Köszönjük, hogy meglátogatta a Nature.com oldalt.Az Ön által használt böngészőverzió korlátozott CSS-támogatással rendelkezik.A legjobb élmény érdekében javasoljuk, hogy használjon frissített böngészőt (vagy tiltsa le a kompatibilitási módot az Internet Explorerben).Addig is a folyamatos támogatás érdekében a webhelyet stílusok és JavaScript nélkül jelenítjük meg.
Az egereken végzett metabolikus vizsgálatok többségét szobahőmérsékleten végzik, bár ilyen körülmények között az emberekkel ellentétben az egerek sok energiát fordítanak a belső hőmérséklet fenntartására.Itt leírjuk a normál súlyt és a diéta által kiváltott elhízást (DIO) a C57BL/6J egerekben, akiket chow chow-val vagy 45%-ban magas zsírtartalmú étrenddel etettek.Az egereket 33 napra 22, 25, 27,5 és 30 °C hőmérsékleten közvetett kalorimetriás rendszerbe helyeztük.Megmutatjuk, hogy az energiafelhasználás lineárisan növekszik 30 °C-ról 22 °C-ra, és körülbelül 30%-kal magasabb 22 °C-on mindkét egérmodellben.Normál súlyú egerekben a táplálékfelvétel ellensúlyozta az EE-t.Ezzel szemben a DIO egerek nem csökkentették a táplálékfelvételt, amikor az EE csökkent.Így a vizsgálat végén az egerek 30 °C-on magasabb testtömeggel, zsírtömeggel, valamint plazmaglicerin- és trigliceridszinttel rendelkeztek, mint a 22 °C-os egerek.A DIO egerek egyensúlyhiánya a megnövekedett élvezetalapú fogyókúra következménye lehet.
Az egér a leggyakrabban használt állatmodell az emberi fiziológia és patofiziológia tanulmányozására, és gyakran az alapértelmezett állat, amelyet a gyógyszerkutatás és -fejlesztés korai szakaszában használnak.Az egerek azonban számos fontos fiziológiai szempontból különböznek az embertől, és bár az allometrikus skálázás bizonyos mértékig felhasználható az emberre való lefordításra, az egerek és az emberek közötti óriási különbségek a hőszabályozásban és az energiaháztartásban rejlenek.Ez alapvető következetlenségre utal.A felnőtt egerek átlagos testtömege legalább ezerszer kisebb, mint a felnőtteké (50 g vs. 50 kg), a felület/tömeg arány pedig körülbelül 400-szor tér el a Mee által leírt nemlineáris geometriai transzformáció miatt. .2. egyenlet. Ennek eredményeként az egerek térfogatukhoz képest lényegesen több hőt veszítenek, így érzékenyebbek a hőmérsékletre, hajlamosabbak a hipotermiára, és átlagosan tízszer magasabb az alapanyagcsere sebességük, mint az embereké.Normál szobahőmérsékleten (~22°C) az egereknek körülbelül 30%-kal kell növelniük teljes energiafelhasználásukat (EE), hogy fenntartsák a test maghőmérsékletét.Alacsonyabb hőmérsékleten az EE 15 és 7 °C-on még körülbelül 50%-kal, illetve 100%-kal nő a 22 °C-os EE-hez képest.Így a szokásos tartási körülmények hidegstressz reakciót váltanak ki, ami veszélyeztetheti az egéreredmények emberre való átvihetőségét, mivel a modern társadalmakban élő emberek idejük nagy részét termosemleges körülmények között töltik (mivel a kisebb terület/térfogat arány miatt kevésbé vagyunk érzékenyek Mivel az alap metabolikus sebesség feletti termosemleges zónát (TNZ) hozzuk létre magunk körül) ~19-30°C6, míg az egerek sávja magasabb és keskenyebb, csak 2-4°C7,8 Valójában ez a fontos. aspektus kapott jelentős figyelmet az elmúlt években4, 7,8,9,10,11,12, és felmerült, hogy bizonyos „fajkülönbségek” mérsékelhetők a héj hőmérsékletének növelésével 9. A hőmérséklet-tartományban azonban nincs egyetértés ami egerekben termoneutralitást jelent.Így továbbra is ellentmondásos kérdés, hogy az egytérdű egerekben a termoneutrális tartomány alsó kritikus hőmérséklete közelebb van-e a 25 °C-hoz vagy a 30 °C-hoz4, 7, 8, 10, 12.Az EE és más metabolikus paraméterek órákra vagy napokra korlátozódnak, így nem világos, hogy a különböző hőmérsékleteknek való hosszan tartó expozíció milyen mértékben befolyásolhatja az anyagcsere-paramétereket, például a testsúlyt.a fogyasztás, a szubsztrát felhasználás, a glükóz tolerancia, valamint a plazma lipid- és glükózkoncentrációja és az étvágyszabályozó hormonok.Ezenkívül további kutatásokra van szükség annak megállapítására, hogy az étrend milyen mértékben befolyásolhatja ezeket a paramétereket (a zsírban gazdag diétán lévő DIO egerek inkább az élvezet alapú (hedonikus) diéta felé orientálódhatnak).A témával kapcsolatos további információk érdekében megvizsgáltuk a nevelési hőmérséklet hatását a fent említett anyagcsere-paraméterekre normál súlyú felnőtt hím egerekben és diéta által kiváltott elhízott (DIO) hím egerekben, 45%-ban magas zsírtartalmú étrend mellett.Az egereket 22, 25, 27,5 vagy 30 °C-on tartottuk legalább három hétig.A 22°C alatti hőmérsékletet nem vizsgálták, mert a standard állattartás ritkán van szobahőmérséklet alatt.Azt találtuk, hogy a normál súlyú és egykörű DIO egerek hasonlóan reagáltak a tartási hőmérséklet változásaira az EE szempontjából, függetlenül a tartási körülményektől (menedékkel/fészkelőanyaggal vagy anélkül).Míg azonban a normál testsúlyú egerek táplálékfelvételüket az EE szerint igazították, a DIO egerek táplálékfelvétele nagymértékben független volt az EE-től, így az egerek nagyobb súlyt híztak.A testtömeg-adatok szerint a lipidek és ketontestek plazmakoncentrációi azt mutatták, hogy a DIO egerek 30 °C-on pozitívabb energiamérleggel rendelkeztek, mint a 22 °C-on.A normál testsúlyú és a DIO egerek közötti energiabevitel és EE közötti különbségek mögött meghúzódó okok további tanulmányozást igényelnek, de összefüggésbe hozhatók a DIO egerek patofiziológiai változásaival és az elhízott étrend következtében az öröm-alapú diéta hatásával.
Az EE lineárisan nőtt 30 °C-ról 22 °C-ra, és körülbelül 30%-kal magasabb volt 22 °C-on, mint 30 °C-on (1a., b. ábra).A légzési cserearány (RER) független volt a hőmérséklettől (1c, d ábra).A táplálékfelvétel összhangban volt az EE dinamikájával, és a hőmérséklet csökkenésével nőtt (22°C-on szintén ~30%-kal magasabb, mint 30°C-on (1e, f ábra). Vízfelvétel. A térfogat és az aktivitás szintje nem függött a hőmérséklettől (ábra). 1g ).
A hím egereket (C57BL/6J, 20 hetes, egyedi tartású, n=7) metabolikus ketrecekben tartottuk 22 °C-on a vizsgálat megkezdése előtt egy hétig.Két nappal a háttéradatok gyűjtése után a hőmérsékletet 2°C-os lépésekben emeltük napi 06:00 órakor (a fényfázis kezdete).Az adatok az átlag ± standard hibájaként jelennek meg, a sötét fázist (18:00-06:00 óra) pedig szürke doboz jelöli.a Energiafelhasználás (kcal/h), b Teljes energiafelhasználás különböző hőmérsékleteken (kcal/24 h), c Légúti átváltási arány (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Átlagos RER világos és sötét (VCO2 /VO2) fázisban (a nulla értéke 0,7).e kumulatív táplálékfelvétel (g), f 24h teljes táplálékfelvétel, g 24h összes vízfelvétel (ml), h 24h összes vízfelvétel, i kumulatív aktivitási szint (m) és j teljes aktivitási szint (m/24h) .).Az egereket a jelzett hőmérsékleten tartottuk 48 órán át.A 24, 26, 28 és 30°C-ra mutatott adatok az egyes ciklusok utolsó 24 órájára vonatkoznak.Az egerek a vizsgálat során folyamatosan táplálkoztak.A statisztikai szignifikanciát egyutas ANOVA ismételt mérésével, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével teszteltük.A csillagok a 22°C-os kezdeti érték szignifikanciáját jelzik, 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.n = 7.
Akárcsak a normál súlyú egereknél, az EE lineárisan nőtt a hőmérséklet csökkenésével, és ebben az esetben az EE is körülbelül 30%-kal magasabb volt 22 °C-on, mint 30 °C-on (2a, b ábra).A RER nem változott különböző hőmérsékleteken (2c, d ábra).A normál súlyú egerekkel ellentétben a táplálékfelvétel nem volt összhangban az EE-vel a szobahőmérséklet függvényében.A táplálékfelvétel, a vízfelvétel és az aktivitási szint független volt a hőmérséklettől (2e–j. ábra).
A vizsgálat megkezdése előtt egy hétig hím (C57BL/6J, 20 hetes) DIO egereket egyenként metabolikus ketrecekben tartottunk 22 °C-on.Az egerek ad libitum 45%-os HFD-t használhatnak.Két napos akklimatizáció után az alapadatokat összegyűjtöttük.Ezt követően a hőmérsékletet minden második napon 06:00-kor (a fényfázis kezdetén) 2°C-os lépésekben emeltük.Az adatok az átlag ± standard hibájaként jelennek meg, a sötét fázist (18:00-06:00 óra) pedig szürke doboz jelöli.a Energiafelhasználás (kcal/h), b Teljes energiafelhasználás különböző hőmérsékleteken (kcal/24 h), c Légúti átváltási arány (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Átlagos RER világos és sötét (VCO2 /VO2) fázisban (a nulla értéke 0,7).e kumulatív táplálékfelvétel (g), f 24h teljes táplálékfelvétel, g 24h összes vízfelvétel (ml), h 24h összes vízfelvétel, i kumulatív aktivitási szint (m) és j teljes aktivitási szint (m/24h) .).Az egereket a jelzett hőmérsékleten tartottuk 48 órán át.A 24, 26, 28 és 30°C-ra mutatott adatok az egyes ciklusok utolsó 24 órájára vonatkoznak.Az egereket 45%-os HFD-n tartottuk a vizsgálat végéig.A statisztikai szignifikanciát egyutas ANOVA ismételt mérésével, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztjével teszteltük.A csillagok a 22°C-os kezdeti érték szignifikanciáját jelzik, 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, ***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.Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-192 óra) számítottuk.n = 7.
Egy másik kísérletsorozatban a környezeti hőmérséklet hatását vizsgáltuk ugyanazokra a paraméterekre, de ezúttal olyan egércsoportok között, amelyeket folyamatosan bizonyos hőmérsékleten tartottak.Az egereket négy csoportra osztották, hogy minimalizáljuk a testtömeg, a zsír és a normál testtömeg átlagának és szórásának statisztikai változásait (3a–c. ábra).7 nap akklimatizáció után 4,5 napos EE-t regisztráltunk.Az EE-t mind nappal, mind éjszaka jelentősen befolyásolja a környezeti hőmérséklet (3d. ábra), és lineárisan nő, ahogy a hőmérséklet 27,5°C-ról 22°C-ra csökken (3e. ábra).Más csoportokhoz képest a 25°C-os csoport RER-je némileg csökkent, és nem volt különbség a többi csoport között (3f,g. ábra).A táplálékfelvétel az EE mintával párhuzamosan körülbelül 30%-kal nőtt 22°C-on a 30°C-hoz képest (3h,i ábra).A vízfogyasztás és az aktivitás szintje nem különbözött szignifikánsan a csoportok között (3j,k ábra).A legfeljebb 33 napig tartó különböző hőmérsékleteknek való kitettség nem okozott különbséget a testtömegben, a sovány tömegben és a zsírtömegben a csoportok között (3n-s ábra), de a sovány testtömeg körülbelül 15%-os csökkenését eredményezte a csoportok között. önbeszámolt pontszámok (3n-s ábra).3b, r, c)) és a zsírtömeg több mint kétszeresére nőtt (~1 g-ról 2-3 g-ra, 3c, t, c ábra).Sajnos a 30°C-os szekrényben kalibrációs hibák vannak, és nem tud pontos EE és RER adatokat szolgáltatni.
- Testtömeg (a), sovány tömeg (b) és zsírtömeg (c) 8 nap elteltével (egy nappal a SABLE rendszerbe történő átvitel előtt).d Energiafogyasztás (kcal/h).e Átlagos energiafogyasztás (0–108 óra) különböző hőmérsékleteken (kcal/24 óra).f Légzéscsere arány (RER) (VCO2/VO2).g Átlagos RER (VCO2/VO2).h Összes táplálékfelvétel (g).i Átlagos táplálékfelvétel (g/24 óra).j Teljes vízfogyasztás (ml).k Átlagos vízfogyasztás (ml/24 h).l kumulatív aktivitási szint (m).m Átlagos aktivitási szint (m/24 h).n testtömeg a 18. napon, o testtömeg változás (-8. napról 18. napra), p sovány tömeg a 18. napon, q sovány tömeg változás (-8. napról 18. napra), r zsírtömeg a 18. napon , és a zsírtömeg változása (-8 napról 18 napra).Az ismételt mérések statisztikai szignifikanciáját Oneway-ANOVA, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztje követte. *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 adatok átlag + átlag hibája, a sötét fázist (18:00-06:00 óra) szürke dobozok jelölik.A hisztogramokon lévő pontok az egyes egereket jelölik.Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-108 óra) számítottuk.n = 7.
Az egerek testtömege, sovány tömege és zsírtömege a kiinduláskor megegyezett (4a–c. ábra), és 22, 25, 27,5 és 30 °C-on tartottuk, mint a normál súlyú egerekkel végzett vizsgálatok során..Az egerek csoportjainak összehasonlításakor az EE és a hőmérséklet közötti kapcsolat hasonló lineáris kapcsolatot mutatott a hőmérséklettel ugyanazon egerekben.Így a 22 °C-on tartott egerek körülbelül 30%-kal több energiát fogyasztottak, mint a 30 °C-on tartott egerek (4d., e. ábra).Az állatokon végzett hatások vizsgálatakor a hőmérséklet nem mindig befolyásolta a RER-t (4f, g ábra).A táplálékfelvételt, a vízfelvételt és az aktivitást nem befolyásolta jelentősen a hőmérséklet (4h-m ábra).33 napos nevelés után a 30 °C-on lévő egerek testtömege szignifikánsan nagyobb volt, mint a 22 °C-on (4n. ábra).A megfelelő kiindulási pontokhoz képest a 30 °C-on nevelt egerek testtömege szignifikánsan nagyobb volt, mint a 22 °C-on nevelt egerek (átlag ± standard hibája az átlaghoz: 4o. ábra).A viszonylag nagyobb súlygyarapodás a zsírtömeg növekedésének (4p. ábra, q), nem pedig a sovány tömeg növekedésének (4r, s ábra) volt betudható.A 30°C-on mért alacsonyabb EE értékkel összhangban számos, a BAT funkciót/aktivitást növelő BAT gén expressziója csökkent 30°C-on a 22°C-hoz képest: Adra1a, Adrb3 és Prdm16.Más kulcsgéneket, amelyek szintén növelik a BAT funkcióját/aktivitását, nem érintették: Sema3a (neurit növekedési szabályozás), Tfam (mitokondriális biogenezis), Adrb1, Adra2a, Pck1 (glukoneogenezis) és Cpt1a.Meglepő módon az Ucp1 és a Vegf-a, amely fokozott termogén aktivitással társult, nem csökkent a 30 °C-os csoportban.Valójában az Ucp1 szint három egérben magasabb volt, mint a 22 °C-os csoportban, és a Vegf-a és az Adrb2 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 zsírtömeg (c) 9 nap elteltével (egy nappal a SABLE rendszerbe történő átvitel előtt).d Energiafogyasztás (EE, kcal/h).e Átlagos energiafogyasztás (0–96 óra) különböző hőmérsékleteken (kcal/24 óra).f Légzéscsere arány (RER, VCO2/VO2).g Átlagos RER (VCO2/VO2).h Összes táplálékfelvétel (g).i Átlagos táplálékfelvétel (g/24 óra).j Teljes vízfogyasztás (ml).k Átlagos vízfogyasztás (ml/24 h).l kumulatív aktivitási szint (m).m Átlagos aktivitási szint (m/24 h).n Testtömeg a 23. napon (g), o A testtömeg változása, p Sovány tömeg, q A sovány tömeg változása (g) a 23. napon a 9. naphoz képest, A zsírtömeg változása (g) 23. napon, zsír tömeg (g) a 8. naphoz képest, a 23. nap a -8. naphoz képest.Az ismételt mérések statisztikai szignifikanciáját Oneway-ANOVA, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztje követte. *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.Az adatok átlag + átlag hibája, a sötét fázist (18:00-06:00 óra) szürke dobozok jelölik.A hisztogramokon lévő pontok az egyes egereket jelölik.Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-96 óra) számítottuk.n = 7.
Az emberekhez hasonlóan az egerek is gyakran hoznak létre mikrokörnyezetet, hogy csökkentsék a környezet hőveszteségét.Annak érdekében, hogy számszerűsítsük ennek a környezetnek az EE szempontjából fontosságát, az EE-t 22, 25, 27,5 és 30 °C-on értékeltük, bőrvédővel és fészekanyaggal vagy anélkül.22°C-on a standard héjak hozzáadása körülbelül 4%-kal csökkenti az EE-t.Az ezt követő fészkelőanyag hozzáadása 3-4%-kal csökkentette az EE-t (5a, b ábra).Nem figyeltek meg szignifikáns változást az RER-ben, a táplálékfelvételben, a vízbevitelben vagy az aktivitási szintekben a házak vagy bőrök + ágynemű hozzáadásával (5i-p ábra).A bőr és a fészekanyag hozzáadása szintén jelentősen csökkentette az EE-t 25 és 30 °C-on, de a válaszok mennyiségileg kisebbek voltak.27,5 °C-on nem tapasztaltunk különbséget.Nevezetesen, ezekben a kísérletekben az EE a hőmérséklet emelkedésével csökkent, ebben az esetben körülbelül 57%-kal alacsonyabb, mint az EE 30 °C-on a 22 °C-hoz képest (5c–h. ábra).Ugyanezt az elemzést csak a fényfázisra végeztük el, ahol az EE közelebb volt az alap metabolikus sebességhez, mivel ebben az esetben az egerek többnyire a bőrben pihentek, ami összehasonlítható hatásméretet eredményezett különböző hőmérsékleteken (kiegészítő 2a-h ábra). .
Adatok menhelyről és fészkelőanyagból (sötétkék), otthoni, de nem fészkelő anyagból (világoskék), valamint otthoni és fészekanyagból (narancssárga) származó egerekre.Az a, c, e és g helyiségek energiafogyasztása (EE, kcal/h) 22, 25, 27,5 és 30 °C-on, a b, d, f és h EE (kcal/h) értéket jelent.ip 22°C-on tartott egerek adatai: i légzésszám (RER, VCO2/VO2), j átlagos RER (VCO2/VO2), k kumulatív táplálékfelvétel (g), l átlagos táplálékfelvétel (g/24 h) , m teljes vízfelvétel (mL), n átlagos vízfelvétel AUC (mL/24h), o összaktivitás (m), p átlagos aktivitási szint (m/24h).Az adatok átlag + átlag hibája, a sötét fázist (18:00-06:00 óra) szürke dobozok jelölik.A hisztogramokon lévő pontok az egyes egereket jelölik.Az ismételt mérések statisztikai szignifikanciáját Oneway-ANOVA, majd Tukey többszörös összehasonlító tesztje követte. *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.Az átlagértékeket a teljes kísérleti időszakra (0-72 óra) számítottuk.n = 7.
Normál testsúlyú egerekben (2-3 óra koplalás) a különböző hőmérsékleteken végzett nevelés nem eredményezett szignifikáns különbséget a TG, 3-HB, koleszterin, ALT és AST plazmakoncentrációjában, de a HDL a hőmérséklet függvényében.6a-e) ábra).A leptin, az inzulin, a C-peptid és a glukagon éhgyomri plazmakoncentrációi szintén nem különböztek a csoportok között (6g–j. ábra).A glükóz tolerancia teszt napján (különböző hőmérsékleten 31 nap után) az alapszintű vércukorszint (5-6 óra éhezés) körülbelül 6,5 mM volt, a csoportok között nem volt különbség. Az orális glükóz alkalmazása minden csoportban szignifikánsan növelte a vércukorkoncentrációt, de mind a csúcskoncentráció, mind a görbe alatti terület (iAUC) (15-120 perc) alacsonyabb volt a 30 °C-on tartott egerek csoportjában (egyéni időpontok: P < 0,05–P < 0,0001, 6k, l ábra) a 22, 25 és 27,5 °C-on tartott egerekhez képest (amelyek nem különböztek egymástól). Az orális glükóz alkalmazása minden csoportban szignifikánsan növelte a vércukorkoncentrációt, de mind a csúcskoncentráció, mind a görbe alatti terület (iAUC) (15-120 perc) alacsonyabb volt a 30 °C-on tartott egerek csoportjában (egyéni időpontok: P < 0,05–P < 0,0001, 6k, l ábra) a 22, 25 és 27,5 °C-on tartott egerekhez képest (amelyek nem különböztek egymástól). Пероралное ведение г зы зы значително а и пощад приращения под криыи (iAC) (15–120 мин) P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которыелусулий не). A glükóz orális adagolása minden csoportban szignifikánsan növelte a vércukorkoncentrációt, de mind a csúcskoncentráció, mind a görbék alatti terület (iAUC) (15-120 perc) alacsonyabb volt a 30°C-os egércsoportban (külön időpontok: P < 0,05- P < 0,0001, 6k. ábra, l) összehasonlítva a 22, 25 és 27,5 °C-on tartott egerekkel (amelyek nem különböztek egymástól).Használt下增加面积(iAUC) (15-120 分钟) 均较低（各个时间点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25 和27,5°C口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 弨 在 30 ° C 饲养和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 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）彼此之门A glükóz orális adagolása szignifikánsan növelte a vércukorszintet minden csoportban, de mind a csúcskoncentráció, mind a görbe alatti terület (iAUC) (15-120 perc) alacsonyabb volt a 30 °C-on táplált egerek csoportjában (minden időpontban).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, ábra.6l, l) összehasonlítva a 22, 25 és 27,5 °C-on tartott egerekkel (nincs különbség egymáshoz képest).
A TG, 3-HB, koleszterin, HDL, ALT, AST, FFA, glicerin, leptin, inzulin, C-peptid és glukagon plazmakoncentrációit felnőtt hím DIO(al) egerekben mutatják ki 33 napos, a jelzett hőmérsékleten történő etetés után. .Az egereket nem etettük 2-3 órával a vérvétel előtt.A kivétel az orális glükóz tolerancia teszt volt, amelyet két nappal a vizsgálat vége előtt végeztek el 5-6 órán át éheztetett és 31 napig megfelelő hőmérsékleten tartott egereken.Az egereket 2 g/testtömeg-kg dózissal fertőztük.A görbe alatti területet (L) növekményes adatként (iAUC) fejezzük ki.Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg.A pontok egyedi mintákat jelölnek. *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.
A DIO egerekben (szintén 2-3 órán át koplalva) a plazma koleszterin-, HDL-, ALT-, AST- és FFA-koncentrációi nem különböztek 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 volt alacsonyabb 30 °C-on, mint 22 °C-on (7b. ábra).Így, bár a 22 °C-on tartott egerek összességében pozitív energiamérleggel rendelkeztek, amint azt a súlygyarapodás is sugallja, a TG, a glicerin és a 3-HB plazmakoncentrációiban mutatkozó különbségek arra utalnak, hogy az egerek 22 °C-on a mintavételkor alacsonyabbak voltak, mint 22 °C-on. C.°C.A 30 °C-on nevelt egerek energetikailag relatíve negatívabb állapotban voltak.Ezzel összhangban az extrahálható glicerin és a TG, de nem a glikogén és a koleszterin májkoncentrációja magasabb volt a 30 °C-os csoportban (kiegészítő 3a-d ábra).Annak vizsgálatára, hogy a lipolízis hőmérséklettől függő különbségei (a plazma TG-vel és glicerinnel mérve) vajon az epididimális vagy a lágyéki zsír belső változásának eredménye-e, a vizsgálat végén zsírszövetet vontunk ki ezekből a raktárakból, és számszerűsítettük a szabad zsírsav mennyiségét. vivo.és a glicerin felszabadulása.Minden kísérleti csoportban az epididimális és inguinális depóból származó zsírszövetminták legalább kétszeres növekedést mutattak a glicerin- és FFA-termelésben az izoproterenol stimuláció hatására (kiegészítő 4a–d ábra).A héj hőmérsékletének azonban nem találtunk hatást a bazális vagy izoproterenollal stimulált lipolízisre.A magasabb testtömeggel és zsírtömeggel összhangban a plazma leptin szintje szignifikánsan magasabb volt a 30 °C-os csoportban, mint a 22 °C-os csoportban (7i. ábra).Ezzel szemben az inzulin és a C-peptid plazmaszintje nem különbözött a hőmérsékleti csoportok között (7k, k ábra), de a plazma glukagon hőmérsékletfüggést mutatott, de ebben az esetben az ellenkező csoportban közel 22 °C-ot hasonlítottak össze kétszer. 30°C-ra.TÓL TŐL.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 hőmérsékleteken tartott egerek között (7n. ábra).A glükóz orális adagolása megnövelte a vércukorszintet, és az adagolás után 15 perccel körülbelül 18 mM koncentrációban érte el a csúcsot minden csoportban.Nem volt szignifikáns különbség az iAUC-ban (15–120 perc) és a koncentrációkban a beadást követő 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, glukagon és FGF21 plazmakoncentrációit mutatták ki felnőtt hím DIO (ao) egerekben 33 napos etetés után.meghatározott hőmérséklet.Az egereket nem etettük 2-3 órával a vérvétel előtt.Az orális glükóz tolerancia teszt kivételt képez, mivel azt 2 g/ttkg dózisban végezték el két nappal a vizsgálat befejezése előtt 5-6 órán át éheztetett és 31 napig megfelelő hőmérsékleten tartott egereken.A görbe alatti terület (o) növekményes adatként (iAUC) jelenik meg.Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg.A pontok egyedi mintákat jelölnek. *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.
A rágcsálók adatainak emberre való átadhatósága összetett kérdés, amely központi szerepet játszik a megfigyelések jelentőségének értelmezésében a fiziológiai és farmakológiai kutatások keretében.Gazdasági okokból és a kutatás megkönnyítése érdekében az egereket gyakran szobahőmérsékleten tartják a termoneutrális zónájuk alatt, ami különféle kompenzációs fiziológiai rendszerek aktiválódását eredményezi, amelyek növelik az anyagcsere sebességét és potenciálisan rontják az átültethetőséget9.Így az egerek hidegnek való kitétele ellenállóvá teheti az egereket a diéta által kiváltott elhízással szemben, és megakadályozhatja a hiperglikémiát streptozotocinnal kezelt patkányokban a megnövekedett, nem inzulinfüggő glükóztranszport miatt.Nem világos azonban, hogy a különböző releváns hőmérsékleteknek (a szobaitól a termosemlegesig) való hosszan tartó expozíció milyen mértékben befolyásolja a normál testsúlyú egerek (táplálékon) és a DIO egerek (HFD-n) eltérő energiahomeosztázisát és az anyagcsere paramétereit, valamint azt, hogy milyen mértékben. amelyhez egyensúlyba tudták hozni az EE növekedését a táplálékfelvétel növekedésével.Az ebben a cikkben bemutatott tanulmány célja, hogy tisztázza ezt a témát.
Megmutatjuk, hogy normál testsúlyú felnőtt egerekben és hím DIO egerekben az EE fordítottan arányos a 22 és 30 °C közötti szobahőmérséklettel.Így az EE 22 °C-on körülbelül 30%-kal magasabb volt, mint 30 °C-on.mindkét egérmodellben.Fontos különbség azonban a normál súlyú egerek és a DIO egerek között, hogy míg a normál súlyú egerek alacsonyabb hőmérsékleten az EE-hez illeszkedtek a táplálékfelvétel megfelelő beállításával, a DIO egerek táplálékfelvétele különböző szinteken változott.A vizsgálati hőmérsékletek hasonlóak voltak.Egy hónap elteltével a 30 °C-on tartott DIO egerek nagyobb testtömeget és zsírtömeget gyarapodtak, mint a 22 °C-on tartott egerek, míg az azonos hőmérsékleten és ugyanannyi ideig tartott normál emberek nem okoztak lázat.függő testtömeg-különbség.súlyú egerek.A termoneutrális vagy szobahőmérséklethez közeli hőmérséklethez képest a szobahőmérsékleten történő növekedés azt eredményezte, hogy a DIO vagy normál testsúlyú egerek magas zsírtartalmú diétán részesültek, de normál súlyú egér diétán nem, hogy viszonylag kevesebbet hízjanak.test.Más tanulmányok támogatják17,18,19,20,21, de nem minden22,23.
Feltételezzük, hogy a hőveszteség csökkentését szolgáló mikrokörnyezet létrehozásának képessége a hősemlegességet balra tolja8, 12. Vizsgálatunkban mind a fészekanyag hozzáadása, mind az elrejtés csökkentette az EE-t, de nem eredményezett 28 °C-ig hősemlegességet.Így adataink nem támasztják alá azt, hogy a termosemlegesség mélypontja egytérdű felnőtt egerekben, környezettel dúsított házzal vagy anélkül, 26-28°C legyen, amint az ábrán látható8,12, de alátámasztja a termosemlegességet mutató egyéb tanulmányokat.30°C-os hőmérséklet alacsony pontú egereknél7, 10, 24. A helyzet bonyolítása érdekében az egereknél a termoneutrális pont napközben nem statikus, mivel a nyugalmi (könnyű) fázisban alacsonyabb, valószínűleg az alacsonyabb kalória miatt az aktivitás és a diéta által kiváltott termogenezis eredményeként létrejövő termelés.Így a világos fázisban a hősemlegesség alsó pontja ~29°С, a sötét fázisban pedig ~33°С25.
Végső soron a környezeti hőmérséklet és a teljes energiafogyasztás közötti összefüggést a hőleadás határozza meg.Ebben az összefüggésben a felület és a térfogat aránya a hőérzékenység fontos meghatározója, amely egyaránt befolyásolja a hőleadást (felület) és a hőtermelést (térfogat).A hőátadást a felületen kívül a szigetelés is meghatározza (a hőátadás sebessége).Emberben a zsírtömeg csökkentheti a hőveszteséget azáltal, hogy szigetelő gátat hoz létre a test héja körül, és felmerült, hogy a zsírtömeg egereknél is fontos a hőszigetelés szempontjából, csökkenti a termoneutrális pontot és csökkenti a hőmérsékleti érzékenységet a termikus semleges pont alatt ( görbe meredeksége).környezeti hőmérséklet az EE-hez képest)12.Vizsgálatunk célja nem ennek a feltételezett kapcsolatnak a közvetlen felmérése volt, mivel a testösszetételi adatokat 9 nappal az energiafelhasználási adatok összegyűjtése előtt gyűjtöttük, és mivel a zsírtömeg nem volt stabil a vizsgálat során.Mivel azonban a normál súlyú és DIO egerek EE-je 30%-kal alacsonyabb 30°C-on, mint 22°C-on, annak ellenére, hogy a zsírtömegben legalább 5-szörös különbség van, adataink nem támasztják alá, hogy az elhízás alapvető szigetelést biztosítson.tényező, legalábbis nem a vizsgált hőmérsékleti tartományban.Ez összhangban van más tanulmányokkal, amelyeket jobban terveztek ennek feltárására4,24.Ezekben a vizsgálatokban az elhízás szigetelő hatása csekély volt, de a szőrme a teljes hőszigetelés 30-50%-át biztosítja4,24.Az elhullott egerekben azonban a hővezető képesség körülbelül 450%-kal nőtt közvetlenül az elhullás után, ami arra utal, hogy a szőr szigetelő hatása szükséges a fiziológiai mechanizmusok, köztük az érszűkület működéséhez.Az egerek és az emberek szőrzetében mutatkozó faji különbségek mellett az egerek elhízásának gyenge szigetelő hatását a következő megfontolások is befolyásolhatják: Az emberi zsírtömeg szigetelő tényezőjét főként a bőr alatti zsírtömeg (vastagság) közvetíti26,27.Jellemzően rágcsálókban A teljes állati zsír kevesebb mint 20%-a28.Ráadásul a teljes zsírtömeg még csak nem is szuboptimális mértéke az egyén hőszigetelésének, mivel azt állították, hogy a jobb hőszigetelést ellensúlyozza a felület elkerülhetetlen növekedése (és ezáltal a hőveszteség növekedése) a zsírtömeg növekedésével..
Normál testsúlyú egerekben a TG, a 3-HB, a koleszterin, a HDL, az ALT és az AST éhgyomri plazmakoncentrációja közel 5 hétig nem változott különböző hőmérsékleteken, valószínűleg azért, mert az egerek energiaegyensúlya azonos állapotban volt.súlyban és testösszetételben azonosak voltak, mint a vizsgálat végén.A zsírtömeg hasonlóságával összhangban nem volt különbség a plazma leptinszintjében, sem az éhomi inzulin, a C-peptid és a glukagon között.További jeleket találtak DIO egerekben.Bár a 22°C-on egerek általánosságban nem mutattak negatív energiamérleget ebben az állapotban (mivel híztak), a vizsgálat végén viszonylag energiahiányosabbak voltak a 30°C-on nevelt egerekhez képest, olyan körülmények között, mint pl. magas ketonok.a szervezet termelése (3 GB) és a glicerin és a TG koncentrációjának csökkenése a plazmában.Úgy tűnik azonban, hogy a lipolízis hőmérséklettől függő különbségei nem a mellékhere vagy a lágyéki zsír belső változásaiból erednek, mint például az adipohormonokra reagáló lipáz expressziójában bekövetkező változások, mivel ezekből a depóiból kivont zsírból felszabaduló FFA és glicerin a hőmérséklet között van. a csoportok hasonlóak egymáshoz.Bár a jelen tanulmányban nem vizsgáltuk a szimpatikus tónust, mások azt találták, hogy ez (a pulzusszám és az átlagos artériás nyomás alapján) lineárisan összefügg a környezeti hőmérséklettel egereknél, és hozzávetőlegesen alacsonyabb 30°C-on, mint 22°C-on 20%. C Így vizsgálatunkban a szimpatikus tónus hőmérsékletfüggő különbségei szerepet játszhatnak a lipolízisben, de mivel a szimpatikus tónus növekedése inkább stimulálja, mint gátolja a lipolízist, más mechanizmusok ellensúlyozhatják ezt a csökkenést a tenyésztett egerekben.Potenciális szerepe a testzsír lebontásában.Szobahőmérséklet.Továbbá a szimpatikus tónus lipolízisre kifejtett serkentő hatásának egy részét közvetetten az inzulinszekréció erős gátlása közvetíti, kiemelve az inzulin-kiegészítés megszakító hatását a lipolízisre30, de vizsgálatunkban az éhomi plazma inzulin és a C-peptid szimpatikus tónus különböző hőmérsékleteken. nem elegendő a lipolízis megváltoztatásához.Ehelyett azt találtuk, hogy a DIO egereknél az energiaállapotbeli különbségek a fő okai ezeknek a különbségeknek.A mögöttes okok, amelyek az EE-vel történő táplálékfelvétel jobb szabályozásához vezetnek normál testsúlyú egerekben, további vizsgálatokat igényelnek.Általában azonban a táplálékfelvételt homeosztatikus és hedonikus jelek szabályozzák31,32,33.Bár vita folyik arról, hogy a két jel közül melyik a fontosabb mennyiségileg,31,32,33 köztudott, hogy a magas zsírtartalmú ételek hosszú távú fogyasztása inkább élvezet-alapú étkezési magatartáshoz vezet, amely bizonyos mértékig nem függ össze homeosztázis..– szabályozott táplálékfelvétel34,35,36.Ezért a 45%-os HFD-vel kezelt DIO egerek fokozott hedonikus táplálkozási viselkedése lehet az egyik oka annak, hogy ezek az egerek nem egyensúlyozták ki a táplálékfelvételt az EE-vel.Érdekes módon különbségeket figyeltek meg az étvágy és a vércukorszint-szabályozó hormonok között a hőmérséklet-kontrollos DIO egerekben, de nem a normál súlyú egerekben.DIO egerekben a plazma leptin szintje a hőmérséklettel nőtt, és a glukagonszint a hőmérséklettel csökkent.Az, hogy a hőmérséklet milyen mértékben tudja közvetlenül befolyásolni ezeket a különbségeket, további tanulmányozást érdemel, de a leptin esetében minden bizonnyal fontos szerepet játszott a relatív negatív energiaegyensúly és így az egerek alacsonyabb zsírtömege 22°C-on, hiszen a zsírtömeg és a plazmaleptin is erősen korrelált37.A glukagon jel értelmezése azonban rejtélyesebb.Az inzulinhoz hasonlóan a glukagon szekréciót is erősen gátolta a szimpatikus tónus növekedése, de a legmagasabb szimpatikus tónust a 22°C-os csoportban jósolták, ahol a legmagasabb a plazma glukagon koncentrációja.Az inzulin a plazma glukagon másik erős szabályozója, az inzulinrezisztencia és a 2-es típusú cukorbetegség pedig erősen összefügg az éhgyomri és étkezés utáni hiperglükagonémiával38,39.A vizsgálatunkban szereplő DIO egerek azonban inzulinérzéketlenek is voltak, így a 22°C-os csoportban ez sem lehetett a fő tényező a glukagon jelátvitel növekedésében.A máj zsírtartalma pozitívan összefügg a plazma glukagonkoncentrációjának növekedésével is, melynek mechanizmusai között szerepelhet a máj glukagonrezisztenciája, a karbamidtermelés csökkenése, a keringő aminosav-koncentráció növekedése, valamint a fokozott aminosav-stimulált glukagon-szekréció40,41, 42.Mivel azonban vizsgálatunkban a glicerin és a TG extrahálható koncentrációja nem különbözött a hőmérsékleti csoportok között, ez sem lehet potenciális tényező a plazmakoncentráció növekedésében a 22°C-os csoportban.A trijódtironin (T3) kritikus szerepet játszik az általános anyagcsere sebességében és a hipotermia elleni metabolikus védekezés megindításában43,44.Így a plazma T3-koncentrációja, amelyet valószínűleg központilag közvetített mechanizmusok szabályoznak45,46, mind az egerekben, mind az emberekben növekszik termosemlegesnél kisebb körülmények között47, bár az emberekben a növekedés kisebb, ami hajlamosabb az egerekre.Ez összhangban van a környezet hőveszteségével.A jelenlegi vizsgálatban nem mértük a plazma T3 koncentrációját, de a koncentrációk alacsonyabbak lehettek a 30°C-os csoportban, ami megmagyarázhatja ennek a csoportnak a plazma glukagonszintre gyakorolt hatását, mivel mi (frissített 5a. ábra) és mások kimutatták, hogy A T3 dózisfüggő módon növeli a plazma glukagonszintjét.A pajzsmirigyhormonokról beszámoltak arról, hogy FGF21 expressziót indukálnak a májban.A glükagonhoz hasonlóan a plazma FGF21 koncentrációja is nőtt a plazma T3 koncentrációjával (kiegészítő 5b. ábra és 48. hivatkozás), de a glukagonhoz képest az FGF21 plazmakoncentrációját vizsgálatunkban nem befolyásolta a hőmérséklet.Ennek az eltérésnek a mögöttes okai további vizsgálatokat igényelnek, de a T3-vezérelt FGF21-indukciónak magasabb T3-expozíciónál kell bekövetkeznie, mint a megfigyelt T3-vezérelt glukagonválasz (kiegészítő 5b. ábra).
Kimutatták, hogy a HFD erősen összefügg a csökkent glükóztoleranciával és inzulinrezisztenciával (markerek) 22 °C-on nevelt egerekben.A HFD azonban nem járt együtt sem csökkent glükóztoleranciával, sem inzulinrezisztenciával, ha hősemleges környezetben (itt 28 °C-on definiáltuk) 19 tenyésztették.Vizsgálatunkban ez a kapcsolat nem replikálódott DIO egerekben, de a 30 °C-on tartott normál testsúlyú egerek jelentősen javították a glükóz toleranciát.Ennek az eltérésnek az oka további vizsgálatokat igényel, de befolyásolhatja az a tény, hogy a vizsgálatunkban szereplő DIO egerek inzulinrezisztensek voltak, éhgyomri plazma C-peptid koncentrációjuk és inzulinkoncentrációjuk 12-20-szor magasabb, mint a normál súlyú egereknél.és a vérben éhgyomorra.körülbelül 10 mM glükózkoncentráció (körülbelül 6 mM normál testtömeg mellett), ami úgy tűnik, kis ablakot hagy a hősemleges körülményeknek való kitettség esetleges jótékony hatásai számára a glükóztolerancia javítása érdekében.Egy lehetséges zavaró tényező, hogy gyakorlati okokból az OGTT-t szobahőmérsékleten hajtják végre.Így a magasabb hőmérsékleten tartott egerek enyhe hidegsokkot szenvedtek, ami befolyásolhatja a glükóz felszívódását/kiürülését.A különböző hőmérsékleti csoportokban mért hasonló éhgyomri vércukor-koncentrációk alapján azonban a környezeti hőmérséklet változásai nem feltétlenül befolyásolták jelentősen az eredményeket.
Ahogy korábban említettük, nemrégiben rávilágítottak arra, hogy a szobahőmérséklet emelése mérsékelheti a hideg stresszre adott reakciókat, ami megkérdőjelezheti az egéradatok emberre való átvihetőségét.Nem világos azonban, hogy mi az optimális hőmérséklet az egerek tartásához, hogy utánozzák az emberi fiziológiát.A kérdésre adott választ a vizsgált terület és a vizsgált végpont is befolyásolhatja.Példa erre az étrend hatása a máj zsírfelhalmozódására, a glükóztoleranciára és az inzulinrezisztenciára19.Ami az energiafelhasználást illeti, egyes kutatók úgy vélik, hogy a termosemlegesség az optimális hőmérséklet a felneveléshez, mivel az embereknek kevés többletenergiára van szükségük testhőmérsékletük fenntartásához, és a felnőtt egerek egyetlen körének hőmérsékletét 30°C-ban 7,10-ben határozzák meg.Más kutatók úgy vélik, hogy az egy térdre fektetett felnőtt egerek által tapasztalthoz hasonló hőmérséklet 23-25 °C, mivel azt találták, hogy a hősemlegesség 26-28 °C, az embereknél pedig körülbelül 3 °C.alsó kritikus hőmérsékletük, amelyet itt 23 °C-nak definiálunk, kissé 8,12.Vizsgálatunk összhangban van számos más vizsgálattal, amelyek szerint a termikus semlegesség nem érhető el 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, ami azt jelzi, hogy a 23-25°C túl alacsony.Egy másik fontos tényező, amelyet figyelembe kell venni a szobahőmérséklet és az egerek hősemlegessége tekintetében, az egy- vagy csoportos elhelyezés.Amikor az egereket csoportokban helyezték el, nem pedig egyenként, mint a mi vizsgálatunkban, a hőmérséklet-érzékenység csökkent, valószínűleg az állatok zsúfoltsága miatt.A szobahőmérséklet azonban még mindig a 25 LTL alatt volt, amikor három csoportot használtunk.Talán a legfontosabb fajok közötti különbség ebből a szempontból a BAT-aktivitás mennyiségi jelentősége a hipotermia elleni védekezésben.Így, míg az egerek nagymértékben kompenzálták nagyobb kalóriaveszteségüket a BAT-aktivitás növelésével, amely önmagában 5 °C-on több mint 60% EE,51,52 az emberi BAT-aktivitás hozzájárulása az EE-hez szignifikánsan magasabb, sokkal kisebb volt.Ezért a BAT-aktivitás csökkentése fontos módja lehet az emberi fordítás növelésének.A BAT aktivitás szabályozása összetett, de gyakran az adrenerg stimuláció, a pajzsmirigyhormonok és az UCP114,54,55,56,57 expresszió együttes hatásai közvetítik.Adataink azt mutatják, hogy a hőmérsékletet 27,5 °C fölé kell emelni a 22 °C-os egerekhez képest ahhoz, hogy kimutathassuk a funkcióért/aktiválásért felelős BAT gének expressziójában mutatkozó különbségeket.A csoportok között 30 és 22 °C-on talált különbségek azonban nem mindig jelezték a BAT-aktivitás növekedését a 22 °C-os csoportban, mivel az Ucp1, Adrb2 és Vegf-a csökkent a 22 °C-os csoportban.A váratlan eredmények kiváltó okát még tisztázni kell.Az egyik lehetőség az, hogy fokozott expressziójuk nem a szobahőmérséklet emelkedésének jelét tükrözi, hanem annak akut hatását, hogy az eltávolítás napján 30 °C-ról 22 °C-ra mozgatják őket (ezt az egerek a felszállás előtt 5-10 perccel tapasztalták). .).
Vizsgálatunk általános korlátja, hogy csak hím egereket vizsgáltunk.Más kutatások azt sugallják, hogy a nem fontos szempont lehet az elsődleges indikációinkban, mivel az egytérdű nőstény egerek hőmérsékletérzékenyebbek a magasabb hővezető képesség és a szigorúbban szabályozott maghőmérséklet fenntartása miatt.Ezenkívül a nőstény egerek (HFD-n) nagyobb összefüggést mutattak az energiabevitel és az EE között 30 °C-on, mint azokhoz a hím egerekhez képest, amelyek több azonos nemű egeret fogyasztottak (ebben az esetben 20 °C-on) 20 .Így a nőstény egerekben a hatás szubtermonetrális tartalom magasabb, de ugyanaz a minta, mint a hím egereknél.Vizsgálatunkban az egytérdű hím egerekre összpontosítottunk, mivel ezek azok a körülmények, amelyek között az EE-t vizsgáló metabolikus vizsgálatok többsége zajlik.Vizsgálatunk másik korlátja az volt, hogy az egerek ugyanazon a diétán voltak a vizsgálat során, ami kizárta a szobahőmérséklet fontosságának tanulmányozását a metabolikus rugalmasság szempontjából (amint azt a különböző makrotápanyag-összetételek étrendi változásaira vonatkozó RER-változások mérik).20 °C-on tartott nőstény és hím egerekben, összehasonlítva a 30 °C-on tartott megfelelő egerekkel.
Összefoglalva, tanulmányunk azt mutatja, hogy más tanulmányokhoz hasonlóan az 1. körben lévő normál súlyú egerek is hősemlegesek az előre jelzett 27,5 °C felett.Ezenkívül tanulmányunk azt mutatja, hogy az elhízás nem jelentős szigetelő tényező normál súlyú vagy DIO-s egerekben, ami hasonló hőmérséklet:EE arányt eredményez a DIO és a normál súlyú egerekben.Míg a normál súlyú egerek táplálékfelvétele összhangban volt az EE-vel, és így stabil testsúlyt tartott fenn a teljes hőmérsékleti tartományban, a DIO egerek táplálékfelvétele azonos volt különböző hőmérsékleteken, ami az egerek nagyobb arányát eredményezte 30 °C-on. .22°C-on több testsúlyt hízott.Összességében a termosemleges hőmérséklet alatti élet potenciális fontosságát vizsgáló szisztematikus vizsgálatok indokoltak, mivel az egér- és embervizsgálatok között gyakran megfigyelhető rossz tolerálhatóság.Például az elhízással kapcsolatos vizsgálatokban az általában gyengébb lefordíthatóság részben magyarázata az lehet, hogy az egér súlycsökkentő vizsgálatokat általában mérsékelten hideg stresszes, szobahőmérsékleten tartott állatokon végzik a megnövekedett EE miatt.Túlzott súlycsökkenés az egyén várható testsúlyához képest, különösen, ha a hatásmechanizmus az EE növelésétől függ a BAP aktivitásának növelésével, amely szobahőmérsékleten aktívabb és aktiválódik, mint 30 °C-on.
A dán állatkísérleti törvény (1987) és a National Institutes of Health (85-23. számú publikáció), valamint a kísérleti és egyéb tudományos célokra használt gerincesek védelméről szóló európai egyezmény (Európa Tanács 123. sz., Strasbourg) előírásaival összhangban , 1985) .
A 20 hetes hím C57BL/6J egereket a Janvier Saint Berthevin Cedex-től (Franciaország) szereztük be, és ad libitum standard ételt (Altromin 1324) és vizet (~22 °C) kaptak 12:12 órás világosság:sötét ciklus után.szobahőmérséklet.Hím DIO egereket (20 hetes) ugyanattól a szállítótól szereztünk be, és ad libitum hozzáférést kaptak 45%-ban magas zsírtartalmú étrendhez (katalógusszám: D12451, Research Diet Inc., NJ, USA) és vízhez nevelési körülmények között.Az egereket egy héttel a vizsgálat megkezdése előtt adaptáltuk a környezethez.Két nappal az indirekt kalorimetriás rendszerbe való átvitel előtt az egereket lemértük, MRI-vizsgálatnak vetették alá (EchoMRITM, TX, USA), és négy csoportra osztották, testtömegnek, zsírtartalomnak és normál testtömegnek megfelelően.
A vizsgálati terv grafikus diagramja a 8. ábrán látható. Az egereket a Sable Systems Internationals (Nevada, USA) zárt és hőmérséklet-szabályozott közvetett kalorimetriás rendszerébe helyezték át, amely élelmiszer- és vízminőség-monitorokat, valamint egy Promethion BZ1 keretet tartalmazott, amely rögzítette. aktivitási szinteket a sugártörések mérésével.XYZ.Az egereket (n = 8) külön-külön 22, 25, 27,5 vagy 30 °C-on helyeztük el, ágynemű, de menedék és fészkelőanyag nélkül, 12:12 órás világos-sötét ciklusban (világos: 06:00-18:00). .2500 ml/perc.Az egereket a regisztráció előtt 7 napig akklimatizáltuk.A felvételeket egymás után négy napon gyűjtötték össze.Ezt követően az egereket a megfelelő hőmérsékleten 25, 27,5 és 30 °C-on tartottuk további 12 napig, majd hozzáadtuk a sejtkoncentrátumokat az alábbiakban leírtak szerint.Eközben a 22°C-on tartott egércsoportokat ezen a hőmérsékleten tartottuk még két napig (az új kiindulási adatok gyűjtése érdekében), majd a hőmérsékletet minden második napon 2°C-os lépésekben emelték a fényfázis kezdetén ( 06:00) 30 °C eléréséig. Ezt követően a hőmérsékletet 22 °C-ra csökkentettük, és további két napig gyűjtöttük az adatokat.A 22 °C-on végzett további kétnapos rögzítés után bőrt adtunk az összes sejthez minden hőmérsékleten, és az adatgyűjtés megkezdődött a második napon (17. napon) és három napon keresztül.Ezt követően (20. nap) a fényciklus kezdetén (06:00) minden sejthez fészkelőanyagot (8-10 g) adtunk, és további három napig gyűjtöttük az adatokat.Így a vizsgálat végén a 22 °C-on tartott egereket ezen a hőmérsékleten tartottuk 21/33 napig, és 22 °C-on az utolsó 8 napig, míg az egyéb hőmérsékletű egereket ezen a hőmérsékleten tartottuk 33 napig./33 nap.Az egereket etettük a vizsgálati időszak alatt.
A normál súlyú és DIO egerek ugyanazokat a vizsgálati eljárásokat követték.A -9. napon az egereket lemértük, MRI-vizsgálatot végeztünk, és testtömegükben és testösszetételükben összehasonlítható csoportokra osztották őket.A -7. napon az egereket a SABLE Systems International (Nevada, USA) által gyártott, zárt hőmérséklet-szabályozott közvetett kalorimetriás rendszerbe helyeztük.Az egereket külön-külön helyeztük el ágyneművel, de fészkelő vagy menedékanyag nélkül.A hőmérséklet 22, 25, 27,5 vagy 30 °C-ra van állítva.Egy hét akklimatizáció után (-7. naptól 0. napig, az állatokat nem zavarták) négy egymást követő napon gyűjtöttük az adatokat (0-4. nap, az 1., 2., 5. ábrákon 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 csoportban a hőmérsékletet minden második napon 2°C-os időközönként emelték a hőmérsékleti ciklus (06:00 óra) beállításával a fényexpozíció kezdetén (az adatok az 1. ábrán láthatók). .A 15. napon a hőmérséklet 22 °C-ra esett, és két napon át adatokat gyűjtöttünk, hogy kiindulási adatokat kapjunk a további kezelésekhez.A 17. napon minden egérhez bőrt, a 20. napon pedig fészkelőanyagot adtunk (5. ábra).A 23. napon az egereket lemértük és MRI-vizsgálatnak vetették alá, majd 24 órán át magukra hagyták.A 24. napon az egereket a fotoperiódus kezdetétől (06:00) éheztettük, és 12:00-kor (6-7 óra koplalás) kaptak OGTT-t (2 g/kg).Ezt követően az egereket visszahelyeztük a megfelelő SABLE-körülményeikbe, és a második napon (25. napon) elaltattuk.
A DIO egerek (n = 8) ugyanazt a protokollt követték, mint a normál súlyú egerek (a fent és a 8. ábrán leírtak szerint).Az egerek 45%-os HFD-t tartottak fenn az energiafelhasználási kísérlet során.
A VO2-t és VCO2-t, valamint a vízgőznyomást 1 Hz-es frekvencián, 2,5 perces cellaidőállandóval rögzítettük.A táplálék- és vízbevitelt az élelmiszer- és vízvödrök tömegének folyamatos (1 Hz) rögzítésével gyűjtöttük össze.Az alkalmazott minőségellenőrző 0,002 g felbontást jelzett.Az aktivitási szinteket 3D XYZ nyalábsoros monitorral rögzítettük, az adatokat 240 Hz-es belső felbontással gyűjtöttük, és másodpercenként jelentették a teljes megtett távolság (m) számszerűsítésére 0,25 cm-es effektív térbeli felbontással.Az adatok feldolgozása a Sable Systems Macro Interpreter v.2.41-el történt, EE és RER kiszámításával, valamint a kiugró értékek (pl. hamis étkezési események) kiszűrésével.A makró értelmező úgy van beállítva, hogy ötpercenként az összes paraméterhez tartozó adatokat adjon ki.
Az EE szabályozása mellett a környezeti hőmérséklet az anyagcsere egyéb aspektusait is szabályozhatja, beleértve az étkezés utáni glükóz metabolizmust is, a glükóz-metabolizáló hormonok szekréciójának szabályozásával.Ennek a hipotézisnek a tesztelésére végül elvégeztünk egy testhőmérséklet-vizsgálatot úgy, hogy normál súlyú egereket provokáltunk DIO orális glükózterheléssel (2 g/kg).A módszerek részletes leírása a kiegészítő anyagokban található.
A vizsgálat végén (25. nap) az egereket 2-3 órán keresztül éheztettük (06:00 órától), izofluránnal érzéstelenítettük, és retroorbitális vénapunkcióval teljesen kivéreztettük.A plazma lipidek, valamint a hormonok és lipidek mennyiségi meghatározását a májban a Kiegészítő anyagok ismertetik.
Annak vizsgálatára, hogy a héj hőmérséklete okoz-e belső változásokat a zsírszövetben, ami befolyásolja a lipolízist, a vérzés utolsó szakasza után inguinális és mellékhere zsírszövetet vágtunk ki közvetlenül az egerekből.A szöveteket a Kiegészítő módszerekben leírt újonnan kifejlesztett ex vivo lipolízis vizsgálattal dolgoztuk fel.
A barna zsírszövetet (BAT) a vizsgálat befejezésének napján gyűjtöttük össze, és a kiegészítő módszerekben leírtak szerint dolgoztuk fel.
Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg.A grafikonokat a GraphPad Prism 9-ben (La Jolla, CA), a grafikákat pedig az Adobe Illustratorban (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA) szerkesztették.A statisztikai szignifikanciát GraphPad Prism-ben értékelték, és páros t-próbával, ismételt mérésekkel egyirányú/kétirányú ANOVA-val, majd Tukey többszörös összehasonlítási tesztjével, vagy párosítatlan egyirányú ANOVA-val, majd szükség szerint Tukey többszörös összehasonlító tesztjével tesztelték.Az adatok Gauss-eloszlását a tesztelés előtt D'Agostino-Pearson normalitásteszttel validáltuk.A minta mérete az „Eredmények” szakasz megfelelő részében, valamint a jelmagyarázatban van feltüntetve.Ismétlés alatt minden mérést ugyanazon az állaton (in vivo vagy szövetmintán) végeznek.Az adatok reprodukálhatóságát tekintve összefüggést mutattak ki az energiafelhasználás és az esethőmérséklet között négy független vizsgálatban, különböző egerekkel, hasonló vizsgálati tervvel.
A részletes kísérleti protokollok, anyagok és nyers adatok rendelkezésre állnak Rune E. Kuhre vezető szerző ésszerű kérésére.Ez a vizsgálat nem hozott létre új egyedi reagenseket, transzgenikus állat-/sejtvonalakat vagy szekvenálási adatokat.
A tanulmány tervezésével kapcsolatos további információkért tekintse meg a természetkutatási jelentés absztraktot, amely ehhez a cikkhez kapcsolódik.
Minden adat grafikont alkot.Az 1-7. számokat a Science adatbázis-tárában helyezték el, hozzáférési szám: 1253.11.sciencedb.02284 vagy https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Az ESM-ben látható adatok ésszerű tesztelés után elküldhetők 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 emberek helyettesítő modellje.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.és Tang-Christensen M. Laboratóriumi állatok, mint az emberek elhízásának helyettesítő modelljei.Acta Pharmacology.krimi 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Az új Mie állandó kiszámítása és az égési méret kísérleti meghatározása.Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Az egér hőszabályozó rendszere: hatásai az orvosbiológiai adatok emberre történő átvitelére.fiziológia.Viselkedés.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. No insulating effect of obesity. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. No insulating effect of obesity.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. és Nedergaard J. Az elhízásnak nincs izolációs hatása. 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. & 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. Az elhízásnak nincs izoláló hatása.Igen.J. Fiziológia.endokrin.anyagcsere.311, E202–E213 (2016).
Lee, P. et al.A hőmérséklet-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 arányos a testtömeggel és az alapvető anyagcsere-sebességgel sovány és túlsúlyos egyénekben.J. Szeretettel.biológia.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimális tartási hőmérséklet egerek számára, hogy utánozzák az emberek termikus környezetét: Kísérleti tanulmány. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimális tartási hőmérséklet egerek számára, hogy utánozzák az emberek termikus környezetét: Kísérleti tanulmány.Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J. Optimális házhőmérséklet egerek számára, hogy utánozzák az emberi termikus környezetet: Kísérleti tanulmány. Fischer, AW, Cannon, B. & 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. és Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. és Nedergaard J. Optimális tartási hőmérséklet az emberi termikus környezetet szimuláló egereknél: Kísérleti vizsgálat.Moore.anyagcsere.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR. Mi a legjobb tartási hőmérséklet az egérkísérletek emberre való átültetéséhez? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR. Mi a legjobb tartási hőmérséklet az egérkísérletek emberre való átültetéséhez?Keyer J, Lee M és Speakman JR. Mi a legjobb szobahőmérséklet az egérkísérletek emberre átviteléhez? 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. & Speakman, JRKeyer J, Lee M és Speakman JR Mi az optimális héjhőmérséklet az egérkísérletek emberre átviteléhez?Moore.anyagcsere.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Egerek, mint kísérleti modellek az emberi fiziológiához: amikor a ház hőmérséklete több fokos is. Seeley, RJ & MacDougald, OA Egerek, mint kísérleti modellek az emberi fiziológiához: amikor a ház hőmérséklete több fokos is. Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши как экспериментальные модели для физиологии человека: когда несколько градусов когда несколько градусов. Seeley, RJ & MacDougald, OA Az egerek mint kísérleti modellek az emberi fiziológiához: amikor néhány fokos hőmérséklet változást jelent egy lakásban. 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旦很重要 Seeley, RJ és MacDougald, OA Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA как экспериментальная модель физиологии человека: когда несколько градусов температ ение. Seeley, RJ és MacDougald, OA egerek, mint az emberi fiziológia kísérleti modellje: amikor néhány fokos szobahőmérséklet számít.Nemzeti anyagcsere.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. A válasz arra a kérdésre, hogy „Mi a legjobb házhőmérséklet az egérkísérletek emberre való lefordításához?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. A válasz arra a kérdésre, hogy „Mi a legjobb házhőmérséklet az egérkísérletek emberre való lefordításához?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Válasz a „Mi a legjobb szobahőmérséklet az egérkísérletek emberre átviteléhez?” kérdésre? 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够" Fischer, AW, Cannon, B. és Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. és Nedergaard J. válaszol arra a kérdésre, hogy „Mi az optimális héjhőmérséklet az egérkísérletek emberre átviteléhez?”Igen: termosemleges.Moore.anyagcsere.26, 1-3 (2019).
Feladás időpontja: 2022.10.28
