím egereket (C57BL/6J, 20 hetes, egyedi ház, n = 7) metabolikus ketrecekben helyeztük el 22 ° C -on, egy hétig a vizsgálat megkezdése előtt. Két nappal a háttér -adatok gyűjtése után a hőmérsékletet 2 ° C -os lépésekben emelték napi 06:00 órakor (a fényfázis kezdete). Az adatokat az átlag átlag ± standard hibájaként mutatjuk be, és a sötét fázist (18: 00–06: 00 H) egy szürke doboz képviseli. energiafelhasználás (KCAL/H), b teljes energiafelhasználás különböző hőmérsékleten (KCAL/24 óra), C légzési árfolyam (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D átlagos rer világos és sötét (VCO2/VO2) fázisban (A nulla értéket 0,7 -nek kell meghatározni). E kumulatív élelmiszer -bevitel (G), f 24 órás teljes élelmiszer -bevitel, G 24 órás teljes vízbevitel (ml), h 24 órás teljes vízbevitel, I kumulatív aktivitási szint (M) és J teljes aktivitási szint (m/24h). ). Az egereket a megadott hőmérsékleten 48 órán át tartottuk. A 24, 26, 28 és 30 ° C -ra feltüntetett adatok az egyes ciklusok utolsó 24 órájára vonatkoznak. Az egerek a vizsgálat során táplálkoztak. A statisztikai szignifikanciát egyirányú ANOVA ismételt mérésével, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével teszteltük. A csillagok jelzik a 22 ° C kezdeti érték szignifikanciáját, az árnyékolás a többi csoport közötti szignifikanciát jelzi. *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.Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-192 óra) számítottuk ki. n = 7.
Mint a normál súlyú egerek esetében, az EE lineárisan növekedett a hőmérséklet csökkenésével, és ebben az esetben az EE szintén körülbelül 30% -kal magasabb volt 22 ° C -on, szemben a 30 ° C -hoz képest (2A. Ábra, B ábra). A RER nem változott különböző hőmérsékleten (2C, D ábra). A normál súlyú egerekkel ellentétben az élelmiszer -bevitel nem volt összhangban az EE -vel a szobahőmérséklet függvényében. Az élelmiszer -bevitel, a vízbevitel és az aktivitási szint független volt a hőmérséklettől (2E - J ábra).
A hím (C57BL/6J, 20 hetes) Dio egereket egy hétig egy hétig a vizsgálat megkezdése előtt 22 ° C -on metabolikus ketrecekben helyeztük el. Az egerek 45% HFD ad libitumot használhatnak. Két napos akklimatizáció után a kiindulási adatokat gyűjtötték. Ezt követően a hőmérsékletet minden második napon 06:00 órakor (a fényfázis kezdete) 2 ° C -os lépésekben emelték. Az adatokat az átlag átlag ± standard hibájaként mutatjuk be, és a sötét fázist (18: 00–06: 00 H) egy szürke doboz képviseli. energiafelhasználás (KCAL/H), b teljes energiafelhasználás különböző hőmérsékleten (KCAL/24 óra), C légzési árfolyam (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D átlagos rer világos és sötét (VCO2/VO2) fázisban (A nulla értéket 0,7 -nek kell meghatározni). E kumulatív élelmiszer -bevitel (G), f 24 órás teljes élelmiszer -bevitel, G 24 órás teljes vízbevitel (ml), h 24 órás teljes vízbevitel, I kumulatív aktivitási szint (M) és J teljes aktivitási szint (m/24h). ). Az egereket a megadott hőmérsékleten 48 órán át tartottuk. A 24, 26, 28 és 30 ° C -ra feltüntetett adatok az egyes ciklusok utolsó 24 órájára vonatkoznak. Az egereket 45% HFD -vel tartottuk a vizsgálat végéig. A statisztikai szignifikanciát egyirányú ANOVA ismételt mérésével, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével teszteltük. A csillagok jelzik a 22 ° C kezdeti érték szignifikanciáját, az árnyékolás a többi csoport közötti szignifikanciát jelzi. *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 kezeten *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 kezeten *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0 0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001.Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-192 óra) számítottuk ki. n = 7.
A kísérletek egy másik sorozatában megvizsgáltuk a környezeti hőmérséklet ugyanazon paraméterekre gyakorolt hatását, de ezúttal az egerek csoportjai között, amelyeket folyamatosan egy bizonyos hőmérsékleten tartottak. Az egereket négy csoportra osztottuk, hogy minimalizáljuk a testtömeg, a zsír és a normál testtömeg átlagos és szórása statisztikai változásait (3A - C ábra). 7 napos akklimatizáció után 4,5 napos EE -t regisztráltak. Az EE -t szignifikánsan befolyásolja a környezeti hőmérséklet mind nappali órákban, mind éjjel (3D. Ábra), és lineárisan növekszik, amikor a hőmérséklet 27,5 ° C -ról 22 ° C -ra csökken (3E. Ábra). Más csoportokhoz képest a 25 ° C -os csoport RER -je kissé csökkent, és a fennmaradó csoportok között nem volt különbség (3f. Ábra, G). Az A EE -mintával párhuzamos élelmiszer -bevitel körülbelül 30% -kal nőtt 22 ° C -on, szemben a 30 ° C -val (3H. Ábra, I). A vízfogyasztási és aktivitási szintek nem különböztek szignifikánsan a csoportok között (3J, K ábra). A különböző hőmérsékleteknek akár 33 napig tartó kitettség nem vezetett a testtömeg, a sovány tömeg és a zsírtartalom különbségeihez a csoportok között (3N-S ábra), de a sovány testtömeg csökkenését kb. 15% -kal összehasonlítva. Saját jelentett pontszámok (3N-S ábra). 3b, r, c)) és a zsír tömeg több mint kétszer (~ 1 g -ről 2–3 g -ra, 3c. Ábra, t, c). Sajnos a 30 ° C -os szekrény kalibrációs hibákkal rendelkezik, és nem tud pontos EE és RER adatokat szolgáltatni.
- testtömeg (A), sovány tömeg (B) és zsírtartalma (C) 8 nap után (egy nappal a Sable rendszerbe történő áthelyezés előtt). D Energiafogyasztás (KCAL/H). e átlagos energiafogyasztás (0–108 óra) különböző hőmérsékleteken (KCAL/24 óra). f Légzéscsere arány (RER) (VCO2/VO2). G Mean RER (VCO2/VO2). h Teljes élelmiszer -bevitel (G). Úgy értem, hogy az élelmiszer -bevitel (g/24 óra). J Teljes vízfogyasztás (ML). K átlagos vízfogyasztás (ml/24 óra). l Humulatív aktivitási szint (M). m átlagos aktivitás szint (m/24 óra). n testtömeg a 18. napon, o a testtömeg változása (-8. -től 18 -ig), p sovány tömeg a 18. napon, Q változása a sovány tömegben (-8. -tól 18 -ig), R zsíros tömeg a 18. napon , és a zsírtartalom változása (-8 -ról 18 napról). Az ismételt intézkedések statisztikai szignifikanciáját egyirányú-ANOVA-val teszteltük, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével. *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 kezetek ** p <0,01 kezeten *** p <0,001 kezetek **** p <0,0001。 *P <0,05 kezetek ** p <0,01 kezeten *** p <0,001 kezetek **** 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.Az adatokat átlag + standard hibaként mutatjuk be, a sötét fázist (18: 00-06: 00 H) szürke dobozok képviselik. A hisztogramok pontjai az egyes egereket képviselik. Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-108 óra) számítottuk ki. n = 7.
Az egereket a testtömegben, a sovány tömegben és a zsírtartalomban illesztettük a kiindulási állapotban (4A - C ábra), és 22, 25, 27,5 és 30 ° C -on tartottuk, mint a normál tömegű egerekkel végzett vizsgálatokban. - Az egerek csoportjainak összehasonlításakor az EE és a hőmérséklet közötti kapcsolat hasonló lineáris kapcsolatot mutatott a hőmérsékleten az idő múlásával. Így a 22 ° C -on tartott egerek körülbelül 30% -kal több energiát fogyasztottak, mint a 30 ° C -on tartott egerek (4D. Ábra, E). Az állatok hatásainak tanulmányozásakor a hőmérséklet nem mindig befolyásolta a RER -t (4F. Ábra, G). Az élelmiszer -bevitelt, a vízbevitelt és az aktivitást a hőmérséklet nem befolyásolta szignifikánsan (4H - M ábra). 33 napos tenyésztés után az egerek 30 ° C -on szignifikánsan nagyobb testtömegűek voltak, mint az egerek 22 ° C -on (4N ábra). A megfelelő kiindulási pontokhoz képest a 30 ° C -on tenyésztett egerek szignifikánsan magasabb testtömegűek voltak, mint a 22 ° C -on tenyésztett egerek (átlag ± standard hiba: 4O. Ábra). A viszonylag nagyobb súlygyarapodást a zsírtömeg növekedésének oka (4p., Q ábra), nem pedig a sovány tömeg növekedésének (4R. Ábra). Az alacsonyabb EE -értékkel összhangban 30 ° C -on, több denevérgén expressziója, amelyek növelik a denevér működését/aktivitását, 30 ° C -on csökkentek a 22 ° C -hoz képest: ADRA1A, ADRB3 és PRDM16. Más kulcsfontosságú géneket, amelyek szintén növelik a BAT működését/aktivitását, nem befolyásolták: SEMA3A (neurit növekedési szabályozás), TFAM (mitokondriális biogenezis), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (glükoneogenezis) és CPT1A. Meglepő módon az UCP1 és a VEGF-A, amely a megnövekedett termogén aktivitással jár, nem csökkent a 30 ° C-os csoportban. Valójában az UCP1 szint három egérnél magasabb volt, mint a 22 ° C-os csoportban, a VEGF-A és az ADRB2 pedig szignifikánsan megemelkedett. A 22 ° C -os csoporthoz képest a 25 ° C -on és 27,5 ° C -on tartott egerek nem mutattak változást (1. kiegészítő ábra).
- testtömeg (A), sovány tömeg (B) és zsírtartalma (C) 9 nap után (egy nappal a Sable rendszerbe történő áthelyezés előtt). D Energiafogyasztás (EE, KCAL/H). e átlagos energiafogyasztás (0–96 óra) különböző hőmérsékleteken (KCAL/24 óra). f Légzéscsere arány (RER, VCO2/VO2). G Mean RER (VCO2/VO2). h Teljes élelmiszer -bevitel (G). Úgy értem, hogy az élelmiszer -bevitel (g/24 óra). J Teljes vízfogyasztás (ML). K átlagos vízfogyasztás (ml/24 óra). l Humulatív aktivitási szint (M). m átlagos aktivitás szint (m/24 óra). n testtömeg a 23. nap (g) napján, o a testtömeg változása, P sovány tömeg, Q A sovány tömeg (g) változása a 23. napon a 9. naphoz képest, a zsírtartalom (g) változása 23 napon, zsír A tömeg (g) a 8. naphoz képest, a 23. naphoz képest -8. naphoz képest. Az ismételt intézkedések statisztikai szignifikanciáját egyirányú-ANOVA-val teszteltük, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével. *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 kezeten *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 kezeten *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0 0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001.Az adatokat átlag + standard hibaként mutatjuk be, a sötét fázist (18: 00-06: 00 H) szürke dobozok képviselik. A hisztogramok pontjai az egyes egereket képviselik. Az átlagértékeket kiszámítottuk a teljes kísérleti időszakra (0-96 óra). n = 7.
Az emberekhez hasonlóan az egerek gyakran mikrokörnyezetet hoznak létre a környezet hőveszteségének csökkentése érdekében. Ennek a környezetnek az EE szempontjából való fontosságának számszerűsítése érdekében az EE -t 22, 25, 27,5 és 30 ° C -on értékeltük bőrőrökkel vagy fészkelőanyaggal. 22 ° C -on a standard bőr hozzáadása kb. 4%-kal csökkenti az EE -t. A fészkelőanyag későbbi hozzáadása az EE -t 3–4% -kal csökkentette (5A. Ábra, B ábra). Házok vagy bőrök + ágynemű hozzáadásával nem figyeltünk meg szignifikáns változást a RER -ben, az élelmiszer -bevitelben, a vízbevitelben vagy az aktivitási szintekben (5I - P ábra). A bőr és a fészkelőanyag hozzáadása szintén szignifikánsan csökkentette az EE -t 25 és 30 ° C -on, de a válaszok mennyiségileg kisebbek voltak. 27,5 ° C -on nem figyeltünk meg különbséget. Nevezetesen, ezekben a kísérletekben az EE csökkent a hőmérséklet növekedésével, ebben az esetben körülbelül 57% -kal alacsonyabb, mint az EE 30 ° C -on, szemben a 22 ° C -hoz képest (5C - H ábra). Ugyanezt az elemzést csak a fényfázisra végezték el, ahol az EE közelebb állt az alapcsere -arányhoz, mivel ebben az esetben az egerek többnyire a bőrben pihentek, és összehasonlítható hatásméreteket eredményeztek különböző hőmérsékleteken (kiegészítő 2A - H ábra) -
Adatok az egereknek menedékből és fészkelő anyagból (sötétkék), otthoni, de fészkelőanyag (világoskék), valamint otthoni és fészek anyagból (narancssárga). Energiafogyasztás (EE, KCAL/H) az A, C, E és G szobák esetében 22, 25, 27,5 és 30 ° C -on, B, D, F és H EE (KCAL/H). IP -adatok 22 ° C -on elhelyezkedő egerekre: I Légzési sebesség (RER, VCO2/VO2), J Mean RER (VCO2/VO2), K kumulatív élelmiszer -bevitel (G), L átlagos élelmiszer -bevitel (g/24 óra), m Teljes vízbevitel (ml), n átlagos vízbevitel AUC (ml/24h), O teljes aktivitás (M), P átlagos aktivitás szintje (m/24h). Az adatokat átlag + standard hibaként mutatjuk be, a sötét fázist (18: 00-06: 00 H) szürke dobozok képviselik. A hisztogramok pontjai az egyes egereket képviselik. Az ismételt intézkedések statisztikai szignifikanciáját egyirányú-ANOVA-val teszteltük, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével. *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 kezetek ** p <0,01。 *P <0,05 kezetek ** p <0,01。 *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** p <0,01.Az átlagértékeket kiszámítottuk a teljes kísérleti időszakra (0-72 óra). n = 7.
Normál súlyú egerekben (2-3 óra böjt) a különböző hőmérsékleten történő nevelés nem eredményezett szignifikáns különbségeket a TG, 3-HB, koleszterin, ALT és AST plazmakoncentrációjában, hanem a HDL-t a hőmérséklet függvényében. 6A-E ábra). A leptin, az inzulin, a C-peptid és a glükagon böjt plazmakoncentrációja szintén nem különbözött a csoportok között (6G-J ábra). A glükóztolerancia-teszt napján (31 nap után különböző hőmérsékleten) az alapvető vércukorszint (5-6 óra böjt) körülbelül 6,5 mm volt, a csoportok között nem volt különbség. Az orális glükóz beadása minden csoportban szignifikánsan megnövelte a vércukorszint -koncentrációkat, de mind a csúcskoncentráció, mind a növekményes terület a görbék (IAUC) alatt (15–120 perc) alacsonyabb volt a 30 ° C -on elhelyezett egerek csoportjában (egyéni időpontok: P: P <0,05 - p <0,0001, 6K, l ábra) összehasonlítva a 22, 25 és 27,5 ° C -on elhelyezkedő egerekkel (ami nem különbözött egymástól). Az orális glükóz beadása minden csoportban szignifikánsan megnövelte a vércukorszint -koncentrációkat, de mind a csúcskoncentráció, mind a növekményes terület a görbék (IAUC) alatt (15–120 perc) alacsonyabb volt a 30 ° C -on elhelyezett egerek csoportjában (egyéni időpontok: P: P <0,05 - p <0,0001, 6K, l ábra) összehasonlítva a 22, 25 és 27,5 ° C -on elhelyezkedő egerekkel (ami nem különbözött egymástól). Перорcan недение гзыозы значително поышало концентрацию гозы в к к к к п п п п п п п п п п п п п п п п п паяая п п пmal концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (отелные временые точи: p <0,05 - p <0,0001, ри. разичалис меж собой). A glükóz orális beadása szignifikánsan megnövelte a vércukorszint -koncentrációkat minden csoportban, ám a csúcskoncentráció és a növekményes terület a görbék (IAUC) alatt (15–120 perc) alacsonyabb volt a 30 ° C -os egerek csoportjában (különálló időpontok: P <0,05– P <0,0001, 6K, L ábra) összehasonlítva a 22, 25 és 27,5 ° C -on tartott egerekkel (ami nem különbözött egymástól).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 (IAUC) (15-120 分钟) 均较低（各个时间点： P <0,05 - p <0,0001 ， 6K ¢ l） 与饲养在 22、25 和 27,5 ° C 的小鼠（彼此之间没有差异） 相比。 相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 ， ， 浓度 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点 点 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 下 下 下 下 下 下 曲线}点 点 ： P <0,05 - P < 0,0001 ， 6K ， L） 与饲养在 22、25 和 27,5 ° C 的小鼠（彼此之间没有差异 相比。 相比。 相比。 相比。A glükóz orális beadása szignifikánsan megnöveli a vércukorszint-koncentrációkat minden csoportban, ám mind a csúcskoncentráció, mind a görbe (IAUC) alatti terület (15–120 perc) alacsonyabb volt a 30 ° C-os egített egerek csoportjában (minden időpontban).: P <0,05 - p <0 0001, р и. : P <0,05 - p <0,0001, ábra.6L, L) összehasonlítva az egerekkel, amelyeket 22, 25 és 27,5 ° C -on tartottak (nincs különbség egymástól).
A TG, 3-HB, koleszterin, HDL, ALT, AST, FFA, glicerin, leptin, inzulin, C-peptid és glükagon plazmakoncentrációit felnőtt hím Dio (AL) egerekben mutatjuk be 33 napos táplálkozás után a megadott hőmérsékleten - Az egereket 2-3 órával nem etették a vérmintavétel előtt. Kivétel egy orális glükóztolerancia-teszt volt, amelyet két nappal a vizsgálat vége előtt végeztünk 5-6 órán át böjtölt egereknél, és a megfelelő hőmérsékleten 31 napig tartották. Az egereket 2 g/kg testtömeggel vitatottuk. A görbe adatok (L) alatti területet növekményes adatokként (IAUC) fejezzük ki. Az adatokat átlag ± SEM -ként mutatjuk be. A pontok az egyes mintákat képviselik. *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 kezetek ** p <0,01 kezetek ** p <0,001 kezetek **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05 kezetek ** p <0,01 kezetek ** p <0,001 kezetek **** 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.
Dio egerekben (szintén 2-3 órán keresztül böjtöltek) a plazma koleszterin, HDL, ALT, AST és az FFA koncentráció nem különbözött a csoportok között. Mind a TG, mind a glicerin szignifikánsan megemelkedett a 30 ° C -os csoportban a 22 ° C -os csoporthoz képest (7A - H ábra). Ezzel szemben a 3 GB körülbelül 25% -kal alacsonyabb volt 30 ° C-on, szemben a 22 ° C-hoz képest (7B. Ábra). Így, bár az egerek 22 ° C-on tartottak általános pozitív energiamérleget, amint azt a súlygyarapodás javasolja, a TG plazmakoncentrációinak különbségei, a glicerin és a 3-HB azt sugallják, hogy az egerek 22 ° C-on kevesebbek voltak, mint 22 ° -nál, mint 22 ° -nál. C. ° C. A 30 ° C -on tenyésztett egerek viszonylag energetikailag negatív állapotban voltak. Ezzel összhangban az extrahálható glicerin és a TG májkoncentrációja, de nem a glikogén és a koleszterin, a 30 ° C-os csoportban magasabb volt (kiegészítő 3A-D ábra). Annak megvizsgálására, hogy a lipolízis hőmérséklettől függő különbségei (a plazma TG-vel és glicerinnel mérve) az epididimális vagy inguinalis zsír belső változásainak eredményeként a zsírszövetet extraháltuk ezekből az üzletekből a vizsgálat végén, és számszerűsítettük a szabad zsírsavnak számszerűsített ext vivo. és a glicerin felszabadulása. Az összes kísérleti csoportban az epididimális és inguinalis depotokból származó zsírszövet mintái legalább kétszeres növekedést mutattak a glicerin- és FFA-termelésben az izoproterenol stimulációra adott válaszként (kiegészítő 4A-D ábra). A héjhőmérsékletnek azonban nem találtak hatást a bazális vagy izoproterenol-stimulált lipolízisre. A magasabb testtömeggel és a zsírtömeggel összhangban a plazma leptinszintje szignifikánsan magasabb volt a 30 ° C -os csoportban, mint a 22 ° C -os csoportban (7I. Ábra). Éppen ellenkezőleg, az inzulin és a c-peptid plazmaszintje nem különbözött a hőmérsékleti csoportok között (7K, K ábra), de a plazma-glükagon függőséget mutatott a hőmérséklettől, de ebben az esetben az ellenkező csoportban csaknem 22 ° C-on volt kétszer összehasonlítva. 30 ° C -ig. TÓL. C csoport (7L. Ábra). Az FGF21 nem különbözött a különböző hőmérsékleti csoportok között (7M ábra). Az OGTT napján a kiindulási vércukorszint körülbelül 10 mm volt, és nem különbözött a különböző hőmérsékleten elhelyezett egerek között (7n ábra). A glükóz orális beadása megnöveli a vércukorszintet, és minden csoportban csúcspontja körülbelül 18 mm -es koncentrációban 15 perccel az adagolás után. Nem volt szignifikáns különbség az IAUC-ban (15–120 perc) és a koncentrációkban a dózis utáni különböző időpontokban (15, 30, 60, 90 és 120 perc) (7N, O ábra).
A TG, 3-HB, koleszterin, HDL, ALT, AST, FFA, glicerin, leptin, inzulin, C-peptid, glükagon és FGF21 plazmakoncentrációit 33 napos táplálkozás után mutatták be felnőtt hím Dio (AO) egerekben. meghatározott hőmérséklet. Az egereket 2-3 órával nem etették a vérmintavétel előtt. Az orális glükóztolerancia-teszt kivétel volt, mivel két nappal a vizsgálat vége előtt 2 g/kg testtömeg-dózissal végeztük egerekben, amelyeket 5-6 órán át böjtöltünk és a megfelelő hőmérsékleten 31 napig tartottuk. A görbe adatok (O) alatti területet növekményes adatokként (IAUC) mutatjuk be. Az adatokat átlag ± SEM -ként mutatjuk be. A pontok az egyes mintákat képviselik. *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 kezetek ** p <0,01 kezetek ** p <0,001 kezetek **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05 kezetek ** p <0,01 kezetek ** p <0,001 kezetek **** 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.
A rágcsáló -adatok átadhatósága az emberekre egy összetett kérdés, amely központi szerepet játszik a megfigyelések fontosságának értelmezésében a fiziológiai és farmakológiai kutatások összefüggésében. Gazdasági okokból és a kutatás megkönnyítése érdekében az egereket gyakran szobahőmérsékleten tartják termoneutális zóna alatt, ami különféle kompenzációs fiziológiai rendszerek aktiválását eredményezi, amelyek növelik az anyagcserét és potenciálisan károsodnak a transzlatálhatósággal. Így az egerek hidegnek való kitettsége az egereknek rezisztenssé teheti az étrend által kiváltott elhízást, és megakadályozhatja a hiperglikémiát a streptozotocinnal kezelt patkányokban, mivel megnövekedett nem inzulin-függő glükóz-transzport. Nem világos azonban, hogy a különféle releváns hőmérsékletek hosszabb ideig tartó expozíciója (szobától termoneutrálisig) milyen mértékben befolyásolja a normál súlyú egerek (az élelmiszerek) és a Dio egerek (HFD -n) és az anyagcsere -paraméterek különböző energia homeosztázisát, valamint a mértékben, valamint a mértékben amelyhez képesek voltak kiegyensúlyozni az EE növekedését az élelmiszer -bevitel növekedésével. Az ebben a cikkben bemutatott tanulmány célja, hogy némi világosságot hozzon e témában.
Megmutatjuk, hogy normál súlyú felnőtt egerekben és hím Dio egerekben az EE fordítva kapcsolódik a szobahőmérséklethez 22 és 30 ° C között. Így az EE 22 ° C -on körülbelül 30% -kal magasabb, mint 30 ° C -on. Mindkét egérmodellben. A normál súlyú egerek és a DIO egerek között azonban fontos különbség az, hogy míg a normál súlyú egerek alacsonyabb hőmérsékleten illeszkedtek az EE -nek azáltal, hogy az élelmiszer -bevitelt ennek megfelelően beállítják, a Dio egerek ételbevitele különböző szinteken változott. A vizsgálati hőmérséklet hasonló volt. Egy hónap elteltével a 30 ° C -on tartott DIO egerek több testtömeg -tömeget és zsírtartalmat szereztek, mint a 22 ° C -on tartott egerek, míg a normál emberek ugyanabban a hőmérsékleten tartották, és ugyanabban az ideig nem vezettek lázhoz. A testtömeg függő különbsége. súly egerek. A termoneutralis közelében vagy szobahőmérsékleten a hőmérséklethez képest a szobahőmérsékleten a növekedés Dio vagy normál súlyú egerekhez vezetett magas zsírtartalmú étrendnél, de nem normál súlyú egér étrendnél, hogy viszonylag kevesebb súlyt kapjon. test. Más tanulmányok támogatásával17,18,19,20,21, de nem az összes22,23.
A hőveszteség csökkentésére szolgáló mikrokörnyezet létrehozásának képességét feltételezzük, hogy a termikus semlegességet balra tolja 8, 12. Vizsgálatunkban mind a fészkelő anyag hozzáadása, mind az elrejtés csökkentette az EE -t, de nem eredményezte a termikus semlegességet 28 ° C -ig. Így adataink nem alátámasztják, hogy az egyszék-térd egerekben vagy anélkül a környezetbarát házakkal vagy anélkül a termoneutralitás alacsony pontja 26-28 ° C-nak kell lennie, amint azt a 8,12 ábrán látható, de alátámasztja a termoneutralitást mutató más tanulmányokat. 30 ° C hőmérséklet az alacsony pont egerekben7, 10, 24. A kérdések bonyolításához az egerek termoneutrális pontját kimutatták, hogy nem statikus a nap folyamán, mivel a pihenő (fény) szakaszában alacsonyabb, valószínűleg az alacsonyabb kalória miatt. termelés az aktivitás és az étrend által kiváltott termogenezis eredményeként. Így a fényfázisban a termikus semlegesség alsó pontja ~ 29 ° с, és a sötét fázisban ~ 33 ° с25.
Végül a környezeti hőmérséklet és a teljes energiafogyasztás kapcsolatát a hőeloszlás határozza meg. Ebben az összefüggésben a felület és a térfogat aránya a termikus érzékenység fontos meghatározója, amely befolyásolja mind a hőelvezetést, mind a hőtermelést (térfogat). A felületen kívül a hőátadást szigeteléssel (a hőátadás sebessége) is meghatározzuk. Az emberekben a zsírsömeg csökkentheti a hőveszteséget azáltal, hogy szigetelő gátot hoz létre a testhéj körül, és azt sugallják, hogy a zsírtartalom az egerekben a termikus szigetelés szempontjából is fontos, csökkentve a termoneutrális pontot és csökkenti a hőmérsékleti érzékenységet a termikus semleges pont alatt ( görbe lejtése). Környezeti hőmérséklet az EE -hez képest) 12. Vizsgálatunkat nem úgy terveztük, hogy közvetlenül felmérjék ezt a feltételezett kapcsolatot, mivel a testösszetétel -adatokat 9 nappal az energiafelhasználási adatok összegyűjtése előtt gyűjtötték össze, és mivel a zsírtartalom a vizsgálat során nem volt stabil. Mivel azonban a normál súly- és DIO egerek 30% -kal alacsonyabbak az EE-vel 30 ° C-on, mint 22 ° C-on, annak ellenére, hogy legalább ötszörösének a zsírsamot különbsége van, adataink nem alátámasztják, hogy az elhízásnak alapszigetelést kell biztosítania. tényező, legalább nem a vizsgált hőmérsékleti tartományban. Ez összhangban van más olyan tanulmányokkal, amelyek jobban megtervezték ezt a 4,24 -et. Ezekben a vizsgálatokban az elhízás szigetelő hatása kicsi volt, de a szőrzet a teljes termikus szigetelés 30-50% -át biztosítja 4,24. Holt egerekben azonban a hővezető képesség közvetlenül a halál után körülbelül 450% -kal nőtt, ami arra utal, hogy a szőr szigetelő hatása szükséges a fiziológiai mechanizmusokhoz, beleértve a vazokonstrikciót is. Az egerek és az emberek közötti szőrzet faji különbségei mellett az egerekben az elhízás gyenge szigetelő hatását a következő megfontolások is befolyásolhatják: az emberi zsírsömeg szigetelő tényezőjét elsősorban a szubkután zsírtömeg (vastagság) közvetíti 26,27. Általában a rágcsálókban a teljes állati fat28 kevesebb, mint 20% -a. Ezenkívül a teljes zsírtartalom nem is lehet az egyén termikus szigetelésének szuboptimális mérése, mivel azt állították, hogy a jobb hőszigetelést ellensúlyozza a felület elkerülhetetlen növekedése (és ezért megnövekedett hőveszteség), amikor a zsírsömeg növekszik. -
Normál súlyú egerekben a TG, 3-HB, koleszterin, HDL, ALT és AST éhgyomri plazmakoncentrációja szinte 5 hétig nem változott különböző hőmérsékleten, valószínűleg azért, mert az egerek ugyanabban az állapotban voltak az energiamérlegben. Ugyanazok voltak a súly és a test összetétele, mint a vizsgálat végén. A zsírtömeg hasonlóságával összhangban nem volt különbség a plazma leptin szintjében, sem a böjt inzulinban, a C-peptidben és a glükagonban. További jeleket találtak a Dio egerekben. Noha a 22 ° C -os egereknek ebben az állapotban sem volt átfogó negatív energiamérlege (mivel súlyt szereztek), a vizsgálat végén viszonylag nagyobb energiaszilárdságúak voltak, mint a 30 ° C -on nevelt egerekhez, olyan körülmények között, mint például Magas ketonok. A test termelése (3 GB) és a glicerin és a TG koncentrációjának csökkenése a plazmában. A lipolízisben a hőmérséklet-függő különbségek azonban nem tűnnek az epididimális vagy inguinalis zsír belső változásainak, például az adipohormon-reagáló lipáz expressziójának változásainak, mivel az FFA és az ezekből a raktárokból kiszállított glicerin a hőmérséklet között vannak, a hőmérséklet között. A csoportok hasonlóak egymáshoz. Noha a jelenlegi tanulmányban nem vizsgáltuk a szimpatikus hangot, mások azt találták, hogy (a pulzusszám és az átlagos artériás nyomás alapján) lineárisan kapcsolódik az egerek környezeti hőmérsékletéhez, és körülbelül 30 ° C -on, mint 22 ° C -on 20% -nál, 20% -on. C Így a szimpatikus hang hőmérsékletfüggő különbségei szerepet játszhatnak a lipolízisben a tanulmányunkban, de mivel a szimpatikus tónus növekedése inkább a lipolízist stimulálja, a másik mechanizmusok esetén más mechanizmusok is előfordulhatnak ellensúlyozza a tenyésztett egereknek a csökkenését. Potenciális szerep a testzsír lebontásában. Szobahőmérséklet. Ezenkívül a szimpatikus hang stimuláló hatásainak egy részét a lipolízisre közvetetten közvetíti az inzulinszekréció erős gátlása, kiemelve az inzulin megszakító kiegészítését a lipolízisre30-ra, de tanulmányunkban, a böjt plazma inzulin és a c-peptid szimpatikus tónusban különböző hőmérsékleten voltak. Nem elég a lipolízis megváltoztatásához. Ehelyett azt találtuk, hogy az energia státusának különbségei valószínűleg a DIO egerek ezen különbségeihez vezetnek. A normál súlyú egerekben az EE -vel az EE -vel való bevitel jobb szabályozásához vezető okokhoz további vizsgálatot igényelnek. Általában azonban az élelmiszer -bevitelt homeosztatikus és hedonikus cues 31,32,33 irányítja. Noha vita folyik arról, hogy a két jel közül melyik kvantitatív szempontból fontosabb, a 31,32,33 köztudott, hogy a magas zsírtartalmú ételek hosszú távú fogyasztása több öröm-alapú étkezési magatartást eredményez, amely bizonyos mértékben nem kapcsolódik homeosztázis. - - Szabályozott élelmiszer -bevitel34,35,36. Ezért a 45% HFD -vel kezelt DIO egerek megnövekedett hedonikus táplálkozási viselkedése lehet az egyik oka annak, hogy ezek az egerek nem egyensúlyba hozták az élelmiszer -bevitelt az EE -vel. Érdekes módon az étvágy- és vércukorszint-szabályozó hormonok különbségeit is megfigyelték a hőmérséklet-szabályozott DIO egerekben, de a normál súlyú egerekben nem. Dio egerekben a plazma leptinszintje megnőtt a hőmérsékleten, és a glükagon szintje csökkent a hőmérsékleten. Az, hogy a hőmérséklet milyen mértékben befolyásolhatja ezeket a különbségeket, további vizsgálatot érdemel, de a leptin esetében a relatív negatív energiamérleg és így az egerekben 22 ° C -on alacsonyabb zsírtartalmú, minden bizonnyal fontos szerepet játszott, mivel Szorosan korrelált37. A glükagon jel értelmezése azonban rejtélyes. Az inzulinhoz hasonlóan a glükagon szekréciót erősen gátolta a szimpatikus hang növekedése, ám a legmagasabb szimpatikus hang előrejelzése szerint a 22 ° C -os csoportban volt, amelynek a legmagasabb a plazma glükagon koncentrációja. Az inzulin a plazma -glükagon újabb erős szabályozója, és az inzulinrezisztencia és a 2. típusú cukorbetegség szorosan kapcsolódik a böjt és az étkezés utáni hiplucagonemia 38,39 -hez. A tanulmányunkban szereplő Dio egerek azonban inzulin érzéketlenek voltak, tehát ez nem lehet a fő tényező a glükagon jelátvitel növekedésében a 22 ° C -os csoportban. A májzsír-tartalom szintén pozitívan kapcsolódik a plazma glükagon koncentrációjának növekedésével is, amelynek mechanizmusai magukban foglalhatják a máj glükagonrezisztenciáját, a csökkent karbamid-termelést, a megnövekedett keringő aminosavkoncentrációt és a megnövekedett aminosav-stimulált glükagon szekréciót40,41, 42. Mivel azonban a glicerin és a TG extrahálható koncentrációja nem különbözött a vizsgálati hőmérsékleti csoportok között, ez szintén nem lehet potenciális tényező a plazmakoncentráció növekedésében a 22 ° C -os csoportban. A triiodotironin (T3) kritikus szerepet játszik az általános anyagcserében és a metabolikus védelem megindításában a Hypotermia43,44 ellen. Így a plazma T3 koncentrációja, amelyet valószínűleg központilag közvetített mechanizmusok szabályoznak, 45,46 növekszik mind az egerekben, mind az emberekben, mint termoneutális körülmények között47, bár az emberek növekedése kisebb, ami hajlamosabb az egerekre. Ez összhangban áll a környezet hőveszteségével. A jelenlegi vizsgálatban nem mértük a plazma T3 koncentrációkat, de a koncentrációk alacsonyabbak lehetnek a 30 ° C -os csoportban, ami megmagyarázhatja ennek a csoportnak a plazma glükagon szintjére gyakorolt hatását, mivel mi (frissített 5A. Ábra) és mások bebizonyították, hogy ezt megmutatták A T3 dózisfüggő módon növeli a plazma glükagonját. A pajzsmirigyhormonokról számoltak be, hogy indukálják az FGF21 expressziót a májban. A glükagonhoz hasonlóan a plazma FGF21 koncentrációk is növekedtek a plazma T3 koncentrációval (kiegészítő 5B. Ábra és a 48. ref. Ennek az eltérésnek a mögöttes okai további vizsgálatot igényelnek, de a T3-vezérelt FGF21 indukciónak magasabb T3-expozíció szintjén kell fordulnia a megfigyelt T3-vezérelt glükagon válaszhoz képest (kiegészítő 5B. Ábra).
Kimutatták, hogy a HFD szorosan kapcsolódik a károsodott glükóztoleranciához és az inzulinrezisztenciához (markerek) 22 ° C -on tenyésztett egerekben. A HFD azonban nem volt összefüggésben sem a károsodott glükóztoleranciával, sem az inzulinrezisztenciával, ha termoneutális környezetben termesztik (itt 28 ° C -ra definiálva) 19. Vizsgálatunkban ezt a kapcsolatot nem replikálták Dio egerekben, de a normál súlyú egerek 30 ° C -on tartottak szignifikánsan javították a glükóztoleranciát. Ennek a különbségnek az oka további vizsgálatot igényel, de befolyásolhatja az a tény, hogy a vizsgálatunkban a DIO egerek inzulinrezisztensek voltak, az éhomi plazma C-peptid koncentrációval és az inzulinkoncentrációval 12-20-szor magasabbak, mint a normál súlyú egerek. és az üres gyomorban a vérben. Körülbelül 10 mm (körülbelül 6 mm normál testtömegnél) glükózkoncentrációja, amely úgy tűnik, hogy egy kis ablakot hagy a termoneutális állapotok kitettségének esetleges kedvező hatásaira a glükóztolerancia javítása érdekében. Egy lehetséges zavaró tényező az, hogy gyakorlati okokból az OGTT -t szobahőmérsékleten hajtják végre. Így a magasabb hőmérsékleten elhelyezett egerek enyhe hideg sokkot tapasztaltak, ami befolyásolhatja a glükóz abszorpcióját/clearance -t. Ugyanakkor a különböző hőmérsékleti csoportokban hasonló éhgyomri vércukorszint alapján a környezeti hőmérséklet változásai nem befolyásolták szignifikánsan az eredményeket.
Mint korábban említettük, a közelmúltban kiemelték, hogy a szobahőmérséklet növelése enyhítheti a hideg stresszre adott reakciókat, amelyek megkérdőjelezhetik az egér adatainak az emberekre történő átvitelét. Nem világos azonban, hogy mi az optimális hőmérséklet az egerek humán fiziológiájának utánozására. A kérdésre adott választ a vizsgálati terület és a vizsgált végpont is befolyásolhatja. Erre példa az étrend hatása a májzsír felhalmozódására, a glükóztoleranciára és az inzulinrezisztenciára19. Az energiafelhasználás szempontjából egyes kutatók úgy vélik, hogy a termoneutralitás az optimális hőmérséklet a tenyésztéshez, mivel az embereknek kevés extra energiát igényelnek a mag testhőmérsékletének fenntartásához, és a felnőtt egerek egyetlen körhőmérsékletét 30 ° C7,10 -re határozzák meg. Más kutatók úgy vélik, hogy az emberekkel összehasonlítható hőmérséklet az egyik térdben felnőtt egereknél 23-25 ° C-on tapasztalható, mivel a termoneutralitást 26-28 ° C-ra találták, és az emberek alacsonyabbak, mintegy 3 ° C. Az alacsonyabb kritikus hőmérsékletük, amelyet itt 23 ° C -ra határoznak meg, kissé 8,12. Vizsgálatunk összhangban áll számos más olyan tanulmánymal, amelyek kimondják, hogy a termikus semlegességet nem érik el 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25-nél, jelezve, hogy a 23-25 ° C túl alacsony. Egy másik fontos tényező, amelyet figyelembe kell venni a szobahőmérséklet és a termoneutralitás szempontjából egerekben, egy vagy csoportos ház. Amikor az egereket inkább csoportokban, nem pedig külön -külön helyezték el, mint a vizsgálatunkban, a hőmérsékleti érzékenység csökkent, valószínűleg az állatok zsúfolódása miatt. A szobahőmérséklet azonban még mindig a 25 LTL alatt volt, amikor három csoportot használtak. Talán a legfontosabb fajok közötti különbség ebben a tekintetben a BAT -aktivitás mint a hipotermia elleni védelem kvantitatív jelentősége. Így, míg az egerek nagymértékben kompenzálták a magasabb kalóriaveszteségüket a denevér aktivitásának növelésével, amely önmagában 5 ° C -on meghaladja a 60% -ot, 51,52 Az emberi denevér aktivitásának hozzájárulása az EE -hez szignifikánsan magasabb, sokkal kisebb. Ezért a BAT -aktivitás csökkentése fontos módja lehet az emberi fordítás növelésének. A BAT aktivitásának szabályozása összetett, de gyakran az adrenerg stimuláció, a pajzsmirigyhormonok és az UCP114,54,55,56,57 expresszió együttes hatásai. Adataink azt mutatják, hogy a hőmérsékletet 27,5 ° C fölé kell emelni, összehasonlítva az egerekkel 22 ° C -on, hogy kimutatják a funkció/aktiválásért felelős denevérgének expressziójának különbségeit. A csoportok között 30 és 22 ° C-on található különbségek azonban nem mindig jelezték a BAT aktivitásának növekedését a 22 ° C-os csoportban, mivel az UCP1, ADRB2 és VEGF-A a 22 ° C-os csoportban alulszabályozott. Ezen váratlan eredmények kiváltó okát még meg kell határozni. Az egyik lehetőség az, hogy megnövekedett kifejezésük nem tükrözi a megnövekedett szobahőmérséklet jelét, hanem inkább a 30 ° C-ról 22 ° C-ra történő mozgatásának akut hatását az eltávolítás napján (az egerek ezt a 5-10 percig tapasztalták a felszállás előtt) - ).
Vizsgálatunk általános korlátozása az, hogy csak hím egereket vizsgáltunk. Más kutatások azt sugallják, hogy a nemek fontos szempont lehetnek elsődleges indikációinkban, mivel az egysnee nőstény egerek nagyobb hőmérséklet-érzékenyek a nagyobb hővezetőképesség és a szorosabban szabályozott maghőmérsékletek fenntartása miatt. Ezenkívül a nőstény egerek (a HFD -n) nagyobb energiafogyasztást mutattak az EE -vel 30 ° C -on, összehasonlítva a hím egerekkel, amelyek ebben az esetben több azonos nemű egeret fogyasztottak (ebben az esetben 20 ° C). Így nőstény egerekben a szubtermonetrális tartalom magasabb, de ugyanolyan mintázatú, mint a hím egereknél. Vizsgálatunkban az egysnee hím egerekre összpontosítottunk, mivel ezek a körülmények az EE-t vizsgáló metabolikus vizsgálatok nagy részét. Vizsgálatunk másik korlátozása az volt, hogy az egerek ugyanazon étrendben voltak a vizsgálat során, ami kizárta a szobahőmérséklet fontosságát a metabolikus rugalmasság szempontjából (az RER változásaival mérve a különféle makrotápanyag -összetételekben). A nőstény és hím egerekben 20 ° C -on tartják, összehasonlítva a megfelelő egerekkel, 30 ° C -on tartva.
Összegezve, tanulmányunk azt mutatja, hogy mint más vizsgálatokhoz hasonlóan, az 1. körben a normál súlyú egerek termoneutrálisak a becsült 27,5 ° C felett. Ezenkívül tanulmányunk azt mutatja, hogy az elhízás nem jelent jelentős szigetelő tényező a normál súlyú vagy DIO -val rendelkező egerekben, amelyek hasonló hőmérsékletet eredményeznek: az EE -arányok a DIO -ban és a normál súlyú egerekben. Míg a normál súlyú egerek élelmiszer -bevitele összhangban volt az EE -vel, és így stabil testtömeg tartotta a teljes hőmérsékleti tartományban, a Dio egerek ételbevitele különböző hőmérsékleten azonos volt, ami az egerek nagyobb arányát eredményezte 30 ° C -on. - 22 ° C -on több testtömegt szerzett. Összességében indokolt a szisztematikus vizsgálatok, amelyek a termoneutális hőmérsékletek alatti élet lehetséges fontosságát vizsgálják, mivel az egér és az emberi vizsgálatok között gyakran megfigyelt rossz tolerancia. Például az elhízás tanulmányaiban az általánosan rosszabb transzlatálhatóság részleges magyarázata annak a ténynek köszönhető, hogy az egér súlycsökkentési vizsgálatokat általában a szobahőmérsékleten tartott mérsékelten hideg stresszes állatokon végzik, megnövekedett EE miatt. Túlzott súlycsökkenés az ember várt testtömegéhez képest, különösen akkor, ha a hatásmechanizmus az EE növelésétől függ a BAP aktivitásának növelésével, amely aktívabb és szobahőmérsékleten aktiválódik, mint 30 ° C -on.
A dán állatkísérleti törvény (1987) és a Nemzeti Egészségügyi Intézetek (85–23. Sz. Kiadvány) és az Európai Konferencia, amely kísérleti és egyéb tudományos célokra használja (Európa Tanács 123. számú, Strasbourg, Strasbourg, az Európai Egészségügyi Intézeteket (Strasbourg) , 1985).
Huszonhetes hím C57BL/6J egereket szereztünk a franciaországi Janvier Saint Berthevin Cedex-től, és 12:12 órás fényes fény után ad libitum standard chow-t (altromin 1324) és vizet (~ 22 ° C) kaptak. szobahőmérséklet. A hím Dio egereket (20 hét) ugyanabból a beszállítójától szereztük be, és ad libitum hozzáférést kaptak egy 45% -os magas zsírtartalmú étrendhez (D12451. Kat. Az egereket egy héttel a vizsgálat kezdete előtt adaptálták a környezethez. Két nappal a közvetett kalorimetriás rendszerbe történő áthelyezés előtt az egereket lemértük, MRI szkenneléssel (Echomritm, TX, USA), és négy csoportra osztottuk, amelyek megfelelnek a testtömegnek, a zsírnak és a normál testtömegnek.
A vizsgálati terv grafikus diagramját a 8. ábra mutatja. Az egereket zárt és hőmérsékleten szabályozott közvetett kalorimetriai rendszerbe vittük a Sable Systems Internationals-nél (Nevada, USA), amely magában foglalta az élelmiszer- és vízminőség-monitorokat, valamint a Prometion BZ1 keretét, amely rögzített Az aktivitási szintek a sugártörések mérésével. Xyz. Az egereket (n = 8) külön-külön helyeztük el 22, 25, 27,5 vagy 30 ° C-on ágyneművel, de nem volt menedék és fészkelő anyag 12: 12 órás fényben: sötét ciklus (fény: 06: 00–18:00) - 2500 ml/perc. Az egereket a regisztráció előtt 7 napig akklimatizáltuk. A felvételeket négy nap egymás után gyűjtötték össze. Ezt követően az egereket a megfelelő hőmérsékleten tartottuk 25, 27,5 és 30 ° C -on további 12 napig, majd a sejtkoncentrátumokat az alábbiak szerint adtuk hozzá. Eközben a 22 ° C -on tartott egerek csoportjait ezen a hőmérsékleten további két napig tartottuk (új kiindulási adatok gyűjtésére), majd a hőmérsékletet a fényfázis elején minden második nap 2 ° C -os lépésekben megnövelték ( 06:00), amíg el nem éri a 30 ° C -ot, a hőmérsékletet 22 ° C -ra csökkentették, és az adatokat további két napra összegyűjtöttük. Két további napos 22 ° C -on történő felvétel után az összes cellához hozzáadtak bőröket minden hőmérsékleten, és az adatgyűjtés a második napon (17. nap) és három napig kezdődött. Ezt követően (20. nap) fészkelőanyagot (8-10 g) adtunk az összes sejthez a fényciklus elején (06:00), és az adatokat további három napra gyűjtöttük. Így a vizsgálat végén a 22 ° C -on tartott egereket ezen a hőmérsékleten 21/33 napig és 22 ° C -on tartottuk az elmúlt 8 napban, míg az egereket más hőmérsékleten ezen a hőmérsékleten tartottuk 33 napig. /33 nap. Az egereket a vizsgálati időszak alatt táplálták.
A normál súly és a DIO egerek ugyanazokat a vizsgálati eljárásokat követték. A -9 napon az egereket lemértük, az MRI -t beolvastuk és csoportokra osztottuk, összehasonlítva a testtömegben és a test összetételében. A -7 napon az egereket a Sable Systems International (Nevada, USA) által gyártott zárt hőmérsékleten szabályozott, közvetett kalorimetriai rendszerbe vittük. Az egereket külön -külön ágyneművel, de fészkelő vagy menedék anyag nélkül helyezték el. A hőmérsékletet 22, 25, 27,5 vagy 30 ° C -ra állítják. Egy hetes akklimatizáció után (-7–0 napok, az állatok nem zavartak) az adatokat négy egymást követő napon gyűjtötték (0-4. Nap, az 1., 2., 5. ábrán látható adatok). Ezt követően a 25, 27,5 és 30 ° C -on tartott egereket állandó körülmények között tartottuk a 17. napig. Ugyanakkor a 22 ° C -os csoport hőmérsékletét minden második napon 2 ° C -os időközönként növelték a hőmérsékleti ciklus (06:00 óra) beállításával a fény expozíciójának elején (az adatokat az 1. ábra mutatja) - A 15. napon a hőmérséklet 22 ° C -ra esett vissza, és két napos adatot gyűjtöttünk, hogy kiindulási adatokkal szolgáljanak a későbbi kezelésekhez. A 17. napon az összes egerhez bőrt adtunk, és a 20. napon fészkelőanyagot adtunk (5. ábra). A 23. napon az egereket lemértük és MRI szkennelésnek vetettük alá, majd 24 órán át egyedül hagytuk. A 24. napon az egereket a fotoperiod elejétől (06:00) böjtöltük, és 12:00 órakor (6-7 óra böjt) OGTT-t (2 g/kg) kaptak. Ezt követően az egereket visszaküldték a megfelelő körülményeikbe, és a második napon (25. nap) eutanizálták.
A Dio egerek (n = 8) ugyanazt a protokollt követték, mint a normál súlyú egerek (a fentiek szerint és a 8. ábrán). Az egerek 45% HFD -t tartottak fenn az energiafelhasználási kísérlet során.
A VO2 és a VCO2, valamint a vízgőznyomás 1 Hz frekvencián rögzítettük, 2,5 perc sejtállandóval. Az ételek és a vízfelvételeket az ételek és a vízvödrök súlyának folyamatos rögzítésével (1 Hz) gyűjtöttük össze. A felhasznált minőségi monitor 0,002 g felbontást jelentett. Az aktivitási szinteket egy 3D XYZ sugaras tömb monitor segítségével rögzítettük, az adatokat 240 Hz belső felbontással gyűjtöttük, és minden másodpercenként számoltuk be, hogy a teljes megtett távolságot (m) meghatározzuk, a tényleges térbeli felbontással 0,25 cm. Az adatokat Sable Systems Macro tolmács v.2.41 -rel dolgoztuk fel, kiszámítva az EE -t és az RER -t, és kiszűrjük a kiugró értékeket (pl. Hamis étkezési események). A makró tolmács öt percenként az összes paraméter adatait konfigurálva van konfigurálva.
Az EE szabályozása mellett a környezeti hőmérséklet szabályozhatja az anyagcserének más aspektusait is, ideértve a postprandialis glükóz anyagcserét is, a glükóz-metabolizáló hormonok szekréciójának szabályozásával. Ennek a hipotézisnek a tesztelésére végül elvégeztük a testhőmérséklet -vizsgálatot úgy, hogy normál súlyú egereket provokáltunk egy dio -orális glükózterheléssel (2 g/kg). A módszereket részletesen ismertetjük további anyagokban.
A vizsgálat végén (25. nap) az egereket 2-3 órán át böjtöltük (06: 00-kor kezdve), izofluránnal érzéstelenítve, és a retroorbitális venipunktúra teljesen vérzett. A plazma lipidek, hormonok és lipidek számszerűsítését a májban a kiegészítő anyagok írják le.
Annak megvizsgálására, hogy a héjhőmérséklet okozza -e a lipolízist befolyásoló zsírszövetek belső változását, az inguinális és az epididimális zsírszövet közvetlenül az egerekből kivágták a vérzés utolsó stádiumát követően. A szöveteket az újonnan kifejlesztett ex vivo lipolízis -vizsgálat alkalmazásával dolgoztuk fel, amelyet kiegészítő módszerekben ismertettek.
A barna zsírszövetet (BAT) a vizsgálat végének napján gyűjtötték össze, és a kiegészítő módszerekben leírtak szerint dolgozták fel.
Az adatokat átlag ± SEM -ként mutatjuk be. A grafikonokat a GraphPad Prism 9 -ben (La Jolla, CA) készítették, és a grafikákat az Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA) szerkesztették. A statisztikai szignifikanciát a GraphPad Prism-ben értékelték, és páros t-teszttel teszteltük, ismételt méréseket egyirányú/kétirányú ANOVA-val, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével, vagy páratlan egyirányú ANOVA-val, amelyet Tukey többszörös összehasonlító tesztje követ. Az adatok Gauss-eloszlását a D'Agostino-Pearson normalitási teszttel validáltuk a tesztelés előtt. A minta méretét az „Eredmények” szakasz megfelelő szakaszában, valamint a legendában jelzik. Az ismétlést úgy definiálják, mint az ugyanazon állaton (in vivo vagy egy szövetmintán) végzett méréseket. Az adatok reprodukálhatóságát tekintve négy független vizsgálatban mutatták ki az energiafelhasználás és az esethőmérséklet közötti összefüggést, hasonló vizsgálati tervű egerek felhasználásával.
Részletes kísérleti protokollok, anyagok és nyers adatok állnak rendelkezésre, ésszerű kéréssel, Rune E. Kuhre vezető szerzője. Ez a tanulmány nem generált új egyedi reagenseket, transzgenikus állati/sejtvonalakat vagy szekvenálási adatokat.
A tanulmány tervezésével kapcsolatos további információkért lásd a Természetkutatási Jelentést, amely a cikkhez kapcsolódik.
Az összes adat egy grafikont képez. Az 1-7-et a tudományos adatbázis-tárolóban helyezték el, csatlakozási szám: 1253.11.sciencedb.02284 vagy https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Az ESM -ben bemutatott adatokat ésszerű tesztelés után el lehet küldeni a Rune e Kuhre -nak.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratóriumi állatok mint az emberi elhízás helyettesítő modelljei. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratóriumi állatok mint az emberi elhízás helyettesítő modelljei.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. és Tang-Christensen M. Laboratóriumi állatok mint az emberi elhízás helyettesítő modelljei. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & 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. Kísérleti állatok mint az emberek helyettesítő modellje.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. és Tang-Christensen M. Laboratóriumi állatok mint az elhízás helyettesítő modelljei az emberekben.Acta farmakológia. Crime 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA kiszámítása az új MIE állandó és kísérleti meghatározásának az égési méret. Burns 22, 607–611 (1996).
GORDON, SJ Az egér termoregulációs rendszere: Az orvosbiológiai adatok átruházására az emberekbe történő átadása. fiziológia. Viselkedés. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. és Nedergaard, J. Nincs az elhízás szigetelő hatása. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. és Nedergaard, J. Nincs az elhízás szigetelő hatása.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. és Nedergaard J. Nincs az elhízás elszigetelő hatása. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. és Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. és Nedergaard, J. Fischer, AW, CSIKasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. és Nedergaard, J. жирение неет изолирющющ о эекекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. és Nedergaard, J. Az elhízásnak nincs elszigetelő hatása.Igen. J. Physiology. endokrin. anyagcsere. 311, E202 - E213 (2016).
Lee, P. et al. A hőmérsékleten adaptált barna zsírszövet modulálja az inzulinérzékenységet. Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al. Az alacsonyabb kritikus hőmérséklet és a hideg által kiváltott termogenezis fordítottan kapcsolódott a testtömeghez és az alapcsere-arányhoz sovány és túlsúlyos egyéneknél. J. melegen. biológia. 69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. Az egerek optimális lakáshőmérséklete az emberek termikus környezetének utánozására: kísérleti vizsgálat. Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. Az egerek optimális lakáshőmérséklete az emberek termikus környezetének utánozására: kísérleti vizsgálat.Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. Az egerek optimális ház hőmérséklete az emberi termikus környezet utánozására: kísérleti vizsgálat. Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. ： ： 一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. és Nedergaard J. Az emberi termikus környezetet szimuláló egerek optimális lakhatási hőmérséklete: kísérleti vizsgálat.Moore. anyagcsere. 7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. és Speakman, Jr Mi a legjobb házhőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekre történő lefordításához? Keijer, J., Li, M. és Speakman, Jr Mi a legjobb házhőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekre történő lefordításához?Keyer J, Lee M és Speakman Jr Mi a legjobb szobahőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekbe történő átadásához? Keijer, J., Li, M. és 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. és Speakman, JrKeyer J, Lee M és Speakman Jr Mi az optimális héjhőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekbe történő átadásához?Moore. anyagcsere. 25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ és MacDougald, OA egerek mint az emberi fiziológia kísérleti modelljei: Ha a ház hőmérséklete több fokot számít. Seeley, RJ és MacDougald, OA egerek mint az emberi fiziológia kísérleti modelljei: Ha a ház hőmérséklete több fokot számít. Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши как экспериментальные модели для физиологии человека: когда несколько градусов в жилище имеют значение. Seeley, RJ és MacDougald, OA egerek mint az emberi fiziológia kísérleti modelljei: Ha néhány lakás fokozatot tesz. Seeley, RJ és MacDougald, OA ： ： 当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ és MacDougald, OA Ышыши seeley, rj & macdougald, oa как эерименталная модел физиологи челова: кога несомог про п parancs имеюю значение. Seeley, RJ és MacDougald, OA egerek mint az emberi élettan kísérleti modellje: amikor néhány fokos szobahőmérséklet számít.Nemzeti anyagcsere. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. A válasz arra a kérdésre, hogy „Mi a legjobb lakáshőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekre történő lefordítása?” Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. A válasz arra a kérdésre, hogy „Mi a legjobb lakáshőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekre történő lefordítása?” Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. Válaszoljon a kérdésre: „Mi a legjobb szobahőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekbe történő átviteléhez?” Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. 问题的答案 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？ 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. és Nedergaard J. válaszol a kérdésre: „Mi az optimális héjhőmérséklet az egér kísérleteinek az emberekbe történő átviteléhez?”Igen: termoneutral. Moore. anyagcsere. 26, 1-3 (2019).
A postai idő: október-28-2022
